OpenECU-M670原来可以这么用?

2020-08-07 00:28:12·  来源:北汇信息  作者:卓金尧编译  
 
Pi Innovo公司旗下的OpenECU-M670产品具有大量可定制的I/O,先进的飞思卡尔处理器,安全为导向的架构以及 OpenECU方便快捷的Simulink应用接口,其作为快速原型平
Pi Innovo公司旗下的OpenECU-M670产品具有大量可定制的I/O,先进的飞思卡尔处理器,安全为导向的架构以及 OpenECU方便快捷的Simulink应用接口,其作为快速原型平台具有非常广泛的应用范围:

• 自动驾驶车辆

• 车辆稳定性控制(ABS/TCS/ESC)

• 主动底盘(悬架,车身高度)

• 汽油机/柴油机 

• 自动变速箱

• 混合动力/纯电动整车控制

除了这些常规应用外,M670还被应用在相关特定领域,满足客户的各种特定需求,让我们一起来了解一下吧!

01  发动机启停系统开发

发动机启停技术初衷是环保节能,即为了满足有关燃油经济性和排放日益严格的法规,OEM厂商经常转向温和的混合动力技术。它允许发动机在车辆停止时熄火,然后通过释放制动器或踩下离合器快速重启,从而减少了发动机空转的时间。

利用此系统,在发动机第一次旋转内使发动机同步并开始燃烧变得至关重要。为了实现该目的,OpenECU平台软件基于M670控制器开发了可读取基于曲轴有向霍尔式传感器的脉宽信号,同时可提供实时曲轴位置的测量结果,在曲轴停止或反向转动时测量结果也可用。

此外,M670提供了一个曲轴同步的基础架构(客户可以直接调用的平台模块),可在向前检测到第二个曲柄齿时重新启动后恢复曲柄同步,而不是像传统情况那样等待检测曲柄区域同步点。这些特性为快速可靠完成燃烧提供了必要的架构设计。

 
图1 启停同步逻辑流程图

02  变速箱控制开发
 
挑 战
 
OEM对提高燃油经济性的持续要求推动了市场开发具有越来越多档位的自动变速箱。为了能够满足客户实现平稳高效的变速箱控制的需求,在新型的设计或即将到来的变速箱中使用了11档或更多。另外Pi Innovo在M670 OpenECU模块上提供了恒流驱动功能。

Pi团队基于OpenECU-M670基础上开发一种精确模拟电流源输出,作为电磁阀精确力的控制源,用于开发变速箱控制策略。
 
方 案
 
M670应用于需要精确电流控制的具体应用中,开发了一个原型变速箱控制算法。Pi Innovo公司的标准、现成的OpenECU硬件和软件被设计具有足够的灵活性,因此可以选择option来定制恒定电流输出的范围和分辨率,以及零电流偏移补偿算法和软件来满足客户的精确需求。
客户的应用程序开发需求可以通过特定的选项控制硬件配置得到满足。OpenECU Option M670B-00Z使用的组件具有更严格的公差值,以实现所需的精度。
 
实 现
 
PI团队与客户共同合作开发M670B-00Z,实现客户的特殊应用需求。使用OpenECU M670B-00Z进行的开发工作成功地实现了具有足够范围和精度的模拟恒流源,以满足客户后续开发工作的需要。

该特性可在多达8个输出引脚上使用,利用Infineon的TLE8242实现高精度(当使用自动零点时,超过温度+/- 2%的全量程误差)恒流驱动与反馈控制,每个通道的范围可达2.4A(范围可在硬件上配置)。

OpenECU平台软件提供必要的MATLAB Simulink模块库,可以直接对M670上的模块进行配置、驱动和监控输出。

由于恒流驱动输出的接口是基于模型的,客户可以在依赖Pi的硬件和平台软件实现的同时专注于高级变速箱应用。

03  KUKA发动机的下线检测 —— 实现控制多种发动机型号

通常,发动机控制单元(ECU)是为特定发动机开发的,并期望在ECU的使用寿命中与该发动机一起使用。然而,在KUKA的生产制造环境中,可能需要使用一个ECU测试具有完全不同配置的整个发动机家族。适应在不同的传感器和执行器上的多个发动机,对为单个发动机设计的ECU形成巨大挑战。

OpenECU提供了在发动机之间切换所需的灵活性,同时仍然是专门为发动机控制设计的。

这一功能由KUKA进行了测试,KUKA有一个热性能测试站,需要运行4种发动机类型带有不同曲柄外形、凸轮相位执行器、传感器通信协议(SENT vs Analog)。用于安装在车辆上的ECU将需要在发动机配置的每次更改时对ECU进行重新刷写。

使用 M670 和基于Simulink模型的发动机控制策略,所有类型的发动机都可以使用相同的软件运行,从而避免重复刷写的步骤,减少测试每台发动机所需的时间。实现单个ECU可以测试的多个发动机型号的目的。

04  美国环保署用于排放控制研究
 
挑 战
 
Pi Innovo 的 M670 硬件和 GDI 控制策略被美国环保署(EPA)用来做基于台架的研究。该项研究使用一个 4 缸直喷发动机,并带有双可变节气门正时。Pi Innovo 提供了 GDI 控制策略作为他们研究排放控制的初始模型,并帮助客户调试发动机台架。

EPA 想要对现有典型 GDI 发动机增加更多的排放控制,并且量化这些控制的益处以及评估可行性。为了达到这个目的, 一台量产车并放置到有台架的实验室中。由于量产控制器通常是黑盒,并且控制策略源码也不会开放给第三方,因此EPA 需要一个替代方案。

Pi Innovo的OpenECU发动机控制器、GDI控制策略和Pi Innovo系统与控制工程团队为此提供了解决方案。

这台发动机包含:

• Peak-and-hold low impedance fuel injectors

• 峰值保持低阻抗喷油器

• Peak-and-hold, synchronous fuel pump solenoid

• 峰值保持、同步电磁油泵

• Independent intake and exhaust cam phasing

• 独立的进气和排气凸轮轴相位

• 2.5 L displacement, 13:1 geometric compression ratio, electronic throttle control (ETC), injection pressures to 200bar

• 2.5 升排量,13:1 的压缩比,电子节气门控制,喷油压力达到 200bar

方 案
 
在整个工程支持阶段,Pi Innovo与客户一起了解应用程序的细节,从OpenECU GDI发动机控制策略开始,编写了一个针对客户发动机定制I/O的基于模型的控制策略。Pi 定义了线束,并交付OpenECU M670硬件用于安装在客户的台架上。

当软件准备好,台架组装好,Pi Innovo就协助进行了现场第一次点火测试,以验证系统是否正常工作,培训客户员工如何使用发动机控制工具链。之后为客户添加了相关软件扩展,用来使M670支持来自各种实验室级设备(客户不同传感器型号)的输入接口。

项目特点

• OpenECU Simulink API 平台软件

• OpenECU Engine Control Source Code 发动机控制策略源码

• OpenECU M670 硬件

• Pi 工程团队服务

05  复制UEGO功能
 
挑 战
 
客户使用ECU进行发动机控制时,并使用独立的UEGO界面ECU,但希望迁移到Pi的M670 ECU并提供集成解决方案。与此同时,完整的解决方案需要复制独立UEGO界面的现有行为,并使用客户的现有策略/算法。然而,在迁移期间,发动机性能的差异被观察到。
 
方 案
 
为了计算和动态调整发动机的空燃比,M670利用博世CJ125 Lambda Probe IC连接到2路 LSU 4.9 UEGO宽带氧气传感器(博世Lambda传感器)。
硬件接口之外,OpenECU软件平台负责与UEGO IC通信端口的初始化与周期性通信。通过使用OpenECU Simulink库,客户可以很容易地与传感器通信,以测量废气氧水平,作为发动机控制逻辑的输入。
 
实 现
 
在测试M670解决方案时,从独立解决方案转向集成解决方案的客户观察到发动机性能的差异。这个问题被确定为对来自氧传感器的输入的处理,PI能够隔离差异和修改平台软件和硬件接口以使接口可以被之前客户独立的ECU所控制,实现客户能够原封不动地保留了自己已经行之有效的算法。

06  为大众高尔夫量产ECU
 
挑 战
 
由于新的排放规定,现有生产的博世ECU不符合要求。为了达到成本和时间目标,Pi获得了为南非大众Citi-Golf提供ECU和发动机控制软件的业务。该系统必须满足欧洲ii排放,同时适应南非在燃料质量上的变化。驾驶性能和性能需要满足大众轿车的高标准。
 
方 案
 
Pi为大众 Citi-Golf开发了一个ECU和发动机软件。涵盖了三种不同的发动机功率输出。软件功能从OpenECU发动机控制移植到Citi-Golf ECU,并与大众工程师一块完成标定。

新特性包括:

• Closed loop fuel

• HEGO heater control

• Adaptive fuel and canister purge

• Catalyst heating and protection

 
结 果
 
该系统已成功投入量产,并一直运行到 Citi-Golf产品线的生命周期结束。
 
 
总 结

M670作为Open ECU的旗舰产品,凭借其灵活的平台设计和丰富的硬件支持,总能满足客户的各种定制化需求,解决客户的实际问题。本文介绍的案例里,哪一种应用是您需要的,快来留言给我们吧   
 
 

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