Разработка контроллера фаз (MIVEC, VVTi, …)

Всем привет! Сегодня немного напишу о своей контроллере MIVEC.

Разобравшись с принципом работы большинства подобных систем (можно почитать тут).
Быстро накидал минимальный план работ, а именно:
1) разобраться с триггерными дисками коленвала и распредвала, чтобы можно было рассчитать обороты вращения коленвала и положение впускного распредвала
2) разобраться с управлением масляного соленойда
3) написать реализацию выбора угла поворота вала из 3д таблицы
4) ПИД регулятор для управления скважностью ШИМ сигнала соленойда, по разнице между желаемым положением вала и действительным (чтобы текущее положение вала соответствовало желаемому)

Теперь обо всем по порядку
1. Форма сигнала со штатных датчиков холла уже была известна. Поэтому написать расчет времени одного оборота не составило труда. Собственно как и положение впускного вала. Но при первых же тестах получились странные результаты. 80% полученных данных были верными, остальные мусор. Долго не мог понять почему так происходит, т.к. знаний в схемотехнике явно не хватает. Но благо получилось найти человека, который подсказал ошибку в подключении и развязке самих датчиков. Из-за чего были сильные наводки. А как известно в автомобилях они сплошь и рядом.
Осталось проверить сигналы датчиков на входе контроллера, но осциллографа не было. Поэтому написал мини приложение для отображения сигнала.
Тут сигнал с датчика коленвала и распредвала наложены друг на друга. Как видно помех, теперь нет.

2. Соленойд управляется ШИМ сигналом. Казалось бы что может быть проще, подал на него с микроконтроллера ШИМ определенной скважности и дело в шляпе. Но т.к. у соленойда сопротивление катушки всего 100 Ом, нужно использовать силовой ключ. Сейчас в магазине их огромное множество, выбирай не хочу под нужный вольтаж и силу тока. Купив на пробу парочку ключей и подключив все к контроллеру, соленойд заработал. Но буквально за пару минут грелся до огромной температуры и выходил из строя. Хотя покупался с 3-5 кратным запасом по напряжению и силе тока. И опять таки знаний не хватает, долго не мог понять почему это происходит. На этот раз уже взял у знакомого осциллограф и снял осциллограмму на истоке ключа под нагрузкой.

И что мы видим? Около 70 вольт с питанием, хотя напряжение питание у соленойда 12 вольт :D Поэтому ключи и горят как свечки. Позже выпытал что это огромный выплеск ЭДС индукции из-за того что в соленойде катушка и его надо гасить.
Все пришло в норму :D

Теперь подключаем соленойд к устройству

По реализации выборки из 3д таблицы писать не буду, как и о ПИД регуляторе (кому интересно сам найдет что это такое)

На выходе имеем
1) управление соленойдом
2) знаем фактическое и желаемое положение распредвала. Фактическое из расчета по датчикам коленвала и распредвала. Желаемое из 3д таблицы [обороты х нагрузка(буст или дроссель)]
3) с помощью ПИД-регулятора контроллер рассчитывает нужную скважность ШИМ сигнала для желаемого угла поворота распредвала

Ну и так как в машине стоит БК, то в него было внедрено управление MIVECом. Чтобы не городить еще одну коробочку и лишние провода в машине.

Так выглядит экран с информацией по работе

Ну и видео работы. Как видно текущее положение распредвала всегда стремится к желаемому

p.s. После немного переделал расчет таргет угла и перенес его в штатный блок управления, чтобы проще было настраивать таблицу в ecuflash.

Запчасти на фото: Всесезонная шина Maxxis MA-P3