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Prof. Edson-20121 DISCIPLINA SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I (SGI) Prof. Edson.

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Apresentação em tema: "Prof. Edson-20121 DISCIPLINA SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I (SGI) Prof. Edson."— Transcrição da apresentação:

1 Prof. Edson DISCIPLINA SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I (SGI) Prof. Edson

2 Prof. Edson Objetivos Específicos da Aula: - Estratégias de Injeção Eletrônica (Pujatti) - Estratégias da Ignição Eletrônica (Pujatti ) - Sensores de Relutância Magnética (Lequesne et al., Magnetic Velocity Sensor, IEEE 1996) - Roda Fônica (Bosch 25 ed. Pág ) - Circuitos de Detecção de Sinal dos Sensores RMV. - LM1815 (Datasheet) - NCV 1124 (Datasheet) - Métodos de construção de software

3 PROF. Edson Uma contribuição ao controle de motores de combustão interna, BRAGA 2007

4 PROF. Edson Uma contribuição ao controle de motores de combustão interna, BRAGA 2007

5 PROF. Edson PdasDesenvolvimento de um sistema de gerenciamento para MCI – Pujatti

6 Prof. Edson :1 até 12:1 2:1 até 15:1 14.7:1

7 Prof. Edson Diagrama Esquemático do ECU de EFI Bosch K-Jetronic Gasoline Fuel Injection System K-Jectronic – Bosch Technical Instruction

8 Prof. Edson 20128

9 9 Arquitetura de Controle Luiz Glielmo, et al., Achitecture for eletronic control unit tasks in automotive engine control, 2000, IEEE

10 Prof. Edson Arquitetura de Controle Luiz Glielmo, et al., Achitecture for eletronic control unit tasks in automotive engine control, 2000, IEEE

11 Prof. Edson Arquitetura de Controle

12 Prof. Edson Rotina de Controle do Timer 0 INT_TIMER0 Recarrega TRM0 Ignição =1? Bomba=0 Bico=0 Tinj=0 N Decrementa Tinj Tinj=0? Bico=0 Tinj=0 S Retorna

13 Prof. Edson Rotina de Controle da Interrupção Externa INT_EXT Bomba =1? N Tinj=Valor_Calc Bico=1 S Retorna

14 Prof. Edson Rotina do Laço Principal Main Ignição =1? Calculo(Valor_Calc) Bomba=1 S Inicializa Variáveis Carrega Parâmetros Set do Hardware setup_adc_ports (RA0_analog); setup_adc(adc_clock_internal); set_adc_channel (0); setup_timer_0 (RTCC_INTERNAL | RTCC_DIV_16); // Define a taxa do Prescaler set_timer0(225);// Define o valor inicial do TMR0 enable_interrupts (global | int_timer0); // Habilita a interrupção // pin B0 and B1 are input and pins B[2-7] outputs set_tris_b(0b ); //the interrupt set to occur when the value changes //from low to high ext_int_edge(H_TO_L); //enables the interrupt at the given level, INT_EXT. enable_interrupts(GLOBAL); enable_interrupts(INT_EXT); set_adc_channel(0) Lê as entradas Analógicas TPS=read_adc(); Tempo p/ Pressurizar

15 Prof. Edson Estratégia Speed-Density

16 Prof. Edson Eficiência Volumétrica na Estratégia Speed-Density Notas de Aula Prof. Passarini – USP

17 Prof. Edson Todas as estratégias são dependentes de uma medida de frequência precisa para estabelecer as condições do motor. A rotina para medir frequência numa ECU é uma das mais importantes, visto que muitas tabelas e parâmetros estão relacionados com a rotação.. Notas de Aula Prof. Passarini – USP

18 Prof. Edson Interpolação de 1 variável Interpolação de 2 variáveis

19 Prof. Edson Notas de Aula Prof. Passarini – USP x y

20 Prof. Edson Tabelas de 1 variável Offset na partida

21 Prof. Edson Tabela de 2 variáveis Bomba de aceleração 1 lb=453,9 gramas Motor

22 Prof. Edson Tabela de 2 variáveis Avanço da ignição

23 Prof. Edson Nesta aula discute-se como medir a frequência de uma sinal usando a interrupção externa e do Timer 0. Colocar aqui o processo de leitura.

24 Prof. Edson Freqüência pelo Sensor Hall CMD Árvore RPMF(Hz)

25 Prof. Edson Hall com circuito de rampa para determinar o ponto de carga da bobina. O ponto S1 pode ser programado internamente nas unidades de ignição.

26 Prof. Edson Multi-Tasking e Operação em Tempo Real Quase todos os sistemas embarcados tem uma ou mais atividades que necessitam de um alto desempenho. No caso da ECU, muitas tarefas têm demandas de processamento simultâneo, ou quase simultâneo, como controle do tempo dos bicos injetores, leitura do sinal da roda fônica, leitura de sinais analógicos etc. O estilo de programação linear e seqüencial neste tipo de processo não permite que todas as tarefas sejam executadas no tempo correto. Portanto, é necessário que se conheça algumas técnicas de programação para tarefas de alto desempenho e para isto é necessário compreender as exigências em: - Multi-tasking ou Multi-tarefa - Operação em tempo real - Multi-tasking em programação seqüencial - Princípios da Operação em Tempo Real

27 Prof. Edson Multi-Tasking A operação Multi-Tasking é um processo na qual várias tarefas deveriam ser executadas simultaneamente, mas como a execução é seqüencial é necessário decidir o que deve ser feito primeiro e o que pode ficar para o final HALL TPS TEMP HEGO HALL TPS TEMP HEGO ECU

28 Prof. Edson Multi-Tasking A programação de um processo Multi-Tasking exige inicialmente a divisão do processo em tarefas de maneira que cada tarefa seja uma atividade distinta. Uma tarefa é uma função ou seção de um programa que executa claramente um propósito dentro de um processo

29 Prof. Edson Tarefas Sequenciais Abaixo temos um exemplo de um programa dividido em tarefas bem distintas e cujo tempo de execução varia conforme a demanda de cada tarefa. Ler Chave de Ignição Ler entradas Analógicas Ler Sensor Hall Calcular tempo de injeção Controlar Bico Tempo ~ 1s Tempo ~ 10ms Tempo ~ 1ms Tempo ~ 0.1ms Prioridades

30 Prof. Edson Multi-Tasking Observamos que na estrutura anterior há uma dependência e interferência muito grande nos processos mais rápidos com relação aos processos mais lentos. Logo, devemos criar tarefas que tenham mais prioridades sobre os outros. Ler Chave de Ignição Ler entradas Analógicas Ler Sensor Hall Calcular tempo de injeção Controlar Bico Display Comunicações Interrupções As interrupções priorizam os processos mais rápidos e dividem o tempo de processamento conforme a necessidade dos eventos Time- driven e Event-driven. Event-driven Time-driven Loop Principal

31 Prof. Edson Multi-Tasking em Programação Seqüencial As tarefas em uma programação sequencial devem ser executadas conforme a demanda do momento e devidamente sincronizadas com o processo, como uma Máquina de Estados. Ler Chave de Ignição Ler entradasAnalógicas Ler Sensor Hall Calcular tempo de injeção Controlar Bico Display Comunicações Interrupções Event-driven Time-driven Loop Principal Ler Chave? Analógica? Calcular? Display? ODBII?

32 Prof. Edson Multi-Tasking em Programação Seqüencial Internamente, as tarefas não devem monopolizar o processamento. Ler Sensor Hall Controlar Bico Interrupções Event-driven Time-driven setup_adc_ports (RA0_analog); setup_adc(adc_clock_internal); set_adc_channel (0); setup_timer_0 (RTCC_INTERNAL | RTCC_DIV_16); // Define a taxa do Prescaler set_timer0(225);// Define o valor inicial do TMR0 enable_interrupts (global | int_timer0);. while(chave_ignicao = = 1) { }

33 Prof. Edson Multi-Tasking – Máquinas de Estado Uma outra forma muito usual de programação no modelo Máquina de Estados é controlar temporalmente as Máquinas de estado (tarefas). Tim Wilmshurst, Deign Embeded System with Microcontroller PIC

34 Prof. Edson Multi-Tasking – Máquinas de Estado É possível também fazer com os estados sejam cíclicos, mas podem ser coordenados para executar tarefas fora de uma seqüência. Dogan Ibrahin, Advanced Pic Contttolker Programming in C

35 35 Para ter competência em programação são necessários: Conhecimento da linguagem Conhecimento de estrutura de dados Conhecimento sobre heurísticas e algoritmos Planejar, planejar, planejar e depois codificar Muita prática E aprender com programas que existem, ou seja, simular manualmente. E se possível, seguir algumas normas, tais como a da AUTOSAR (Automotive Open System Architecture) Prof. Edson

36 36 AUTOSAR Modularity Modularity of automotive software elements will enable tailoring of software according to the individual requirements of electronic control units and their tasks. Scalability Scalability of functions will ensure the adaptability of common software modules to different vehicle platforms to prohibit proliferation of software with similar functionality. Transferability Transferability of functions will optimize the use of resources available throughout a vehicles electronic architecture.

37 37 AUTOSAR Re-usability Re-usability of functions will help to improve product quality and reliability and to reinforce corporate brand image across product lines. Standardized interfaces Standardization of functional interfaces across manufacturers and suppliers and standardization of the interfaces between the different SW-Layers is seen as a basis for achieving the technical goals of Autosar

38 Prof. Edson Para atender aquelas exigências Planejar o software: Esteja certo que você compreende a conexão (importância) do hardware e software. Em sistemas embarcados as duas áreas são muito conectadas. Descreva em linguagem natural o que você deseja que o software execute. Saiba quais são os requisitos do software e hardware. Tente descrever quais seriam as variáveis de entrada e saída. Pense como um micro!

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40 Relutância Magnética A relutância é a resistência oposta à passagem do fluxo magnético e corresponde à resistência no circuito elétrico. A relutância é inversamente proporcional à seção transversal do seu trajeto. É a dificuldade imposta ao circuito magnético. Prof. Edson Chester Dawes, Curso de eletrotécnica, 1972

41 Algumas relações magnéticas importantes Prof. Edson

42 Quando há variação de Fluxo Magnético temos indução de corrente no fio. Prof. Edson Chester Dawes, Curso de eletrotécnica, 1972

43 Prof. Edson Lequesne et al., Magnetic Velocity Sensor, IEEE 1996 Sensor de Relutância Magnética

44 Prof. Edson Lequesne et al., Magnetic Velocity Sensor, IEEE 1996

45 Prof. Edson Sensores de Relutância Magnética Vantagens: - Podem trabalhar em altas temperaturas - Alta imunidade à vibrações - Robustez mecânica Aplicações - Controle de tração e anti-derrapagem - Controle de estabilidade - Detecção de posição do virabrequim

46 Prof. Edson Sensor de relutância magnética Bosch

47 Prof. Edson Sensor de relutância magnética Bosch

48 Prof. Edson Sensor de relutância magnética 58 dentes 6º por dente

49 Sensor de relutância magnética Prof. Edson Posicionado no 12º dente antes do TDC do cilindro 1

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51 Prof. Edson LOW HIGH

52 Prof. Edson Considerações para projeto - Ruído acoplado - Tensão máxima na freqüência máxima - Tensão mínima durante a partida - Variação da amplitude - Variação da freqüência - Variação da tensão de alimentação ??

53 Prof. Edson Considerações para projeto - Ruído acoplado - Tensão máxima na freqüência máxima - Tensão mínima durante a partida - Variação da amplitude - Variação da freqüência - Variação da tensão de alimentação - Em geral a tensão na partida fica em torno de 0.8V - Em marcha lenta entre 1.0V e 4.0V

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55 Prof. Edson NCV1124

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57 Prof. Edson Sinal no pino 3 é grampeado internamente Limitação de corrente de entrada dada por Rin=VP/3mA. Detecta cruzamento de zero. Pino 12 Largura de pulso ajustável. Pino 14 3 modos de operação. Pino 5.

58 Prof. Edson Modo 1: Pino 5 aberto Modo adaptativo, onde o valor da histerese acompanha o sinal de pico do sensor. (+/-75mV) < Vin < (+/-135mV) a histerese é em torno de 45mV. Se Vin > (+/-230mV) a histerese fica em torno de 80% do sinal de entrada, ou seja, o sinal de entrada deve ultrapassar esse valor. Modo 2: Pino 5 em VCC A histerese de entrada é fixado em 200mV. A saída somente comuta se Vin > 200mV. Modo 3: Pino 5 em GND A histerese é fixado em 0V +/- 25mV. Forma básica do detector de cruzamento de zero.

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