F1 : le SCXI fait la pole position

Author(s):
Jean-François Janneau - Peugeot Sport

Industry:
ATE/Instrumentation, Machines/Mechanics, Automotive

Products:
Data Acquisition, Multifunction DAQ, Signal Conditioning, LabWindows/CVI

The Challenge:
Définir un banc d’essais standard suffisamment flexible pour tester différents ensembles entrant dans la composition des moteurs de F1

The Solution:
Utiliser une centrale de conditionnement SCXI ainsi que des cartes d’acquisition de données rapides pilotées par LabWindows /CVI afin de contrôler le banc, enregistrer des données et analyser les résultats.

Travailler dans une équipe de F1, c’est travailler dans un laboratoire de recherche et de développement avec l’obligation de faire des résultats tous les week-ends. Dans ce cadre, le département Moteur F1 du site de Vélizy de Peugeot Sport effectue des essais, entre autres, sur des haut-moteurs (ensemble culasse, arbres à cames et soupapes) à une cadence d’une solution par semaine. Sur un moteur de F1, le rappel des soupapes n’est pas réalisé par un ressort mais par un système pneumatique (air comprimé) appelé "vérin". Compte tenu du coût des pièces, un des bancs utilise une culasse mono-cylindre dont les arbres à cames sont entraînés par un moteur électrique. Le système de graissage et de refroidissement est assuré par un circuit externe. Ce banc permet d’effectuer des mesures de type : pressions, températures, déplacements de soupapes...

Pratiquement, une couronne dentelée est fixée sur l’arbre à cames. C’est elle qui à chaque tour, via un capteur magnétique, déclenche les acquisitions rapides. Afin d’obtenir une précision suffisante, un boîtier externe a été développé et propose 1024 graduations sur 360°. Pour le reste, la culasse se retrouve truffée de capteurs qui permettent d’effectuer des mesures lentes ou rapides.

De l’importance du câblage
Peugeot Sport n’en n’est pas à son premier banc d’essais et c’est l’expérience acquise qui a conduit à prendre en compte, dès le départ, les contraintes de câblage et environnementales. C’est dans cette optique qu’un nouveau local, dont le câblage électrique a été entièrement revu, a été conçu.
Pour l’acquisition rapide, on utilise deux cartes de type PCI-6110 dont la connectique se retrouve "éclatée" sur des borniers BNC-2110. Sur la première carte, on utilise un trigger, une horloge, quatre voies d’acquisition, une voie analogique en sortie pour la commande du moteur électrique et une ligne numérique pour l’arrêt d’urgence. La deuxième carte PCI-6110 offre quatre voies d’acquisition et est synchronisée à la première via le bus de synchronisation RTSI.

Pour les acquisitions lentes, un châssis SCXI à quatre emplacements est utilisé. Il permet de ne faire passer qu’un seul câble entre la baie et le PC de contrôle. Dans le châssis, on trouve aussi un multiplexeur 32 voies dont la connexion aux capteurs se fait par l’intermédiaire d’un bornier BNC 2095. Il y a aussi un module SCXI-1126 qui acquiert les signaux modulés en largeur d’impulsion. Pour finir, un module thermocouple 32 voies est utilisé derrière un module terminal de type TC-2095.

Du point de vue logiciel, c’est LabWindows/CVI qui a été retenu. L’application se charge de la configuration des acquisitions, de la commande du moteur électrique, effectue les acquisitions et la surveillance (gestion d’un arrêt d’urgence). L’application permet de simuler le comportement du moteur sur certains circuits et effectue l’étude des courbes acquises. 25% du temps de développement ont été consacrés à l’acquisition de données tandis que les 75% restants furent consacrés à la sécurité, aux interfaces ainsi qu’aux nombreuses options de traitement et de surveillance.

L’avenir
Ayant validé les interfaces graphiques, les options de câblage et les choix matériels, l’avenir consiste à faire de ce type d’instrumentation un standard interne : on pense entre autres aux bancs de tests culasses poly-cylindres et pompes (huile et eau). Notre maîtrise du code ainsi qu’un emplacement laissé volontairement libre dans le châssis nous permettent d’envisager l’avenir de ce type d’instrumentation avec sérénité.

Décembre 1999

Author Information:
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Jean-François Janneau
Peugeot Sport
3, rue Latécoère, BP 68
Vélizy Cedex 78143
France
jf-janneau@calva.net

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