Ako funguje riadiaca jednotka
Motory moderných áut sú v dnešnej dobe všetky riadené mikroprocesormi. Je tomu tak približne od začiatku 90 rokov. U benzínových motorov nahrádzali karburátory najskôr jednobodové vstrekovače (EPI) , neskôr viacbodové (MPI) a napokon prišli priamovstrekové motory so vstrekovačmi priamo v spaľovacom priestore (GDI, FSI). Riadiaca jednotka najskôr riadila iba množstvo paliva, neskôr sa pridružilo aj riadenie predzápalu. Vstup riadiacich jednotiek do automobilizmu umožnil efektívnejšie využívať palivo, čoho následkom bol vzostup výkonu, pokles spotreby a lepšie emisie. Pribudli katalyzátory a recirkulácia výfukových plynov – EGR (exhaust gas recycling). V posledných rokoch sa éra preplňovania čoraz viac udomácňuje aj u benzínových motorov.U dieselových motorov bolo radové čerpadlo ovládané plynovým lankom nahradené najskôr radovým čerpadlom s elektronickým ovládaním – motory TDI. U týchto motorov sa tryska otvára tlakom paliva. Neskôr (1997) prišli na rad motory typu common rail, kde rotačné čerpadlo vytvára vysoký tlak paliva, ktoré ženie do spoločnej lišty, odkiaľ je palivo pod tlakom rozvedené k jednotlivým vstrekovačom. Vstrekovače sú otvárané buď elektromagneticky, alebo piezoelektricky. Tým sa palivo dávkuje nezávisle od polohy hriadeľa čerpadla. Všetky moderné dieselové motory sú vybavené turbodúchadlom, čo im dáva dobré predpoklady k úpravám softvéru.
Riadiaca jednotka je akýsi centrálny mozog motora. Zbiera informácie o jeho práci a upravuje parametre tak, aby plnil príkazy vodiča. K činnosti riadiacej jednotky je bezpodmienečne nutné napájanie elektrikou a pripojenie na niekoľko čidiel. Medzi základné, bez ktorých žiadny motor fungovať nebude, patria: čidlo polohy plynu /u niektorých áut čidlo polohy škrtiacej klapky/, čidlo polohy kľuky, množstvo nasatého vzduchu /váha vzduchu, u niektorých stačí podtlak v saní/. Medzi čidlá, ktoré upresňujú a optimalizujú chod patria tieto veličiny: poloha vačky /najmä u motorov s variabilným časovaním/, teplota vody, teplota paliva, tlak paliva, atmosférický tlak, teplota nasávaného vzduchu, teplota stlačeného vzduchu, tlak v saní u preplňovaných motorov, teplota výfukových plynov, vibrácie, čidlo poruchy zápalu, teplota oleja, tlak oleja, rýchlosť vozidla, kyslík vo výfuku.
Riadiaca jednotka spracuje požiadavku vodiča od plynového pedálu a pridelí motoru také parametre, aby čo najlepšie vyhovel želaniu vodiča. Riadiaca jednotka vyhodnotí, v akom režime motor bude pracovať. Pri zohriatom motore a čiastočnej záťaži motor bude pracovať v uzavretej smyčke – closed loop, kedy sa parametre prispôsobujú údajom z lambda sondy vo výfuku, ktorá skúma množstvo kyslíka. Kyslíka je najmenej vtedy, keď palivo všetko dokonale zhorí. Tomu hovoríme stechiometrické spaľovanie. U benzínového motora pripadá na 1 diel paliva 13,7 dielov vzduchu, vtedy spaľuje dokonale. U dieselu je to 17,1 dielu vzduchu na 1 diel nafty. Riadiaca jednotka spracuje všetky dostupné údaje podľa preddefinovaného algoritmu. Ten je nastavený tak, aby čo najrýchlejšie vypočítala, koľko paliva, prípadne vzduchu má do motora pustiť a aj presnú dobu, kedy tak urobiť. Urobí tak cez výkonné členy – injektory, klapky, ventily, solenoidné cievky. Výsledkom je dobre fungujúci motor. Hodnoty, aké má riadiaca jednotka použiť, sú uložené v tzv. mapách. Mapa je vlastne tabuľka, kde hodnote na osi x a y je pridelený konkrétny parameter. Napr. mapa dĺžky vstreku - os x bude požadované množstvo paliva v mm3 a os Y bude tlak paliva, hodnota v tabuľke stanovuje, koľko mikrosekúnd má trvať otvorenie injektora, aby pri stanovenom tlaku došlo k vstreknutiu adekvátnej dávky. Podobných máp je v riadiacom programe nespočetne, u najstarších jednotiek desiatky, u najnovších tisíce.
Medzi ďalšie funkcie riadiacej jednotky patrí ochrana motora. Ak sa napríklad motor prehrieva kvôli zanesenému chladiču, či kvôli jazde do kopca na plný plyn, po dosiahnutí preddefinovaných hodnôt riadiaca jednotka zakročí a zníži výkon, prípadne ak by malo dôjsť k okamžitému poškodeniu, odstaví motor. Mapy ktoré znižujú výkon kvôli ochrane motora sa volajú limitery, alebo obmedzovače. Definujú aká hodnota za akých konkrétnych podmienok bude znížená a o koľko. Tak napríklad stačí merať výkon na valcovej brzde, kde nie je vzduch stláčaný turbom dostatočne ochladzovaný prúdením okolitého vzduchu (ako za jazdy) a riadiaca jednotka rozpozná príliš vysokú teplotu v sacom potrubí a zasiahne limiter, ktorý zníži tlak turba. Menej tlaku = menej vzduchu a k nemu dopočíta jednotka menej paliva. Výsledkom je pokles výkonu. Preto mnohokrát – ak sa neupraví, alebo dočasne neodstráni tento limiter, nie je možné na valcovej brzde zmerať skutočný výkon po navýšení.
Treťou funkciou riadiacej jednotky je odovzdanie informácií diagnostickému zariadeniu. To sa deje cez dátovú zbernicu, u starších áut cez tzv. K a L linku a u novších cez ďaleko rýchlejšiu zbernicu typu CAN-BUS. Riadiaca jednotka nám podáva chybové hlásenia – hodnoty, ktoré sa dostali mimo povolený rozsah a poskytuje aj konkrétne údaje z čidiel. Zároveň poskytuje aj výstupné informácie, ktoré posiela na výkonné členy.
Riadiace jednotky vyrábajú rôzni výrobcovia, napr. BOSCH, Siemens, Marelli, Delphi, Denso atď..
U vozidiel Fiat a Alfa sa používajú najmä jednotky BOSCH, pre staršie JTD Euro 2 je EDC15C2 (EDC = electronic diesel control), JTD E3 používa EDC15c3 a multijety používajú EDC16C8 a novšie EDC16c39.
1.3JTD používa jednotky Marelli. Všetky spomenuté jednotky sú programovateľné cez OBD.
Benzínové motory používajú BOSCH a Marelli, väčšina nie je spoľahlivo programovateľných cez OBD a je nutné ich otvárať a letovať. Jednotky pre benzínové Bravo/Brava sú navyše zaliate voskom, alebo silikónom, čo takmer znemožňuje zásah do nich.
