eFFeT - Motorstyrning PnP

Planering och tankar kring eventuella framtida projekt.
eFFeT
Inlägg: 70
Blev medlem: 13 oktober 2009, 20:23:29
Ort: Luleå

eFFeT - Motorstyrning PnP

Inlägg av eFFeT »

Är så sjukt less mitt eftermarknads insprutningssystem till min bil nu så jag har bestämt att bygga ett eget.
De som är lite jobbigt när man själv håller på med att mappa bilen är att man har ju inte riktigt koll på vad som är optimal tändning i olika fall. Man vill ju ha stenkoll på tändningen så man får ut de mesta från bränslet utan att den börjar knacka. Samt att man vill ha lite säkerhetsfunktioner så som om oljetrycket sjunker eller endel temperaturer bli för höga ska den varna eller stänga av motorn. De sprut jag använt tidigare har inte stöd för sånt.
De flesta eftermarknadssystem har ju stöd för bredbandslambda i closed loop, så de löser ju soppadelen. Men man vill också ha closed loop reglering till tändningen. Det går att göra med en teknik som SAAB kallar Ion-Sense (eller piezotrycksensorer men de kostar ca 20K styck så de skiter jag i). Efter man tänt gnistan i cylindern så låter man en liten ström gå genom gasen. Strömmen kommer bero på tryck och temperatur i cylindern. Så om man plottar strömmen efter vevaxelvinkeln får man ut en kurva som kommer ha en maxpunkt där tryckmaximum i cylindern uppstått. Detta tryckmaximum vill man ha ca 10-15 grader efter TDC. Så genom att använda denna information kan man reglera tändningen.
Ion-Sense strömmen kommer även att få en ringning om knackningar skulle förekomma. Om denna ringning blir för hög bör man dra tillbaka tändningen och offra lite effekt för att rädda motorn.

Jag har tidigare byggt en encylindrig variant med Ion-Sense så nu ska jag bara testa göra de för 8 cylindrar. :)

Motorstyrsystemet ska klara köra en 8-cylindrig förbränningsmotor upp till 18000rpm.
8 x Tänd och spridarkanaler
VR/Hall (Primär trigger, Sec trigger, hastighet)
PWM kanaler (Laddtrycksreglering, Tomgångsmotor, Gasspjäll, Lustgas, mm.)
Analoga ingångar (MAP, IAT, CLT, TPS, EGT, WBO, oljetryck, bränsletryck, batterispänning, avgastryck, mm.)
Analoga utgångar (externa mätare)
Digitala utgångar (relä och lampor)
Digitala ingångar (knappar te.x. anti-lag, lustgas, mm. )
CAN 2.0A & B
LIN
USB
Loggning
Ion-Sense med knack och Peak Pressure Point analysering på alla cylindrarna.
Automatisk mappning av soppa och tändning. Plus alla de vanliga funktioner som insprutningssystem brukar ha..

Jag har börjat utgå från NXPs LPC2939. En mycket fin processor med många hårdvarutimerutgångar. Det är bra att ha om man ska kunna ha bra precision vid höga varvtal och kunna köra mycket signalbehandlingsberäkningar samtidigt. Nu har den här så mycket att köra med så det är nog ingen omöjlighet att få de att funka ändå, men de underlättar. :)

Vad kan man mer säga.. Den kommer ha CDI tändning och skicka iväg ca 200-300mJ per gnista. För er som är insatta i tändmoduler så skickar MSD 6A ca 135-145mJ.
Jag har även kommit på en grej som går de möjligt att köra sjukt stora spridare med grym precision vid stängning och öppning, samt att den kan PWMa spridarna för att köra reglerad strömbegränsning på enskilda spridare.

Kommer posta lite bilder sen.
Senast redigerad av eFFeT 9 mars 2011, 19:46:17, redigerad totalt 3 gånger.
Användarvisningsbild
JimmyAndersson
Inlägg: 26308
Blev medlem: 6 augusti 2005, 21:23:33
Ort: Oskarshamn (En bit utanför)
Kontakt:

Re: eFFeT - Motorstyrning

Inlägg av JimmyAndersson »

"eftersom det har börjat dra igång på riktigt så startar jag en ny tråd här."

Men du har väl bara listat vad det *kommer* att ha? Inlägget är till stora delar identiskt med första inlägget i tråden som ligger i Idébanken...

Jag ser inget om vad som *har* gjorts i projektet.
Så än så länge får den här tråden också bo i Idébanken. Meddela när du vill ha den flyttad tillbaka. :)

Läs mer här.
eFFeT
Inlägg: 70
Blev medlem: 13 oktober 2009, 20:23:29
Ort: Luleå

Re: eFFeT - Motorstyrning

Inlägg av eFFeT »

:bravo:

tänkte de kanske skulle vara kul att visa lite vad man håller på me å sånt.

Men jag kanske postar nått inlägg då jag är klar då istället
Användarvisningsbild
JimmyAndersson
Inlägg: 26308
Blev medlem: 6 augusti 2005, 21:23:33
Ort: Oskarshamn (En bit utanför)
Kontakt:

Re: eFFeT - Motorstyrning

Inlägg av JimmyAndersson »

Det är alltid lika inspirerande att se andras projekt! :)


"Men jag kanske postar nått inlägg då jag är klar då istället"

Inga problem, men roligast är förstås om läsaren får följa med på själva resan också.
Dvs att man uppdaterar då och då med nya saker man har gjort på projektet.
När du känner att det är dags att uppdatera tråden så är det bara att skriva i den här tråden.
Då rensar jag bort mina flytt-inlägg och flyttar tillbaka tråden, så blir allt som det var tänkt. :)


Om du tänker på själva trådflytten så var ju det för att du inte börjat på projektet,
utan bara planerat vad som *kommer* att göras. Sådana trådar passar bättre i Idébanken.

Läste du texten i min sista länk? :wink:
eFFeT
Inlägg: 70
Blev medlem: 13 oktober 2009, 20:23:29
Ort: Luleå

Re: eFFeT - Motorstyrning PnP

Inlägg av eFFeT »

Har tagit mig lite mer fritid nu. Så nu har projektet dragit igång igen.

Specsen har ändrats (första inlägget) och lite resultat från min en cylindriga variant har gett mig mer info.

Hoppas man får ha kvar sina inlägg den här gången.

Har bara hunnit fixa footprint till processorn å lagt upp tänd å spridarkanalerna ungefär som jag vill ha dom.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
blueint
Inlägg: 23238
Blev medlem: 4 juli 2006, 19:26:11
Kontakt:

Re: eFFeT - Motorstyrning PnP

Inlägg av blueint »

Vad är det som är fel med eftermarknads insprutningssystemen?, och kanske man kan använda dessa systems sensorer och styrdelar?, så att man kan koncentrera sig på själva signalbehandlingen och kretskort.
eFFeT
Inlägg: 70
Blev medlem: 13 oktober 2009, 20:23:29
Ort: Luleå

Re: eFFeT - Motorstyrning PnP

Inlägg av eFFeT »

Det finns ju eftermarknadssprut som funkar riktigt bra men då måste man börjar betala över 20k-40k kr för ett komplett system. Det är ganska mycket pengar för min student-plånbok. Samt att många av dem också bygger på 8-bitars processorer på ~16MHz med mjukvaru timing till både tändning och spridarna. På spridarna spelar de inte allt för stor roll men om man tar fram strobolampan och kollar tändningen på höga varv så ser man hur den fladdrar några grader. Å de vill man inte när man laddar 2-2.5 bar. :)
De finns ju dom som har hårdvaru timing till tändningen men då får man oftast bara en induktiv tändkanal.

De finns ju billigare alternativ som Megasquirt och VEMS, visst funkar dom men de är samma där. Låg upplösning på alla beräkningar. Beräkningarna sker för sällan, man kan till och med känna det om man testar kliva på gasen riktigt fort. Den uppdaterar acc. enrichment för sällan så den hinner gå toksnålt några varv innan den börjar gå som den ska igen. Detta går inte få bort, inte om man har ett 90mm gasspjäll iaf. :)

Spridarstyringen på all insprutningssystem jag har sett har enorma svagheter med både hög ohms spridare (10-16 ohm) och låg ohms spridare (1.5-3 ohm). Här är de olika sätten jag sett tillverkare lösa problemen. Om nån vet nån annan lösning än de jag räknar upp vill jag gärna prata me dom å se hur dom löst de.

Hög voltage drop på freewheel dioden (20-30V):
+ Kort stängningstid
- Kan inte PWMa
- Måste ha serie resistor med låg ohms spridare
- Lång öppningstid med låg ohms spridare

Låg voltage drop på freewheel dioden (0.7-1.4V):
+ Kort öppningstid med låg ohms spridare
+ Kan PWMa
+ Ingen serie resistor krävs med låg ohms spridare
- JÄTTElång stängningstid!

Jag har hittat på en lösning med ganska få komponenter som har:
+ Kort öppningstid för låg och hög ohms spridare
+ Kort stängningstid för låg och hög ohms spridare
+ Kan PWMa
+ Ingen serie resistor krävs med låg ohms spridare

Sen saknar ju 99,9% av alla sprut CDI-tändning med flera kanaler. CDI är ett måste om man ska börja ladda 2-2.5 bar med etanol eller metanol. Vanlig induktiv tändning tar för lång tid att ladda samt att det är svårare att lagra tillräckligt med energi i spolen jämfört med en kondensator.

Sen om man ska ersätta insprutningen i en nyare bil måste man ha CAN och LIN så man kan imitera det gamla sprutet så inte alla andra system får fnatt.

Listan kan bli mycket längre men

Men de är ju som du säger. Man kan ju använda samma sensorer som redan finns på motorn och bara köpa till lyx sensorer som bredbandslambda och EGT mm. :)

Såhär bygger min CDI tändning på:
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
eFFeT
Inlägg: 70
Blev medlem: 13 oktober 2009, 20:23:29
Ort: Luleå

Re: eFFeT - Motorstyrning PnP

Inlägg av eFFeT »

Glömde säga att 2 tändkanaler delar på samma kondensator. Kommer alltså ha 4 st sådana.

460V kommer genereras av en push-pull transformator jag kommer bygga på kortet och en vanlig likriktarbrygga.
På min encylindriga variant hade jag bara en induktiv spole som jag drog och släppte för att bygga upp spänningen men de kommer inte att räcka till 8 kanaler á 300mJ per gnista @18000rpm.


Schema för tändning:
-Q22 slås på.
-Transformatorn startar.
-Kondensator fullt laddad.
-Transformatorn och Q22 slås av.
-Redo att tända.
-Triacen T13 tänds av en optokopplare
-Strömmen rusar genom primärlindningen och transformeras till sekundärsidan där spänningen går mot ~40kV och skapar en gnista till jord.

Om inte Q22 slås av kommer inte Triacen kunna släckas. Kan inte garantera att transformatorn är av för att ladda upp nån annan kanal.
blueint
Inlägg: 23238
Blev medlem: 4 juli 2006, 19:26:11
Kontakt:

Re: eFFeT - Motorstyrning PnP

Inlägg av blueint »

Använd IGBT istället för TRIAC?

8 * 0,300 joule * 18000/60 varv/sekund = 720 watt behövs för push-pull omvandlaren?
eFFeT
Inlägg: 70
Blev medlem: 13 oktober 2009, 20:23:29
Ort: Luleå

Re: eFFeT - Motorstyrning PnP

Inlägg av eFFeT »

Om man simulerar kretsen i pspice och negligerar resistansen i banorna på kortet och kablarna kan de rusa upp till 300 Amper genom TRIACen. Iaf om man använder en CDI tändspole som har lägre resistans och lägre induktans. Det kommer ju vara en stor resistans i kablarna, men man ska ju jämt räkna på värsta fallet. :)

-IGBTn clampar inte lika hårt.
-Svårt att hitta en P-kanals IGBT som klarar ~300A för en vettig peng och förpackning
-Om N-kanals ska användas blir de jobbigt med styrningen av den. Å ~300A är knepigt med N-kanal också.

Med TRIACen
+ Lätt att hitta dem som klarar 300A
+ Helt isolerad digital sida mot högspänningsidan.
+ Lätt att styra med optokopplare.
- Måste tänka på att en ska kunna släppa.

Jag använde en BT139-600 i min förra tändmodul. Den klarar 700A i 0.1ms.

Det är så sjukt mycket störningar i en tändmodul. Isolering mellan digital å högspänningen är ett måste.

Jo exakt! De borde bli där ikring.. runt 70A OM man ska tända varje varv, plus lite förluster. Men alla 8-cylindriga motorer som varvar 18000rpm jag känner till är 4-taktare så man behöver bara tända vart annat varv. Runt 450W om man räknar med lite förluster. Å de tycker jag är fullt gångbart. :) Byggde en 10kW 3-fas motorstyrning i somras så dehär är ju ingenting om man jämför ;).
eFFeT
Inlägg: 70
Blev medlem: 13 oktober 2009, 20:23:29
Ort: Luleå

Re: eFFeT - Motorstyrning PnP

Inlägg av eFFeT »

Här är en tråd om bilen som motorstyrningen ska sitta i. En Toyota Supra MKIII -90.

http://www.supramania.com/forums/showth ... upra-MKIII

Har några tråkiga filmer då jag filmar hastighetsmätaren när jag tränar starter utanför byn där jag kommer från.
Men de är ändå ganska mycke klös i kärran tycker jag :). Detta var från 2008 när jag laddade 1,3 bar. Hann köra några vändor 2009 med 2,0 bars laddtryck, sen small ena trubon. Muttern som håller kompressorimpellerna gick sönder och sögs in i bladen så hela skiten blev pannkaka. Sen var ju axel helt lös så den åkte bakåt och slipade ner hela turbinen också. :(

Johanb
Inlägg: 3406
Blev medlem: 26 mars 2006, 22:26:12
Ort: Smedjebacken

Re: eFFeT - Motorstyrning PnP

Inlägg av Johanb »

:shock:
Jävlar vad snyggt!
En fundering från en okunnig, hur stor nytta har man av avstämda runners när man överladdar?
Är det generellt "en bra grej" eller är det mest för att få in den sista gnuttan luft?
Min spontana reaktion är att det är viktigare när man optimerar en sugmotor men har inte funderat över dess betydelse vid överladdning.
eFFeT
Inlägg: 70
Blev medlem: 13 oktober 2009, 20:23:29
Ort: Luleå

Re: eFFeT - Motorstyrning PnP

Inlägg av eFFeT »

Du tjänar procentuellt lika mycket på en sugmotor som en som är överladdad.
Genom att stämma av insuget till en viss frekvens kan man öka fyllnadsgraden i cylindrarna vid ett visst varvtal. Så om man ökat fyllnadsgraden med 20% så betyder det att man fyllt cylindrarna med 20% mer av de som är i insuget.
Mellan tummen och pekfingret kan man säga att man kan plocka ut 20% mer effekt vid det varvtalet. Det gäller både vid atmosfärtryck och överladdning.

Med mitt grenrör och insug så ökade jag VE med 10% över hela mappen och ca 20% kring 5000 rpm.

Här kan du se min fyllnadsgrads mapp jämfört med en kompis som inte har avstämt sitt insug.
Jag räknade på att stämma av insuget för 4800 rpm. Man kan tydligt se en rygg på kurvan kring 5000 rpm.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Johanb
Inlägg: 3406
Blev medlem: 26 mars 2006, 22:26:12
Ort: Smedjebacken

Re: eFFeT - Motorstyrning PnP

Inlägg av Johanb »

Och jag som hade fått uppfattningen om att det inte var lika viktigt utan kunde kompenseras med högre tryck :)
Det verkar vara ett intressant område man kanske skulle offra ett liv eller två på att läsa lite om det :)
eFFeT
Inlägg: 70
Blev medlem: 13 oktober 2009, 20:23:29
Ort: Luleå

Re: eFFeT - Motorstyrning PnP

Inlägg av eFFeT »

Om man har "för" bra fyllnadsgrad på endel ställen på mappen kan det hända att man måste ställa ner laddtrycket just där. För om trycket blir för högt i cylindrarna så kommer den börja knacka.
Då turbon inte behöver jobba lika mycket så bildas det mindre avgasmottrycket och pumpförlusterna i motorn minskar. Vid endel förhållanden så kan insugstrycket till och med bli högre än avgasmottrycket, då blir pumpförlusterna negativa. Kort sagt betyder det att turbon överför effekt till vevaxeln och det kan öka verkningsgraden.
Nä nu ska jag inte babbla på om det här. Det är ju elektronik och möjligtvis lite kodning som gäller här. :)

En kompis håller på att bygga en CAN-sniffer med en 320x240 LCD display. Å då tänkte jag att de skulle ju vara kul om man hade ett snyggt interface så man skulle kunna mappa bilen med den.
Så jag började knåpa ikväll på hur knepigt och beräknings jobbigt det kunde vara för en mikroprocessor.
Det visade sig att det krävs bara 6 multiplikationer och 3 add/sub per nod i 3D för att representera den ortogonalt på en skärm i 2D. Men då har jag låst ena axeln så den går bara att vrida i 2 axlar, som jag vill ha det.
Plus att 2 sinus och 2 cosinus måste också räknas om varje gång vyn ska ändra vinkel.

Kastade ihop det här i java med dess standard drawLine och fillPolygon. Funktioner man lätt kan implementera på en MCU.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Skriv svar