Projektstand CAN Reman / Project Status Report

Transkript

1 Projektstand CAN Reman / Project Status Report Dr. Stefan Freiberger Matthias Albrecht Constantin Brückner Josef Käufl Peter Lang Achille Infante

2 Folie 1 Inhalt / Table of Contents Projektstruktur Versuchsfahrzeug Elektro-Hydraulische Servopumpe Pumpenanbindung TRW Lenkwinkelsensor CAN CAN Datenbank Fehlerspeicher Analyse Prüfstand Prüfzyklus Konzept Projektstand und AusblickImprsione

3 Folie 2 Inhalt / Table of Contents Project Structure Test Vehicle Electro-Hydraulic Power Steering Linkage between car and pump TRW Steering Angle Sensor CAN Can Database Failure Analysis Test Bench Test Cycle Concept / Design Project Status and Outlook

4 Folie 3 CAN-Reman Projektstruktur / CAN Reman Project Structure Entwicklung eines Prüfstand Beschaffung von Referenzsystemen (TRW EHPS, Fahrzeug) Analyse der Referenzsysteme Eingangsgrößen Ausgangsgrößen Isolation der Pumpe vom Fahrzeug Simulation CAN Bus Restbussimulation Analyse d. Fahrzeuganbindung Verkabelung Beteiligte Steuergeräte Fehlerspeicher Analyse (CAN) Mögliche Fehler Löschen des Speichers CAN Bus Analyse Relevante IDs CAN Botschaften Reduzierung der Daten Analyse d. Sensoren PWM Signal Nachbildung z.b. durch Signalgeneratoren

5 Folie 4 CAN-Reman Projektstruktur / CAN Reman Project Structure Entwicklung Development eines of a test Prüfstand bench Beschaffung Acquisition von of Reference Referenzsystemen Systems (TRW EHPS, test Fahrzeug) vehicle) Analysis Analyse of der the Reference Referenzsysteme Systems Input Eingangsgrößen (parameters) Output Ausgangsgrößen (parameters) Isolation of der the Pumpe pump from vom the Fahrzeug vehicle CAN Simulation Bus simulation CAN Bus Restbussimulation simulation Analysis Analyse of pump d. Fahrzeuganbindung car interaction Wiring Verkabelung Involved Beteiligte controllers Steuergeräte Failure Fehlerspeicher Memory Analysis Analyse (CAN) Mögliche Possible Fehler failures Löschen Erasing of des the Speichers memory CAN Bus Analysis Analyse Relevante IDs CAN messages Botschaften Reduction Reduzierung of data der Daten Analyse Analysis d. of Sensoren Sensors PWM Signal Simulation Nachbildung e.g. z.b. using durch a signal Signalgeneratorengenerator

7 Folie 6 Versuchsfahrzeug (Polo 9N1) / Test Vehicle (Polo 9N1) VW Polo, 9N1 Modelljahr 2002 Motor: 1.2 Liter, 47kW, Motorkennung AZQ Nur CAN Antrieb und Diagnose Interface VW Polo, 9N1 Model Year 2002 Engine: 1.2 Liter, 47kW, Engine Code AZQ Only CAN powertrain and diagnostics interface Vernetzung der CAN Bus Systeme im Polo Modelljahr 2002 Quelle: Volkswagen AG (2001) SSP 263 Der Polo Modelljahr 2002, S.40, Wolfsburg

9 Folie 8 Servopumpe (EHPS) / Power Steering Pump Hersteller: TRW, Lenkhilfe V272 Anschlussstrom: 2-3A (Leerlauf), bis zu 100A (Lastfall) Drehzahl: 1100U/min (Leerlauf), U/min (schnelles Lenken) CAN IDs: 3D0 (Status), 5DE (Fehlerspeicher) Diagnose: Transportprotokoll TP1.6 und KW1281 Manufacturer: TRW, steering assist V272 Power Consumption: 2-3A (idle) up to 100A (load case) Revolution speed: 1100 rpm (idle), rpm (quick steering input) CAN IDs: 3D0 (status), 5DE (failure memory) Diagnostics: Transport protocol TP1.6 and KW1281 Gehäuse Rotor E-motor & Elektronik Pumpe Ölbehälter Anschlussfeld

11 Anbindung der Pumpe an das Fahrzeug / Linkage between Pump and Vehicle Folie 10 Anschlüsse der Pumpe: Spannungsversorgung (K30) Zündungsplus (K15) Masse CAN high (CAN-H) CAN low (CAN-L) Lenkwinkelsensor Power feed (K30) Plus terminal of ignition circuit (K15) Ground CAN high (CAN-H) CAN low (CAN-L) Steering angle velocity sensor Quelle: Volkswagen AG (2001) SSP 259 Die Elektro-Hydraulische Servolenkung, S.8, Wolfsburg

13 Folie 12 TRW Lenkwinkelsensor (LWS) / TRW Steering Sensor (LWS) Ermittelt Lenkgeschwindigkeit Kapazitiver Sensor Kapazitätsänderung ä durch Drehung des Rotors Ausgabe der Lenkgeschwindigkeit als PWM Signal LWS wird durch Generator mit PWM (1kHz, Pulsbreite 10%-70%) ersetzt Determines the steering velocity / steering input Capacitive sensor Rotation of the rotor results in a change of capacity Output of steering angle velocity as PWM signal Sensor is replaced by a generator with PWM (1kHz, width 10%-70%) Quelle: Prof Brasseur G. (2008) Forschung an der Fakultät für Elektrotechnik und Informatik, in Forschungsjournal der TU Graz, S.10, Graz. Quelle: Volkswagen AG (2001) SSP 259 Die Elektro-Hydraulische Servolenkung, S.8, Wolfsburg

15 Folie 14 CAN Bus Analyse CANoe / CAN Bus Analysis - CANoe Ermittlung und Zuordnung der IDs zu den verschiedenen Steuergeräten (z.b. ABS, Airbag, Motor, Kombi ) Analyse des Bus Timings Analyse und Interpretation der Botschaftsinhalte Nachbildung der Nachrichten Aufstellung einer Kommunikationsmatrix Determination and assignment of the IDs to the different controllers (e.g. ABS, airbag, engine, instrument panel) Analysis of the bus timing Analysis and interpretation of the message body Emulation of the messages Setup of a communication matrix

16 Aufbau einer CAN Datenbank für das Fahrzeug / Development of a vehicle CAN database Folie 15 In der CANdb++ werden alle projektrelevanten Informationen festlegt El Erlaubt einfachen Zugriff auf CAN Botschaften und die darin enthaltenen Signale Beschreibung aller Bitpositionen, Bit-anzahl sowie physikalische Einheit und lineare Umrechnungsformel Wird von allen OEMs und Zulieferern genutzt All project relevant information is stored in the CANdb++ The database allows easy access to CAN messages and the herein defined signals It describes all bit-positions, bit number as well as physical units and linear conversion formulas Used by all OEMs and suppliers.

18 Folie 17 Fahrzeugdiagnose via CAN / Vehicle Diagnostics via CAN Untersuchung der Diagnose mittels CANoe Analyse und Nachbildung der Transportprotokolle TP1.6 Analyse und Nachbildung der Diagnoseprotokolle KW1281 Ermittlung der Umrechnungsformeln für physikalische Werte Investigation of the diagnostics via CANoe Analysis and emulation of the transport protocol TP1.6 Analysis and emulation of the diagnostics protocol KW1281 Determination of conversion formulas for physical measurements

20 Folie 19 Isolation der Pumpe / Isolation of the Pump Eine Restbussimulation wurde in CANoe aufgebaut Simulation aller Steuergerät IDs und aller relevanten Signale Ergebnis: Isolation der Pumpe vom Fahrzeug Zusätzlich wurde eine Demonstrationstafel entworfen Setup of a restbus simulation in CANoe Simulation of all controller IDs and of the relevant signals Result: Isolation of the pump from the vehicle Additionally, a demonstration board was developed

22 Folie 21 Prüfzyklen / Test Cycles 1. Elektrische Überprüfung der Pumpe mittels CAN controller Auslesen und Löschen des Fehlerspeichers Codierung der Pumpe auf Betrieb mit LWS und ohne ESP Restbussimulation aller Steuergeräte Simulation unterschiedlicher Lenkgeschwindigkeiten durch Variieren der Pulsbreite im PWM Signal 1. Electrical inspection of the pump using our CAN controller Reading and erasing the failure memory Coding of the pump for operation with steering sensor and without ESP Restbus simulation of all participating CAN controllers Simulation of steering input by variation of the PWM signal Wissenstransfer: CAN Reman

23 Folie 22 Prüfzyklen / Test Cycles 2. Überprüfung der Pumpenleistung (Volumenstrom und Druck) Vollautomatische Einstellung der Prüfpunkte (Lenkwinkel & Fahrzeuggeschwindigkeit) Vollautomatische Aufnahme der Messpunkte Permanente Überwachung der Betriebszustände (Strom, Temperatur ) Automatische Auswertung der Messergebnisse 2. Inspection of the pump performance (flow rate and pressure) Fully automated setup of the measurements Fully automated recording of the measurements Permanent monitoring of the operating condition Fully automated evaluation of the measurements Wissenstransfer: CAN Reman

24 Folie 23 Prüfstand / Test Bench Entwicklungsziel: Vollautomatischer Prüfstand Dimensionen (L x B x H): 1200 mm x 800 mm x 970 mm Automobil spezifische Anschlusswerte für Versorgungsspannung, Strom (100A), Volumenstrom (16 l/min) und Öldruck (120 bar) CAN Steuerung: AT90CAN128 Updates für zukünftige Fahrzeugpumpen auf Wunsch erhältlich Auch als Upgrade für Pumpenprüfstand ab Generation 2 verfügbar Development target: Fully automated test bench Dimensions (L x W x H): 1200 mm x 800 mm x 970 mm Automotive specific values: voltage, current (100A), oil flow rate (16 l/min) und oil pressure (120 bar) CAN controller: AT90CAN128 Updates for future pump models will be available on demand Also available as upgrade for pump test bench generation 2 Wissenstransfer: CAN Reman

25 Folie 24 CAN-Reman Projektstruktur / CAN Reman Project Structure Entwicklung eines Prüfstand Isolation der Pumpe vom Fahrzeug Simulation CAN Bus Restbussimulation Beschaffung von Referenzsystemen (TRW EHPS, Fahrzeug) Analyse der Referenzsysteme Eingangsgrößen Ausgangsgrößen Analyse d. Fahrzeuganbindung Verkabelung Beteiligte Steuergeräte Fehlerspeicher Analyse (CAN) CAN Bus Analyse Mögliche Fehler Löschen des Speichers Relevante IDs CAN Botschaften Reduzierung der Daten Analyse d. Sensoren PWM Signal Nachbildung z.b. durch Signalgeneratoren

26 Folie 26 Ausblick (Zusammenfassung) / Outlook (Summary) Untersuchung der CAN Botschaft für die Fahrzeuggeschwindigkeit, sowie Implementierung und Validierung der Geschwindigkeit Erweiterung der CAN-Datenbank zum Polo 9N1 Konzeption und Umsetzung des Pumpenprüfstand Transfer des Know-how auf weitere Pumpen u. mechatronische Systeme Investigation of the CAN message that contains velocity information for the vehicle as well as implementation and validation of the vehicle velocity Enhancement of the CAN database for VW s Polo 9N1 Design and realization of the pump test bench Transfer of the know-how to further power steering pumps and mechatronic systems

27 Folie 27 Feedback für weitere Teile? / Feedback for new Parts? Welche Sorte Pumpe ist für Sie als Projektpartner als nächstes interessant? Welche weiteren Teile sollen im Rahmen des CAN Reman Projektes noch bearbeitet werden? Welchen Komplexitätsgrad sollen zukünftige Teile besitzen? (EHPS vs. Motorsteuergerät) Wir würden uns zu einem Feedback zu neuen Teilen, die als nächstes untersucht werden sollen, freuen. In which power steering pump will you be interested in the future? Are there new parts in which you would be interested? Which parts should be analyzed within the CAN Reman project? Future parts should focus on which degree of complexity? (EHPS vs. engine controller) We would very much appreciate if you could give us a feedback on new parts that should be investigated next.

28 Folie 28 Impressionen / Impressions