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2011年04月23日

【ECU】現状のTurbo Dynamics設定によるログと問題点

【ECU】現状のTurbo Dynamics設定によるログと問題点 Turbo Dynamics = ブーストのPI制御。

目標ブースト(Target Boost)に対して計測されたManifold Absolute PressureをフィードバックしてWastegate Dutyを±し、目標ブーストに近づけるための制御アルゴリズム。






もう随分前に設定したまま長いこと放置しているTurbo Dynamics関係のパラメータ。

・Turbo Dynamics Proportional
 比例ゲイン

・Turbo Dynamics Integral Positive
 +方向の積分ゲイン

・Turbo Dynamics Integral Negative
 -方向の積分ゲイン

PIコントローラの積分制御(I制御)の設定パラメータとしては「積分ゲイン」ではなく、「積分時間」(ステップ状偏差が入ったときI制御出力がP制御出力と同じ値になるまでの時間)が設定値となっているコントローラの方が一般的には多いと思うが、スバル+デンソーのECUでは積分ゲインがパラメータとなっている。
ログと照らし合わせてのセッティングがしやすいので、このパラメータの在り方はこれでOKだと思う。

私のブーストセッティングの思想は、TD制御が介入しなくてもなるべくTarget Boost = Manifold Absolute Pressure(計測値)となるよう、実走ログとにらめっこして、Initial Wastegate Dutyマップを煮詰めてきた。
TD制御のそれぞれのゲインをかなり下げて影響力を減らしている。
これは、TDによるフィードバック制御が遅いために起きるオーバーシュートやハンチングを嫌ってのもの。

特に3ポートソレノイドに換えてからは、2ポートよりも微細なWastegate Duty制御でのブーストへの影響が大きいため、各Turbo Dynamicsのゲインは小さく抑える必要がある。





これも長いこと放置したままの

・TD Activation Thresholds (Target Boost)
 TD制御を有効とする、目標ブーストの閾値。
 純正ROMより閾値を上げている。

・TD Integral Cumulative Range (WGDC Range)
 積分制御の累積をどこまで許容するかの設定値。
Maximumは純正ROM値10を0に変更している(※失敗)






2速WOTのデータ。

ハードウェアは
・HKSレーシングサクション
・プロドライブ 3ポートソレノイドバルブ
・純正タービン(三菱重工 TD04HLA-19T)
・純正インタークーラ
・純正エキマニ
・HKS メタキャタ付フロントパイプ
・HKS ステンレスセンターパイプ
・HKS ESプレミアム(マフラー)

Boost Error(紺色)は、本来は
Target Boost > Manifold Absolute Pressure
時が負値となるが、わかりやすいように
Target Boost < Manifold Absolute Pressure
を負値で表現するよう、ここでは(×-1)している。

スロットルをガバッと開いたとき、大きいBoost Errorに対し比例制御が働き、Turbo Dynamics Proptionalで設定している最大値2.49となっている(赤線の最初のピーク)。

オーバーシュートが小さいので、Turbo Dynamics Proportionalは適切にも思える。が、より応答性を高める(つまりターボラグを減らす)には、もう少し+しても良いかもしれない。
あるいは、Turbo Dynamics Proportionalを現状維持とし、Turbo Dynamics Proportionalが動作開始するポイントを早めてやるために、TD Activation Thresholds (Target Boost)のEnable Above値をもっと低くすべきとも考えられる(実際、ノーマルROMの設定値はもっと低い)。

比例制御2.49に伴い、わずかにオーバーシュート(紫線)Boost Error(紺線)が0を通過するポイント付近で積分制御(黄色線)が始まっている。

5000[rpm]以上では、積分制御(黄色線)が全く働いておらず、比例制御だけでなんとかしようとしているのがわかる。
これはTD Integral Cumulative Range (WGDC Range)の上限値を0に設定したことによるミス。過ブーストを嫌っての設定としていたが、定常状態でManifold Absolute PressureTarget Boostに満たないときにI制御が働いていない。






3速WOTのデータ。

ハードウェア構成は2速のデータと同じ。

問題点は2速のときと同じように以下。

・オーバーシュートしていないのは好ましいが、レスポンスUPのために、Turbo Dynamics Proportionalを気持ち増量するか、TD Activation Thresholds (Target Boost)のEnable Above値をもっと低くすべき

・TD Integral Cumulative Range (WGDC Range)の上限値を0に設定していることに起因してI制御が+方向に働いていない問題






4速WOTのデータ。

ハードウェア構成は2速のデータと同じ。

2速のデータとほぼ同じ傾向。
負荷状態が異なるので若干の違いはあるが、傾向と対策は同様。





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Posted at 2011/04/23 17:12:33

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この記事へのコメント

2011/04/23 18:09:20
オーバーシュート推進派(笑)としては遅れるのがどうも・・・・^^;

BPでもできたのでGRBで上手くいく方法を模索中です。
コメントへの返答
2011/04/23 18:12:35
ええ、ええ(笑)

実際、私のB4ももっとアクセルON・OFFを繰り返すとオーバーシュートは頻発しますが、ノッキングと直結するワケではないので気にしていません。

どういうステージでどう走るかにもよりますね。
2011/04/23 19:47:31
深いです(^^;;
本当に勉強になります
参考にさせていだだきます

私のイメージはdutyをターゲットブーストより
ちょっとだけ高めになる様にした方がいい様な気がするんですが、、、
そこまで細かく制御しきれないですよね〜
コメントへの返答
2011/04/24 07:24:37
そこまで細かく制御しきれないことないと思いますよ。ただ、負荷状態によっても応答が異なるので、選択ギアなどで若干は変わります。

Initial Wastegate Duty を高めに設定したら、TDは負方向に働く傾向になります。これが裏目に出るかどうか・・・というところですね。
レスポンス重視ならInitialを高めに設定してオーバーシュートさせ、オーバーシュート後をTDで安定させる・・・というやり方ですかねえ・・・
2011/04/23 23:50:58
しかし高回転域のブーストのたれが全くと言っていいほど無いですね~(@_@)
僕の場合は4速5800rpmくらいからタレてプラスに転じてしまってます。。

それにTurbo Dynamics Proportional値が低い!! よほどInitial Wastegate Dutyマップを煮詰められたんですね。
コメントへの返答
2011/04/24 07:27:00
高回転のタレは、エキマニ以外の排気系コンプリートで一気になくなったように思います。

Initial Wastegate Dutyマップはかなり詰めたからこそのTurbo Dynamics Proportionalの低さではあるのですが(PI制御にほとんど頼らない)、3ポートソレノイドだとTurbo Dynamics Proportionalは小さくしないとオーバーシュートやハンチングが大きい・・・というのもあります。
2011/04/24 12:10:54
純正ソレノイドの時から思うとアレは何だったのかと思う程
2ポートソレノイドはええ仕事をしてくれます。

もっとも…自分の場合は勘と経験で数値を触っていますがw


ログが視覚化出来るのはよいですねぇ~(´Д`)
りそはチンプンカンプンですw
コメントへの返答
2011/04/24 12:20:47
私は、正直3ポートと2ポートの違いがあんまし良くわかりません(汗)
3ポートに換えてから、かなりWastegate Dutyを絞る方向でセッティングを繰り返しているうちに2ポートがどんなんだったかわからなくなってしまいました(笑)
2011/04/24 13:29:41
こんにちは!(^o^)/

ブーストコントロールの具合がとても美しいです。 target にほぼ寄り添っていますね。これはまさに完成した形だと思いますよ!

ところで、上のグラフの場合は、 target boost と MAP (両方絶対圧)のうちの MAPをブースト圧として読み取ればいいのだろうと思って拝見したのですが、これを、いわゆるごく普通のブースト計の指すブースト圧(ゲージ圧)に読み替えるには、右側の紫色の軸の目盛を参考に値を読み取り、そこから大雑把に-1すればいいのですよね?
コメントへの返答
2011/04/24 17:36:18
ありがとうございます(*^_^*)

MAPが計測ブースト圧です。
大雑把に言えば、おっしゃるように-1とか-1.013とかすればManifold Relative Pressureに近い値になります。
Manifold Relative PressureもECUからロギングすることができますし、直感的にわかりやすいのは相対圧の方なのですが、解析上(物理的にも)、大事なのは絶対圧の方なので、MAPで評価してます。
2011/04/24 18:07:46
やっぱりTD Integral Cumulative Rangeの設定は必要みたいですね。

私はオーバーシュート派なのでご存知のようにProportionalは大きめです(^_^;)

コメントへの返答
2011/04/24 18:27:16
TD Integral Cumulative Rangeは失敗でした。当時は理解が不十分でした。

オーバーシュート一派(笑)
ノッキングしなければオーバーシュートだっていくらでも出してもいいと思います。
初期のECUセッティングではオーバーシュートに対して臆病過ぎました。
2011/04/25 09:21:36
(;´Д`)あ…間違えた!
3ポートはええ仕事する…に変更です。
ただ…BHエンジンの時での比較です。

インプエンジンに換わってからは純正ソレノイド

targetとdutyの関係にもよりけりですが
レスポンスがかなり改善されました。
オーバーシュートも派手には起こりにくいですね。

今は低速域での燃調とバルタイ・エアフロMAPを見直して燃費を上げる作戦ですw
コメントへの返答
2011/04/25 10:01:38
ええ、タイプミスだろうと思ってスルーしてました。

低速域(特にCLとOLの変換点)のMAF校正、燃調は難しいですね。
一度合わせても、また調子変わってきますし・・・。
2011/04/25 12:20:35
スルー了解ですw

オープンとクローズの切り替え点の微調整でかなり燃費に影響があるので
特に街乗り用データでは気をつけていますね。
ブーストもジワッとかかる様にするのが逆に難しくて、かなり極端なセッティング
(そもそものtarget・dutyの極端な引き下げ等)を試してみたら学習後に案外普通に走ったので
もう心が折れそうですw

サーキット用データでは数値に出ない気持ちよさの追求がモットーですw
コメントへの返答
2011/04/25 12:25:51
CL→OL過渡領域は、元々そんなに気にならなかったんですが、軽量フラホにしてからシビアに露呈しました。

数値よりも気持ち良さ・・・ではやっぱりブーストよりもバルタイかなあ。個人的には。(燃費も悪化しますが・・・)
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