Présentation du C3M - Calculateur de Prototypage de Contrôle Moteur Fullpass

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1 Réf. CCEE_ISEO06_0524 Présentation du C3M - Calculateur de Prototypage de Contrôle Moteur Fullpass L. Genelot S. Husson N. Lestrée

2 SOMMAIRE Les missions des électroniciens de DPMO pour le prototypage Historique du prototypage Contrôle Moteur Le C3M Ses Applications Les développements en cours

3 Les missions des électroniciens de DPMO pour le prototypage Historique du prototypage Contrôle Moteur Le C3M Ses Applications Les développements en cours

4 Les missions des électroniciens de DPMO pour le prototypage Préconiser, développer, déployer et maintenir les solutions de prototypage rapide des fonctions électroniques embarquées, pour aide à la spécification des systèmes EE GMP et LAS. En particulier : Lois de commande fonctionnelles GMP et LAS Fonctionnel / dysfonctionnel EE Maîtrise de la chaîne complète de traitement des capteurs/actionneurs Maîtrise des réseaux émergents

5 Objectifs : Les missions des électroniciens de DPMO pour le prototypage Valider des concepts innovants avant passage en développement Valider les spécifications des fonctions embarquées avant livraison aux fournisseurs Obtenir l expertise des lois de commande proposées par les fournisseurs ou métiers concepteurs Disposer d un calculateur générique permettant de démarrer de nouveaux moteurs avant la réception des premiers calculateurs fournisseurs Enjeux : Industrialiser à moindre risque : Assurer la transition indispensable entre la simulation et la réalisation Etudier la faisabilité/portabilité en vue d une industrialisation livraisons intermédiaires FNR minimisées Conserver la maîtrise du développement des fonctions innovantes et stratégiques pour PSA Pour ce faire, le service PFL de prototypage rapide utilise notamment des systèmes standards dspace, autobox, microautobox,...!

6 Les missions des électroniciens de DPMO pour le prototypage Cas particulier : le contrôle moteur Répondre à l ensemble des besoins des projets innovation et développement : multi-injections, multi-allumages, acquisitions haute fréquence synchrones moteur, nombre de capteurs/actionneurs, Pas de système sur étagère Le besoin Système de prototypage (hardware et software) suffisamment complet et modulaire pour se concentrer uniquement sur la partie applicative: logiciels applicatifs (loi de commande contrôle moteur) développés sous SIMULINK avec génération automatique du code à embarquer, développement du logiciel bas niveau sous traité, système hardware modulaire et générique.

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8 Le PIM utilisé jusqu en 2002 Historique du prototypage CMM Simulink Stateflow Stratégies Période : 2ms carte processeur communication I/O bus Logiciel de base Période : 1 µs Codage C manuel Ram dual port 3 x µctrl Liaison filaire Conditionnement Analog input Digital input Digital output Power supply #

9 Historique du prototypage CMM Limitations du système PIM : Difficultés de maintenabilité du logiciel de base : Pas d évolutions majeures possibles depuis Saturation du nombre d E/S Saturation des Processeurs Nouveaux besoins : Augmentation du nombre de capteurs et d actionneurs, Nouvelles fonctions spécifiques : Acquisitions synchrones / temporelles haute fréquence, Gestion du multi allumage, Détection du cliquetis, Commande en interne du papillon motorisé, VVT, vanne EGR. $

10 Les missions des électroniciens de DPMO pour le prototypage Historique du prototypage Contrôle Moteur Le C3M Ses Applications Les développements en cours

11 Le C3M C3M : Calculateur de Maquettage Moteur Multifonctions Calculateur Contrôle Moteur Multifonctions Assure les fonctions nécessaires au pilotage d un moteur essence 4 ou 6 cylindres, injection directe ou indirecte. Calculateur de Maquettage Maîtrise totale du système : Matérielle et logicielle Flexibilité du système (Modulaire et surdimensionné) face aux besoins : du simple mode banc à un système embarqué sur véhicule. Autonomie Par rapport aux fournisseurs séries

12 Côté Matériel : Le C3M Système simple ou multi-processeurs associés à un système de conditionnement de signaux à un faisceau d interface avec le moteur CALCULATEUR dspace - Carte processeur (DS1005) - Carte I/O Numériques (injections, allumages) - Carte I/O génériques (Entrées / Sorties) - Carte CAN - Option cliquetis - Carte processeur (DS1005) - Carte I/O Acquisitions rapides Option Acquisitions Rapides - Carte processeur (DS1005) - Carte I/O Acquisitions rapides CONDITIONNEMENT - Carte puissance (pont en H) - Carte filtrage analogiques - FAISCEAU PSA

13 Côté Logiciel : Le C3M Logiciel Applicatif (Simulink) PSA - Stratégies Contrôle Moteur génériques - Stratégies spécifiques - Calibrations Logiciel de Base (Simulink) PSA - Gestion E/S génériques et spécifiques projets - Gestion inter système - Gestion des asservissements locaux - Interface Controldesk et Inca Instrumentation - ControlDesk - Inca PSA Logiciel de Base (C) dspace - Gestion Temps Réel - Gestion synchro, injections et allumages - Gestion Options (cliquetis, acq. rapides)

14 Logiciel Applicatif : Architecture Le C3M Architecture orientée temps réel permettant de contrôler totalement l ordre d exécution des tâches et des fonctions qui les composent. Logiciel Applicatif (Simulink) PSA Superviseur Général Ordonnanceur de tâches (noyau temps réel) Tâche PMH Acquisition 2 - Fonctionnel 3 - Commande Tâche 10ms 1 - Acquisition 2 - Fonctionnel 3 - Commande Tâche 100ms 1 - Acquisition 2 - Fonctionnel 3 - Commande Bus de données Bus de données

15 Planning de développement : les grandes dates Le C3M Fin 2001 : consultation fournisseurs sur CDC PSA Février 2002 : solution dspace retenue pour le développement du C3M : 7 lots planifiés en 2 livraisons lot 1 : iso-fonctionnalités du PIM lots 2 à 7: intègre les nouveaux besoins février 2002 : PSA lance le développement du conditionnement en interne mai 2002 : recette lot 1 avec dspace Allemagne à PADERBORN juillet 2002 : 1 er démarrage moteur avec un C3M mai 2003 : recette des lots 2 à 7 avec dspace France juillet 2003 : déploiement du 1 er C3M sur un projet!

16 Le C3M actuel : Multi-tâches (temporelles et angulaires) Synchronisation Régime Synchronisation AAC Gestion de 2 AAC Mesures du déphasage Type de cible (1 à 4 tops) configurable par logiciel Profil de cible configurable par calibration Fonction Démarrage rapide Injection Directe et Indirecte Multi-injections (jusqu à 5 pulses) Multi-allumages (jusqu à 7 pulses) Le C3M Détection Cliquetis (4 ou 6 cyl., capteur pression cyl. ou accéléromètre, acquisition configurable de fréquence comprise entre 50 et 60 khz) Acquisitions Rapides (4 ou 6 cyl., acquisition configurable de fréquence comprise entre 3 et 60 khz)

17 Les missions des électroniciens de DPMO pour le prototypage Historique du prototypage Contrôle Moteur Le C3M Ses Applications Les développements en cours "

18 Depuis 2003 : Les applications Nombreuses études pour les futurs moteurs Essence PSA utilisant le C3M : plusieurs études des systèmes de dépollution plusieurs études sur le compromis consommation/émission/performance etc... Nouveaux capteurs; nouveaux actionneurs à piloter Sur banc moteur et sur véhicule Utilisation de la version initiale du LDB dspace puis plusieurs demandes d'évolutions réalisées Systèmes actuellement en exploitation 2006 : «MINI» C3M avec pour principales fonctionnalités : Synchro régime / AAC, pilotage 1 ou 2 VVT, conditionnement spécifique => Déploiement de ce système sur plusieurs projets PSA #

19 Processus d'utilisation du C3M sur les projets : 1. Définition du besoin projet Définition des capteurs/actionneurs (Logiciel de Base PSA) Evolution logiciel applicatif (PSA) Evolution logiciel de base (dspace) 2. Conception du système de base Les applications 1. Ldb PSA (E/S; IS, ) 2. Intégration avec LdB dspace 3. Validation unitaire 1. Cdc Logiciel de base pour évolution 2. Développement : dspace France 3. Validation dspace / PSA 4. Validation PSA sur Applicatif 5. Accord de livraison 3. Développement du logiciel applicatif 1. Intégration 2. Validation unitaire $

20 Les applications 4. Validation du système 1. Validation sur table (baie SBO dspace simulant le moteur). 2. Validation sur moyen (moteur ou véhicule et banc). 5. Exploitation et maintenance du moyen Exploitation sur banc moteur (possibilité de connexion aux banc de calibration automatique) Exploitation sur véhicule (banc à rouleaux et sur piste)

21 Les missions des électroniciens de DPMO pour le prototypage Historique du prototypage Contrôle Moteur Le C3M Ses Applications Les développements en cours

22 Les développements en cours Évaluation du conditionnement dspace «RAPID PRO» sur 2 applications Conditionnement du «mini» C3M Régime, 2 AAC, 4 ADC, 2 ponts H (EGR, boîtier PAP), 2 PWMs (Hacheurs) VVT Validation sur moyen par rapport au conditionnement spécifique Projet Liaison au sol ( pilotage d amortisseurs continûment variables) Utilisation du module POWER UNIT en remplacement d un conditionnement fournisseur «boite noire» (Hacheur piloté à 2kHz)

23 Le C3M DIESEL Les développements en cours Objectifs : Disposer d un système de prototypage Fullpass, générique et temps réel, indépendant de tout fournisseur, utilisable aussi bien sur banc que sur véhicule Permettre de tester et valider rapidement les nouvelles spécifications fonctionnelles 5 des moteurs Diesel (avant envoi aux fournisseurs) Enjeux : Maîtrise des fonctions jugées stratégiques pour PSA, Autonomie vis à vis des fournisseurs de CMM : indépendance logicielle et travaux possibles avant le choix FNR, Validation sur moteur réel des spécifications fonctionnelles, Validation de nouvelles architectures fonctionnelles,

24 Les développements en cours Le C3M DIESEL Logiciel de Base en cours de développement chez dspace Logiciel Applicatif de contrôle moteur développé en interne PSA Boîtier de conditionnement des signaux développé en interne PSA Échanges avec des fournisseurs de systèmes d'injection sur la fourniture de drivers d injections piézoélectriques et solénoïdes.