Введение в чип-тюнинг ЭБУ
Автор: Дэвид Бланделл
Как это работает
С переходом от карбюраторов к системам впрыска топлива компьютеры стали играть ключевую роль в работе двигателя. ЭБУ (Engine Control Unit) обеспечивает точное управление двигателем, что:
- Улучшает экономию топлива.
- Позволяет тонко настраивать двигатель, добиваясь результатов, которые практически недостижимы с карбюраторами.
Многие ЭБУ, включая Honda, используют интерполяцию данных, что позволяет:
- Интеллектуально компенсировать условия работы двигателя, которые находятся между известными параметрами.
- Обеспечивать почти непрерывную адаптацию к изменяющимся условиям.
- Вносить небольшие корректировки в топливоподачу и опережение зажигания на основе данных с различных датчиков.
Настройка с завода
Большинство производителей, включая Honda, настраивают ЭБУ с учётом:
- Экономии топлива.
- Снижения выбросов.
- Использования топлива низкого качества.
Примером этого может служить сравнение карт зажигания для японских (JDM), американских (USDM) и европейских (EDM) версий двигателей:
- Японский бензин имеет октановое число на 10 пунктов выше среднего топлива в США.
- Кривые зажигания JDM обычно имеют больший угол опережения, что отражает ожидания производителя относительно качества топлива.
Возможности улучшения
Даже на высокопроизводительных двигателях Honda (например, 1.8L ITR, 205 HP) используются консервативные карты. Это объясняется расчётом на бензин среднего качества.
- Если вы готовы регулярно использовать высокооктановое топливо, настройка ЭБУ может дать значительный прирост производительности.
- Например, 5–10 л.с. на пике и заметное увеличение тяги на низких и средних оборотах могут быть достигнуты путём настройки на динамометрическом стенде и изменения программы ЭБУ.
Эти примеры показывают, что даже у “спортивных” моторов Honda есть потенциал для улучшения при правильной настройке.
Настройка двигателя: основы и рекомендации
Точная настройка на динамометрическом стенде
Настройка двигателя наиболее эффективно выполняется на динамометрическом стенде, который может моделировать нагрузку, например, Dynapack или Mustang Dyno.
- Dynojet подходит только для узкого диапазона условий, таких как:
- Разгон на полностью открытой дроссельной заслонке по диапазону оборотов.
Альтернативы без стенда
Если доступ к стенду невозможен, важно использовать объективные методы оценки работы двигателя:
- Широкополосные датчики O₂ (Wideband):
- Предоставляют точную информацию об отношении воздуха к топливу (AFR).
- Неэффективны для настройки угла зажигания.
- Датчики температуры выхлопных газов (EGT):
- Показывают, насколько горячими выходят выхлопные газы.
- Используются для оценки изменений, связанных с настройкой зажигания.
Взаимосвязь AFR и EGT
EGT: При постоянном AFR изменения температуры выхлопных газов можно интерпретировать как результат изменения угла зажигания.
AFR: Задайте целевое отношение воздуха к топливу перед использованием EGT для настройки зажигания.
Настройка без динамометрического стенда
Если у вас нет доступа к динамометрическому стенду, существуют альтернативы, которые помогут оценить эффективность настроек:
Использование акселерометров
- Акселерометры (например, G-Spot) измеряют ускорение с точностью менее 1%.
- При наличии данных об ускорении, массе автомобиля и передаточных числах можно рассчитать мощность и крутящий момент автомобиля.
Особенности метода:
- Хорошая точность, но низкая точность абсолютных чисел:
- Полученные значения не всегда полностью совпадают с реальностью, но метод позволяет видеть улучшения.
- Если вы добиваетесь значительных и стабильных улучшений, это знак успешной настройки.
О “butt dyno” (ощущения при вождении)
- “Butt dyno” — это субъективная оценка производительности автомобиля, основанная на ощущениях водителя.
- Этот метод практически бесполезен, так как:
- Отсутствие точности: Большинство изменений в ЭБУ будут достаточно тонкими, и водитель, скорее всего, не сможет их “почувствовать” правильно.
- Чувствительность к резким скачкам:
- Быстрый рост крутящего момента ощущается как “ускорение”.
- Однако плавная и стабильная мощность делает машину быстрее, чем пики и резкие изменения.
Внимание к “чипам” вторичного рынка
Большинство “чипов” на вторичном рынке:
- Повышают подачу топлива и увеличивают опережение зажигания, зачастую без должного анализа.
- Поднимают ограничитель оборотов далеко за пределы безопасного уровня.
Результат: ограниченные или сомнительные приросты производительности. Реальные улучшения достигаются с помощью точной настройки, а не простой установки “чипа”.
Основы работы ЭБУ и режимы работы
Чтобы понять, как изменения в ЭБУ могут положительно сказаться на производительности, важно разобраться в его базовых функциях:
1. Режимы работы ЭБУ:
- Закрытый цикл (Closed Loop):
- ЭБУ использует данные с датчиков для оптимизации топливной экономичности.
- Система работает по принципу обратной связи, постоянно корректируя топливо и зажигание.
- Открытый цикл (Open Loop):
- Включается, например, при полностью открытой дроссельной заслонке.
- ЭБУ использует предустановленные таблицы (fuel/timing maps) для подачи топлива и зажигания.
- В этом режиме датчики используются минимально, и коррекция топлива не выполняется.
2. Модификация топливных и зажигания таблиц:
- Изменение таблиц топлива и опережения зажигания — это основной метод настройки производительности.
- Таблицы открытого цикла служат базовыми значениями, которые затем корректируются ЭБУ в закрытом цикле.
Проблемы при настройке закрытого цикла
- Коррекция в закрытом цикле:
ЭБУ может изменять подачу топлива и зажигание, основываясь на своих алгоритмах. Эти алгоритмы сложно изменить без детального изучения или переписывания кода ЭБУ.
Итог:
Для достижения реальных улучшений важно использовать точную настройку, фокусируясь на изменении таблиц и корректной калибровке ЭБУ, а не полагаться на “универсальные” чипы.
Изменение характеристик двигателя через топливные и зажигания таблицы
Изменяя таблицы топлива и зажигания, можно полностью изменить характеристики работы двигателя. Примеры:
1. Пример с PM6 (88–91 Civic/CRX Si):
- Штатно: управляет двигателем D16A6 (~100 л.с.).
- После изменений:
- С помощью корректировки топливных и зажигания карт, а также поднятия ограничителя оборотов, PM6 может управлять DOHC ZC (~135 л.с.) как заводское решение.
- Дополнительные изменения карт позволяют использовать этот же ЭБУ для управления B18A/B18B или B20B.
2. Универсальность оборудования Honda:
- Практически идентичное оборудование ЭБУ позволяет:
- D16Z6 SOHC VTEC и B16A2/A3 DOHC VTEC использовать один и тот же ЭБУ, просто заменяя прошивку.
- ЭБУ одного двигателя может работать с другим, и наоборот, при правильной настройке.
3. Экстремальный пример:
- Один из энтузиастов успешно запустил двигатель от 2-го поколения Accord с помощью компьютера от GM.
Введение в настройку и чипирование ЭБУ
Настройка двигателя — это одновременно искусство и навык, требующий опыта.
- Важность осторожности: Изменение таблиц топлива и зажигания может кардинально изменить работу двигателя, но ошибки могут быстро привести к его повреждению.
- Используйте инструменты: Широкополосные датчики O₂, датчики температуры выхлопных газов (EGT), акселерометры и динамометрические стенды помогут избежать проблем.
Примечание: Данная статья не может полностью охватить все аспекты настройки двигателя, но предоставит основные инструменты и методы.
Основные инструменты и методы настройки:
Hexediting и редактирование RAW ROM
Что такое Hex?
Hexadecimal (Hex) — это система счисления с основанием 16.
- Вместо цифр от 0 до 9 используются символы от 0 до F:
- A = 10, B = 11, …, F = 15.
- Hex-числа обычно обозначаются:
- 0x в начале (например, 0xFE).
- h в конце (например, FEh).
Редактирование таблиц топлива и зажигания
- Таблицы топлива и зажигания находятся в середине прошивки, управляющей ЭБУ.
- Их можно отличить от кода, так как они визуально отличаются от псевдослучайных данных, используемых для выполнения инструкций процессора.
Инструменты для Hexediting
- Hex-редакторы позволяют редактировать RAW ROM — исходные данные в памяти ЭБУ.
- Рекомендуемые инструменты:
- WinHex — качественный shareware-редактор, доступен на www.download.com.
Утилиты для проверки контрольных сумм
- После редактирования прошивки может потребоваться пересчёт контрольных сумм, чтобы ЭБУ принял модификацию.
- Полезные утилиты доступны на www.keil.com.
Адресация данных
Каждый байт в HEX-файле имеет уникальный адрес, который определяется строкой Offset (левый столбец) и столбцом (верхняя строка). Например, байту 6F соответствует адрес: строка 3EF0 (Offset) и столбец F (верхняя строка). Итоговый адрес: 0x3EFF.
Значение данных
Данные в HEX-файле представляют собой бинарный код и данные, которые использует процессор ЭБУ. Для понимания их работы необходимо использовать дизассемблер, чтобы преобразовать бинарный код в машинные инструкции, которые легче интерпретировать.
Контрольные суммы
ЭБУ выполняет проверку контрольной суммы после каждого изменения в прошивке. Пересчёт контрольной суммы обязателен, иначе ЭБУ не будет работать корректно.
Упрощение процесса
Использование только HEX-редактора усложняет настройку. ROM-редакторы предоставляют удобный интерфейс для редактирования таблиц топлива и зажигания, что значительно упрощает процесс.
ROM-редакторы
Помните, всё, что можно сделать с помощью ROM-редактора, можно выполнить вручную с помощью HEX-редактора.
Хотя большинство ROM-редакторов предназначены для одного или нескольких типов ЭБУ, они визуально довольно схожи. Раздел “Understanding Maps” содержит множество примеров и подробных объяснений корректировки таблиц топлива и зажигания через редактор. Большинство принципов применимо ко всем редакторам.
Ghettodyne (OBD0)
Ghettodyne (доступен на www.ghettodyne.com) — бесплатный ROM-редактор, который первым получил поддержку ЭБУ PM6 (88–91 CRX/Civic Si). На данный момент его разработка прекращена. Для ознакомления вы можете посмотреть, как выглядит Ghettodyne.
TurboEdit (OBD0)
TurboEdit стал основным активно развиваемым ROM-редактором для OBD0, заменив Ghettodyne. В настоящее время он поддерживает прошивки, основанные на кодовой базе PM6 и PM7. Благодаря тесному сотрудничеству между командой Team OBD0 и автором TurboEdit Джейсоном Паркером, редактор оперативно получает поддержку новых функций. Интерфейс редактора схож с более ранними версиями.
- Форум Turboedit на PGMFI — в основном для обсуждения редактора.
- Форум по разработке 8XC154 на PGMFI — для новых прошивок и кода.
BRE; Ben’s ROM Editor – Ben Ogle
BRE (Ben’s ROM Editor) — это программное обеспечение, разработанное Беном Оглом для редактирования ПЗУ в ЭБУ Honda OBD0 VTEC, таких как PR3 и PW0. Оно работает под управлением Windows и предоставляет пользователям удобные инструменты для настройки и модификации прошивок этих ЭБУ.
Для получения дополнительной информации и поддержки по BRE посетите форум PGMFI, посвященный этому редактору.
Если вы заинтересованы в разработке новых прошивок и изучении кода для ЭБУ OBD0 VTEC, рекомендуется посетить форум PGMFI, посвященный разработке для 8XC154.
Эти ресурсы предоставят вам необходимую информацию и поддержку для эффективного использования BRE и разработки новых прошивок для ЭБУ OBD0 VTEC.
Uberdata (OBD1)
Uberdata — первый общедоступный ROM-редактор для OBD1 Civic/Integra, разработанный Блейком Уорнером (Uberteg).
- Основной код: P72 и P75, но может быть адаптирован для работы с практически любым двигателем Honda.
- Особенности:
- Поддержка турбонаддува.
- Совместимость с Transtronics Romulator.
- Недавно добавлена поддержка встроенного ассемблерного скриптинга.
- Работает на Windows.
Полезные ресурсы:
- Uberdata forum on PGMFI — форум для обсуждения.
- The Home of Uberdata — официальный сайт.
- OBD1 Development forum on PGMFI — форум разработки для OBD1.
Crome (OBD1)
Crome — первый скриптируемый ROM-редактор для OBD1, разработанный Джоном Куи.
- Основной код: JDM P30 “203”, с частичной поддержкой других ROM.
- Ключевые особенности:
- Поддержка решения PGMFI Real Time Programming (март 2004).
- Улучшенный код для работы с турбонаддувом.
- Новый интерфейс плагинов с возможностью создания HTML-ориентированных фронтендов для скриптов.
Полезные ресурсы:
- Crome forum on PGMFI — форум для обсуждения.
- OBD1 Development forum on PGMFI — форум разработки для OBD1.
Чипирование ЭБУ: оборудование
Микросхемы и программаторы ROM
Предположим, что вы успешно создали новое изображение ROM и хотите записать его в ЭБУ. Следующий шаг — запись электронного изображения в EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory). EPROM для автомобильного применения обычно имеют размер 128K, 256K или 512K. Почти все Honda 1988–1995 годов используют 27C256 EPROM. Существует множество видов микросхем для ЭБУ, которые можно использовать. Обратите внимание на скорость микросхемы и то, может ли ваш программатор ROM работать с ней.
ROM Burners — это устройства для записи данных в микросхемы. Какая именно модель программатора у вас будет, не имеет значения, пока он поддерживает микросхемы для ЭБУ. В разделе Rom Burner Wiki представлен список популярных программаторов для программирования ЭБУ с отзывами и иногда ссылками на цены. Главное — это возможность записывать нужные микросхемы, а не модель программатора.
Оборудование для пайки и выпайки
Я приобрёл паяльную и выпаечную станцию Xytronics с температурным контролем за менее чем $400, включая доставку, в Howard Electronics Inc. Профессиональные инструменты для выпайки с встроенным вакуумным насосом можно легко найти на eBay или у других продавцов. Оборудование от Pace и Metcal часто доступно на eBay. Многие люди покупали профессиональное оборудование менее чем за $100, которое отлично справлялось с задачами. Если вы часто работаете с ЭБУ, качественная выпаечная станция станет одним из ваших любимых инструментов благодаря экономии времени и уменьшению сложности процесса.
Для бюджетных или DIY-решений существуют другие инструменты, которые работают достаточно хорошо. Дешёвый паяльник для выпайки может быть весьма эффективным, особенно с правильным наконечником и небольшими модификациями. Существующие инструменты для выпайки часто можно улучшить для большей эффективности. Выпаечная оплётка также может быть очень эффективной при правильном использовании, а в некоторых случаях даже превосходит выпаечные станции.
Качественный паяльник — ещё один инструмент, за покупку которого вы будете себя благодарить каждый раз при использовании. Маленькие наконечники и низкая мощность облегчают процесс. Температурный контроль — это полезная функция, хотя и не обязательная. У меня были хорошие результаты с недорогими 12–15 Вт паяльниками от Rat Shack в экстремальных условиях.
Изучение пайки и советы по выпайке содержат много полезной информации для начинающих, но ничего не заменит практику. Лучше потренироваться на паре ненужных ЭБУ или плат перед работой с теми, которые необходимо установить в автомобиль. Как и в случае со сваркой, важно привыкнуть к паяльнику, припою и рабочему месту. Я испортил около половины первых десятка ЭБУ, которые делал. Большинство из них было легко исправить из-за плохих паяных соединений, но два PR3 я повредил, не выпаяв их полностью, что привело к вырыву контактных площадок и дорожек. Восстановление таких повреждений может быть крайне сложным и стрессовым. После покупки выпаечной станции я испортил только 3 ЭБУ из 200 (и в одном из этих случаев я подозреваю неисправный генератор или регулятор напряжения). Часть успеха — это практика, но наличие правильных инструментов сделало огромную разницу.
Чипирование ЭБУ OBD0
Если у вас ЭБУ OBD0, процесс чипирования может быть непростым. Практически все ЭБУ 90–91 PM6, PM7, PR4 и PP5 (с каталитическим конвертером) имели внешние EPROM и позволяют легко изменить программу.
Почти все ЭБУ 88–89 PG7, PM6, PM7 и 88–91 PM8 не имели внешнего EPROM. Эти ЭБУ можно чипировать, но это требует значительно большего объёма работы, что выходит за рамки данной статьи. Для получения дополнительной информации см. раздел “Chipping An88-89 ECU”.
Пример ЭБУ: PM7, не имеющий внешнего ROM.
Если вам повезло, и у вас есть ЭБУ с внешним EPROM с завода, ваш ЭБУ будет выглядеть примерно так:
ЭБУ OBD0 с внешним EPROM очень просто чипировать. Сначала аккуратно обрежьте все 28 выводов чипа с помощью лезвия или канцелярского ножа. Будьте осторожны, чтобы не повредить плату, так как это может привести к необратимым повреждениям. Это не является обязательным шагом перед выпайкой, но значительно упростит процесс, особенно если у вас нет качественной выпаечной станции.
После того как оригинальный ROM будет выпаян и удалён, а отверстия на плате станут свободными, установите разъём для EPROM и вставьте в него созданный вами новый ROM.
Чипирование ЭБУ OBD1
С готовым EPROM приступайте к разборке корпуса вашего ЭБУ. Все ЭБУ Honda 1992–1995 годов выпуска могут работать с внешними EPROM, даже если они не были установлены на заводе. Для всех ЭБУ этого периода процедура чипирования одинакова.
Новичкам следует быть осторожными с японскими ЭБУ, так как они используют компоненты поверхностного монтажа, которые немного сложнее в работе, чем компоненты на американских или европейских ЭБУ. Для дополнительной информации см. раздел “Chipping JDM P30 ECU”.
На примере ЭБУ P28 от Civic Si 1993 года, важная для чипирования часть платы выделена красной рамкой (Honda даже предусмотрительно обозначила её на плате белой пунктирной линией).
Сначала выпаяйте компоненты, обозначенные на плате белым шелкографическим слоем. Когда все контактные площадки будут освобождены и отверстия в выделенной красной области станут видны, начните впаивать новые компоненты. Используются только стандартные детали, которые можно найти в любом магазине электроники, например, Radio Shack, Digikey, Newark Electronics или у других дистрибьюторов.
Honda позаботилась о том, чтобы на плате было чётко указано расположение всех компонентов. Установите микросхему 74HC373 на указанное место и припаяйте её. Резистор R54 должен иметь сопротивление от 1 кОм до 1.2 кОм (точное значение не критично). Конденсаторы C51 и C52 — керамические дисковые ёмкостью 0.1 мкФ (с рабочим напряжением 12 В или выше). Установите 28-контактный разъём для ROM в место, обозначенное как 27256. (Рекомендуется использовать высококачественные разъёмы с механически обработанными контактами, а не дешёвые с согнутыми металлическими лепестками.) После установки разъёма вставьте ранее запрограммированный ROM в разъём.
Наконец, подключите J1 с помощью небольшого провода, чтобы активировать внешний ROM. Чтобы вернуть ЭБУ в исходное состояние, достаточно разрезать соединение J1.
На изображении ниже показан пример модифицированного ЭБУ P28. Для чипирования использовали разъём как для микросхемы 74HC373, так и для ROM, а вместо провода для J1 применили настоящий джампер. Этот пример демонстрирует, как должна выглядеть плата после завершения процесса.
Чипирование ЭБУ OBD2
Если у вас ЭБУ OBD2, вам придётся подождать или приобрести коммерческое оборудование, такое как Tech Tom. Теоретически, можно удалить 66K MCU и заменить его на другой OTP 66P507 или FLASH 66Q589 (в зависимости от случая), но это далеко не тривиальная задача. Мало что известно о коде для OBD2. Дополнительную информацию можно найти в разделе Chipping OBD2 by Doc.
Поиск и устранение неисправностей
На этом этапе у вас должен быть работающий ЭБУ с новой прошивкой. Если на ЭБУ OBD0 горит сплошной красный индикатор или на OBD1 машине постоянно горит лампочка CEL, а машина работает плохо с очень низким ограничением оборотов и плавающим холостым ходом, скорее всего, у вас плохое соединение. Если то же самое происходит через 30-45 секунд после запуска двигателя, вероятно, вы забыли учесть контрольную сумму. Если машина работает странно, попробуйте установить стандартную прошивку и проверьте, не оказались ли изменения в топливных и зажигания таблицах вредными.
Заключение
Надеюсь, что на данном этапе вы немного узнали о работе ЭБУ, его возможных проблемах и методах их модификации. Если у вас есть дальнейший интерес, ознакомьтесь с остальной частью вики или с разделом “Дополнительное чтение”. ЭБУ — это всего лишь инструмент для точной подачи топлива и зажигания. Знание того, как модифицировать сам ЭБУ, — это только половина дела для того, чтобы иметь хорошо настроенную машину. Потратьте время и средства на правильные инструменты для настройки автомобиля, а не только на чипирование ЭБУ.
