CDI改造、ACGゼロクロスエッジを利用してBTDC45°~0°進角化、検討

4月辺りからまた点火タイミング弄り再開、一時、BTDC28°側に貼り付く様に調整したら、ノッキングし捲り、デリケートなものの走行条件としては最悪のチョイノリ燃費で34.6Km/L、過去24~30Km/L往ったり来たりをブチ破る結果になったんで、最初の頃の改造の時、危険だから、確度出せるか疑問、ヤメトコ却下感だったのが俄然ヤルキになった。仮にコンスタントに25⇒35Km/L出るなら、年間2000Km使うとして試算約\3428-差、並牛約10杯分、味噌汁もたまに追加可能になるし。

←TLR250の場合、4枚磁石で、4fo、正負使えば8foのクロックパルスが得られる筈。8倍もあればクランク回転ムラの影響も1/8に軽減、で、問題は4st車用で+/-0.5°とかの確度が出せるのかどうか。あと例の、油にドップリ漬かってて開けられないACG、回転確認とか不可能なんで、どうやって実角度とか検証するのかだよな。そもそも油マミレになる様なメンド臭い事は絶対したくないし。今のテストセットにインスタント追加可能な奴って線で、検討。

以前、過去例が無いか調べた記憶では、昔のカワサキだかヤマハだかあるいはスズキだかのミニバイクか何かで、ACGコイル1個で発電と点火タイミング検出を兼用するのがあったらしいが、今回再検索してヒットしなかった。CDIが出た当時の他社特許を回避する為に考えられたのではないかって推測してたんだが、実車、具体的なバイク何なのかにはまだ辿り着いていない。2stミニバイでよくある4枚磁石ローター、2コイル並列式なら丁度良いタイミングに出来そうやし。あと、以前CDI幾つか分解した範囲では、ホンダのスクーターに、ピックアップ信号以外にACG交流信号を直接受けるとしか思えない配線が有ったんで、何かに利用しているみたいな感じだった。現代のEFI車だと、ローター外周自体に多数の突起付けて正確にクロック信号作れる構造になってて、ACGの位相信号なんか全く使って無いみたい。

あと1台こっきりだけ、そこまでするかななんだがもし仮にデジタル化する場合、今ある既製品ベースにするとかには、特に高回転側でプログラム実行時間の余裕が必要、TDC信号か、1波目信号がBTDC28°よりもかなり前に得られないと間に合わないんで、可能かどうか一応調べないと(メーカー製スロポジ付き2山タイプのデジタルCDIとかでBTDC40~72°)。 　

Chapter 1.

CPLDとか使って高級なパターン、自由自在にタイミング作れる筈。実物は直ぐにつくれそうも無いが..orz.
一応ネーミング、グリスンゲートCDI」

　

　

Chapter 2.

手持ちジャン箱漁った結果、CD4017Bとかで簡単なパターン、プランB「ACG簡易グリスンゲート」。これ蛇の目基板空中配線、2~3素子ぐらいで収まれば隙間に押し込んで試走とか出来そう。CD4017Bは、正論理ICなんで、それに合わせて作らなきゃいけないが。

4000シリーズC-MOSは40年ぐらい前のだけど、電源範囲が3~18V程度でアバウトに使え、電流が少なくて済むんで今でも生き残ってる感じ。

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いまのところ問題点

現CDIユニットに接続するのに、7V~9V、同程度の内部信号電圧、PIC入力には+/-5~6V程度のスイング、8KΩ程度のドライブ能力が必要。

故障した場合の自動パススルー

ACG全波整流化している関係、0~+14V(~100Vpk)の正電圧のみ、始動は4Vpk位いからのダイナミックなスイングになるんで耐圧と細工が必要。10Hz~最高600Hz(800Hz@12000rpm)程度、shはたぶん2V辺り(電流の流れる夜間は特にREG内整流器やSCRのVfが高くなる筈)。

ピックアップ出力が小さい、3.6Vpk@1000rpm程度~60Vpk(高回転側)。キック始動時は、1Vpk程度から対応しないといけない、良くあるフォトカプラ式はソレ自体だけでVf0.8~1.4V程度、冬季低温だと1.5~1.6V程度もあるんで多分、使えない。ちょっと強めにキックすれば簡単に2Vpk出るくらい出来そうだが、膝楽バイク生活目指してるんで却下。現在のMB4213単体の入力電圧感度は1波目+in:+0.625V/2波目#:+0.2V程度。

抵抗無し極悪プラグとか使用している関係、妨害に強くないと不味い。完全に0Ωプラグだと、DMMとかをエンジンに近ずけただけでハングアップして使えなくなる(800Ω程度のプラグなら改善、ほぼ問題無し)。

Chapter 3.

まず1手、現テストセットについている電源供給周り変更、端子、ヒゲ出し。

←追加コンデンサ、補助電源、外部ダンパーDiと一緒に丸めて配線整理

追加~2ユニット分の内部電源取り出しギボシ追加、内部電圧追加保護、20V(22Vpk)5W-TVS追加。

...20Vでなく、18V(19.5Vpk)にしとけば良かった。CD4000シリーズでそのまま使える。
20~21Vは、マキタBL1830パラ接続用の上限、14VはLiFe12Vバッテリーの上限辺り。　

　　　

　　　

Chapter 4.

追加予定の基板や外部用に直流電源用意。ACG-AC信号の方は以前、全波整流器作った時に、CDI側でクロック信号作れる端子をREGハーネス側に作り込んで黄色線で出してあんで、それをそのまま使う。

Chapter 5.

出力の幅が長過ぎるカモ気がするが、エッジだけ効いていれば良い筈、やるとしたら100~500μS程度に整形だけど、とりあえずイイヤ。回転できるかとか、タイミングや、波形確認用のバラックだし、ヒマみて作って回してみんべ...デットストックの4017がまだ機能するか、って問題もあるし。無負荷ならエンジン損傷とか無いんじゃね。

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CDI本体と同じ内部電源、3.8V付近から動作するかどうか。

100pF周りの耐ノイズ(抵抗無しプラグで)

出力ドライブ能力、始動~1500rpm付近

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CDI本体側事前設定

(現下限)　386K/759K

Rrpm:907KΩ (790K+117K)
Rpv:600KΩ
Radv:100KΩ
Rsbias:550KΩ
Rstat:9KΩ


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　366K/644K

Rrpm:847KΩ
Rpv:580KΩ
Radv:80KΩ
Rsbias:610KΩ
Rstat:9KΩ

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7/18に現テストセット新設定で、それから再計算。

11-28°PIC用(343°)
RH:520K/RL:1070K

　Rrpm:1300KΩ
　Rpv:780KΩ
　Radv:87KΩ
　Rsbias:900KΩ

0-45°概算(315°)
RH:377K/RL:639K

⇒370/637K
　Rrpm：725K
　Rpv：680K

　Rrpm:850K (現、907~1407 ⇒600~1600~KΩ)
　Rpv：　　 (現、600~1100)
　Radv:87KΩ(⇒ 40~140K)
　Rsbias: (⇒500K~1MΩ、5M-ADJ　⇒　1M-ADJ変更)

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7/30新設定ベース

11-28°PIC用(343°)
RH:521/RL:1139K

0-45°PIC用(315°)
RH:377/RL:664.7K

⇒380/659K
　Rrpm：750K
　Rpv：695K

Chapter 6.

手持ち部品とかに合せて修正、TDC側パルス(0°~ATDC45°付近)取り出し追加。ピッタリなパルストランスが無いがトリアエズ。トランジスタのデータシートだと、Ibは10~20倍流さないとVce-satは出ないみたいだが、動作周波数は精々600~800Hz、5°パルスとしても、精々115.2KHz相当程度、tp遅れ5μSもスピードが出れば御の字な筈。がしかし組み込みでの消費電力だけは出来るだけ削らないとバッテリーレス始動に支障かも。

うごくかどうか...

↑オッと、エッジ極性、間違ってた。修正。

で、BTDC11°度リセットでなく、BTDC28°リセットに変更。

Chapter 7.

論理図ぢゃ手組み配線出来ない、思いっきり迷って間違えたんで、実体図で書き直し。で、ちょっと考え、出力コネクタを+/-リバーシブルに、あとLEDストロボ用端子追加。

アナログCDIだと、都合よく非線形点火マップなんかは設定出来ないんで、低負荷低圧側は可能として兎も角、高負荷側でもBTDC45度点火も可能なのか、1気筒220~250cc程度の4輪車の事例とか検索なんだが、高負荷側でノッキングもデトネーションも生じない常識的な点火時期は、やはりBTDC30~35度程度が限界みたい。エンジンが損傷しない範囲で短時間のテスト、って事になりそう。次、デジタル化するかなぁ