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Buell XB 外部イグナイター

ここのところイグニッションコイルまわりを調べていたのですが、イグナイターのお話です。
イグニッションコイルをON、OFFするやつです。
Buell XBの場合、イグナイターはECMの中にあります。
ユリの場合、ECMから85cmほどの長~い配線でイグニッションコイルに行ってます。
最近はプラグの真上、プラグキャップにイグニッションコイルとイグナイターがあるダイレクトイグニッションが主流です。
どうしてかって、こん長い配線だと当然ロスが多いからです。
だったら、ダイレクトイグニッションにすればいいのですが、XBの場合、それだけのスペースがありません。
そこで、エアクリBOXの中にイグナイターを置いて、イグニッションコイルからの配線をできるだけ短くしようと思ったわけです。

IMGP4805.jpg

市販品もありますが、作りました。
ECMとイグナイターの間をどうせなら光ケーブルを使ってみようかなと。

IMGP4822.jpg

一番簡単に入手できるのがオーディオ用のSPDIFです。

IMGP4812.jpg

光出てます。
これが、失敗でした。



フォトカプラみたいな物だろうと勝手に決めつけていたのですが、
基板ができて接続するとやけに不安定、異常発振。
元々オーディオ用なんだから、オーディオ以外で使った記事なんて皆無。

で、データーシートを確認すると、送信側はDC~16Mbps、受信側は50Kbps~16Mbpsとあるではないですか。
イグニッション信号なんて6000rpmでも2回転に1回で50Hzです。
通らないんです。

さてどうしますか。
50Kbpsという事はDuty50%で25KHz以上って事です。
キャリアに変調を掛けるようにしました。
ロジックICで組もうとして回路を描いたら結構な規模になったので、ここは思い切ってCPLDにしました。
一番安いCPLDを探したところxilinxのCoolrunner2のXC2C64でした。
XC2C64で検索すると謎の基板を発見。
しかも、XC2C64単体より安い。
どうやらxbox360をハッキングするための基板みたいです。

IMGP4839.jpg


CPLDを使うには環境が必要で、xilinxのISE 14.7を入れました。
これは正式にWindow10には対応してないようで、色々とごまかし方があるようです。
64bitのWindow10に32bit版を入れろと。
32bit版でISEは動くんですが、Platform Cable USBがどうやっても動きません。
結局64bit版を入れる方法でやっと動きました。

IMGP4840.jpg

出来上がって一通り測定器で動作確認をして、バイクに取り付けました。

IMGP4807.jpg

リアは火花が出てるけど、フロントがうんともすんとも。
DDFI3の中にあるイグナイターはSTマイクロのVB525SPです。
これは出力段がダーリントンなので、外部でプルアップしてONにしても0Vにはならなくて1.5V程度残ります。
これをそのまま3.3VのCPLDで受けていたのでLOWと認識出来なかったようです。
回路変更してやっと完成です。

キーONにしてスタートSWを押すと・・・動きました!!!

アフターファイヤーが無くなりました。
ファンが回らなくなりました。
エンストしなくなりました。
全体的にぎくしゃくした感じがなくなり滑らかになりました。
全く別のエンジンみたいです。





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Buell XB Dwell Time バッテリー電圧補正

バッテリー電圧が変化するとDwell Timeも変化させないと一定の点火パワーが得られないわけですが、DDFI3ではどの程度の補正をかけているのかテストモードで測定しました。
通常の走行ではバッテリー電圧は13.5V程度ですが、セルモーターが回っている時は7V以下まで落ちます。
5V程度から見たかったんですが6.5Vより下がるとBuletooth接続が切れてしまったので6.5V~14Vまで0.5V刻みで振ってみました。

6.5V 7.00ms
pic_490_3_65.jpg

7.0V 6.08ms
pic_490_4_70.jpg

7.5V 4.93ms
pic_490_5_75.jpg

8.0V 4.39ms
pic_490_6_80.jpg

8.5V 4.04ms
pic_490_7_85.jpg

9.0V 3.65ms
pic_490_8_90.jpg

9.5V 3.41ms
pic_490_9_95.jpg

10.0V 3.11ms
pic_490_10_100.jpg

10.5V 2.87ms
pic_490_11_105.jpg

11.0V 2.72ms
pic_490_12_110.jpg

11.5V 2.54ms
pic_490_13_115.jpg

12.0V 2.33ms
pic_490_14_120.jpg

12.5V 2.24ms
pic_490_15_125.jpg

13.0V 2.12ms
pic_490_16_130.jpg

13.5V 1.99ms
pic_490_17_135.jpg

14.0V 1.84ms
pic_490_18_140.jpg

結構細かく補正していますね。

お気づきの方もいると思いますが、このようなバイクにイグニッションコイルのところだけ常に16Vになるような装置を付けるとどうなるでしょうか。



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Buell XB クラッチレバーロック

温まるとニュートラルが出ないですね。
IMGP4798.jpg
定番のアイテムらしいです。
近所のヤマハの販売店に行ったら、購入者以外の部品の取り寄せはお断りだそうです。
ネットではいくらでも売ってますけどね。
いつもお世話になっているお店に頼んだら翌日の午前中に入荷の連絡をいただきました。
ネット注文より早い!
IMGP4799.jpg
本当にポン付けできました。
IMGP4800.jpg




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Buell XB EDLC

EDLCを取り付けてみました。
IMGP4795.jpg
50Fが6個直列なので約8.3F
830万uFです。
ユリだから取り付ける場所があったけど、かなり大きいです。
厚みも5cm以上あります。
IMGP4790.jpg
中身はこんな感じです。
IMGP4789.jpg
これはきちんとバランス回路がついていますが、自作品はご注意ください。

以下がこのモジュールのデータです。
Module Brand:CSDWELL
Cell brand:CSDWELL
Manufacturer Model:CM0016RV0008LAAE013
Rated Voltage:16V
Absolute Max.Voltage:17V
Rated Capacitance:8.3F
Capacitance Tolerance:0%~10%
ESR(DC):180mΩ
Maximum Continuous Current (at 15℃):4.58A
Maximum Peak Current:26.6A
Short Circuit Current:88.9A
Maximum Leakage Current (72hrs/mA):0.16mA
Max.Series Voltage:750V
Capacitance of Individual Cells:50F
Power Density (W/kg):591.9
Maximum Energy (W.h):0.3
Energy Density (W/kg):1.0
Number of Cells:6
Operating Temperature range:-40℃~65℃
Storage Temperature range:-40℃~65℃
Weight:0.29kg
Cell Voltage Management:Active
Cycle Life:>500000
Shell Material:Aluminium Alloy Structure Shell
Typical Application:
Auto Rectifies
Wind Turbin Pitch control
Small UPS systems
Package Included:
1×Ultra Capcaitor Module

バイクの場合一番気になるのが
Maximum Leakage Current (72hrs/mA):0.16mA
この部分、漏れ電流です。
あまり大きいと付けているだけでバッテリーが上がってしまいます。
取り付け1週間後でバッテリー電圧は12.8Vでした。

このEDLCは動作中、保存中ともに最高温度は65℃なので、取り付け場所には注意しましょう。

IMG87.jpg

一時間程走行した時の温度です。
このユリは2010年仕様のカバーを付けているのでこの温度ですが、
2009年モデルまでの標準仕様だと80℃くらいになるので気を付けてください。




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Buell XB クランクポジションセンサー その3

前回から引き続き、クランクポジションセンサーだけでどうやって行程の判断が出来るのか?
調べてみるとキーワードは「気筒判定」みたいです。
ヤマハのMT01が既存のモデルにあった気筒間判別センサーを無くしたそうです。
吸気圧センサーで吸入工程を検出しています。
でもXBにはそんな高級なセンサーはありません。

そこで、
エンジン工程3
始動時はこの状態です。

次にクランクポジションセンサーとは、
XBの場合フライホイールに均等に32個の歯があって、TDC部分だけ2個の歯が欠けています。
この歯をピックアップコイルで検出しています。
この歯を検出する時間間隔を見ていれば速度の変化がわかります。

エンジンが回転を始めて点火のタイミングで、実際の点火と、排気工程で点火した場合で、
フライホイールの速度には微妙な違いが生じます。
実際の点火の後ではフライホイールの速度が上がります。
これを検出して、

エンジン工程2

こちらのモードに切り替わるというのが予想です。

どうして32歯なのか。
36歯なら360°/36で10°ごとに検出できるのに。
360°/32=11.25°
11.25°x4=45°
45°のVツインだからです。
フロントとリアが同じ回転角で検出できます。
キャブレターの時代から45°なので、たまたまですよね。

エンジン位相判定システムを有するオートバイ
http://tokkyoj.com/data/tk2002-54477.shtml
ほぼ合ってるみたいです。
やっと謎が解けました。


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Buell XB クランクポジションセンサー その2

アイドリングの時のそれぞれの関係です。
なぜか、クランク軸2回転ごとできちんとタイミングが取れています。
どうやってクランクポジションセンサーだけで吸入と燃焼、圧縮と排気のどちらの工程にいるのか判断をしているのかは謎です。
インジェクションとイグニッションは電流波形になります。
pic_476_1.jpg
クランクポジションセンサーとタコメーターパルス
pic_476_2.jpg
タコメーターパルスとフロントインジェクター
pic_476_3.jpg
タコメーターパルスとリアインジェクター
pic_476_4.jpg
タコメーターパルスとフロントイグニッション
pic_476_5.jpg
タコメーターパルスとリアイグニッション



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Buell XB クランクポジションセンサー

前回Dwell Timeを測定して疑問に思った事

エンジン工程1

XBのエンジンってこんな感じで動いているんだと思います。

エンジン工程2


燃料噴射と点火タイミングを入れるとこんな感じです。
しかし、ここで問題が!
ECMがタイミングの基準にしているのはクランクポジションセンサーの信号です。
クランクポジションって言うくらいですから、クランクの位置信号です。
クランク軸が1回転360°ごとに1回信号が出るような物です。
クランク軸が2回転720°で吸入⇒圧縮⇒燃焼⇒排気ですよね。
この信号だけでは吸入と燃焼、圧縮と排気のどちらの工程にいるのか判断出来ないんです。
この判断にはカムポジションセンサーが必要なんです。
DDFI2の時はカムポジションセンサーでしたが、
DDFI3からクランクポジションセンサーになりました。


エンジン工程3

実際にはこんな動作をしているのかな。

燃料噴射はマルチポイントの同時噴射って事になるみたいです。
吸入工程と燃焼行程に必要な燃料を2回に分けて噴射します。
吸入工程の燃料噴射では吸気バルブは開いているので燃料はシリンダ内に入りますが、
燃焼行程の燃料噴射では吸気バルブは閉じているので燃料はマニホールド内に留まります。
点火も圧縮工程と排気工程の2度行います。
排気工程の点火は完全に無駄打ちですね。
にわかに信じ難いですが、これでもいいそうです。
ただし、昔はあったけど燃費が悪いのと排ガス規制に通らないので今は無いそうです。

これって本当の話なんでしょうか。
詳しい方、ご意見お待ちしています。
宜しくお願い致します。


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Buell XB Dwell Time

pic_471_1.jpg
pic_471_2.jpg

2.38mS/5.5A

ドエルタイムを知りたかったんですが、検索しても見つからなかったので測定しました。


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ビューエルXB 電気系の診断を始めました

この様なblogを開設していると月に数件、お店の方、一般の方からビューエルXBに付いて色々なお問い合わせを頂きます。
ビューエルXBは製造が終了してから今年の夏で10年になります。
色んなトラブルが発生している車両もあり、修理が完了するまでに部品の取り寄せなども含めて半年以上かかる事もあるようです。
一番お問合せが多いのがECMを含めた電気系のトラブルに関する内容です。
お店の方からは電気系はわからないので、パーツを一つずつ交換して様子を見ていると聞きました。
特に見分けが難しいと言われたのが入力側の各種センサーの故障です。
最初から故障個所がわかれば、何個もパーツを取り換える手間も時間もパーツ代も節約できます。
そこで、前置きは長くなりましたが有償での電気系の診断をさせて頂く事にしました。
診断はECMの入力側のみです。
詳しくは左のお問合せより、連絡先を明記してお問合せ頂けますようお願い致します。
お問合せ後、数日しても返信が無い場合は迷惑メールフォルダなどをご確認下さい。
なお、診断にはEcmDroidが必要です。
EcmDroidでデータを取り込んでメールで送って頂きます。
その後、診断結果をメールでお送りします。
※車両の持ち込みはお断りします。

診断を依頼する前に、バッテリー端子のゆるみ、ヒューズ、リレーなどの確認をお忘れなく!




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ビューエルXB メーターLED化

今更ですが、XBのメーターをLED化しました。
といっても電球をLEDバルブに変えただけなんですが、思わぬ落とし穴が!

メーター極性

電球の場合は極性がありませんが、LEDは極性があるので間違えると点灯しません。
点灯するまでメーターを外したり、取り付けたりは面倒なのでLEDにしたい方は上の写真を参考にして下さい。
交換に必要なLEDバルブはT3タイプの12V用です。
取り付ける前に12Vを掛けて点灯したら+側に赤でマーカーを付けておきましょう。

はい、完成です?

で、取り付けたらニュートラル・ランプがギアを入れても点灯したままでした。

08前期までの低年式車では問題ないのですが、08後期以降の高年式車ではニュートラル信号が
ECMにも入っています。

ニュートラル回路

ECMの内部でニュートラル信号が約10KΩでアースされているので、ギアが入っている時でも
LEDは消費電流が少ないので、この約10KΩでも点灯してしまいます。

ニュートラル回路2

ニュートラル・ランプのLEDと並列に抵抗を付ければ消えます。

メーター改造

抵抗値は使うLEDバルブの消費電流によりますが、今回使ったLEDバルブの場合2.2KΩで大丈夫でした。
LEDバルブの消費電流は20mA程度でした。




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コンデンサー、ビュエコン3 その2

ビュエコン3を取り付け後、何が変わったのか。

log20170128.jpg
log20170128batt.jpg
取り付け前のバッテリー電圧の最低値が12.66V

log20181202.jpg
log20181202batt.jpg
取り付け後は13.49V
Maxはレギュレーターで押さえられているので殆ど変わりませんが、
Minが上がりました。
バッテリー単体だと落ち込んでいた部分をコンデンサーがしっかりと肩代わりしてくれてます。
電圧が落ちないという事は、イグニッションコイルの電圧も落ちないので点火パワーも上がります。



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コンデンサー、ビュエコン3

IMGP4474.jpg

バッテリーの再生が終わったので、ついでにコンデンサーを取り付けました。
コンデンサーは実験用にちょっとチューニングしてあります。

黄色がバッテリー端子のAC電圧
青がコンデンサーに流れる電流、1A/div

pic_461_1.jpg

アイドリング時

pic_461_2.jpg

2500rpmくらい?
青がコンデンサーに流れる電流、2A/div


インジェクターとかイグニッションの電流が見れるのかと思ってたんですが、
これってレギュレーターの出力そのものですね。

効いてるのか、効いてないのかって?
効いてますよ、これだけ電流がコンデンサーに流れていますから。

コンデンサー・チューニングとかオカルト的なのはあまり信じない方なんですけど、
取り付けた方から効いてる言われるので、電気的にはどうなのかを測定してみたわけです。



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4年前、4日後

前回XBのバッテリーを交換したのは4年前でした。
まずはその時の写真です。

IMGP1093b.jpg

この時は交換前のバッテリーのCCAは184まで落ちていました。

IMGP1094b.jpg

こちらが4年前に交換した直後の写真です。
CCAが515です。

IMGP4446.jpg

そしてこちらが4年後、CCAは346なので新品の時の67%程度になります。
そろそろ交換した方が良さそうですね。

IMGP4451.jpg

どうせ、交換するならって事で業務用のバッテリー再生機に4日程掛けてみました。

IMGP4455.jpg

こちらが4日後です。
CCAは445、新品の時の86%まで復活してしまいました。
まだまだ使えそうです。



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半田付け不良、いったいどうしたらこうなるの?

PIC004.jpg
PIC003.jpg

検品してないよね
絶対してないよね
あり得ない!


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半田クリーナー

100均で見つけたキッチン用品と半田クリーナー

IMGP4380.jpg

う~ん、どう見ても同じだよね

IMGP4383.jpg

半田クリーナーの方はフラックスが塗ってあるらしい

IMGP4413.jpg

使ってみた感想

・・・半田クリーナーよりいいかな

価格は約1/5!


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職業は電子回路の設計屋です。
HDLはVerilog派です。

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