LIFE09 ENV/IT/000216 “H2POWER_Hydrogen in fuel gas”


ECU
implementation

 


Utilizzo
ECU
–
EURO4
EFI
Technology.


Il veicolo è corredato di propulsore mod. 8149 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.

Setting
ECU
‐
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.

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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

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Cavo di connessione dedicato

Terminali di connessione

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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).

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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.

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Foto “modifica Sensore PMS”

Foto “modifica Sensore PMS”

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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.

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PIN OUT – Connettore destro 


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PIN OUT – Connettore sinistro 









Uscite a relè di bassa potenza 







Uscite a relè di potenza 


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Sensori di ingresso Crank e Camshaft 






Sensori di velocità a effetto Hall 







Ingresso sensori analogici lineari 



Sensori di temperatura










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EFI – Display parametri




Setting
Software
(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.

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.

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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 


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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.

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 iniezione tabelle grandezze controllate 


EFI – Mappa lambda closed loop 


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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.

EFI – Mappa valore lambda target base 


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EFI – Mappa anticipo di accensione