Maxxecu moottorinohjaus Sporsteriin

[JKKo]

Otsikon mukainen asennussessio käynnistyy talveni 2020-2021 ajankuluksi.

Maxxecu on ruotsalainen moottorinohjain, valmis tuote, jota saa useana eri versiona. Tuoteperheen uusin on "mini" sekä hintansa ja kokonsa puolesta. Minikoko tarkoittaa tapauksessani sitä, että elektroniikkamoduli liittimineen mahtuu satulan alle pyörää suuremmin silpomatta. Se tuntui liian työläältä.

(Maxxecun sivuilta voi ladata .stp tiedoston ja todeta modulin koon ihan käytännössä. Kätevää).

Olen jo hankkinut kokemusta ja oppia Maxxecusta asentamalla yhden samanmerkkisen "Street" version harraste-Darttiini. Dartissa, kuten tässä Sportsterissa "Kromitankki" oli jo Maxxecua aiemmin ruiskumoottori. Aiemmat ruiskun ohjaukset olivat omaa suunnitteluani. Kumpikin ohjain oli analoginen ihan sanamukaisesti. Ne toimivat kohtuuhyvin, mutta säätäminen oli haasteellista. Ken on ikivanhoja Boschin ruiskuja säätänyt, ymmärtää ongelman paremmin.

Sama nykyisen järjestelmän vaikeahko säädettävyys on motivaattorina tässä moottoripyöräni ECU:n vaihdossa. Toki tällä täyttää myös jonninjoutavan vapaa-aikansa moneksi illaksi.


Tästä lähdetään pois.


Poistuva malli toimi ajo-alueella "closed loop" ja teki sen kohtuu hyvin. Maantiekulutus oli 4-5 litran välillä.


Ja tänne päädytään. Kevääseen mennessä.

Uudella säätimellä siirryn yksinkertaisempaan "open loop" taulukoituun annosteluun. Käytän laaja-kaistalambdaa karttojen teossa. Ajon aikaiseksi "idioottivaloksi" pyörään jää kapeakaistainen anturi ja sille analoginen viisarimittari. Kapeakaistalambdan signaali kytketään Maxxecuun tiedonkeruuta, ei säätöä, varten.

Lähtökohdan ollessa entinen kaasutinmoottori tarvittavat anturit täytyy sovitella laitteeseen itse. Ajoitukseen (trigger) Maxxecu pystyy käyttämään elektronisen sytytyksen sensorin. Senkin olen tosin ehtinyt vaihtaa jo Ultiman single fire sytytykseen, jonka nyt siivoan pois pyörästä ja palautan tilalle H-D alkuperäistyyppisen anturin.

Tarina alkaa...

[JKKo]

Maxxecun käyttöönoton tavoitteena on saada paremmat säätömahdollisuudet.

Nykyinen "analoginen" on paitsi rajoittunut, sen säätäminen vaatii ohjaimen poiston pyörästä erilliseen säätölaitteeseen.

Moottorinohjauksia on markkinoilla runsauden pulaksi asti. Valintani päätyi Maxxecuun siksi, että tiesin sillä tehdyn ahdetun H-D:n moottorinohjauksen onnistuneesti. Sain myös vertaisterapiamuotoista tuotetukea foorumilaiselta. 



2018 vuonna malliston hinnat pienikokoisin ja edullisin Streetversio ei koskaan asentunut moottoripyörääni. Sen piilottaminen rakenteisiin olisi vaatinut kipinöiviä työkaluja. Hukkaan laite ei mennyt. Se on autossani, jonka kanssa olen opetellut Maxxecun perusasiat, joita voin nyt hyödyntää tässä projektissani.

Miniversiossa on olennaisesti vähemmän ominaisuuksia. Tästä puuttuu muun muassa sisäänrakennettu tuki happianturille (lambda). Mutta sen asian voin hoitaa toisin.




https://www.maxxecu.com/files/Documentation/Wirings/MaxxECU%20MINI%20(REV10+)%20-%20Wiring-en.pdf

Minin liitynnät (ja ajateltu käyttö)

1. Throttle sensor. Buell X1 peräisin olevan ruiskurungon kaasuläpän asentopotentiometrin luku

2. Intake air temperature sensor. Turbon jälkeisen paisuntakammion sisällön lämpöanturi. Bosch.

3 Coolant temperature sensor. Moottorin lämpötilan mittaus sylinterien välisestä moottorin kiinnikkeestä. Bosch öljynlämpöanturi lämmön sietonsa (+150C) vuoksi.

4. Extra 0-5V sensor input

5. Extra 0-5V sensor input. Kapeakaistalambda ECUn closed looppia varten. Omatekemä "anturin sovitin" välissä.

6. Digital input 1. Ajonopeustieto nopeusmittarilta, pulssimainen

7. Digital input 2

8. Crank trigger sensor. H-D:n oma sytytysanturi vakiolla 2 lovisella triggerillä.

9.-13. Ignition 1-4, joista 1-2 käytetty.

14.-17. Injector 1-4, joista 1-2 käytetty.

18. GP OUT 1. Bensapumpun ja kapeakaistalambdan lämmittimen releen ohjaus

19. GP OUT 2  Hukkaporttia stimuloivan propoventtiilin ohjaus (pwm)

20. GP OUT 3. Mittariston varoitusvalo

21. GP OUT 4. Kierroslukumittarin ohjaus


Ohjaukseen tarvittava MAP anturi on ECUssa sisäänrakennettuna. Se letkutettiin imusarjaan kaasuläpän jälkeiselle alueelle. Letkuun tuli kuristuselementti pulssimaisia painevaihteluita hillitsemään



Käynti- ja ajokuntoisen pyörän kytkentätoteuma päivitetty 18.5.2021

[jty]

Hieno projekti!
Ihmettelin tuota että anturien maata ei saa kytkeä runkoon, saatko kaikista antureista vedettyä maan erikseen (esim lambdat)?
Ilmeisesti ahdin tulee myös väliin, erittäin kiinnostavaa.
Seuraan mielenkiinnolla!

[JKKo]

A/D muuntimen AGND ja GND ovat käytännössä yksi ja sama mikrokontrollerin kyljessä ECU:n sisällä. Ajoneuvon rungossa kulkee sähkövirtoja, eikä maa ole täysin samassa potentiaalissa ympäri ajoneuvon. JOS anturien maat päästetään kytkeytymään runkoon eli kulkemaan runkoa pitkin, signaaleihin tulee mittausvirheitä. Siksi tarvitaan erotus. Kaasuläpän anturi ja lämpöanturit ovat luonnostaan maasta eristetyt, joten niiden osalta kyseessä on vain johdotusasia. Sama maa-asia pätee aktiivisiin triggeriantureihin. Niiden maat on joko tuotava ECU:lta, tai jos saavat maadoituksensa muualta, on ne syytä jättää maan osalta ECU:sta irti. Triggerin signaali on suuritasoinen ja siitä tarvitsee tunnistaa vain kaksi tasoa "0" ja "1", joka ei anturin maadoituksesta toisaalle kärsi. Tein johdukset ohjeen mukaisesti autossani, eikä ole ollut ongelmia.

Joulun aikaan olen pohdiskellut ulkoisen lambdan kytkentää. Laajakaista tulee olemaan minun pyörässäni lisälaite omassa kotelossaan. Se lähtee ajelulle mukaan vain silloin, kun teen säätöä tai annan ECU:n opetella ajon aikana karttoja. Käytännössä mun laajakaistalaitteeni on muovikotelo pikakiinnityksellä tankin päälle. Kotelon sisällä on Innovate MTX-L Plus kaapeleineen. Virtansa tämä "purkki" ottaa pyörässä olevasta G-TEK akkulaturin pistokkeesta, joka puolestaan on suoraan akkuun (+sulake) kytketty. Toinen johto purkista on laajakaista-anturiin, joka on pakoputkessa turbon jälkeen. Kolmas johto tulee ECU:lle ja siinä kulkee 0...5Vdc jännitetieto välittämässä pakokaasun mittaustuloksen. Ja siinä on se maa, jota ei pidä kytkeä.

ECU on saava sähkönsä moottoripyörän virtapiireistä eri paikasta virtalukon ohjaamana. Ja vaikka ei olisikaan, niin näiden kahden välillä, Maxxecu ja Innovate on aivan varmasti potentiaalieroa. Jännitettä löytyy kahden maapisteen väliltä. Ja sehän merkitsee samalla sitä, että 0...5Vdc signaaliin tulee virhe.

Tämä on jollakin tavoin korjattava. On joko mitattava tuo ero ja käytettävä ECU:ssa kiinteää korjauskerrointa, kellutettava koko laajakaistasysteemi, joka voi olla haaste, koska anturi on pakosarjassa, eikä sille välttämättä tule täysi erotus, tai sitten rakennettava joku korjauspiiri, joka poistaa virheen. Jälkimmäistä olen pohdiskellut toteutustavaksi.

[jty]

Mä oon kyllä enempi digitaalimiehiä, mutta eikös tuo +12 potentiaali ole käytännössä sama ottaa sen sitten akun navalta tai ecun +12 syötöstä koska ne on asiallisesti johdotettu. Maataso sitten voinee vaihdella miten nyt virta kulkee pitkin runkoa ja siellä varmaan sytytyksestä johtuen kaikenlaista heiluntaa, en oo koskaan oikein ymmärtäny varsinaisesti miksi.
Mulla on tossa twin camissa rungossa erikseen clean ja dirty gnd ilmeisesti just tätä varten.

Mutta sitten tuosta ecun +5v inputista, siellähän on vastassa a/d muunnin joka ei varmaan noita heilahteluja tykkää, eikö siihen kävis vaan joku sopiva RC piiri suodattaan nopeet piikit pois?

[JKKo]

Jos tarkoitit tuota mun aiemmin esittämää ongelmaa lambdamittarin ja ecun sähköjen eri paikoista tulemisella, niin ei sillä +12V:lla itsellään ole vaikutusta anturina toimivan mittarin toimintaan, mutta sillä on, että mittarilla, joka kuluttaa aika paljon virtaa, on virtakaapelia, jossa maajohdossa kulkee käyttötehon virta (mittarilla maataso on positiivisempi kuin johdon lähtöpäässä akulla - samoin on 0...5Vdc signaalin maatasokin akun maahan nähden korkeammalla), samoin on ECU:lla, joka ottaa jostakin toisaalta virtansa ja jolla on omissa käyttötehon kuskaavissa johdoissa häviöitä ja ECU:n AGND on positiivisempi kuin liitäntäpisteessään, mutta kumpikin maataso, lambdamittarin ja ECU:n on kuitenkin eri ja voivat vielä vaihdella tilanteen mukaan. Niinpä joku 2,5 volttia mittarilta, jonka pitäisi välittää sanoma lambda = 1, voi heittää suuntaan jos toiseen.

Kelvoton väylä tarkoitukseensa. Parempi olisi käyttää lamda-anturia joka käyttäisi vaikka CAN väylää (mahdollista) tai suurempaa Maxxecua, jossa kyseinen toiminne on ECU:ssa sisään rakennettuna. Mutta mulla on nyt tämä mini ja Innovate on ostettu aiemmin.

Anturit, jotka ovat suoraan johdotettu ECU:n ja ilman muita maahan johtavia virtapiirejä, eivät tälläistä mittaukseen virhettä aiheuttavaa häiriötä samalla tavoin itseensä saa.

Jos tarkoitit, että olisi samantekevää ottaa +12V mistä nyt kohdalle sattuu, niin voihan niinkin tehdä. Ryöstöliitos lähimmältä lampulta, missä sattuu sähköä olemaan. Semmoisessa voi sitten saada niitä räpsyjä tai vikatilanteessa osaan järjestelmään jää sähköt ja osa pois päältä ja esim ECU:un virtaa sähköä vaikka ECU on itse jo sammunut. Silloin ECU voi olla koetuksella. Tai muu paikka. Tai stten vaan on häiriöitä satunnaisesti ja niiden metsästelyn ohessa kuluu aikaa.

Otin pari työmaakuvaa autoni Maxxecutuksesta.





Ylemmässä kuvassa olen avannut "alkuperäiset" johtosarjat mustien teippiensä sisältä. Autossa oli alkuperäiskaapelointia vuodesta 1966, ainakin 2:n johtosarjapalon jälkiä, elektronisen sytkän konversio vuosituhannen vaihteen edeltä ja siihen päälle rakenneltu "Elka-Jetronic" ruisku ottamalla sähköt sieltä sun täältä. Sehän toimi melkein aina. Melkein kaikki ryöstöliitokset ja osa jatkoista, joissa väri vaihtuu kaapelisarjan teippien alla, omatekemiä. Näin oli ollut joutuisin tehdä kulloisessakin tilanteessa. Musta teippi piilotti mustat kytkennät.

Maxxecua varten purin käytännössä kaiken moottoriin liittyvän sähköjohdotuksen pois ja rakensin kaiken ecuun liittyvän sähköistyksen uudesta tavarasta mukaan lukien sulake- ja relekeskus. Siellä, missä oli tarve käydä hakemassa signaalia "entiseltä puolelta", olen jokaisen tapauksen kohdalla suorittanut harkiten kytkennän tapaukseen sopivasti joko optisella erotuksella tai jollakin muulla erottavalla tavalla.

Näin teen Sportsterissakin. Jonakin päivänä on tallillani on purkupäivä, jonka tuloksena lattialla on kasa entistä sähköjohtoa ja liittimiä.

Maxxecun johtosarja on kiva suoritettava. Johtosarja on valmiiksi liittimeen liitetty. Johtosarjan johtimiin on painettu pitkin matkaa kunkin johdon käyttötarkoitus. Piuhassa, joka menee ykköspytyn suuttimelle, lukee koko matkan "INJ 1" muutaman kymmenen sentin välein. Ei mene sekaisin yhtä helposti kuin omatekemä, jossa vähillä väreillä yritetään saada johtosarja aikaiseksi. Siellä on ne antureille tarkoitut maat ja plussajohdot myös valmiina. Maajohtoja oli tarpeeksi. Plussajohtoa jouduin autossa haaroittamaan. Tein kuitenkin kaavion, joka on yhdenmukainen valmistajan piirustuksen kanssa.

[jty]

Asiallista työtä! Pistähän tänne tietoa edistymisestä.
Mun ois kans pitäny aikanaan kirjailla tuon mittarini tekemisestä, nyt harmittaa kun ei tullu tehtyä

[JKKo]

Piirtelin ja simuloin kytkennän, jolla pääsee eroon kahden laitteen maapotentiaalien välisestä erosta. Kaaviossa on olevinaan lambdamittari (joka tunkee matkaan sinisignaalia - ihan samantekevää, mitä simulaattorissa on) ja pari häiriölähdettä, tuomassa tilanteeseen kantti ja sinimuotoisia häiriöitä, jotka ilman korjaustoimia sijoittuisivat lambdamittarin signaaliin. Todellisuudessa häiriö on jotakin muuta, mutta samalla tavoin tämä kytkentä siihen puuttuu oli jatkuva DC häiriö (eli signaali sivussa oikeasta tai AC häiriö, jolloin mittaussignaali on vuoroin liikaa tai liian vähän todelliseen nähden.

Taidanpa tekaista piensarjan tuommoisia piirilevyiksi. Samaan levyyn voisi tehdä kapeakaistalambdan tarvitsemat kytkennät. Menisivät samaan koteloon molemmat!

[jty]

Pro hommaa sulla kun simulaatorikin. Toi piirilevyjen teettäminen nykyään on kyllä mulle harrastajana ihan päätä räjäyttävää kun 10 kpl sarjan saa 25â,¬ ja siinäkin 20â,¬ on kuljetuskustannusta.
KiCadillä sit vaan kuvat ja filet matkaan.

[sekatyömies]

Mielenkiintoinen projekti! Hienoa kun jaksat kertoa seikkaperäisesti projektin etenemisestä ja tekemistäsi ratkaisuista.

Mainitsit aikaisemmin autoosi tekemäsi häiriöiden eston optisella erotuksella. Kuinka päädyit käyttämään operaatiovahvistimia tässä ratkaisussa?

Edit: ilmeisesti halusit pitää signaalin analogisena(ad - da muunnokset jää pois)?

On tää hieno foorumi. Toisaalla keskustellaan viemäriputken toimivuudesta ja viemäriputkeen sopivista suuttimien koosta. Tässä projektissa mennään hiukan syvemmälle säätämisen maailmaan.

[JKKo]

Eräs optinen eroitus on autossani flektin ohjauksen ja Maxxecun välissä. Halusin minimoida muihin sähkölaitteisiin tulevat häiriöt, joten sijoitin pwm-ohjaimen lähelle jäähdyttimen tuuletinta. Saa +12V ja maat paikallisesti. ECU:lta tuleva ohjauspwm ajaa optoerottimen diodia ja opton toisella puolella oleva transistori ohjaa aliexpressistä peräisin olevan pwm-ohjaimen kytkentää. Tämä ei varsinaisesti liity AGND:n erotukseen, mutta on tuossa toinenkin puoli. Jos flektin ohjauksen johdotus irtikytkeytyy pahalla hetkellä, ei flektin sähkömoottorin energia pääse ajautumaan ECU:n riesaksi ja rikkoutumiseksi.

Asiaan. Olen joskus vienyt analogisia signaaleita optoilla yli erotuksen. Yksi sovellus oli S-video signaalin croma ja luma erotus tietokoneen ja potilaan välillä. Hyvin toimi. Siinä olivat erityisen lineaariset optot, joita ei "Bebekistä" löydy. Tavallisilla signaalierottimilla, olkoon kuinka binnattuja tahansa, ei aivan samanlaista lineaarisuutta ole.

Vaikka allaoleva kytkentä simulaattorissa toimikin +/-400mV maadoituspotentaalivirheen poistoon, niin käytännössä tuossa oli +/-50mV (yhdellä protolla kokeilin) aina jossakin kohtaa. Saadakseni tuon toimimaan paremmin, minun olisi pitänyt mitata "putkellinen" jo muuten valikoituja optoja. Ihan turhaa hommaa.



Tuohan ei varsinaisesti erota signaaleja, mutta siinä voidaan summata signaaleita välittämättä siitä, mikä on niiden välinen potentiaaliero.

Se aiemmin esillä ollut operaatiovahvistimilla tehty kytkentä koskettaa ECU:n signaalimaata keskimäärin 2uA virralla, eli ei enempää kuin yleismittari. Siitä ei ole ECU:lle harmia. Toimiiko se käytännössä, senhän näemme sitten kun laite on nipussa ja käy. Jos molemissa, Innovaten diginäytössä ja PC:n ruudulla on sama lambda-arvo, kytkentä on hyvä!

Mutta siihen starttiin on vielä kalenterissa monta päivää, viikkoa, kuukausia, aikaa.

[Jasu]

3 Coolant temperature sensor (moottorin lämpötilan mittaus. en ole vielä päättänyt luenko lämmöt öljystä vai sylinterin rivoista).

Ota sylinterin rivoista. Öljystä saat kovin "hitaan" tiedon, ei vastaa todellisuutta moottorin käyntilämmöstä se...

Nimim. "jokusen vuoden ilmajäähy-twinillä ruiskutellut, ja montaa juttua kokeillut"

[jty]

3 Coolant temperature sensor (moottorin lämpötilan mittaus. en ole vielä päättänyt luenko lämmöt öljystä vai sylinterin rivoista).

Ota sylinterin rivoista. Öljystä saat kovin "hitaan" tiedon, ei vastaa todellisuutta moottorin käyntilämmöstä se...

Nimim. "jokusen vuoden ilmajäähy-twinillä ruiskutellut, ja montaa juttua kokeillut"

Joo just näin. Mulla on tossa mittarissa sekä öljyn että kannen (ecun mittaama) lämpötila ja vaikka öljy seuraa hitaasti kantta niin korrelaatio on sen herran olematon että öljyn lämpö ei kerro sylinterin lämmöstä juuri mitään. Mä sytytän varoitusvalon kun kannen lämpö ylittää 125C niin muistan pistää kannen jäähdytystuulettimet päälle.
Toisaalta öljyn lämpötilakin on relevantti jotta tietää jos on pakko pysähtyä ennekuin voitelu loppuu. Joo käytän 10W-60 racing puolisynteettistä.

[JKKo]

Kaasarisportsterin aikavakio oli muistaakseni noin 20km. Tarkoitti sitä, että suunnilleen sen matkan ajettuani säädöt, mitkä CV:ssä kulloinkin olivat, sattuivat sillä lailla kohdalleen, että joutokäynti oli asettunut maksimiinsa. Sen yläpuolelle kun lämpeni, niin kävi taas pikkuisen raskaasti. Ehkä tuon aikavakion olisi saanut mitatuksi sylinterin rivasta paremmin kuin öljyn lämmöistä.

CV oli mukana vielä ahtimen alkuaikoina. 2016 oli tuolloin kuluva vuosi.

Toisaalta kun juutuin kesäruuhkaan kaupungilla niin, että nostajat alkoivat nakuttaa ohentunutta öljyn viskositeettiaan, sen näki taas paremmin siitä, että öljytankkiin pistetty mittatikku (siinä korkissa) oli tavallista korkeammissa asteissa. Raksutus alkoi 10W-60 synteettisillä (useimmin TB:n, joskus Castrol) öljyillä suunnilleen +100C tienoilla.

Sporsterin normaalit öljyn lämmöt olivat alle sadan asteen. Paitsi kiivaimman moottoritielaukan aikana. Normi maantieajossa 80-90 astetta oli lukema mittarissa.

Mitä noista lämmöistä sitten johtaisi säätöihin? Ajoittaisi sytytystä varuilta enemmän myöhäiselle ahdoilla? Joskus Vesivehmaalta päivän leikkien päätteeksi tullessani moottoritiellä Järvenpäästä etelään ei kärsinyt vetää ihan täysillä, koska koneesta alkoi kuulua ihan selvä detonaation ääni. Tosin tuo alkoi kuulua vasta 1/2 kilon paineilla. Kumpiko olisi ollut parempi mittauspiste? Sylinterin ripa vaiko öljyn lämpö?

Jos olisi enemmän kanavia, mittaisin molemmat. Tai sitten laitan niin, että mittaan molempia vuoron perään. Lähtöjähän riittää. Öljyn lämmön mittauksella on sylinterin ripaa pidempi muisti.

Analogisella ohjaimella minulla on mittausanturi takasylinterin pakoputken alkupäässä.

Käyrään on hitsattu uloke, jossa on ruuvattuna omatekemäni anturi. Anturin sisällä on 9 kpl 100kohm lasiin valettuja NTC vastuksia. Lasisia siksi, että niiden kesto ulottuu +300C asti. Muoviset ovat hyviä max +180C. Anturipaketin mittaa on tuunattu pariin otteeseen samoin kuin rakennetta, jossa on alumiiniputken päälle kierretty ajoviimaa eristävää lasikuitua ja sen päälle kiiltävää alumiininauhaa. Tällä setillä sain sopivan kytkeytymisen moottorin lämpenemiseen. Anturi toimittaa "ryypyn virkaa".

Kylmän moottorin yhteydessä anturi on noin 10kohm suuruinen. Anturi lämpenee suhteellisen nopeasti ja resistanssi laskee satoihin ohmeihin samalla laihentaen tyhjäkäynnin sekä osakuorman seoksen alueelle. "Aikavakio" on viritetty anturin olemuksella mukaan lukien nuo päälle asetellut "eristeet". Tallilta kun lähden, niin kilometrin päässä on melkein kaikki anturin toiminnot käytetty. Kahden kilometrin päästä ihan kaikki.

Täysin lämpöisessä moottorissa ajoalueella anturilla ei ole enää mitään virkaa toimitettavana.

[KariFS]

Lentokoneissa (usein ahdettuja ilmajäähyjä nekin) ja kireämmissä kakstahdeissa (asiat sisuskaluissa tapahtuu nopeasti) mitataan myös pakokaasun lämpötilaa, se on aika nopea indikaatio siitä mitä koneessa tapahtuu. Oletko tullut tutkineeksi tällaista vaihtoehtoa?