Suzuki K100RS

[Säätäjä_setä]

Ajankuluksi tutustuttu EPAS tehostajan rakenteisiin.

Aivot on yhdistelmä tehoelektroniikkaa ja säätöpiiriä.



Sitten tietysti moottori ja vaihteisto. Moottori on pienen starttimoottorin kokoinen. Max virrasta ei vielä tietoa. Vaihteisto matoruuvi/muovinen kehäpyörä. Aika näyttää miten tulee hestämään.




Koko homman juoni on kuvassa näkyvä delta kulma-anturi. Akselin sisällä on torsion bar jousi ja paketti myötää tuosta limittäin olevien hampaiden kohdalta. +/- muutos tunnistetaan seuraavassa kuvassa näkyvillä keloilla. Kelojen kaverina on vähän elektroniikkaa millä signaali käsitellään prossulle/säätöpiirille sopivaksi.

[Säätäjä_setä]

Tavoite oli sijoittaa tehostin hytin puolelle jos vaan mitenkään mahtuu. Armotonta mittailua ja funtsailua mihin asentoon ja miten kiinni. Suzuki simulaattori eli hytin poikkiputki ja poljinhylly auttoivat tässä paljon.



Vielä päätös kummasta Koyo vai Jtek kummsta lähdetään tekemään. Tarkemmassa tutkiskelussa kun paljastui pieniä eroja vaikka kuinka. Lähinnä rattiakselin puolelta.



Jtekkejä kun oli kaksin kappalein niin arpa osui siihen. Eikun purkamaan. No Japanilainen oli tehnyt jekun. Säätövivin lukituspultti aukesi oudon tahmeasti ja julmalla voimalla. No siinähän olisi ollut vasen kierre. Sitten vaan funtsailua ja mitoitusta. Alkoi näyttämään siltä, että kyllä se tohon mahtuu ja jalatkin menee vielä polkimille. Samoin näytti siltä, että akseleita sopivasti pätkimällä ja modifioimalla voimansiirtokin saadaan kasaan.

[Säätäjä_setä]

Raaka työ tehtiin kaverin pajalla kun oma nukkuu jo talviunia. Homma alkoi tilan tekemisellä Jtek murikalle.



Vaikeimmaksi rastiksi osoittautui tehdä kiinikkeet siten, että paketti on myös purettavissa.





Rattiakselin sovite tehtiin isossa sorvissa kun kamat ei kotisorviin mahtuneet.



Jotain näpertelyä kotipajallekin. Tulipeltiin tulevan laakeripesän päätin tehdä kokeeksi pikkusorvilla. Toinen pää suunnilleen valmis. Jatkuu kun laakerit tulevat ensi viikolla. Tarkoitus on laittaa kaksi 18x30x7 kuulalaakeria tuokon putkeen/laittaan.

[Säätäjä_setä]

Projektia varten tilatut laakerit saapuivat ja tekeminen jatkuu. Meininki oli käyttää 18x30x7 laakereita, mutta tilasin varoiksi myös mitan molemmin puolin olevat lakrut. Pesän voi tietenkin tehdä haluamiinsa mittoihin, mutta akselin kanssa oli pientä epävarmuutta saako sovitettua 18mm reikään vai pitääkö ohentaa tai tehdä täyteholkkia.



Laakeripukin teko pikkusorvilla oli hyvä harjoitus. Lastuakin tuli pari purkillista.

Sitten voikin heittää arvoituksen: Mistä laakeripukin aihio on kotoisin?



Sitten taas kaverin pajalle. Vähän sovittelua, akselit isolla sorvilla pätkiksi ja mikkiliimaa väliin. Tässä lopputuote viimeistelyhitsauksia vaille valmis.

[Säätäjä_setä]

Viestiin #76 liittyen. Uteliaisuus voitti ja tutkin tarkemmin miten rattiakselin voima-anturi on toteutettu.



Anturikelojen signaaleista ei heti selvinnyt mikä mittausperiaatteen ydin on. Referenssikäämiin ja mittauskäämiin meni tai paremminkin niiden yli vaikutti 5kHz noin 3V siniaalto. Käämien signaalit keskenään vastavaiheisia eli 180 asteen vaihe-erolla. Kun anturia väänteli niin mikään mittareissa näkyvä ei muutunut. Koko modulin lähtö signaali kyllä reagoi voiman muutoksiin ihan hyvin.



Anturiyksikön kortti irti ja ihmettelemään lisää. Sen verran haastetta, että kortti on juotosliitoksilla kiinni anturikeloissa. No alapuolelta paljastui Koyon oma speciali piiri eli tästä ei paljoa irronnut.



Sitten aivosolu löysi kytkennän toiseen. Tuohan on selvä induktanssin mittaus. Toisen solenoidin ydin on referenssihampaat ja toisen mittaushampaat.
Referenssikäänin induktsnssi noin 9,5mH
Mittauskäämi
Keskellä 9,3mH
Vastapäivää laita 8,8mH
Myötäpäivää laita 9,7mH

Se jäi vielä selvittämättä miten tämä Koyon piiri induktanssit mittaa, mutta eipä sillä väliä ole kun kerran toimii hyvin.




Toimintaan liittyen. Laite kasaan ja tarkistusmittaukset. Seurasi pelästyminen. Molemmat ulostulosignaalit makasi 7V yläpuolella eikä reagoineet mitenkään vääntelyyn. Ehkä rikoin sen.



Unta yön yli ja juttu selvisi. Anturista ECU:lle menevät signaalit ovatkin virtoja eikä jännitteitä. ECU:n päässä signaalit on päätetty 500 ohmin vastuksiin. Tämä tarkoittaa, että signaaleiden keskikohta noin 2,5V vastaa 5mA virtaa. Tällä ratkaisulla lienee haettu vikasietoisuutta ja vikojen varmrmpaa paljastumista.

[Säätäjä_setä]

Tämä EPAS tarina leviää niin, että olisi ollut oman topikin paikka. No kun aloitettu tänne niin jatketaan samaan.
Mielessä pyörinyt, että jotenkinhan vehkeen ominaisuudet pitää selvittää ennen ensi kesän autoon asentamista. Ilmaan piirtyi nopeasti testipenkin piirustukset millä voimia ja käyttäytymistä pääsisi mittaamaan. Testijärjestely olisi pari vaakaa ja painoja. Tietysti moottorivirrat ja mitä myöhemmin mahdollisesti CAN väylästä irtoaa.
Kaverin pajalla metallista kiinikkeet ja momenttivarret. Varsille mittoja hihasta. Koska Suzukin ratin halkaisija on 40cm niin tämä varsi 20cm mittaiseksi. Tässä roikkuva paino / 5 = momentti ratissa (kpm) eli kilopondimetriä voima millä rattia väännetään.

Lähtöpuolen varren mitta hihasta kun tehostimen voimista ei ollut vielä mitään tietoa. 40cm tuntui sopivalta ja voihan sitä muuttaa jos tarvetta on. Tällä vivulla vaan näyttö / 2,5 = momentti lähdössä(kpm).



Vaakojen kiinnitystä varten tukeva puinen runko.



Pientä hienovirittelyä ja testipenkki valmis mittauksiin. Varret mitoitettu siten, että mittauksia voidaan tehdä myötä- ja vastapäivää. ECU kun käsittelee kummankin suunnan erikseen niin niistä voi löytyä jotain erojakin.

[Säätäjä_setä]

Jo ennen pukkiin kiinittämistä tuli tehtyä ensimmäisiä kokeita. Voimantunnettahan siinä oli. Ensimmäisiä selvitettäviä asioita oli paljonko systeemi ottaa virtaa ja saako CAN väylästä mitään tolkkua.
Ilman yhteyttä muihin järjestelmiin ohjain toimii itsenäisesti jonkinlaisessa keskiarvo modessa. Tässä tilassa maksimi virta staattisessa tilassa näytti olevan noin 12A eli 150W tehoa. Jossain muutostilanteissa virta kävi yli 20 Ampeerin kun 20A powerin virtaraja laittoi kaupan kiinni.



CAN väylän kytkennätkin onnistui ja purkki höpöttää heti omiaan kun virrat kytketään.

Tarkemmin lähettää kolmea sanomaa:

0x260 8 00 00 00 00 00 FF F5 5E
0x260 8 00 00 00 00 00 00 16 80

0x394 1 03

0x4c8 8 09 00 05 08 00 00 00 00

Näistä ei tietenkään löydy mitääntietoa maailmalta. Kokeellisesti selvisi heti, että sanoman 0x260 5 ja 6 ovat voima-anturin arvo. Tavu 7 on tarkistussumma. Voima lukema keikkuu lepoasennossa muutaman kympin nollan molemmilla puolin. Maksimi lukuarvot näyttäisi olevan +/- 3392.

Sanoma 0x394 on mitteinä tulkittuna laitteen toiminnan tilaan liittyvä viesti. Tässä näkynyt lukuarvoja: 3, 0 ja 4

Sanoma 0x4c8 sisältänee myös laitteen toiminnan tilatietoja . Tulkintaa ei vielä ole.

Niin CAN väylän nopeus on 500kbps ja EPAS ECU sisältää väylän päätevastuksen.

[Säätäjä_setä]

Auton sähkökaavion perusteella kytketty sähköt, virtalukkosignaali ja CAN väylä.

Tässä heti muutamia havaintoja:
Virtalukko päälle niin systeemi kuluttaa 400...500mA. Virtalukko pois kulutus tippuu 180mA tasoon. Tässä tilassa systeemi pitää itseään noin 8 minutin ajan ja sammuttaa sitten itsensä. Tässä tilassa Moottori ja kaikki ulkoiset toiminnat on pois pelistä. Mitä lie touhuaa.



Testejä varten varautuminen isompiin tehoihin. Onneksi pajalla on tällainen "sikapoweri" tehotestejä varten.



Pieni yksityiskohta. Ilmaan piirretyssä suunitelmassa vipujen painoja ei tullut huomioitua. Kalibrointi vaati tällaisen taarapussin millä saa vehkeen tasapainoon. Virhe ei ole suuri, mutta virhe kuitenkin.



Sitten vaan mittaukset käyntiin. Tähän väliin havainto / tiedonmuru. Kuvassa näkyvä 10kg puntti vetää jo systeemin rajoittimelle.Tuo 10kg kun on 2 kpm rattimomentti. Myöhemmin tuli mieleen mitata kiertojousen (torsion bar) alue missä pohjaa stoppariin. Tämä on vain noin 1 kpm. Tämän rajan jälkeen tehostin ei enää tunnista lisävoimaa. Rattiin tarjottu lisävoima tietenkin välittyy ja sumautuu ohjausakselille, muta ilman lisätehostusta.




Sitten ensimmäiset tulokset. Tässä laite vielä stand alone modessa get home parametreillä.

in 2kg / 0,4kpm
out 5kg / 2kpm = 5x vahvistus 7,1A moottorivirralla / 98W teholla

in 4kg / 0,8kpm
out 8kg / 3,2kpm = 4x vahvistus 12,5A moottorivirralla / 173W teholla

in 10kg / 2kpm (yli tehostusalueen !)
out 10kg / 4kpm = 2x vahvistus 12,5A moottorivirralla

Tästä tulkittuna get home tilassa max vahvistus neljä tai vähän yli 12,5A virralla.



Sitten kuluikin suunittelukonjakkia ja google aikaa useampi tunti. Netti on tietysti täynnä käärmeöljytarinoita tässä tapauksessa lähtien siitä, että tehostusta ohjataan moottorin kierrosluvulla (siis hybridissä !). Aikansa kun kaiveli niin jostain Prius häkkeröinti sivustolta löytyi Priuksen nopeus-sanoman rakenne. Päätin kokeilla tätä jos olis sama näissä Yariksen aivoissa.

Nopeusviestin 0x0B4 rakenne on seuraava:

ID: 0x0B4, Len: 8, Data: 00 00 00 00 CN B6 B7 CS
CN on juokseva sanoman järjestysnumero 0 - 255
B6 ja B7 * 0,0062 = nopeus (MPH)
CS on tarkistussumma missä mukana datan lisäksi pituus ja viestin numero.

Muutama rivi koodia Arduino kortille ja nopeusgeneraattori oli siinä. Ihme kyllä toimi laakista. Tätä viestiä ei pystynyt simuloimaan PC:n CAN analysaattorilla johtuen tuosta sanoman juoksevasta numerosta. Pieni turvakikka millä vastaanottaja voi päätellä, että data ei ole vanhaa tavaraa.



Nopeusgeneraattori



Nythän alkoikin sitten tapahtumaan. Ensimmäinen koe laittaa Yaris kulkemaan 100mph nopeutta. Tehostus muuttui heikoksi ja maksimi moottorivirta 9A tienoille.

Sitten toinen laita 10mph vauhti. Moottorivirta 18A (jatkuva) ja systeemin vahvistus x6. Tässä palaakin sitten jo 250W tehoa. Aivolaatikossa onneksi tuntuu olevan lämpösuoja. Systeemi alkoi putoilla lämpökatkaisuun. Kun jäähtyi niin taas mentiin. Lämpökamera esiin ja tutkimaan. Eihän tämä hyvältä näytä. Aivolaatikon pintalämmöt käyvät 70 asteen tienoilla ja mottorikin pienen rääkkäyksen jälkeen 60 asteinan. Mettäajoa ajatellen pitää alkaa keksimään jäähdytystä laittelle. Muuten tuntuu olevan edellytykset toimia ihan hyvin.



Tästähän on hyvä jatkaa tieteen tekemistä.

[offroadjouni]

On kyllä hienoa nähdä tälläistä hakkeri-asennetta ja -osaamista!

[Tojo4wd]

Juu hienoa tutkimista ja rakentamista vaikka puolet selostuksista onkin itselle aivan hepreaa.
Mutta mielenkiinnosta kiva seurata.

[lepa77]

Tämä on kyllä mielenkiintoinen projekti.
Vielä kun ymmärtäisi jotain.

[Säätäjä_setä]

Kiitoksia kommenteista ja kannustuksesta. Tekemällä oppii.

Askartelu jatkuu. EPAS aivo/tehoelektroniikka laatikko asennettu jäähdytyslevyyn. Liian pienet koneet "löivät taas kynsille". ECU ei mahtunut jyrsinkoneen leukoihin. Kiinitystä varten piti tehdä oikea reteli alumiiniprofiileista. Kesti kuitenkin jyrsinnän ja jälkikin oli ihan priimaa. Tollasen jäähdytysrivan koneistaminen onkin sitten ihan oma ja jännittävä kokemus kun rivat pyrkivät nappaamaan terään kiinni.
Peltikoteloon pistehitsattujen kiinikkeiden irroituksesta ei tullut kuvia, mutta ihan yhtä jännittävää kuin jäähdytysrivan koneistus. Purkkia kun ei saa tukevasti kiinni mitenkään.





Alla lisää kuvia.

[Säätäjä_setä]

Koeajo jäähdytetyllä purkilla meni hyvin. Nyt oli tarkka vaaka käytössä. Osoittautui kuitenkin, että Liiterin kalavaaka on käytännöllisempi. Tämä Liko kun menee nukkumaan parinkymmenen sekunnin jälkeen ja uusi käynnistys automaatti taaraa näytön.
Systeemi ei enää putoile lämpösuojaan. Järjestelmässä on kuitenkin sellainen ominaisuus, että jos toivottomasti vääntää stopparia vastaan niin muutaman kymmenen sekunnin jälkeen systeemi pienentää moottorivirtaa ja tietysti voimakin vähenee. Palautuu heti kun tekee jonkun ohjausliikkeen.
ECU:n lämmöt pysyvät nyt hallinnassa. Käytäntö näyttää miten käy moottorin kanssa. Aika hottentottia on.

[Säätäjä_setä]

Tänään tuli tehtyä mittauksia ja tuloksiakin tuli. Ensin parantelin Arduino kortille hätäisesti tehtyä CAN nopeus-sanoma generaattoria. Potentiometri kylkeen ja vähän lisää softaa. Nyt potikalla voi säätää CAN sanoman sisältämää nopeutta välillä 0 ... 127mph. Kundi kommentoi heti, että eihän Yaris kulje noin kovaa. No kuittasin, että tämä onkin GR malli.



Tässä kuva miten akkujännite vaikuttaa moottorivirtaan kun kaikki muu pysyy vakiona. ECU säilyttää tehon vakiona eli kun jännite putoaa niin virta kasvaa. Tämä ei ole välttämättä hyvä ominaisuus jos akku alkaa joskus oikeasti vajoamaan. Voima pysyy, mutta akku tyhjenee vaan nopeammin.

Ylempi kuva 2kg puntti ratissa ja 0 mph vauhti CAN väylässä.

Alempi kuva on 2kG puntti ratissa ja CAN väylä irti.



Tässä kuvassa nopeuden vaikutus moottorivirtaan. Ratissa 2kg puntti ja akkujännite 13,5V.
Tässä mittauksessa sivutietona selvisi myös, että CAN väylä irti tilanteessa ECU ajaa systeemiä 50mph parametreillä.