Sterowniki Denso Subaru - dlaczego warto je modyfikować, unikatowe rozwiązania.

Aktywne ustawianie "zapłonu"

Nowsze modele Imprez, Foresterów Turbo (od roku 2001) posiadają bardzo efektywną strategię ustawiania kąta wyprzedzenia zapłonu. Ten artykuł opisuje działanie aktywnego zapłonu oraz tłumaczy, dlaczego po odpowiednim przeprogramowaniu sterownika funkcjonuje ono tak dobrze z innymi niestandardowymi elementami, takimi jak układy wydechowe, turbosprężarki i większe intercoolery.

Dlaczego "aktywny zapłon"?

Standardowy system zapłonowy ze statycznymi mapami zapłonu w sterowniku musi posiadać mapy uwzględniające sprzeczne ze sobą cele takie jak: normy emisji spalin, moc silnika, zużycie paliwa i trwałość silnika. Aktywny system pozwala na ciągłe zmiany i dostosowanie kąta wyprzedzenia zapłonu do panujących warunków dzięki czułemu czujnikowi spalania stukowego znajdującego się na bloku silnika.

Mapy zapłonu

1) Podstawowa mapa zapłonu.
Podstawowa mapa zapłonu zawiera najniższe możliwe do użycia kąty wyprzedzenia zapłonu z najniższą liczbą oktanową jaką silnik napotka. WRX MY 01-02 95 oktan, WRX MY03 98 oktan, WRX STI MY01-03 98 oktan, ale doskonale wiemy, że często na stacji mamy do czynienia z znacznie niższa liczbą oktanową i samochód jedzie i nie słyszymy dzwieków spalania stukowego.

Większość map zapłonu posiada podobne kształty. Z obrotami silnika kąt wyprzedzenia rośnie, przy rosnącym obciążeniu maleje. Największy kąt przypada przy wysokich obrotach i małym obciążeniu natomiast najniższy przy dużym obciążeniu i niskich obrotach. Zmniejsza się przy wysokich obrotach, gdyż sterownik nie uż;ywa już czujnika spalania stukowego po przekroczeniu 6000 obr/min. Nie jest w stanie odróżnić spalania stukowego od dzwięku silnika i innych szumów. Używa się wtedy odpowiednich, bezpiecznych wartości.

Korekcyjna mapa zapłonu.

2) Mapa zapłonu nr 2 - mapa korekcyjna
Wpisane są w nią wartości zapłonu, które mogą być dodane do podstawowej mapy, jeśli sterownik tak zdecyduje. Wartości są tak dobrane, że baza + wartość z mapy korekcyjnej to kąt wyprzedzenia, który może być wykorzystany z paliwem o najwyższej liczbie oktanowej jaką silnik spotka. Przy niskich obciążeniach mapa nie posiada wyprzedzenia - to partia płaska mapy. Nie ważne, jaka jest jakość paliwa, ECU nigdy nie wyprzedzi zapłonu w tym miejscu w stosunku do mapy bazowej. Silnik i tak nie rozwinie większej mocy poprzez wyprzedzenie zapłonu - MBT (minimum best timing) został osiągniety. Wyprzedzenie doprowadzi do pojawienia sie spalania stukowego oraz zwiększonej emisji HC i NOx. MBT to najniższa wartość kąta wyprzedzenia pozwalająca uzyskać maksymalną moc. Przy wysokich obciążeniach silnika, mapa posiada wyższe wartości. Pokazuje to że kąt jest mocno uzależniony od używanego paliwa. Przy ciśnieniu doładowania dodatnim nie jest możliwe osiągnięcie MBT. Im wyższy jest do użycia kąt tym wyższa moc, MBT nie może być osiągnięte przed wykryciem spalania stukowego silnika. I tu jest to miejsce, w którym aktywny zapłon pokazuje swoja wyższość - pozwala ECU silnika na użycie najwyższego możliwego kąta wyprzedzenia bez spalania stukowego. Efekt - duża moc uzyskiwana, niskie zużycie paliwa i niska temperatura spalin.

Uczenie się ECU

Mapy z prawej strony determinują zakres kąta wyprzedzenia zapłonu jakiego może użyć sterownik. Sterownik musi natomiast określić najlepszy optymalny kąt. To proces nauki. Kiedy pojazd jest odpalany lub miał zresetowaną pamięć, sterownik musi określić jakość paliwa i robi to oczywiście podczas jazdy.

Nauka - faza 1 Advance multiplier - "mnożnik zapłonu"

Kiedy nie jest znana jakość paliwa, ECU używa zapłonu dla średniej wartości oktanowej. Czyli wartości z mapy podstawowej + połowa z mapy korekcyjnej, i rozpocznie nasłuchiwanie spalania stukowego. W zależności czy pojawi sie czy nie powoli zwiększy lub zmniejszy wartość z mapy korekcyjnej do poziomu bezpiecznego. Jego celem jest dodanie maksimum dostępnym w mapie korekcyjnej czy 100% jej zawartości. Tak zwany mnożnik zapłonu w Delta Dash ukazuje nam co się dzieje z procesem samouczenia. Mnożnik przyjmuje wartości od 0-16; 0 - oznacza bardzo zle, 8 - neutralnie i 16 bardzo dobrze. Aby cykl samouczenia miał miejsce, musi być spełniony szereg warunków (temperatura płynu, obroty silnika, obciążenie) nie dzieje się to cały czas. Obecne w pamięci błędy nie pozwalają na proces samouczenia.

Wartość mnożnika zapłonu określa jaka wartość korekcyjna zostanie dodana do wartości z mapy podstawowej w całym zakresie obciążeń i obrotów czyli czy sterownik jest "zadowolony" czy nie :). Natomiast nie ukazuje gdzie dokładnie można dodac lub odjąc zapłonu - w tym celu istnieje następna mapa.

Nauka - faza 2 dokładne strojenie mapa 8x8

Kiedy zakończy się proces nauki 1 i mnożnik zostanie wybrany, sterownik zaczyna rozpatrywać dokładniej dane partie mapy. W przeciwieństwie do mapy 1 wartościowej mapa dokładnego strojenia ma rozmiar 8x8. Pozwala to sterownikowi na dokładną analizę 64 osobnych miejsc obciążenia i obrotów silnika. Powyższa mapa korekcyjna przedstawia nauczone wartości zapłonu. Pierwszy obrazek pokazuje zawartość mapy po zresetowaniu ECU, drugi wartości wyuczone na benzynie złej jakości po paru minutach jazdy. Z czasem mapa się zapełni. Rzeczywisty kąt wyprzedzenia zapłonu to wartość z podstawowej mapy zapłonu + część mapy korekcyjnej (zależnie od mnożnika zapłonu) + wartości z mapy 8x8 (dokładnego strojenia).

Wpływ mechanicznego tuningu na kąt wyprzedzenia zapłonu

Modyfikacje mechaniczne takie jak układy wydechowe, turbosprężarki, intercoolery, doloty montowane wpływają na wartośc zapłonu na jaką sterownik zezwoli. Przy standardowych nastawach bardzo efektywnie kontroluje zapłon natomiast przy remappingu jest wiele miejsc które mozna i trzeba poprawić.

Układy wydechowe

Stworzenie mniejszych oporów przepływu, zmniejszenie przeciwciśnienia poprzez montaż kolektorów wydechowych, downpipe'ów, przelotowych tłumików, precat'ów i turbosprężarek pozwala w większości przypadków na większe wyprzedzenie zapłonu niż to, co sterownik jest maksymalnie w stanie dać. W miarę jak rośnie przepływ powietrza, sterownik widzi większy przepływ - obciążenie. Szybko osiągane są wartości maksymalnego obciążenia w mapach zapłonu, a przecież z ich wzrostem powinniśmy opóznić zapłon. Przeskalowanie mapy pozwala na płynne rozwijanie mocy. Czujnik spalania i samouczenie zapłonu są aktywne w pewnym zakresie obciążeń i obrotów. Ten zakres jest dobry dla standardowej mocy silnika nie zmodyfikowanego, powyżej tego zakresu sterownik jest głuchy i nie będzie modyfikował zapłonu, przyspieszał czy opózniał. Zakres pracy aktywnego czujnika spalania stukowego może zostać zwiększony, aby rozpoznać spalanie stukowe przy wyższych obrotach i aby uczyć się przy wyższych obciążeniach. Jest to bezpieczne dla silnika i gwarantuje płynną pracę. W celu uzyskania optymalnych map zapłonu ważne jest, aby mapa podstawowa i mapy korekcyjne miały prawidłowe kształty. Podstawowa mapa powinna odpowiadać niskiemu oktanowi paliwa a prawie maksymalne wykorzystanie mapy korekcyjnej najwyższemu oktanowi. Jeśli sterownik dodaje 50% mapy korekcyjnej przy 3000 obr/min musi to również robić przy 5000 obr/min, jeżeli tego nie robi, to mapy są zle skonfigurowane.