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原廠ECU供油電腦內寫的大小事(1)

寬域含氧感知器,窄域含氧感知器,開迴路,必迴路的運作邏輯

今天與某位知名汽車內寫電腦的老闆深聊,對「寫電腦」這件事有了更深刻的體悟,在此與各位分享。

化油車輛與噴射車輛的運作差異

化油器車輛的運作相對單純,其供油量主要透過負壓吸入化油器來決定,噴油量的多寡取決於負壓大小和噴嘴尺寸,沒有任何修正機制。

落後一點的噴射引擎(這裡指使用窄頻含氧感知器的車)

多數塑膠車與早期汽車,搭載的都是窄頻含氧感知器。顧名思義,這類感知器僅在某個特定的空燃比區段內,能產生「等比例的電壓回饋」並傳送給電腦。 這意味著其能「追蹤」的空燃比區段相當有限。「追蹤」指的是引擎電腦發出噴油指令後,含氧感知器會收集數據並回傳給引擎電腦,告知電腦應多噴或少噴油,以符合「目標空燃比」。 這種有監控回饋並修正噴油時間的模式,我們稱為「閉迴路」。 當跳脫監控範圍時,ECU便不再進行修正,這就是「開迴路」。

環保引擎通常會追蹤Lambda=1,若不熟悉Lambda,可理解為空燃比14.7:1。 這是教科書上記載的最佳空燃比,但它並非動力輸出最佳的空燃比,也不是引擎溫度最保守的空燃比。 這種設定主要是為了偏稀薄燃燒,以達到排放最佳化的目的。 若要探究為何是14.7,可查閱NOx、HC與CO的排放量數據,便會發現這剛好是一個完美的黃金交叉點,符合環保法規要求的車輛才能上市販售。

引擎製造商也深知Lambda=1對於引擎而言是相對嚴苛的,儘管高溫燃燒效率較好,因此通常在「重負載」、「全油門」和「高轉速」情況下,會提供較多的汽油,以降低排氣溫度,延長引擎壽命。 這與許多店家所說的「改電腦是為了解除環保限制,讓引擎溫度降低,性能提升」的說法有所不同,或者說,只說對了一半。

以第四代、第五代勁戰原廠狀況來說,小油門時處於「閉迴路」狀態,此時「追蹤」的是「環保空燃比」,因此會比較省油但引擎溫度較高。 當大油門高轉速後,則進入「開迴路」狀態,此時會依照原廠電腦內建的噴油量指令「執行指令」,不再「追蹤」目標空燃比。 印象中,此時的空燃比約在11-12左右,這就是原廠電腦為了保護激烈操駕時的保護機制。 既然「窄頻含氧感知器」只對環保空燃比有明顯且正確的反應,那麼在高轉速重負荷時,原廠電腦便會關閉修正功能,噴射較濃的油量以「保護引擎」,「降低激烈操駕時的溫度」

但此時尾速就無法完全發揮。 過去很流行的「改缸不改電腦」,就是利用「加大噴油嘴」加上「高轉速高負荷開迴路」的特性來達到「剛剛好的空燃比」。 更換一個大一點的噴油嘴或許能解決一部分問題,但當窄頻含氧感知器仍在「追蹤」時,空燃比仍會被原廠電腦修正到14.2-14.7左右,這也導致許多當年改缸不改電腦的車主,車輛在慢速行駛時反而容易出問題。

因此,「原廠電腦內寫」的重點在於改變「含氧感知器」的介入時間,並將全油門時的空燃比修正到12-13這個性能空燃比區間。 在開發過程中,需要「架設寬域含氧感知器」設備來監控並編寫油圖,而非單純依賴原廠的「窄頻含氧感知器」。

---窄頻含氧感知器結束---

隨著科技的進步,歐系車輛幾乎都已採用「寬域含氧感知器」來「監控燃燒狀態」並「實時同步修正」。 此時汽車的撰寫邏輯就與Aracer電腦的邏輯非常相似。 首先設定好「目標空燃比」,接著運行引擎並讀取「LOG」數據,用以比對引擎電腦中「目標空燃比」與「實際空燃比」之間的差異,然後「寫油圖」來縮小兩者之間的差距。 當差異縮小後,便開啟「寬域閉迴路」功能,將車輛交付給車主,讓電腦能時刻自動修正到技師所設定的「目標空燃比」。

Aracer電腦也是依靠「寬域含氧感知器」的訊號來撰寫油圖,主要有兩種方式:

1. 設定好目標空燃比後,藉由寬域含氧感知器精準得知每個時刻的「空燃比」。 當技師開啟AT功能時,電腦會依據「寬域含氧感知器」回饋的訊號來修正「油圖」。

2. 不開啟AT功能,而是開啟「寬域閉迴路功能」,觀察「Closed Loop閉迴路修正值」後,技師手動修改油圖。 萬變不離其宗,其核心仍是在對比「寬域含氧感知器」回饋給電腦的「實際空燃比」與「目標空燃比」的差異來進行修正。

讀懂這篇文章,你就能「稍微」了解噴射機車的運作原理。 歸根結底,它們都是依靠「感知器」來與電腦「溝通」。

渦輪增壓的車輛,同樣是依靠「壓力感知器」來得知目前引擎的「增壓值」。 當增壓值超過技師設定的「目標增壓值」後,便會進行洩壓。 因此,早期「機械式洩壓閥」與現在「電子式洩壓閥」的運作邏輯,就如同「化油器機車」與「噴射引擎機車」的差異,非常類似。

目前國產機車搭載的都是「窄頻含氧感知器」,多數車輛都不是「實時監控並修正」。 而歐系汽車早已趨向「實時監控」,所以在進排氣改裝差異不大的情況下,「電腦都會自動修正」到原廠電腦內建的「目標空燃比」。 這也是我一直推崇每一位改裝Aracer電腦的顧客都搭載AF3系統的目的,為的就是實現實時監控,保護引擎。

如果你購買了一顆運算速度不錯、可設定目標空燃比等細節的電腦,卻不安裝AF3,那等於是技師寫完油圖後,油圖就固定了。

既然不在乎「監控」與「修正」功能,那麼原廠電腦內寫的花費更省,馬力與改裝電腦也不會有明顯落差,你只需花一半的錢就能搞定。

歐系車輛早已普遍採用內寫電腦的方式,也鮮少有人質疑為何不直接改全取代電腦