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OpenECU-M670原來可以這么用?

2020-08-07 00:28:12·  來源：北匯信息  作者：卓金堯編譯  
　
Pi Innovo公司旗下的OpenECU-M670產(chǎn)品具有大量可定制的I/O，先進(jìn)的飛思卡爾處理器，安全為導(dǎo)向的架構(gòu)以及 OpenECU方便快捷的Simulink應(yīng)用接口，其作為快速原型平
Pi Innovo公司旗下的OpenECU-M670產(chǎn)品具有大量可定制的I/O，先進(jìn)的飛思卡爾處理器，安全為導(dǎo)向的架構(gòu)以及 OpenECU方便快捷的Simulink應(yīng)用接口，其作為快速原型平臺具有非常廣泛的應(yīng)用范圍：

• 自動駕駛車輛

• 車輛穩(wěn)定性控制（ABS/TCS/ESC）

• 主動底盤（懸架，車身高度）

• 汽油機(jī)/柴油機(jī) 

• 自動變速箱

• 混合動力/純電動整車控制

除了這些常規(guī)應(yīng)用外，M670還被應(yīng)用在相關(guān)特定領(lǐng)域，滿足客戶的各種特定需求，讓我們一起來了解一下吧!

01  發(fā)動機(jī)啟停系統(tǒng)開發(fā)

發(fā)動機(jī)啟停技術(shù)初衷是環(huán)保節(jié)能，即為了滿足有關(guān)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放日益嚴(yán)格的法規(guī)，OEM廠商經(jīng)常轉(zhuǎn)向溫和的混合動力技術(shù)。它允許發(fā)動機(jī)在車輛停止時熄火，然后通過釋放制動器或踩下離合器快速重啟，從而減少了發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)的時間。

利用此系統(tǒng)，在發(fā)動機(jī)第一次旋轉(zhuǎn)內(nèi)使發(fā)動機(jī)同步并開始燃燒變得至關(guān)重要。為了實(shí)現(xiàn)該目的，OpenECU平臺軟件基于M670控制器開發(fā)了可讀取基于曲軸有向霍爾式傳感器的脈寬信號，同時可提供實(shí)時曲軸位置的測量結(jié)果，在曲軸停止或反向轉(zhuǎn)動時測量結(jié)果也可用。

此外，M670提供了一個曲軸同步的基礎(chǔ)架構(gòu)（客戶可以直接調(diào)用的平臺模塊），可在向前檢測到第二個曲柄齒時重新啟動后恢復(fù)曲柄同步，而不是像傳統(tǒng)情況那樣等待檢測曲柄區(qū)域同步點(diǎn)。這些特性為快速可靠完成燃燒提供了必要的架構(gòu)設(shè)計。

 
圖1 啟停同步邏輯流程圖

02  變速箱控制開發(fā)
 
挑 戰(zhàn)
 
OEM對提高燃油經(jīng)濟(jì)性的持續(xù)要求推動了市場開發(fā)具有越來越多檔位的自動變速箱。為了能夠滿足客戶實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)高效的變速箱控制的需求，在新型的設(shè)計或即將到來的變速箱中使用了11檔或更多。另外Pi Innovo在M670 OpenECU模塊上提供了恒流驅(qū)動功能。

Pi團(tuán)隊(duì)基于OpenECU-M670基礎(chǔ)上開發(fā)一種精確模擬電流源輸出，作為電磁閥精確力的控制源，用于開發(fā)變速箱控制策略。
 
方 案
 
M670應(yīng)用于需要精確電流控制的具體應(yīng)用中，開發(fā)了一個原型變速箱控制算法。Pi Innovo公司的標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)成的OpenECU硬件和軟件被設(shè)計具有足夠的靈活性，因此可以選擇option來定制恒定電流輸出的范圍和分辨率，以及零電流偏移補(bǔ)償算法和軟件來滿足客戶的精確需求。
客戶的應(yīng)用程序開發(fā)需求可以通過特定的選項(xiàng)控制硬件配置得到滿足。OpenECU Option M670B-00Z使用的組件具有更嚴(yán)格的公差值，以實(shí)現(xiàn)所需的精度。
 
實(shí) 現(xiàn)
 
PI團(tuán)隊(duì)與客戶共同合作開發(fā)M670B-00Z，實(shí)現(xiàn)客戶的特殊應(yīng)用需求。使用OpenECU M670B-00Z進(jìn)行的開發(fā)工作成功地實(shí)現(xiàn)了具有足夠范圍和精度的模擬恒流源，以滿足客戶后續(xù)開發(fā)工作的需要。

該特性可在多達(dá)8個輸出引腳上使用，利用Infineon的TLE8242實(shí)現(xiàn)高精度(當(dāng)使用自動零點(diǎn)時，超過溫度+/- 2%的全量程誤差)恒流驅(qū)動與反饋控制，每個通道的范圍可達(dá)2.4A(范圍可在硬件上配置)。

OpenECU平臺軟件提供必要的MATLAB Simulink模塊庫，可以直接對M670上的模塊進(jìn)行配置、驅(qū)動和監(jiān)控輸出。

由于恒流驅(qū)動輸出的接口是基于模型的，客戶可以在依賴Pi的硬件和平臺軟件實(shí)現(xiàn)的同時專注于高級變速箱應(yīng)用。

03  KUKA發(fā)動機(jī)的下線檢測 —— 實(shí)現(xiàn)控制多種發(fā)動機(jī)型號

通常，發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)是為特定發(fā)動機(jī)開發(fā)的，并期望在ECU的使用壽命中與該發(fā)動機(jī)一起使用。然而，在KUKA的生產(chǎn)制造環(huán)境中，可能需要使用一個ECU測試具有完全不同配置的整個發(fā)動機(jī)家族。適應(yīng)在不同的傳感器和執(zhí)行器上的多個發(fā)動機(jī)，對為單個發(fā)動機(jī)設(shè)計的ECU形成巨大挑戰(zhàn)。

OpenECU提供了在發(fā)動機(jī)之間切換所需的靈活性，同時仍然是專門為發(fā)動機(jī)控制設(shè)計的。

這一功能由KUKA進(jìn)行了測試，KUKA有一個熱性能測試站，需要運(yùn)行4種發(fā)動機(jī)類型帶有不同曲柄外形、凸輪相位執(zhí)行器、傳感器通信協(xié)議(SENT vs Analog)。用于安裝在車輛上的ECU將需要在發(fā)動機(jī)配置的每次更改時對ECU進(jìn)行重新刷寫。

使用 M670 和基于Simulink模型的發(fā)動機(jī)控制策略，所有類型的發(fā)動機(jī)都可以使用相同的軟件運(yùn)行，從而避免重復(fù)刷寫的步驟，減少測試每臺發(fā)動機(jī)所需的時間。實(shí)現(xiàn)單個ECU可以測試的多個發(fā)動機(jī)型號的目的。

04  美國環(huán)保署用于排放控制研究
 
挑 戰(zhàn)
 
Pi Innovo 的 M670 硬件和 GDI 控制策略被美國環(huán)保署（EPA）用來做基于臺架的研究。該項(xiàng)研究使用一個 4 缸直噴發(fā)動機(jī)，并帶有雙可變節(jié)氣門正時。Pi Innovo 提供了 GDI 控制策略作為他們研究排放控制的初始模型，并幫助客戶調(diào)試發(fā)動機(jī)臺架。

EPA 想要對現(xiàn)有典型 GDI 發(fā)動機(jī)增加更多的排放控制，并且量化這些控制的益處以及評估可行性。為了達(dá)到這個目的， 一臺量產(chǎn)車并放置到有臺架的實(shí)驗(yàn)室中。由于量產(chǎn)控制器通常是黑盒，并且控制策略源碼也不會開放給第三方，因此EPA 需要一個替代方案。

Pi Innovo的OpenECU發(fā)動機(jī)控制器、GDI控制策略和Pi Innovo系統(tǒng)與控制工程團(tuán)隊(duì)為此提供了解決方案。

這臺發(fā)動機(jī)包含:

• Peak-and-hold low impedance fuel injectors

• 峰值保持低阻抗噴油器

• Peak-and-hold, synchronous fuel pump solenoid

• 峰值保持、同步電磁油泵

• Independent intake and exhaust cam phasing

• 獨(dú)立的進(jìn)氣和排氣凸輪軸相位

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

• 2.5 升排量，13:1 的壓縮比，電子節(jié)氣門控制，噴油壓力達(dá)到 200bar

方 案
 
在整個工程支持階段，Pi Innovo與客戶一起了解應(yīng)用程序的細(xì)節(jié)，從OpenECU GDI發(fā)動機(jī)控制策略開始，編寫了一個針對客戶發(fā)動機(jī)定制I/O的基于模型的控制策略。Pi 定義了線束，并交付OpenECU M670硬件用于安裝在客戶的臺架上。

當(dāng)軟件準(zhǔn)備好，臺架組裝好，Pi Innovo就協(xié)助進(jìn)行了現(xiàn)場第一次點(diǎn)火測試，以驗(yàn)證系統(tǒng)是否正常工作，培訓(xùn)客戶員工如何使用發(fā)動機(jī)控制工具鏈。之后為客戶添加了相關(guān)軟件擴(kuò)展，用來使M670支持來自各種實(shí)驗(yàn)室級設(shè)備(客戶不同傳感器型號)的輸入接口。

項(xiàng)目特點(diǎn)

• OpenECU Simulink API 平臺軟件

• OpenECU Engine Control Source Code 發(fā)動機(jī)控制策略源碼

• OpenECU M670 硬件

• Pi 工程團(tuán)隊(duì)服務(wù)

05  復(fù)制UEGO功能
 
挑 戰(zhàn)
 
客戶使用ECU進(jìn)行發(fā)動機(jī)控制時，并使用獨(dú)立的UEGO界面ECU，但希望遷移到Pi的M670 ECU并提供集成解決方案。與此同時，完整的解決方案需要復(fù)制獨(dú)立UEGO界面的現(xiàn)有行為，并使用客戶的現(xiàn)有策略/算法。然而，在遷移期間，發(fā)動機(jī)性能的差異被觀察到。
 
方 案
 
為了計算和動態(tài)調(diào)整發(fā)動機(jī)的空燃比，M670利用博世CJ125 Lambda Probe IC連接到2路 LSU 4.9 UEGO寬帶氧氣傳感器(博世Lambda傳感器)。
硬件接口之外，OpenECU軟件平臺負(fù)責(zé)與UEGO IC通信端口的初始化與周期性通信。通過使用OpenECU Simulink庫，客戶可以很容易地與傳感器通信，以測量廢氣氧水平，作為發(fā)動機(jī)控制邏輯的輸入。
 
實(shí) 現(xiàn)
 
在測試M670解決方案時，從獨(dú)立解決方案轉(zhuǎn)向集成解決方案的客戶觀察到發(fā)動機(jī)性能的差異。這個問題被確定為對來自氧傳感器的輸入的處理，PI能夠隔離差異和修改平臺軟件和硬件接口以使接口可以被之前客戶獨(dú)立的ECU所控制，實(shí)現(xiàn)客戶能夠原封不動地保留了自己已經(jīng)行之有效的算法。

06  為大眾高爾夫量產(chǎn)ECU
 
挑 戰(zhàn)
 
由于新的排放規(guī)定，現(xiàn)有生產(chǎn)的博世ECU不符合要求。為了達(dá)到成本和時間目標(biāo)，Pi獲得了為南非大眾Citi-Golf提供ECU和發(fā)動機(jī)控制軟件的業(yè)務(wù)。該系統(tǒng)必須滿足歐洲ii排放，同時適應(yīng)南非在燃料質(zhì)量上的變化。駕駛性能和性能需要滿足大眾轎車的高標(biāo)準(zhǔn)。
 
方 案
 
Pi為大眾 Citi-Golf開發(fā)了一個ECU和發(fā)動機(jī)軟件。涵蓋了三種不同的發(fā)動機(jī)功率輸出。軟件功能從OpenECU發(fā)動機(jī)控制移植到Citi-Golf ECU，并與大眾工程師一塊完成標(biāo)定。

新特性包括：

• Closed loop fuel

• HEGO heater control

• Adaptive fuel and canister purge

• Catalyst heating and protection

 
結(jié) 果
 
該系統(tǒng)已成功投入量產(chǎn)，并一直運(yùn)行到 Citi-Golf產(chǎn)品線的生命周期結(jié)束。
 
 
總 結(jié)

M670作為Open ECU的旗艦產(chǎn)品，憑借其靈活的平臺設(shè)計和豐富的硬件支持，總能滿足客戶的各種定制化需求，解決客戶的實(shí)際問題。本文介紹的案例里，哪一種應(yīng)用是您需要的，快來留言給我們吧   
 
 

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