ECU implementation. Utilizzo ECU EURO4 EFI Technology. Setting ECU Hardware

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1 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas ECUimplementation UtilizzoECU EURO4EFITechnology. Il veicolo è corredato di propulsore mod F1C 3000 e centralina ECU METATRON IAW 1AF. L attività di test effettuate con l utilizzo di miscele idro-metano a diverse percentuali di mixaggio necessitano di un controllo con diversi gradi di libertà su tutti i parametri del motore per poter raggiungere gli obiettivi target di sperimentazione. Per questo motivo si è reso necessario sostituire l ECU originale con una più performante e soprattutto totalmente parametrizzabile, caratteristiche riscontrate dalle ECU modello EURO4 di EFI Technology. L adozione di una ECU applicata alla sperimentazione del progetto H2Power necessita però di vari interventi di predisposizione a livello hardware e a livello software (settaggi mappe di gestione motore), come illustrato di seguito. SettingECU Hardware Il test al banco motore, prevede l installazione di sensoristica dedicata sul propulsore ed il cablaggio dei sensori (sonde lambda, termocoppie, apertura farfalla, sensore PMS, etc) mediante l apposito cavo dedicato (come foto). La sensoristica installata deve essere ampliata rispetto a quanto previsto nelle applicazioni di serie automotive, con l ausilio dei seguenti sensori distribuiti sul motore: Sonde di temperatura di tipo K per la misura della temperatura dei gas di scarico su ciascun ramo uscente dai cilindri e dell aria aspirata a monte e valle del corpo farfallato. Sonde Lambda di tipo lineare marca Bosch modello LSU 4.2 una sul collettore di scarico del cilindro1 e l altra sul collettore di raccolta dei singoli collettori di scarico.

2 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas Sonde temperatura di tipo PT100 alla mandata e al ritorno del circuito di raffreddamento Sonde temperatura di tipo PT1000 per la misura della temperatura dell olio motore misuratore di portata massico ad effetto Coriolis, Siemens MASS2100 Sensore di posizione albero motore (pick-up su ruota fonica) Sensore di fase (su distribuzione) Sensore di posizione farfalla (TPS) Sensore di pressione combustibile, monte e valle del riduttore finale Tartarini Pressione al collettore di aspirazione (MAP Manifold Air Pressure) Pressione, temperatura e umidità in ambiente Analizzatore di gas combusti Fischer-Rosemount NGA 2000 (low CO, high CO, CO2, O2, NO, NOx, HC) Controllo apertuta valvola a farfalla Centralina EFI Technology

3 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas Cavo di connessione dedicato Terminali di connessione

4 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas Motore cablato Banco Motore Adattamento sensore PMS giri Il sensore di "giri e PMS" (Punto Morto Superiore) ha il compito di rilevare la velocità di rotazione (rpm) del motore e il PMS di due dei quattro cilindri (nella classica configurazione dell albero motore i quattro pistoni si muovono a due a due, quando due, il 1 e il 4, sono al PMS gli altri due, il 2 e il 3, sono al PMI, Punto Morto Inferiore, dei primi due uno è in fase di compressione e l altro è in fase di scarico).

5 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas Nella maggior parte delle applicazioni questo sensore è di tipo induttivo. La variazione di campo magnetico, provocato dai denti del volano calettato sull albero motore, genera ai due terminali dell avvolgimento interno al sensore una tensione sinusoidale la cui frequenza permette alla centralina di determinare la velocità di rotazione. È inoltre presente un riferimento (un dente mancante sul volano) che informa la centralina riguardo alla posizione del PMS. Sensore PMS Il sensore originariamente presente sul motore Iveco e originariamente collegato alla ECU Magneti Marelli, è caratterizzato da due denti corti e da un dente lungo. Tale configurazione genera un segnale non omogeneo ai parametri di ingresso della ECU EFI Technology, che non riesce a svolgere così l operazione di fasatura. Per superare tale problema è necessario intervenire sulla conformazione del volano calettato, rimodellandone la conformazione dei denti al fine di fornire la corretta informazione di fase.

6 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas Foto modifica Sensore PMS Foto modifica Sensore PMS

7 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas Sonda lambda Sonda lambda collettore di raccolta degli scarichi Cablaggio connettori Di seguito vengono esplicitati i morsetti di connessione della ECU modello EURO4 di EFI Technology. Relativi allo schema elettrico riportato nell allegato A.

8 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas PIN OUT Connettore destro

9 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas PIN OUT Connettore sinistro Uscite a relè di bassa potenza Uscite a relè di potenza

10 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas Sensori di ingresso Crank e Camshaft Sensori di velocità a effetto Hall Ingresso sensori analogici lineari Sensori di temperatura

11 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas SettingSoftware(mappa) Ottimizzazione delle mappe del sistema di auto regolazione della combustione sulla nuova ECU EURO 4 di EFI Technology. La ECU di EFI Technology modello EURO 4 consente un controllo totale sui parametri gestiti mediante l utilizzo di un software avanzato. Il software è composto da due sistemi di interfaccia video: - Il display parametri EFI Displays; - L editor mappe EFI editor map. Il display parametri è personalizzabile per poter seguire in modalità on-line (durante il funzionamento del motore) le variazioni dei parametri desiderati; di seguito si riporta l immagine di una tipica console. EFI Display parametri L editor mappe consente invece di intervenire sulle singole mappe per impostare i parametri desiderati. Di seguito si riporta l immagine della schermata generale dove è possibile selezionare le mappe da variare.

12 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas EFI Editor mappe Di seguito si riporta a titolo esemplificativo una serie di mappe sulle quali è possibile intervenire per ottimizzare le prestazioni del motore in uso. EFI Mappe 8 iniettori gestione singola

13 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas È possibile ad esempio intervenire sui tempi di apertura dello specifico iniettore, correggendo la quantità di carburante, e quindi il rapporto stechiometrico, immesso nel singolo cilindro. EFI Mappa iniezione tabelle grandezze controllate Una possibilità per gestire i rapporti stechiometrici è l autoregolazione in closed loop sul lambda; ovvero si può variare sull apposita mappa il valore target di lambda e la ECU, tramite l analisi dei dati acquisiti dai sensori durante il giro di motore attuale, va a correggere le mappe di iniezione per il giro successivo. EFI Mappa lambda closed loop

14 LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas EFI Mappa valore lambda target base La modifica dei parametri si risolve mediante procedimento di interpolazione partendo da un valore di riferimento Fx che avvia una logica PID sino ad ottenere il valore più vicino al punto di lavoro. L introduzione di un ritardo o di un anticipo dell accensione in gradi del PMS può essere variata mediante la mappa illustrata sotto.

15 EFI Mappa anticipo di accensione LIFE09 ENV/IT/ H2POWER_Hydrogen in fuel gas