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Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 09:08
par unityraptor
Hello tous,

Comme promis, ci-dessous une petite explication sur la mise en œuvre d'un circuit de simulation de signal lambda.
En préambule, j'indiquerais que je ne suis ni mécano, ni spécialiste en électronique et que tout ce qui suit et le fruit de diverses expériences et de nombreuses lectures mais n'engage que moi lool

Bonne lecture, c'est cadeau !

1 : Théorie du fonctionnement de la lambda et de son utilisation par l'ECU

La sonde lambda permet de mesurer la qualité de combustion du mélange air/essence. Pour ce faire, elle renvoi à l'ECU un signal électrique correspondant à la proportion (trop pauvre = trop d'air ou trop riche = trop d'essence) de matière restante post combustion. L'ECU utilise ce signal pour corriger en live le temps d'injection en faisant varier coefficient multiplicateur.

Pour rappel, l'injection est calculé de la manière suivante :
1. L'ecu prend le temps d'injection en ms dans la table de valeur (Table F ou L sur tuneecu) en fonction du contexte de roulage
La table F correspond aux phases d'accélération et dépend du regime moteur et du pourcentage d'ouverture du papillon de gaz (Capteur TPS)
la table L correspond aux phases de cruising et bas regime et dépend du régime moteur et de la pression dans le colelcteur d'admission(Capteur MAP)

Exemple : l'ECU relève dans la table L un temps d'injection de 1600ms pour un regime moteur de 3000trs/min et une pression (dépression pour être exacte) de 300 Hpa

2. Le temps d'injection de la table est modulé en fonction des paramètres extérieurs (T° moteur, t° exterieure, pression atmospherique, etc)

exemple : Les 1600Ms sont multipliées par un facteur de 1.2 pour enrichir le mélange parce qu'il fait 0° à l'extérieur. mon temps d'injection est donc d'environ 2000Ms

3. L'injecteur balance la purée pendant 2000ms

4. La sonde lambda mesure le ratio de combustion et transmets à l'ECU un signal electrique pour lui indiquer si le mélange et trop riche ou trop pauvre

Au cycle moteur suivant, une étape 2bis se rajoute entre la 2 et la 3. l'ECU va interpréter le singal electrique de la lambda du cycle précédent pour corriger le temps d'injection issu de l'étape 2.

exemple : Si la lambda a envoyé un signal indiquant que le mélange est trop riche, l'ECU va multiplié les 2000ms de l'étape 2 par un facteur de 0.95. Mon temps d'injection pour le cycle 2 va donc être de 1900ms.

Et ainsi de suite sur chaque cycle moteur... C'est ce qu'on appelle une boucle de régulation et on parle de fonctionnement en boucle fermée.

Ce fonctionnement en boucle fermée sur les Katoches est actif entre 0 et 5000 trs/min. lorsqu'on dépasse les 5000trs/min, l'E§CU ne tient plus compte du facteur de correction lambda (plus d'étape 2bis). il n'en tient également pas compte lorsque la t° moteur est inferieure à 4 barres. il y a surement d'autres cas mais je n'ai pas réussi a tout détecter.

Le problème maintenant :
L'ecu, en mode boucle fermée, cherche à atteindre une ratio de combustion (AFR) Air / essence de 14.7 volumes d'air pour 1 volume d'essence soit le coefficient stœchiométrique ou l'intégralité de l'air et de l'essence sont consommés . c'est le ratio idéal de combustion limitant la pollution (obligatoire pour els normes euroXXX) mais pas le plus efficace d'un point de vue puissance moteur ou l'on cherchera à atteindre un AFR de 12.8:1.
De plus, ce ratio de 14.7, un peu trop pauvre, provoque quelques soucis à bas regime / cruising , surtout sur les mono (calages intempestifs, surchauffe moteur, impossibilité de rouler sur un filet de gaz)

Les solutions :

1. Désactiver la lambda : c'est une demi solution. Elle est l'idéale et la plus simple à mettre ne œuvre mais est valable uniquement si l'on ne roule pas souvent à des régimes inférieurs a 5000 trs/min (circuit entre autre). Dans ce cas, l'ECU se basera uniquement sur les étapes 1 et 2 pour calculer son temps d'injection (boucle ouverte). Ca nécessite quand même de faire un passage sur banc pour s'assurer que tout est ok.

En revanche, si l'on roule de temps en temps sous les 5000 trs/min (bouchons en ville, interfile du periph, etc), le fonctionnement en boucle ouverte va être trop aléatoire pour assurer un comportement décent : Il manque le circuit de régulation...

2. Adapter le signal renvoyé par la lambda pour viser un AFR inferieur à 14.7:1 : c'est la solution idéale puisqu'on conserve le principe de boucle de régulation, l'ECU disposera des données nécessaires pour assurer un comportement moteur correct et donc un agrément de conduite sur ces plages de fonctionnement.

Dis tonton Raptor, comment qu'on fait pour faire la solution 2 ? la suite dans la journée mon ptit bonhomme....

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 12:52
par unityraptor
La suite....

J'en était donc à "comment qu'on fait pour moduler le signal de la sonde lambda".

Une sonde lambda classique (dite bande étroite) va renvoyer un voltage compris en 0v et 1v en direction de l'ECU en fonction de la richesse du mélange Air/Essence en suivant une fonction de transfert similaire à la courbe suivante :

Image


Sur le dessin ci-dessous, j'ai représenté le signal type renvoyé par une sonde lambda dans le temps (en orange)

Il oscille entre 0 et 1 v avec un AFR de 14.7:1 quand on est aux alentours de 450/500mv. L'ECU interprète le signal en tout ou rien donc 0 ou 1 ou encore pauvre ou riche.

-Si pauvre, il augmente le temps d'injection au cycle suivant
-Si riche, il diminue le temps d'injection au cycle suivant

Ce qu'il faut en retenir, c'est qu'on est jamais vraiment à 14,7:1 d'AFR mais on est en asservissement continu autour de cette valeur, on oscille, ce qui fait qu'en moyenne, on est bon.

Image

Le but du jeux est donc de réussir à envoyer à l'ECU un signal équivalent au signal orange, oscillant entre 0 et 1 V mais avec cette fois ci un AFR de 13.8 lorsque l'on se trouve au mileu de l’oscillation (450 / 500 mv). C'est le signal en bleu sur le schéma

Pour réussir à faire ça, on a 3 solutions différentes :
1. la méthode pro, top moumoute mais qui coute un bras , c'est d'installer un sonde large bande avec une fonction d'émulation de signal bande étroite

2. la méthode clodo, qui coute rien et qui fonctionne, c'est d'ajouter quelques composants sur le cable reliant la lambda à l'ECU. inconvénient, c'est pas réglable, le taux d'enrichissement dépends de la valeur d'un diode

3. la méthode qui reste à vérifier : je vais voir mon concess qui à priori peut changer la valeur ciblée par l'ECU.

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 12:59
par Utilisateur supprimé #10
HYPER INTERRESSANT.




:arymerci: :arymerci: :arymerci: :arymerci: :arymerci: :arymerci: :arymerci:

Moi j'ai tout débranché, j'ai plus de sonde, mais le top serait d'y foutre des large bandes avec émulation...


Une chose, es tu sur de l'unité du temps d'injection ?
Car 2000ms, ça ne ferait pas 2 secondes ???

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 13:05
par deldel_51
en lisant tes explications simples .. ca parait simple, merci pour ce cours :arybinouse:

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 13:07
par unityraptor
LA METHODE 1 :

On installe un produit de ce type : https://www.dynotunenitrous.com/store/scripts/prodView.asp?idproduct=169 en remplacement de la sonde lambda d'origine. Il en faut 1 sur chaque cylindre.

Cette sonde large bande (voir la documentation) permet au travers d'un fil de renvoyer un voltage en fonction de l'AFR mesuré par la sonde.
Il suffit de brancher le module a un pc pour configurer la courbe de voltage à renvoyer et ca va générer tout seul un signal équivalent au signal bleu de mon schéma précédent.

Au dela de l'install du module, il y a 2 connexions à réaliser :
- Il faut connecter le fil du module sur lequel le signal est renvoyé là ou auparavant le fil noir de notre lambda d'origine était branché.
- il faut mettre une résistance valeur de 3w 330 ohm (valeur a confirmer) la ou auparavant les 2 fils blancs de la lambda étaient branchés. c'est le circuit de chauffe

Une petite subtilité : Du fait que l'ECU possède sa propre masse flottante par rapport à la masse batterie, il faut combler l'écart sur les valeurs que l'on paramètre (Ecart de 300mv sur ma moto - en gros, quand je dis au module d'envoyer 300mv, l'ECU mesure 600mv) mais c'est ultra easy à paramétrer.

Je roule avec ce système depuis 3 mois et c'est que du bonheur

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 13:08
par unityraptor
[quote="gregorally";p=99528]HYPER INTERRESSANT.




:arymerci: :arymerci: :arymerci: :arymerci: :arymerci: :arymerci: :arymerci:

Moi j'ai tout débranché, j'ai plus de sonde, mais le top serait d'y foutre des large bandes avec émulation...


Une chose, es tu sur de l'unité du temps d'injection ?
Car 2000ms, ça ne ferait pas 2 secondes ???


Oui pardon, microsecondes. Mais faut que je revérifie si y'avait pas une subtilité. J'ai revérifié, pas de subtilité, c’est bien en MICROsecondes

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 13:16
par Mr Hat
Ouais ben t'écris mieux que nico43, mais je comprends pas plus... lool lool lool

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 13:18
par Utilisateur supprimé #75
Je plussoie :arymerci: :arymerci:

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 13:20
par unityraptor
La METHODE 2 :

Il va falloir s'accrocher mais je vous mets tout le détail

L'explication qui déchire sa mère et qui m'a fait perdre au moins 12000 neurones tellement je me suis pris la tête dessus :


Figure 1 : C'est le circuit de mesure de la sonde lambda. Dans l'ECU on trouve une source de tension de +5v relié à un Convertisseur Analogique Numérique (ADC) qui on va dire fait office de voltmetre pour l'ECU, et enfin une masse. A coté de ça on a notre sonde lambda relié a l'entrée de l'ADC et à la masse.

Image

Figure 2 : Lorsque l'on demarre la moto, la sonde lambda n'est pas encore suffisement chaude et se comporte comme une super resistance infinie (+ de 1000 Mohm). Le +5V généré par la source de tension suit le chemin le moins résistant pour aller à la masse et traverse donc l'ADC (Non indiqué sur le schéma mais l'ADC a une resistance interne d'environ 1MOhm) qui mesure (en vert) donc 5V en valeur de lambda (circuit en rouge). L'ECU considère que la valeur est erronée et rentre donc en mode enrichi. Le fait de mettre la mesure de l'ADC à +5v est ce qu'on appelle un pull-up dans un circuit électronique. Si l'ADC n'était pas mis en pull-up, il se comporterait comme une antenne et capterait les signaux electriques parasites et enverrais donc à l'ECU des valeurs sans queue ni tête.

Image

Figure 3 : Lorsque la lambda arrive à t° de fonctionnement (+ de 350°) sa résistance, qui décroit avec la T° n'est plus que de 2ohm environ.
Sur le schéma de gauche, notre +5V change donc de route puisque le circuit lambda n'est plus qu'a 2ohm quand l'ADC est à 1MOhm (en rouge). Notre ADC mesure donc une valeur de 0V (en vert).

Parrallement à ça, notre sonde lambda arrivée à t° agit également comme une source de tension variable (entre 0.1v et 0.9v) en fonction de la présence d'oxygène dans les gaz d'échappement. Cette tension (en jaune schéma de droite) va traverser l'ADC pour aller à la masse. l'ADC mesure donc une valeur (en vert) comprise entre 0.1V -> Trop pauvre 0.45V -> parfait et 0.9V -> trop riche et l'ECU adapte le temps d'injection en fonction.

Image


Maintenant, la solution :

Si l'on souhaite enrichir le mélange, il faut abaisser la tension renvoyée par la sonde lambda. Pour cela, il existe un petit composant très sympathique qui 'appelle une diode et qui au dela du fait de ne laisser passer le courant que dans un sens, possède une autre propriété utile dans notre cas.

La diode possède ce qu'on appelle un seuil de tension : Si le voltage qui parcourt la diode est inférieur au seuil de tension, elle ne le laisse pas passer.
La diode que j'ai utilisé possede un seuil de tension d'environ 0.1V, ce qui veut dire que je vais abaisser la tension renvoyée par la lambda de 0.1v et donc faire croire à l'ECU que le mélange est trop pauvre. ce dernier va donc enrichir jusqu'à revenir au signal d'origine.

Le montage comporte néanmoins une petite subtilité du au circuit de pull-up:

Figure 4 : Mon montage. vous pouvez constater que j'ai bien ajouté une diode mais également une resistance de 15ohm en parralèle de cette diode.
Ce schéma symbolise la moto au démarage lorsque la sonde est froide. le comportement est identique à la figure 2.

Image

Figure 5: Accrochez vous !
A gauche la sonde arrive à température et sa resistance diminue jusqu'a atteindre 2 ohm, elle devient donc pour la source de tension en +5v le chemin le moins résistant pour aller à la masse. Sauf que ma diode, dans le sens où elle est placée, empeche le courant de passer. C'est la qu'intervient la resistance en parrallèle qui offre un passage au courant entre le +5V et la masse (en rouge). Si elle n'était pas présente, le +5V continuerait de passer par l'ADC qui mesurerait à nouveau une valeur de 5v considérée comme erronnée.

A droite, notre lambda gènère une tension qui traverse d'abord la diode, se retrouve donc abaissée de la valeur du seuil de tension (- 0.1v) et arrive à l'ADC qui mesure (en vert) la valeur abaissée et donne comme référence à l'ECU cette valeur abaissée qui le force à compenser en enrichissant ---> Victoire !!!

Image

En résumé, pour faire ce montage, vous avez besoin :

- D'une diode (Attention au choix de la diode, il va falloir faire des essais et trouver des diodes avec des seuils de tension de 0.1v)
- D'une résistance
- Eventuellement des connecteurs qui vont bien pour éviter de couper les fils.

Vous pouvez également mettre un petit interrupteur multiposition permettant de faire passer la tension par 1, 2 ou x diodes en serie, ce qui aura pour effet de cumuler les seuils de tension et donc d'abaisser le signal de la valeur totale additionée.

Ce qui donne en version simple et en réglage fixe :

Image

Ce qui donne en version simple et en réglage variable :

Image

Pour les diodes :

diodes Schottky 1N5817, 1N5818 ou 1N5819. Suffit de taper la ref sur le net, on en trouve partout

J'ai rouler plusieurs jours avec ce montage, j'ai pu monitorer en live grâce à l'appli mobile le voltage renvoyé par la lambda, ça fonctionne impec sur mon 690 SM 2007. Ça reste a valider sur les autres modèles.

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 13:24
par unityraptor
LA METHODE 3 :

La 3ème piste reste à vérifier. j'ai lu plusieurs fois que les nouvelles malettes concess (XC-1 je crois) permettent de régler le signal cible de l'ECU.

En gros, on demande à l'ECU de cibler un AFR de 14 au lieu de d'un AFR de 14.7 et c'est réglé, moteur au top sur la plage 0 - 5000 trs/min.

Pour être précis, le paramètre a régler est exprimé en rapport de 1.

ex :
1 = 14.7
0.95 = 13.2
1.5 = 15.2

Faut demander au concess de baisser de quelques incréments ce paramètre cible O2 (ex : positionner à 0.98 pour commencer)

That's all

Je précise également que la mise en place de ce type de montage nécessite un pot décatalysé sous peine de détruire le cata

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 13:24
par Mr Hat
:ary0_0: :ary0_0:

Faut pas être bien dans sa tête pour pondre des trucs comme ça...

Moi, le WE dernier j'ai fait une pyramide en crottes de nez... lool

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 14:00
par Utilisateur supprimé #10
La méthode 2, c'est les boitiers "power boost" vendu sur internet.

Sauf que ces boitiers peuvent être minable ou ok...

Je prèfère ta méthode. :ary990:

:aryrespect: :aryrespect: :aryrespect: :aryrespect:


Respect.

La méthode 1, c’est les boitiers Bazzaz.

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 14:40
par unityraptor
[quote="gregorally";p=99547]La méthode 2, c'est les boitiers "power boost" vendu sur internet.

Sauf que ces boitiers peuvent être minable ou ok...

Je prèfère ta méthode. :ary990:

:aryrespect: :aryrespect: :aryrespect: :aryrespect:


Respect.

La méthode 1, c’est les boitiers Bazzaz.


Oui, la méthode 2, c'est comparable à certains ptits boitier vendus 100 boules sur le net, sauf qu'une diode et une résistance, ça coute environ 1 € les 100... Dans la même veine, j'ai aussi un circuit simplifié (mais pour le coup vraiment simplifié) du type memjet pour faire varier l'enrichissement sur les zones hors lambda

La méthode 1, c'est pas exactement comme le bazzaz. Le bazzaz j'ai regardé vite fait, ca se plug sur les injecteurs comme un powercommander et ça modifie les temps d'injection. ca revient pratiquement a remplacer l'ECU.

ma méthode 1, on conserve l'ECU et son fonctionnement classique, etc etc, on remplace juste un capteur (la lambda) par un capteur programmable.

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 14:50
par Utilisateur supprimé #10
Oui pour la méthode 2, les gars ne sont pas des philanthropes... :arywink:

Pour le bazzaz, c'est surtout pour la prise d'info que c'est pareil.

En tout cas respect pour ton analyse pointu. :arymerci:

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 14:59
par unityraptor
l'idée c'est de donner toutes les clés pour que chacun puisse savoir ce qu'il fait quand il monte un truc sur sa moto...

Après, la méthode 2 peut paraitre compliquée en terme d'analyse, pour autant, ce n'est qu'une diode et une résistance à intercaler sur un fil, et ça marche vraiment.

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 15:04
par Utilisateur supprimé #10
Je vais voir pour la 2, mais il faut que je remonte et remette en route les lambda.

tucartonnes

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 18:12
par Utilisateur supprimé #164
[quote="unityraptor";p=99541]
1 = 14.7
0.95 = 13.2
1.5 = 15.2


Autant tes posts précédents je sais pas trop quoi dire, autant la : je suis pas d'accord !!!!

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 18:52
par unityraptor
[quote="WhiteSoul";p=99573][quote="unityraptor";p=99541]
1 = 14.7
0.95 = 13.2
1.5 = 15.2


Autant tes posts précédents je sais pas trop quoi dire, autant la : je suis pas d'accord !!!!


[quote="Nico43";p=99573]
kilekon !!!

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 18:55
par Utilisateur supprimé #164
nico43 a écrit :je pence que tu dois être un champion en matiere d apli !!!


:aryane:

Re: Circuit de simulation du signal lambda

Publié : 26 mars 2014, 19:18
par Gagy
Pardon.

Pardon...


Pardon..................


















nico43 a écrit :
Tu est le créateur de cet apli ?
Si oui , di moi pas que tu ni gagne rien , je connais bien le système ;)
Après , sa ne t empêche pas de te présenter , d'où tu est , sur quoi tu roule , ques que tu aime
Ect ....
Logique , comme tout forum , si tu fait partit des forums , tu doi le comprendre , donc Arette de faire ton calimero
Merci
;)