Краткое описание алгоритма работы Мотроника
По материалам, так сказать, сети интернет.
В мотоциклах bmw c Мотрониками MA2.1, MA2.2 и MA2.4 используется схема управления двигателем под названием Alpha-N, где Alpha соответствует открытию дроссельной заслонки, а N - оборотам двигателя. Это система управления, в которой количество воздуха, попавшего в цилиндры, вычисляется косвенно через угол открытия дросселя, температуру и давление воздуха, а не измеряется напрямую (например, через датчик массового расхода воздуха). Количество впрыскиваемого топлива вычисляется по топливным картам (количество топлива в зависимости от Alpha и N) с учётом поправочных коэффициентов.
MA2.1 управляет двигателем без лямбда-зонда, т.е. без обратной связи.
MA2.2 и MA2.4 используют лямбда-зонд(ы) для корректировки количества подаваемого топлива путем изменения времени открытия форсунок. Что такое лямбда-зонд и с чем его едят, можно посмотреть по
ссылкам Ёна.
Коротко о работе лямбда-зонда. Лямбда зонд следит за количеством воздуха в выхлопных газах. По результатам этих замеров Мотроник может сделать вывод, соответствует ли состав смеси идеальному соотношению 14,7:1 (это соотношение идеально с точки зрения вредности выбросов, но не соответствует ни максимуму мощности, ни максимуму экономичности). Принцип действия узкополосного лямбда-зонда таков, что Мотроник не может знать насколько состав смеси близок к идеальному. Лямбда-зонд лишь сигнализирует "смесь бедная" или "смесь богатая".
Коррекция количества впрыскиваемого топлива по показаниям лямбда-зонда проводится примерно по следующему алгоритму.
1. Мотроник определяет в каком состоянии находится двигатель.
2. Если двигатель прогрет (температура масла более 70 градусов, по другим данным 60 градусов), его обороты постоянны и дроссельная заслонка открыта не более установленной величины, то двигатель переходит в режим "замкнутого цикла" (closed loop), т.е. начинает пытаться установить идеальное соотношение количество топлива и воздуха, опираясь на показания лямбда-зонда. На
картинке Ёна из Rheingolda видно, что его двигатель в тот момент работал как раз в замкнутом цикле (регулировка состава смеси: активен). Замкнутый цикл обычно активизируется при холостом ходу или при круизной езде.
Регулировка проводится следующим образом. Мотроник имеет две переменные под названием "long term fuel trim" (LTFT) и "short term fuel trim"(STFT).
Количество топлива = Количество топлива с карты * LTFT * STFT * поправки (от температуры и давления воздуха)
LTFT и STFT по хитрому алгоритму (который Bosch не публикует) изменяются таким образом, чтобы достичь состояния, при котором LTFT постоянный, а STFT минимальный и постоянно изменяющийся от -x до +x. Таким образом, состав топливной смеси постоянно осциллирует вокруг идеального соотношения. Вот
отличное видео с разъяснениями про обратную связь по лямбде, последние 10 минут позволяют увидеть механизм адаптации в действии.
3. Если состояние двигателя не соответствует условиям замкнутого цикла, то Мотроник переходит в "открытый цикл" (open loop) работы, т.е. без корректировки по показанию лямбда-зонда. Открытый цикл соответствует ускорению и езде со значительно открытой дроссельной заслонкой.
Количество топлива = Количество топлива с карты * LTFT * поправки (от температуры и давления воздуха)
LTFT в этом случае не вычисляется, а берётся на основании его предыдущих значений. Каким образом это делается, доподлинно выяснить не удалось, Bosch хранит свои секреты. Есть неподтверждённое мнение, что в памяти хранится таблица LTFT, рассчитанных в замкнутом цикле. LTFT открытого цикла определяется при помощи этой таблицы и некоторых весовых коэффициентов.
LTFT и STFT хранятся в памяти и сбрасываются при отключении аккумулятора (довольно длительного, опытным путем установлено 10 минут) либо при очистке ошибок Мотроника.
Почему это важно с точки зрения чип-тюнинга?
Использование LTFT, или механизма адаптации, снижает его возможности.
Представим, что топливные карты отредактированы с целью увеличения мощностных характеристик. Мотоцикл первое время работает ровнее и резвее едет. Но со временем происходит адаптация. При езде в замкнутом цикле вычисляются LTFT, которые снижают количество впрыскиваемого топлива как при езде в замкнутом, так и открытом циклах. Т.е. фактически тюнинг-карты превращаются в обычные, через несколько дней мотоцикл адаптировался и едет по-старому. Адаптация по LTFT проводится в диапазоне +/- 20% (по некоторым данным 30%). Если адаптация в замкнутом цикле не достигается, то используется последнее сохранённое значение LTFT и двигатель переходит в аварийный режим (limp mode), соответствующий поломке лямбда-зонда. При этом используется специальные бедные топливные карты.