今日は、情報セキュリティの伝統的なトピックから少し逸脱し、暇なときに使用する電子機器、つまりレーシングカーのエンジン制御システムについてお話します。
しかし、状況全体を説明することから始めましょう。 モータースポーツや他の多くの技術スポーツでは、結果はアスリートだけでなく、彼が使用する「発射体」にも左右されることがよくあります。 そのため、車の準備とチューニングには専門的なアプローチが必要です。 もちろん、多くのニュアンスがあります。 しかし、大まかにパーツに分割すると、シャーシの調整とエンジンの調整になります。 今日、私はレーシングカーの「心臓」で作業するときにどのような種類の電子機器が使用されているかをお話ししたいと思います。
最新のレーシングエンジン（車のエンジンなど）は、特定のコンピューター（電子制御ユニット）によって制御されます。 彼は、彼と一緒に行われるすべてのプロセスを担当し、すべてのオンボードエレクトロニクスを管理します。 最も人気のあるソリューションは、 MotecやPectelなどの企業によって作成されています。 私は自分の車でMotec M800を使用していますが、その例で、その仕組みを説明します。
実際、ECUは、エンジン制御アルゴリズム、情報を収集するツール、および外部デバイスを制御する機能を備えたコンピューターです。 操作アルゴリズムの観点から見ると、 4ストロークガソリンエンジンは非常にシンプルなデバイスであり、それを制御するのにそれほど必要ではありません。 クランクシャフトの位置（速度およびリファレンスマークセンサー）、スロットルバルブおよび/またはスロットル位置センサーの位置に関する知識が必要です。 また、エンジンに入る空気の量を知る必要があります。 これを行うには、MAF（エアフロー）またはMAP（エア圧）センサーを使用します。 制御要素として、燃料供給と点火コイルにインジェクターを使用します。 一般に、私がリストしたリストはエンジンを始動するのに十分です。 収集されたデータにより、ECUはいつ燃料を供給して点火する必要があるかを理解できます。 しかし、疑問は残ります。どのくらいの燃料を供給し、いつ点火するのか。 しかし、このデータはすでに専門用語で「ファームウェア」と呼ばれるものを表しています。
外部制御の場合、MotecコンピューターはCANバスを使用します。 ラップトップを接続するには、特別なCAN-to-USBアダプターが使用されます。 編集プログラムとして、 ECU Managerが使用され、メーカーのウェブサイトで無料でダウンロードおよび「トレーニング」が可能です。 実行中のエンジンの管理がどのように見えるかを確認するには、「demo」パラメーターを指定してWinEMP.exeを実行します。
このソフトウェアを使用すると、モーターのほぼすべての側面を調整できます。 主なパラメータ制御アルゴリズムの1つはPID制御です。 その助けにより、すべての動的プロセスが説明されます。 残りの部分は、表で説明されている関数によって実装されます。 主な機能は、使用可能なアイテム間に表形式の依存関係を作成する機能です。 したがって、プログラマーは、動作アルゴリズムを設定する可能性において実質的に無制限です。 入力パラメーターを使用して外部デバイスを制御すると、ほとんどすべての環境でエンジンの動作を記述できます。
しかし、すべてのエンジンコンポーネントの動作をオンザフライで監視することは非常に困難です。 したがって、付随するプロセスはECU syslogの収集と分析です。 ロギング設定は非常に豊富で、必要なすべてのパラメーターを制御できます。 これを行うには、同じメーカーのi2 Managerプログラムを使用します。 既に「落ち着いた」環境で、その助けを借りて、センサーの測定値が分析されます。 この貴重な情報により、すべてのパラメーターを微調整できます。
外界と通信するために、ECUには受信ポートと「制御」出力のセットがあります。 入力として、CANを介したデジタル信号と、内蔵プログラマブルADCを介した0〜12Vの範囲のアナログ情報の両方を受信できます。 豊富な設定パレットにより、GUIを使用してほとんどすべての外部センサーのECUを構成できます。 出力ポートは、外部デバイスの「論理」制御を意味します。 しかし、その選択はそれほど広くはなく、出力特性に応じて「インジェクター」、「点火」、「周辺」に事前に分配されます。 しかし、最終的に、この一連の機能を使用すると、ECUを任意の車に接続できます。
一般的に、チューニングスタジオとレーシングチームのトレードシークレットは、このエンジンのキャリブレーションとチューニングのプロセスです。 彼の周りには、「謎」と「複雑さ」の輪が意図的に作成されています。 しかし、このプロセスが非常に問題があるとは思わないでください。多かれ少なかれ読み書きのできるプログラマーは、エンジンがどのように機能するかを理解して、それに対処します。 採石場に急いで点火角度を変更するのではなく、それが何であるかを理解しないでください。
私はあなたに何か新しいことを言ったことを願っています ご清聴ありがとうございました。
このトピックが興味深い場合は、新しい記事でエンジンの調整プロセスをさらに詳しく説明できます。