GESTION ELECTRONIQUE GEOMETRIE VARIABLE 3.0Di

[phdv61]

 

Vous avez fait des motifs sur votre Patrol ( échappement, vanne EGR...), et l’ECU n’est bien sûr pas au courant ? Alors il y a de grandes chances que la gestion de la géométrie variable de votre turbo par votre ECU ne soit plus adaptée, même si vous avez vissé la butée pour éviter de voir votre pression s’envoler, et l’apparition de mises en sécurité, qui proviennent + des contrôles ‘sanitaires’ réalisés par l’ECU à des régimes moteurs particuliers, que des 1.2 bar ‘max’ dont tout le monde parle et qui n’est pas le pire.

Un échappement de plus grande section, ce sont des gaz qui sortent plus vite, et donc qui entrainent plus fort la turbine de sortie de notre turbo, et donc celle de l’entrée et la pression dans l’admission peut monter monter… si on n’y prend pas garde.

L’ECU n’étant pas au courant, et vu qu’il ne se sert que du débitmètre et de tables ‘toutes faites’ pour gérer ‘les gaz’ en fonction de l’enfoncement de la pédale, c’est tout vu : ça risque de créer des petits problèmes. 

La solution qui consiste à viser la butée est un pis-aller. Mais ce n’est pas du tout optimal. On peut faire (beaucoup) mieux!

 

Mais quoi, allez vous me dire ?

Simplement enlever cette gestion du turbo à l’ECU, qui la réalise à travers son contrôle de l’EV de vide, et la remplacer par une gestion électronique (c’est à dire une carte électronique avec micro-contrôleur, et un bout de logiciel ).

 

Pour ne pas modifier le système d’origine, et pouvoir y revenir facilement, j’ai utilisé une autre EV, et même un autre actuateur. En effet, au bout de quelques années, ces éléments ont tendance à vieillir, et fonctionner + « mollement ».

Autant redonner du PEP’s à notre engin, en lui mettant des éléments de + grande distribution, beaucoup moins chers que les pièces 'Nissan Original’ et surtout NEUFS !

 

J’ai pour ma part installé 

> un actuateur SMELETT pour Turbo Garett (40E) 

> une électrovanne N75 Pierbourg originale  (35E)  

 

De quoi d’autre a t’on besoin sinon ? d’une carte Arduino UNO (mon second développement après avoir conçu une carte toute analogique), ou d’une carte Nano (mon choix pour la version définitive) chinoise toute faite. Ces cartes contiennent des entrées analogiques haute impédance pour réaliser l’acquisition des signaux dont on a besoin ( au minimum la sortie du capteur de pression qui se trouve en sortie IC, et dont on retrouve le signal à l’entrée de l’ECU au dessous à droite du volant ), et idéalement le signal de pédale, mais ce n’est pas obligatoire si on ne cherche pas à monter en pression trop vite/ ou au delà de 1.15 bar. Dans ma version définitive, j’ai aussi prévu de réaliser l’acquisition de la vitesse de rotation du moteur. On ne sait jamais, ça peut servir pour aller plus loin. Ces cartes sont capables en sortie de sortir des signaux digitaux ( 0 ou 5V), ou modulés pwm très facilement (presque exactement ce qui est nécessaire pour contrôler une EV de vide, à la tension et au courant près. Il faut ajouter un transistor de puissance, et une diode dite 'de roue libre' ). Quand on cherche sur le net avec notre meilleur ami, on trouve tout ce qu’il faut pour comprendre, et faire.   Les éléments qui ne sont pas présents sur ces cartes (comme un transistor de puissance pour commander l'EV de vide), il faut les mettre ailleurs. Pour une carte UNO, on appelle ça un « shield’, sorte de mezzanine qui vient se connecter par dessus la carte UNO. Sur la Nano, qui est toute petite, j’ai fait l’inverse : j'ai développé une sorte de ‘carte mère' de 66x66mm qui tient dans un petit boitier, et sur laquelle je viendrai enficher la carte Nano chinoise (1,5 Euros) sur laquelle j’aurai soudé des ‘pinoches’ (on peut aussi les commander toutes prêtes avec ces pinoches déjà soudées).

Pour ceux qui voudront faire, il faudra donc approvisionner le circuit imprimé (je donnerai la référence. 2$ les 10 circuits), les composants (une dizaine d'Euros), et les souder, et ensuite télécharger le logiciel ( c’est simple : connecter la carte à un PC via le cordon USB fourni, mettre l’atelier Arduino sur son PC, et y mettre le logiciel. Une fois dessus, il y reste.  20 à 25 Euros en tout avec le câblage.

 

Enfin, j’ai ajouté au design une petite carte ‘Baromètre’ digitale BMP180 < 1 Euro) très facile à interfacer aux produits ‘Arduino’, car l’altitude est un des paramètres à prendre en compte si on veut un PATROL qui marche au niveau de la mer, et en haut des plus hautes montagnes. et par hautes et basses pressions de manière "identique". Il m’en aura fallu du temps pour comprendre.

 

Sur la version définitive j’ai aussi prévu de réaliser l’acquisition du MAF (débitmètre) pour en corriger la valeur, et envoyer à l’ECU une valeur qui lui plaira +, et en tout cas, jamais supérieure aux maximums qu’il n’accepte pas. Cela évitera le bricolage avec des diodes.

 

Pour ce qui est du gasoil, je n’ai rien fait. Et je compte ne rien faire :

Les boitiers ne font qu’intercepter les commandes que l’ECU envoie à la pompe, pour augmenter la quantité de gasoil ( mais la quantité d’air reste la même, donc on augmente la richesse… la consommation et … ça peut fumer) et peut-être l'avance ( pas sûr....).

Pour un prix similaire, on a un pot Inox 3 pouces en Australie ! et donc + d’air ( si vous avez compris ce qui est dit plus haut). Et quand on injecte + d’air, le débitmètre le voit, et l’ECU aussi en mesurant le courant qu’il doit envoyer au débitmètre pour maintenir son film chaud, chaud. C’est pour cela qu’il faut rester sur un DEBITMETRE NISSAN ORIGINAL !!! s’il voit + d’air, l'ECU est sensé injecter + de gasoil. Je ne suis pas monté sur un banc, donc je ne sais pas si c’est vrai. Il faudra que je le fasse. En tout cas, au niveau souplesse, il n’y a pas photo entre maintenant, et avant. Donc je n’éprouve pas le besoin d’ajouter un boitier en plus. Peut-être quelques chevaux en plus et un peu de couple supplémentaires peuvent aller être cherchés, mais ma vieille pompe de 18 ans va t''elle accepter de chauffer un peu plus lorsque ses EV vont être sollicitées plus longtemps ? Je ne sais pas. Alors je préfère la laisser tranquille.

 

Pour régler correctement l’ouverture des aubes, j’ai réalisé de nombreuses acquisitions des paramètres et réalisé de nombreux graphiques pour comprendre ce que faisait l’ECU, et pourquoi.

Typiquement, en altitude, il essaie de resserrer les aubes ( mais il ne peut pas, le bougre, à cause de la fameuse butée).

Aussi, il laisse les aubes ‘fermées au max’ jusque 300mbar de pression admin environ, pour ensuite les ouvrir petit à petit en fonction de la valeur du débitmètre. C’est sans doute mieux que de le faire à partir du capteur de pression, car ‘pression' ne veut pas dire ‘débit’ : Je m’explique.  Si on laisse les aubes trop fermées / trop longtemps, la pression monte dans l’admission, car les gaz d’échappement font vite tourner la turbine de sortie. Mais ils ont du mal à sortir du coup aussi !  donc de la pression, mais peu de débit. Si on recherche de la performance, et être très près de la limite, c’est donc le débit d’air qu’il faut prendre en compte. En réalité, vu que je suis loin de la limite, je peux utiliser le capteur de pression, cela revient à peu près au même et les deux sont liés quasi linéairement (tant qu'on reste 'raisonnable). C’est juste la fonction de transfert qui est différente ( quelle valeur de pwm - commande de l’actuateur - pour quelle pression dans l’admission ). L’intérêt du logiciel, c’est qu’on peut tout faire et tout contrôler comme on veut et modifier/régler à la demande. Le logiciel, c'est + mon truc que le hardware. Mais avec tous les tutos, on y arrive.

 

Enfin, lorsqu’il ouvre l’EGR, l'ECU compense en agissant sur l’ouverture de la GV (l’afflux de gaz d’échappement dans l’admission augmente la pression, donc l’ECU ouvre les aubes…). Sauf que si vous l’avez bloqué l’EGR, le résultat n’est pas celui escompté. Et cela crée des pics de pression qui peuvent être importants. Il vaut donc mieux à mon sens ne plus laisser l’ECU gérer le turbo, sauf à avoir des aubes très ‘ouvertes’ au ralenti ( en ayant vissé la butée comme le tutu l’explique ), et donc un système moins performant, voire vraiment mou en bas des tours. A chacun de voir. Moi, je voulais voir. C'est fait. Et je ne regrette pas.

 

Plein de bonnes raisons pour s’affranchir de l’ECU, et de gérer le turbo à sa place.

 

Dernière chose : lorsqu’on réalise des acquisitions de la valeur du débitmètre, et qu’on les trace sur un graphique, on se rend compte qu’elles sont ‘bruitées’. C’est normal pour un capteur. Le petit souci, c’est que l’ECU utilise ces valeurs 'instantanées pour calculer le duty cycle pwm de l’EV, qui a donc la tremblote lui aussi, et fatigue le ressort de l’actuateur. En logiciel, on peut ‘intégrer' ces valeurs ( en faire une moyenne sur une dizaine de ms par exemple), et alors, plus de tremblote ! C’est forcément mieux pour l’EV, mieux pour l’actuateur, et donc…. mieux pour la planète et la consommation.

 

J’ai également ajouté 4 micro-switches sur la carte définitive pour choisir

> Mode automatique ou mode ‘Manuel’ ( via réglage libre des trois potentiomètres - voir plus loin )

> EV N75 - ou Originale NISSAN ( à tester avec quelqu’un en version ‘originale’ )  @npatrol80, si tu as un connecteur d’EV câblé avec un bout de câble, je pourrai faire ce test et les réglages.

> Mode ‘ouverture des aubes au lever de pied’ ON/ OFF

> Mode ‘compensation automatique de l’altitude’ ON/OFF

Si certains ne veulent pas ces fonctions, ils pourront ne pas équiper la carte avec tous ses composants en laissant les switches sur 'OFF'.

 

Et pour les joueurs qui veulent régler 'à leur goût', trois potentiomètres pour régler manuellement ( et ainsi s’adapter à tout turbo GV )

> la fermeture max des aubes ( en % de pwm )  - N75 et Nissan Originale sont différentes

> le delta max % pwm entre aubes ouvertes et aubes fermées ( Nissan Original = 59-20 = 39%  N75 = 20% environ pour un PATROL 3.0Di manuel)

> la pression max recherchée / à ne pas dépasser

 

et un porte-fusible pour éviter de faire sauter le fusible du circuit sur lequel je me suis branché ( l'alim de l'autoradio dans la console de mémoire ), sachant qu"on tire moins de 0.5A pour la carte et l'EV N75, donc pas de souci.

 

Voilà.

Dernière chose : je vais lancer la fabrication de mon circuit imprimé définitif. Il sera aussi capable de commander une EV électronique PWM en 5V ou en 12V ( il existe les deux sortes apparemment), en modifiant le logiciel un peu sans doute. ça, ce sera pour après. J’avais "promis" de le faire à @Pierre Grosjean . Il me faudra une bonne âme pour concevoir et réaliser la pièce d’adaptation mécanique. Cet actuateur comprend un moteur rotatif, qui devra entrainer ( via une petite biellette ?) le levier de la GV. Rien de sorcier pour ceux qui savent… comme toujours. Moi, Je ne suis pas outillé pour la mécanique, et … j’ai la flemme.

 

 

 

Si vous avez des idées de trucs à modifier ou ajouter, dites le vite !  

 

Je mettrai les schémas électroniques et le CI/les composants nécessaires en ligne pour ceux qui veulent s’y mettre, quand j’aurai testé la version définitive.

 

 

Modifié 25 mai 2019 par phdv61

[npatrol80]

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