Projet de boitier ECU pour le contrôle indépendant des blocages de différentiels avant et arrière sur HDJ80.

[olivier80]

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Pour revenir aux cartes Arduino Uno et au programme ladder que j'essaie d'y faire tourner il semblerait que le bug que j'ai rencontré soit du non pas à une capacité mémoire insuffisante de la carte mais à un bug dans le l'éditeur OpenPLC, qui j'espère va être corrigé sous peu suite à mon rapport.

Ce serait bien non seulement pour ce projet mais aussi peut être d'autres petits projets pour automobile nécessitant une plateforme low cost et ouverte facilement programmable en ladder.

Il existe bien quelques petits automates programmables disponibles pour ce type de projet, mais soit leur coût soit leur manque d'ouverture (en terme de matériel et logiciel de programmation) font que cela nuirait à la pérennité ou même la faisabilité des projets.

Edit : bonne nouvelle le programme ladder OpenPLC tourne sur une carte ESP32.

La famille de cartes ESP32 sont des cartes faible coût de petite dimension, équipées d'un processeur 32 bits LX6 très rapide (horloge 240 MHz), souvent à deux cœurs, d'un module Wifi et du Bluetooth. Moins connues que Arduino mais très attractives pour des projets qui ne nécessitent pas un grand nombre d'entrées sorties physiques et de la puissance. Les quantités de mémoire RAM (520 Ko) et FLASH (4 Mo) sont très élevées ce qui permet de faire tourner des programmes complexes. Le module Wifi permet de faire par exemple un serveur Web pour du diagnostique et ou configuration depuis un smartphone
Avec un écosystème moins large que Arduino, elles s'adressent probablement plutôt à des utilisateurs ayant un minimum d'expérience en électronique.

[olivier80]

Nouvelle version du programme, qui tourne sur ESP32, avec entrée numérique pour le signal speed.

Limite d'enclenchement des blocages à 8 km/h.

Deux modifications également pour supprimer un cavalier de configuration et améliorer la séquence d'enclenchement (pas de réactivation des blocages tant qu'ils ne sont pas déverrouillés).

Schéma ECU Digital Speed.png

Donc il est possible de piloter le boitier :

- soit avec le bouton rotatif d'origine, plus un interrupteur optionnel pour obtenir le blocage de l'avant seul

- soit avec deux interrupteurs indépendants arrière / avant, plus un interrupteur optionnel pour que l'avant enclenche directement sans attendre l'arrière.

Le tout sans aucune configuration

Dans tous les cas c'est l'enclenchement du central qui autorise l'enclenchement de l'avant et de l'arrière.



Le boitier pilote aussi les voyants comme à l'origine, pour comprendre leur fonctionnement avec l'ECU, il faut se référer au schéma Toyota. C'est original parce que le boitier ECU utilise les mêmes fils pour les entrées en provenance des interrupteurs de confirmation d’enclenchement et pour la sortie clignotant vers les voyants, grâce à des diodes. Voir schéma ci-dessous :

Schéma Toyota Old.png

L'avantage d'avoir fait cela est que si le boitier ECU tombe en panne, les interrupteurs de confirmation de blocage étant câblés directement sur les voyants, l'état des blocages devrait tout de même être correctement indiqué.

Je me suis d'ailleurs demandé si Toyota l'avait vraiment voulu, ou bien si c'était par économie de câblage et de broches dans le connecteur de l'ECU.

[clost]

J'adore... ! Hâte de voir le boîtier final

[olivier80]

Test de l'entrée speed avec un balayage de fréquence :

test speed input.jpg

La platine Esp32 au premier plan, en cours de test, environ trois fois plus petit qu'une Arduino Uno

test esp32.jpg

La carte du boitier ECU d'origine :

carte origine.jpg

Avec une carte de la taille d'une Esp32, greffée sur une platine avec le connecteur et les relais, on pourrait conserver le boitier plastique de l'ECU d'origine

Une autre solution qui devrait passer en taille et nombre d'I/O : une Arduino Mega 2560 PRO MINI.

Je me dis aussi que ce boitier custom pourrait servir à d'autres usages avec ses 4 relais, surtout si on peut y souder un connecteur DB25 standard à la place du connecteur Toyota. Il est peut être possible de prévoir les deux brochages sur la même platine.

Je devrais peut être prévoir une sortie pour déclencher un compresseur d'air pour ceux qui ont des blocages à air comprimé. Quelqu'un pourrait m'expliquer à quel moment on doit mettre en marche le compresseur et l'arrêter ?

[capitaine]

moi mon 80 n avait pas de blocage de pont j ai acheter un pont arrière avec blocage et je l ai branché avec un simple interrupteur et un bouton de lève vitre pour faire fonctionnait le moteur et sa marche depuis 10 ans j ai pas voulus de bocage av

[olivier80]

Oui on peut faire simple avec un bouton branché directement. Le boitier ECU apporte un peu plus de sécurité surtout lorsqu'on a aussi le blocage avant. C'était la volonté de Toyota de faire quelque chose de fiable je pense pour éviter au maximum la casse des blocages. Sécurité avec l'enclenchement possible seulement en dessous de 8 km/h, séquence d'enclenchement arrière puis avant et enclenchement des diffs de ponts par le bouton du diff central.
Le seul problème de l'ECU c'est qu'il empêche le blocage de l'avant seul.

Quelqu'un pourrait m'expliquer le fonctionnement du compresseur avec des blocages à air comprimé ?

Est ce qu'il doit rester en marche, a t'il une réserve d'air et un pressostat ?

Comment fonctionne la commande de chaque blocage ? Une électrovanne ?

Ci-dessous le dernier programme du boitier custom, une paire d'améliorations : séquencement du déverrouillage, avant puis arrière sauf si en mode expert : déverrouillage simultané. Et surtout l'ajout d'une temporisation pour la validation des entrées interrupteurs de contrôle des verrouillages (RLP_IN, FLP_IN), pour tenir compte du clignotement des voyants qui se trouvent sur les même circuits et qui empêchent une détection en temps réel.

A partir de là on peut déduire des versions adaptées aux blocages à air, aux blocages mixtes électrique /air, ou des petites modifications au niveau de la logique, comme par exemple la vitesse maxi à laquelle les blocages peuvent s'enclencher.

Schéma ECU v2.1.png

[Jmarc]

Bjr !
Je n’ai que l’avant en arb .
Il fonctionne avec un inter . Le fait d’actionner l’inter pour mettre le blocage fait démarrer le compresseur . Cela est comme ça pour le bloc avant .
Je ne sais pas si avec les deux blocages comment serai faite l’installation .
Électrovanne ou deux compresseurs ?

[clost]

Une electrovanne par blocage. La quantité d'air comprimé pour actionner le blocage est faible. Pressostat en ligne en effet car le compresseur s'arrête tout seul (ARB) une fois le blocage enclenché. Les compresseurs ARB ont en effet une (toute) petite réserve d'air. Le bicylindre est un très bon choix pour gérer l'air comprimé à bord (pneu, etc)

[olivier80]

Ok donc si je résume pour un système à air comprimé :

- pour un seul blocage on peut avoir un compresseur seul, le blocage se verrouille en mettant le compresseur en marche et se déverrouille en arrêtant le compresseur. Comment la pression tombe ? Une électrovanne reliée sur le même circuit de commande que le compresseur ?

- pour plusieurs blocages, il faut mettre le compresseur en marche avant l'utilisation des blocages, puis commander chaque blocage avec une électrovanne. Eteindre le compresseur lorsque tous les blocages sont déverrouillés.

Si je ne me trompe, sur le boitier ECU custom, une sortie compresseur qui s'active lorsqu'il y a une demande de verrouillage au moins sur l'un des deux blocages arrière ou avant, et se désactive lorsque les deux blocages sont relâchés, serait suffisante.

Au niveau hardware, la platine serait identique pour un système à air comprimé, car il y a déjà 4 relais pour le contrôle des moteurs de blocage arrière et avant. Deux relais par moteur, pour pouvoir inverser le sens de rotation et arrêter le moteur.
Etant donné que pour le compresseur ou les électrovannes de commande il faut un seul relais, on aurait besoin de 3 des 4 relais relais seulement pour un système avec deux blocages à air comprimé.
Il y aurait même assez de relais pour un système mixte avec un blocage électrique et un blocage air comprimé.

Seul changerait le programme de commande et le câblage du faisceau.

Enfin deux questions :

- est ce que les interrupteurs de confirmation de verrouillage sont toujours présents avec des blocages à air comprimé ?

- est ce que le blocage central peut également être à air comprimé ?

[olivier80]

Bon et bien pas de nouvelles dans un temps raisonnable pour mes demandes d'approvisionnement du connecteur d'origine. Plus en stock non plus chez Toyota. Difficile de faire de l'électronique en France... J'aurais du faire agriculteur.

Du coup j'ai décidé de passer outre et de refaire le schéma complet de la carte afin d'en comprendre le fonctionnement exact et le brochage du circuit intégré Denso MH6440, qui semble être un MCU propriétaire avec un brochage assez bizarre.

A noter que j'y ai découvert un système de sécurité pour éviter que les diffs ne s'enclenchent en cas de panne du processeur. Cela montre l'attention apporté par Toyota à la sécurité.

Le but final est de pouvoir implanter une petite carte fille peuplée elle même d'une carte Arduino Nano. Tout en récupérant tout de l'ECU d'origine, sauf le processeur.

J'hésite encore entre une Nano classique, ou bien la dernière née, Nano Every, avec son alimentation à convertisseur DC-DC qui encaisse jusque 21V. Le prix de la Nano Every est très raisonnable.

Il y a quelques composants sur la carte fille adaptatrice pour adapter les tensions des signaux d'entrée. J'ai pu faire en sorte de ne pas avoir à faire de modifications sur la carte d'origine, à part dessouder le processeur, et ressouder un support DIP20 à la place sur lequel vient s'embrocher la carte fille.

La carte en cours de modification avec le prototype de la carte fille à gauche :

photo_2022-10-19_22-43-48.jpg

De quoi rendre nos 80 encore un peu plus pérennes, avec le boitier ECU des diffs entièrement réparable et modifiable

Je voulais rester sur OpenPLC pour le programme de la carte (logiciel de programmation opensource en ladder et grafcet, ouvert et gratuit). Mon souhait est satisfait car il peut désormais programmer les cartes en choisissant d'exploiter toutes les entrées sortie physiques en mode digital. Ce qui augmente le nombre d'entrée réellement utilisables. Cela m'a permis de choisir une carte miniature Arduino Nano assez petite pour tenir sur la carte fille. A noter qu'il sera aussi possible de reprogrammer la carte avec le logiciel Arduino, ou tout autre IDE comme Codevision ou Microchip Studio pour les amoureux du C. Je laisserai le bootloader Arduino d'origine pour pouvoir reprogrammer par le port USB.

[clost]

Euh..., Je me sens comme un lapin dans les phares
Mais j'adore ce fil. C'est passionnant