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可程式引擎控制器

可程式引擎控制器. 亞東技術學院機械系 車輛組 吳明誠. 研習行程安排. 上午研習內容 MegaSquirt 介紹與參數設定 示範與實習 會後交流 下午研習內容 MegaSquirt 控制策略與調校 示範與實習 會後 交流. 大綱. Megasquir t 介紹 系統組成 主件介紹 連線 與功能測試 感測器校正 燃油控制原理與基本參數設定 三表設定 搖轉啟動策略 怠速控制策略 寬域含氧感測器閉迴路控制. 大綱. Megasquirt 介紹 系統組成 主件介紹 連線 與功能測試 感測器校正 燃油控制原理與基本參數設定 三表設定

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可程式引擎控制器

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Presentation Transcript

  1. 可程式引擎控制器 亞東技術學院機械系 車輛組 吳明誠

  2. 研習行程安排 上午研習內容 • MegaSquirt 介紹與參數設定 • 示範與實習 • 會後交流 下午研習內容 • MegaSquirt 控制策略與調校 • 示範與實習 • 會後交流

  3. 大綱 • Megasquirt介紹 • 系統組成 • 主件介紹 • 連線與功能測試 • 感測器校正 • 燃油控制原理與基本參數設定 • 三表設定 • 搖轉啟動策略 • 怠速控制策略 • 寬域含氧感測器閉迴路控制

  4. 大綱 • Megasquirt介紹 • 系統組成 • 主件介紹 • 連線與功能測試 • 感測器校正 • 燃油控制原理與基本參數設定 • 三表設定 • 搖轉啟動策略 • 怠速控制策略 • 寬域含氧感測器閉迴路控制

  5. MegaSquirt 引擎控制電腦內外觀 Megasquirt 介紹

  6. 影片~MegaSquirt DIY製作過程 Megasquirt 介紹

  7. MegaSquirt沿革 • 何謂MegaSquirt？MegaSquirt是一個泛用型的售後市場(Aftermarket)電子噴射(EFI)控制器，控制對象是汽油引擎( ie.不包括柴油引擎) • Megasquirt發展歷史 MegaSquirt源自於Bruce Bowling 和Al Grippo兩位工程師，於1999年執行的EFI332專案計畫。當年的引擎控制器，採用的是摩托羅拉的32-bitMC68332微處理器，具備同時可以控制噴油與點火的能力。但是，因為EFI332元件過多、過於龐雜，兩位工程師局部修改後，推出僅控制燃油的簡化版本，也就是現今的MegaSquirt (MS-I)。從此，Megasquirt系列產品於焉誕生。 Megasquirt 介紹

  8. MegaSquirt產品比較 詳細比較，請參照 http://msextra.com/feature-xref.html Megasquirt 介紹

  9. MegaSquirt特色 • 控制燃油種類：汽油、甲烷、丙烷、乙醇、甲醇 • 適用載具種類：汽車、機車、船用引擎 • MS 目前產品類：引擎控制器、變速箱控制器 • 局部開放式架構：韌體原始碼可供下載，提供同儕審查，或終端使用者修改使用。但是，程式碼與衍生程式，只容許在MegaSquirt的硬體上操作。 Megasquirt 介紹

  10. MegaSquirt 介紹與參數設定 • Megasquirt介紹 • 系統組成 • 主件介紹 • 連線與功能測試 • 感測器校正 • 燃油控制原理與基本參數設定 • 三表設定 • 搖轉啟動策略 • 怠速控制策略 • 寬域含氧感測器閉迴路控制

  11. MegaSquirt硬體系統 PC(orNB)、DB9連接線、Megasquirt主機、DB37連接線、繼電器板、模擬器 系統組成

  12. MegaSquirt線路組成 系統組成

  13. 軟體介面~TunerStudio(MS Lite 2.5 V. 開啟 MS2-Extra Example；韌體 MS2-Extra 3.1.1) 系統組成

  14. 軟體介面型式 下載點：http://tunerstudio.com/index.php/downloads 系統組成

  15. 大綱 • Megasquirt介紹 • 系統組成 • 主件介紹 • 連線與功能測試 • 感測器校正 • 燃油控制原理與基本參數設定 • 三表設定 • 搖轉啟動策略 • 怠速控制策略 • 寬域含氧感測器閉迴路控制

  16. MegaSquirt 主機板 主件介紹

  17. 例：輸入線路~轉速 主件介紹

  18. 例：輸入線路~感測 主件介紹

  19. 例：輸出線路~噴嘴線路 主件介紹

  20. 例：連接端 主件介紹

  21. 模擬器Stimv2.2 • 模擬器，模擬訊號計有： • 轉速(RPM) • 節流閥開度(TPS) • 水溫(CLT) • 進氣溫度(MAT) • 寬域含氧感測器(WBEGO) • 模擬器，LED指示燈： • 點火、噴嘴、油泵、IAC 主件介紹

  22. 模擬器JimStim • JimStim 採用微控制器設計，除了保有舊型Stim功能外，新增以下功能： • 除了標準分電盤訊號外，另外增加30種模擬觸發輪訊號，傳輸給MegaSquirt主機。 • 利用拉動電壓(pull-ups)，驅動點火輸入。 • 利用跳接，測試IAC馬達輸出。 • 利用端子台，測試MegaSquirt裝置。 主件介紹

  23. 模擬器的選用 • 模擬器效用：在ECU與引擎連結前，模擬器可以協助使用者，熟悉MegaSquirt與調校軟體功能。同時對於配接安裝的線路，作一檢驗與測試。 • 模擬器計有上述兩類：傳統Stim與JimStim。 • 一般建議：針對分電盤點火系統與無特殊觸發輪的引擎系統，採用Stim 模擬器。反之，無分電盤式點火系統或具有缺齒觸發輪之引擎系統，則採用JimStim模擬器。 主件介紹

  24. 繼電器保險絲盒外觀 主件介紹

  25. 繼電器保險絲盒功用 • 繼電器保絲險盒雖非必要，但是它可以避免錯接引起的線路損外。繼電器盒內計有繼電器、保險絲與連接MegaSquirt 主機的線路端子台，三種元件 • 待控制引擎若已有繼電器，則可沿用該原件；反之，如果是將化油器改裝成噴射系統的改裝，則建議採用這款繼電器盒。它內含：主繼電器(Main relay)-提供ECU電源油泵繼電器(Fuel pump relay)-控制油泵快怠速迴路(Fast idle)-控制快怠速閥 • 繼電器保絲險盒內計有：20 Amp主保險絲、10 Amp 油泵保險絲、 5 Amps噴嘴保險絲(四缸)、 7.5 Amp噴嘴保險絲(八缸) 主件介紹

  26. 繼電器保險絲盒週邊接線 主件介紹

  27. 繼電器保險絲盒功能 主件介紹

  28. 大綱 • Megasquirt介紹 • 系統組成 • 模擬器 • 連線與功能測試 • 感測器校正 • 燃油控制原理與基本參數設定 • 三表設定 • 搖轉啟動策略 • 怠速控制策略 • 寬域含氧感測器閉迴路控制

  29. MegaSquirt 與模擬器連結(一) 目的： 檢查電腦與MegaSquirt ECU之間，是否已經正確連結；檢驗電腦選用的連結埠、使用的RS232-USB 接線，是否功能正常。 連線與功能測試

  30. MegaSquirt 與模擬器(二) • 總計有 八顆 LED 需要檢視 • 模擬器五顆： • Injector #1 • Injector #2 • Fuel Pump • Fidle • Ignition • MegaSquirt三顆： • Injector • Warm-Up • Acceleration 如果是齊次噴射，模擬器噴嘴與ECU噴嘴LED閃爍頻率一致；如果是交互噴射，則減半。油泵LED，當模擬器插上ECU即點亮。調整Stim上：轉速(RPM)、冷卻水溫(CLT)、含氧感測器(EGO)與節氣閥開度(TPS)…等旋鈕，搭配TunnerStudio畫面與LED指示燈，逐一驗證ECU相關功能(MAP除外)。 連線與功能測試

  31. MegaSquirt 與引擎系統連結 目的： 檢查MegaSquirt ECU與引擎系統之間，是否已經正確連結；藉由輸出測試，驗證連線與系統元件是否功能正常。 連線與功能測試

  32. 怠速閥輸出測試 連線與功能測試

  33. 點火線圈輸出測試 連線與功能測試

  34. GM-HEI 點火模組 連線與功能測試

  35. Bosch 點火模組 連線與功能測試

  36. Ford TFI 與 Direct coil 模組 連線與功能測試

  37. 噴油嘴輸出測試 連線與功能測試

  38. 大綱 • Megasquirt介紹 • 系統組成 • 模擬器 • 連線與功能測試 • 感測器校正 • 燃油控制原理與基本參數設定 • 三表設定 • 搖轉啟動策略 • 怠速控制策略 • 寬域含氧感測器閉迴路控制

  39. 熱敏電阻感測器特徵曲線 感測器校正

  40. 熱敏電阻感測器校正 感測器校正

  41. 節氣門位置感測器校正 感測器校正

  42. 噴油嘴性能測試 感測器校正

  43. 噴嘴流率與無感時間(Injector dead time ) 感測器校正

  44. 大綱 • Megasquirt介紹 • 系統組成 • 模擬器 • 連線與功能測試 • 感測器與作動器校正 • 燃油控制原理與基本參數設定 • 三表設定 • 搖轉啟動策略 • 怠速控制策略 • 寬域含氧感測器閉迴路控制

  45. 理想氣體方程式 • n = PV/RT  • M = n x MM = PV/RT x MM= (MAP * VE)*(CYL_DISP) / (R * (IAT-32) * 5/9 + 273)) x MMairn：莫耳數P：壓力V：體積T：溫度R：氣體常數M：進氣質量MMor MMair：進氣(空氣)分子量MAP：進氣歧管壓力VE：容積效率CYL_DISP：汽缸位移容積(排氣量)IAT：進氣溫度 燃油控制原理與基本參數設定

  46. REQ_Fuel定義 • REQ_FUEL*10 = 36,000,000 * CID * AIRDEN(100kPA,70°F)/(NCYL*AFR*INJFLOW )* 1/DIVIDE_PULSE36,000,000：代表一小時換算成0.1ms的轉換常數REQ_FUEL ：噴嘴開啟時間 (單位ms；毫秒；千分之一秒)CID：立方英吋AIRDEN(MAP, temp) ：歧管壓力100kPa，攝氏溫度 70度時的密度NCYL：汽缸數目AFR：燃料化學計量比INJFLOW ：噴嘴流率(lb/h)DIVIDE_PULSE：噴嘴在一個循環內的噴油次數 • REQ_FUEL 意義在進氣歧管壓力100kPa、華氏溫度70度、大氣壓力30英吋水銀柱高、容積效率100%條件下(不作任何增濃)，某一汽缸以化學計量比燃燒，所需要的供油量(以ms為單位) 燃油控制原理

  47. PW定義 • PW = REQ_FUEL * VE * MAP * E + accel + Injector_open_time • E = gamma_Enrich = (Warmup/100) * (O2_Closed Loop/100) * (AirCorr/100) * (BaroCorr/100) Warmup: 使用者在TunnerStudio輸入的燃油增濃表 O2_Closed Loop: 使用者在TunnerStudio輸入EGO燃油回饋修正 AirCorr: 針對進氣溫度的燃油修正 BaroCorr: 針對大氣壓力的燃油修正 燃油控制原理與基本參數設定

  48. PW範例 • 例如：引擎低轉速運轉，數據： MAP=40 kPa、VE=74%、GammaE=97%。該引擎的Req_Fuel = 10ms、Inj Open Time = 1.3 ms。則PW如下:PW = 10 * 40/100 * 74/100 * 97/100 + 1.3 = 4.17 ms 燃油控制原理與基本參數設定

  49. Req_Fuel REQ_FUEL 定義： 進氣歧管壓力100kPa、華氏溫度70度、大氣壓力30英吋水銀柱高、容積效率100%條件下(不作任何增濃)，某一汽缸以化學計量比燃燒，所需要的供油量(以ms為單位)。 本參數由ECU計算後，自行儲存運用。 • Req_Fuel • 引擎排氣量 • 汽缸數 • 噴嘴流率 • 化學計量比

  50. 引擎參數(Engine Constants) • 控制演算法： 速度密度法、MAF • 噴射模式： 齊次、交互噴射 • 引擎行程： 四行程、二行程 • 缸數：1~16缸 • 噴嘴位置： 進氣埠、節流閥 • 噴嘴數量：1~16個 燃油控制原理與基本參數設定

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