Много текста про ECUI

From MotoWiki
Jump to: navigation, search

EddyCurrent, 23.04.2009 [1]

Здравствуйте Господа!

Не могу удержаться, чтобы тоже не принять участие в обсуждении крайне интересной темы, так как работаю на том самом моторном стенде в «Multipass». Все-таки очень хорошо, что на сегодняшний день в России тоже обсуждаются подобные вопросы, и довольно приличное количество людей в той или иной мере понимают, о чем говорят. Сразу хочу сказать, что алгоритмы работы серийных блоков управления во многом сходны с алгоритмами работы блоков, предназначенных для спорта, и имеющих открытый доступ для программирования и проведения отладочных работ по адаптации к конкретному мотору. Поскольку я имею немалый опыт работы с большим количеством программируемых блоков, то могу кое-что рассказать про особенности алгоритмов, применяемых именно в мотоциклетных двигателях.

Сразу хочу отметить, что для мотоциклов стоит говорить, в большинстве случаев, только о двух методах определения режимной точки для выборки из таблицы значения топливоподачи. Первый метод называется «Speed-density», то есть «ОБОРОТЫ — ПЛОТНОСТЬ», и акцизом нагрузки в таблицах является текущие показание MAP сенсора, а значение атмосферного давления для барометрической коррекции считывается с МАР сенсора в момент включения зажигания, когда двигатель еще не начал прокручиваться стартером, и запоминается в оперативной памяти блока до перезапуска мотора, или берется с еще одного «МАР» сенсора, если таковой имеется.

Второй метод называется «Alpha-N», то есть «УГОЛ — ОБОРОТЫ» и акцизом нагрузки является угол открытия дроссельной заслонки, а информация с «MAP» сенсора является барометрической коррекцией, и в некоторых случаях коррекцией при увеличении давления (с ростом скорости мотоцикла, например).

И сразу нужно отметить, что в ОБОИХ методах информация с этих датчиков — это только АКЦИЗ НАГРУЗКИ (значение по оси Y в заложенной 3D поверхности топливоподачи), и ни в коем случае не информация для какого-то РАСЧЕТА количества топлива.

Расчет количества топлива, требуемого двигателем данной конфигурации и в данной режимной точке, не осуществим в принципе! Даже если предположить, что есть математический аппарат, который может моделировать работу данного двигателя и колебаний в его смежных системах, и может постоянно вычислять коэффициент наполнения в конкретной режимной точке работы двигателя от цикла к циклу, да еще и в динамических режимах работы мотора, то для работы такой программы потребовалась бы просто немыслимая вычислительная мощь контроллера! Он просто не поместился бы в мотоцикл! И стоил бы колоссальных денег.

Также, в большинстве случаев, совершенно невозможно логически связать показания «МАР» сенсора с расходом воздуха. Казалось бы, можно сказать, что с увеличением давления на впуске логично увеличивать и количество впрыскиваемого топлива, и можно говорить о построении алгоритма адаптации. Но не тут то было!

Яркий пример: при том же положении дросселя и при тех же оборотах давление в коллекторе возросло из-за того, что двигатель стал МЕНЬШЕ расходовать воздуха (например, сильный износ кулачка распредвала, или установка другого выпуска и приход волны давления в район выпускных клапанов в точке перекрытия на определенных оборотах) и все, вся зависимость меняет направление! — давление возросло, а топлива нужно подавать меньше, ведь в цилиндр стало попадать меньше воздуха.

Так же не возможен расчет и при наличии расходомера, там проблем еще больше, но есть кое какие преимущества, но про это, в нашем случае сейчас говорить нет смысла.

Таким образом, точная топливоподача на сегодняшний день осуществляется только за счет наличия заложенной в памяти блока управления таблицы или можно сказать 3D поверхности топливоподачи. Получают ее только на моторных стендах и последующих дорожных испытаниях, и так во всем мире. И если вы сделали какие-либо изменения в двигателе, вы должны заново создать топливную карту, или добавить карту коррекций к основной карте, если основная не доступна, для чего и существуют все эти «баззазы» и «коммандеры», и никуда от них не деться!

В принципе все мотоциклы на сегодняшний день работают по принципу «Speed-density» (по «МАР» сенсору) в области малых нагрузок (до 5-8% открытия дроссельной заслонки) и переходят на режим «Alpha-N» при дальнейшем открытии дросселя. Делается так, потому что в области малых открытий, даже совсем небольшие изменения положения заслонки дают чудовищные изменения коэффициента наполнения, и здесь «МАР» сенсор наиболее чувствителен. А в области больших открытий все наоборот, и здесь датчик положения заслонки будет наиболее чувствительным элементом.

Кстати, именно поэтому прошивки для «коммандера», выложенные для свободного скачивания на их сайте, никогда не дают хорошей работы в области малых нагрузок. «Коммандер» всегда определяет нагрузку по дросселю, и в области малых углов открытия, даже самые незначительные отличия в размерах и допусках изготовления дросселей и т. д. дают сумасшедшую разницу по расходу воздуха, поэтому в этой области эти прошивки нужно корректировать именно на конкретный индивидуум (мотоцикл). А вот в области, близкой к полному открытию дросселя иногда может повезти и будет совпадение, потребуется лишь незначительная корректировка.

Еще хочу написать кое-что по поводу разного рода автоматизированных систем настройки топливных карт, так называемый «AUTO MAPPING», а так же по поводу той программы для управления моторным стендом, про которую упоминал Белыч. Эта программа называется «TUNING LINK» и позволяет ускорить процесс настройки «коммандера». На сегодняшний день, считаю ее абсолютно бесполезным программным продуктом, а ее стоимость упала во много раз. Смысл ее работы в том, что можно задать эталонный состав смеси, который мы хотели бы получить на всех режимах работы мотора, а программа управляет тормозом стенда для попадания в режимные точки, измеряет действительный состав смеси в них и автоматически вычисляет коэффициенты коррекции и заносит их в таблицу «коммандера», пишет разные сообщения о перегрузке тормоза и т. д.

Первое что сразу нужно отметить, что сейчас большинство спортбайков имеют два ряда форсунок, а «коммандер» корректирует только работу нижних.

В блоке управления двигателем таких мотоциклов существует так называемая таблица баланса топливного потока. Это тоже 3D таблица, и в ней заложено как делить общий топливный поток на верхний и нижний ряд форсунок в зависимости от оборотов и дросселя. Например, если при 100% дросселя и 10 000 об/мин там стоит число 70, то контроллер будет впрыскивать 70% топлива верхними форсунками и 30% нижними, от общего потока из главной топливной карты

Программа «TUNING LINK», увидев несоответствие состава смеси желаемому, например в 10% так же поставит и коэффициент в таблице «коммандера» в 10. Но ведь этот коэффициент будет работать только на нижние форсунки, а они в этот момент управляют только тридцатью процентами общего топлива. Состав смеси будет скорректирован только на 4 процента, в результате чего желаемый состав смеси на этом цикле вычислений так и не будет получен, придется все делать еще и еще раз. А процентное значение баланса между нижним и верхним рядом — величина постоянно меняющаяся, и не может быть заложена в «тюнинг линк» в качестве константы. Выходит, что здесь лучше всего все делать вручную, это дает максимальную точность и сокращает время на настройку.

Второй момент, это то, что нужно учитывать задержку поступления данных о составе смеси и смещение этой информации по времени к информации о текущих оборотах двигателя. Задержка эта всегда разная, и зависит от метода измерения, и поэтому тоже не может быть заложена в виде константы в программу, и здесь нужна сложная логика анализа, а это может только человек.

И, наконец, самое главное! Это то, что сам состав смеси на некоторых режимах работы двигателя вообще не может быть измерен с помощью (пусть и широкополосного) лямбда зонда.

Широкополосный зонд, например «Bosch LSU 4.2» который и применяется сейчас и в моем стенде и в этих «AUTO MAPPING» приставках для «базазза» и пятого «коммандера», является довольно революционным изобретением. Он может детектировать как наличие, так и недостаток кислорода в выхлопных газах, что затем и интерпретируется как состав смеси, но он совершенно ничего не может знать о том, откуда там этот кислород берется. А взяться он там может вовсе и не из камеры сгорания.

Например, попытка отрегулировать «DUCATI 999R» опираясь на показания широкополосного альфометра дала просто фантастический результат! Альфометр регистрирует AFR 12.8 — 13 во всем диапазоне работы мотора в обоих цилиндрах независимо (это нормальный мощностной состав) и при этом мотоцикл совершает просто чудовищные рывки и провалы до 5000 об/мин при полностью открытой заслонке. А вот на частичных нагрузках при том же составе смеси, все гладко! В данном случае становится понятно, что на самом деле реальный состав смеси намного богаче, чем регистрирует зонд. Просто на этих режимах воздух попадает в выпускную систему во время перекрытия клапанов, которое на таких моторах довольно приличное, и выхлопные газы анализируются необъективно. В этих режимах настройка с помощью зонда вообще не возможна, только моторный стенд (это давно известно во всем мире), и это в полной мере касается и этих «AUTO MAPPING» систем.

Так же про «авто маппинг» приставки к «коммандеру» и «базазу» нужно сказать следующее: принцип работы тот же, вы закладываете значения желаемого состава смеси, а система измеряет значение текущего состава смеси и делит это значение на заложенное вами, получается коэффициент, на который теоретически нужно корректировать значение в таблице, но этот коэффициент нельзя применять сразу, точное попадание сразу абсолютно невозможно, будет либо перебор, либо недобор.

Поэтому применяют несколько способов: либо коэффициент применяется сразу, но не полностью, а только 30-40 процентов его значения, и так от цикла к циклу (вычислений), все ближе и ближе к точному попаданию, либо коэффициент не применяется сразу, а набирается массив из коэффициентов в одной и той же режимной точке и вычисляется среднее значение, а вот потом оно применяется.

В обоих случаях основной проблемой является то, что нужно продержать двигатель в режимной точке довольно приличное время, чтобы коэффициент стал точным. При небольших нагрузках это вполне возможно реализовать на дороге, а вот на полный газ, да еще в области высоких оборотов это уже довольно проблематично.

Впервые мы пробовали насколько точно это работает на «KAWASAKI ZX10R». «Базазз» довольно быстро накопил коэффициенты, и мы померили это дело на стенде. Область высоких оборотов оказалась неоправданно богатой. Нагрузили двигатель еще раз и на большее время, затем опять измерили мощность и состав смеси на стенде, стало лучше, но попадания в заложенный состав смеси все равно не было, опять богато. Стало понятно, что точность напрямую зависит от того, как долго ездить, а станет ли, в конце концов, состав смеси желаемым (таким, как мы указали) до сих пор так и не известно.

«Коммандер» будет центрироваться еще дольше, поскольку управляет только нижними форсунками и на высоких оборотах они подают незначительную часть общего топлива (не даром «базазз» сразу решил подключаться ко всем 8ми форсункам, правда он сам по себе менее точная система)

Поговорив со своими знакомыми заграницей, пришли к выводу, что этот «автомаппинг» довольно полезная штука для частичных нагрузок и возможно, для финишной коррекции полученной на стенде прошивки при движении на высоких скоростях. Так же они думают, что лучше всего, если кто-то один купит эти приставки и просто будет давать всем на время в аренду, ведь они нужны только на момент настройки.

Нужно отметить, что сейчас в гоночном спорте автокалибровку стараются не применять в процессе гонки, в гонке лишь осуществляется запись параметров в память контроллера (как в «базаззе»), так как эта автоколибровка считается потенциально опасной для двигателя вследствие возможности неверных показаний зонда. Поэтому в этих системах его желательно менять почаще и всячески оберегать от свинца и силикона.

Не подумайте чего плохого! Я ни в коем случае не агитирую все побросать и мчаться все перенастраивать на моторных стендах. Были времена, когда мне приходилось настраивать автомобильные моторы мощностью до 700 сил без всяких стендов, на полигоне, причем и зажигание тоже, что вообще практически не возможно без стенда, ведь нет никакой обратной связи, никакие зонды тут уже не помогут. И, тем не менее, задачи решались тем или иным способом. То есть можно сказать, что серьезный специалист в этой области, несомненно, решит эту задачу доступными средствами, потратив определенное количество времени. Но никуда не деться от того, что во всем мире придерживаются правила для мощных машин — настройка в области частичных нагрузок возможна на дороге, настройка в области полных нагрузок на стенде.

Про трубы «Yoshimura» и «Acrapovic» я отзываюсь хорошо вовсе не потому, что это большие бренды, а потому что мы перепробовали действительно большое количество разных выхлопных систем. Но эти две никогда не вызывали сожаления по поводу затраченных на них денег при установке на ЛЮБОЙ мотоцикл.

Возникает впечатление, что каждый производитель труб, несомненно, проводит большое количество исследовательской работы, чтобы эта труба вообще что-то добавляла, но только на определенную марку мотоцикла (который видимо им там больше всего нравится), а на остальные они просто стараются сварить красивую трубу и прилепить побольше всякого карбона, чтобы ее купили. Например, понятно, что когда «Termignoni» делала трубу на «Benelli», то, несомненно, ими была проведена большая работа по подбору размеров и т. д. Ведь она туда устанавливается серийно. А вот когда «Termignoni» делала заднюю часть для «Suzuki GSX 1000 R (К5)» я сильно сомневаюсь, что они вообще много возились с ней на стенде. Мощность 155 сил, и хоть ты тресни, а грохоту на все 250.

Но красивая…..

Тот же вариант с «Acrapovic» однажды раскачегарился аж до 162 сил.

Выходит, что «Yoshimura» и «Acrapovic» вероятно тщательно доводят свой продукт на все мотоциклы, в то время как многие другие могут этого не делать, а делать основной упор на дизайн, что, несомненно, даст хорошие продажи. Но это конечно мое мнение.

Всем удачи!!!!


EddyCurrent, 23.04.2009 [2]

Напишу еще немного :))

В процессе калибровки топливных таблиц с помощью «UEGO» зонда всегда блокируются ВСЕ потенциально возможные пути попадания кислорода в выхлопную систему извне. Это даже не обсуждается. Поэтому стоит говорить только о тех моментах, когда кислород все-таки попадает из-за особенности конструкции самого мотора. То есть о том, что мы предотвратить не можем никакими способами, и что действительно представляет определенный интерес.

В случае с «KAWASAKI» все действия происходили на стенде, иначе нельзя было бы говорить об объективном анализе работы этой системы.

Еще немного напишу про довольно распространенную сейчас тему — влияние инерционного наддува на состав смеси, если при этом таблица калибровалась в статике (то есть на стенде без имитации скорости движения в атмосфере). Хотя конечно тема требует довольно большого обсуждения.

Так вот. Несомненно, все мы интуитивно понимаем, что при попадании набегающего на скорости потока в приемник, в «Air Box» несомненно образуется давление и система управления должна это учитывать, то есть кроме всех остальных, конечно существует коррекция и для этого. Во всех блоках она реализуется несколько по разному, но она никуда не исчезает при установке «коммандеров» и «баззазов», ведь стандартный блок управления так и остается основным управляющим устройством.

Коррекция эта, носит характер масштабирующего множителя к основной топливной карте (чаще всего), поэтому в независимости от того, стоит вдобавок «коммандер» или нет, при увеличении скорости коррекция будет работать одинаково.

Она множитель!

В свое время мой знакомый, который работает на стенде в Риге, сначала откалибровал «коммандер» на стенде, а затем повесил на мотоцикл «лоджинг» и гонял по треку. Когда сравнили параметры AFR, то получилась разница около двух процентов. Что в принципе не так много, то есть внутренняя коррекция блока работала очень неплохо.

Но, несомненно, мощность замеренная на стенде, и мощность на высоких скоростях, будет разная. Тут стоит отметить, что размерность этого явления вовсе не такая большая, как сейчас принято об этом думать. Многие думают, что это прямо турбонаддуву подобно :) Нет. Избыток «всего» в 10 КПА достигается только на скорости много свыше 300 км/ч, если я сейчас правильно помню. В области малых скоростей он незначителен. Есть простая формула для его подсчета, которая так же неплохо годится для того, чтобы понимать какой примерно вентилятор потребуется для того, чтобы имитировать такую скорость воздуха на стенде :)) Многие думают, что это запросто возможно с помощью того, что выпускается у нас в России :) Но мы, тем не менее, постараемся создать эту установку к следующему году, именно для того чтобы измерять реальную мощность, и для калибровки нестандартных блоков управления. На сегодняшний день более-менее подходящий вентилятор с диаметром на выходе всего 200 мм и способный создавать такую скорость потока стоит около 5000 евро (с доставкой) даже без двигателя. Но мы постараемся....:))


belych, 25.04.2009 [3]

Позвольте мне немного вас дополнить. Вы почему-то не стали акцентировать ваше внимание, да и наше как читателей на маленький нюанс. Типы впрыска. Одновременный, попарно-паралельный и асинхронный. Ведь существуют на пример у «Хонды» на моделях «CBR», да и не только, несколько таких режимов работы форсунок. Причем на разных режимах двигателя, включается разный режим работы подачи топлива, даже смешение режимов подачи на нижней рампе форсунок один, а на верхней другой.

EddyCurrent, 25.04.2009 [4]

Да! Тут я просто вмешался, чтобы кратко описать, как формируется сам топливный поток, то есть непосредственно КОЛИЧЕСТВО. То есть на этом этапе можно себе представить двигатель просто как тепловую машину, как любой тип, любой тактности, например, и т. д. А далее уже можно рассматривать конкретный случай СПОСОБА подачи этого количества. Асинхронный впрыск по-прежнему применяется почти в любом двигателе в момент акселерации, даже если основной режим работы форсунок секвентальный, так как в режиме «ускорительного насоса» — это дает наилучшие результаты для максимально быстрой компенсации увеличения массы топливной пленки и т. д. Так же асинхронный впрыск практически всегда применяется при запуске (при детектировании прохода первого же зубца задающего диска, независимо от положения коленвала все форсунки срабатывают одновременно 1 раз на 2-6 миллисекунд, например, в зависимости от температуры)

Да и самих топливных таблиц конечно не одна. Например, любой «V-twin» строго должен иметь две независимые. И «коммандер» настоятельно рекомендую к ним настраивать строго индивидуально по цилиндрам. Разница в составе смеси по цилиндрам при использовании общей карты, просто чудовищная.

И т. д., и т. п., то есть можно очень очень много написать.

Лучше я расскажу про те моменты, с которыми мы сейчас непосредственно столкнулись и что может быть вам тоже интересно. Примерно год назад к нам обратился Марат Канкадзе («PRT moto») с вопросом — можно ли установить систему впрыска на «Yamaha WR 450», а сейчас еще заканчиваем систему впрыска на «KTM sx-f 250». В обоих случаях могу сказать однозначно, что при отсутствии датчика фазы (впрыск и искра каждые 360 градусов) система в первую очередь не экономична с точки зрения затраты электроэнергии. Это может звучать смешно, но при переходе на фазированный режим система начинает потреблять в среднем на два ампера меньше на высоких оборотах, это правда очень важно для таких мотоциклов. Второе, при фазированном методе мотор становится чувствительным к ФАЗЕ впрыска (то есть в какой момент мы открываем форсунку относительно В. М.Т.) в то время как при впрыске каждый оборот, момент впрыска практически не влияет. То есть, кроме зажигания и топлива, удается получить увеличение крутящего момента, если потратить время на стенде и подобрать оптимальные значения в таблице фазы. Жалко, что когда мы говорим о настройке мотоцикла с помощью «коммандера», мы можем запросто менять значение — СКОЛЬКО впрыскивать, но совершенно не можем менять значение — КОГДА впрыскивать.

Тут правда нужно отметить, что ни мы, ни, возможно, кто другой никогда не смотрели с помощью осциллографа, как вообще этот «коммандер» работает с точки зрения скорости. То есть, успевает ли он корректировать измеренную им ширину импульса на этом же такте, или только на следующем. И не смещает ли он случайно момент впрыск, что было бы не очень хорошо. И сравнить бы это с «баззазом» еще... Однозначно понятно, что убирать ширину возможно только через такт.

Интересно то, что мы использовали для этих мотоциклов чешский блок управления, который умудряется определить такт компрессии без всякого датчика фазы! Впрыск и искра раз за 720 градусов и все вовремя, а датчика на распредвалу нет. Вот это действительно интересный алгоритм. Правда он может быть реализован только в одноцилиндровом четырехтактном моторе, к сожалению. Здесь система определяет разницу времени прохода двух соседних зубцов задающего диска в близи В. М.Т. на двух соседних оборотах. Большее время соответствует такту сжатия, а меньшее — такту выпуска. Таким образом, контроллер, сравнивая эти значения, определяет такт сжатия. Вот действительно необычный подход :)