лаг тайм форсунок что такое
Subaru Tuning Guide (Часть 8. Время открытия и лаг форсунок. МАФ.)
Наскоряк немного продолжения, если что, исправляйте
INJECTOR FLOW SCALING:
Здесь мы сообщаем машине сколько кубических сантиметров (cc) топлива в минуту форсунки распылят при стандартном давлении и плотности топлива. Т.е. мы создаём величину потока в форсунках.
Есть два способа сделать это.
1.) Использовать приложение RomRaider Injector tool. Следуйте указаниям и оно скажет вам какое сейчас значение cc/min
2.) Сделать это вручную как описано ниже:
Установление значений вручную:
1) Найдите теоретические значения для ваших форсунок. Они могут быть найдены на форумах, у производителя, или из базы данных Cobb’а. База данных Cobb’а это хорошая отправная точка, но она описывает сырые значения cc/min в ECU, что отличается от того, что хочет RomRaider.
К счастью, вы можете использовать следующее для конвертации: 2707090 / Cobb Value = RomRaider Value.
2) Прогрейте автомобиль.
3) Как только сделаете это, обнулите ECU. Вы делаете это чтобы сбросить все обучаемые значения ECU.
4) Запустите автомобиль, и на холостом ходу наблюдайте за значениями AF immediate correction(мгновенная коррекция) и AF learned correction(обучаемая коррекция). Сумма должна быть 0.2
5.) Постройте график ваших корректировок vs вольтажа МАФа
6.) Корректировки должны стремиться к нулю в то время как вольтаж маф увеличиваться
7.) Исходя из этого, выясните, надо ли сделать изменения, и в каком направлении. Если ваши корректировки отрицательны, уменьшите время отклика. Если положительны, увеличте время отклика.
8.) Запишите новые значения в ECU
9.) Очистите и повторите пока ваши корректировки топлива не станут в пределах 5% от значений диапазона maf voltage.
Важно:
Как видите, вот почему нам нужны точные значения maf scaling перед тем как настраивать форсунки. Если у вас не точные показания maf, вы не сможете довести все топливные корректировки до 5% диапазона maf voltage из-за ошибок maf`а. В случае если вы абсолютно не можете настроить форсунки и MAF отдельно, и не хотите использовать теоретические значения времени отклика и открытия, берите как можно ближе к значению 0 корректировок таблицы напряжения на МАФе при настройке времени отклика и открытия. Затем когда вы поменяете МАФ, вы понизите оставшиеся корректировки чтобы оставить их в приемлемых значениях.
MAF SCALING
Здесь мы приводим в соответствие значения корректировок между напряжением MAF и массой воздуха, поступающей в двигатель. Сейчас, мы будем делать это только до 2.6 вольта (или в режиме closed loop fueling), и вернёмся к настройке после того, как настроим буст.
Есть три способа сделать это:
1.) Использовать приложение RomRaider MAF tool. Инструкции можно найти здесь HERE
2.) Делать вручную используя более точный способ, описанный HERE используя THIS
3.) Делать вручную, грубым путём, описанным ниже
Настройка MAF вручную:
Injector Dead-Time
Всем привет!
Постараюсь понятно и максимально сжато объяснить что такое Injector Dead-Time, для чего эго значение необходимо правильно указывать в TunerStudio, на примере MegaSquirt2.
Для того, чтобы понять что это за параметр, необходимо понимать то, что электромагнитная форсунка, которая используется для впрыска топлива, работает по принципу электромагнита: на обмотку подается напряжение от ЭБУ, создается магнитное поле, которое перемещает подпружиненный якорь, соединенный с иглой, освобождая путь для прохода топлива через сопло форсунки. Когда напряжение с форсунки снимается, якорь возвращается в исходное положение под действием пружины. Подробнее можно почитать здесь.
Физика процесса такова, что при подаче напряжения, якорь не может переместиться мгновенно из полностью закрытого состояния в полностью открытое, для этого нужно некоторое время, которое и выражает описываемый в посте параметр. Все дело в том, что производитель, зачастую, указывает производительность статическую — то есть, количество топлива, которое форсунка пропустит через себя будучи полностью открытой. А во время ее открытия, через форсунку тоже поступает топливо, только, в меньших количествах. А также, от момента подачи напряжения на форсунку, до момента начала передвижения иглы проходит существенное время, которое может быть, в некоторых случаях, быть равным времени работы форсунки на холостом ходу. И, если мы посчитали, что нам для работы на холостом ходу, например, необходимо открыть форсунку на 2мс, чтобы обеспечить мотор необходимым количеством топлива, то, на самом деле нам необходимо открыть форсунку на 2мс + время, за которое она открывается, чтоб обеспечить максимально точное дозирование топлива.
По умолчанию установлены параметры, как указаны на картинке выше. Для примера возьмем высокоомную форсунку — форсунку, активное сопротивление которой больше 10 Ом (проверяется путем сопротивления обмотки омметром). У меня это розовая форсунка от Субару с сопротивлением обмотки 14,3 Ом.
По умолчанию, для высокоомной форсунки, Injector Dead-Time составляет 1мс при напряжении 13.2В. Если нет возможности уточнить этот параметр, то лучше его оставить таким. Мы же будем это время измерять. Для этого необходим осцилограф и резистор, мощностью 0.5Вт и выше сопротивлением 0.25 Ом. Будем измерять падение напряжения на резисторе для определения момента полного открытия сопла форсунки. Соберем схему, как на рисунке ниже.
Массу осцилографа закрепляем на массе, щуп между резистором и выходом силовой массы из ЭБУ. На источнике питания с возможностью регулировки входного напряжения, устанавливаем 13.2В.
Заходим в CAN Bus\Testmodes — Output Test Mode Inj/SPK нажимаем кнопку Enable Test Mode (1) и устанавливаем значения как на картинке ниже (2). Жмем кнопку Start (3).
Снимаем осциллограмму, и внимательно ее изучаем.
Точка «А» — момент подачи напряжения на форсунку. Смотрим время в этой точке.
Точка «В» — момент когда игла полностью открылась. Смотрим время в этой точке.
Измеряем временной интервал «С» вычев время в точке «В» из «А». Это время в миллисекундах, измеренное при 13.2В и будет Injector Dead-Time. У меня оно составило 0.99мс.
Точка «D» — это момент снятия напряжения с форсунки. Так как в режиме теста я задал ширину импульса 3мс, то, если из «D» вычесть «А», то получим эти 3 мс.
Далее изменяем напряжение источника питания на 1В и еще раз снимаем осциллограмму.
у меня получилось следующее:
12.2В — 1,08мс
13.2В — 0,99мс
14.2В — 0,9мс
Следовательно, при изменении напряжения на 1В в ту или иную сторону форсунка открывается на 0.09мс быстрее либо медленнее.
На основе полученных данных исправляем значения.
В случае если измерения проводятся на авто, то шунт можно не устанавливать, а подключить щуп осциллографа на провод, идущий от форсунки в ЭБУ, а массу осцилографа закрепить на точке подключения силовой массы ЭБУ к двигателю.
Получится осциллограмма, как на рисунке ниже.
Я же, на столе, убрал резистор и добавил 5 метров провода, сечением 0.5мм^2.
Хочу заметить, что есть еще несколько способов измерения Dead-Time и коррекции Battery Voltage Correction. О них, скорее всего, расскажу позже.
Теперь о нюансах измерения и возможных погрешностях.
1. Все испытания я проводил на столе. В реальных условиях необходимо создавать давление в топливной рейке (запустить бензонасос) во время проведения измерений — это добавит некоторое время к Dead-Time.
2. Добавления в цепь питания форсунки сопротивления также вносит погрешность (увеличивает время открытия). Поэтому, стараемся, по возможности, брать сопротивление с минимальным номиналом, при котором будет виден момент полного открытия форсунки на осциллограмме. У меня, в момент измерения, провода были соединены пайкой и их длинна составила около 1 метра. В реальных условиях длинна проводов может достигать 5 и более метров, и некоторые элементы в цепи питания форсунки работают как сопротивление. Поэтому, если предположить чисто теоретически, то, в большинстве случаев, шунт номиналом 0.25 Ом не будет вносить погрешность в измерения. В случаи коротких цепей питания форсунки и использования шунта при измерениях (мото, либо размещение ЭБУ под капотом) следуют учесть погрешность (вычесть из полученных результатов) 0,0225 для резистора 0.25 Ом. Таким образом, если вычесть погрешность внесенную шунтом, то Dead-Time в моем случае было бы уже 0.968мс, а не 0.99мс.
Вывод:
Определять Dead-Time следует в реальных условиях (ЭБУ и проводка размещены в авто, в рампе создано давление топлива).
Dead-Time и Battery Voltage Correction следует настраивать, так как значения, наверняка, отличаются от указанных в программе по умолчанию.
rusefi.com
An attempt to build an Engine Control Unit based on stm32.
Лаг форсунок
Лаг форсунок
Post by mivaol » Thu May 22, 2014 3:58 pm
Что будет подразумеваться под лагом.
Запаздывание на полное открытие?
Общее время запаздывания полного открытия плюс закрытие?
Либо время необходимое для прибавки ко времени впрыска для соответствия времени расчетного впрыска истинному?
Тогда что считать временем открытия?
1 В начале лаг открытия, потом время открытия, затем лаг закрытия.
2 Время открытия, затем лаг форсунки
3 лаг форсунки, время открытия.
4 Свое??
Что с нелинейной производительностью? Что с совокупностью с точностью до 5 мкс дает погрешность?
Re: Лаг форсунок
Post by AndreyB » Thu May 22, 2014 4:09 pm
прямо сейчас производительность форсунки вообще не учитывается, прямо сейчас формула:
время_впрыска_итоговое = время_открытия_из_таблицы(обороты, нагрузка) + поправка_напряжения_сети(напряжение_сети) + лаг_форсунки
когда мы перейдём к рассчёту количества топлива каким-либо образом, то будет
время_впрыска_итоговое = требуемое_количество_топлива * производительность_форсунки + поправка_напряжения_сети(напряжение_сети) + лаг_форсунки
Т.е. модель форсунки у нас такая: сначала форсунка какое-то время ничего не делает (время зависит от напряжения в сети), потом мгновенно начинает работать, потом мгновенно закрывается. В жизни всё немного по-другому, но для начала надеюсь модель относительно реалистичная.
Re: Лаг форсунок
Post by mivaol » Thu May 22, 2014 4:24 pm
Re: Лаг форсунок
Post by AndreyB » Thu May 22, 2014 4:29 pm
Я не понял разницы между #1 и #4, #1 == #4 == (#2 + #3)
Да, лаг форсунки == время, которое нужно приплюсовать к теоретическому времени открытия (по линейной формуле время = кол_во / производительность) для получения ожидаемого количества топлива.
Re: Лаг форсунок
Post by mivaol » Thu May 22, 2014 4:32 pm
Я играясь с форсунками столкнулся с тем что форсунки играются со мной..
Форсунки начинают открываться мгновенно! При то что источать начинают с первых долей секунд.
А закрываются не сразу.
В игре всегда есть время игры точнее его расплата расход.
Я простой пацан помогите..
Re: Лаг форсунок
Post by mivaol » Thu May 22, 2014 4:34 pm
russian wrote: Я не понял разницы между #1 и #4, #1 == #4 == (#2 + #3)
Да, лаг форсунки == время, которое нужно приплюсовать к теоретическому времени открытия (по линейной формуле время = кол_во / производительность) для получения ожидаемого количества топлива.
Re: Лаг форсунок
Post by mivaol » Thu May 22, 2014 4:45 pm
Грань в том что просто добавить время к времени впрыска получаем..
7.31мсек при 6.83(3) мг/мсек =49.951мг но!! есть ЛАГ но сколько для этих форсунок при 12.8 вольта 0.61 мсек!!
В реальных условиях сколько дадут форсунки лага? 0.92мсек?
У меня нет вазовских в руках чтобы такое сказать.
Re: Лаг форсунок
Post by Sergey89 » Thu May 22, 2014 4:50 pm
Не могу уловить мысль. В чём именно видишь проблему?
Время впрыска должно быть больше времени впрыска в нелинейном режиме, тогда проблем не будет.
Re: Лаг форсунок
Post by rus084 » Thu May 22, 2014 6:28 pm
Re: Лаг форсунок
Post by Maxi » Thu May 22, 2014 11:23 pm
Re: Лаг форсунок
Post by mivaol » Fri May 23, 2014 2:21 am
185сс
3 добавил 1.1мс то есть 3000 импульсов по 11.1мс вышло примерно 210
4 дал 6000 импульсов по 6.1 вышло намного больше (пошел перелив мерной емкости)
5 дал 5880 импульсов по 3.4 вышло чуть меньше 100сс как и расчитывал
при напряжении 12.4 выходит лаг 0.9мс примерно
Теперь, для точности, надо воспользоваться кухонными весами и проливать больше объем(вес) при малых временах открытия. Сделать так много замеров чтобы аккумулятор разрядился до рабочих 7 вольт.
Наверно так?
Re: Лаг форсунок
Post by AndreyB » Fri May 23, 2014 2:24 am
Цепь управления форсункой должна быть 100% та же, что будет потом реально ездить, я так понимаю.
Re: Лаг форсунок
Post by rus084 » Fri May 23, 2014 3:55 am
Re: Лаг форсунок
Post by Sergey89 » Fri May 23, 2014 5:25 am
185сс
3 добавил 1.1мс то есть 3000 импульсов по 11.1мс вышло примерно 210
4 дал 6000 импульсов по 6.1 вышло намного больше (пошел перелив мерной емкости)
5 дал 5880 импульсов по 3.4 вышло чуть меньше 100сс как и расчитывал
при напряжении 12.4 выходит лаг 0.9мс примерно
Теперь, для точности, надо воспользоваться кухонными весами и проливать больше объем(вес) при малых временах открытия. Сделать так много замеров чтобы аккумулятор разрядился до рабочих 7 вольт.
Наверно так?
если есть возможность, то запитай форсунки от регулируемого БП. я купил для точных замеров ювелирные весы. там можно небольшие объёмы довольно точно измерять.
и чтобы найти лаг при заданном напряжении достаточно двух проливок. первая это статическая производительность и вторая это динамическая и потом посчитать по формуле добавочное время впрыска.
Re: Лаг форсунок
Post by Sergey89 » Fri May 23, 2014 5:26 am
Re: Лаг форсунок
Post by rus084 » Fri May 23, 2014 6:28 am
Re: Лаг форсунок
Post by Sergey89 » Fri May 23, 2014 6:36 am
Re: Лаг форсунок
Post by mivaol » Fri May 23, 2014 11:34 am
Re: Лаг форсунок
Post by Sergey89 » Fri May 23, 2014 11:59 am
Re: Лаг форсунок
Post by mivaol » Fri May 23, 2014 2:56 pm
Re: Лаг форсунок
Post by meXanicus » Fri May 23, 2014 3:10 pm
Re: Лаг форсунок
Post by rus084 » Fri May 23, 2014 3:49 pm
Re: Лаг форсунок
Post by mivaol » Fri May 23, 2014 4:55 pm
Так немного проникся.
Вывод: лаг форсунок нужно точно знать до 10 микросекунд минимум, в идеале ещё точнее.
Напряжение должно также очень точно определяться скорее всего нужно фильтровать данные. ацп дискрета 0.02441..вольта на 10бит.
Сигнал на форсунки с дискретой 4 микросекунд.
Re: Лаг форсунок
Post by mivaol » Sat May 24, 2014 5:36 pm
Re: Лаг форсунок
Post by puff » Sat May 24, 2014 6:10 pm
%-)))
позабавили рассуждения
а что такое дискрета в твоем понимании? и откуда такой вывод про то, с какой точностью нужно знать лаг форсунок?
Вывод: лаг форсунок нужно точно знать до 10 микросекунд минимум, в идеале ещё точнее.
Напряжение должно также очень точно определяться скорее всего нужно фильтровать данные. ацп дискрета 0.02441..вольта на 10бит.
Сигнал на форсунки с дискретой 4 микросекунд.
Re: Лаг форсунок
Post by rus084 » Sat May 24, 2014 6:35 pm
Re: Лаг форсунок
Post by mivaol » Sun May 25, 2014 4:02 am
puff wrote: %-)))
позабавили рассуждения
а что такое дискрета в твоем понимании? и откуда такой вывод про то, с какой точностью нужно знать лаг форсунок?
Вывод: лаг форсунок нужно точно знать до 10 микросекунд минимум, в идеале ещё точнее.
Напряжение должно также очень точно определяться скорее всего нужно фильтровать данные. ацп дискрета 0.02441..вольта на 10бит.
Сигнал на форсунки с дискретой 4 микросекунд.
В моем понимании дискрета это минимальная ступенька изменения, которое мы можем сгенерировать либо измерить.
Лаг должен быть вычислен в том же порядке что и длительность впрыска иначе длительность окончательного сигнала на форсунки будет давать чудовищную погрешность, при колебании напряжения в сети.
Измерять точнее дискреты можно, а вот генерировать. ну не знаю скорее всего нет.
Про 4 микросекунд поясню, в моем микроконтроллере это тик таймера при частоте тиков 250 кГц
Про 10 микросекунд точнее не измерить лаг скорее всего не зря такую дискретность выбрали производители Января
Re: Лаг форсунок
Post by AndreyB » Sun May 25, 2014 4:22 am
Форсунки. Как выбрать? Нюансы построения топливной системы. Подготовка к настройке Часть 2
…судя по реакции на первую часть — моя писанина не зашла. Но раз уж начал, терпите, я продолжу.
Еще в самом начале нужно было определиться с терминами, ну да ладно. Лучше поздно, чем никогда.
В сети есть разные интерпретации параметра LagTime и в разных софтах (читать «системах управления двигателем») он так же отображается по разному. Где то как в привычных нам «Январях», где то как константа, где то иначе. Мы же будем воспринимать его дословно — как время задержки открытия форсунки. Не уверен, что стоит объяснять что это такое, потому как дочитавший до этого места либо специалист, либо вам просто скучно. Ни тем ни другим мои объяснения не нужны. И все же напомню, форсунка это механизм которому требуется время что бы открыться и закрыться. Его нужно учитывать. Вот эта задержка и есть наш LagTime. Который мы привязываем еще и к напряжению. Потому как чем оно (напряжение) ниже, тем скорость перемещения клапана меньше и наоборот, соответственно.
Что бы система верно рассчитала количество впрыскиваемого топлива она, как минимум, должна знать:
1 «Статику» форсунки ( с учетом ДДТ)
2 «Динанамику» или LagTime (с учетом напряжения) тут внимательно, в «линейной» зане работы форсунки. Просто запомните этот момент. Мы к нему еще вернемся. Возможно… Потом…
Рассмотри конкретную ситуацию. На ХХ с «динамическим» регулятором давления топлива и форсунками 16611-AA521.
Топлива, «около стоковому» мотору объемом 1,6 литра нужно примерно 0.011 см3/цикл.
Что, для наших форсунок, составит 1.3 мс. (примерно).
Что бы обеспечить стехиометрию на выходе. Но это «чистое время» открытия. Нам нужно будет добавить еще наш Lag Time (время на срабатывание). Мои эксперименты показали, что при 14 вольтах напряжения в бортовой сети — это еще 0.87 мс. Таким образом, итоговое время составит 2.17 мс. Вроде бы все просто. Эту цифру все примерно представляют. Но получить ее можно разными путями.
Вы спросите, » какая же разница?». Если в конечном итоге для обеспечения нормальной работы двигателя мы все равно откроем форсунку на 2.17 мс. (тем или иным способом). Но разница есть.
Ниже рассмотрим ситуация с неверным Lag и «подгоном» под ответ.
Есть разница?
Хотя стоит отметить, в «рабочих» напряжениях ошибка не такая и большая. Но что произойдет в момент запуска на «холодную»? Когда напряжение может «просесть» до 8 вольт?
Не стоит удивляться тому, что этот двигатель зальет при холодном пуске. И мы начнем «копать».
А что же происходит, как настроить этот самый «холодный пуск»?
Прибавьте различия в «статике» форсунок:
Приехало — 5,5 мг/мс.
Мои расчеты — 5,28 мг/мс.
Туда же прибавьте разницу в тарировке ДТВ. Видно на рисунке ниже.
В результате получим некоторое не соответствие задуманному. И пойдем ругать разработчиков софта.
Я не претендую на истину в последней инстанции. Данные которыми я пользуюсь получены не в лабораторных условиях. Но ниже видно, как на ниве с такими форсунками включается вентилятор.
Сидя в автомобиле вы только на слух понимаете включился «карлсон» или нет.
Для тех, кто осилил ниже данные по этим форсункам. Может кому то пригодятся.
Да, да. Они отличаются еще и на разном давлении.
Если проанализировать, видно, расчету эти параметры не поддаются. Их просто нужно иметь, а «софт» их должен уметь верно обрабатывать.
Вот и разобрались.
…не. Забыл. В начале статьи я просил запомнить вас упоминание о «линейном режиме работы форсунки».
Так вот. Все что было написано выше работает, но до определенного момента. До того самого момента, пока форсунка на малых временах открытия работает в этом самом линейном режиме. То-есть время ее открытия (Lag) меньше времени на которое форсунку нужно открыть в общем. Вернее даже раньше.
С этого момента все написанное выше не работает.
Но это совсем другая история.
Есть мысли, но не достаточно собственных статистических данных для нормального осмысления. Да и интереса у читателей подобные писульки не вызывают.
Так что пока продолжения не будет.
Хотя тема далеко не закрыта.
Форсунки. Часть 1, теоретическая: Обучение малому впрыску, корректировки
У нас и у эльководов регулярно публикуются отчеты вида: «Провел обучение малому впрыску, такие цифры корректировок — это хорошо или плохо?» В поисках ответов на вопрос, я прочитал различные документы от Denso, плюс накопилось некоторое количество экспериментальных данных по двум комплектам форсунок. Результатами хочу поделиться в этом отчете. Отчет я разделил на две части — теоретическую и экспериментальную. В этой, теоретической, некий обзор про обучение и корректировки. В экспериментальной выложу хронику корректировок по двум комплектам форсунок, с отчетом по диагностике и замене: где-что-почем: Форсунки. Часть 2, практическая: Диагностика на стенде, замена, обучение малому впрыску
Обучение малому впрыску
Зачем нужно обучение малому впрыску? Что именно значат и как используются корректировки малого впрыска? Рекомендую почитать сервис мануал от Denso: Operation. Common Rail System, часть информации я взял из него.
Проблема первая. Чем выше давление в топливной рампе, тем быстрее, а значит больше и/или в наиболее оптимальный момент времени можно подать топливо в цилиндр. На нашем моторе 4D56U рабочий диапазон давлений в рампе составляет от 30MПа (300атм) на холостом ходу до, в теории, 180МПа (1800атм) при максимальной нагрузке, хотя я не наблюдал значений выше 160МПа даже при пиковых нагрузках. С другой стороны, большое давление в системе создает следующую проблему: От момента начала подачи топлива в цилиндр до момента воспламенения смеси проходит некоторое время, сократить которое нельзя конструктивно. Чем выше давление топлива в системе, тем больше топлива успевает поступить в цилиндр за этот промежуток времени, и тем взрывообразней происходит воспламенение топлива. По официальной версии Denso, работа в таком режиме сопровождается увеличенным выбросом NO и неприятным «детонационным» звуком. Не удивлюсь, если кроме звука с мотором приключается какая-нибудь более серьезная незадокументированная печаль )
Для решения этой проблемы за некоторое время до основного впрыска в цилиндр подается небольшое количество топлива — предварительный впрыск (pilot injection). В таком режиме импульс основного впрыска уже не вызывает взрывной рост давления с его негативными последствиями. В некоторых моторах предварительный впрыск осуществляется в виде нескольких импульсов.
Проблема вторая. Даже новые форсунки сходят с конвейера с индивидуальными особенностями, влияющими на их фактическую подачу топлива. То есть, подключив новые форсунки к стенду с заданным фиксированным давлением топлива и подав на них одинаковые управляющие импульсы, даже новые форсунки в общем случае выдадут разное количество топлива. Поэтому форсунки калибруют еще на заводе: измеряют фактическую подачу форсунки в нескольких режимах, и сравнивают с эталонной подачей, которая ожидается от форсунок в этих режимах.
Именно эти отклонения от эталонной подачи зашифрованы и нанесены в виде цифрового и QR кода на разъемах наших форсунок. Данный код прописывают в энергонезависимую память блока управления (ECU) для каждой форсунки на заводе или при замене/ремонте форсунок. Опираясь на данные в этом коде ECU определяет на сколько именно необходимо открыть каждую форсунку с учетом ее индивидуальных особенностей, чтобы подать в цилиндр расчетное количество топлива.
Третья проблема. Общий объем топлива подаваемый в цилиндр на нашем моторе 4D56U составляет: на холостом ходу — 6-8мм3/р.такт, в режиме средней нагрузки — 40-50 мм3/р.такт, в пиковой нагрузке — 90-100мм3/р.такт. Типичный объем предвпрыска составляет 2.0-2.5 мм3 на один рабочий такт. Если даже заранее откалибровать столь малый объем подачи на заводе при изготовлении форсунки и затем внести поправки в ECU, они достаточно быстро «поплывут» в ходе эксплуатации форсунки из-за износа и загрязнения. Если фактический объем топлива предвпрыска будет некорректным, то вернется первая проблема: при переподаче топлива будет «греметь» и отравлять экологию уже сам предвпрыск, при недоподаче снова «загремит» основной впрыск. Снимать и калибровать форсунки каждые N километров на стенде — дорогое удовольствие. Для решения этой проблемы инженеры Denso придумали некий обходной маневр — процедуру обучения малому впрыску.
Допустим у нас есть мотор, работающий на холостом ходу без полезной нагрузки. Все форсунки подают топливо в строгом соответствии с таблицами, прописанными в ECU и их индивидуальными корректировками (кодами), сам мотор создает строго нормативную нагрузку (трение, генератор, итд). Тогда корректировки подачи топлива вообще не потребуются – такой идеальный мотор будет работать с заданными оборотами ХХ. Со временем из-за износа или загрязнения форсунки начнут подавать количество топлива, не соответствующее расчетному. Из-за этого обороты двигателя будут ниже или выше заданных оборотов ХХ. Для приведения скорости вращения коленвала к заданной потребуется откорректировать общую подачу топлива путем изменения длительности открытия форсунок. Этот эффект и используется при обучении малому впрыску. То есть при обучении в роли калибровочного стенда выступает сам мотор, а ECU подбирает значения корректировок, добиваясь равномерного вращения коленвала на холостом ходу с заданной частотой.
Вроде все просто. Но мотор то тоже неидеальный. Вряд ли есть два мотора, полностью одинаковых по внутренним потерям (трение, компрессия), плюс может возникнуть дополнительная нагрузка (генератор, ГУР, ваккумник). Эти потери/нагрузка потребует дополнительного количества топлива, которое тоже учтется в проведенной ECU корректировке продолжительности впрыска. Но нам для корректировки предварительного впрыска нужна только та часть, которая компенсирует особенности подачи форсунок и не нужна часть корректировки, обусловленная дополнительной внешней нагрузкой или отсутствием масла индивидуальными особенностями мотора. Нагрузочную часть корректировки необходимо как-то исключить. Denso придумала и запатентовала следующее решение patents.google.com/patent/US6694945. В процессе обучения малому впрыску на холостом ходу на форсунки подается серия из нескольких одинаковых импульсов.
«Форсуночная» составляющая корректировки, обусловленная индивидуальными изменениями характеристик форсунок, постоянна для каждого импульса и не зависит от числа импульсов в серии. То есть если форсунка «тормозит» при открытии на 10 микросекунд относительно новой, она будет это делать одинаково на каждом импульсе в серии. «Нагрузочная» составляющая корректировки наоборот будет убывать обратно пропорционально числу импульсов в серии, так как дополнительный объем топлива, обусловленный доп. нагрузкой, не зависит от числа импульсов, и ECU распределит его равномерно по всем импульсам в серии. За счет разного характера зависимости от числа импульсов в серии, проведя измерения при разном числе импульсов в серии, можно отделить форсуночную составляющую от нагрузочной. Забегая вперед, в практическую часть, я провел следующий эксперимент: выполнил обучение с включенными доп. потребителями (свет, моторчик печки) и без них — корректировки в пределах погрешности не изменились. То есть при обучении малому впрыску дополнительная нагрузка действительно «отфильтровывается». Главное, чтобы эта доп. нагрузка была постоянной — не менялась в процессе обучения. Поэтому кондей, музыку и другие «нестабильные» потребители необходимо выключить.
Значения корректировок малого впрыска у одной отдельно взятой форсунки будут разными при разных давлениях топлива. В общем случае, чем выше давление при обучении — тем меньше длительность импульса, а значит меньше (по модулю) и сама корректировка этого импульса. Поэтому процедуру обучения проводят при различных значениях давления в топливной рампе. На нашем моторе процедура обучения выполняется для пяти базовых значений давлений: 30, 60, 90, 120 и 150 МПа. Величина корректировок для промежуточных давлений в рабочих режимах определяется интерполяцией.
Сама процедура обучения запускается либо «вручную», командой по OBD разъему, либо автоматически по достижению критериев: превышению пробега с момента предыдущего обучения или некорректной работе мотора. По завершении обучения корректировки сохраняются в энергонезависимую память ECU и не меняются до успешного завершения следующей процедуры обучения. Учет значений корректировок ведется в виде миллисекунд. В рабочих режимах двигателя ECU применяет данные корректировки с поправочными коэффициентами к длительности импульса предварительного впрыска.
Корректировки основного впрыска
Перед экспериментальной частью стоит еще затронуть тему корректировок основного впрыска и диагностки по ним. На эту тему есть хорошая статья на дизельном форуме.
При работе мотора в реальных условиях нагрузка на мотор варьируется даже в режиме ХХ. Например, если включить ближний свет, это будет стоить папаше Дорсету еще 500$ около 1.5мм3 топлива на рабочий такт. ECU должен уметь корректировать подачу топлива для компенсации этой доп нагрузки на холостом ходу. За это отвечает логический модуль Idle Speed Control (ISC). Идея проста — добавлять или убавлять объем впрыскиваемого топлива пока усредненные обороты ХХ не совпадут с требуемыми. Похоже на обучение малому впрыску, но вместо «учебной» серии из N импульсов на форсунки уже идут «боевые» двойки импульсов предвпрыск + основной впрыск. В данном примере ISC подаст дополнительный объем топлива 1.5мм3/р.такт, то есть по каждой форсунке будет плюсовая корректировка +1.5мм3. Это уже достаточно большое количество, сравнимое с объемом предварительного впрыска. ECU распределяет эту корректировку между основным и предварительным впрыском: основная доля корректировки добавляется к объему основного впрыска и лишь небольшая часть – к объему предварительного впрыска.
Допустим в нашем моторе форсунки в режиме ХХ подают избыточное количество топлива, не соответствующее их калибровкам (переливают). Тогда ISC подберет корректировку равную разности между топливом требуемым дополнительной нагрузкой и избыточным, неучтенным, количеством топлива, подаваемым форсунками. Например, если на холостом ходу все форсунки переливают на 2мм3/р.такт и доп нагрузки нет, то корректировка ISC составит ‑2мм3/р.такт. При включении доп нагрузки 1.5мм3/р.такт суммарная корректировка составит ‑0.5мм3/р.такт. Отслеживая параметр корректировки ISC или изменение суммарной подачи топлива на ХХ можно сделать некоторые выводы о состоянии форсунок. Отрицательная корректировка ISC, или внезапно уменьшившийся общий объем топлива, рассчитанный ECU “к подаче”, на холостом ходу — признак льющих форсунок. С плюсовой корректировкой или увеличившимся объемом топлива на ХХ не все однозначно — это могут быть и загрязненные форсунки и доп. нагрузка на мотор.
В ряде электронных систем управления параметры суммарной корректировки топлива на ХХ (ISC) и межцилиндровой корректировки (FCCB) на ХХ можно мониторить в диагностических целях. Например у TLC на моторах 1GD-FTV, 1KD-FTV — это параметры Injection Feedback Value for Idle и Injection Feedback Value #. В некоторых системах, например BMW, межцилиндровую корректировку можно мониторить и под нагрузкой, параметр selective mass adjustment.
А теперь плохая новость: Все это — не про наш мотор 4D56U. По крайней мере я не нашел каких-либо упоминаний о поцилиндровой корректировке в режиме нагрузки, равно как и PID’ов для мониторинга поцилиндровых корректировок хотя бы на холостом ходу. Все что у нас есть — это значения корректировок малого впрыска. Можно ли как-то оценить состояние форсунок с помощью них — в следующем отчете.
При обучении малому впрыску ECU подбирает значения корректировок малого (1-2мм3) впрыска, используя в качестве калибровочного стенда сам мотор. Данные корректировки необходимы ECU для подачи точного количества топлива в импульсе предварительного впрыска. Корректировки компенсируют изменения характеристик форсунок, возникающие со временем из-за износа и/или загрязнения.
Кроме корректировок малого впрыска в некоторых системах управления применяются общие и поцилиндровые корректировки основного впрыска, измеряемые в режиме ХХ и/или под нагрузкой. Данные корректировки можно использовать для предварительной диагностики состояния форсунок. В ECU двигателя 4D56U данный тип корректировок отсутствует / недоступен для мониторинга.
Выражаю благодарность Эдуарду napic за ответы на ряд вопросов при подготовке отчета.