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Les cartographies SE Super Tuner Pro

 

REPRISE DU POST DE DJACK A LA SAUCE SCREAMIN EAGLE

Djack, est devenu depuis peu un spécialiste sur notre forum, à la suite d'une formation il nous aide à la configuration de nos machines, tout ce texte a été écrit par lui, j'ai modifié les photos car lui, il utilise TTS mastertune, le créateur du race tuner avec HD avant l'arrivée du super tuner.

Une Cartographie, c'est quoi donc ?

Comme il fait un temps pourri, j'ai décidé de vous faire un petit post sur le sujet, dans le but d'éclairer un peu vos lanternes ...

J'ai combiné une traduction de l'aide du Mastertune avec quelques réflexions personnelles et des documents péchés ci et là sur le Web.
Bien entendu, si certains peuvent apporter des pierres à l'édifice, n'hésitez surtout pas ....

La Cartographie de l'injection Delphi ESPFI regroupe une série de tables de valeurs de références, tables sur lesquelles s'appuie le calculateur pour déterminer la quantité de carburant qui va être injectée, l'avance à l'allumage et le régime de ralenti.

Ces tables sont au nombre de 16 + une table de constantes
Elle sont stockées dans la mémoire Flash interne du calculateur et peuvent donc être modifiées avec les outils appropriés
(SERT, SESTP, TTS,...)

La table de constantes :




Elle permet de définir les constantes, comme par exemple la cylindrée ou le débit des injecteurs
ces valeurs sont bien sur fixes en cours de fonctionnement, mais peuvent être modifiées par l'utilisateur en cas de modifications mécaniques profondes (augmentation de cylindrée par exemple)

Les tables d'utilisation permanentes :

Il s'agit de tables qui sont utilisées de manière permanente en fonctionnement normal.
Il s'agit des tables VE (efficacité volumétrique), table AFR (ratio air-essence) et tables Spark Advance (avance à l'allumage)

les tables VE : Efficacité volumétrique

Les tables VE renferment les pourcentages du volume d'air maximal capable d'être aspiré et refoulé par le moteur pour un régime et une ouverture de gaz donnée. Elles permettent de calculer avec exactitude la quantité d'air qui transite dans le moteur.
C'est le moyen qu'utilise le calculateur pour déterminer la quantité d'essence à injecter pour atteindre le ratio air-essence désiré :

ratio air-essence = quantité d'air / quantité d'essence injectée




la valeur VE dépend du régime moteur et de tout ce qui peut restreindre ou augmenter la quantité d'air qui traverse le moteur (filtre à air, échappement, ...)
Ces valeurs sont déterminées d'après des données rassemblées en usine et sur des véhicules de test.
Il existe une table pour chaque cylindre car la quantité d'air n'est pas forcément la même à un régime donné.

Ainsi, toute modification du systême (filtre, échappement) va forcément retentir sur le pourcentage (et donc le ratio air-essence) et va impliquer l'utilisation d'une variable calculée grâce aux sondes O2 (l'O2 integrator) qui va venir moduler en plus ou en moins la quantité d'air déterminée par le calculateur.
C'est là que réside l'adaptabilité de l'injection par rapport au carburateur (mais c'est un autre sujet ...)

Le calculateur contrôle également la température de l'air d'admission et la pression absolue dans la pipe d'admission pour calculer avec précision la densité de l'air, c'est à dire la quantité d'oxygène qu'il contient.

La table AFR : Ratio air-essence

Cette table détermine le ratio air-essence que nécessite le moteur à une charge donnée pour fournir les performances désirées.
Ce ratio est déterminé en fonction de la dépression d'admission (MAP) qui donne la charge du moteur, et du régime moteur.




Le ratio donne la quantité d'air pour un gramme d'essence, par exemple : pour un ratio de 14.7 à 1, on aura 14,7 gr d'O2 pour 1gr d'essence.
Le ratio stochïométrique 14.7 à 1 est celui qui permet théoriquement la combustion la plus complète possible, et donc avec le moins de rejets polluants possible ainsi que la consommation la plus faible.
Cependant, il entraine une élévation importante de la température dans la chambre de combustion et n'est donc pas recommandé sur nos moteurs à refroidissement par air.

Les règles de base des valeurs du ratio air-essence sont les suivantes :

- ratio de 12 à 12.8 à 1 pour la puissance maximale
- ratio de 11.0 à 1 pour les charges sévères avec accélération importante
- ratio de 13.2 à 14.5 à 1 pour les charges légères avec accélération légère (cruising)

le ratio de 14.6 à 1 est particulier : il indique au calculateur de passer de la boucle ouverte (open loop) à la boucle fermée (closed loop) où les sondes lambda contrôlent en permanence le ratio pour le maintenir à 14.6 à 1.
Comme vous pouvez le constater dans la table d'AFR, cette valeur est la plus courante et correspond aux utilisations à bas et moyens régimes pour pratiquement toutes les ouvertures des gaz (sauf mini et maxi).
Hors de cette zone, les sondes lambda renvoient des informations sur la teneur en oxygènes des gaz d'échappement au calculateur, mais celui-ci ne les utilise que pour la détermination de l'O2 Intégrator et non pour contrôler directement le ratio air-essence.

Les tables Spark Advance : Avance à l'allumage

Ces tables propres à chaque cylindre déterminent la valeur de l'avance (ou du retard) à l'allumage, encore en fonction de la MAP et du régime.



L' avance à l'allumage est le moment du cycle du moteur où le calculateur initie l'étincelle à la bougie, étincelle qui déclenche la combustion du mélange air-essence. Le front de flamme de combustion se déplace à l'intérieur de la masse gazeuse à la vitesse de 33.4 m/s et la combustion doit être complète lorsque la bielle et le bras de manivelle forment un angle de 90°, de manière à transmettre le meilleur couple au vilebrequin.
Lorsque le régime augmente, le temps nécessaire pour parcourir 1 degré de rotation de vilebrequin diminue et l'angle de l'avance à l'allumage doit donc augmenter pour que l'étincelle se produise un peu plus tôt et que la combustion soit complète au meilleur moment.
De même, lorsque la charge augmente (augmentation de la MAP = + de remplissage), la combustion sera plus rapide et l'avance devra donc diminuer pour optimiser la combustion.
De nombreux facteurs vont influer sur la propagation du front de flamme et sur les risques d'auto-combustion du mélange (cliquetis), comme l'indice d'octane du carburant ou le ratio air-essence pour ne citer qu'eux.
L'avance est en général maximale dans la zone de couple maximale (4000Trs/50kpa), moyenne à bas régime et faible ouverture et à hauts régime et forte ouverture, et elle devient très faible (voire même négative) à bas régime et grande ouverture (pour éviter le cliquetis)
Comme le remplissage de chaque cylindre est différent, il existe une table d'avance pour chacun.

La détermination de l'avance à l'allumage est un sujet passionnant qui mériterait un post à lui tout seul ....
Si quelqu'un s'en sent le courage...
pour les curieux : http://daytona-twintec.com/tech_ignition.html

Fonctionnement :

Lors du fonctionnement du moteur, le calculateur doit effectuer une série d'analyse et d'ordre et ce de manière systématique:

Le calculateur reçoit de ses différents capteurs, un certain nombre d'informations qui comprennent :

  • le régime moteur
  • la position du papillon des gaz
  • la température de l'air d'admission
  • la pression absolue dans la pipe d'admission (MAP)
Avec la position du papillon des gaz et le régime moteur, il consulte la table VE et détermine ainsi la quantité d'air qui doit être aspirée par chaque cylindre à l'instant considéré.
Au même moment, il consulte la température de l'air d'admission et la pression d'admission pour calculer la teneur en O2 de l'air en question.
Connaissant exactement la quantité d'O2 pénétrant dans chaque cylindre, il se réfère à la table AFR pour connaitre le ratio désiré en fonction du régime et de la MAP et déterminer ainsi la quantité de carburant à injecter pour l'obtenir.
Il ordonne donc l'ouverture de l'injecteur durant le temps nécessaire à l'injection de la quantité de carburant recherchée
Il consulte ensuite la table d'avance à l'allumage et détermine à quel moment envoyer l'ordre d'allumage aux bobines en fonction du régime et de la charge du moteur ...

Et à chaque cycles admission-compression-explosion-échappement, ça recommence... épuisant, non ?

Voila pour le fonctionnement normal, mais il existe une série de conditions transitoires de fonctionnement qui font appel à d'autres tables, dites "transitoires", qui apportent les informations nécessaires à l'ECM.
Parmi ces conditions, on peut citer : le démarrage à froid, l'accélération brutale, l'adaptation anti-cliquetis, etc ....


Les Tables d'utilisation transitoires :

Elles permettent au calculateur de gérer des situations ponctuelles et de survenue variable.

On va les séparer en deux catégories pour plus de clarté :

- les tables transitoires d'injection
- les tables transitoires d'allumage

Les tables transitoires d'allumage :

Au nombre de 4, trois d'entre elles gèrent des conditions transitoires aux niveau des bougies, par exemple des températures moteur élevées ou trop basses entrainent des modifications de
l'étincelle…




La quatrième est plus intéressante : elle concerne la détection de cliquetis et les valeurs d'avance d'allumage à modifier dans ce cas.
Mais pour comprendre, il faut d'abord savoir ce qu'est le cliquetis :

Lorsque le piston remonte lors de la phase de compression, la pression qui augmente dans le mélange gazeux air-essence tend à le rendre instable, ce qui va faciliter le travail de la bougie d'allumage mais risque, si on dépasse une certaine limite de pression et/ou de température d'entrainer un auto-allumage du mélange : c'est la détonation ….

Si j'ai beaucoup d'avance à l'allumage, la combustion du mélange va dégager de l'énergie qui va augmenter la pression à l'intérieur de la chambre de combustion, ce qui risque de déclencher une autre combustion avec création d'un second front de flamme et la rencontre des 2 fronts provoquera localement une très importante élévation de pression et de température.



Répétée plusieurs fois par seconde, cette élévation de température aura des conséquences désastreuses à long terme, comme percer un piston ou fondre une soupape par exemple …

Pour éviter d'en arriver là, le calculateur Delphi incorpore un module de détection du cliquetis par surveillance de l'énergie dégagée au niveau des électrodes des bougies.
Si un niveau anormalement élevé est détecté sur 2 ou 3 allumages successifs, le calculateur se réfère à la table « Adaptive Knock Retard » et réduit l'avance à l'allumage de la valeur correspondant au régime et à la MAP où le cliquetis a été détecté…

Cette réduction de l'avance est transitoire et ne sera pas conservée dans la table d'avance

On peut cependant la détecter sur les enregistrements et modifier manuellement les tables d'avance pour éviter au maximum l'apparition du cliquetis.

Les tables transitoires d'injection :

Réglons tout d'abord le cas des tables utilisées lors du démarrage du moteur :

- carburant au lancement : les durées d'ouvertures des injecteurs en fonction de la température (cranking fuel)



- enrichissement de réchauffement : le ratio désiré en fonction de la température (à noter que cette table est utilisée dans tous les démarrages, mais que son application est limitée dans le temps) (warmup enrichment)



- régime de ralenti : la table de ralenti qui donne le régime désiré en fonction de la température (idle RPM)



- IAC Crank to run et étape de réchauffement : ces 2 tables controlent le fonctionnement du volet d'air commandé électriquement par le calculateur (attention : il ne s'agit pas du volet du filtre à air…) la crank to run n'est pas sur SESPT



Ce volet règle la quantité d'air qui passe dans la pipe d'admission lorsque le papillon des gaz est fermé, c'est à dire au ralenti
c'est son réglage qui émet le petit bruit qu'on peut percevoir lorsqu'on met le contact, juste après la mise sous pression du circuit de carburant.

On a ensuite des tables destinées à gérer les conditions d'accélération et de décélération

- PE Air-fuel ratio : détermine le ratio qui sera recherché lorsque le calculateur passe en mode Power Enrichment lors d'une accélération brutale (un peu comme une pompe de reprise sur un carbu)



non dispo sur SESPT

- enrichissement à la reprise : détermine le coefficient multiplicateur appliqué en sus de l'ouverture des injecteurs en mode accélération en fonction de la température du moteur (accel enrichment)



- Appauvrissement à la décélération : à la décélération, cette table détermine la quantité de carburant soustraite à l'injection en fonction de la température (deceal enleanment)



Et pour finir, les fameuses tables polarisation de boucle fermée … (closed loop bias)




Ce sont ces tables qui vont déterminer réellement le ratio air-essence appliqué lorsque le calculateur est en boucle fermée.
En effet, celui-ci ne « lit » pas la teneur en O2 des gaz d'échappement, ce sont les sondes qui la lui transmettent sous la forme d'une différence de potentiel ou « voltage »

On va pouvoir en jouant sur ces tables déterminer le voltage que le calculateur considerera comme celui qui correspond à la boucle fermée :
ainsi, si un voltage de 450mV correspond à un ratio de 14.6 à 1 (origine), on pourra le modifier pour une valeur par exemple de 786mV ce qui correspondra alors à un ratio de 14.4 à 1…

On peut donc conserver l'auto-contrôle de la boucle fermée, tout en appliquant un ratio plus riche que la valeur d'origine et ainsi réduire la température de fonctionnement du moteur.

Voila donc un petit aperçu de ce que renferme une cartographie...