Следует сразу заметить, что штатная система зажигания автомобиля НИВА-213 достаточно надежна и эффективна при штатном  режиме эксплуатации автомобиля. Но для «очумелых ручек» это не повод для спокойствия. Хочется заливать бензин подешевле, тратить его поменьше и ездить пошустрее. Поскольку также были непреодолимое желание применить в свое время полученные знания и некоторое количество свободного времени, было принято решение изменить систему зажигания.

      Поскольку отважные герои всегда идут в обход, то применение проверенных временем технических решений было неинтересным. Поэтому РУОЗ II (начало разработки в 2002 г.) задумывался как адаптивная система с обратной связью по ускорению коленвала в стиле БЗМ Михайлова, но в цифровой реализации. В качестве мозга был выбран существенно более продвинутый микроконтроллер PIC18F242, имеющий более обширную периферию и большие вычислительные способности. Был использован индуктивный ДПКВ и стандартный для инжекторных авто шкив с 60-2 зубцами. По-прежнему использовался внешний формирователь сигнала ДПКВ. От штатной системы использовались проводка, коммутатор, катушка зажигания и механический высоковольтный распределитель в трамблере. Поскольку использовался flash-контроллер, который к тому же имел аппаратный USART, в РУОЗ II был применен программный bootloader для оперативной смены программного обеспечения. Была также предусмотрена возможность подключения к устройству компьютера в режиме терминала через порт RS232.

      Что же в результате? Результат полученный в РУОЗ II я охарактеризовал бы как недостаточно положительный или слабоположительный. С одной стороны красивая идея увязать максимум ускорения коленвала, а следовательно и максимум крутящего момента, с углом опережения зажигания при прочих равных условиях. С другой стороны, свой вклад в производную по времени от скорости вращения коленвала вносят всевозможные случайные факторы, такие как рывки и удары в трансмиссии, так что говорить о прочих равных условиях можно лишь приблизительно. К тому же в режиме максимальной мощности (обороты вблизи максимальных), коленвал вращается почти равномерно, поэтому метод практически неработоспособен. В «плюсе» у системы РУОЗ II, пожалуй, только отсутствие дополнительный датчиков. В «минусе» - плохая чувствительность, плохая сходимость к оптимальному УОЗ и большие ошибки в установке УОЗ.

     Есть еще один момент. Не знаю насколько успешно г-н Михайлов применял низкооктановое топливо в системах с БЗМ, но есть одно непреодолимое противоречие. Дело в том, что для такого топлива область оптимальных УОЗ почти всегда находится в области детонации, поэтому система с адаптацией по ускорению всегда будет стремиться вторгнуться в область детонации и будет останавливаться только тогда, когда детонация начнет уменьшать момент на коленвале. Смею заверить, это уже недопустимая детонация. В результате было решено применить в системе датчик детонации (ДД).

     Опять же, согласно принципу «отважных героев», проверенное техническое решение в части обработки сигнала с широкополосного ДД в виде микросхемы HIP9010 фирмы Intersil было признано неинтересным. Применение микросхемы HIP9010 существенно удорожало проект, к тому же ее технические параметры, в частности избирательность управляемого полосового фильтра на переключаемых конденсаторах не внушала оптимизма. Наверняка потребовался бы комплексный подход по снижению шумности двигателя. Поэтому в РУОЗ III (начало разработки в 2004 г.) было решено применить программные методы обработки сигнала ДД.

      В качестве мозга был выбран PIC18F252, имеющий увеличенный объем ОЗУ и ПЗУ. В качестве датчика давления был выбран MPX4100A, являющийся датчиком абсолютного давления (ДАД), специально предназначенный для применения в автомобилях. Формирователь сигнала ДПКВ стал конструктивной частью РУОЗ III. Датчик детонации - широкополосный, типа GT-305. От штатных систем использовался только датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ). Были использованы две двухвыводные катушки, смонтированные на клапанной крышке двигателя и два внешних коммутатора. Такой подход считаю более экономичным и ремонтопригодным, чем применение модуля зажигания. Потребовалась также прокладка дополнительной проводки.

     Первоначально в качестве метода обработки сигнала с ДД было применено оконное одноточечное дискретное преобразование Фурье (ДПФ или single-point DFT). Отслеживались два детонационных канала и один опорный. При этом в так называемое детонационное окно (промежуток времени от 0 град до 60 град после ВМТ) умещалось от одного до трех окон ДПФ. Метод показал достаточную эффективность в диапазоне низких и средних оборотов двигателя, но был недостаточно эффективен на высоких оборотах в условиях сильных собственных шумов двигателя. К тому же ДПФ имеет ряд прикладных неудобств, связанных тем, что в ДПФ частота дискретизации, размер выборки и частоты каналов взаимосвязаны. Это существенно затрудняет настройку канала на нужную частоту и при этом сохранение нужной локализации канала в пространстве частот.

       Вообще ДПФ не позволяет получить требуемую локализацию сигнала детонации в пространствах времени и частоты. Учитывая это, было принято решение для обработки сигнала ДД применить непрерывное вейвлет-преобразование (НВП) с использованием вейвлетов Морле (Morlet).

      Следует отметить, что оконное преобразование Фурье и вейвлет-преобразование с использованием вейвлетов Морле имеют много общего. Оба преобразования с точки зрения математики являются преобразованиями типа свертки, только у Фурье «сворачивающая» функция представляет из себя синусоиду, амплитудно модулированную оконной функцией включения, а в случае Морле - синусоиду, модулированную гауссианом. Обе «сворачивающие» функции должны удовлетворять нормировке на ноль. В случае Фурье это приводит к тому, что в окне должно умещаться строго целое число волн синусоиды, в случае Морле такого ограничения нет. Это существенно облегчает выбор таких параметров как объем выборки и частоты каналов при фиксированной частоте дискретизации. Для вычисления интегрального фактора детонации используются не менее шести детонационных и опорных вейвлет-коэффициентов. По величине интегрального фактора детонации принимается решение о регулировании угла опережения зажигания, т.е. реализуется обратная связь по детонации.

     Применение НВП позволило создать систему детектирования детонации, надежно работающую во всем рабочем диапазоне оборотов двигателя ВАЗ-213.

В РУОЗ III мгновенное значение УОЗ складывается из следующих компонент:

• регулируемого начального УОЗ ±3 град.,
• температурной коррекция УОЗ,
• базовой характеристики УОЗ в виде таблицы размером 15×12 с интерполяцией промежуточных значений,
• таблицы оптимизации УОЗ по детонации размером 12×12 с триангулярной интерполяцией промежуточных значений.
• динамической детонационной поправки в переходных режимах работы двигателя.

      Помимо управления УОЗ в устройстве реализованы дополнительные функции, такие как управление клапаном ЭПХХ с возможностью корректировки значений открытия/закрытия клапана, стабилизация оборотов ХХ, индикация диагностируемых ошибок с помощью лампы СЕ, функция обслуживания тахометра, возможность корректировки чувствительности ДД.

     Система также позволяет настраивать такие параметры как диапазон таблицы оптимизации, шаг корректировки, параметры привязки штатного ДТОЖ, норматив длительности переходного режима, фактор расчета отключения клапана ЭПХХ и фактор стабилизации оборотов ХХ. Изменяемые параметры хранятся в EEPROM и корректируются с помощью подключаемого через интерфейс RS232 персонального компьютера в режиме эмуляции терминала. Система не предназначена для автомобилей, работающих на газе.

     В настоящее время РУОЗ III поддерживает следующие конфигурации датчиков и исполнительных устройств:

• датчик положения коленвала 23.3847 (ГАЗ) или 191.3847 (ВАЗ) в позиции +60, +90 или +270 град. по ходу вращения коленвала,
• датчик абсолютного давления MPX4100A (Motorola) или 45.3829 (ГАЗ),
• датчик детонации GT-305,
• датчик температуры ТМ-106,
• концевик дросселя, срабатывающий на «массу»,
• одноканальный режим зажигания с использованием штатного распределителя зажигания или двухканальный режим зажигания по методу «холостой искры» с использованием двух (сдвоенного) коммутаторов и двух двухвыводных катушек зажигания (одной 4-х выводной).

Информация для интересующихся вопросом приобретения системы РУОЗ III.

В настоящее время у автора разработки отсутствуют какие-либо планы по серийному (мелкосерийному) производству системы зажигания РУОЗ III.

       За время своей эксплуатации, система зажигания РУОЗ III  показала, что она является вполне удачной заменой штатной системы зажигания карбюраторного автомобиля. Вместе стем, выявились и некоторые системные недостатки, которые позволяют задуматься о необходимости разработки следующей системы зажигания РУОЗ IV. К системным недостаткам можно отнести зажигание по методу "холостой искры", которое ограничивает диапазон регулирования УОЗ из-за наличия перекрытия фаз газораспределения, наличие лишь одного метода воздействия на детонацию (УОЗ) и отсутствие методов управления питанием двигателя. Прогресс в деле разработки системы РУОЗ IV целиком зависит от прогресса в решении перечисленных проблем.