Блок управления инжектором

Настройка инжектора - почему и зачем

В этой статье мы детально остановимся на работе блоков управления инжектором.

1. Зачем нужен блок управления инжектором?

Завод, выпускающий мотоциклы не имеет технической возможности настраивать топливные карты каждому, сошедшему с конвейера мотоциклу. По сути - топливная карта – это таблица, в которой с определенным шагом занесены значения времен открытия инжектора в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки и оборотов мотора. Инжектор это электромеханический клапан, открытием которого управляет блок управления мотоцикла. Чем больше времени открыт инжектор тем богаче смесь. Чем меньше - тем беднее смесь.

Например, в памяти блока управления может быть записано, что на угле открытия дроссельной заслонки в 5% и оборотах 5000RPM держать открытой заслонку инжектора (впрыснуть топливо) в течение 2 мс. Схожие значения прописаны в блоке управления на все углы открытия руки газа и на все обороты c заданным шагом дискретизации.

Значения топливной карты подбираются заводом для первых серийных прототипов, после чего во все блоки управления загружается одна и та же топливная карата с одними и теми же значениями.

К сожалению, даже на современном высокоточном производстве имеются погрешности. Так же как нет двух одинаковых людей - нельзя найти и два одинаковых мотора, с конвейера не сходит ни одного полностью одинакового мотора. Из 20 моторов, все 20 будут иметь отклонения в мощности в разных диапазонах оборотов, тем ни менее все 20 моторов получат одну и ту же топливную карту, загруженную заводом, которая, очевидно, не оптимальна.

На коррекции заводской погрешности и основана работа блока управления инжектором, который настраивает топливную карту под мотор. Оператор, с помощью специального стенда для замера мощности и газоанализатора может занести в блок управления инжектором коррекции топливной карты на всех углах открытия ручки газа. Блок управления инжектором – это, своего рода, корректор заводской топливной карты.

2. Может ли сам блок управления мотоциклом на основе лямбда зонда вносить коррекции в топливные карты таким образом, чтобы скорректировать заводские погрешности?

На сегодняшний день – ни один инжекторный мотоцикл не способен настраивать топливные карты на ходу. Заводской лямбда зонд, используемый на мотоциклах – узкополосный и служит исключительно для снижения эмиссии во время работы мотоцикла на холостом ходе. Этим объясняется исключение лямбда зонда из выпуска на гоночных мотоциклах. Датчик детонации на мотоциклах так же не используется в связи с большой вероятностью ложного срабатывания.

Это правда, что инжектор вносит изменения в топливные карты в зависимости от температуры, давления воздуха и ещё 6 других параметров, но коррекции вносятся всегда относительно карты, загруженной заводом. Таким образом, погрешность всегда сохраняется.

Пример:

В блоке управления на 6000 оборотах и 10% открытия ручки газа записано время открытия инжектора = 0.9 мс. подобранное заводом для первых прототипов мотора.

Но на данном экземпляре мотора оптимальное время открытия составляет 0.92 мс., и заводские 0.9мс не являются оптимальными.

Блок управления высчитал, что при текущем давлении и температуре время открытия должно быть увеличено на 0.05 мс, он прибавляет к табличным 0.9 и получает 0.95, но для данного мотора табличные 0.9 заранее не являлись оптимальными и правильное значение, с учетом погрешности : 0.92 + 0.05 = 0.97 а не 0.95

Как мы видим, не смотря на вносимые блоком управления мотоциклом коррекции, погрешность всегда остаётся и исправить её можно с помощью блока управления инжектором.

Существует два типа блоков управления инжектором. Первый - подключается к инжекторам и в реальном масштабе времени вносит коррекции в импульсы на открытие инжектора блока управления. Таким образом, блок может корректировать заводскую карт. Но делает он это не автоматически, предварительно блок необходимо настроить на стенде (или загрузить карту, положившись на удачу).

Второй тип блоков управления инжектором - это FIT, первый в своем роде. FIT использует порт расширения, дающий доступ к изменению топливных карт. Блок управления мотоциклом запрограммирован таким образом, что он может быть переключен в режим опроса внешнего устройства на предмет коррекции топливной карты. Получив данные из внешнего источника, блок управления сам корректирует загруженные заводом топливные карты. Фактически FIT сообщает блоку управления коэффициенты, которые блок использует для временной модификации топливной карты.

В результате простого и инновационного решения, удалось избавиться о силовых ключей, которые в устройствах первого типа (PowerCommander) являются потребителем электроэнергии и габаритов. Поэтому FIT компактен, имеет низкую энергоемкость, 5 летнюю гарантию и относительно низкую стоимость. В остальном, FIT производит точно такую же карту что и Power Commander. Мы можем конвертировать карты PC в FIT и обратно и после прогона мотоцикла на стенде - будут результаты 1:1.

3. Чужие топливные карты

Вокруг топливных карт, загружаемых с сайтов, витает много мифов. Одни пользователи пишут, что карта помогла, другие – навредила.

Давайте разберемся, почему так получается. Рассмотрим мотоцикл с полным выпуском. Полный выпуск, определенной модели, установленный на определенную модель мотоцикла вносит дополнительную устойчивую погрешность в топливную карту блока управления. Уже не оптимальная карта становится ещё более неоптимальной. Для коррекции проблемы владелец выпуска приобретает блок управления инжектором и едет на стенд, где оператор убирает погрешность.

Владелец выкладывает топливную карту в интернет, а другой человек с аналогичным мотоциклом и выпуском загружает карту из сети и затем в свой блок управления инжектором.

Что же теперь получается. Выпуск вносит определенную постоянную погрешность, но мотор, на котором он настраивался, имел свою уникальную погрешность топливных карт. Ключевое слово тут - уникальную. Если погрешность топливной карты вашего мотора близка к той, на котором была получена загруженная карта – вы получите неплохой результат. Если погрешность была другой – вы ухудшите ситуацию и получите отрицательный результат.

Загружая чужую карту вы всегда полагаетесь на удачу. Иногда она есть, а иногда – нет. Тем ни менее попробовать стоит!

4. Мощность

Существует мнение что блок управления инжектором прибавляет мощность. Это действительно так. Но прибавляет он мощность именно в диапазонах оборотов, где ваша теоретическая топливная карта, загруженная заводом имеет наибольшие отклонения от действительности - а это могут быть любые обороты за 1-2 тысяч до красной зоны. На оборотах, близких к максимуму ваши инжекторы почти всегда открыты, и в этой зоне японский мотор всегда работает практически 100% оптимально. Погрешности завода не играют ощутимой роли на оборотах близких к максимальным, поэтому пиковой мощности ни один из блоков управления инжектором вам не прибавит. Тем ни менее, вы получите очень приятную постоянную тягу без провалов.

5. Autotune

Существует привлекательная идея настройки топливных карт во время движения мотоцикла. К сожалению, на 07.03.13 не существует работающей практической реализации этой идеи. Все модули, которые попадали к нам в руки, включая AUTOTUNE от PowerCommander справлялись с задачей только в узком диапазоне – за 2 тысячи оборотов до красной зоны. В остальных диапазонах блоки ухудшали картину.

Мы надеемся, что этой статьей мы развеяли часть мифов, связанных с блоками управлении инжектором. Мы выпускаем самый компактный и надежный блок управления инжектором FIT. Качество и размеры обуславливаются иным принципом работы – в отличии от других блоков управления инжектором, FIT интегрируется в блок управления через специальный порт расширения, который не занят на вашем мотоцикле и служит для подключения к блоку управления различных устройств, одним из которых является FIT. В результате, вместо 18 проводов с разъемами, необходимых для подключения таких блоков как PowerCommander - у FIT всего 3 провода.

www.healtech.ru

Настройка инжектора - почему и зачем

В этой статье мы детально остановимся на работе блоков управления инжектором.

1. Зачем нужен блок управления инжектором?

Завод, выпускающий мотоциклы не имеет технической возможности настраивать топливные карты каждому, сошедшему с конвейера мотоциклу. По сути — топливная карта – это таблица, в которой с определенным шагом занесены значения времен открытия инжектора в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки и оборотов мотора. Инжектор это электромеханический клапан, открытием которого управляет блок управления мотоцикла. Чем больше времени открыт инжектор тем богаче смесь. Чем меньше — тем беднее смесь.

К сожалению, даже на современном высокоточном производстве имеются погрешности. Так же как нет двух одинаковых людей — нельзя найти и два одинаковых мотора, с конвейера не сходит ни одного полностью одинакового мотора. Из 20 моторов, все 20 будут иметь отклонения в мощности в разных диапазонах оборотов, тем ни менее все 20 моторов получат одну и ту же топливную карту, загруженную заводом, которая, очевидно, не оптимальна.

Пример:

Существует два типа блоков управления инжектором. Первый — подключается к инжекторам и в реальном масштабе времени вносит коррекции в импульсы на открытие инжектора блока управления. Таким образом, блок может корректировать заводскую карт. Но делает он это не автоматически, предварительно блок необходимо настроить на стенде (или загрузить карту, положившись на удачу).

Второй тип блоков управления инжектором — это FIT, первый в своем роде. FIT использует порт расширения, дающий доступ к изменению топливных карт. Блок управления мотоциклом запрограммирован таким образом, что он может быть переключен в режим опроса внешнего устройства на предмет коррекции топливной карты. Получив данные из внешнего источника, блок управления сам корректирует загруженные заводом топливные карты. Фактически FIT сообщает блоку управления коэффициенты, которые блок использует для временной модификации топливной карты.

3. Чужие топливные карты

Что же теперь получается. Выпуск вносит определенную постоянную погрешность, но мотор, на котором он настраивался, имел свою уникальную погрешность топливных карт. Ключевое слово тут — уникальную. Если погрешность топливной карты вашего мотора близка к той, на котором была получена загруженная карта – вы получите неплохой результат. Если погрешность была другой – вы ухудшите ситуацию и получите отрицательный результат.

4. Мощность

Существует мнение что блок управления инжектором прибавляет мощность. Это действительно так. Но прибавляет он мощность именно в диапазонах оборотов, где ваша теоретическая топливная карта, загруженная заводом имеет наибольшие отклонения от действительности — а это могут быть любые обороты за 1-2 тысяч до красной зоны. На оборотах, близких к максимуму ваши инжекторы почти всегда открыты, и в этой зоне японский мотор всегда работает практически 100% оптимально. Погрешности завода не играют ощутимой роли на оборотах близких к максимальным, поэтому пиковой мощности ни один из блоков управления инжектором вам не прибавит. Тем ни менее, вы получите очень приятную постоянную тягу без провалов.

5. Autotune

источник www.healtech.ru

mmoto.tk

. . , .

	Toyota Voxy/Noah, AZR60,1Azfse. 89871-20040	14:26, 19
	89871-20020	+ 14:11, 10
		+ 13:02, 23
	Toyota	+ 12:38, 58
	Toyota Verossa JZX110, 1Jzfse	+ 11:39, 2
		09:37,
	Toyota Nadia, Vista, Vista Ardeo, Corona	+ 08:41, 23
	1Jzfse JZX110 JZS171 JCG10 JCG15	07:42, 18
	Land Cruiser 200 1VD	+ 07:12, 25
	89871-20040	06:59, 28
	1AZ-FSE Toyota	04:40, 85 -
	Toyota Corona Premio ST210 3S	17:36,
	(Driver, injector) 89871-20080 Hiace, Dyna	+ 16:50, 221
	(driver injector)	+ 16:00, 89
	Toyota 3GR 4GR	+ 14:38, 10 --
	VQ25DD Nissan Gloria Y34	13:26, 15
	Mitsubishi Chariot Grandis N96W 6G72	12:47, 29
	Mitsubishi Pajero Montero V65W V75W 6G74	12:31, 15
	Mitsubishi Lancer CS2A	+ 12:18, 46
	Toyota Voxy, AZR60, 1Azfse	+ 12:07, 14
	Toyota Wish, ANE10, 1Azfse	+ 12:05, 11
	prado kdj120 89871-20050	11:40, 26
	4G64	+ 11:01, 50 --
	. Mitsubishi Diamante 6G73(GDI) MD346802	+ 10:43, 18
	1Jzfse Toyota	09:18,
	Lexus IS250	09:18,
	Toyota Opa ACT10 1Azfse	+ 08:27, 1
	toyota rav4 aca21 aca20 1az	08:14, 34
	Toyota 1AZ FSE 2AZ FSE	07:40, 13
	: (N-338)	06:56, 28
		06:38, 14
	, Toyota Mark X, 4GR-FSE	+ 06:38, 2
	Lexus GS300 2007 .	06:31, 46
	Toyota Caldina AZT241, 1AZFE	+ 06:06,
	Mitsubishi Pajero, V45W, 6G74	+ 06:06, 16
	Toyota AZT241	+ 04:59, 6
	Toyota 1JZ-FSE	+ 04:59, 5
	Prado TRJ120 Surf TRN215 2TR	04:28, 6
	Toyota Land Cruiser Prado trj120 2tr	04:17, 27
	gs450h	+ 03:43, 13
	MMC Pajero V65 V75 6G74	+ 02:30, 10
	MD346802 Mitsubishi Chariot Grandis N96W	23:02, 28 25
	(driver injector) toyota Lexus 8987130030	+ 17:28, 28 21
		+ 16:27, 28 4
	Toyota Wish ANE11 2003 . .	+ 11:59, 28 26
	Lexus Toyota 89871-30030	+ 10:48, 28 67
	Toyota	+ 07:12, 28 11
	Lexus LS460	+ 06:23, 28 7
	1AZ-FSE Toyota	05:02, 28 34 -
	Toyota	00:50, 28 1

baza.drom.ru

Самодельный блок управления для дизельного двигателя / Geektimes

Автомобили уже давно обросли всякой электроникой, так обросли, что просто жуть: в дверях контроллер, в фарах контроллер, в тормозах контроллер, ну и в двигателе, как без него. Обычно, когда речь заходит о блоке управления двигателем (ECU) представляется бензиновый мотор, обвешанный датчиками, исполнительными элементами и жгутами проводов. Блок управления чутко считывает параметры датчиков, корректирует смесь и начало искрообразования. Сложно! Но энтузиасты создают свои блоки управления, пишут альтернативные прошивки чтобы выжать лишнюю «пони», обойти какую-то неисправность или просто для повышения навыков. Причем, как правило, на такой шаг авторов толкают обстоятельства, к примеру недовольство контактной системой зажигания у бензиновых моторов, легкий некомплект электрики и так далее.

Именно о таких обстоятельствах и о дизельном двигателе и пойдет речь.

Итак, постановка задачи:

Дано:

Дизельный двигатель с механическим насосом DW8, производства концерна PSA, 2000 г.в. Насос издох от времени.
Новый топливный насос, приобретенный по случаю, с электронным управлением опережения впрыска от модификации мотора DW8B (Те самые обстоятельства).
Полное отсутствие проводки под электронное управление, самого блока управления.
Желание разобраться с нехитрой электроникой насоса, поднять навык, поглубже изучить работу таких насосов.

Требуется: исправный двигатель после «сращения».

Немного теории

Раньше, когда дизельные двигатели были большие, они управлялись рядными насосами высокого давления. Всё очень просто — на каждый цилиндр плунжер, который давит топливо через форсунку. На плунжер давит кулачковый вал, который имеет изменяемую высоту подъема кулачков, так получается управление двигателем.

Потом стали делать насосы посложнее, распределенного типа. Плунжеров там один-два, топливо под давлением уже распределяется по цилиндрам специальным механизмом. Управление посложнее, но всё же механическое — рычаг газа и всё.

Полностью электронные системы впрыска сменили механические — каждая форсунка открывается по команде с блока управления, точно дозируя топливо и обеспечивая ну самый экологичный и экономичный режим работы двигателя.

Мой насос застрял где-то между механическим распределительным и электронным. По сути — распределительный насос роторного типа (производитель Lucas-Delphi), с одним единственным исполнительным элементом: клапаном опережения впрыска. Когда я только приобретал насос, я не придал значения странному соленоиду в боку насоса, и решил «станет».

Что за опережение впрыска? Как выяснилось позже, необычайно важный параметр в работе двигателя. От него зависит и приемистость, и максимальные обороты, и расход двигателя. Аналог на бензиновых моторах — УОЗ (угол опережения зажигания).

Суть этого самого угла опережения впрыска проста: чтобы сгореть топливу в цилиндре требуется время. Чем выше обороты двигателя, тем меньше времени есть у топлива, и поэтому его надо впрыснуть в цилиндр пораньше, чтобы после прохождения поршня через ВМТ топливо уже горело и отдавало энергию маховику. На низких оборотах наоборот, впрыскивать топливо надо сразу у ВМТ, чтобы оно начало гореть не заранее, и не создавало нагрузку на идущий вверх поршень. На холодном двигателе впуск надо делать раньше, на горячем — позже. Под нагрузкой — раньше (топлива больше), без — позже. Вот такая вот наука в одном параметре.

Беглое гугление показало довольно скудный объем информации по вариантам регулирования — очевидно это удел разработчиков топливной аппаратуры, даже ремонтники не оперируют какой-то теорией. Особенно печально с абсолютными значениями углов — для разных двигателей значения немного разные, и всё покрыто мраком тайны.

Понимание начало строиться с этой диаграммы:

Ну, за исключением отсутствия абсолютных значений, ничего сложного.

Вместе с теоретическими изысканиями стоило посмотреть и механический аналог всей этой системы — благо он есть в старом насосе. Механизм опережения впрыска там выполнен очень просто, даже изящно. Поршень, толкаемый давлением топлива в корпусе насоса подперт пружиной и связан с исполнительным механизмом — кольцом опережения. При возрастании оборотов давление на поршень растет и он сдвигает впрыск в раннюю сторону. При возрастании нагрузки происходит абсолютно то же. Кроме того, жесткость пружины изменяется при нажатии на педаль газа — чем больше нажата педаль, тем слабее пружина, и тем больше угол. Осталось теперь только реализовать всё то же в виде электроники, а значит пришло время оценить, что доступно из датчиков и исполнительных механизмов.

Проще всего с последними. Их ровно одна штука, клапан опережения впрыска, два провода. Представляет из себя соленоид, который отпирает топливную магистраль, тем самым понижая давление на кольцо опережения в насосе. Полностью открытый клапан соответствует минимальному опережению, закрытый — максимальному. Регулирование производится при помощи ШИМ на частоте около 50Гц. Степень регулировки высока, этим клапаном можно вытянуть целый зуб на ремне ГРМ, диапазон около 25-30 градусов. Это из плюсов. Из минусов — одному углу соответствуют разные значения заполнения управляющего сигнала в зависимости от температуры топлива. Это автоматически исключает открытую систему регулирования, и значит, пора посмотреть на датчики.

Итак, главный параметр, который контролируется системой — текущий угол опережения зажигания. Угол подразумевает значение в градусах между чем-то и чем-то. У дизельного двигателя это два датчика: датчик положения коленчатого вала и датчик подъема иглы в форсунке первого цилиндра.

Датчики в моем двигателе выполнены индуктивными. Вот картинка, которая примерно соответствует датчику положения коленвала:

Обмотка датчика подмагничивается постоянным магнитом, либо постоянным током через катушку. Изменение расстояния от датчика до магнитомягкого препятствия вызывает изменение тока через катушку, и может быть зарегистрировано как импульс напряжения на выходе датчика. Замечательно, что таким образом можно зафиксировать как приближение метки (положительный импульс) так и отдаление (отрицательный).

Однако, на дизельных автомобилях, датчик этот выполнен немного иначе — на картинке датчик взаимодействует с зубцами на маховике, в моем случае на маховике есть два углубления напротив датчика по диаметру. Они дают два импульса на оборот маховика, что означает 4 импульса на один оборот вала топливного насоса. Эту нехитрую мудрость я познал, получив сигнал, в 4 раза превышающий по частоте расчетный. В этом подходе есть плюс: так как импульса 4, можно снимать сигнал с любой форсунки.

Датчик подъема иглы выполнен так же, но в корпусе форсунки. Топливо, под давлением подрывает иглу распылителя, одновременно наводя в катушке форсунки слабый импульс.

Итак, для минимальной работоспособности системы необходимо два датчика. В моем атомобиле был (к счастью) один — датчик положения коленвала. Форсунку с датчиком пришлось приобрести отдельно, благо, на разборке стоит она совсем ничего.

Теперь сигналы надо обработать и ввести в контроллер, очередная трудность. Трудность потому, что готовой схемотехники входных цепей что-то в интернете не видать. В угаре конструирования был собран на коленке простейший формирователь сигнала: дифференциальный усилитель на LM358 и триггер Шмидта. Коэффициент усиления был выбран наобум, и равнялся примерно 50. Какова же была радость, когда с обоих датчиков я получил вполне нормальный сигнал!

Самое время было оценить реальные параметры двигателя. Так же на коленке была собран простейший измеритель угла между двух сигналов с приемлемой точностью в 1 градус. Конструкция — микроконтроллер ATMEGA8A и семисегментный индикатор для наглядности.

Данные получились немного странными. Итак, максимальное опережение согласно моему прибору — 25 градусов, минимальное, при котором двигатель не глохнет — 8. Это не вязалось с графиком из начала статьи, где фигурируют отрицательные величины угла опережения. Пришлось сделать стробоскоп, чтобы проверить, а не брешет ли кто. Выяснилось что не брешет, просто метки на маховике сдвинуты относительно ВМТ примерно на 10 градусов. Ох, что-то многовато «примерно» для регулировки одного параметра. Сначала график зависимости в попугаях, а потом неизвестная константа. На помощь пришла настройка двигателя «на слух», «на запах» и по реакции на педаль. Радости добавило то, что бывалые дизелисты на форумах дают прямо противоположные советы по настройке. У многих звон поршней и громкая работа двигателя — это запаздывание впрыска, а на деле как раз наоборот. Безумная, дизельная тяга «на низах» — следствие чрезмерного опережения впрыска, на деле — наоборот. Из собственного опыта были вынесены такие умозаключения:

На низких оборотах угол должен быть минимальным, границу можно обнаружить при запуске полностью холодного двигателя. Если глохнет после отключения свечей накала — слишком поздний угол, увеличиваем опережение. В моих попугаях это 8-9 градусов. При такой установке двигатель не глохнет при резком отпускании педали сцепления, тянет на холостых даже на 4-й передаче, ну в общем красота. Такой статический угол не подходит для комфортной работы по одной причине — двигатель невозможно раскрутить выше 1500 оборотов, и при этом он жутчайше греется, выкидывая солярку в выхлопную трубу.

Верхняя граница также обнаружилась экспериментально, угол около 25 градусов позволяет двигателю на высоких оборотах не просто крутиться, а еще и ускорять машину. При этом отсутствует характерный цокот поршней, запах выхлопа имеет здоровый, слегка «камазовый» запах, никакой кислятины и чёрного дыма. Это косвенно означает, что солярка сгорела полностью, при этом не при слишком высоких температурах.

Пришло время собрать всё это воедино, красиво оформить и откатать блок управления. Однако, радость была кратковременной. Сначала я выяснил, что простейший формирователь сигнала с форсунки очень сильно сбоит и даёт пачку импульсов вместо одного при повышении оборотов до 1800-2000 об/мин, совершенно не помогли в борьбе с этим ни защитные диоды, ни экранировка кабелей, ни игра с коэффициентом усиления, ни сборка типовой схемы формирователя из бензинового ECU. Поиск решения данной проблемы периодически всплывает на просторах рунета. Там же и был подсказан правильный ход мыслей — воспользоваться специализированной микросхемой.

Зовется она MAX9926, это целая линейка специализированных ИС для датчиков положения коленвала, датчиков ABS и прочих индуктивных. По отзывам — ну просто панацея, вытягивает полезный сигнал с уровня шумов и при наличии помех. Однако, ни найти её по месту жительства (даже не слышали), ни заказать из Китая (дорого и только крупные партии) я её не смог. Но есть ведь даташит с внутренней структурой, чего бы не повторить?

В результате родилась вот такая схема:

Небольшие пояснения

На микросхеме U5 собран дифференциальный усилитель с умеренным усилением. Никаких особенностей тут нет, разве что однополярное питание без резисторов сдвига, они не нужны для данного ОУ.

Интересная часть собрана на компараторе U6. По сути, это базовый компаратор-одновибратор с защелкой. Гистерезис вводится резистором R24, а резистор R23 и диод D10 задерживают задний фронт сигнала примерно на 5мс, что позволяет игнорировать все сигналы с частотой повторения выше 200 гц.

Опорный вход компаратора висит под изменяемым потенциалом, благодаря диоду D11 и резисторам R26, R27. Чем выше уровень сигнала на входе компаратора, тем выше порог его срабатывания. Это решает проблему разного уровня полезного сигнала в зависимости от частоты вращения двигателя.

Это заработало! Теперь без помех принимается сигнал и от форсунки, и от датчика коленвала. Самое время регулировать опережение впрыска. Очевидно, что для регулирования просто таки напрашивается ПИД-регулятор. Сложность, как всегда, в его настройке.

Какие-то численные методы для вычисления ПИД-коэффициентов разбиваются о полное отсутствие любых данных по реакции насоса на управление. Значит надо подбирать. Начинают все с пропорционального коэффициента, попробовав значение 1 я уже увидел работу регулятора. Время реакции такого регулятора удручает, заданный угол устанавливается примерно за 3-4 секунды и имеет склонность к колебаниям. Всё бы ничего, но в данном применении можно допустить ошибку регулирования в сторону опережения, но нельзя ни градуса в сторону запаздывания. Особенно болезненно запаздывание угла сказывается на высоких оборотах, машина вроде только ехала 100 км/ч, а вот уже тормозит двигателем как тормозами. Тогда я ввёл прямой пропорциональный коэффициент и обратный, в 4 раза больший. При уходе угла в запаздывание контроллер быстро возвращает его в безопасные величины. П- и И- коэффициенты подбирались «на глазок» по критерию отсутствия автоколебаний.

Закон изменения угла опережения от оборотов пока забит не в таблицу, а подчиняется линейному закону, без каких-то изысков. Для проверки сойдет, а там можно и заморочиться.

Датчик педали газа в насосе выполнен в виде переменного резистора на оси рычага насоса, ползунок резистора подключен к АЦП микроконтроллера. Нажатие педали «в пол» изменяет заданный угол на 2 градуса. По ощущениям — самое то, приемистость и набор оборотов двигателем хорошие.

О железе

Так так процессы в данном регуляторе текут медленно, то и особого быстродействия не требуется. С задачей справился AVR-микроконтроллер MEGA8A на частоте всего 1МГц. Он комфортно успевает считать ПИД, обрабатывать прерывания по датчикам, отображать текущий угол на семисегментном индикаторе и выводить отладочную информацию в последовательный порт.

Устройство, сначала собранное на чем попало и висевшее на проводах у мотора, перекочевало в культурный корпус блока управления тахометром, который так кстати освободился. Освободился не просто так, а вместе с герметичным 15-и контактным разъемом, куда и была подведена «коса» мотора, а штатный тахометр теперь получает сигнал с нового формирователя.

В общем, можно и нужно подводить итоги.

Разработка определенно удалась. Пару сотен километров на новом насосе не показали разницы в поведении по сравнению со старым, механическим. Расход топлива даже немного упал, и составил приятные 7.5л на сотню в городском цикле.

Навыков было получено бессчетное множество, как по теории топливной аппаратуры, так и по программированию микроконтроллеров.

Планы на будущее

Несмотря на закон жизни «лучшее враг хорошего», блоку управления светят доработки. Во-первых, в алгоритме никак не учитываются несколько параметров, а именно: температура двигателя и количество впрыскиваемого топлива. С первым параметром всё понятно, лишь стоит подключить штатный датчик температуры ОЖ, то со вторым придется сильно менять схему контроллера. Дело в том, что нагрузку на двигатель можно отловить, анализируя отрицательный выброс на сигнале с форсунки. Он соответствует запиранию форсунки, а значит посчитав длину открытого состояния форсунки можно прикинуть как расход топлива, так и нагрузку. Только для этого текущего микроконтроллера уже мало, не хватает входов прерывания.

UPD:

В статье забыл упомянуть важное отличие дизельного двигателя от бензинового. В бензиновом моторе приготовление топливной смеси начинается с воздуха. Отсюда обязательные атрибуты любого ЭБУ для безнина: датчик давления воздуха (относительного или абсолютного), расходомер, датчик температуры. Регулировка двигателя тоже воздухом — дроссель.

На дизеле же смесь всегда обеднена, ни о каком стехиометрическом составе смеси нет и речи. В любом режиме воздуха хватает, это заложено самой конструкцией дизельного двигателя. Регулировка исключительно количеством топлива, и учитывать воздух при работе ЭБУ не нужно. Ситуация поменялась у Common Rail дизелей, там воздух считается так же как и на бензинках, хотя ошибки по количеству воздуха дизелям не критичны.

Ресурсы:

1. Жаркие дебаты на форуме по поводу угла опережения с крупицами информации 2. Аналогичные заботы владельцев бензиновых моторов, подсмотрена схемотехника 3. Программирование ПИД-регулятора 4. Графики с живой форсунки 5. Исходники на GitHub 6. Схема контроллера целиком

geektimes.ru

opensource проект DIY инжектора / Хабрахабр

Я бы хотел продолжить тему блока впрыска топлива на базе stm32 и рассказать о текущем статусе проекта rusEfi.

rusEfi это opensource проект по созданию универсального блока управления двигателем внутреннего сгорания. Под универсальным подразумевается поддержка широкого спектра конфигураций, датчиков и исполнительных устройств. Это значит, что этот блок можно будет установить на любой двигатель и получить полный контроль, без закрытых прошивок, недокументированных возможностей и всего остального. Если вы программист, то возможности еще шире — можно будет самому править алгоритмы, а не только доступные карты и настройки. От других подобных проектов rusEfi отличается акцентом на мощном, но недорогом железе и благодаря этому возможности писать наиболее прозрачный и переносимый код.

Немного истории.

Четыре года назад я случайно увлёкся очень любительскими кольцевыми гонками на выносливость. Шло время, хотелось быстрее и лучше, но идти банальной тропой покупки BMW e30 желания не было — так появились мысли установить на двигатель турбину. Надёжность в такой конфигурации возможна только при правильном управлении впрыском и зажиганием, а по правилам моих гонок всё это должно быть еще и очень дешёвым. Анализ существующих решений показал, что цены на них все же высоки, причем не всегда оправданно, а возможности ограничены. Самодельный блок явно выходит по цене дешевле существующих настраиваемых блоков.

Почитав доступные исходники (а по профессии я как раз программист), я решил писать код с нуля. Изначальная задача была написать понятный, расширяемый и минимально привязанный к оборудованию код.

Выбор аппаратной платформы.

В настоящее время есть большое количество мощных и недорогих микроконтроллеров, производительности которых достаточно, чтобы не заботиться о каждом такте, сконцентрироваться на качественном коде и высоком уровне абстракции. Все это позволит получить качественный и переносимый код, расширяемость и отсутствие привязки к конкретному железу. Все это сулит возможности перехода на другие аппаратные платформы, когда это потрубуется. В результате был выбран STM32 — недорогой, но мощный. По нескольким причинам я считаю, что на текущем этапе, а возможно и вообще навсегда, железо должно быть модульным. В данный момент используется отладочная плата STM32F4DISCOVERY и два модуля — модуль силовых драйверов и модуль аналоговых входов. Размеры платы разработки позволяют подключить к ней с разных углов как минимум четыре небольших модуля. Сейчас у нас есть модуль аналоговых входов

модуль управления соленоидами (топливная форсунка — как раз соленоид)

и модуль разъёма проводки

Платы рисуются в KiCad — опять же, открытый и бесплатный пакет. Но с учётом достаточно гибкой настройки распиновки желающие могут использовать свои платы ввода-вывода, совместимость не требуется.

С рисованием плат сейчас наверное самое узкое место — в написании кода уже участвует несколько человек, а вот с железом всё сложнее. Есть список задач, а людей нет. А уже хочется попробовать у китайцев заказать не только плату, но и заказать сборку хотя бы всех сопротивлений.

Софт

Для лучшей модульности система использует небольшую RTOS ChibiOS/RT, ценную еще и наличием уровня абстракции от оборудования. ChibiOS даёт нам во-первых потоки и примитивы блокировик — это функционал ядра RTOS, а во-вторых — драйвера железа с удобным и единым для разных МК API. За счёт этого не приходится углубляться в шины и регистры и есть надежда на переносимость. При этом большой связи конкретно с этой RTOS нет, если придётся — можно будет переехать на другую.

Главный принцип этого проекта: максимально читаемый исходный код. Всё что можно делается максимально модульно и прямолинейно: очень хочется нигде ничего не хакать, а просто честно имплементировать. При минимальной завязанности на выбранную аппаратную платформу переход на другую платформу в будущем должен быть достаточно прост.

Интеграция с программами настройки

Как известно, для настройки блока управления требуется некий софт, который позволяет писать логи, анализировать и править всевозможные таблицы, калибровки и настройки. Софт этот часто стоит денег и не всегда актуальна его покупка для единичной настройки.

Для управления нами используется популярная TunerStudio, интеграция уже работает. TunerStudio достаточно гибкая и позволяет править настройки налету, создавать любые таблицы, редактировать карты и так далее. Все работает онлайн. Также следует заметить, что интеграция с TunerStudio сулит также интеграцию с MegaLogViewer, который позволяет анализировать логи и в автоматическом режиме корректировать карту топлива, на основании лога. Также из этой же линейки есть Shadow Dash MS — android приложение от создателей Tuner Studio, которое позволяет все тоже самое, что и Tuner Studio, но с android устройства по bluetooth. Все эти программные продукты реализуют нужные механизмы, их не придется писать с нуля. Прямо сейчас карты топлива и температурных корректировок работают в TunerStudio, механизмы налажены, дальнейшее развитие в этом направлении не представляет проблем.

Текущий статус проекта

Сейчас контроллер управляет подачей топлива, опираясь на датчки положения валов и показания датчика расхода воздуха. Из простой таблицы получаются длинны импульсов в зависимости от текущий оборотов и расхода вохдуха, с дополнительными поправками на температуры охлаждающей жидкости и воздуха. Это примитивный и далекий от идеала алгоритм, который используется больше для отладки. Прямо сейчас управления зажиганием нет. В какой-то момент было и управление зажиганием, потом его временно убрали — сейчас управление зажиганием будет главным направлением работы по прошивке.

Если коснуться темы аналогов — то первым обычно упоминают Мегасквирт, который «приоткрытый» — исходный код открыт, но требует использования их официального железа, иное использование это нарушение лицензии. Мегасквирт стоит весьма ощутимых денег. По-настоящему открытым и при этом живым проектом можно назвать только FreeEMS — на этом блоке управления уже ездят порядке двадцати машин, но этот проект привязан к очень конкретному железу и исходный код просто коробит моё чувство прекрасного.

Сколько всё это стоит? Проект открытый, исходники не стоят ничего. Железо открытое — железо стоит столько, сколько вы потратите на его изготовление. Ориентировочно минимальный блок управления должен получиться в районе $100. Кстати, отдельно интересное направление на будущее — вживлять новый МК в плату оригинального ЭБУ. Для старых блоков эпохи DIP это будет самая экономичная версия — такой апгрейд будет стоить всего $20, при этом будет полная совместимость с rusEfi.

Сейчас нужно просто отладить фундамент — аккуратно обработать все варианты датчиков положения, аккуратно оформить в едином стиле аппаратные модули для широкого диапазона конфигураций автомобилей.

В данный момент проект нуждается в Вашей поддержке. Нужно писать код, работать над электроникой и делать другие увлекательные и полезные вещи. Помочь может каждый!

Код проекта расположен на Sourceforge — там же живёт и трекерСхемы текущей версии железаЕсть форум

А теперь — слайды!

habrahabr.ru

Toyota 1AZ-FSE. Код Р1215 - Ошибка блока управления форсунками

Toyota NADIA 1AZ-FSE. Диагностика кода Р1215 - Ошибка блока управления форсунками

Тоyota Nadia 1AZ-FSE диагностика кода Р1215- Injector D/U circuit (EDU circuit malfunction ) - неисправность/ошибка блока управления инжекторов.

Автомобиль приехал с горящим транспарантом “Проверь двигатель”.

Жалобы клиента: неустойчивый холостой ход, падение мощности, повышенный расход топлива.

Считывание кода неисправности:

Значок * рядом с кодом неисправности говорит о том, что есть «замороженные» данные, т.н. freese frame.

Их анализ в данном случае не требуется, так как неисправность явная и присутствует на момент диагностики: двигатель отчетливо “троит”.

Основные текущие параметры на момент неисправности:Красным цветом выделены параметры, имеющие явные отклонения от нормы.

INJECTOR	0.7 ms
IGN ADVANCE	1.0 deg
CALC LOAD	46 %
PIM	45 KPa
ENGINE SPD	676 rpm
COOLANT TEMP	95 °C
INTAKE AIR	22 °C
THROTTLE POS	14 %
IDL SIG	ON
VEHICLE SPD	0 Km/h
ACCEL POS	#1 0.80 V
ACCEL POS	#2 1.54 V
THROTTLE POS	#2 2.46 V
THROTTLE TARGT	0.70 V
THROTL OPN DUTY	0 %
THROTL CLS DUTY	16 %
THROTTLE MOT	ON
ETCS MAG CLUTCH	OFF
+BM	ON
ACCEL IDL POS	ON
THROTTL IDL POS	ON
FAIL #1	OFF
FAIL #2	OFF
THROTTL INITIAL	0.56 V
ACCEL LEARN VAL	0.80 V
THROTTLE MOT	0.9 A
ETCS MAG CLUTCH	0.00 A
O2S B1 S1	0.00 V
EGR STEP POS	0 step
SHORT FT #1	19.4 %
LONG FT #1	-9.5 %
O2FT B1 S1	19.4 %
AF FT B1 S1	19.4 %
FUEL SYS #1	CL
FC IDL	OFF
MIL /WARN LIGHT	ON
STARTER SIG	OFF
A/C SIG	OFF
PNP SW [NSW]	OFF
ELECT LOAD SIG	OFF
EVAP VSV	OFF
VVT CTRL B1	ON
# CODES	1
FUEL PRESS	12 Mpa

Видно, что присутствует недостаточное разряжение в коллекторе и почти запредельные топливные коррекции. Плохо, что не видно какой именно цилиндр / ры не работает / работают неэффективно. Можно было бы для выявления дефектного цилиндра использовать датчик First Look,но в данном случае это было бы излишним ☺

Код неисправности явно указывает на проблемы с блоком усилителя форсунок- EDU (Electronic Driver Unit). Расположен он очень удобно под капотом на переборке моторного отсека.

Этот код неисправности может возникать по нескольким причинам:

Неисправность форсунки / форсунок
Неисправность электропроводки в цепях ECU –EDU - Injector
Неисправность EDU*
Неисправность ECU**

Пойдем по очереди.

Проверку целостности проводки от EDU до инжекторов и одновременно проверку сопротивления инжекторов удобно проводить на 8-pin разъеме EDU согласно эл. схеме подключения.

В данном случае использована схема от автомобиля Avensis с таким же двигателем. Несмотря на то, что цвета проводов не совпадают, назначение пинов идентичное (см. рис. ниже):

Сопротивление каждой форсунки при t 60°С составило 6,4 Ом. Проводка от EDU до форсунок исправна. Но просто замера сопротивления форсунок недостаточно, нужно смотреть осциллограмму сигнала на заведенном двигателе. И тут первый “сюрприз”- отсутствует управление форсунки 4-го цилиндра.

Форма нормального сигнала ( к сожалению мой осцил меряет только до 100 Вольт-повод для скорой замены ☺ )

Описание формы сигнала есть в статьях на http://autodata.ru/item.osg Появился повод подозревать в неисправности EDU? Да, конечно, хотя я на своей практике еще не встречался с неисправными тойотовскими EDU, а вот Митсубиши и Ниссан-очень часто. Но сначала нужно убедиться, что с блока управления двигателем на усилитель форсунок приходят управляющие сигналы для всех 4-х цилиндров.

5-пин разъем EDU

Проверка осциллографом показала,что приходит только 3 сигнала, управление 4-го цилиндра отсутствует. Становится все интереснее…

Форма управляющего сигнала с ECU на EDU:

Следующий шаг- проверка целостности проводки от ECU до EDU

Проводка исправна. Итог- неисправен блок управления двигателя. Но, прежде чем приговаривать ECU на замену, можно и нужно открыть его ( обязательно с разрешения владельца авто, желательно даже в его присутствии ) и проверить на простейшие повреждения, например сгоревших проводников/элементов, отсутствие влаги и тд. Не секрет, что с Дальнего Востока и Японии частенько попадаются т.н. “топляки”.

И здесь второй сюрприз - ECU уже был в ремонте, о чем говорит наклейка некоей мастерской г. Н - ска!!!

Не знаю, по какой причине блок управления был в ремонте, но проведен он был не очень аккуратно, даже не смыт флюс с платы.

Дополнительная пропайка цепи управления 4 форсункой принесла результат-сигнал появился, мотор заработал нормально.

Текущие параметры двигателя после ремонта:

INJECTOR	0.6 ms
IGN ADVANCE	6.0 deg
CALC LOAD	31 %
PIM	30 KPa
ENGINE SPD	647 rpm
COOLANT TEMP	92 °C
INTAKE AIR	20 °C
THROTTLE POS	12 %
IDL SIG	ON<
VEHICLE SPD	0 Km/h
ACCEL POS #1	0.80 V
ACCEL POS #2	1.54 V
THROTTLE POS #2	2.38 V
THROTTLE TARGT	0.64 V
THROTL OPN DUTY	0 %
THROTL CLS DUTY	19 %
THROTTLE MOT	ON
ETCS MAG CLUTCH	OFF
+BM	ON
ACCEL IDL POS	ON
THROTTL IDL POS	ON
FAIL #1	OFF
FAIL #2	OFF
THROTTL INITIAL	0.56 V
ACCEL LEARN VAL	0.80 V
THROTTLE MOT	1.0 A
ETCS MAG CLUTCH	0.00 A
O2S B1 S1	0.05 V
EGR STEP POS	0 step
SHORT FT #1	1.5 %
LONG FT #1	-1.8 %
O2FT B1 S1	-0.1 %
AF FT B1 S1	-0.1 %
FUEL SYS #1	CL
FC IDL	OFF
MIL /WARN LIGHT	OFF
STARTER SIG	OFF
A/C SIG	OFF
PNP SW [NSW]	ON
ELECT LOAD SIG	OFF
PS SIGNAL	OFF
ENG STP SIG	OFF
SCV VSV	ON
FUEL PUMP / SPD	ON/H
A/C MAG CLUTCH	OFF
EVAP VSV	OFF
VVT CTRL B1	ON
# CODES	0
FUEL PRESS	12 Mpa

Сигнал IJF-сигнал обратной связи по форсункам, аналогичен сигналу IGF системы зажигания.

Сигнал IJF уже с исправного автомобиля.

Конечно, данную неисправность опытный диагност найдет с минимальным количеством оборудования и потраченного времени. Можно, конечно же, управиться контрольной лампочкой/светодиодом для считывания кодов неисправности и поиска нужных цепей / сигналов… В данной статье я попытался рассказать как правильно провести все диагностические процедуры при наличии этого кода неисправности.

Принятые сокращения/аббревиатуры:

*Engine Control Unit

** Electronic Driver Unit

Использованное при диагностике и ремонте оборудование и программное обеспечение:

Toyota Intellegent Tester II

Vetronix Mastertech MTS3100 v13.0

PDA2100A Multimeter UNI-T

Avensis repair manual

TechView3100

AES Wave

Interro PC-LINK

Воробьев Антон Валерьевич, г. Нижневартовск

autodata.ru

Система управления впрыском топлива (Впрыск Denso) Mazda

• В автомобилях с системой Denso Common Rail система управления впрыском топлива в основном состоит из следующих компонентов:

— Датчик температуры топлива (встроен в насос высокого давления)

— Форсунки с элетромагнитными клапанами

Датчик температуры топлива

• Датчик FLT (Fuel Temperature = температура топлива) встроен в насос высокого давления и фиксирует температуру топлива во внутренней полости насоса. Датчик FLT представляет собой резистор с отрицательным температурным коэффициентом.

• Сигнал, поступающий от датчика FLT, представляет собой поправочный коэффициент, учитывающий воздействие температуры на вязкость топлива.

Примечание: Датчик FLT не подлежит демонтажу из насоса высокого давления. При

неисправности датчика следует обратиться к производителю насоса высокого давления, для его ремонта или замены.

1. Датчик FLT

2. Резистор с отрицательным ТКС

3. Разъем датчика

• Электрические форсунки под высоким давлением напрямую впрыскивают распыленное топливо в камеру сгорания. Согласно расчетному времени впрыска и расчетному количеству впрыскиваемого топлива они включаются блоком управления силовым агрегатом (РСМ) в соответствии с существующими эксплуатационными условиями.

• Форсунки имеют 6 (двигатель RF-T) или 10 (двигатель R2) распылительных отверстий, диаметр которых составляет около 0,13 мм (двигатель RF-T) или около 0,119 мм (двигатель R2).

• Форсунки состоят из корпуса с иглой, гидравлической сервосистемы и электромагнитного клапана.

Форсунка двигателя RF-T

1. К топливному баку

2. Электромагнитный клапан

3. Клапан

4. От общей топливной магистрали

5. Поршень управляющего клапана

6. Игла форсунки

7. Дроссельный клапан

1. Форсунка выключена

2. Форсунка включена

3. Впускное отверстие

4. Камера управляющего клапана

5. Игла

6. Распылитель форсунки

• Электромагнитный клапан через гидравлическую сервосистему управляет

положением иглы форсунки. Топливо подается по магистрали высокого давления через подводящий канал к распылителю форсунки, а также через дроссельное отверстие подачи топлива - в камеру управляющего клапана. Если на электромагнитный клапан не подается питание, дроссельное отверстие остается закрытым и давление создается в распылителе форсунки и в камере управляющего клапана. В этом случае гидравлическая сила, воздействующая сверху на поршень управляющего клапана, превышает силу давления топлива снизу на конус иглы распылителя. Игла закрывает отверстия распылителя.

7. Поршень управляющего клапана

8. Выпускное отверстие

9. Электромагнитный клапан

10. Катушка

11. Обратный слив

• При срабатывании электромагнитного клапана якорь электромагнита сдвигается вверх, открывая дроссельное отверстие. Соответственно снижаются как давление в камере управляющего клапана, так и гидравлическая сила, действующая на поршень управляющего клапана. Под действием давления топлива на конус игла распылителя отходит от седла, так что топливо через отверстия распылителя попадает в камеру сгорания цилиндра. Поскольку находящееся под давлением топливо через дроссельное отверстие воздействует и на нижнюю часть поршня управляющего клапана, это поддерживает раскрытие отверстий распылителя.

• Если поток топлива, подаваемого на форсунки, прерывается, то электромагнитный клапан закрывает дроссельное отверстие отвода топлива. Находящееся под давлением топливо от общей топливной магистрали через отверстие подвода топлива поступает в камеру управляющего клапана. За счет этого давление в камере управляющего клапана медленно возрастает. Когда давление в камере управляющего клапана превосходит давление в распылителе форсунки, игла закрывает отверстия распылителя, а впрыск топлива прекращается.

Примечание: При негерметичности клапана одной из форсунок игла ввиду незначительного давления в камере управляющего клапана открывается раньше, а закрывается позже. Таким образом количество топлива, впрыскиваемого в соответствующий цилиндр, увеличивается, что приводит к неравномерной работе двигателя на холостом ходу и повышению выброса сажи.

• Поскольку при неисправности форсунки количество отводимого топлива

увеличивается, на основании замера количества возвращаемого топлива может быть выявлена негерметичность электромагнитного клапана. Для этого при помощи специальных мензурок измеряется количество топлива, которое отводится от форсунки за определенное время.

Примечание: В случае демонтажа обратных трубопроводов необходимо заменить их

уплотнения, поскольку в случае их повторного использования уплотнения могут оказаться негерметичными. Поскольку на двигателе RF-T обратные трубопроводы размещены под крышкой головки блока цилиндров, вытекающее топливо может стать причиной разжижения масла, что приведет к повреждению двигателя.

• Форсунки напрямую включаются блоком управления двигателем (РСМ). Блок управления оборудован встроенным высоковольтным трансформатором, преобразующим напряжение аккумулятора в высокое напряжение, равное приблизительно 90 В и накапливающем его в конденсаторе.

• Микросхема управления передает высокое напряжение на форсунки в виде пускового сигнала.

• Из соображений безопасности подача питания на систему управления форсунками, встроенную в РСМ, осуществляется через отдельное реле управления.

1. От реле управления РСМ

2. Высоковольтный трансформатор

3. РСМ

4. Форсунка № 1

5. Форсунка № 2

6. Форсунка № 3

7. Форсунка № 4

8. Микросхема управления

• Включение катушек электромагнита, а значит, и время раскрытия форсунок зависит от пускового сигнала, поступающего от микросхемы управления, встроенной в блок управления двигателем(РСМ).

• Существует две фазы включения форсунок блоком управления двигателем. Для максимально быстрого раскрытия форсунки блок управления силовым агрегатом в фазе открытия подает на форсунку максимальное напряжение равное приблизительно 90 В. Ввиду высокого значения тока открытия (16 А) форсунка мгновенно открывается. Когда форсунка открыта, блок управления силовым агрегатом снижает напряжение до 12 В (фаза удержания). Получающийся в результате незначительный ток удержания (около 8 В) предотвращает чрезмерное выделение тепла в высоковольтном трансформаторе и в форсунках.

• Все форсунки включены параллельно, то есть высокое напряжение подается на форсунки через один зажим в блоке управления силовым агрегатом (РСМ).

Примечание: При разрыве электрической цепи одной из форсунок, блок управления силовым агрегатом прекращает включение этой форсунки, а двигатель продолжает работу с тремя цилиндрами.

Поправочные коэффициенты форсунок

В гидравлической сервосистеме установлены различные дроссели чрезвычайно малого диаметра, имеющие производственные допуски. Поскольку эти допуски влияют на скорость раскрытия и закрытия форсунки, а значит, и на количество впрыскиваемого топлива, они компенсируются поправочными коэффициентами форсунок. Эти поправочные коэффициенты задаются в процессе изготовления форсунок и наносятся на верхнюю часть форсунки в виде шестнадцатеричных цифр (семь групп с четырьмя цифрами и одна группа с двумя цифрами).

После завершения изготовления автомобиля поправочные коэффициенты установленных форсунок программируются в блок управления силовым агрегатом (РСМ). За счет этих поправочных коэффициентов блок управления силовым агрегатом приводит в соответствие количество топлива, впрыскиваемого каждой форсункой, способствуя равномерной работе двигателя, снижению шума, создаваемого в процессе сгорания и сокращению содержания вредных веществ в отработавших газах.

Форсунка двигателя RF-T

1 Вид сверху А

2 Поправочный коэффициент форсунки

Примечание: При установке форсунок после ремонта, их следует устанавливать именно в те цилиндры из которых они были демонтированы. Поэтому до того как приступить к демонтажу форсунок следует записать поправочные коэффициенты и номер цилиндра из которого была демонтирована форсунка с соответствующим поправочным коэффициентом. Несоблюдение этого правила может стать причиной неравномерной работы двигателя на холостом ходу, усиления шума, создаваемого в процессе сгорания топлива и/или повышенного выброса сажи.

Примечание: Перед установкой форсунок необходимо тщательно почистить подходящей для этого щеткой гнезда и уплотнительные поверхности форсунок в головке блока цилиндров. Кроме того, следует установить новые уплотнительные кольца со стороны камеры сгорания. Форсунки необходимо затягивать поэтапно с заданными моментами затяжки. Несоблюдение этого правила может стать причиной негерметичности и последующего нагарообразования в системе смазки, что приведет к недостаточной смазке и повреждениям двигателя.

• После замены одной или нескольких форсунок необходимо выполнить следующие действия:

1. При помощи диагностического модуля M-MDS следует восстановить обучающие значения в блоке управления силовым агрегатом (РСМ). Для этого необходимо выбрать опцию: Toolbox Powertrain Data reset Injector.

2. При помощи диагностического модуля M-MDS следует запрограммировать в блок управления силовым агрегатом (РСМ) поправочные коэффициенты форсунок, воспользовавшись для этого следующей опцией: Module programming Programmable parameters Injector correction factors.

3. Программирование количества впрыскиваемого топлива выполняется при помощи диагностического модуля M-MDS (смотри функция обучения для количества впрыскиваемого топлива).

Функция обучения для количества впрыскиваемого топлива

• Функция обучения для количества впрыскиваемого топлива служит для компенсации колебаний объема впрыскиваемого топлива, вызванных механическим износом форсунок и/или механических компонентов двигателя. Компенсация, которая должна обеспечить максимально возможную равномерность работы двигателя, осуществляется за счет поправочных значений.

• После завершения обучения блок управления двигателем (РСМ) при помощи сигнала, поступающего от датчика положения коленчатого вала, сравнивает частоту вращения коленчатого вала для отдельных цилиндров. При наличии различий частоты вращения коленчатого вала, блок управления силовым агрегатом вводит поправочное значение для форсунки соответствующего цилиндра.

X - Угол коленчатого вала

У - Частота вращения двигателя

1. До коррекции объема впрыскиваемого топлива

2. После коррекции объема впрыскиваемого топлива

• В ходе первых 1500 километров движения блок управления двигателем (РСМ) через каждые 150 километров вызывает функцию обучения. Затем этот вызов происходит через каждые 3000 километров при наличии следующих условий:

— Двигатель вращается со скоростью холостого хода

— Рычаг переключения передач находится в положении нейтрали

— Скорость движения автомобиля составляет 0 км/ч

— Температура охлаждающей жидкости составляет от 65 до 95° С

— Система кондиционирования воздуха не работает

— Педаль акселератора не нажата

— Регенерация фильтра твердых частиц (DPF) не происходит

• Если в ходе действия функции обучения одно из этих условий изменяется, то процесс прекращается до тех пор, пока необходимые условия не будут восстановлены.

• После замены блока управления двигателем (РСМ) или одной из форсунок необходимо при помощи диагностического модуля M-MDS провести обучение количества впрыскиваемого топлива. Для этого следует выбрать следующую опцию: Toolbox Powertrain Engine tests Learning operation

Injection quantity correction, а затем следовать инструкциям, выводимым на экран диагностического модуля.

• В ходе процесса значения параметров температуры охлаждающей жидкости, температуры всасываемого воздуха и температуры топлива должны находиться в пределах заданного диапазона. При выполнении всех необходимых условий функция обучения будет выполнена несколько раз для давлений в 35 МПа,

65 МПа, 100 МПа и 140 МПа. Поэтому изменение шума двигателя является нормальным.

Примечание: В заданные интервалы техобслуживания необходимо вызывать функцию обучения для количества впрыскиваемого топлива (смотри инструкцию по техническому обслуживанию автомобилей).

Примечание: Выполнение функции обучения прерывается в том случае, если колебания частоты вращения двигателя на холостом ходу слишком высоки (например, вследствие неисправности форсунки). В этом случае на экран диагностического модуля M-MDS выводится сообщение о коммуникационной ошибке, даже если связь между блоком управления двигателем (РСМ) и диагностическим модулем M-MDS исправна.

• Адаптационные топливные значения соответствующей форсунки при различных давлениях могут быть проверены в регистраторе данных через параметр FI_LRN. Например, для форсунки первого цилиндра:

— FI_LRN 01 = адаптационное топливное значение для давления в 35 МПа

— FI_LRN 11 = адаптационное топливное значение для давления в 65 МПа

— FI_LRN 21 = адаптационное топливное значение для давления в 100 МПа

— FI_LRN 31 = адаптационное топливное значение для давления в 140 МПа

Примечание: При определенных обстоятельствах адаптационные топливные значения FI_LRN могут быть использованы для диагностики неисправной форсунки (смотри раздел «Диагностика системы управления впрыском топлива»),

• Для дальнейшей оптимизации равномерной работы двигателя на холостых оборотах блок управления силовым агрегатом двигателя R2 способен выполнить краткосрочную избирательную корректировку количества впрыскиваемого топлива. Эти поправочные значения для отдельных форсунок могут быть проверены в регистраторе данных за счет параметра INJ_CMP.

Управление количеством впрыскиваемого топлива

• Система управления количеством впрыскиваемого топлива изменяет количество впрыскиваемого топлива в зависимости от условий эксплуатации двигателя. К основным параметрам, используемым для расчета количества впрыскиваемого топлива, относятся следующие параметры:

— Положение педали акселератора

— Частота вращения двигателя

— Температура охлаждающей жидкости

— Температура топлива

Запуск двигателя

• Количество впрыскиваемого при запуске двигателя топлива, зависит от частоты вращения двигателя и от температуры охлаждающей жидкости.

Нормальный режим движения

• В нормальном режиме движения количество впрыскиваемого топлива рассчитывается на основании положения педали акселератора и частоты вращения двигателя.

Холостой ход

• При отклонении от заданного значения частоты вращения двигателя на холостом ходу, блок управления двигателем(РСМ) увеличивает или уменьшает количество впрыскиваемого топлива, чтобы в создавшихся эксплуатационных условиях поддержать постоянную частоту вращения двигателя на холостом ходу.

Стабильность оборотов двигателя

• Механические изменения в системе впрыска топлива и в двигателе становятся причиной колебаний числа оборотов двигателя на холостом ходу. Поэтому для обеспечения максимально плавного хода количество впрыскиваемого топлива регулируется отдельно для каждого цилиндра.

Демпфирование рывков

• Для предотвращения рывков, возникающих при быстром нажатии на педаль акселератора, информация, касающаяся положения педали акселератора, демпфируется. Поэтому при повышении частоты вращения двигателя блок управления двигателем (РСМ) впрыскивает меньшее количество топлива, увеличивая впрыскиваемый объем при снижении числа оборотов двигателя. Это предотвращает резкое изменение нагрузки на двигатель, а, следовательно, и рывки.

Предотвращение сухого хода

• Функция RDP (Run Dry Prevention = предотвращение сухого хода) предотвращает попадание воздуха в топливную систему, вызванное слишком низким уровнем заполнения системы топливом. При этом в случае занижения различных предельных значений (уровень заполнения под маркировкой ЕЕ на указателе уровня топлива) блок управления двигателем (РСМ) принудительно снижает нагрузку на двигатель, моделирует перебои в зажигании или же полностью выключает двигатель. При этом в блоке управления силовым агрегатом сохраняются соответствующие коды неисправностей.

Ограничение частоты вращения

• После достижения двигателем максимальной частоты вращения, блок управления двигателем (РСМ) снижает количество впрыскиваемого топлива, чтобы предотвратить превышение максимальной частоты вращения двигателя.

Остановка двигателя

• При выключении зажигания блок управления силовым агрегатом прекращает впрыск топлива.

Внешнее воздействие на количество впрыскиваемого топлива

• При внешнем вмешательстве в систему регулировки впрыскиваемого топлива на количество впрыскиваемого топлива воздействует другой блок управления (например, блок управления системой DSC). В соответствии сданными, передаваемыми другим блоком управления, блок управления двигателем (РСМ) уменьшает количество впрыскиваемого топлива, а вместе с ним и крутящий момент двигателя.

Управление моментом начала впрыска топлива

• В зависимости от условий эксплуатации двигателя изменяется момент начала впрыска топлива. К основным параметрам расчета момента начала впрыска топлива относятся следующие параметры:

— Количество впрыскиваемого топлива

— Частота вращения двигателя

— Температура охлаждающей жидкости

• Начало впрыска переносится на более ранний срок при наличии следующих условий:

— Если увеличивается количество впрыскиваемого топлива, поскольку в этом случае продолжительность процесса впрыска возрастает.

— Если возрастает частота вращения двигателя, чтобы компенсировать задержку зажигания.

— При холодном двигателе для увеличения температуры сгорания и предотвращения образования сажи и возникновения шумов в холодном двигателе.

Управление многократным впрыском топлива

• В зависимости от условий эксплуатации двигателя система управления многократным впрыском топлива изменяет количество и порядок тактов впрыска. К основным параметрам, которые используются для расчета тактов впрыска, относятся следующие параметры:

— Частота вращения двигателя

— Количество впрыскиваемого топлива

— Температура охлаждающей жидкости

• В систему управления многократным впрыском топлива заложено семь рисунков впрыска с различным количеством тактов впрыска топлива. При этом до и после основного впрыска происходит несколько дополнительных впрысков, которые служат для снижения вредных выбросов, улучшения работы двигателя, снижения шумов, создаваемых в процессе сгорания топлива, для повышения крутящего момента двигателя, а также для регенерации фильтра твердых частиц (DPF).

• До основного впрыска топлива происходит один или несколько предварительных впрысков, то есть во время такта сжатия в камеру сгорания впрыскивается небольшое количество топлива. Впрыскиваемое топливо вызывает процесс предварительного сгорания, который снижает уровень шумов, создаваемых в процессе сгорания топлива, а также уменьшает выброс ОГ.

• Вспомогательные впрыски топлива происходят после основного впрыска, то есть во время рабочего хода за верхней мертвой точкой происходит впрыск точно рассчитанного количества топлива. За счет остаточного тепла отработавших газов впрыскиваемое топливо испаряется, выступая в качестве химического восстановителя, предотвращающего выброс оксидов азота. Последующий впрыск используется для повышения температуры отработавших газов в процессе регенерации.

• В зависимости от эксплуатационных условий выбирается соответствующий рисунок впрыска топлива.

1. Угол коленчатого вала - стандартное положение

2. Сигнал от датчика положения коленчатого вала

3. Рисунок впрыска топлива (в процессе обучения форсунки)

4. Рисунок впрыска топлива для четырех впрысков

5. Рисунок впрыска топлива для трех впрысков

6. Рисунок впрыска топлива для двух Впрысков (вспомогательный впрыск опционален)

7. Рисунок впрыска топлива для одного впрыска (вспомогательный впрыск опционален)

8. Рисунок впрыска топлива для шести впрысков (при регенерации DPF)

9. Рисунок впрыска топлива для пяти впрысков (при регенерации DPF)

10. Предварительный впрыск

11. Основной впрыск

12. Вспомогательный впрыск

13. Верхняя мертвая точка

Диагностика

• Компоненты системы управления впрыском проверяются следующим образом:

— Проверка начала впрыска за счет PID параметра INJ_TIM (Deg)

— Проверка режима включения форсунки за счет PID параметра INJ_MODE (Mode)

— Проверка режима включения многократного впрыска топлива за счет PID параметра FIP_MODE (Mode)

— Проверка сигнала по напряжению, подаваемого на форсунки

— Измерение сопротивления форсунок

— Проверка срабатывания форсунок

— Проверка количества топлива, возвращаемого от форсунок

— Оценка форсунок с использованием адаптационных значений топлива

— Сравнение адаптационных значений топлива за счет PID параметра FI_LRN

— Измерение напряжения на реле управления РСМ

— Проверка поправочных коэффициентов форсунок за счет PID параметров INJ1_CMP/ INJ2_CMP/ INJ3_CMP/ INJ4_CMP (MM3/stroke) (в настоящий момент только для R2)

— Проверка датчика FLT за счет PID параметров FLT (Temp)/FLTV (Volt)

— Измерение напряжения на датчике FLT

— Измерение сопротивления на датчике FLT

— Проверка маршрута, пройденного после последнего вызова функции обучения для количества впрыскиваемого топлива за счет параметра INJ_LRN_DIS (Meter)

Проверка срабатывания форсунок

• Для проверки срабатывания форсунки необходимо выключить двигатель и отсоединить штекерный разъем форсунки. Затем следует запустить двигатель и проверить, снизилась ли частота вращения двигателя (если да, то насколько). Повторить эту процедуру для всех форсунок и записать соответствующие значения.

• Если снижение частоты вращения двигателя на одном из цилиндров меньше чем на других, это может указывать на неисправность соответствующей форсунки или двигателя. Чтобы исключить неисправность двигателя, перед заменой форсунки следует замерить компрессию.

Замер количества топлива, возвращаемого от форсунок

• Если возвратные топливные трубопроводы находятся над крышкой головки блока цилиндров (например, двигатель R2), их следует отсоединить от форсунок и установить на их место заглушки. Затем подключить к возвратному патрубку форсунок специальный инструмент, предназначенный для измерения количества топлива, возвращаемого от форсунок. На холостом ходу в течение одной минуты замерять количество топлива, возвращаемого от отдельных форсунок. Записать полученные значения и слить топливо из мензурок. Повторить эту процедуру при частоте вращения двигателя в 2000 мин"1 и 4000 мин"1.

• Если измеренное количество возвращаемого топлива значительно больше или значительно меньше опорного значения, это может указывать на неисправность соответствующей форсунки. Кроме того, количество топлива, возвращаемое от отдельных форсунок, не должно значительно различаться. Значительные отклонения указывают на неисправность форсунки.

• Если возвратные топливопроводы находятся под крышкой головки блока цилиндров (как на двигателе RF-T), то возможно измерение только общего количества возвращаемого топлива. Для определения количества топлива, возвращаемого от отдельных форсунок, необходимо сначала измерить общее количество возвращаемого топлива. Для этого следует отсоединить обратный трубопровод форсунок и установить на его место заглушку. Затем подключить к возвратному патрубку специальный инструмент, предназначенный для измерения количества топлива, возвращаемого от форсунок. На холостом ходу в течение одной минуты замерять количество топлива, возвращаемого от всех форсунок. Записать полученные значения и слить топливо из мензурок. Повторить эту процедуру при частоте вращения двигателя в 2000 мин"1 и 4000 мин"1. Затем за счет параметров INJ_1#, INJ_2#, INJ_3#, INJ_4# отключить каждую из форсунок и повторить выполненную ранее процедуру для каждой из форсунок. При этом следует вычесть измеренное значение из общего количества возвращаемого топлива. Полученная разница будет соответствовать количеству топлива, возвращаемого от соответствующей форсунки.

Оценка форсунок за счет адаптационных топливных значений

• Для оценки форсунок при помощи адаптационных значений топлива необходимо сначала вызвать параметры FI_LRN_01 bis FI_LRN_34. Затем следует использовать функцию обучения для количества впрыскиваемого топлива (смотри раздел „Управление впрыском - функция обучения").

• Если после этого адаптационные топливные значения FI_LRN_01 - FI_LRN_34 выходят за предел диапазона от -100 до +100, это может указывать на неисправность соответствующей форсунки или двигателя. Чтобы исключить неисправность двигателя, перед заменой форсунки следует замерить давление сжатия двигателя.

Сравнение соответствующих адаптационных топливных значений

• Для привлечения адаптационных топливных значений к диагностике форсунки следует в неизменных условиях несколько раз подряд использовать функцию обучения для количества впрыскиваемого топлива (минимум три раза) (смотри раздел „Управление впрыском - функция обучения"). После каждого обучения следует записывать новые значения всех форсунок. Для этого при помощи параметра FI_LRN необходимо сначала считать значения для каждой из форсунок и записать их в таблицу, а затем сравнить значения, полученные после каждого обучения.

• Если при каждом обучении значения форсунки значительно изменяются, то это может указывать на неисправность соответствующей форсунки.

axela-mazda.ru