Le moderne unità di controllo del motore (ECU) sono sofisticati computer integrati che gestiscono ogni aspetto del funzionamento del motore. La comprensione della loro architettura è essenziale per un lavoro di calibrazione efficace.

Panoramica

Una centralina riceve input da decine di sensori, elabora questi dati attraverso complessi algoritmi in tempo reale e controlla gli attuatori per ottimizzare la combustione, le emissioni e la guidabilità. Le moderne centraline come Bosch EDC17, MD1, MG1 e Continental Simos eseguono migliaia di calcoli per ogni giro dell'albero motore.

Architettura hardware

• Microcontrollore - processori a 32 bit (Infineon TriCore, Renesas) che funzionano a 100-300 MHz
• Memoria flash - memorizza i dati di calibrazione (mappe) e il codice del programma, in genere 2-8 MB
• RAM - memoria di lavoro per i calcoli in tempo reale, in genere 128-512 KB
• EEPROM - memorizza i valori di adattamento, i codici di errore e i parametri appresi
• Condizionamento degli ingressi - convertitori analogico-digitali, filtraggio del segnale, circuiti di protezione
• Driver di uscita - driver high-side e low-side per iniettori, bobine e solenoidi

Segnali di ingresso

• Posizione dell'albero a gomiti (CKP) - riferimento di velocità e posizione del motore
• Posizione dell'albero a camme (CMP) - identificazione del cilindro e feedback VVT
• Flusso d'aria di massa (MAF) - Misura della massa dell'aria di aspirazione
• Pressione assoluta del collettore (MAP) - pressione del collettore di aspirazione
• Posizione dell'acceleratore (TPS) - input della domanda del conducente
• Temperatura del liquido di raffreddamento (ECT) - stato termico del motore
• Temperatura dell'aria di aspirazione (IAT) - correzione della densità dell'aria
• Sensori Lambda/O2 - feedback sulla composizione dei gas di scarico
• Sensori di battito - monitoraggio della qualità della combustioneoring
• Sensore di pressione della rotaia - pressione del sistema di alimentazione (diesel)
• Sensore di pressione di sovralimentazione - Monitoraggio dell'uscita del turbooring

Controlli di uscita

• Iniettori di carburante - dosaggio preciso del carburante
• Bobine di accensione - fasatura delle scintille (benzina)
• Attuatore turbo - boost regolazione della pressione
• Valvola EGR - ricircolo dei gas di scarico
• Corpo farfallato - controllo elettronico dell'acceleratore
• Solenoidi VVT - controllo della fasatura della camma
• Pompa del carburante - controllo pressione rail (diesel)

Vincoli in tempo reale

Il software della centralina opera in base a rigorosi requisiti di tempistica:

• Compiti sincroni angolari - execute in posizioni specifiche dell'albero motore (iniezione, accensione)
• Compiti sincroni nel tempo - execute a intervalli fissi (cicli di 1ms, 10ms, 100ms)
• Attività guidate dagli eventi - rispondere agli eventi esterni (rilevamento di colpi, gestione dei guasti)

A 6000 giri/min, la centralina ha solo 10 ms per giro per completare tutti i calcoli: ecco perché gli errori di calibrazione possono causare problemi immediati.

Struttura del software

Ingressi del sensore → Condizionamento del segnale → Modelli fisici
         ↓
Calcolo della richiesta di coppia
         ↓
Coordinatore (percorso dell'aria, carburante, accensione, emissioni)
         ↓
Comandi dell'attuatore → Driver di uscita

Dati di calibrazione

La “messa a punto” o “mappa” è costituita dai dati di calibrazione memorizzati nella memoria flash. Questi includono:

• Mappe 2D - tabelle di ricerca a singolo asse (ad esempio, correzione della temperatura del refrigerante rispetto alla temperatura)
• Mappe 3D - tabelle di ricerca a due assi (ad esempio, target boost rispetto a RPM e carico)
• Cicatrici - valori singoli (ad esempio, soglia rev limiter)
• Interruttori - flag di attivazione/disattivazione (ad esempio, abilitazione/disabilitazione di una funzione)

Famiglie di centraline comuni

• Bosch EDC17 - ECU diesel diffusa (2007-2018)
• Bosch MD1/MG1 - generazione attuale diesel/benzina
• Bosch MED17 - iniezione diretta di benzina
• Simos continentale - Applicazioni benzina VAG
• Delfi DCM - varie applicazioni diesel
• Denso - Applicazioni Toyota/Subaru

Migliori pratiche

• Conoscere la famiglia di centraline prima di tentare la calibrazione
• Eseguire sempre il backup dei dati di calibrazione dell'original
• Le modifiche devono rispettare la logica interna e i sistemi di sicurezza.
• Le moderne centraline sono altamente integrate: la modifica di una mappa si ripercuote su molte altre.