まずはECU(エンジンコントロールユニット )の説明から行きましょう!!
さて、チューニングのお話の前にECUとはどんなものか?説明いたします。(ウィキぺデアより)
整備士の教科書引っ張り出してきて書こうかと思いましたが、、、ウィキのほうが精度が高かったです><。。
エンジンコントロールユニット(英: engine control unit、ECU)とは、エンジンの運転制御を電気的な補助装置を用いて行う際に、それらを総合的に制御するマイクロコントローラ(マイコン)である。エンジンコンピュータ、または単にコンピュータとも呼ばれる。
なお、略称としてECUは電子制御装置の総称であるエレクトロニックコントロールユニット(Electronic Control Unit)として自動車技術者協会(SAE)、国際標準化機構(ISO)で定義されるようになり、エンジンコントロールユニットは旧称の位置づけとなっている。SAE、ISO上でのエンジンコントロールユニットに相当する名称は、エンジンコントロールモジュール(英:Engine Control Module、ECM)である。
自動車やオートバイのエンジンコントロールユニットは次の理由により採用されるようになり、広く普及している。
エンジン性能の向上
燃費の向上
排気ガスのクリーン化
運転性の向上
電気回路および電子回路によるエンジンコントロールは、点火装置を発祥とする。現代ではマイクロコントローラによるコンピュータ制御が行なわれるようになり、制御の対象も広がって、主に点火系と燃料系の制御を行っている。
車によってはオートマチック車ではトランスミッションを含むパワートレイン全体の制御も担当することもある。さらなる制御の高度化の結果、エンジンに対するほぼ全ての制御を担当する物も登場し、フルオートマチッククルージングを実現した車両も登場した。あらかじめコントロール ユニットにあらゆる運転状態における最適制御値を記憶させ、その時々の状態をセンサーで検出、センサーからの入力信号により、コントロールユニットが記憶しているデータの中から最適値を選出しアクチュエータに出力を送りエンジンをはじめとする各機構を制御する。
エアフロメーター
詳細は「エアフロメーター」を参照
吸気管を通過する空気の量を検出する。
スロットルポジションセンサー
スロットルボディに取り付けられ、スロットルバルブの角度からスロットル開度を検出する。ECUはスロットル開度に応じて、燃料を噴射する量を制御する。スロットルがアイドリング開度でエンジン回転速度が高い場合にはエンジンブレーキの作用を高くするため燃料の噴射が停止される。
吸入空気の温度を検出するサーミスタで、エアフロメーター内に内蔵される場合と、吸入管に独立して取り付けられている場合とがある。ECUは吸入空気の温度に応じて燃料噴射量を制御している。
水温センサー
エンジン冷却水温を検出するサーミスタで、エンジン冷却系統内に設置される。ECUは始動直後などで冷却水の温度が低いときに燃料噴射量を増加し、キャブレター式のエンジンではチョーク弁が行っていた機能を果たす。
スタートインジェクター・タイムスイッチ
低温始動時に始動性を向上するために、通常のインジェクターとは別に作動される補助インジェクター、コールドスタートインジェクターを制御する。
O2センサー
酸素の濃淡電池の原理を応用した固体電解質センサーである。円柱状のジルコニア素子に白金のコーティングを施した構造になっており、排気管内に設置される。ジルコニア素子は両面に酸素温度差があると起電力を発生する性質があり、この性質を利用して空燃比を計測する。O2センサーは表面温度が高まると白金の触媒作用により理論空燃比付近を境に起電力が急変する性質を持つため、センサー外面は排気ガスに晒し、センサー内面は大気を導入して空燃比の検出と制御を行っている。燃料噴射装置が登場した当初は、そのエンジンに対してO2センサー1個で燃焼制御が行われることがほとんどであったが、各シリンダーごとに個別にインジェクターが配置されるマルチポイントインジェクション(MPI)形式が一般化した今日では、各シリンダーに対して1個のO2センサーを装着し、シリンダー単位で高度な燃焼フィードバック制御を行うものも増えてきている。
エンジンコントロールユニットは、以下のようなものを制御する。
点火機構 - 点火時期
吸排気系統 - スロットル開度(ドライブ・バイ・ワイヤ)、過給器(ターボチャージャー、スーパーチャージャー)の過給圧、排気デバイス、排ガス還元量
電気的要素を持つ物はその殆どがコントロールユニットによって制御される。機械要素を持つ物はソレノイドやサーボモータを経由して制御される。車両総合制御システムとしてエンジンコントロールユニットと連携を取っているコントローラーも多い。
ハイブリッドエンジンでは、さらに電力回生ブレーキの制御や、動力モーターの制御、バッテリー管理、エンジンとモーター間のクラッチ制御も行っている。
駆動機構 - トルクコンバーターに内蔵のロックアップクラッチ、クラッチ(セミオートマチックトランスミッション)、遊星ギアの変速比切替用ブレーキ機構(オートマチックトランスミッション)
安全装置 - ABSブレーキ、エアバッグ、トラクションコントロールシステム
室内機器 - エア・コンディショナー、タコメーター、スピードメーター
灯火類 - 方向指示器
ウィキってすごいな~
ECUの歴史(またウィキ、、、)
キャブレターは気圧や温度といった外気の状態変化に左右されやすく、高度で大気状態が極端に変化する航空機では状況に応じた対応が難しかった。また重力を利用しているため、装置の上下が逆になったり、逆Gがかかる機動を行う戦闘機用途では、燃料が途切れてエンジンが停止する問題があった。そのためスプレー噴射方式が早くから研究され、あるものは機械式燃料噴射装置として実用化された。
機械式燃料噴射装置は第二次世界大戦終結までのドイツ空軍で航空用エンジンとして盛んに用いられた。メッサーシュミット Bf109は、他国の戦闘機がキャブレターを搭載していた当時に燃料噴射装置を採用し、マイナスGのかかる逆宙返りや背面飛行が可能だった。日本やイタリアでもライセンス生産され、燃料噴射装置は三菱重工業が開発・製造した航空機用エンジンの火星後期型や金星末期型に採用された。
自動車への適用は1954年に発表されたメルセデス・ベンツ・300SLが最初であり、同時に自動車用としては世界初のガソリン直噴エンジンでもあった。その後アメリカ、特にカリフォルニア州で環境意識の高まりから排ガス規制が厳格化されると、汚染物質の排出原因である、シリンダー内の燃料の不完全燃焼問題を解決するため、より精密なエンジン制御が求められるようになった。これは機械式キャブレターでは対応しきれない要求であった。そこで自動車メーカー各社は当時発達しつつあったデジタル技術による燃料供給の制御化に積極的に取り組み、燃料噴射は車載マイコンのエンジンコントロールユニット(ECU)のプログラムに制御されるようになり、噴射量や噴射タイミングをエンジンの負荷や回転速度といった運転状況に応じてきめ細かく変化させるようになった。これにより排出ガスに含まれる有害成分を低減することだけでなく、出力や始動性の向上、燃費の改善が可能となった。
レシプロエンジンの民間用航空機では電子制御式燃料噴射装置の採用は、電子制御の信頼性が確立されていないなどの理由で自動車用に比べるとやや遅かったが、1990年代以降はほぼ全面的に置き換わった。高度により大気圧(空気密度)が変化する航空機では空燃比コントロール操作が操縦者の負担であったが、電子制御により自動化が容易となった。
オートバイでは1980年代に本田技研工業が電子制御の燃料噴射装置付きエンジンを実用化し、日本国内市販車では1982年(昭和57年)に川崎重工業のZ750GP(Z750V1)に初めて採用された。2003年(平成15年)10月3日には本田技研工業が原動機付自転車用49 cc4ストロークエンジンを搭載した。2004年(平成16年)10月にスズキが燃料を重力落下式とし、燃料ポンプと噴射ノズルを一体化したディスチャージポンプ式49 cc4ストロークエンジンをレッツ4に搭載した。この方式では燃料ポンプと高圧に耐える燃料パイプが不要となり、コストを低減させるとともに機構の信頼性を確保した。オートバイ用として燃料噴射装置が普及するようになるとスロットル開度に対するエンジン出力上昇が急速な特性を緩和する方策をとる車種も登場した[1]。これは1つの吸気経路に2つのバタフライバルブを直列に設け一方をアクセルワイヤーで動作。もう一方はECUで制御されたアクチュエーターモーターで動作させるツインバルブとも呼ばれる機構で、ECU制御バルブは運転手の操作に対するスロットル開度の応答を抑える働きをする[1]。排気量が比較的大きな車種に採用される。
2ストロークエンジンでは、船外機やスノーモービルで採用されている。1990年代に本田技研工業がレース用バイクのNSR500に採用したが、市販車への採用は見送られた。海外ではビモータが1997年に筒内直噴インジェクションを採用した500V dueを市販したが、制御面での不具合が頻発し早期に販売を終了している(この失敗が同社が倒産する最大の要因になった)。コロラド州立大学の支援を受けて非営利企業のEnviroFitは東南アジアにおける大気汚染を減らすため、オービタル社の開発した技術を基に2ストローク自動二輪向けの改造キットを開発した。
では本題のECUチューニングとは
上記にもありますとうりECUは自動車の脳みそです!
そんな脳みそをいじくるのですからちょっとしたミスが大きな事故につながります。
ですので必要な部分のみをチューニングするのが当社のチューニング内容です。
私が若かったころはまだキャブレーターの車両が多く
エアクリ変えてマフラー変えてメインジェット変えて点火時期いじって
ハイカム入れて、、、、、、懐かしい!!
あの頃たのしかったな~
そんなお話はさておき^^
昔は電子制御でなかったので結構簡単にパワーアップできました。
でも現在は99%電子制御となっています。
しかも安全係数(絶対故障させない安全値)で本来の60%くらいしか出力を出していないのが現状なんです。
だからマフラーを変えて、エアークリーナ変えて、、、これだけではパワーアップできないのが現状です。
それよりノーマルのままでECUチューニングした方がパワーアップが見込めるのですね。
↓ここからはもう少し深堀してみましょう↓
出力アップには、スポーツタイプのエアクリーナーに交換し、より多くの空気をエンジン燃焼室に取り込むことで燃焼効率を高め、
排気ガスを素早く大口径マフラーで抜かなければなりません。
この時にECUチューニングによって、燃料噴射量と点火時期をベストにセッティングしなければならないのです。
つまり、理想的な空燃比(空気とガソリンの比率)を引き出すために、
コンピューターのプログラムを書き換えて条件に応じた調整をおこなう必要があるのです。
自動車メーカーのECUセッティングは、絶対にエンジンが壊れない、ゆとりの安全マージンを確保しています。
そのため、燃料噴射量が薄くなることで発生するノッキングという異常燃焼を避けるために、あらかじめ燃料を濃く噴射し、
点火時期を遅らせて本来引き出せるはずのパワーを抑えていることがあります。
また、トラクションコントロールの普及によって、電子制御スロットルが当たり前になった現代のクルマでは、
これらの制御もECUでおこない、あえてスロットル開度が100%にならないようにもしています。
つまりECUチューニングは、こうした自動車メーカーが定めた安全マージンを少し削って、走るステージに合わせて
エンジンのフィーリングをよくし、パワーアップにつなげるように再プログラムして、データを書き換えるというものです。
ただし、すべてのクルマが同じ条件ではありません。装着するエアクリーナーやマフラーといったパーツが変われば、
その特性も違ってきます。
また、同じエンジンでもオーナーの使い方次第で、エンジンの個体差も生じてきます。
そうした細かい部分を専用の機器で確認しながら、「アクセルの開け方」や「負荷のかかり方」を各回転域、
走るステージに合わせて、ECUをセッティングしてきます。
このようにして、クルマの特性に合わせたベストなパワーを引き出せる専用のECUを作り出すことをECUチューニングといいます。