Пользователь
0,0
рейтинг
27 марта 2012 в 22:14

Racing technologies 2: MoTeC M800 в действии

Привет, коллеги!
Так как в прошлой статье вы изъявили желание узнать подробнее о том, как выглядит управление двигателем гоночной машины в реальной жизни, то я готов вам рассказать как это устроено на практике. Сегодня я вам покажу на конкретных примерах как устроена система управления и настройки двигателя в моем автомобиле. В качестве подопытной выступит Subaru Impreza WRX STi с блоком управления двигателя MoTeC M800. В данной статье вы найдете описание программы управления, основных функций и некоторые нюансы настройки. Заинтересованных прошу пройти под кат.


В качестве вступления давайте познакомимся непосредственно с силовой установкой, которой управляет компьютер. Это бензиновый 4-х цилиндровый двигатель EJ257 с оппозитной компоновкой и турбонаддувом. Он снабжен 4-мя распредвалами, 2 впускных с возможностью изменения фазы газораспределения. Соответственно, он оснащен 4-мя форсунками Bosch 1000CC, 4-мя свечами с раздельными катушками зажигания и турбиной Greedy TD06-20G. C ним произведено множество разнообразных модификаций. В итоге данный образец способен развивать пиковую мощность до 450 лошадиных сил.

Столь мощная конфигурация заставила отказаться от датчика массового расхода воздуха (MAF) в пользу датчика абсолютного давления воздуха в впускном коллекторе (MAP) по причине того, что был достигнут верхний предел измерений штатного MAF. С точки зрения управления системой наддува, то здесь применено классическое решение в виде трехпортового соленойда Apexi. Датчики REF/SYNC (положение коленвала, зажигание) используются стандартные. Так же из штатных устройств используются датчик температуры двигателя, датчик температуры входящего воздуха, управляющие механизмы электронной педали газа и электронной дроссельной заслонки и средства управления системой изменения фаз газораспределения. Датчик детонации, к сожалению, пришлось упразднить ввиду отсутствия точных калибровок его значений. Из периферийных устройств к ECU подключены реле вентиляторов охлаждения радиатора, датчик активности гидроусилителя и система управления бензонасосом.

Для подключения к ECU нам потребуется специальный адаптер Motec UTC CAN-to-USB. В качестве ПО я использую ECU Manager v. 3.5. Программное обеспечение позволяет анализировать файлы прошивок в двух режимах: он-лайн и офф-лайн. При первом корректировки параметров вносятся на подключенном ECU непосредственно в работающую прошивку. При втором изменения вносятся в файл, который впоследствии необходимо загрузить в компьютер. Что же, давайте познакомимся с основными элементами ПО (вы это можете сделать, установив его на свой компьютер и создав в нем новый проект). Хотелось бы отметить, что почти все пункты имеют встроенную справку «F1».


Основным рабочим меню является «Adjust», через которое мы попадаем во все основные механизмы настройки. Наиболее часто используемыми являются настройка топлива и зажигания. Во втором блоке представлена закладка «Functions», хранящая в себе самое «сладкое»: разнообразные специфические функции. Блоки Digital, Auxiliary, Ignition и Injector представляют собой группированные порты ввода-вывода. Каждый из них имеет свои возможности и персональные настройки. В своей основной массе они являются универсальными и позволяют назначать им любые функции. Последний блок имеет довольно «говорящие» названия вкладок и в большинстве своем содержит параметры, которые настраиваются один раз. Так же стоит отметить тот факт, что ECU обладает системой парольной защиты собственной прошивки, позволяющей настройщику заблокировать полностью или частично в нее доступ.

Конечно же, основным рабочим инструментом является топливная карта (Adjust -> Fuel -> Main table), которая определяет какое количество топливо необходимо подать в данный момент. По ней рассчитывается время, на которое необходимо открыть форсунку. Оно не является константным и суммируется по сложной схеме «компенсаций» из базовых значений в таблице с дополнительными параметрами. Оно зависит как от температурных режимов, давления во впускном коллекторе, так и от любых «произвольных» формул. Подаваемая в двигатель смесь является одним из наиболее важных значений в работе двигателя. При слишком бедной смеси вы рискуете получить детонацию топлива и преждевременно похоронить двигатель. Подавая же слишком много топлива вы создаете чудовищный расход в совокупности с риском взрыва горючего в выхлопном коллекторе. Это очень тонкая граница между мощностью, экономичностью и долговечностью. Познакомиться с разнообразными компенсационными режимами можно во вкладке Adjust -> Fuel -> Compensations.

Второй главной таблицей является контроль угла опережения зажигания (Adjust -> Ignition -> Main table). Данная настойка является одной из решающих для достижения максимальной эффективности сгорания топлива. Так как качество бензина на заправочных станциях страдает, то параметры должны быть выстроены таким образом, что бы они покрывали некоторый спектр топлива с точки зрения скорости его горения. Ее калибровка требует некоторого понимания физики процессов, происходящих в двигателе. Традиционно для многих параметров, неверное значение приводит к покупке нового двигателя. Поэтому стоит максимально ответственно подходить к изменениям, и не пытаться вносить их «на лету» без датчика контроля детонации. Так же как и топливная карта, существует набор компенсаций для изменения таблицы динамически в зависимости от других параметров (Adjust -> Ignition -> Compensations).

Далее обратим внимание на закладку Adjust -> Functions. Здесь представлены алгоритмы управления регуляцией наддува, настройки гоночных систем «антилаг» и «трекшн-контроль» и много другое. Вы можете настроить изменение поведения двигателя в зависимости от включенной передачи, сделать до трех режимов контроля впрыска закиси азота и выстроить схему автоматического контроля смеси по двум лямбда-зондам. В принципе, палитра всевозможных функций настолько богата, что позволяет реализовать любую необходимую функцию как для гражданской езды, так и для гоночных заездов. По мере совершенствования программного обеспечения Motec появляются новые дополнительные модули и алгоритмы. Среди всей этой палитры я хотел бы обратить ваше внимание на такую, казалось бы, непримечательную функцию как Idle Control. Она представляет собой систему поддержания холостых оборотов двигателя.

Для их контроля применяется пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор. Это обусловлено тем, что поддерживать холостые обороты двигателя необходимо при самых разнообразных условиях. Включенное электрооборудование (фары, отопитель стекла) или печка могут существенно увеличить нагрузку на двигатель. Соответственно, компьютер должен плавно отреагировать на событие и увеличить количество оборотов коленвала. В настройке этих параметров кроется одна из главных проблем Motec: контроль двигателя на малых оборотах. Выставить параметры PID настолько точно, как это сделано на гражданских автомобилях занимает огромное количество времени и сил. Но даже потратив на это неделю, все равно приходится смириться с компромиссами вроде 1000 об/м и небольших «блужданий» из-за слишком большой дифференциальной составляющей.

Пожалуй, на этом я закончу описание компонентов ПО. Детальное описание каждой функции достойно отдельной статьи ввиду массы нюансов и тонкостей. Конечно же, при наличии интереса, я готов продолжить повествование на выбранные вами темы.

В целом же, для настройки ECU Motec требуется масса терпения и аккуратности. Любая ошибка может повлечь за собой дорогостоящий ремонт. К сожалению, не существует каких-либо объемных руководств. Практически все знания и ответы на специфичные вопросы собраны на форуме компании. Но так как каждый проект индивидуален, то многое познается на своих ошибках.

Спасибо за внимание! Надеюсь, я рассказал Вам что-то новое.
Кирилл Ермаков @isox
карма
60,0
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (73)

  • 0
    Нда, грандиозно! :)

    Сколько километров\времени\гонок нужно откатать, что бы появилось желание+необходимость залезать в такие тонкости настройки?
    • +2
      Нужно проехать просто на стихе, даже необязательно заряженной, после чего вы точно полюбите этот автомобиль. если будет возможность то станете и владельцем, что сразу же откроет путь в мир тюнинга, так как это конструктор для взрослых, затягивает страшно, особенно когда есть результат!
      • 0
        Я как-раз очень люблю Impreza… заочно :) Считаю её одним из эталонов автомобиле-строения.

        Но с внедорожника непросто пересесть на другую машину. Даже на раллийную. Потому владельцем стану если-только когда-нибудь буду приобретать второй автомобиль :]

        Но идею я понял, спасибо.
        • +1
          Альтернатива второй машине — форестер. У S-Edition немало от STi, а то чего не хватает — доделывается. Такой же конструктор как и все субары.
          Бюджетный вариант — б.у. в кузове SG (если много внедорожья, то SH на автомате).
          • 0
            Положил коммент в избранное. Когда буду менять машину — вернусь еще сюда )
      • 0
        Impreza — отличный автомобиль. К сожалению, последнюю модификацию субару погубила. Получился эдакий хёндай непонятной формы. Жаль…
    • +1
      Достаточно увидеть ценник на настройку.
      И желание появляется сразу :)

      Умение самостоятельно поправить большинство вещей экономит массу финансов.
      • 0
        Спасибо, теперь мотив понятен ) Да уж… знание нынче в цене :)
  • +4
    (знаю, что глупо, не не могу не удержаться)

    А свою ос поставить можно?
    • 0
      Мечта идиота, это докопаться до «низов» контроллера и вытащить загрузчик.
      UART на нем есть. Но из-за высокой цены, я не рискую лезть.
  • 0
    Смесь отстраивали по широкополосной лямбде? Она осталась установленной, или сейчас совсем без лямбды? А как получилось отстроить зажигание без датчика детонации? Вроде же мотек не умеет ion sensing.
    • 0
      Innovate LC-01 стоит.
      Датчик детонации внешний.
      • 0
        Они напрямую к мозгам подключены или к ноутбуку, с которого отстройка ведётся? Что интересно: пока весь описанный функционал есть в стоковом довольно древнем саабовском Trionic T5, он ещё и ion sensing в зачаточном состоянии умеет. Очень клёвая игрушка, но при установке в другую авту, ессно, никаких гарантий ни от кого.
        • 0
          Выход контроллера LC-01 подключен в режиме 0-5в на Motec.

          Саабовские мозги славятся тем, что они очень удобны и практичны. Слышал много лестных отзывов о них.

          Trionic умеет ланч-контоль, антилаг и флэт-шифт?
          • 0
            Есть ограничение по наддуву на 1-2 передачах. Антилага, антибукса и флет-шифта нету, т.к. там мощность в стоке порядка 200-250 сил с довольно мелкими турбинами. Но есть онлайн редактирование, поддержка широкополосной лямбды, описания карт и бесплатный софт для их редактирования.

            И ещё — очень грамотное железо, сигналы на открытие-закрытие форсунок и на катушки, считывание положения коленвала (стандартный, 60-2) производится аппаратно блоком TPU. Ну и ion sensing для определения детонации персонально по каждому цилиндру — это тоже крайне приятно. Если в такое железо добавить ещё отдельный блок для определения давления в цилиндре через всё те же ионные токи — то можно будет в полностью автоматическом режиме строить карты.
  • 0
    Друзья, работающие в центре предпродажной подготовки Субару, рассказывают что для настройки бортового компьютера перед продажей водители нарезают несколько кругов по МКАДу, а в это время на соседнем кресле сидит настройщик с ноутбуком. Правда ли это?
    • 0
      Качественная настройка занимает очень много времени.
      По МКАДУ можно накататься на всю жизнь :)
    • 0
      Не совсем. На мощностном стенде и работать удобнее и настройка точнее.
      Если нет доступа к стенду, или бюджета на его аренду, то настраивают на дороге.
      • 0
        Абсолютно с Вами согласен.
        К сожалению, мой бюджет не позволяеть производить все корректировки на стенде.
  • 0
    У меня сейчас обратная задача — снизить мощность турбомотора (EJ255 с турбиной), чтобы более-менее хорошо работал на нашем, не всегда хорошем бензине.
    • 0
      Просто нужно несколько карт, и переключать между ними, залили плохой бензин, чувствуете что не едет, детонация, переключились на другую карту под плохой бензин и все.
    • 0
      2,5 WRX отлчно ездит на нашем 98-м

      При желании, попробуйте просто установить буст-контроллер и снизить наддув до 0.7
      • 0
        Можете пару слов сказать о бензине низкого качества? Как он влияет на здоровье и поведение авто? Можно ли лить в гражданскую машину 98й бензин (форд фокус2 2л интересует и в общем случае), есть ли смысл?
        • 0
          Лить можно. Смысла нет.
          • 0
            Коллега на хонде цивик говорит, что хоть 98й стоит дороже, но расход с ним меньше. В итоге по деньгам одинаково, но вроде как 98й бенз лучше по качеству чем 95й. Так или нет?
            • 0
              Читал достаточно интересную статью про бензин, с обилием теоретических выкладок и объяснений:
              blogi.autonews.ru/?r=entry/view&id=488666

              Для себя сделал вывод что ездить надо на 95.
        • 0
          лить не стоит, можно спалить поршни, температуры совершенно другие. Тем болея не забывайте что 98 почти нет, это 95 поднятый присадками до 98, а они ой как любят поднимать температуру.
  • 0
    Motec — это круто и дорого. Субару прекрасно шьется на строковом мозге. Я настраивал 500 лс на колесах с гаретом 30м. Если очень хочется map то есть aftermarket мозги по дешевле, например vems. Кстати внедрял такой на свой снегоход с td04l.
    • 0
      Да, конечно.
      В данном случае вопросов экономии не стояло, поэтому Мотек ,)
  • +5
    После прочтения чувствую себя блондинкой.
    • 0
      Не переживайте.
      Это быстро поправимо после изучения матчасти :)
      Все на самом деле просто.
  • 0
    Кстати, на TD06-20G не снять 450 лс на колесах.
    • 0
      Колесных нет.
      Это на двигателе.
      Как вы знаете, это традиционная «погрешность» стендов Super-flow.

      TD06-20G была выбрана как наиболее быстро раздувающаяся «400-ка».
      Спул с выходом на 1 бар в районе 2800об/м. Я считаю это достойным результатом.
  • 0
    Откуда взялась цифра в 450 лошадей? Это замерено на стенде?
  • +3
    Чел, у тя реально длиннее!
    • 0
      На стенде получена цифра 420 при 1.4 бара давлении наддува.
      Прошу простить, что не выкладываю графика: потерян с осени.
      Если вас интересует точная конкретика, то через неделю я буду корректировать машину под лето на стенде.
      Соответственно, могу кинуть результативный график любым заинтересованным лицам.

      Цифра 450 является расчетной пиковой при максимальном давлении в 1.6 бара.
      Но такой режим небезопасен для стенок циллиндров, — они могут лопнуть.
      • 0
        Так это боевой режим 1,4 бар? Или на каждый день?
      • 0
        Вы когда нибудь видели «лопнувшие стенки цилиндров»? Если так, то снимаю шляпу.

        Мне казалось, что основная проблема выхода из строя «надутых» ДВС — температура, превышение которой приводит к оплавлению поршней и вылета их через выхлопную трубу.
        • 0
          Да. Проблема 257-м моторов в слабых гильзах. В идеале их надо заменять на Darton.
    • +1
      Извините, ошибся вкладкой.
      Ответил в комментарии ниже.

      • 0
        Бывает :)
  • 0
    о да, я когда в Волгу мотор от Тойоты ставил, тоже постиг грандиозность и крутость ECU
  • 0
    Скажите, а есть ли в природе адаптер для MoTeC который раздает данные по WiFi?
    • 0
      Вы знаете, я не работал с такими.
      Многие устройства Мотек выпускает на заказ.
      Возможно, безпроводный модуль существует.
      • 0
        Просто пишем софт для айПада/айФона для раллийных машин и думаем как с МоТеС'а читать.
        • 0
          Я думаю, потребуется вскрыть UTC и посмотреть, что внутри.
          Или же каким-то образом транслировать USB по вай-фаю.

          К сожалению, сам софт то у них закрытый. Не очень понимаю, как вы будете данные обрабатывать. Протокол общения с мозгом то Мотек не публикуют.
          • 0
            Теоретически можно «снять» лог с CAN-интерфейса. Правда что потом с ним делать — неизвестно.
            • 0
              Вот я о том же.
              Я боюсь, этот вопрос решается только полным рисерчем по Мотек-овской коробке.
              Нужно вынимать прошивку и разбираться, как она работает.

              Или же реверс-инжиниринг управляющей прграммы.
              Это довольно легко, там Borland Cpp Builder.
  • 0
    Subaru Impreza WRX STi — моя любимая машина. Рад видеть статью упоминающуюю ее на хабре.
    • 0
      Спасибо.
    • 0
      А чего стоит звук оппозитного двигателя, это нечто
  • 0
    Когда был студентом, изучал вазовские ECU (январь-5, etc). Даже диплом делал на тему «usb-диагностический адаптер», еще до того как такие начали производить массово. Не Subaru конечно, но хорошо понимаю о чём речь. Приятно было увидеть статью на такую знакомую тему.
    • 0
      Спасибо.
      Тогда вы наверное очень хорошо понимаете, что в сущности наш Январь очень близок от Мотека.
      Там в принципе нет ничего особо сложного.
      Все это лишь искуственно напущенный туман «магии» и «вселенской тайны тюнинга».
  • 0
    Статья очень интересная получилась.
    Теперь просим третью часть — Датчики. От самых простых до самых хардкорных, которые ставят только на корчи. Интересно было бы почитать, какой за что отвечает, как его данные участвуют в формировании топливных карт, угла зажигания. Поподробнее расписать анти-лаг, как одну из самых интересных особенностей гоночных авто, Все точки соприкосновения автоспорта с электроникой.
  • +1
    Ничего не понял, но интересно.
  • +2
    Я думаю была бы полезна статья по общей сути работы мозгов, что, как и зачем они делают. Вот так вот в общем без привязки к конкретному блоку, а просто в общем, для общего понимания. Как считаете?
    Могу организовать, если интерес у публики имеется.
    • 0
      Интерес имеется
      • 0
        Ну здорово, тогда уточняющий вопрос — основы работы двигателя будут полезны в подобной заметке?
        • 0
          есть куча статей на эту тему, думаю это лишнее.
          А вот про MAFы, лямбды и другой обвес не помешало-бы.
          • 0
            Ну про лямбды, MAP-ы, MAF-ы и про другие зубодробительные аббревиатуры тоже вроде достаточно написано. Я думаю просто общий принцип написать. Понятно, что краткое описание какой датчик что меряет, кратко как меряет и зачем — должно быть.

            В общем у меня сомнения по части детализации некоторые. Думаю смогу найти золотую середину. Чтобы не слишком заморочено и понятно в целом.
            • 0
              Я вообще знаю что такое лямбды и т.д., но особого понимания как это работает — нет. Вот именно понимания бы и хотелось :)
  • +1
    Если честно, пообщавшись с тюнерами, создаётся ощущение, что полного понимания того, что происходит с двигателем нет ни у кого — все какими-то кусочными знаниями оперируют из серии «попинать колесо, движок заведётся». Не в обиду будет вам сказано. Это я про 1000 об/с для холостого, например. Или про описание пунктов меню для настройки контроллера.

    Примерно такое же ощущение на форуме прошивок для телефонов, когда народ не понимает, почему, но знает, что если по смещению 0x1234567890 скопировать 20 определённых байт из другой прошивки, то будет счастье/откроется портал/корректная тайм-зона появится.
    Хотя, с этого и начинается понимание, наверное.
    • 0
      Вы абсолютно правы.
      К сожалению, у меня тоже жуткие провалы в образовании касательно двигателей внутреннего сгорания.
      Но, как вы понимаете, этому тоже нужно учиться. Что я и делаю.
      • 0
        Для начала рекомендую почитать Гирявец А. К.: Теория управления автомобильным бензиновым двигателем.
    • 0
      Так происходит когда что-то сделать необходимо, но предметная область довольно большая и вместо того чтобы самому разобраться и дойти до истины просто берется готовое решение без особых подробностей. Нельзя всё знать одновременно.
  • 0
    А я вот как раз недавно задумался — почему автопроизводители не выпускают обновления прошивок для свои автомобилей?
    Ведь там есть не только блок управления двигателем, но и коробкой, асб/ебд, приборной панелью, климатом, аудиосистемой и так далее — и ведь наверняка там есть что улучшать/исправлять (особенно что касается упраления агрегатами)
    Почему комьюнити не собирает кастомные прошивки, как это бывает для телефонов? Дело только в сложности перепрошивки в домашних условиях?
    • +1
      потому, что форсят приобретение новых автомобилей. Почему? Да потому, что одна из огромных статей их доходов — корпоративные автопарки и они перестанут покупать каждые три года новые автомобили, если они перестанут ломаться/улучшаться и т.д.
      • 0
        ну ломаться не перестанут. и устаревать как морально, так и физически — тоже.
        Но что меашет оптимизировать работу автоматической кпп или двигатлея, чтобы снизить расход/увеличить мощность/еще что-то?
    • 0
      Почему это не выпускают? Выпускают. Фиксят ошибки, оптимизируют. Для моей (mazda rx-8) выпущены обновление для двигателя и коробки передач. Даже для магнитолы можно прошивку обновить
      • 0
        вот, я именно об этом и говорил!
        Не в курсе был про мазду. у меня был только nissan, bmw и subaru — и нигде такого небыло :(. Хотя на bmw там вообще раздолье для разработчиков было…
        А что поменялось?change log выпускают? А кастомные прошивки умельцы на форумах делают?
        • 0
          Чейндж-лог есть. Изменения не очень велики.
          Коробка ведёт себя по-другому, чуть более спортивно, затягивает переключение на повыше обороты (мне и прежняя нравилась) и увеличили расход масла через главные форсунки. Теперь стабильно 400-500мл/1000км ест, что радует.
          Ну и остальное по мелочи, сервисное.
  • 0
    Отличная статья. Очень близко к сердцу легло:)
    У меня раллийная машина Peugeot 205 GTI, на Январе 7.2 :)
  • 0
    было бы интересно услышать про физику процессов ДВС и алгоритм настройки топливной смеси и зажигания. так сказать, поглубже копнуть.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.