Мозг двигателя


Вдруг кому интересно будет. С хабра. "Как работает инжектор? В…: moto_ru

Вдруг кому интересно будет.С хабра.

"Как работает инжектор?

В заметке пойдет речь о работе «мозгов», управляющих двигателем вашего автомобиля или мотоцикла. Попытаюсь на пальцах и в общем объяснить что же и как происходит.

Чем занимаются те самые «мозги» и для чего они нужны? Электроника — альтернатива другим системам, выполняющим те же функции. Дозированием топлива занимался карбюратор, зажиганием управлял механический или вакуумный корректор угла опережения зажигания. В общем не электроникой единой возможно реализовать все это и достаточно продолжительное время именно так и было. На автомобилях, мотоциклах, бензопилах, бензогенераторах и во многих многих других местах работали и продолжают работать те самые системы, которые призван заменить инжектор. Зачем же понадобилось что-то менять? Зачем сносить существующие проверенные и весьма надежные системы? Все просто — гонка за экономичностью, экологичностью и мощностью. Точность работы описанных выше систем недостаточна для обеспечения желаемого уровня экологичности и мощности, а сами по себе электронные системы управления двигателем начали появляться достаточно давно.

Я опущу принцип работы поршневых ДВС, многие знакомы с тем как работает двигатель, а те кто не знакомы — не слишком пострадают. В разрезе работы системы питания и системы зажигания двигатель это просто преобразователь воздушно-топливной смеси в механическую энергию. Можно рассматривать его как черный ящик, с некоторыми особенностями.

Итак, у нас есть топливо (бензин, этанол, пропан или метан), есть воздух и желание получить из этого механическую энергию. Сложность состоит в том, что для получения интересующих нас характеристик надо смешивать топливо и воздух в точно определенных пропорциях и поджигать их в достаточно точно определенный момент времени. Более того — при недостаточной точности мы получим ухудшение характеристик.

Вся суть работы «мозгов» сводится к дозированию топлива и поджигом смеси в цилиндрах двигателя. Это основные функции. Кроме них есть еще и дополнительные — управление турбиной, управление трансмиссией.

Подсистема, занимающаяся дозированием топлива называется инжектор, поджигом топлива занимается зажигание. Воздух в двигатель поступает «естественным» порядком. Двигатель сам всасывает воздух, его количество только может ограничиваться, для снижения мощности двигателя. Нам не нужна максимальная мощность все время, бОльшую часть времени мощность как раз ограничивается. В случае с турбиной воздух попадает в двигатель принудительно, но это не меняет сути. Воздуха столько сколько есть и мы управляем его количеством при помощи педали.Сколько топлива нам надо подать в двигатель и как его дозировать? Есть так называемое стехиометрическое отношение, показывающее, что для полного сжигания килограмма топлива нам нужно вполне определенное количество воздуха. Для бензина это соотношение равно 14,7:1. также его называют AFR (Air Fuel Rate по английски) Это не аксиома, это некий оптимум. Смесь может быть «беднее», в ней может быть меньше топлива. Такая смесь хуже горит, двигатель сильнее греется, но сгорает все полностью. Это значения в большую сторону — AFR 15 и более. Может быть и «богаче», когда топлива больше — AFR 14 или меньше. При таком соотношении смесь сгорает не полностью, но мощность двигателя максимальна. И в ту и в другую сторону есть ограничения — если слишком увлечься, работать двигатель не будет. Нельзя просто налить 20 частей топлива и ожидать пропорционального прироста мощности.

Итак, чтобы определить сколько же топлива нам надо подать в двигатель нам надо знать сколько воздуха в него поступает. Дальше все просто — из количества воздуха по соотношению определяем количество бензина и дело сделано!Погодите ка, а как же нам определить сколько воздуха поступает в двигатель? Для этого есть несколько путей. Обычно используют один из следующих датчиков:

ДМРВ или MAF — датчик массового расхода воздуха. Датчик этот измеряет количество проходящего через него воздуха. Как подсказывает википедия — «Датчик состоит из двух платиновых нитей, нагреваемых электрическим током. Через одну нить, охлаждая её, проходит воздух, вторая является контрольной. По изменению тока проходящего через охлаждаемую воздушным потоком платиновую нить вычисляется количество воздуха, поступающего в двигатель.». Датчики такого типа зачастую устанавливаются в гражданские автомобили. В общем то все достаточно просто. Похоже, это именно то, что нужно! Примерно так и есть.

Другой тип датчиков

ДАД или MAP — датчик абсолютного давления. Этот датчик подключен к впускному коллектору и измеряет разрежение (или же избыточное давление, в случае с наддувом) в коллекторе. На основании показаний этого датчика и датчиков температуры, частоты вращения коленвала тоже можно вычислить объем поступающего воздуха, что нам и требуется. Для корректировки его показаний надо еще знать давление окружающего воздуха. Для измерения атмосферного давления либо ставят еще один такой же датчик, который непрерывно его измеряет, либо просто до запуска двигателя измеряют давление. Во втором случае может выйти неприятность, если вы с берега моря рванули прямиком на Эверест.MAP часто ставят на спортивные автомобили.

Устанавливается один из этих датчиков, наличие одного из них — обязательно. Ну что же, сколько воздуха поступает в двигатель мы примерно можем вычислить. Другой обязательный датчик — ДПКВ или датчик положения коленвала. Этот датчик позволяет мозгам точно знать, в каком положении находится коленвал. Зачем нам это нужно? Мало знать сколько топлива надо подать в двигатель, надо подавать его в определенный момент времени. Да и зажигать смесь в цилиндрах тоже надо строго вовремя. Так что без этого датчика — никак. Есть несколько типов таких датчиков, но большинство из них — либо индукционные, либо датчики Холла, либо подобные им. В общем — бесконтактные датчики, подобные тем, которые трудятся, например, в двигателе вашего винчестера. Или в кулерах.Следующий датчик, который вместе с ДПКВ дает еще больше информации о том, что же происходит в двигателе в данный конкретный момент — ДПРВ — датчик положения распредвала. Также его называют датчиком фаз. При помощи этого датчика можно понять в каком из цилиндров в данный момент такт впуска, куда же нам надо подавать топливо, в каком цилиндре у нас такт сжатия и время поджигать смесь. По принципу работы он подобен ДПКВ, но зачастую несколько проще. В общем то тоже самое, но на распредвале.

Этого набора датчиков нам должно хватить для запуска двигателя. Худо бедно, но этого достаточно, чтобы примерно понять сколько надо подавать топлива, когда это делать и когда поджигать полученный коктейль. Так давайте же тогда подавать и поджигать! (не путать с разжигать и науськивать)

Исполнительные механизмы

Топливо дозируется форсунками или другими словами «инжекторами». Да да, именно по названию этого узла все это безобразие нами так и называется. Форсунка из себя ничего особо интересного не представляет. Просто электромеханический клапан. Два провода и трубопровод с топливом под давлением. Подали напряжение на выводы — форсунка открылась, прекратили пропускание тока — форсунка закрылась. Для простоты давайте сначала примем, что форсунка открывается и закрывается моментально. Тогда для оценки объема проходящего через нее топлива нам достаточно знать ее статическую производительность. Это просто объем топлива, который пройдет через форсунку за минуту. Открыли форсунку, измерили объем бензина, который через нее за минуту вытек — получили основной параметр. Теперь нам для точного дозирования надо просто открывать и закрывать форсунку на определенное время. Получается что дозирование производится «выдержкой», если говорить терминами фотографов. Чем длиннее время на которое мы открываем форсунку, тем больше топлива мы нальем в двигатель.А поджиг смеси осуществляет все та же бессменная свеча зажигания, которая верой и правдой служила для этой цели. И катушка зажигания тоже на месте. Вот только управляется она уже «мозгами». Зажигание не изменилось, но для его работы важен ДПКВ и ДПРВ, так что без этих датчиков дела не будет.

В общем то это, можно считать, и есть в общих чертах как работает инжектор. Смотрим на показания датчиков, отмеряем нужное количество топлива и открываем форсунку на вычисленное время. И так каждый такт. Т.е. в зависимости от частоты — 100 раз в секунду на частоте в 6000об/мин коленвала. Часто? Да не так чтобы и очень.

Идем дальше?

В реальных двигателях все несколько сложнее. Точно вычислить сколько же воздуха попадает в двигатель не так просто. Для корректировки значений нужны датчики температуры охлаждающей жидкости — просто термодатчик, аналогичный тому, что показывает температуру на приборной панели. И датчик температуры поступающего воздуха. В целом незначительно отличающийся от первого, а функционально и вовсе его брат близнец — тоже просто меряет температуру, но уже не двигателя, а воздуха, поступающего в двигатель. Зачем нам что-то корректировать? Дело в том, что пока двигатель холодный, пока он не нагреется до определенной температуры — топливо испаряется не так хорошо, а горят именно пары. Соответственно нам нужно топлива подавать больше, чтобы двигатель работал. Значит берем наше значение для оптимального соотношения, меряем двигателю температуру и корректируем это наше значение. Также нужно откорректировать момент зажигания смеси в цилиндрах — по тем же причинам. И тут тоже корректируем.

Другой не совсем приятный момент — форсунка, которую мы приняли идеальной — на самом деле таковой не является. Во первых нужно время, чтобы она открылась, а потом закрылась. Соответственно в этом время она тоже подает топливо, но в меньшем количестве. На это тоже делается поправка. Само время открытия и закрытия зависит от напряжения бортовой сети. Одно дело когда генератор шпарит на всю и в сети 14В, а другое дело, когда генератор умер, а аккумулятор разряжен до неприличных 10В. Время открытия форсунки меняется и его надо корректировать. Мало умершего генератора, ехать то надо и двигатель не должен перестать работать в таких условиях.

Мало нам было исполнительных механизмов, для работы на холостом ходу, когда педаль мы совсем не трогаем — двигатель не должен глохнуть, его работу надо поддерживать. Для этого есть специальное исполнительное устройство — РХХ — регулятор холостого хода. Это такой шаговый двигатель (реже просто электромагнит), который через специальный канал дает двигателю «вздохнуть» мимо перекрывающей воздух дроссельной заслонки. Умный мозг не дает двигателю зачахнуть и приоткрывает этот клапан, когда обороты снижаются. Но и разойтись не дает — прикрывает его, когда обороты возрастают уж слишком сильно.

Хорошо бы нам также знать на сколько сильно водитель давит на педаль акселератора. Для этих целей смотрят не на положение педали, а на положение заслонки, которой эта педаль управляет. Датчик так и называется — ДПДЗ — датчик положения дроссельной заслонки. Технически это просто потенциометр, который измеряет на какой угол повернута ось дроссельной заслонки. Это зачем это нам надо знать, как сильно водитель давит в пол, спросите вы? Все просто, нам надо знать когда включать режим холостого хода (помним про РХХ), когда водитель жаждет острых ощущений и энергично давит на педаль — не время экономить, льем от души!

Экологические нормы достаточно строго контролируют что же «выдыхает» (пускай уж выдыхает) наш двигатель. Так что при всем желании лить «на глазок» — нельзя. нужно контролировать состав выхлопных газов. Как это сделать? Для этой цели есть так называемый лямбда зонд или датчик кислорода — датчик, показывающий сгорела ли смесь целиком, есть ли в выхлопных газах топливо либо же свободный кислород. По показаниям этого датчика инжектор может корректировать свое поведение, либо увеличивая либо уменьшая количество подаваемого топлива. Нужно это достаточно часто — бензин везде разный и даже просто хранясь в канистре или баке — стареет. А уж о заправках наших можно легенды слагать. Соответственно и режимы его горения совсем не постоянны. Ко всему прочему и производительность форсунок может «плавать». Ведь как вы поняли — расчет ведется исходя из их постоянной производительности, а форсунка со временем может забиться, производительность ее может снизиться.А нормы строгие, а бензин дорогой, да и ехать же надо. Внимательный читатель заметил, что одного этого датчика достаточно для обеспечения обратной связи. Смотрим на состав выхлопных газов, если сгорело не все — льем меньше. Если сгорело дочиста — льем больше. Лямбда зонды бывают двух видов — узкополосные и широкополосные. Отличаются они точностью. Первые только показывают богатая или бедная у нас смесь, вторые показывают на сколько она богатая или бедная. Даже точно указывают тот самый AFR упоминаемый в начале статьи. Ну и цена, конечно. Первые стоят 25$, вторые — 200$. С лямбдами тоже не все просто — они достаточно капризны, требуют определенной температуры для работы, а это не всегда возможно, в некоторых типах зондов рабочий элемент специально подогревают от бортовой сети. Да, лямбда может быть не одна, но это уже тонкости.

Еще один сенсор, применяемый для анализа происходящего в двигателе — датчик детонации. Детонация это процесс сгорания топлива, который протекает взрывообразно. В нормальном режиме топливо просто сгорает, при детонации топливо взрывается. Это вредно для двигателя — все равно что бить по поршню молотком. Никто не любит когда не нему бьют молотком — поршень не исключение. Явление это крайне нежелательное и для определения того, что смесь детонирует и применяют такой датчик. Он по принципу работы похож на микрофон, который «слушает» двигатель (датчик закреплен на блоке цилиндров) и по услышанному пытается отфильтровать шум работы двигателя и понять где же детонация, а где нормальная работа. Все не просто и здесь. Для облегчения работы этого датчика ставят еще датчик неровной дороги, который покажет, что это наши дороги так шумят, а не двигатель. Востребованность этого датчика возрастает на турбированых двигателях.

В итоге сами по себе мозги работают примерно следующим образом:Есть так называемая топливная карта — таблица, в которой записано какого состава должна быть смесь. У таблицы три измерения — частота вращения коленвала двигателя, нагрузка на двигатель и собственно AFR. Просто берем из таблицы значение, положенное туда опытным товарищем. Корректируем это значение в соответствии с показаниями датчиков температур, лямбда зонда, датчика детонации, изменением положения дроссельной заслонки и в соответствии со всеми этими поправками (часть из них тоже в табличках) вычисляем необходимое количество топлива. Пересчитываем объем топлива во время открытия форсунки в соответствии с ее производительностью, корректируем время в соответствии с напряжением бортовой сети и в момент впуска — открываем форсунку на вычисленное время.

Как видите — ничего сложного и заумного здесь нет. Просто таблицы, может быть местами ПИД регулятор, коэффициенты влияния тех или иных факторов и в итоге просто время открытия форсунки. С зажиганием тоже самое, только там карта углов, аналогичная топливной карте (тоже таблица) и тоже корректировки в соответствии с показаниями датчиков.

В штатном режиме все работает, но что делать, если один из датчиков вышел из строя? И как это понять? Если датчик температуры, например, показывает что двигатель нагрет до 200 градусов, или что смесь детонирует несмотря на все корректировки? В этом и заключается продуманность мозгов. Вычислить, что датчик врет, не принимать во внимание его показания, зажечь «check engine» на панели и продолжить работу. Благодаря такому поведению двигатель сохранит работоспособность при выходе из строя некоторых датчиков (не всех, как вы понимаете) и позволит доехать до СТО.

Да, многие из вас заметят, что инжектор по сути достаточно простое устройство. И схематически там нет ничего военного — входящие значения считываются по АЦП, выходящие так и вовсе чисто бинарные. Ну выходные транзисторы, ну достаточно жесткие условия работы. Но это не космос далеко. Касательно работы прошивки — тоже вроде как все не так и сложно. На мой взгляд проще всяких алгоритмов распознавания изображений и всякое такое. В процессе настройки саму прошивку никто не трогает обычно. В том смысле, что открывать исходники, корректировать алгоритмы, оптимизировать что-то — такого нет. Просто софт который позволяет изменять те самые топливные карты и другие коэффициенты. А прошивками занимаются уже инженеры на заводах. Или простые смертные, которым это интересно. Да да, не каждый готов платить за «мозги» космические деньги, а кому-то может быть просто хочется больше контроля над происходящим. Все это привело к тому, что есть несколько проектов вполне доступных «мозгов». Есть megasquirt — www.megamanual.com/index.html, для этой аппаратной базы в последствии была написана и поддерживается кастомная прошивка с расширенным функционалом — msextra.com/doc/index.html На последнем сайте есть даже схемы этих «мозгов», может быть кому-то из электронщиков будет интересно. А программистам может быть интересно глянуть на код. Если не ошибаюсь, то он есть здесь. msextra.com/doc/ms2extra/files/release/ms2extra_3.2.1_release.zipЕсть еще VEMS — www.vems.hu/wiki/ который сначала назывался megasquirtAVR, но теперь сам по себе. Видел еще вот таких ребят — forum.diyefi.org/ там у них какой-то свой проект FreeEMS. На мой взгляд все это показывает, что все не так уж сложно и местами даже очень даже доступно.

Надеюсь получилось достаточно интересно и в меру понятно. Об опечатках прошу писать в личку. Если где ошибся — поправьте."via

Картинка из каментов:

moto-ru.livejournal.com

Cпинной мозг автомобиля: Тайна автомобиля

Самые глубокие тайны вашего автомобиля спрятаны в путанице из проводов и микросхем.

Современный автомобиль похож на катающийся по улицам вычислительный центр, нашпигованный множеством компьютеров. Попробуем обсудить эти малопонятные аспекты в работе вашей машины, разобраться в ее компьютерной сети. В прошлом мы бы назвали ее «бортовой электросетью», однако функции этого организма уже давно вышли за рамки тупого перекачивания электронов из одного проводка в другой. Вся автомобильная электроника называется в своей совокупности «локальной контроллерной сетью» (CAN, Controller Area Network), но есть для этого и более точный термин. Система проводов и протоколов связи, выполняющая функции соединительной ткани между всеми компьютерами и датчиками, называется, строго говоря, шиной CAN. Благодаря шине CAN машины стали дешевле, мощнее, удобнее и научились выделывать такие фокусы, которые без нее были бы просто невозможны.

Шоссе и развязки

Обо всех тонкостях шины CAN мы решили поговорить с Эриком Патоном, специалистом из компании Ford. Патон сказал: «Садясь за баранку, вы должны понимать — все в машине, что на первый взгляд кажется вам простым, скрывает на поверку фантастически сложные взаимодействия изощренных процессов и механизмов». Принципиальная схема шины CAN напоминает переплетение шоссейных дорог. Данные, подобно автомобилям, летят вдоль многополосных хайвеев, а потом сворачивают на какие-то узкие местные дороги, используя в определенных местах специально устроенные для этого въезды и съезды. Тысячи пакетов данных несутся в любой момент по этим дорожкам. Вы можете засечь их на любом перегоне и принять на любом выезде с магистрали.

В самых разных местах вашего автомобиля понатыканы разнообразные компьютеры, которые принято называть электронными блоками управления (ECU). Продолжая развивать шоссейную аналогию, их можно было бы представить себе в виде светофоров и других регулируемых развязок. Каждый ECU выполняет свои задачи: один управляет работой двигателя или трансмиссии, другой поднимает оконные стекла, третий запирает двери и т. д. На эти компьютеры заведены жилы от различных датчиков и переключателей, подающих информацию о тех или иных переменных величинах типа температуры, давления, напряжения, ускорения под различными углами, торможения, угла поворота колес и многих других параметрах. Допустим, ECU запрашивает информацию от какого-то датчика, подключенного к другому ECU, спрятанному в противоположном конце автомобиля, — вот тут-то и вступает в действие шина CAN.

Вернемся к образу автомагистрали. Шина CAN позволяет данным от всех датчиков и процессоров свободно циркулировать по автомобилю в любой момент времени. Каждый из компьютеров непрерывно передает в сеть информацию от своих датчиков и результаты собственных вычислений. В сети одновременно носится пара тысяч сообщений, дожидаясь, когда кто-то пожелает их прочитать. С другой стороны, каждый ECU непрерывно «прослушивает» сеть, выдергивая из нее те «кусочки» информации, которые могут потребоваться ему для выполнения собственных задач. Эта система не предполагает существования какого-либо центрального «хаба» или маршрутизатора — это просто непрерывный поток информации, которая всегда доступна каждому из контроллеров.

Дверь, а не гильотина

Рассмотрим, к примеру, работу электропривода сдвижных дверей — атрибута, типичного для современных минивэнов. Движением этих дверей управляет особый ECU, который называют «модулем кузовных функций». Несколько датчиков постоянно отслеживают, закрыта дверь или нет. Вот водитель нажимает кнопку закрытия двери. Сигнал от этого переключателя передается в сеть. Соответствующий ECU принимает сигнал, но это не значит, что он сразу же берется за работу. Первым делом он просматривает поток данных, идущий по шине, чтобы убедиться, что машина не движется и пребывает в запаркованном состоянии. Если по этой части все в порядке, он дает команду на электропривод. Включаются моторчики, и дверь съезжает на положенное место. Но этого еще мало — попутно ECU отслеживает напряжение, которое подается на клеммы моторов. Если напряжение на каком-то моторе вдруг скакнет, это будет означать, что дверь уперлась в оставленную в проеме сумку или кто-то выставил в проем ногу. Тогда ECU, чтобы не вызвать каких-либо повреждений, сразу же начнет сдвигать дверь в противоположную сторону. Если же двери ничто не помешает, она встанет в проем, и тут же включится электрическая защелка.

Еще недавно такую последовательность действий можно было бы считать настоящим достижением инженерной мысли. Даже простой электропривод, заведенный на электрические двери, потребовал бы жгуты из проводов, протянутых к электромотору, переключателям направления и электрическим замкам.

Принцип «шины CAN» был разработан в середине 1980-х, а до этого, если автопроизводитель хотел добавить в машину какую-нибудь новую электрическую примочку, скажем, подогрев сидений, от них нужно было тянуть через машину провода прямо до кнопки, красующейся в панели приборов. Шли годы, электрических наворотов становилось все больше, провода становились все длиннее, и наконец вся машина оказывалась опутанной многими километрами проводов, уложенных жгутами толщиной в руку. Когда была реализована идея шины CAN, нагреватели сидений и управляющий ими выключатель уже не нуждались в связи между собой посредством какого-то отдельного провода. Теперь они могут просто «переговариваться» через единую автомобильную шину CAN, не преумножая электрических хитросплетений.

Что на самом деле потребуется — так это добавочные усилия программистов, которые организуют взаимодействие всех устройств. В том-то и состоит вся революция: сложность физико-механическая уступила место сложности идейной и программной. Внедрение шины CAN поставило перед программированием новые масштабные задачи, но вместе с ней в автопром пришло множество новых позитивных сдвигов. Потребитель заметно выиграл в деньгах, машины стали намного легче, снизилась зависимость от поставщиков меди и резины, а главное, вся система стала существенно более надежной, потому что чем меньше проводов, тем меньше вероятность обрывов. Все перечисленные преимущества — это прогресс в чисто техническом плане, но самый глубокий эффект от этого нововведения оказался сугубо идейным. Это совершенно новый подход к диагностике автомобиля и обновлению программного обеспечения.

Машина, излечись!

Однако главным основанием для разработки шины CAN была вовсе не экономия на километрах проводки. Дело в другом. К концу 1970-х годов были, наконец, окончательно сформулированы технические требования, связанные с охраной окружающей среды. Национальная администрация безопасности движения на шоссейных дорогах (NTHSA) совместно с Комитетом по воздушным ресурсам штата Калифорния разработали методики для проверки эффективности автомобильных систем снижения вредных выбросов в атмосферу. Эти директивные документы повлекли за собой стандартизацию протокола «бортовой диагностики» — OBD. Сейчас мы имеем дело с этим же протоколом, но уже второго поколения, обозначаемым OBD-II.

Согласно этим требованиям в целях самодиагностики все датчики двигателя должны быть связаны между собой посредством шины CAN. При наличии такой связи специально выделенный ECU может постоянно следить за информационным потоком, вылавливая из шины аварийные сообщения в форме кодов OBD-II. Получив сообщение о какой-либо проблеме, этот ECU переформулирует его в алфавитно-цифровом коде и включает на торпеде лампочку «Check engine». На современных машинах подобная самопроверка выполняется непрерывно в течение всего времени, пока работает двигатель. Если у вас имеется портативный считыватель кодов (см. врезку «Цифровая диагностика»), вы можете залезть под торпеду со стороны водителя, подключиться к 16-контактному разъему вывода данных и прочитать все коды неисправностей. После этого загляните в интернет, где легко найдете расшифровку этим кодам или по крайней мере подсказку, что делать дальше.

Тот же самый разъем окажется очень кстати, если вдруг производитель обнаружит какой-то глюк в софте вашего автомобиля или придумает, как еще можно оптимизировать его работу. Допустим, разработали новый алгоритм, обеспечивающий более мягкое переключение передач. Теперь задача модернизации всех уже проданных автомобилей вашей серии решается очень просто — механик из дилерского центра подключает свой компьютер к тому же самому разъему и скачивает в вашу сеть новые программы. А ведь в прежние эпохи, до внедрения шины CAN, это означало бы физическую замену соответствующих контроллеров.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№3, Март 2012).

www.popmech.ru

SFI: Большое семейство ECU мозгов

Введение

Решили повысить мощность Honda Civic? Если вы следите за сайтом то формула раскачки либо свап двигателя на другую серию B18C, либо заменить электронику на индвидуальный впрыск PGMFI с программируемым мозгом OBD1. Но есть еще один способ, который почему то обходят мимо.В середине 90х годов, компания Honda решила поэкспериментировать с компьютером ECU Honda и с системой впрыска. Форсунки были спарены, из распределителя зажигания были вынуты некоторые датчики, главные процессоры производимой компанией OKI был единожды заменен на процессор NEC UPD78214. Все эти изменения называли SFI — Simpled Fuel Injection. Устанавливался данный тип компьютера, на автомобили Honda, которые были максимально облегчены по снаряжению. Такой мозг ECU Honda не управляет датчиком детонации или системой VTEC, кислородный датчик имел всего 1 сигнальный провод. SFI модели типа P3Y и P3X ставились в том числе на 6 поколение c 1996 по 1998 год, уже в 1999 с принятием экологического стандарта EURO-3 было принято решение, что двигателе нужно управлять более сложно, и Honda вернулась к привычному производителю микросхем OKI.

Мозг ECU SFI с двумя разъемами, абсолютно одинаковые по контактам в своей серии.

Эту статью я подготовил как небольшой просвет для тех кто хотел бы немного улучшить свой автомобиль штатными средствами типа — Plug And Play, но имеет возможности установить чипованные мозги OBD1 или волею судьбы мозг ECU нужно обязательно поменять. Как вы знаете D14A3 и D14A4 имеют абсолютно одинаковые детали. Разница D14A3 и D14A4 состоит только в прокладке дросселя и прошивки (не подтверждено пока что), и многие ребята просто меняют мозги, и получаю честные 15 сил разницы (75-90). Я опишу что кроме P3X и P3Y были и другие мозги ECU, и где они ставились. А выбор большой, может быть и не стоит переходить на другой мозг, и мучиться с настройкой.

С чем работает SFI?

Для начала подготовка. Мозг SFI это небольшой, квадратной формы, электронный блок с двумя разъемами. Разъемы аналогичны разъемам OBD1 A и D (но не контактам внутри!). Да в OBD1 всего три разъема, но разработчики решили что разъемы будут A, B и D. Мозг SFI ни когда не работал с VTEC системой, поэтому ГБЦ можно оставить свою. SFI работает только с клапаном холостого хода RACV, поэтому дроссельную заслонку можно оставить свою. Все мои поиски показали, что мозг SFI работал только с форсунками 180cc (другое название 190сс), поэтому оставляйте свои. Распредвал практически не менялся и был всегда один и тот же. Тоже касается и распределителя зажигания, он был только один — D4T94-04 (D4T94-04A), с длинным семиконтактным разъемом. Вы спросите в чем же различия? Ответ прост, сама прошивка зависящая от объема двигателя (1.3-1.6) и некоторых нюансах типа коррекции на типа поршня и распредвале. По сути для получения полноценного свапа на другой двигатель, вам нужен собранный блок двигателя и нужный ECU мозг, в котором нужно будет просто перепаять иммобилайзер. Распиновка SFI P3X, P3Y, P76, P2K, P2C, PEJ, PBD и P7G SFI. Итак начнем.

Типовой распределитель зажигания D4T94-04 с 7 контактным разъемом.

Блок двигателя 0.656 литра E07A(JDM)

Микролитражный автомобиль Honda Beat PP1 объемом 656cc выдавал 63лс, что соответствует лозунгу хондоводов — 100лс с литра, при том же объеме ОКА ВАЗ имела 29 и 35лс. Шел только с механической коробкой передач и SFI мозгом ECU 37820-P36-000 и 37820-P36-003. На самом деле от SFI у него только два разъема, не пытайтесь его установить даже если нашли. Хотя бы потому что блок имеет только 3 цилиндра.

Блок двигателя 1.3 литра, D13B (JDM)

Самой младшей комплектацией SFI являлся Civic EK2, и как вы знаете это тот же D15B блок с шатунами от D14 но более коротким коленвалом (ход 76мм). Модификации коробки были как АКПП так и МКПП. Мощность была 90 лс, да D13B был интересней D14A3! Ставился в основном Honda Civic и Honda City (D13B6).
  • 37820-P2A-003, MT CIVIC EK2 EL-2, EL
  • 37820-P2A-901, 4AT CIVIC EK2 EL-2, EL

Блок двигателя 1.4 литра, D14A3 и D14A4 (EDM)

Этот блок двигателя и его мозг P3X и P3Y многим ненавистен, по причине его не гибкости. Экономичность и экологичность — вот девиз инженеров тех лет. В принципе, если не читать сайт www.ej9.ru, и не общаться с хондоводами, то SFI блок ECU справляется со своей задачей, и не плохо. Ограничителей скорости в нем нет, проверенно на автобане. На автомате не было версий 75сил, только 90, и только D14A4.

  • 37820-P3Y-G01, MT 1.4i 90 лс
  • 37820-P3Y-G51, 1.4 90 лс
  • 37820-P3Y-G52, 4at 1.4 90 лс
  • 37820-P3X-G12, MT 75 лс

Блок двигателя 1.5 литра, D15B, D15Z4 (JDM)

В семействе D15 двигателей я нашел всего несколько вариаций, D15B без втека по сути был клоном D15Z4, ставившегося на Civic EK3, Ballade 150i и Capa. Производительность была 90лс.

  • 37820-P2C-901, 4at Civic EK3 D15B 90 лс
  • 37820-PEJ-J02, 4at CAPA GA6 D15B 90 лс
  • 37820-P2C-Y51, 4at ballade 150I D15Z4 90 лс
  • 37820-P2C-Y01, MT(at?) civic exi D15Z4 90 лс
  • 37820-P7F-901, AT 2WD D15B EY7 Partner 1.5GL 90 лс
  • 37820-P7F-003, MT 2WD D15B EY7 Partner 1.5EL 90 лс

Блок двигателя 1.6 литра D16A, ZC, D16Y4

Самый большой блок из серии D тоже оснащался мозгом SFI оснащался многими двигателями. Civic Ferio EK5, Domani, Integra, Partner это почти полный список моделей Honda использующих на 1.6 блоке блок SFI и форсунки 190 кубиков. Самое примичательное, что именно D16A ZC серия блоков двигателей оказалась самой обширной, включающая даже версию полного привода. Большенство двигателей с этим ECU имели мощность 120лс.

  • 37820-P2K-Q02, MT Civic GLI CXI, D16Y4 106 лс
  • 37820-P2K-Q51, 4AT Civic GLI, CXI, D16Y4 110 лс
  • 37820-P2K-Q52, 4AT Civic GLI, CXI, D16Y4 110 лс
  • 37820-P2K-V51, 4AT Civic EX, Ballade 160I D16Y9 110 лс
  • 37820-P2K-V01, MT Civic EX, Ballade 160I D16Y9 106 лс
  • 37820-P76-902, AT Integra DC1 ZC , 120
  • 37820-P76-J91?
  • 37820-P76-013, MT Integra DC1 ZC , 120
  • 37820-P7G-j91, AT 4x4 PARTHNER EY8 1.6EL EY8, 120
  • 37820-P7G-003, MT 4x4 PARTHNER EY8 1.6EL EY8, 120
  • 37820-P2K-003, MT 4x4 Civic Ferio RTI EK5, MB5 16G 4AWD
  • 37820-P2K-J91, AT 4x4 Civic Ferio RTI EK5, MB5 16G 4AWD
  • 37820-PBD-901, AT Domani 16G, MB4 4AT
  • 37820-PBD-003, MT Domani 16G , MB4 4AT

Типовая плата SFI. Мозг P76 АКПП, иммо отсутствует.

Итог

Итог данной статьи состоит в том, чтобы показать SFI семейство в развернутом виде. Как вы успели заметить, разница в во всех двигателях была только в объеме двигателя и прошивки. Конечно тип поршня и тип распредвала имеет не малое значение, но не критична разница. Если вы решили что вам хватит 90, 110 или 120лс, и вы не хотели бы заниматься проводкой, то замена мозга ECU SFI и блока двтгателя ,будет хорошей альтернативой чипуемого мозга OBD1 который еще нужно отстроить. SFI прошивки, хватает чтобы на 190 форсунках, управлять полноприводным Honda Partner на АКПП и без VTEC поднять 120 лс с весом 1250кг. Блок, двигателя, ECU, замена иммобилайзера это все что нужно для работы. Но последнее слово всегда за вами. Дерзайте!

Данная статья актуальна для автомобилей Honda выпуска 1992-2000 годов, таких как Civic EJ9, Civic EK3, CIVIC EK2, CIVIC EK4 (частично). Информация будет актуальна для владельцев Honda Integra в кузовах DB6, DC1, с моторами ZC, D15B, D16A.

Полезные советы: После притирки клапанов не забудьте снять с клапанов притирочную пасту. Полный список советов

На большинство вопросов вам может помочь сообщество вКонтакте. Это реально удобнее чем писать комментарии ниже.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by

www.ej9.ru

У вашего мозга есть физический двигатель, имитирующий мир

Представьте: вы стоите перед грудой спелых дынек в овощном магазине или на рынке.

Вы хватаете одну, относите на весы и забираете домой, мечтая о том, как нарежете ее и скушаете — совершенно без каких-либо усилий.

А теперь ответьте на вопрос: откуда вы знаете, какую дыню брать, не разобрав целую кучу? 

Вопрос непростой, да?

Чтобы ответить на этот вопрос, нейрофизиологи обратились за подсказками в сферу… компьютерных игр. Подобно тому, как лучшие компьютерные игры работают на движках, имитирующих физику мира, возможно, мы и сами имеем подобные нейронные сети, которые позволяют нам элегантно ориентироваться в реальном мире.

Вместо того чтобы обрабатывать каждую деталь, игровые движки предлагают ярлыки для имитации действий в игровом пространстве таким образом, чтобы все это выглядело приятно и не было лишено смысла, а игрок мог реагировать на лету. Мозг может работать подобным образом.

В работе, опубликованной в академическом журнале Труды Национальной академии наук (PNAS), группа из Университета Джона Хопкинса в сотрудничестве с Гарвардским и Массачусетским университетами, представила первое описание того, что может быть отдельным симулятором физики, размещенным в нашем мозге.

Руки на стол

Допустим, вам нужно внезапно увернуться от срикошетившего мяча, от ветки дерева или же свернуть с дороги, увидев на ней корову. Давайте замедлим эти реакции: вы видите объект — цвет, форму, материал, тень — осознаете свое положение и движение в трехмерном пространстве, планируете дальнейшие действия, затем позволяете своему телу совершить точное движение, которое позволит избежать столкновения. Очевидно, в вашей голове протекают нехилые параллельные процессы.

«Я вижу в понимании физической сцены весьма интегративный процесс, в котором разные источники информации из разных областей мозга работают сообща», говорит ведущий автор работы доктор Джейсон Фишер.

Другими словами, вряд ли у мозга будет отдельный кусок ткани, посвященный исключительно физическому моделированию, который ожидает в состоянии покоя до возникновения чрезвычайных ситуаций. Найти такой регион вряд ли удастся.

Вместо этого авторы работы задаются более осмысленным вопросом: могут ли на фоне постоянно протекающих расчетов в головном мозге проявляться отдельные области, активность которых особенно возрастает, когда мозг сталкивается с физическим миром?

Чтобы отделить мешающий фон, ученые тщательно спланировали четыре эксперимента, каждый из которых базируется на предыдущем.

В первом испытании двенадцать участников лежали в машине фМРТ и наблюдали видео, как башенки из желтых и синих блоков стремительно накладывались друг на друга, готовые опрокинуться в любой момент. Добровольцы должны были предсказать, когда блоки начнут падать или когда желтых или синих блоков станет больше. В отличие от первой задачи, для которой нужно было применить так называемую физическую интуицию, вторая задача опиралась только на цвет, выступающий в качестве контроля.

После первых тестов ученые сузили диапазон своих поисков до одиннадцати областей мозга, которые показывали более сильную активность, когда добровольцы предсказывали падение башен, в отличие от попыток угадать цвет.

Однако являются ли эти «области интереса» характерными для физической интуиции или для моделирования будущих событий в целом?

И в этом должен помочь второй эксперимент. Добровольцы просмотрели видеоклипы двух взаимодействующих мячей, физически — например, сталкиваясь между собой — или социально — когда один догонял другой, будто играют двое детей.

Через несколько секунд один из мячей исчезал и добровольцы должны были угадать, куда он движется дальше. Очевидно, для этого необходимо моделирование. Но вот нюанс: хотя последний сценарий также требует прогнозирования, он в значительной степени опирается на социальные предположения, а не на физику.

Выбрав те области мозга, которые преимущественно включались в эту игру физики, и сравнив результаты с первым экспериментом, ученые смогли уменьшить число кандидатов до пяти. Затем они проверили свои догадки третьим экспериментом, когда добровольцы пассивно наблюдали за видео с разного рода физико-центричными материалами: неподвижное лицо, падающая ваза, сталкивающиеся автомобили. При этом их активность мозга сканировалась фМРТ.

Результат: чем больше на видео было физически активного содержимого, тем больше активизировались эти пять регионов, даже когда добровольцы не пытались активно предсказать, что произойдет дальше.

Наконец, ученые задались вопросом: насколько эти области мозга подходят для физического моделирования? Как оказалось, не так уж и сильно: некоторые области активизировались, когда добровольцы сталкивались с трудными задачами по запоминанию информации, которые не имеют ничего общего с физикой.

Что же у них общего?

Возможно, это как-то связано с трудностям прогнозирования поведения окружающего нас мира. Предыдущие исследования показали, что сталкиваясь со сложными проблемами мозг обычно подключает серию взаимосвязанных областей, задавая им множество задач. Активация этой сети помогает решить сложные проблемы, например, такие как планирование следующего движения и использование новых сложных инструментов.

Все системы в действии

Имеет ли смысл говорить о «физическом движке», если эта область мозга также делает и другие вещи?

Ученые указывают на видеокарты (GPU) в качестве аналогии.

«Высоко параллельная архитектура GPU была изначально обусловлена требованиями графических ресурсоемких вычислительных приложений», объясняют авторы работы, «но с тех пор графические процессоры стали необходимы и для других приложений, вроде компьютерного зрения, глубокого обучения нейронных сетей, а также приблизительное физическое моделирование в режиме реального времени в компьютерных играх».

Графические процессоры активны в ходе выполнения всех этих задач, то есть это одновременно и физические движки, и графические, и движки компьютерного зрения и так далее. В некотором смысле сеть мозга определяется в этом исследовании как биологическая GPU — она поддерживает обработку физики, но встроена в более крупную сеть, ответственную за выполнение других сложных задач, таких как планирование действий.

Почему же тогда обработка физики и планирование так тесно связаны в мозге?

«Мы полагаем, что это связано с тем, что дети изучают физические модели мира, оттачивая свои моторные навыки, играют с объектами, чтобы узнать об их поведении. Кроме того, чтобы протянуть руку и схватить что-то в нужном месте с нужным количеством силы, необходимо физическое понимание в режиме реального времени», объясняет Фишер.

Этого рода понимание нарушается в ходе болезни под названием апраксия, когда люди имеют трудности при выполнении определенных движений из-за повреждения головного мозга.

«Многие случаи апраксии являются результатом повреждения одних и тех же областей головного мозга, которые мы определили как важные для движения», рассказал Фишер. Дальнейшие исследования должны проверить, нарушает ли временное отключение физического движка мозга обработку физической информации и не подает ли признаков апраксии. Если да, то сломанный физический движок, возможно, удастся починить.

Изучая, как области мозга, причастные к физическому движку, взаимодействуют между собой, мы даже могли бы построить роботов, в основе которых будет лежать совершенное понимание физики.

«В этом исследовании мы проверили лишь небольшое подмножество всех возможных типов обработки физики», пишут авторы. Например, будут ли наши мозги реагировать на взаимодействующие жидкости — две волны, сталкивающиеся между собой — так же, как на два сталкивающихся твердых объекта.

Если физический движок мозга действительно подобен игровому симулятору физики, он может быть специализированным для небольшого числа условий — жидкостей или твердых материалов, например. Следовательно, мы могли бы обнаружить больше типов физических движков, погребенных в наших гигантских нейронных сетях.

Возможно, нам удастся снабдить роботов многочисленными физическими движками, постоянно работающими как видеоигры. Если бы роботы могли быстро и эффективно моделировать результаты физических сценариев, как люди, они могли бы предчувствовать, что произойдет, до того, как это случится. Они могли бы взаимодействовать с окружающим миром не хуже людей.

Источник

Оригинал записи и комментарии на LiveInternet.ru

marena99.livejournal.com

У вашего мозга есть физический двигатель, имитирующий мир — Эзотерическая информация

Представьте: вы стоите перед грудой спелых дынек в овощном магазине или на рынке. Вы хватаете одну, относите на весы и забираете домой, мечтая о том, как нарежете ее и скушаете — совершенно без каких-либо усилий. А теперь ответьте на вопрос: откуда вы знаете, какую дыню брать, не разобрав целую кучу? Вопрос непростой, да?

 

Чтобы ответить на этот вопрос, нейрофизиологи обратились за подсказками в сферу… компьютерных игр. Подобно тому, как лучшие компьютерные игры работают на движках, имитирующих физику мира, возможно, мы и сами имеем подобные нейронные сети, которые позволяют нам элегантно ориентироваться в реальном мире.

Вместо того чтобы обрабатывать каждую деталь, игровые движки предлагают ярлыки для имитации действий в игровом пространстве таким образом, чтобы все это выглядело приятно и не было лишено смысла, а игрок мог реагировать на лету. Мозг может работать подобным образом.

В работе, опубликованной в академическом журнале Труды Национальной академии наук (PNAS), группа из Университета Джона Хопкинса в сотрудничестве с Гарвардским и Массачусетским университетами, представила первое описание того, что может быть отдельным симулятором физики, размещенным в нашем мозге.

Руки на стол

Допустим, вам нужно внезапно увернуться от срикошетившего мяча, от ветки дерева или же свернуть с дороги, увидев на ней корову. Давайте замедлим эти реакции: вы видите объект — цвет, форму, материал, тень — осознаете свое положение и движение в трехмерном пространстве, планируете дальнейшие действия, затем позволяете своему телу совершить точное движение, которое позволит избежать столкновения. Очевидно, в вашей голове протекают нехилые параллельные процессы.

«Я вижу в понимании физической сцены весьма интегративный процесс, в котором разные источники информации из разных областей мозга работают сообща», говорит ведущий автор работы доктор Джейсон Фишер.

Другими словами, вряд ли у мозга будет отдельный кусок ткани, посвященный исключительно физическому моделированию, который ожидает в состоянии покоя до возникновения чрезвычайных ситуаций. Найти такой регион вряд ли удастся.

Вместо этого авторы работы задаются более осмысленным вопросом: могут ли на фоне постоянно протекающих расчетов в головном мозге проявляться отдельные области, активность которых особенно возрастает, когда мозг сталкивается с физическим миром?

Чтобы отделить мешающий фон, ученые тщательно спланировали четыре эксперимента, каждый из которых базируется на предыдущем.

В первом испытании двенадцать участников лежали в машине фМРТ и наблюдали видео, как башенки из желтых и синих блоков стремительно накладывались друг на друга, готовые опрокинуться в любой момент. Добровольцы должны были предсказать, когда блоки начнут падать или когда желтых или синих блоков станет больше. В отличие от первой задачи, для которой нужно было применить так называемую физическую интуицию, вторая задача опиралась только на цвет, выступающий в качестве контроля.

После первых тестов ученые сузили диапазон своих поисков до одиннадцати областей мозга, которые показывали более сильную активность, когда добровольцы предсказывали падение башен, в отличие от попыток угадать цвет.

Однако являются ли эти «области интереса» характерными для физической интуиции или для моделирования будущих событий в целом?

И в этом должен помочь второй эксперимент. Добровольцы просмотрели видеоклипы двух взаимодействующих мячей, физически — например, сталкиваясь между собой — или социально — когда один догонял другой, будто играют двое детей.

Через несколько секунд один из мячей исчезал и добровольцы должны были угадать, куда он движется дальше. Очевидно, для этого необходимо моделирование. Но вот нюанс: хотя последний сценарий также требует прогнозирования, он в значительной степени опирается на социальные предположения, а не на физику.

Выбрав те области мозга, которые преимущественно включались в эту игру физики, и сравнив результаты с первым экспериментом, ученые смогли уменьшить число кандидатов до пяти. Затем они проверили свои догадки третьим экспериментом, когда добровольцы пассивно наблюдали за видео с разного рода физико-центричными материалами: неподвижное лицо, падающая ваза, сталкивающиеся автомобили. При этом их активность мозга сканировалась фМРТ.

Результат: чем больше на видео было физически активного содержимого, тем больше активизировались эти пять регионов, даже когда добровольцы не пытались активно предсказать, что произойдет дальше.

Наконец, ученые задались вопросом: насколько эти области мозга подходят для физического моделирования? Как оказалось, не так уж и сильно: некоторые области активизировались, когда добровольцы сталкивались с трудными задачами по запоминанию информации, которые не имеют ничего общего с физикой.

Что же у них общего?

Возможно, это как-то связано с трудностям прогнозирования поведения окружающего нас мира. Предыдущие исследования показали, что сталкиваясь со сложными проблемами мозг обычно подключает серию взаимосвязанных областей, задавая им множество задач. Активация этой сети помогает решить сложные проблемы, например, такие как планирование следующего движения и использование новых сложных инструментов.

Все системы в действии

Имеет ли смысл говорить о «физическом движке», если эта область мозга также делает и другие вещи?

Ученые указывают на видеокарты (GPU) в качестве аналогии.

«Высоко параллельная архитектура GPU была изначально обусловлена требованиями графических ресурсоемких вычислительных приложений», объясняют авторы работы, «но с тех пор графические процессоры стали необходимы и для других приложений, вроде компьютерного зрения, глубокого обучения нейронных сетей, а также приблизительное физическое моделирование в режиме реального времени в компьютерных играх».

Графические процессоры активны в ходе выполнения всех этих задач, то есть это одновременно и физические движки, и графические, и движки компьютерного зрения и так далее. В некотором смысле сеть мозга определяется в этом исследовании как биологическая GPU — она поддерживает обработку физики, но встроена в более крупную сеть, ответственную за выполнение других сложных задач, таких как планирование действий.

Почему же тогда обработка физики и планирование так тесно связаны в мозге?

«Мы полагаем, что это связано с тем, что дети изучают физические модели мира, оттачивая свои моторные навыки, играют с объектами, чтобы узнать об их поведении. Кроме того, чтобы протянуть руку и схватить что-то в нужном месте с нужным количеством силы, необходимо физическое понимание в режиме реального времени», объясняет Фишер.

Этого рода понимание нарушается в ходе болезни под названием апраксия, когда люди имеют трудности при выполнении определенных движений из-за повреждения головного мозга.

«Многие случаи апраксии являются результатом повреждения одних и тех же областей головного мозга, которые мы определили как важные для движения», рассказал Фишер. Дальнейшие исследования должны проверить, нарушает ли временное отключение физического движка мозга обработку физической информации и не подает ли признаков апраксии. Если да, то сломанный физический движок, возможно, удастся починить.

Изучая, как области мозга, причастные к физическому движку, взаимодействуют между собой, мы даже могли бы построить роботов, в основе которых будет лежать совершенное понимание физики.

«В этом исследовании мы проверили лишь небольшое подмножество всех возможных типов обработки физики», пишут авторы. Например, будут ли наши мозги реагировать на взаимодействующие жидкости — две волны, сталкивающиеся между собой — так же, как на два сталкивающихся твердых объекта.

Если физический движок мозга действительно подобен игровому симулятору физики, он может быть специализированным для небольшого числа условий — жидкостей или твердых материалов, например. Следовательно, мы могли бы обнаружить больше типов физических движков, погребенных в наших гигантских нейронных сетях.

Возможно, нам удастся снабдить роботов многочисленными физическими движками, постоянно работающими как видеоигры. Если бы роботы могли быстро и эффективно моделировать результаты физических сценариев, как люди, они могли бы предчувствовать, что произойдет, до того, как это случится. Они могли бы взаимодействовать с окружающим миром не хуже людей.

Источник

Перейти на главную страницу.

Делитесь с друзьями, им тоже будет интересно:

Самое популярное в сети:

Загрузка...

Related posts:

neo-ezoterika.ru


Смотрите также