LabVIEW Real-Time gère un banc de test d’endurance des organes moteurs Renault

Author(s):
Marcel Auboiroux - MVI technologies

Industry:
ATE/Instrumentation, Machines/Mechanics, Industrial Controls/ Devices/ Systems, Automotive

Products:
Data Acquisition, LabVIEW, Multifunction DAQ, Real-Time

The Challenge:
Élaborer un banc de test des organes moteurs Renault, prenant en compte l’acyclisme.

The Solution:
Développer un banc piloté par une carte temps réel, des cartes d’acquisition et LabVIEW.

La Division Bancs d’Essai de MVI Technologies, filiale de Technicatome, développe des bancs d’essai pour les constructeurs automobiles, les équipementiers... Le banc d’endurance ORMO (Organes Moteurs) permet de tester les organes de distribution : courroie, pompe à eau, pompe à huile, arbre à cames... Pour s’affranchir des contraintes liées à un moteur thermique (carburant, pollution, automatisation plus difficile...) et compte tenu des performances souhaitées, une génération électrique d’acyclisme a été choisie. Pour reproduire le plus fidèlement possible le comportement d’un moteur thermique, le moteur électrique doit se comporter de façon acyclique, en faisant varier sa vitesse autour d’une vitesse moyenne.

Mise en oeuvre
Le banc est composé d’un bâti mécanique sur lequel se trouvent le moteur électrique, le moteur thermique sous test équipé d’un faux vilebrequin mais avec arbre à cames et la face de distribution (courroie, pompe à eau, pompe à huile...) placée dans une enceinte thermique. Une fois le moteur à tester mis en place, on va reproduire son cycle de vie (montées et descentes de régime) jusqu’à la casse de la courroie de distribution.
La principale difficulté consiste à faire de l’acyclisme avec un moteur électrique. Pour cela, on mesure l’acyclisme du moteur à un instant t, et en fonction de cette information, on envoie une consigne de pilotage via une boucle de régulation. Chaque cycle (lecture et pilotage) doit se faire en 20 ms. Afin de s’affranchir des latences et des blocages éventuels de Windows, nous avons choisi d’utiliser une carte d’acquisition temps réel de National Instruments (PCI-7030) faisant tourner LabVIEW Real-Time. Le PC de pilotage du banc contient aussi une carte compteur PCI-6602 ainsi qu’une carte d’acquisition multifonctions PCI-6025 E.
Sur le banc d’endurance, un codeur optique est lu par une entrée compteur de la carte 6602 à 10 kHz ; il permet de connaître la position angulaire instantanée du vilebrequin et d’en déduire l’amplitude et la phase de l’acyclisme. Le top de phase est ensuite transmis par bus RTSI (bus de synchronisation) à la carte temps réel. La carte temps réel reçoit aussi les informations de vitesse moyenne et d’amplitude de l’acyclisme et peut ainsi calculer la consigne à appliquer pour asservir ces différents paramètres (vitesse moyenne, amplitude et phase) au profil demandé. Le profil d’acyclisme demandé est fourni par Renault sous forme de fichier Excel qu’il suffit de lire. L’utilisation d’une carte temps réel permet d’embarquer la boucle de régulation qui devient indépendante du système d’exploitation. On est certain que les cycles effectués seront déterministes, c’est-à-dire qu’ils auront lieu précisément toutes les 20 ms et ne seront pas perturbés. On maîtrise donc mieux le pilotage du moteur et les contraintes de sécurité. La carte multifonctions du banc gère les E/S TOR de sécurité et acquiert la consigne du moteur sur une entrée analogique. Un essai d’endurance peut durer plusieurs mois jusqu’à ce qu’une des pièces casse. On connaît alors la durée de vie de cette pièce.
Pour pouvoir effectuer davantage de mesures, un banc d’instrumentation peut être ajouté, en option, au banc d’endurance. Des codeurs optiques renseignent sur les vitesses moyennes et les acyclismes des arbres à cames ; on mesure aussi le couple fourni par le moteur électrique au système via une entrée analogique, et d’autres capteurs peuvent être ajoutés sur demande.

Résultats
Nous utilisons LabVIEW depuis six ans et la prise en main de LabVIEW Real-Time s’est faite facilement, puisqu’elle s’inscrit dans la même logique. L’utilisation d’une carte d’acquisition temps réel convient bien aux applications nécessitant la mise en oeuvre d’une boucle de régulation.
La programmation sous LabVIEW nous permet de réduire nos temps de développement et donc de proposer des bancs bien finis à des prix plus compétitifs. Dix bancs identiques à celui-ci devraient être par la suite livrés à Renault.

Février 2001

Author Information:
For more information on this Case Study, contact:
Marcel Auboiroux
MVI technologies
445, rue Ampère L’étoile Z.I. Les Milles, BP 376
Aix-en-Provence CEDEX 3 13799
Tel: 04 42 90 17 30
marcel.auboiroux@mvi-technologies.fr

Browse All Case Studies »