Projekt ECU4LPG - zapalovací systém a předstih

Subaru L-serie 1800 4WD

Na této stránce naleznete popis zapalovacího systému, náčtky schémat a kopie obrazovek z osciloskopu.

Zapojení kolem zapalovací cívky

Do cívky vedou celkem 4 vodiče. Stále nemám jasno jak to vlastně všechno funguje, takže pokud mi někdo objasní princip zapalování budu potěšen.

Toto je schéma, které jsem dokázal překreslit:

Z toho co je vidět odhaduji, že kondenzátor není zapojen jak třeba ve staré škodovce na tu stranu cívky, která se přerušovačem odpojí od země a tím zanikne v primárním vinutí proud, ovšem zanikne pomaleji než jen kdyby se odpojilo, právě proto, že se nejdříve nabíjí ten kondenzátor. Tady mám dojem to funguje úplně jinak. Kondenzátor je jednoznačně zapojen na stranu cívky, na kterou mi neschopní monteři LPG zapojili napájení řídící krabičky a venitilů. (Mimochodem všimli jste si, že ty pitomci všechno napojují na zapalovací cívku, co kdyby pracovala nahodou na jiném principu???) Osobně se domnívám, že B/W vodic přicházející zprava do blackboxu na obrázku je propojen napevno s B/W, který vede dál do cívky. A kondenzátor je v tomto případě pouze k filtraci rušení na napájecím napětí. Ovšem potom dost dobře nechápu proč je tak daleko. Pro odrušení by bylo nejlepší, kdyby byl přímo u blackboxu. Proč ale není jako ve většině systémů připojen na spínanou stranu, aby vytvářel při odpojení spínače po určitou dobu proud a tím prodloužil dobu jiskry? To opravdu nevím a nehodlám to řešit. Pokud je nespínaná strana černobílý drát do cívky, pak žlutý resp. modrý drát musí být přívě spínaný vývod. Tento vývod jsem použil pro řídící jednotku LPG na sledování běhu motoru a funguje to. Taky to dále pokračuje do otáčkoměru, takže jiná možnost není. Právě zapojení kondenzátoru mě na tom dost mate, ale to není podstatné.
Důležité je to, že vím, který vývod je vstup z ECU a jaký signál na něj dodávat, resp. zatím jen snímat.

Zde je průběh na YELLOW/WHITE vodiči při volnoběhu:

Ve vidět, že po zapnutí pulzu dochází k nějakému nabíjení nebo něčemu podobnému. K zapálení dochází zřejmě na sestupné straně. Následující obrázek ukazuje druhou sondu položenou poblíž vysokonapěťového kabelu:

Na obrázku to asi není moc dobře patrné, ale v oakmžiku poklesu napětí na kanálu 2 (stále YELLOW/WHITE vodič) se na kanálu 1 naindukoval velký záporný impulz, který daleko přesahuje možnosti osciloskopu (max. rozsah pro sondy 1:10 je 50 V / dílek). Co jsou ty zákmity na vzetupné hraně a nějakou dobu po sestupné to netuším. A to je k zapalování a jeho obvodoví pravděpodobně vše, co jsem dokázal zjistit.

Snímání otáček a pozice motoru - Crank Angle sensor

Popis vodičů ke Crank Angle senzoru (CAS) byl popsán jinde, zde rozšířím popis o obrázek konektoru, který vede k tomuto snímači:

Fialová šipka ukazuje na konektor, tam kde je modrá šipka, tam je rozdělovač a někde pod ním je onen nímač a pro přehled červená šipka ukazuje umístění zapalovací cívky. A nyní již k průběhům.

Na všech následujících 3 obrázkách jsou stejné signály: Kanál 1 = pomalé impulzy z CAS (BLACK) a Kanál 2 = rychlé impulzy z CAS (WHITE)

Zde je vidět rozdíl frekvencí těchto dvou signálů. Všechny 3 obrázky jsou při volnoěbhu. Z frekvence CAS-High kolem 2300 Hz, vzhledem k frekvenci volnoběhu (CAS-Low) asi 25 Hz, což odpovídá asi 750 otáčkám za minutu, můžem odvodit, že poměr frekvencí je asi 1:100, tudíš, pokud jsou na 2 otáčkách motoru 4 pomalé pulzy, musí rychlých být asi 400, což je docela dost.

Tady je trošku delší časová základna. CAS-Hign se už pomalu ztrácí. Bohužel s použitým vybavením nejsem schopen spočítat počet ipluzů na CAS-High pro jednu resp 2 otáčky motoru. Myslím ale, že to pro první verzi řídicí jednotky, která se bude věnovat dávkování paliva nebude nutné. Později je možné samozřejmě toto změřit, třeba přímo řídící jednotkou.

A tento obrázek už ukazuje další podstatnou věc. CAS-Low nejsou 2 pulzy do otáčky, ale zřejmě má zpřevodovaný mechanizmus a tak co otáčka snímacího kotouče, to 2 otáčky motoru. Proč? Důvod ukazují šipky. Každý 4. pulz je delší. Takže musí být 4 body, které přicházejí ke snímači a pouze jeden z nich je delší. Je vidět, že je delší směrem dozadu a ne dopředu, takže se jednotka musí sychronziovat podle náběžné hranu, ale to dokážeme níže.

Předstih a jeho časování

Nyní se dostáváme k tomu nejdůležitějšímu, co sice v prvé fázi vývoje jednotky LPG bude naptosto nepodstatné, ale nakonec, pokud by se měla vyvinout plná ECU se bez toho neobejdeme a to je předstih zážehu. Následující obrázek ukazuje souvislost mezi CAS-Low a Zapalovacím impulzem. Spojitost mezi CAS-High zatím ponechám být, ono se to nějak vystříbří

Z obrázku je vidět, že jistá souvislost tu asi bude. Podívejme se podrobněji na jednotlivý impulz na následujícím obrázku:

Označil jsem červeně okamžik zápalu a modrou čarou fiktivní místo horní úvratě. Ve skutečnosti horní úvrať nemusí být přesně tam, ale to se uvidí dále. Proč jsem zvoli sestupnou hranu CAS-Low? Je to nejjednodušší k pochopení principu systému. A co s tím impulzem, který je delší? To je velmi jednoduché, řidící jednotka se neřídí sestupnou hranou, ale pracuje poněkud jinak. Zde následují obrázky. Sychronizace je podle vzestupné hrany CAS-Low.

volnoběh 750 min-1	1400 min-1
2100 min-1	3200 min-1

A co vidíte. Já vidím, že sestupná hrana zapalovacího pulzu (IGN) si neustále udržuje předstih před sestupnou hranou CAS-Low. Zároveň však doba, kdy je IGN neunlový, je neustále stejná. Takže řídící jednotka musí zřejmě počítat CAS-High. K čemu by tam jinak byli a sychrnonizovat se podle nich.

Princip je asi takový, že řidicí jednotka si sleduje vzestupné hrany CAS-Low a od nich je po daný přesně nastavený počet pulzů CAS-High okamžik kdy je píst v úvrati. Tuto hodnotu jednotka zná. Možná je tato hodnota shodná s délkou trvání CAS-Low, ale nemusí být. Jeden CAS-Low je o něco delší, to jednotka také ví a tím je schopna zjistit, který válec má kdy dostat palivo. Pro zapalování to v důsledku použití rozdělovače nepotřebuje, ale pokud měl výrobce zájem změnit zapalovací soustavu, vpodstatě by mohl jen přeprogramovat řídící jednotku a možná ani to ne, protože jednotka má pro vývod do zapalovací cívky 2 výstupy a jsou hned za ní spojené. Takže dvoucívkové zapalování by podle mě šlo udělat bez jediné úpravy na jednotce. Podezřívám firmu Fuji, že má jednotky daleko chytřejší, než se na první pohled tváří, že při vývoji počítali už s tím, že rozdělovač půjde pryč a dokázali to fikaně udělat tak, aby pak opravdu stačilo jen přepojit pár drátů.

Vyfotil jsem ještě pár průběhů s časy od sestupné hrany CAS-Low a celkovou dobu CAS-Low, ale mám dojem, že z toho úhel předstihu sice poznáme, ale kde je jistota, že sestupná CAS-Low je právě horní úvrať?

Obrázek výše je pro otáčky 750 min-1 a je vidět, že doba mezi sestupnými hranami je 1,6ms. Perioda CAS-Low je asi 37ms. Z toho si spočítáme, že předstih je asi 4,3% což pokud uvažujeme, že mezi pulzy CAS-Low se motor otočí o 180 stupnů , vychází na 7,8 stupně.

Tyto 2 obrázky ukazují totéž, jen jsou na pravo jiné hodnoty. Doba předstihu se nám změnila na 2,4 ms a perioda signálu se změnila asi na 11,75 (to přesněji odpovídá otáčkám 2500, které v tom oakmžiku byli na otáčkoměru). Stejný výpočet a máme předstih asi 36,7 stupně. Je to normální? Mě se nezdá, aby byl takto vysoký předstih na 2500 otáčkách bez zátěže, ale pokračujme.

Poslední 2 obrázky ukazují předstih při 5 tisicích otáčkách. (Pokud si hodnoty přepočítáváte, zjistíte, že 5 tisíc to není ani zdaleka, ale otáčkoměr je taky jen stroj a nemůžem po něm chtít zázraky.) Takže stejný výpočet a máme předstih 47,2 stupně. Tak tomuhle taky moc nevěžřím. Ale vlastně proč ne. Ovšem nesmím zapomenout na fakt, že místo úvratě může být úplně jinde. Tvar křivky to sice nezmění ale může ji to posunout nahoru nebo dolu.

Takhle by mohl nějak vypadat průběh, ale může vypadat úplně jinak, protože ze 3 doslova odhadovacích měření se to nedá určit...

Závěrem bych chtěl říci, že všechno toto bádání nemá pro první verzi inteligentní řídící jednotky ovlivňující blbé proudové servo naprosto žádný význam.

Veškeré informace na těchto stránkách jsou autorským dílem z pohledu autorského zákona a je nutno k nim i tímto způsobem přistupovat. Pokud chcete některé obrázky nebo části textu dále jakýmkoli způsobem rozšiřovat nebo publikovat, je nutné mít výslovné svolení autora.