解析Buell车系的DDF电喷系统

奔奔

BUELL虽然已经倒闭停产了，但作为美系运动车的代表，其设计还是很有特色的。发动机是引用的哈雷发动机。BUELL电喷的发动机可按照ECU分为三类。

    1: DDF1 ECU编号中带“A”，的如KA210 JA120
    2: DDF2 ECU编号中带“B”的如CB060 GB231 IB310日本版为带“C”字样，早期XB系列均为DDF2 。
    3: DDF3后期XB系列及1125系列ECU为“D”字母，这个信息主要储存在EEPROM中。ECU编号为YDXXX和ZDXXXOM31EC27为XB系列，B3HUS10为1125系列。

    注：EEPROM为ECU内部电可擦写ROM，这个芯片主要用来储存一切基本ECU信息。这个ROM内的信息不会随ECU断电而消失。下面来简单概述下BUELL电喷系统的运算原理。

    首先说的是喷油提前角度及工作时间原理。
    喷油提前角这对于多数朋友比较好理解。电喷车不像化油器车，提前角完全随进气门的开闭而工作。进气门打开，负压升高，化油器工作；关闭则反之。提前角度只能用等真空膜上的弹簧压力来控制，是个定值，无任何变量可言。（VTEC类车辆除外）。而电喷车供油完全依赖电喷嘴，电喷嘴则由ECU控制。其打开的提前角为多少（因为现在还没有摩托车采用缸内直喷设计，所以缸外喷射的车必须有提前角，弥补喷射后雾化速度的问题）打开后工作时间为多久（主流电喷摩托车均不采用线泵设计，所以为稳压的高压供油管路，喷嘴只起开关作用，喷嘴打开的时间基本就决定了喷油量的多少了）。

图1为前缸喷泉油脉宽原理



图2为后缸喷泉油脉宽原理



  前缸与后缸的区别是在初期的基本MAP合成时候去掉了发动机温度参数。这是V2发动机前缸挡住了后缸的撞风导致的，后缸温度要高于前缸。所以在其中一个缸喷油时必须要做修正。

    这里要提及个概念：开环和闭环。所谓开环就是设备在运转时候按照既定的参数工作，对于输出的结果没有核实。闭环就是设备在最后输出结果上有核实，通过核实的信息进行反馈。在摩托车上开环与闭环的区别就是是否有排气氧传感器。这东西就是对于最后输出的结果，尾气中的氧含量进行检测，反馈给ECU，让ECU对点火和喷油做出修正，满足环保需要。

    那么为何喷油脉宽图中会有开环最高马力和开环这两个项目？
    这里要说明一下了。我尽量使用通俗点的语言解释。
    大家开车时候都知道，我要加速，需要很高的车速，这都需要狂拧油门，把油门开大了。不论你当时发动机转速为多少。主要就是要往死里抽油门，这样车辆就会输出很好的加速。

    化油器车上这个工作一般是通过旁通道的加速泵来完成补油工作的。那么电喷车如何做到？大家一般认为有氧传感器的车肯定是闭环工作的，这是错误的。两种主要情况下发动机是按照开环工作的。1:氧传感器损坏，这情况下，ECU无法得知尾气分析结果，那么也就无法对应做出修正。这时候ECU会自动切换为开环工作，所有的开关工作模式都是按照厂家预设的固定参数工作的。这是电喷发动机的特色，比如你大气压力传感器损坏，发动机自然按照一个标准大气压工作。

    图3为开环闭环工作区域图



通过这图大家就可以很直观了解电喷的开闭环工作区域了。前面提到的大油门大马力区域很直观地在图中反映出来了。节气门角度过80°，不论发动机处于什么转速区域下，ECU自动认为驾驶者需要大马力输出，ECU调节为开环高马力模式。再下来就是开环工作区，这个区域要分为两部分理解，以节气门角度为20“区别。上半部分的开环区域为由闭环区域过度为开环最高马力区域的过渡区。相当于你实际驾驶时候本来是以很中等的转速区域行驶，现在我看见路况较好，需要加速到更高的车速，那么我缓慢拧油门。下半部分的开环区域可以理解为你车拖挡了。发动机转速很高，但油门开度很小。这基本不是拖挡就是你在猛减速，所以从图中可以明显看出开环区域是为了保证行车安全及驾驶乐趣所设定的区域。这区域范围内，驾驶员的主观意识很强烈，并且可能伴随复杂的路况调节。为了保证行车安全，此区域不适合做环保修正。

    接下来谈下闭环区域，怠速闭环区域这非常好理解。发动机为怠速情况，怠速时候驾驶肯定不是在抽烟就是在聊天，不会去开车，即使是在行驶过程中的怠速区域，基本也是换挡或者滑行时候。BUELL是运动车，不用考虑如摩的司机一般的驾驶方法，使用怠速省油拖挡开。所以这种驾驶方法本文不讨论。还有靠中间的闭环区域比较好理解，这个区域就是油门开度不大，发动机转速不高。这只要是开过摩托车的都可以理解，这个区域是驾驶最舒服也是使用时间最多的区域。那么为何中间还有个闭环修正区域呢？这就是厂家的设计精妙之处了，这个区域厂家认为是使用最频繁的区域。所以在这区域单使用氧传感器修正还不够，还需要加入如长时燃油修正等参数。

什么为长时燃油修正？简单点说就是，ECU根据你的长期驾驶习惯得出的一个统计积分的数据，相当于ECU学习你的驾驶风格，以后在喷油时候根据这个修正表格，来修正你的喷油，节约运算时间，最主要是提高燃油效率及驾驶时的输出匹配度。

    大家只要记得电喷车ECU内部运算时候主要以查表为主。就是一个一个表格。两组数据组成基本的MAP表格，然后加入其他数据后就变为三维表格。相当于车辆先以节气门角度与发动机转速为依据，查出表格里对应的项目，然后检查其他数据，用来修正查表得到的数据，最后输出一个实际使用需要的数据信号。

    基本表格不一定以节气门角度与发动机转速为准。这要看厂家设计时候的发动机硬件设计思路及软件设计思路了。有些车，如日本车在低速低负荷情况下，是以进气压力数据替代节气门角度数据的。这样做的目的是提高燃油经济性。以空气的量为标准去配合燃油输出量。到了高速高负荷情况下，日本车3就切换为节气门角度为主，这时候就是只关心驾驶员的油门大小，以性能输出为第一位。

    图4为从BUELL车内导出的实际前缸燃油MAP图数据


可以清楚看到，不同颜色区域代表不同的燃油设定。基本按照上图的原理图设置，有小区别的地方只是厂家根据实际车辆情况做了修改。

    图5是驾驶习惯分配区域图


这图结合以上的MAP图及开闭环区域设定图，我想大家会很快直观理解MAP图这个表格的设计原则了。

最终驾驶者实际在马路上可以使用的区域为如图6所示。



图6中我套用了个网络名词：战斗模式。现在很多年轻人喜欢用。其实就是车辆猛加速，超车或者为了所谓的爆表模式。
    记住原理图只是基础，实际的车辆内部MAP图是结合大量道路试验与发动机台架试验得出的数据，是修改过的。

综合上述来看，我想大家应该明白了，所谓的闭环省油这观点不是完全正确的。驾驶习惯才是最主要的，闭环区域其实是非常小的。所以电喷车不要想当然认为没有氧传感器的车肯定费油。日系车在2007年之前就基本不采用闭环设计。除了极少数版本的车辆，法定强制安装氧传感器。一台CB1300街车，正常温柔驾驶，其油耗其实和CB400SF是差不多的，也就是5L多点。油耗和混合比与驾驶习惯有关系，混合比无非从燃油压力及空滤情况入手。

修正参数
一、加速修正
    加速修正主要基础数据为三个。
    1:发动机温度。
    2:发动机转速。
    3:节气门运动速率。
    加速修正节气门平均值按照下面公式进行。
    TPS avg (n)＝TPS avg (n-1)＋(TPS curr- TPS avg (n-1))＊5/64
    avg＝平均值
    curr＝循环值
    TPS＝节气门位置
    加速分两种，一：温柔加速二：猛烈加速
    ECU判断两种加速的依据是平均的节气门位置与周期循环节气门位置值的比对得出TPS Diff.。也就是差值，图7为差值表。



这是个演示，表格里的数据是采样数据。是ECU定期根据节气门位置数据采样结果。
    温柔加速确定开始与TPS DIFF值大于0.30C，猛烈加速确定阀值由15-18“开始。

二、进气温度修正
    因为进气的温度不同，空气密度自然不同，所以每次就算进同体积的空气，氧含量不同。自然发动机必须做修正，修正表格如图8所示


ECU会自动根据进气温度给出燃油修正数据。温度越高，燃油减少越多。其实两端的极端温度可以忽略不计。因为地球上很少有出现如此极端温度的地方。

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发动机温度修正
    如表1所示。
    发动机温度以后缸为准，作为冷车启动的加浓修正。因为电喷车有些没有配备风门结构。那么就直接用电喷嘴的补浓作为风门使用。


四、发动机怠速修正
    发动机怠速修正数据，如表2所示。
五、前缸温度修正
    前缸温度修正数据如表3所示，因为发动机结构原因。前文提过，前后缸温度不一致，所以必须对其中一缸做精确的燃油修正。



六、电池电压修正
    电池电压修正数据如表4所示，ECU会根据在ECU供电端口采集的电压数据对喷油做修正。
    这主要是保护在电池馈电情况下，保证电喷系统可以勉强工作，不至于中途死火，导致事故。
    从表4里同样极端情况可以不看，0V电压不可能发生的，这基本是发动机直接断电了。这时候我个人觉得电喷系统处在直接罢工状态了。16V电压属于充电线路损坏了，即使可以当时维持工作，不久车辆也会因为其他原因死火。这只是厂家设计时候的保守设计而已，对于维修此岛廖薏慰家庖濉?

七、开闭环修正
    1:闭训正。满足条件为节气门位置与发动机转速及发动机温度与厂家预设的MAP一致，并且车辆不处于怠速状态（怠速状态的闭环修正以怠速条件为准，主要随气温及发动机温度为准）。
    2:闭环学习值修正。满足条件为64-112km/h速度。在此速度条件下，节气门位置与发动机转速及发动机温度与厂家预设的MAP一致。但当混合比与氧传感器的迭代次数超越23后。将优先考虑混合比为主。
3:开环模式。当进入开环模式后，发动机的混合比将以稀为主，以便发动机随时换挡顺畅进入最高动力开环模式，或者进入发动机制动的怠速模式。
    4:开环全动力模式，混合比以过浓为主。主要目的为直接让发动机处于最高功率加速阶段。
    5:开环学习模式。此模式是在氧传感器确定混合气偏浓或者偏稀时启动。

下面两种情况学习修正
    A：在一个缓慢的加速阶段，氧传感器确定混合气偏浓，混合比控制自动缓慢变稀。
    B:在全马力模式下，氧传感器确定混合气偏稀，混合比控制自动缓慢加浓。
    在这边说下喷油的ECU内部指令，二进制代码为8个BIT。
    （车辆停车状态得到）一个标准的指令如下表5所示。



点火部分。
    先看工作原理图：如图9所示。



打滑模式：此模式为车速与发动机转速对比值判断发动机是否处于大负荷极速状态。

    这很好理解，ECU对比转速与车辆车速（不论测量哪儿总是在离合器输出端的转速）与发动机转速（肯定是离合器输入那端）的比值是否在离合打滑与不打滑的系数范围内，即可判断发动机是否处于高负荷（载重或者顶风）还是发动机处于极速状态。此时ECU会自动引入环保控制的噪声控制MAP，因为所有环保法规包括正规比赛的环保法则都规定了发动机高转时候的噪声分贝数。所以整个点火运算过程中，只有噪声MAP是会对点火提前角起反比作用的。

    怠速时点火修正见表6所示。
    温度越低，提前角修正越大，这个提前角是累加角度。目的是赋予发动机一个平稳顺畅的怠速感觉。
全马力模式发动机温度点火修正如表7所示。

发动机转速限制

    任何发动机都有最高转速限制，而不是大家想象的，是发动机无力了，所以转速上不去了。发动机转速限制目的是保护发动机。因为一般发动机转速表设置红区是提示驾驶者不要在任何情况下把发动机拉到那个转速，而不是国内常说的，买车时候要看发动机能不能进红。这种错误理论是在大江南北广为流传的。红区前其实马力与扭力的峰值点已经出现了，所以红区对于驾驶的乐趣是毫无意义的。一般民用发动机进红区后，其功率是下降趋势的。比赛发动机因为改装过了，所以把功率区域推后了。加之比赛发动机无所谓寿命，所以也不考虑发动机保护问题。

    发动限制转速一般有断油和断火两种方法。BUELL采用的是断火法，就是切断点火。
    启动条件为：1：发动机超转（转速达到设定的最高值）2:发动机温度过高。
    触发方式为三种。
    1:温柔模式在数个点火信号中只断开其中几个信号
    2:强硬模式在数个点火信号中只断开其中多数信号
    3:完全模式把所有点火信号全部中断。
    我想通过上面文字描述大家也知道是啥感觉了，第一个就好比是点火线圈轻微接触不好，第二个是严重接触不好。第三个就是点火线圈脱落。

ECU内部依旧是8BIT指令，指令代码表如下。

前缸温柔模式

1 1 1 0 1 1 1 0  
后缸温柔模式

1 0 1 1 1 0 1 1  
前缸强硬模式

0 1 0 1 0 1 0 1  
后缸强硬模式

1 0 1 0 1 0 1 0  
完全模式

0 0 0 0 0 0 0 0

    触发条件（以1200mL发动机为例）
    温柔模式触发点＝6750r/min
    温柔模式复位点＝6700r/min
    强硬模式触发点＝6800r/min
    强硬模式复位点＝6750r/min
    完全模式触发点＝7000r/min
    完全模式复位点＝6950r/min

速度限制
基本车都有速度限制，一方面是考虑驾驶者安全，一方面是保证车辆稳定，还有个因素是部分车需要符合销售地法规规定，所以有速度限制。

    BUELL是根据实际道路测试做了速度记录限制。ECU内部设定了限制值。

    速度限制参考条件如下。
    转速与车速滞后高阀值阀值120
    转速与车速滞后低阀值阀值110
    高速时间计数起始值转速6300r/min
    高速时间计数触发值转速6300r/min
    高速时间计数复位值转速6000r/min
    高速限速强硬断火点转速6400r加in
    高速限速温柔断火点转速6300r/min
    高速限速温柔断火延时高速时10秒
    高速限速强硬断火延时高速时巧秒
    低速时间计数起始值转速6300r/min
    低速时间计数触发值转速6300r/min
    低速限速强硬断火点转速6400r/min
    低速限速温柔断火点转速6300r/min
    低速限速温柔断火延时低速时3秒
    低速限速强硬断火延时低速时5秒
设定周期都是255-个工作循环。


排气阀控制系统
    BUELL也有自己的专利排气阀系统，其工作原理如图10、图11所示。图10为排气阀门打开状态，图11为关闭状态。


排气阀作用这边就不复述了，大家都可以理解。排气阀ECU内部指令也是个8BIT指令。
举例代码含义

1 0 0 1 1 0 0 1

    从左到右含义如下。
    注：前四位为无用字节。
    排气阀关闭当功率限制开始时
    校对字节，与左边字节相反，0=排气阀OFF
    排气阀打开，当不处于最高功率模式情况下
    最高功率模式下的驱动阀值
    排气阀工作调节设定，以下排气阀简称为（AMC），需要补充下，AMC在关闭时候排气管为长管状态，也就是说排放气体行程很长。打开则反之。
    1: AMC关闭（长管状态）低于1450r/min
    2：AMC打开（短管状态）高于1500r/min
    3: AMC打开（短管状态）低于3300r/min
    4: AMC关闭（长管状态）高于3350r/min
    5: AMC关闭（长管状态）低于5050r/min
    6：AMC打开（短管状态）高于5100r/min
    如果使用改装管上面没有这种排气阀接口，那么可以制作如图12中的装置替代排气阀。



噪声抑制模式
    现在环保条列越来越严格。所以车辆必须加入抑制模式。在发动机达到全功率后，或者是严重打滑后，这点大家都可以理解。这两种情况下发动机噪声很大。

    同样是个8BIT指令
打开模式为

1 1 0 1 1 0 1 0  
关闭模式为

1 1 0 1 1 0 0 0  
分别对应含义为（从左到右）

模式启动时终止加速改进
授权
没有加速时取消噪声模式
离开最高马力模式时取消噪声抑制模式
使用初始阀值
只有在最高功率区域加速时才启动噪声模式
在最高功率模式转换过程中启动
在加速模式下启动

要取消噪声模式，可以采用下述方法达到物理隔绝。
1:找到ECU。
2:拔出灰色插头。
3:去掉防水密封圈等装置。
4:用小螺丝刀去掉橘黄色的挡板。
5:在8号口找到白色连线，拔出这根线。
6:必须对电线端子做绝缘处理。建议使用热缩管。
7:按照原样装回灰色插头。
混合比如图13所示。

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对于DDF1与DDF2 ECU来说混合比的经济区域的燃油修正是针对后缸的。而DDF3就改进为针对两个缸了。经济区域的定义参考前文图5。

    图片中的混合比只是大致的混合比概念，不是绝对的，因为混合比控制装置还牵涉很多问题。这在本文最后的表格里会有体现。具体查看ECU内部指令就会发现，AFV混合比模式不像大家以前对化油器理解那样简单。化油器的混合比基本是固定系数的概念，增加减少的量只是个定量。不能随气温，发动机转速，负荷还有车速，发动机温度等因素对应决定是否改启动混合比控制模式。

    怠速区域来看基本是随发动机温度的，因为只有在低气温，低发动机温度情况下，车辆才需要启动时候与初期怠速阶段的混合比加浓工作。

    知识补充：混合比指的是空气／燃料的比值。简称AFR．数字越大混合比越稀。

    最理想的混合比数字是14.7:1，发动机设定时候一般偏稀为主。主要目的是出于燃油经济性考虑。所以现在零千米全新的电喷车在行驶一万千米内，基本火花塞都有点偏白。AFR主要随氧传感器数据修正。当氧传感器失效时，ECU自动会把混合比设定为14.7:1-16.2:1之间。

    在大节气门开度区域中，可以看到混合比非常浓。这主要是全功率模式，发动机输出以浓为主。
    而在小节气门开度区域中，混合比偏稀，目的是ECU默认为减速发动机制动区域或者是换挡区域，此时混合比稀有利于省油与减小换挡的冲击。

氧传感器
    氧传感器在摩托车上基本都是宽带氧传感器。为四根线，两根加热电热丝线，两根为数据传送线含地线。

    从这边大家可以看出电喷车其实不是想象中那么简单的。其喷油基础原理还是相当有讲究的，所以单纯用以前修化油器的老思维去理解电喷车很难。这还只是BUELL这种转速不高的车种。如果是日系那种多缸与转速区域非常宽广的车种，其内部控制程序更为复杂。如用京宾ECU的凯旋675，其各个挡位的点火MAP是不同的。三个缸的喷油MAP更是分开的。当然因为各个缸散热情况不同，以前化油器车只能用主喷嘴号数来分配温差造成的供油差别。现在电喷车喷嘴都一样，只需要用ECU就可以控制开闭时间达到分配供油目的。本人也感觉到电喷的内在学问与化油器车比基本是个电脑与算盘的区别。化油器是纯机械的，虽然稳定（我个人觉得排除电路基本故障问题，电喷稳定100倍），但机械的结构变量太少了，实在无法满足现代环保需求。而且化油器精度好比机械手表，安装与加工精度要求高，磨损较快。而影响电喷的喷嘴和汽油泵磨损老化速度明显慢，并且在汽油泵中，厂家已经设置了提前量。保证即使汽油泵发生磨损，可以在很长一段时间保证供油压力无变化。汽油泵输出压力远高于实际工作压力。在检查发动机输出的喷油波形与点火波形时候必须要参看原厂的资料，不然你不知道内部ECU程序如何设定，有时候真会弓l发误判。如早期DDFI和DDF2ECU在修正时候只会对单独一个缸修正。而DDF3就是两个击工一起修正。那么如果你理解为常规的双缸修正，遇到单缸修正的车，就会觉得是车辆这个缸有问题。

    本人在一台SUZUKI TL1000上遇到过类似问题。发动机后缸工作时候一直有问题，热车后会有断火感觉的杂声。声音非常巨大。检查了后缸和前缸的喷嘴火花都正常，再检查电喷体上的后缸摇臂的间隙（此车后缸是用前缸的节阀盘通过拉杆一起拉动的）一切都正常，打开后缸发动机检查，发现正时与相位都正常……最后检查了节气门位置传感器的初始位。发现偏移了。传感器被以前维修人员动过，严重偏移（估计目的是调节混合比，因为此车一直烧火花塞）。通过表头-C00位置确定。把节气门位置传感器校正。症状一切消失。这个毛病其实是很难判断的。因为一般车辆节气门位置传感器偏移不会发生这种问题。最后分析是此车是对单独一个缸进行供油与点火修正的。所以才发生这种误差。这也是不了解ECU内部程序设定的关系。

    本文可能对于维修帮助不大，但对于很多有意破解ECU进行改装的朋友应该有点启发作用，本文作文时间仓促，本人技术与知识有限，如果有错误地方敬请广大读者老师们指出，谢谢。

最后附个ECU指令表（只列出了比较早的三款ECU代码），标注颜色部分为有区别的部分。见附表。

tg330

关键是出了问题，如何修正，是否必须接电脑？还是可以自己手动修正？

tg330

我看朋友对数据剖析的如此透彻，关键是如何贯彻执行？还有我想咨询下我的机器维修师傅说我的前后杠工作不一致，是否正常？

奔奔

http://item.taobao.com/item.htm? ... 539&ns=1#detail

buell 数据线+ECMspy

神谢

牛X.......................

头大

这是为了卖数据线做的铺垫贴!