ecomat mobile in de autosport

Als op het racecircuit betrouwbaar hoge vermogens moeten worden aangewend zonder de motor of de aandrijflijn te overbelasten, dan moeten de relevante processen worden gecontroleerd. Hier kunt u ervaren welke bijdrage de producten van ecomat mobile daarvoor kunnen leveren.

Sensoren bewaken relevante bestruringsdata van de racewagen

Tijdens de jacht op de beste tijd is nauwkeurigheid van belang. Luchtdruk, benzinedruk, koelmiddeltemperatuur, oliedruk: als een kenmerk van de optimale waarde afwijkt, dreigt vermogensverlies (en dus ook secondeverlies), en in het ergste geval zelfs het verlies van de motor. In deze racewagen, een Nissan Silvia, worden daarom de belangrijkste meetwaarden permanent door mobiele, snel reagerende sensoren gemeten, in de cockpit in realtime weergegeven en voor analyse opgeslagen.

HMI: Commandocentrum in de cockpit

De centrale interface tussen berijder en auto is in dit geval de robuuste HMI CR1077, die centraal binnenin de auto is geïnstalleerd. Tijdens de rit worden de belangrijkste gegevens op het overzichtelijke dashboard weergegeven. Via ander op te vragen weergaven worden grafieken getoond, zoals het verloop van het benzineluchtmengsel of de centrifugale en versnellingskrachten.

Temperatuur, centrifugale kracht, objecten: alles wordt vastgelegd

De in de CAN-bus geïntegreerde ioControl-module CR2052 in de motorruimte leest de signalen van de ingebouwde sensoren en schakelt het relais voor extra koeling in of een magneetklep om de olietoevoer van de motor te optimaliseren. Daardoor kan het vermogen van de auto continu binnen het gewenste bereik blijven.

Ethernet-achteruitrijcamera

De ioControl-module bewaakt bovendien het achteruitrijsignaal, om de Ethernet-achteruitrijcamera in te schakelen. Het groothoekbeeld wordt via Ethernet naar het display gestuurd, zodat manoeuvreren in de paddock veiliger wordt en botsingen met objecten worden vermeden.

Mobiele Ethernet-camera

Dynamische hellingsensor

Dankzij de combinatie van de 3D-MEMS-acceleratiemeetcel met een 3D-gyroscoop legt de dynamische hellingsensor JD elke beweging van de auto vast. De opgeslagen acceleratie geeft in de gdataregistratie informatie over de richting van de bochten en het remmoment. Via de aangesloten CAN worden de live data van de sensor op het ecomatDisplay weergegeven.

Onderhoud op afstand vanuit de pitstraat

Maar niet alleen in de cockpit kunnen op elk moment de gegevens van de auto worden uitgelezen. Dankzij de Mobile IoT-modem met radio, GPS en WLAN worden de gegevens live vanaf het traject naar de pits gestuurd.

Lees hier in detail over meer functies waarmee u de raceauto veilig binnen de limieten kunt besturen.

Probleem

Door hoge dwars- en lengtekrachten bij het versnellen en remmen beweegt de olie veel in het oliecarter. De oliepomp zuigt tijdens korte momenten alleen lucht aan. Het gevolg: de oliedruk daalt en de lagerelementen in de motor worden erg beschadigd.

Olie in zicht

Met behulp van de in de kofferruimte gemonteerde oliedrukbuffer moet precies op die momenten het tekort aan olie voor de motor worden aangevuld. Bovendien moet voor de start van de motor handmatig olie in de lagers worden gepompt, zodat die worden gesmeerd en weinig slijten bij een koude start. Het oliedrukbuffer heeft een luchtdruk van ongeveer 1bar. Die waarde wordt bewaakt door een druksensor PU5404, waarvan het analoge signaal in de kofferruimte door een I/O-module CR2012 op de CAN-bus wordt ingelezen. Tussen het oliedrukbuffer en de motor is een magneetklep geschakeld, die in de richting van het buffer altijd open is, zodat deze altijd wordt geladen als de motoroliedruk hoger is dan de druk in het oliereservoir.

De oplossing met ifm-componenten

De motoroliedruk wordt door een druksensor PT9543 aan de motorregeleenheid doorgegeven. Daar is een karakteristiek vastgelegd, die de oliedruk volgens het motortoerental bewaakt. Beide waarden stijgen ongeveer proportioneel ten opzichte van elkaar.
Als de oliedruk onder de waarde voor het motortoerental zakt, schakelt de motorregelunit een signaal op een binaire ingang van de ecomatDisplay. De tweede ingang van de daar geprogrammeerde “OR”-bouwsteen is het signaal achter een toegewezen touch-button op het displayscherm. Is een van de twee signalen actief, dan geeft het display via de I/O-moduleioControl het commando om de magneetklep te openen, waardoor olie uit het onder druk staande oliedrukbuffer naar de motor stroomt en drukverlies van de motorolie wordt verhinderd.

Temperatuurmeting in overbrenging en differentieel

Andere relevante informatie wordt o.a. geleverd door de temperatuursensoren van de overbrenging (TU3105) en het differentieel (TM5101), die ook met ioControl zijn geïntegreerd. Stijgt de olietemperatuur voorbij een gedefinieerde waarde, dan daalt het prestatievermogen van het smeermiddel, wat schade aan de lagers kan veroorzaken. In geval van een temperatuuroverschrijding wordt de berijder daarom via het display gewaarschuwd, zodat hij de belasting van de aandrijflijn kan verminderen om schade te voorkomen.

Benzinedrukmeting

Behalve de oliedruk is ook de benzinedruk een belangrijke waarde. Is die ten opzichte van de oplaaddruk te laag, dan ontstaat een te arm benzineluchtmengsel, wat ernstige schade kan veroorzaken. Daalt de druk heel snel door lekkage, dan kan al gauw brand in de motorruimte ontstaan. Een waarschuwingsniveau die voor de ecomatDisplay is geprogrammeerd, alarmeert de bestuurder als de benzinedruk onder de ingestelde waarde zakt.

Inductieve Kplus-sensor voor “flatshifting”

Het idee het plaatsen van een inductieve Kplus sensor achter het gaspedaal IFS286 geeft tijdwinst bij het schakelen door “flatshifting”. De turbocompressor draait die met 160.000 tpm draait verliest veel van het toerental als tijdens het schakelen de gaspedaal wordt gesloten en een overdrukventiel moet worden geopend, zodat de compressordruk kan worden afgeblazen die anders voor de gesloten gaspedaal zou ontstaan. Wordt na het schakelen door de bekrachtiging van het gaspedaal de gasklep weer geopend, dan moet de turbocompressor de druk eerst opnieuw opbouwen, waardoor tijdens het racen waardevolle tijd wordt verloren.

De ontsteking wordt onderbroken door de sensor te dempen met behulp bvan een aluminium schakelvaan die op het koppelingspedaal is gemonteerd. Daardoor is de aandrijflijn op dat moment niet belast, alhoewel het gaspedaal weer tegen de vloer is gedrukt. De gasklep blijft ondertussen open, waardoor het toerental van de turbocompressor maar weinig zakt.

Inductieve toerentaldetectie

Omdat met achterwielaandrijving in het bijzonder op natte wegen voorzichtigheid is geboden, wordt hier een programmeerbare tractieregeling van de achteraf geïnstalleerde motorregeleenheid toegepast.
Ze vergelijkt de wielsnelheid van de voor- en achteras en vermindert de ontstekingshoek voor het vermogen als de achteras sneller draait dan de vooras. De gevoeligheid kan met een potentiometer worden ingesteld. Voor de toerentaldetectie van de wielsnelheid dient het Hall-signaal van de ABS-sensoren aan de vooras. Dat signaal is aan de achteras echter te gevoelig. De oplossing is een inductieve M12-sensor, die de aandrijfas scant. De verschillende frequentie van de vooras kan eenvoudig aan het bestruingssysteem worden “geteacht”.

Capacitieve sensoren voor niveaubewaking

Om een gering koelmiddelverlies te herkennen wordt het niveau van het koelmiddelexpansievat met een KQ6003 bewaakt. Zakt het niveau tot een minimum, dan toont de alarmmanager van de ecomatDisplay dat aan de beridjer.

Een andere KQ6 bewaakt het niveau van het reservoir van de sproeiervloeistof.
De sproeiervloeistof wordt ook op de compressorluchtkoeler gespoten als de compressorluchttemperatuur een drempelwaarde bereikt. Bij een te laag niveau wordt de sproeier niet actief om de pomp te beschermen tegen drooglopen. In de ecomatDisplay is ook de regeling voor de sproeikoeling en de droogloopbeveiliging van de pomp geprogrammeerd.