Jak zwykle opowieść z cyklu łopatologicznego o zasadzie działania ECU. Jeżeli nie wiesz co to ECU, idź do innego motobloga

Opis jest dość sporym uproszczeniem! oraz dotyczy aut benzynowych.

Każde auto jest wyposażone w sonde lambda, a właściwie już nawet dwie. Pierwsza mierzy proporcję spalin (AFR) druga - zazwyczaj za katalizatorem daje sygnał czy spaliny zostały dobrze dopalone w katalizatorze. Wyrzucając katalizator i mając drugą sondę od razu zapali nam się CHECK ENGINE.

AFR - to skrót od Air to Fuel Ratio - czyli proporcje ilości powietrza do paliwa. Stechiometryczna proporcja to 14.7:1 - wtedy całe paliwo się dopala i nie powstają produkty spalania zupełnego bądź niezupełnego jak np. CO - tlenek węgla. Niestety testy pokazują, że aby auto legitymowało się najlepszymi parametrami mocy i momentu ta proporcja wcale nie może być 14.7:1 a w silnikach wolnossących jest to 12.5-13.3:1 (w zależności od typu silnika).

powyżej 14.7:1 (np 16:1) - oznacza ubogą mieszankę (mniejsze spalanie)
poniżej 14.7:1 (np 12:1) - oznacza bogatą mieszankę (większe spalanie)

Trochę inaczej to wygląda przy autach z doładowaniem, tam najlepsze osiągi otrzymujemy przy AFR na poziomie 11:1-12:1 - ale głownie to wynika z faktu, że dodaje się więcej paliwa po to aby schłodzić silnik. Przy mocno wyżyłowanych silnikach wolnossących też steruje się tak AFRem aby w najwyższych obrotach ten AFR był na poziomie 12.2:1 - też po to aby dodatkowo go schłodzić paliwem.

Przelanie auta (ciągła jazda z AFR na poziomie poniżej 11:1) lub niedolanie auta (ciągła jazda z AFR na poziomie ponad 15:1) głównie przy dużym obciążeniu załatwi nam silnik praktycznie od razu, albo wybuchnie, albo się stopi ze wględu na bardzo wysokie temperatury.

Sondy lambda są dość zawodne, a często ich usterki po prostu nie da się wychwycić - potrafią się tak zepsuć, że nawet nie zapali nam się kontrolka CHECK ENGINE. W przypadku Hond jest to w miarę łatwe do wychwycenia dzięki specjalnemu oprogramowaniu i śledzeniu kilku parametrów i podstawowej wiedzy czego szukać, natomiast raz na jakiś czas polecam przejechać się na hamownię i wpiąć zewnętrzną sonde lambda (albo pożyczyć od kogoś) w wydech i przejechać się kawałek do odcięcia i sprawdzić co pokazuje.

To jak komputer steruje tym AFRem?

Tu mamy do czynienia z logiką ECU. Zanim to wyjaśnimy to zdefiniujmy kilka pojęć :

mapa paliwowa - matryca bezwymiarowych wartości - w kolumnie X mamy obciążenie silnika, w kolumnie Y - obroty

mapa zapłonu - matryca wartości kątów wyprzedzenia zapłonu - w kolumnie X mamy obciążenie silnika, w kolumnie Y - obroty

układ zamkniętej pętli (closed loop) - tym trybem komputer steruje biorąc dane z pierwszej sondy lambda i kompensując różnice z map paliwowych odpowiednio dolewając lub ujmując paliwa (dolewanie/ujmowanie to STRIM (Short fuel Trim) do osiągnięcia pożadanego AFR zdefiniowanego w innej matrycy (też obciązenie w funkcji obrotów).

STRIM - wyrażony w procentach - stopień kompensacji przez sonde lambda dawki paliwa zdefiniowanej w mapie paliwowej.
PRZYKŁAD : STRIM optymalnie powinien być zdefiniowany tak aby jego wartość nie przekraczała -5% do +5% (optymalnie 0% - ale to nierealne). x% oznacza, że w stosunku do mapy paliwowej sonda musiała skorygować te ustawienia o x% (dolać/odjąć paliwa) aby osiągnąć zdefiniowany AFR.
PYTANIE : Po co ustawiać dobrze paliwo skoro sonda wszystko koryguje? Ano koryguje tylko przy trybie closed loop, korekcja powyżej 10% powoduje, że auto mocno się męczy bo sonda ma swoją bezwładność w procesie sterowania dolewaniem i odejmowaniem paliwa i ciągłe skoki STRIM powodują, że dość mocno cierpi jakość jazdy autem w kwestii tzw. spokoju prowadzenia auta i jego neutralności.

WOT - Wide Open Throttle - inaczej mówiąc pełne otwarcie przepustnicy - gaz w podłodze

układ otwartej pętli (open loop) - tym trybem komputer steruje nie biorąc danych z sondy lambda tylko biorąc dane z mapy paliwowej. Układ odłącza sonde lambda w tym trybie i sugeruje się tylko mapami paliwa.

Wiemy co to closed loop/open loop to teraz jak to powinno być zastosowane w aucie?

Zakładając, że sonda lambda się nie zepsuje - dobrze korygując paliwo powinno być cały czas "closed loop". Niestety tak nie jest bo sonda się psuje. Pal go licho jak zepsuje się a my jeździmy 3000obr/min i zmiana biegu - tego nawet możemy nie odczuć - chyba, że spalanie nam gwałtownie wzrośnie. Jednak gdy sonda nie będzie działać prawidłowo, a my mamy komputer działający tylko w closed loop i jedziemy na tor i pałujemy auto do odcinki - to możemy od razu powiedzieć BYE BYE naszemu silnikowi.

To jak powinno być?

Takie auta się stroi tak aby działały w closed loop i trzymały 14.7:1 (nie ma sensu mniej, bo chodzi o to aby nie smrodziło CO i mniej paliło) do ok 60% obciążenia, powyżej 60% w tzw trybie WOT auto przechodzi w układ open loop - czyli na sztywno zakodowane wartości z komputera z map paliwowych. Wtedy cokolwiek by się działo z sondą - nas to nie interesuje. Wiemy, że mamy zrobione to dobrze i śpimy spokojnie, bo to "my" tą logikę wgraliśmy do ECU.

Nie stosuje się też układu open loop w całym zakresie - w teorii jest to możliwe, ale bardzo mocno niepraktyczne.