Форум Статьи Контакты
Строительство — возведение зданий и сооружений, а также их капитальный и текущий ремонт, реконструкция, реставрация и реновация.

SECU-3

Дата: 23-02-2021, 02:00 » Раздел: Статьи  » 

SECU-3 — блок управления двигателем внутреннего сгорания. Проект открытый (доступны чертежи, схемы, прошивки и т. п.), в котором может принять участие любой желающий. Лицензия использования аппаратного обеспечения TAPR Open Hardware License, программного обеспечения — GNU GPL.

История

Система создавалась киевлянином Алексеем Шабельниковым с 2006 года практически в одиночку. Изначально это был сугубо утилитарный проект, направленный на улучшение характеристик автомобиля Москвич-2140, принадлежавшего автору. Примерно с 2012 года у автора появились последователи и проект стал развиваться как открытый. Однако все равно большинство работ выполняется автором самостоятельно. Проект финансируется в основном за счет продажи автором готовых блоков системы и, частично, на спонсорские взносы последователей.

За все годы существования проекта микропроцессорным ядром системы были о остаются микроконтроллеры семейства ATmega. Поскольку проект стартовал задолго до появления популярной платформы Arduino, то он не совместим с ней ни аппаратно (по используемым выводам и тактовым частотам) ни программно (по загрузчику и используемым модулям языка C), в отличие от другого аппаратного обеспечения на тех же микроконтроллерах (например, аппаратное и программное обеспечение проекта RepRap). Автор со своей стороны считает нецелесообразным портировать проект на Arduino. Программное обеспечение проекта достаточно сильно привязано к периферийным устройствам (особенно — таймерам) и системе команд микроконтроллеров ATmega и его портирование на другие, более производительные платформы, например STM затруднено.

По состоянию на 2020 год проект развивается и представляет собой систему, пригодную для установки на автомобили, а также мототехнику, «из коробки», то есть лицами, не имеющими достаточных знаний области программирования микроконтроллеров.

Система SECU-3 традиционно используется любителями старых автомобилей, для улучшения характеристик карбюраторных двигателей или их апгрейда до впрыска (известно несколько реализаций на SECU-3 впрыска на «Запорожцы»), а также любителями мотоциклов «Урал» и «Днепр». Пригодна для апгрейда двигателей малокубатурной мототехники. Известно применение SECU-3 на двигателе авиамодели. В тоже время для установки на новые транспортные средства с завода SECU-3 непригодна, так как не имеет средств контроля токсичности выхлопа.

Описание

Устройство управляет зажиганием, впрыском топлива и различным навесным оборудованием ДВС. В частности, способен управлять воздушной заслонкой карбюратора при помощи шагового двигателя, с поддержкой прогревочных оборотов ДВС. Управляет составом смеси на карбюраторе (по типу систем AXTEC AFR), ЭПХХ, ЭМР, бензонасосом, шаговым дозатором газа с обратной связью по датчику кислорода и другими исполнительными устройствами. Оригинальные возможности по переназначеню функций входов/выходов блока. Плавное управление оборотами вентилятора охлаждения двигателя. Возможность изменения основных настроек и таблиц в реальном времени (на ходу) и переключения между 2 или 4 наборами таблиц. И другие возможности и функции (см. ниже).

На данный момент есть 5 модификаций блока:

  • SECU-3. Первая версия блока, разработанная ещё в 2007 году. В последних релизах программного обеспечения поддержка данного блока уже прекращена. С историей можно более подробно ознакомиться тут.
  • SECU-3T. Может управлять как зажиганием, так и впрыском топлива. Не содержит встроенных силовых драйверов для управления катушками зажигания, топливными форсунками и актуатором регулятора холостого хода (РХХ). Необходимо использовать внешние драйверы.
  • SECU-3L. Предназначен для управления зажиганием и его можно рассматривать как облегченную версию блока SECU-3T. Содержит встроенные драйверы катушек зажигания и датчик абсолютного давления (ДАД). Программно совместим с блоком SECU-3T.
  • SECU-3 Micro. Простой и бюджетный блок управления зажиганием, выполненный в небольшом пластиковом корпусе. Имеет всего несколько входов/выходов и не содержит встроенных силовых драйверов катушек зажигания. Это самая простая версия блока SECU-3.
  • SECU-3i. Полнофункциональный блок электронной системы управления ДВС, выполненный в металлическом корпусе со всеми встроенными силовыми драйверами/ключами, расширенным числом входов и выходов и встроенным Bluetooth. Это последняя разработка автора. Данный блок состоит из двух плат.
  • Устройство выполнено на 8-битном AVR микроконтроллере ATMega644, с 64кБ постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), 4кБ оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и работающего на тактовой частоте 20 МГц. Включает в себя аналоговые и дискретные входы, микросхему для предварительной обработки сигнала с датчика детонации (ДД) (кроме блока SECU-3L и SECU-3 Micro), формирователь сигнала с датчика начала отсчета (ДНО) (кроме блока SECU3 Micro), формирователь сигнала с датчика положения коленчатого вала (ДПКВ), интерфейс с компьютером и выходы управления исполнительными устройствами.

    Структурная схема системы с блоком SECU-3T:

    Блок схема системы SECU-3 (версия SECU-3T)

    На следующем рисунке показана структурная схема системы с блоком SECU-3L (Lite):

    Блок схема системы SECU-3 (Lite версия)

    Структурная схема системы с блоком SECU-3 Micro:

    Структурная схема системы с блоком SECU-3i (пример, не отражает все возможности системы):

    Структурная схема системы с блоком ЭСУД SECU-3i

    Пример схемы включения блока SECU-3T для управления одновременным или попарно-параллельным впрыском на 4-цилиндровом ДВС показан на рисунке ниже. Используются высокоомные форсунки и актуатор РХХ шагового типа. Справа в таблице (на рисунке) показаны выводы внешнего разъема, которые нужно переназначить на указанные функции в программе SECU-3 Manager.

    Пример схемы включения блока SECU-3T для одновременного или попарно-параллельного впрыска. Высокоомные форсунки, шаговый РХХ

    Схема включения блока ЭСУД SECU-3i несколько более сложная (это только пример и он не отражает всех возможностей данного блока). На схеме показано подключение датчиков, форсунок, катушек зажигания, шагового РХХ, клапана продувки адсорбера, бензонасоса и т. д.

    Схема включения блока SECU-3i (пример)

    Уловные обозначения и сокращения:

    • ДХ — датчик Холла
    • ДПКВ — датчик положения коленчатого вала
    • ДНО+ДУИ — система синхронизации, основанная на двух ДПКВ: датчика начала отсчета (ДНО) и датчика угловых импульсов (ДУИ)
    • Концевик — концевой выключатель дроссельной заслонки карбюратора (позволяет системе определять открыта или закрыта заслонка)
    • ДПДЗ — датчик положения дроссельной заслонки
    • ДТОЖ — датчик температуры охлаждающей жидкости
    • ДТВ — датчик температуры воздуха
    • ДК — датчик кислорода
    • ДС — датчик скорости
    • ДФ — датчик фаз
    • ДД — датчик детонации
    • ДАД — датчик абсолютного давления
    • РХХ — регулятор холостого хода
    • ЭПХХ — экономайзер принудительного холостого хода
    • ЭМР — экономайзер мощностных режимов
    • ПК — персональный компьютер

    История

    Первая версия SECU-3, успешно управляющая зажиганием автомобиля автора А. Шабельникова была запущена в октябре 2007 года. С того времени проект получил множество новых функций и способов синхронизации. Система эволюционировала из контроллера управления зажиганием (МПСЗ) в систему управления двигателем (ЭСУД). Всё время активно поддерживается автором.

    Текущий статус

    Доработка алгоритмов впрыска топлива, добавление поддержки распределенного фазированного впрыска, доработка ПО для блока ЭСУД SECU-3i и его испытания.

    Проект с 2016 года стал условно-открытым. Чертежи, схемы, прошивки все так же можно скачать, но последние исходные коды прошивки SECU на GitHub датируются 25 ноября 2016 года хотя развитие ПО продолжается по сей день.

    Возможности текущей прошивки связанные с впрыском:

    • Одновременный впрыск (все форсунки включаются одновременно), моновпрыск (одна форсунка располагающаяся на месте карбюратора), попеременый впрыск (две форсунки или два банка форсунок включаются поочередно) и попарно-параллельный впрыск (форсунки работают парами)
    • Расчет циклового наполения по методу speed-density (используется ДАД и ДТВ)
    • Open-loop РХХ (в ближайшем будущем будет реализован closed-loop c ПИ-регулятором)
    • Алгоритм коррекции смеси по ДК с возможностью изменения порога стехиометрии (В), шага интегрирования и т. д.
    • Таблицы: VE, AFR, время вкл.форсунки, обогащение на прогреве, положение РХХ на пуске, положение РХХ от t при работе, длительн. впрыска на пуске, фаза впрыска
    • Обогащение после пуска
    • Обогащение при ускорении (по ДПДЗ)
    • Впрыск перед пуском (Priming pulse).

    Лицензия

    GPL, TAPR OHL с одним дополнением: использование разработок в коммерческих целях без письменного согласия автора запрещено.

    Возможности

    • Поддержка двигателей с числом цилиндров 1,2,3,4,5,6,8
    • Синхронизация от ДПКВ, ДНО+ДУИ. Поддержка шкивов 60-2, 36-1 и с другим кол-вом зубьев (от 16 до 200 зубьев)
    • Синхронизация от датчика Холла (ДХ), можно оставить трамблер
    • Регулирование УОЗ по оборотам (от ДПКВ, ДНО+ДУИ или ДХ)
    • Регулирование УОЗ по нагрузке (от ДАД)
    • Корректировка УОЗ по температуре (различные типы ДТОЖ)
    • Корректировка УОЗ по детонации (от ДД)
    • Измерение напряжения бортовой сети
    • Реализация функции ЭПХХ
    • Реализация функции ЭМР (power valve)
    • Многоканальный выход (от 1 до 6 коммутаторов). Есть возможность использовать до 8 каналов
    • Поддержка двухканальных коммутаторов (управление через 1 вход используя 2 фронта)
    • Интерфейс RS-232 для перепрошивки, управления и настройки (c гальванической развязкой) или USB (без гальв. развязки)
    • Возможность управления электр. вентилятором охлаждения двигателя (в частн. используя ШИМ)
    • Блокировка стартера по достижении установленных оборотов
    • Поддержка газовой аппаратуры (автоматическое перекл. газ/бензин)
    • Выход для подключения лампы «Check Engine» c поддержкой блинк кодов
    • Возможность аварийного запуска загрузчика (boot loader)
    • Возможность аварийного восстановления настроек
    • Регулирование оборотов ХХ при помощи УОЗ
    • Управление накоплением энергии катушек зажигания
    • Поддержка датчика фаз (зажигание на индивидуальных катушках — фазированное)
    • Управление впрыском топлива (моно, одновременный впрыск)
    • Изменение фазы впрыска по таблице
    • Расчет наполнения по методу Speed-Density
    • Управление составом смеси на карбюраторе(Solex) с обратной связью по ДК
    • Управление щитком приборов по CAN шине от автомобилей семейства LADA

    Дополнительные возможности:

    • Управление электробензонасосом
    • Настраиваемый выход импульсов для ДХ или тахометра
    • Встроенная функция стробоскопа (можно использовать любой свободный выход)
    • Возможность переназначения выходов
    • Определение положения дроссельной заслонки по ДПДЗ
    • Обработка и запись в лог-файл сигнала с 2-х дополнительных входов (к одному из входов можно подключить, например лямбда-зонд)
    • Управление питанием (возможность работы некоторых функций блока после выключения зажигания, например работа вентилятора и регулировка положения воздушной заслонки в зависимости от температуры двигателя)
    • Управление воздушной заслонкой карбюратора (используя шаговый двигатель)
    • Управление шаговым дозатором газа (аттуатором)
    • Поддержка датчика скорости (Отображение и запись в лог скорости автомобиля и пройденного расстояния)
    • Управление электроподогревом впускного коллектора
    • Корректировка УОЗ по датчику температуры воздуха (ДТВ подключается к одному из 2-х дополнительных входов)
    • 3 универсальных настраиваемых выхода, которые могут быть гибко запрограммированы пользователем на различные действия

    Различие версий


    (голосов:0)

    Пожожие новости
    Комментарии

    Ваше Имя:   Ваш E-Mail: