Базовые принципы определяющие алгоритм настройки топливоподачи.

Программа автоматической настройки прошивок – ПАК “Матрица”.

Инженерный ЭБУ J5 ONLINE tuner является удобным средством для калибровки программного обеспечения для автомобилей, однако возможности его управляющей программы и оборудования поставляемого SMS-Software оставляют желать лучшего и фактически не позволяют настраивать двигатели иначе как «тыкая пальцем в небо», что увы сложно делать на движущемся с высокой скоростью автомобиле, таким образом это оборудование фактически является просто игрушкой, и настроить на нем что-либо, кроме холостого хода, практически нереально. C появлением на рынке недорогих широкополосных измерителей остаточного кислорода в выхлопных газах от фирмы innovate motorsport и после некоторых положительных опытов с ними, появилась идея использовать их для настройки системы управления в автоматическом режиме, поскольку ручная настройка не страдает объективностью и является чрезвычайно утомительным занятием, к тому же не очень хорошо сказывается на двигателе в случае больших расхождений состава в начале настройки. Поэтому задача сводилась к написанию автоматической программы, способной в реальном времени снимать показания желаемого и реального составов смеси с работающего ДВС и непосредственно в ЭБУ исправлять ошибку состава в конкретной режимной точке. Так был разработан программно-аппаратный комплекс “Матрица”. Позже его функциональность была значительно расширена.

ПАК «Матрица» содержит в своем составе диагностический компьютер (ноутбук), к которому с помощью специального адаптера Serial-USB подключается широкополосный измеритель свободного кислорода фирмы Innovate, а также инженерный ЭБУ Январь-5( или Январь-7.2)-Online tuner v1.10, и комплекта специального программного обеспечения для одновременного управления этими устройствами в составе комплекса. «Матрица» может работать с любыми прошивками для инженерных ЭБУ Январь-5 или Январь-7, однако все ее алгоритмы могут быть задействованы только при применении микропрограммы J5LS.

Базовые принципы определяющие алгоритм настройки топливоподачи.

Предположим, что мы имеем четкий математически верный алгоритм управления в ЭБУ (связь воздух-топливо), однако, несмотря на это, в системе управления возникают ошибки, которые определяются внешними независимыми факторами. Если мы возьмем любую статичную режимную точку (по оборотам и нагрузке), то ошибки возникающие в этой точке мы сможем разделить на 2 группы:

— Пропорциональные (которые можно исправить, умножив (или поделив) значение на поправочный коэффициент)

— Аддитивные (которые исправляются путем добавки (вычитания) поправки).

Рассмотрим типичные пропорциональные ошибки, которые могут возникать в системе управления двигателем:

— Ошибки подачи топлива по расчетному массовому значению. Суть которых в том, что реальная топливоподача не соответствует той которую рассчитывает программа в ЭБУ! Этому может быть много причин — несоответствие статической производительности форсунок заложенной в П.О. истинной производительности форсунок вследствие незнания калибровщика, ошибки, или засорения форсунок или несоответствия давления в топливной рампе желаемому вследствие разброса параметров регулятора, применения нештатного РДТ, а так же недостаточной производительности насоса при больших расходах (последнее впрочем является неисправностью).

— Ошибки расчета циклового наполнения воздухом двигателя. Когда в ЭБУ на некоторых режимах не поступает истинный расход воздуха. Причиной этому может быть несоответствие сигнала с ДМРВ реальному расходу воздуха, вследствие изменения геометрических параметров впуска двигателя (паразитные резонансные явления), некомпенсированные обратные выбросы возникающие на низких оборотах в результате применения распределительных валов с широкими фазами, либо неисправности самого ДМРВ. Некомпенсированные ошибки ДМРВ от изменения температуры, давления, и влажности воздуха в атмосфере. Неправильная тарировка ДМРВ, разброс тарировки в некоторых пределах. Также неправильные тарировки ДАД и ДТВ (если прошивка использует их для определения расхода воздуха).

— Ошибки алгоритма управления в результате неправильной калибровки системы управления (например: неправильные значения в таблице “поправка ЦН” или “начальная коррекция топливоподачи”), ошибки в других калибровках так или иначе связанных с подачей топлива.

Аддитивных ошибок несколько меньше, в основном основная ошибка – смещение форсунок. Форсунка фактически является электромеханическим устройством, поэтому она не может открыться мгновенно, это связанно с различными факторами, в основном с тем, что ток (как и энергия) в катушке форсунки нарастает за какое-то время интегрально. Смещение связанно с напряжением питания системы (ток зависит от приложенного к форсункам напряжения), при смене одних форсунок на другие не всегда возможно точно определить новые динамические характеристики, и правильно их задать в калибровках ЭБУ. Таким образом может возникнуть расхождение между реальным временем переходного процесса в форсунке (лага форсунки) и заданным в калибровке «динамическая производительность форсунок».

Проблема усугубляется, когда ошибки начинают складываться друг с другом и в результате реальный состав смеси не имеет ничего общего с желаемым (назовем его — максимально эффективным) составом смеси, вплоть до потери 10% мощности двигателя, или перерасходу топлива на режимах низких нагрузок (в моей практике встречались случаи 2-х кратного перерасхода топлива автомобилем). Это создает определенные трудности для калибровщиков, связанные с тем, что даже при великолепном знании теоретических критериев выбора составов смеси и углов, в разных режимах работы двигателя, практически они не могут создать что-то более менее пригодное для эксплуатации не имея под руками реального автомобиля, на котором должна работать программа, и не проведя серию практических тестов с контролем состава смеси а также условий ее горения (наличия детонации или перегрева двигателя) по приборам.

Фактически если мы рассмотрим все ошибки то придем к выводу, что в каждой конкретной режимной точке по оборотам и нагрузке большую часть из них мы можем компенсировать всего одним умножением (в том числе и динамику форсунок, поскольку в конкретной режимной точке по оборотам и нагрузке в стационарном режиме работы системы управления у нас фиксированная подача топлива и соответственно время впрыска). Это не совсем справедливо для стандартных прошивок, так как в них «поправка ЦН» зависит от дросселя, а состав (и подача) зависит от расхода воздуха (с ДМРВ), таким образом в одной и той же режимной точке по дросселю и оборотам может быть разная подача топлива, поскольку режимная точка по расходу воздуха и оборотам будет другой и не вполне понятно, какая таблица будет используется «мощностная» или «экономичная», но даже такие расхождения в стандартных прошивках делают настройку вполне приемлемой. В прошивках J5LS этот недостаток устранен и таким образом они идеально подходят для настройки по этой методике. Впрочем, и на стандартных прошивках такая настройка дает великолепные результаты, (лучше, чем с другими методиками), позволяя свести разницу между реальным и желаемым составом смеси (ошибку регулирования) до предела +.- 0,1 по отношению Воздух/Топливо.

Исходя из вышесказанного, нужно ввести в ПО ЭБУ всего лишь один коэффициент в виде 3d таблицы который определяется фактором нагрузки и оборотами двигателя и позволяет компенсировать возможные отклонения реальной топливоподачи от желаемой. И такая таблица в ПО Января уже есть – это “поправка Циклового Наполнения”, если мы, основываясь на объективных факторах, выставим в ней нужные коэффициенты – мы получим настроенную (по топливу конечно) машину, у которой желаемый и реальный составы смеси будут точно совпадать во всем диапазоне работы двигателя. А такими объективными факторами, например, может являться разница между желаемым и реальным составами топливовоздушной смеси.

Как работает “Матрица”:

— Устанавливается связь с J5 online tuner и контроллером широкополосного датчика кислорода (подключены через 2-х портовый USB-COM адаптер к ноутбуку).

— Производится проверка соответствия п.о. в ЭБУ и п.о. в выбранном пользователем файле. В случае несоответствия программы — «Матрица» сообщает калибровщику о необходимости перепрограммировать ЭБУ или изменить конфигурацию.

— Все калибровочные данные из считанного файла записываются в память ОЗУ ЭБУ для синхронизации прошивки в файле и ЭБУ (в случае если файл редактировали).

— Раз в 50-100мс производится запрос текущих параметров системы управления из инженерного ЭБУ и отображение их на дисплее ПК, кроме того 61 текущий параметр системы управления сохраняется в специальном файле CSV (данные с известным сепаратором), доступными для анализа в программах типа Excel, либо автоматических программах анализа (например для построения таблицы фазы впрыска).

— Проверяются условия регулирования:

1) Режимная точка (обороты и дроссель) стабильна в течении 200мс — т.е. система находится в стационарном режиме..

2) Двигатель и лямбда-зонд прогреты до необходимых температур, показания лямбда зонда истинные в течении как минимум 200мс.

3) В течение 0.5мс не был активен режим отсечки топлива (ЭПХХ или блокировка по оборотам)

4) Дополнительная подача топлива (ускорительный насос) также отсутствовала в течение минимум 0.5с

Если все условия соответствуют – производится регулирование в текущей режимной точке, при этом данные мгновенно записываются в память инженерного ЭБУ. Также регулируются все соседние с текущей режимные точки, с использованием функции ограничивающей отклонение соседних точек (сглаживается поверхность и ускоряется регулирование). Регулирование производится 2-мя алгоритмами – грубым и точным. Грубый нужен чтоб быстро приблизится к желаемому составу, точный для окончательной настройки. Одновременно с записью в ЭБУ программа сохраняет все новые коэффициенты в файл прошивки.

Для новых версий J5LS подобный алгоритм реализован в самой прошивке.

Обучение таблицы БЦН.

Программа при работе автоматически создает таблицу «базового циклового наполнения», при этом используются механизмы экстраполяции результата обучения на соседние c текущей режимной точки.

Как работает игровой движок // Рендеринг


Похожие статьи.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: