ケントエンジンの自作ＥＣＵ化
ケントエンジンの自作ＥＣＵ化
インジェクタの駆動電圧をオシロで調べてみると、２０と４０は７５％のＯＮ時間になっているみたいです。ドライバ基板のＣＰＬＤをチェックしてみます。来週再度テストします。
６月３０日
ＥＣＵ用のケースです。タカチのケースで両側面がヒートシンクになっているタイプです。通販で購入しました。インジェクタのパワーＦＥＴを取り付けるのにヒートシンクが丁度良さそうです。
作りかけのＥＣＵボードで
す。イーサコントローラは別基板で２．５４ピッチに変換しました。バスのバッファと８２５３を２個、ＧＡＬ１個を配線したところです。イーサの上にＳＨ２
ボードが載ります。空きの部分はアナログ系の回路が載ります。会社で休み時間にちまちま作っているので全然捗らないです（笑）。
７月１日
先週不具合のあったインジェクタテスタの再テストを行ないました。２０ｍＳｅｃの論理が間違っていました。修正してテストをします。４０ｍＳｅｃ：２１０ｃｃ、２０ｍＳｅｃ：２０６ｃｃ、１０ｍＳｅｃ：２００ｃｃ、５ｍＳｅｃ：１９０ｃｃ、２．５ｍＳｅｃ：２６０ｃｃとなりました。２．５ｍＳｅｃが１００％開きと同じ量なのは逆電圧防止のＣＲフイルタの時定数が大きいため、ＯＦＦにならないためと思われます。３．３μＦを１．０μＦに変更したところ２．５ｍＳｅｃ：１６５ｃｃになりました。４発同時噴射の回路のため時定数が長ったようです。８０％の開度で噴射間隔が短くなると噴射量が少なくなって行くのは無効噴射時間があるからでマップを作る時にこの辺も補正する必要があります。
低抵抗タイプのインジェクタも噴射量を測ってみました。５Ωの抵抗を直列に入れて測ります。４０ｍＳｅｃ：２１５ｃｃ、２０ｍＳｅｃ：２１０ｃｃ、１０ｍＳｅｃ：２０３ｃｃ、５ｍＳｅｃ：１９３ｃｃ、２．５ｍＳｅｃ：１７４ｃｃとなりました。２．５ｍＳｅｃの時の成績が高抵抗タイプより良いようです。無効噴射時間が短いということでしょうか？
燃料ポンプのインバータドライブですが、モータの両端にショットキダイオードを入れるとＦＥＴの温度上昇が押さえれれます。モータの逆起電力で中間ＯＮの状態が出ていたようです。オシロで波形を見ると、まだ少し中間に段があります。
７月１１日
分解したミツバの電磁ポンプですが、吐出量を測りました。出口は開放です。約１．７Ｌ／ｍｉｎでした。仕様は０．３ｋｇ／ｃｍ２で１．４Ｌ／ｍｉｎなのでこんなものでしょうか？
ケントのカムシャフトのプーリです。大きいプーリの後側にカムシャフトがあります。このシャフトを延長してタイミングセンサのギアを付ける予定です。右はカバーですが、このカバーにオイルシールを追加してシャフトを出してタイミングセンサのギアを増設します。センサは以前にオークションで購入したＦＤのパルスセンサを使う予定です。歯数は３０くらいでしょうか？クランクが１回転で１５パルス＝２４度／パルスになります。
７月２１日
ＥＣＵ用の制御用ボードにフラッシュメモリを
追加ました。秋月のＳＨ２ボードには４０ＰｉｎのＲＯＭが実装できるようになっています。型番は２７Ｃ４０９６で１６ビットバスです。ＥＣＵ制御の場合に
はＲＡＭ上の噴射、点火マップを自由に書き換えて電源を切る前にフラッシュへ書き込み、再投入後に再度ＲＡＭに転送する必要があります。そこで、この
ＲＯＭのソケットに通販で購入した２９Ｆ４００ＴのＴＳＯＰパッケージを載せる変換ボードを作製しました。左写真です。２枚作りその内１枚は配線を行ないました。ＳＨ２ボードに載せると右写真のようになります。元々ＲＯＭのソケットのため、ライト信号とリセットがありません。これらの信号はボード上にピンを立てて接続します。フラッシュの容量は５１２Ｋバイトで６４Ｋバイトが８セクタ取れますが、トップセクタタイプのため最上位の６４Ｋバイトは３２Ｋ＋８Ｋ＋８で＋１６Ｋバイトと変則的なセクタ容量になります。
１６ビット接続でＡ１がフラッシュのＡ０に接続されているため、制御プログラムは一捻り必要です。フラッシュメモリのデータシートの制御方法のアドレスにアクセスしても上手く行きません。セクタイレーズとワードデータの書き込みのフローを載せておきます。
８月７日
ｍｏｎｏｔａｒｏで購入したオイルシールです。外形３０ｍｍ、内径１７ｍｍです。カムシャフトのプーリを延長してタイミングギアを付けるのに使います。大きいのは普通の３０ｍｍのＯリングです。
８月１３日
燃料ポンプのインバータのケースにヒートシンクを付けました。ヒートシンクはペンティアム２用のヒートシンクを２つに分割して２個に使用します。
クランク角を取り出すタイミングギアを１．６ｍｍのハイテンション鋼板から試し切りしました。３ｍｍのエンドミルで切削します。直径は約９０ｍｍで３０歯になります。左はＣＡＤ図面です。白線の部分が切削されます。実際に使う時は１．６ｍｍを２枚重ねて使います。
８月１９日
オークションで購入したミツバの電磁ポンプです。前に買った物は調子が悪くて分解したので、今度は新品に近いものです。９０００円でした。
８月２０日
電磁ポンプの動作確認をします。無負荷で１分間ガソリン送出量を測りました。約２．１Ｌになりました。
先週の続きです。クランク角用のタイミングギアを全周切削します。厚さ１．６ｍｍのハイテンション鋼板です。中心にΦ１７ｍｍのセンタ穴を開けておきます。
もう１枚同じものを作ります。２枚重ねて使います。ボール盤に付けて、パルスセンサの出力波形を測定する予定です。
８月２２日
会社の工作室のボール盤にタイミングギアをつけて実験します。２枚重ねて１２ｍｍのボルトで固定し、ＦＤ３用のカム角センサを約１．５ｍｍ離して設置します。
ボール盤の最低速の５８０ｒｐｍの時に約１０Ｖｐ－ｐくらいの電圧が出力されました。最高速の２６１０ｒｐｍでは４０Ｖｐ－ｐくらいまで電圧が上がりました。プロセッサの割り込みに使うために、セルモータの始動から最高回転（３５００ｒｐｍ）まで正確にパルス整形できる回路を使う必要があります。
９月１日
タイミングギアを1枚重ねで実験しました。５８０ｒｐｍの時に約７Ｖｐ－ｐくらい、２６１０ｒｐｍで約２５Ｖｐ－ｐ程度になりました。1枚でも問題なさそうです。
９月１９日
タイミングギアですが、３０歯じゃダメでした。４で割り切れる必要があります。３２歯を再作しました（笑）。クランクの１／２回転がカムの回転なので、２で割れれば良いと思い込んでいました（笑）。再作に合わせてフライスで切れるぎりぎりまで大きくしました。右が新しく作った３２歯、１枚でも高い電圧が出たので１枚で使用します。直径約１００ｍｍです。
１０月８日
燃料ポンプの省電力用インバータを秋葉原で買ったケースに入れてユニット化してみました。８５１用にもう１台作る予定です。
ガレージの裏で動作テストを行ないます。ＦＥＴの温度上昇も無く、正常に動作しているようです。
ケースを閉めて完成です。配線は入力の１２Ｖと燃料ポンプへの出力＋－の４本です。電流はケースの横の穴から半固定抵抗で調整します。防水していません。実際にエンジンルームに取り付ける場合にはコーキングなどで防水が必要です。実際に使用して温度が上がらなければヒートシンク部は取り外します。
１０月２２日
上記のインバータはドカの８５１用に使ったため、もう一台作製しました。再度、動作テストと電流の調整を行いました。こちらも正常に動作しているようです。
１１月１１日
お手本とする８５１のＥＣＵの噴射、点火のタイミングデータを測定するためにパルスセンサのタイミングを調べました。部品面が下になっているため、蓋を取るとハンダ面が見えます。
８５１の配線図からハンダ面から見たコネクタの結線図を予め作っておきました。クリップで摘んで、オシロで測定します。２つあるパルスセンサの波形をみます。
アナログオシロなのでワンショットモードでディジカメの１秒～１．６秒の遅いシャッタスピードを使います。三脚で固定します。
パルスセンサからの２つの信号です。上がカムシャフトからの信号、下はクランクからの８倍の信号と思われます。
点火タイミングとの関係をカムシャフトからの８倍信号と思われるものと比較してみます。右と左はそれぞれ別の気筒の点火タイミングです。点火タイミングと同じ回数なので、上の信号はカムシャフト１回転に１回出力されています。この信号が基準になり、８倍信号でＥＣＵ内部ステートを切替えているようです。この信号を擬似的に作ってＥＣＵに入力すれば任意の回転数の噴射、点火タイミングがエンジンをかけないで測定することができます。当然、アクセル開度を変えながら測定する必要があます。トラ技付録ＣＰＬＤボードで擬似タイミング発生器を作製する予定です。
１２月２６日
会社の休み時間を使って、８５１のウエーバマレッリ用擬似タイミングの
論理を作成しました。ＱｕａｒｔｕｓⅡ６．１のＷＥＢ版でシミュレーションを行ないます。トラ技の付録ボードＭＡＸⅡ用です。ＭＡＸⅡは３Ｖ系なのでトラ
ンジスタでレベル変換します。そのため出力信号の論理は反転しています。ＣＰＬＤの動作クロックは８ＭＨｚで、この動作クロックとは別にエンジン回転数に
相当するクロックを２０４８倍の周波数で入力し、擬似タイミングを生成します。エンジンの回転数は１００～１００００回転なので、周波数だと１．
６～１６６Ｈｚになります。回転数のクロックは２０４８倍で３．２ｋ～３２０ｋＨｚを入力します。これはタイマＩＣの５５５などで作る必要があります。シミュレーションでは時間が掛かるため、エンジン回転数は３ＭＨｚを使いました。３番目がカムシャフトの基準信号、４番目がクランクの８倍信号になります。２つ上のオシロの写真の信号の代わりとしてＥＣＵに入力します。補助センサの吸気温度、吸気気圧、水温は適当に中間的な値を入れておく必要があります。ＥＣＵはエンジンが掛かっているのと区別がつかずインジェクタの駆動パルスを出力するはずです。このパルス幅をスロットルを変えながら測ればマップが調べられます。その後は８５１のインジェクタの噴射容量を測って使用する予定のホンダのインジェクタと比較し補正を行なって噴射量を決定します。前にも書きましたが、８５１とケントでは１気筒あたりの排気量が４２５／４００ｃｃと異なり、それ以上に吸気効率が
かなり違うと思います。８５１は８５１ｃｃで約９０馬力程度で、ケントは１６００ｃｃで１００馬力くらいなので、約２倍になります。この辺も上手く補正す
る必要があります。最終的には乗りながらＡＦ計をみて、リアルタイムに噴射量を調整して各回転数、スロットル開度で噴射量を追い込んでいくという作業が必
要です。
シミュレーション波形と実際の波形と縮尺を調整して重ねてみました。ＥＣＵの中で使われるのは多分、立下りエッジだと思われます。
下はクランク１回転に３２回発生する割り込みに対する処理を表計算のシートにしたものです。各気筒ごとに工程と処理する内容が表になっていますが、まだ未完成で処理が分散されてません。実際には各処理の重さが解ったところで、各割り込みに分散していきます。時間的には１番シリンダの上死点が０度の基準になっていて、２２．５度づつ、前後３６０度分です。当初点火タイミングは４気筒で１つのカウンタがあれば良いと思っていたのですが、ドエル角（点
火コイルへ点火前に一定時間電流を流しておく）を十分確保するのため、オーバラップさせることにしました。そのため、少なくとも２気筒で１つカウンタが必
要になります。当然ですが、コイルも気筒毎に別々に用意します。大分昔、デスビレスにしようと思って買ったＶ－ＭＡＸの点火コイルが４個手元にあるのでこ
れを使う予定です。クリックすると表計算のシートをダウンロードします。ＯｐｅｎＯｆｆｉｃｅやエクセルで見てください。
１２月３１日
年末も休出（泣）なので、休み時間を利用して擬似タイミング発生の作製をしました。トラ技のボードに小さい基板を追加します。５Ｖの３端子とトランジスタを２個実装します。 ５５５はソケットにしておきました。３．３Ｖの電源はＬＴ１０８６をトラ技のボードの方に実装します。５５５は手持ちが無いので、外部からオシレータで供給しました。３Vに調整してエンジン回転数のクロックとして入力します。使ったのはすごく古いナショナルのオシレータ（笑）。
５Ｖに変換したあとの波形です。上記の５５５で生成するエンジン回転数用の周波数が違ってました。カムからの基準信号はクランクの半分で回転しているので、必要な周波数は１．６ｋ～１６０ｋＨｚです。下は基準信号の中央で１６６Ｈｚなので１００００回転の時になります。
