SMART ALTERNATOR - info.ivecoservice.cz · 2014. 12. 30. · Euro5+/VI Daily 4x2 Daily4x Part...

DEEC meeting December 2014

SMART ALTERNATORNová Daily

Dirk Ceulemans

Turin

Obsahuje dôverné informácie a obchodné tajomstvo CNH Industrial. Akéko vek pou�itie bez výslovného písomného súhlasu je striktne zakázané.

Smart AlternatorDEEC 2- 2014 2

Abstraktný systém inteligentného alternátoraPreh ad Energetického systémuHlavné rysyLogika architektúryKOMPONENTY

� Smart Alternator (s integrovaným IAM alebo inteligentný modul alternátora)� Batérie� IBS senzor (Inteligentný senzor batérie)

Stratégia smart alternátora

OBSAH


ABSTRACTRedukcia CO2 a zlep�enie výkonnosti motora

U moderných spa ovacích motoroch je po�adované vä �ie zní�enie emisií CO2 s cie omvýrazne zní�i spotrebu paliva a minimalizova emisie zne is ujúcich plynov.

V konven nom riadiacom systéme motora, nie je mo�né optimalizova ú innos alternátoraz h adiska emisií a spotreby paliva z dôvodu kon�tantného napätia, ktoré je stanovené a nie je modifikovate né.

Naopak, v systéme schopnom regulova napätie alternátora, hovoriac o takom alternátoreako o "inteligentnom�= SMART, by bolo mo�né optimalizova jeho ú innos v závislosti napracovných re�imoch vozidla / motora.

Tento systém vy�aduje ako prvé a predov�etkým komunika ný protokol medzi alternátoroma riadiacou jednotkou motora a �peciálny senzor, ktorý dostane údaje o stave nabíjaniabatérie.

Smart AlternatorDEEC 2- 2014

IAM Regulator

CAN BUS

LIN BUS

Battery Sensor

LIN BUS

4

V tejto prezentácii sa navrhuje stratégia riadenia pre reguláciu alternátora regulujúcehonapätie s cie om maximalizova jeho efektívnos / ú innos na základe podmienok motora avozidla.Toto sa vykonáva pou�itím "inteligentného modulu alternátora (IAM)", ktorý komunikuje pomocou LIN protokolu s riadiacou jednotkou motora (ECM), a "Intelligent SensoromBatérie (IBS)", ktorý poskytuje informácie o stave batérii (SOC).Tento systém je implementovaný na Novej Daily , naftovej verzii motora a boli dosiahnutéo akávané zlep�enia :

� Zvý�ila sa priemerná �ivotnos batérie (5% testované FGA).� Spotreba paliva sa zní�ila (-0,8 a� 2,5%)

v závislosti od typu vozidla a potvrdené to bolo simula ným testom)� Boli zní�ené emisie (o 2% pod a výsledkov skú�obného zariadenia)

ABSTRACTRedukcia CO2 a zlep�enie výkonnosti motora


Preh ad Energetického systémuV�eobecný popis

Navrhované rie�enie spo íva v regulácii napätia alternátora na základepodmienok motora a vozidla tak, aby sa maximalizovala jeho ú innos .

To sa vykonáva pomocou "inteligentného modulu alternátora (IAM)", ktorýkomunikuje s riadiacou jednotkou motora (ECM) pomocou LIN protokolu a"Intelligentného sensora batérie (IBS), ktorý poskytuje informácie o SOCbatérie.


Hlavné rysy stratégie riadenia sú:

vypnú alternátor pri tip-in manévroch, aby sa maximalizoval výkon;zvý�i za a� alternátora po as tip-out manévroch, pri brzdení alebo pri cut-off a po asodstávky za ú elom získania kinetickej energie, ktorá sa inak rozptýli vo forme tepla vbrzdách;Zapnutie alternátora po as chladných podmienok;ovládanie napätia alternátora v ustálených re�imoch ako funkcia SOC batérie, za a�enie len v prípade potreby

Preh ad Energetického systémuHlavné rysy


Preh ad Energetického systému


ECM riadi:

Alternátor cez LIN protokol zaslaním príkazu pre nastavenia kontrolného bodu;Stav vozidla / motora pre identifikáciu jazdných podmienok;Podmienky motora pre stanovenie hraníc regulácie napätia versus IAM modul;Rozsah regulácie napätia prichádzajúce z modulu BCM, porovnaním s ECM hranicami;Prenos diagnostických informácií prichádzajúcich z modulu IAM .

Preh ad Energetického systémuLogika Architektúry


BCM ovláda:

Elektrické za a�enie vozidla (napr. hmlovky alebo svetlomety, stiera e, vyhrievaniezadného okna) na vytvorenie rozsahu ovládacieho napätia a informácie odovzdá ECMmodulu cez CAN protokol;Prenos informácii o stave batérie (SOC, napätie, prúd, teplota) do ECM modulupochádzajúce z IBS modulu;Kontrolku Alternátora v prípade porúch.



IAM riadi:

Reguláciu napätia za ínajúc od nastavenej hodnoty prijatej cez LIN odECM;Odosielanie správ spätnej väzby prichádzajúcich z alternátora (napr.diagnostické informácie, prevádzkový pracovný cyklus).


IBS riadi:

Primárnou funkciou sníma a IBS je meranie prúdu, napätia a teplotybatérie, a výpo et stavu batérie z týchto hodnôt.Odoslanie SOC (stav nabitia), SOF (stav funkcií) a SOH (zdravotnéhostavu) cez LIN protokol do BCM.


11

Inteligentný (SMART) alternátor je nová generácia elektrických generátorov, kde jemo�né ovláda výstupné napätie priamo externou ECU prostredníctvom vyhradenéhokomunika ného protokolu.

KOMPONENTYSmart Alternator (IAM)

Alternator

Euro5+/VI Daily4x2

Daily4x4Part Number Ve kos Supplier F1A F1A S&S F1C

5801580927 150 A Smart Bosch X X X5801580939 150 A Smart Bosch X X X5801591930 180 A Smart Valeo X X X5801591939 180 A Smart Valeo X X5801580943 180 A Smart Valeo X X X5801580930 210 A Smart Bosch X X X5801580938 210 A Smart Bosch X X5801580941 210 A Smart Bosch X X X

PREDPIS a UPOZORNENIE:1. Odpojenie od 2-cestného konektora generuje závadu ECM, a alternátor bude be�a v základnom re�ime ako �tandardný

Alternátor s pevným výstupným napätím; Navy�e smart alternator sa spustí len vtedy, ak motor prebehne aspo raz 1300rpm pona�tartovaní (asi 3000 otá ok za minútu pre alternátor). V tomto prípade kontrolka batérie svieti, ale batéria je aj tak nabíjaná SAMstratégia nefunguje!

2. Alternátor je schopný urobi auto-diagnostiku a komunikova cez LIN s ECM, i je tam mechanická, tepelná alebo elektrická závada.


12

KOMPONENTYBatérie

Nové batérie pre Novú DAILY 2014 sú ur ené pre novú inteligentnú (SMART) reguláciu vdobíjaní. Bola zvolená nová mrie�ka tak, aby bol umo�nený vy��í nabíjací prúd po asfázy nabíjania. Kryt je úplne uzavretý a nie je mo�né ju doplni .Nové umiestnenie pod nástupnými schodíkmi zais uje lep�í výkon pri vy��ej teplote vzh adom k vä �ej vzdialenosti medzi batériou a motorom.

Pod schodíkmi je krabica pre 1 batériu typu L6 sov�etkými zainteresovanými zlo�kami:

� Senzor batérie (na záporný pól);� Poistková skrinka (CBA1 na kladnom póle);� Zemniaci kábel na obale;� Núdzový �tart pre núdzové �tartovanie v motorovom

priestore.


13

KOMPONENTYBatérie

TYPY TECHNOLÓGII BATÉRII

L6 110Ah � 850A; HCA (High Charge Acceptance)

L6 105Ah � 950A; MHF (Micro Hybrid Function)


IBS meria presné fyzikálne veli iny akumulátora s vysokou presnos ou, ako napríkladprúd, napätie a tie� teplotu a preto má mo�nos rozpozna stav nabitia batérie (SOC), stavfunkcii batérie (SOF) a stav zdravia batérie (SOH).

KOMPONENTYIBS Senzor

SENZOR IBS 12V:5801703963

2 CESTNÝ MQS KONEKTOR2 WAYS MQS CONNECTORCABLE SIDE:P/N 1/06086/97 � TAB. FIAT 91353/41


Výpo et dostupného zostatkového nabíjania pre výpo et profilu o SOC (stav nabitia)batérie.

Meranie napätia akumulátora pre výpo et zá a�ového profilu (po núc kapacitou, at .)SOF (stav funkcii).

Stanovenie zní�enia kapacity batérie v dôsledku starnutia. SOH (zdravotný stav).

KOMPONENTYIBS Senzor


Elektronický koncept

� idlo IBS pou�íva integrovaný obvod (ASIC, napríklad ADuC7032) prevyhodnotenie meraní.

KOMPONENTYIBS Sensor

ASIC = Application Specific Integrated Circuit


Aplika ný �pecifický integrovaný obvod - ASIC (Application Specific Integrated Circuit)obsahuje tri 16 bitové A / D prevodníky, ktoré zachytia a digitalizujú nasledujúce signály:

� Prúd Ibat

� Napätie UBat

� Teplotu TASIC

Digitálne hodnoty sú spracované 16/32 bitovým (ARM7TDMI) Mikrokontrolórom, ktorýzasiela do hlavného modulu (integrovaného v BCM) cez komunika ný protokol nazývanýLIN (LIN rozhranie 2.0,19.2 kBaud rýchlos komunikácie).

Mikrokontrolér je tie� integrovaný v ASIC.



PREDPIS a UPOZORNENIE:

1. Odpojenie napájania vozidla musí by vykonané len odstránením konektora Radzock(uzemnenie): v prípade, �e 2-cestný konektor je odstránený, IBS ide do resetu a je potrebnánová fáza kalibrácie (1-2x preto enie motora a najmenej 12 hodín odpo inku)

2. Sníma mô�e spravova rôzne batérie (max 14). BCM musí ma správny proxy súbor prepriradenie správnej batérie.

3. Pou�itie inej batérie, ktorá nie je kompatibilná a ur ená pre vozidlo, vedie k ve kej chybe vodhade SOC, SOH a SOF.

4. Poznámka: Merania s EASYBatt musí by vykonané priamo na póloch batérie. Sensor a CBAdáva vy��í ohmický odpor, ktorý ohrozuje meranie.


.


Stratégia Inteligentného Alternátora je distribuovaná funkcia. Jeden zo SAM (ModuleSmart alternátora) je vo vnútri ECM (riadiaci modul motora) a v závislosti na jazdnýchpodmienkach vozidla, ECM mení výstupné napätie tak, aby získal energiu, ktorá by bolainak stratená.

STRATÉGIA SYSTÉMUOvládací koncept


STRATÉGIA SYSTÉMUPopis algoritmu


Hlavné stavy (fázy) stratégie riadenia Smart Alternátora sú:

PB (Status 4): Passive Boost, Pasívne Nabíjanie, v ktorom je alternátor vypnutý po as� tip-in� manévroch. Pri rýchlom náraste, alebo alternatívne, pri po�iadavke vysokého zvý�enia absolútnej úrovne krútiaceho momentu, ECM riadi alternátor s úrov ou napätiatak nízkou ako je mo�né, v závislosti na medziach napätia stanovených BCM modulom.

RB (Status 6): Regenerative Braking, Rekupera né brzdenie, v ktorom alternátorrekuperuje pri brzdení. Ak vozidlo spoma uje (brzdí alebo manévre cut-off) ECM riadialternátor s úrov ou napätia tak vysoko, ako je to mo�né, v závislosti na medziach napätia stanovených BCM modulom.



SS (Status 5): Steady State, Ustálený stav, v ktorom je riadený SOC batérie. Mimovy��ie uvedených podmienok, ECM riadi napätie pre udr�anie optimálneho SOC, zvoleného ako kompromisná hodnota medzi spotrebou paliva a �ivotnos ou batérie.

CE (Status 3): Cold Engine Management, Riadenie studeného motora, v ktorom mô�e by alternátor:

� zapnutý po as chladných podmienok, za ú elom zvý�enia za a�enia motora pre urýchlenie uvedenia katalyzátora do innosti.

CRK (Status 2): Cranking Management- Mana�ment �tartovania v ktorom IAM je riadený po as �tartovania motora alebo automatického re�tartovania (pre funkciu Stop & Start). V priebehu �tartovacej fázy, v závislosti na otá kach motora, sú definované dvevýchodiskové iastkové fázy, v ktorých je nastavenie regulácie napätia udr�iavané najskôr dole (nízko), aby sa ah�ie zvý�ili otá ky motora a potom sa zvy�uje na vysokú hodnotu, aby sa zní�ili otá ky motora v �po-�tartovacej� fáze.



SHUTOFF (Status 9 or 8): Shutoff Management, - VYPNUTIE , Mana�ment Vypnutia v ktorom IAM je riadený po as vypnutia motora (bu manuálne od vodi a, aleboautomaticky zo stratégie Stop & Start). Pri vypnutí motora Modul ECM riadi alternátor súrov ou napätia tak vysoko, ako je to mo�né, pod a limitov stanovených BCM modulom,za ú elom zvý�enia za a�enia motora pre zní�enie �skákania� motora pri vypnutí a pre zrýchlenie celej operácie vypnutia.

QC (Status 7): Quick Charge, Rýchle nabíjanie, ke SOC je príli� nízky, je po�adované aby alternátor bol nastavený na najvy��iu mo�nú úrove napätia za ú elom urýchlidobíjanie batérie.

NP (Status 10): Normal Production - Normálna �výroba�, v ktorom IAM je nastavený na prípad zotavenia. V prípade chybových udalostí v systéme (bu problém so sú iastkoualebo komunika nou linkou, a to bu LIN alebo CAN-Bus), ECM riadi alternátor snastavením typickej výroby napätia (zvy ajne s hodnotami medzi 15V a 14.5V).



Stav nabitia CIE :

� Stratégia Smart Alternátora sa v podstate sna�í pracova so stavom SOC nabitia batériestanovenom na ur itú hodnotu definovanú v ECM datasete.

� Táto hodnota je zvy ajne tepelne kompenzovaná, tj mô�e sa meni v závislosti na vlastnostiachvozidla a spôsobu jazdy

� Standardné vozidlo : SOC cie 75%-80% (v schva ovacom procese)� Stop&Start vozidlo : SOC cie 85%



REGENERÁCIA BATÉRIE:

� Interne v ECM stratégii je asova . Ka�dých XX hodín stratégia zvý�i cie SOC na90% nezávisle od jazdných podmienok. Táto stratégia je u�ito ná z tohodôvodu,aby sa zabránilo pamä ovému efektu na batérii, ke systém pracuje dlhýas v stave iasto ného nabíjania.

� asova je spo iatku nastavený na 1440 hodín (2 mesiace) a hodnoty budúcichzmien asova a závisia od výsledkov predchádzajúcej regenerácie:

zlá regenerácia (nabíjanie príli� pomalé) zní�enie asova adobrá regenerácia (rýchle nabíjanie) zvý�enie asova a



Startování pomocí kabelV p ípad , �e vozidlo nelze nastartovat kv li n jakému problému s akumulátorem, p esv d te se, �e se nejedná o zkrat:v takovém p ípad vozidlo nelze nastartovat pomocí kabel .A akumulátor je t eba vym nit.

Pozor!V�eobecná upozorn ní Akumulátory

Nestartujte vozidlo pomocí kabel , pokud je akumulátor ve zkratu, mohl by explodovat! Krom toho by semohlo vá�n po�kodit startovací za ízení nebo druhé (pomocné) vozidlo.

Nestartujte pomocí kabel vozidlo bez akumulátoru, mohlo by se vá�n po�kodit nebo by mohlonesprávn fungovat.V p ípad , �e je akumulátor jen vybitý, m �ete vozidlo nastartovat pomocí kabel . Postup:

P ipojte kladný pól startovacího za ízení nebo akumulátoru druhého vozidla ke kladnému pólu vybitéhoakumulátoru;

P ipojte záporný pól externího akumulátoru k motoru vozidla s vybitým akumulátorem.Pokud p ipojíte nejd ív kladný a pak záporný pól, vylou íte mo�nost zkratu, ke kterému by do�lo, kdybystese nedopat ením dotkli druhou svorkou karosérie nebo motoru; p ipojení svorky záporného pólu k motoruzmen�uje pravd podobnost zkratu kv li vzájemné blízkosti obou svorek.

V�EOBECNÉ INFORMÁCIE

SMART ALTERNATOR - info.ivecoservice.cz · 2014. 12. 30. · Euro5+/VI Daily 4x2 Daily4x Part...

Documents

Transcript of SMART ALTERNATOR - info.ivecoservice.cz · 2014. 12. 30. · Euro5+/VI Daily 4x2 Daily4x Part...