自從obd1時代開始車輛都有裝置o2 sensor, 功用是監測燃燒的廢氣空燃比, 原廠o2 sensor大都只能判斷兩種訊號, 濃跟稀。超過14.7:1就是稀, 低於14.7:1就是濃。
(然而, 新一代的車子很多的o2 sensor已經可以讀出接近11.2:1左右的數據, 只是還是拿來當窄頻o2來使用, 要拿來校調可以, 但是準確的空燃比幅度有限制, 渦輪車不宜)
接著解釋何謂close loop/open loop, 只要車子發動後電腦便處於此兩種狀態中切換。
close loop, 閉迴路, 電腦會根據o2 sensor的訊號持續修正供油到14.7:1,
該空燃比下所燃燒的廢氣最乾淨, 變濃會殘留HC/CO, 變稀會生成NOx, 而原廠的觸媒也只在此空燃比附近的範圍工作, 所以是為了因應環保, 產生了這樣的設計。
open loop, 開迴路則是電腦忽視o2 sensor訊號而自行決定噴多少油, 而電腦噴多少油取決於電腦內的供油曲線, 說是曲線不如說是一張表, 有x/y軸, 其中一個軸一定是轉速另外一個軸指的是負載, 單位則根據供油系統的不同而有所差異;
接著來說明常見的兩種供油系統：
1) Mass Air Flow, 走流量計訊號, 另外一個軸參照的是流量, 可能是g/s, 可能是g/rev
2) Speed Density, 走歧管壓力訊號, 另外一個軸參照的是壓力
還有一種較少見的系統叫Alpha-N, 走的是TPS訊號, 另外一個軸參照的是油門開度。一般而言不被原廠採用(除了重型機車), 改裝多喉直噴捨棄進氣歧管時會用到這類系統。又或者是當做原廠電腦的MAF/MAP訊號失靈時的預備措施, 即所謂的limp-home mode, 跛腳模式。
至於電腦何時會處於close loop, 何時又處於open loop? 當怠速, 引擎負載/油門開度改變幅度不大, 巡航時皆處於close loop; 冷車發動, 引擎負載/油門開度改變劇烈, 重踩油門, 轉速拉高時則跳換到open loop模式。
以我自己的車(2007 Impreza WRX)來說, MAF流量超過60g/s, TPS開度大於86%, 或者是轉速超過4400rpm時, 滿足以上任何一條件就會跳到open loop, 以原廠電腦的設計, 它會想盡辦法留在close loop來降低油耗和排廢。所以甚至有延遲的設計, 當input滿足open loop條件後若在x個指令行(或數毫秒內), 倘若原本已滿足的條件又因為駕駛人或路況導致input的改變, 那依然不會進入open loop
所以, 供油電腦會不會自己去調整供油量? 這個問題可以逐步細項來討論。
close loop的情況下都會, 只是有上限。上限大小因車而異, 我的車可以修正達到將近40%;
open loop的情況下, 我們把兩種供油系統拆開來看(Alpha-N同MAP);
MAF系統下, 改香菇頭(以及任何加大MAF管徑, 流量計之前的改裝), 會直接影響到MAF輸出電壓和相對應的流量表, 例如原本MAF 3v代表的是流量50g/s, 改裝後正確的流量應該代表55g/s, 那這個表沒有改寫的情況下, 在流量計3v時電腦就會只找出50g/s對應x轉速的表格, 噴出對應的油量, 然而其實應該要告訴電腦3v時應該對應的是55g/s, 再噴出對應的油量。所以MAF, 也就是流量計要重新校正, 我們叫它MAF Scaling, 流量計沒有校正好, 會造成電腦誤判, 多噴或少噴油, open loop的空燃比就會跑掉, 輕微的情況會不順, 嚴重的話會造成爆震。當然看幅度而決定;
至於close loop要不要做流量計校正? 也要, 因為許多的車子在close loop時有所謂的學習機制, 例如我換了香菇頭, 結果怠速和巡航的時候電腦為了要達到14.7:1的供油, 叫出預設的供油表來噴油時發現要減少噴油才能達到穩定的14.7:1, 假設是25%, 那車子開久了電腦就會逐漸學習, 累加一個學習值, 以後在close loop時先不經過o2 sensor feedback就直接少噴15%的油, 再根據o2 sensor的數據來漸漸減少噴油以達到14.7:1, 如果在close loop靠近open loop的臨界點附近電腦學習了這個參數, 就會影響到open loop的供油, 電腦會猜測少了15%的供油才能達到open loop時預設的空燃比, 以後進入open loop時直接先把-15%套在open loop的供油上, 那就不妙了, 這同時也是跨接式改裝電腦的壞處。
回到主題, 實際上在改了香菇頭後, 電腦裡面主要的供油表有沒有必要更動? 其實未必。
MAP的系統, 改香菇頭要不要重新校調電腦? 由於MAP系統中供油參照的是原廠的容積率表(VE table), 改香菇頭後MAP還是可以讀取正確的歧管壓力, MAP不需要校正, 只是因為VE table已經跟原廠不同, 所以就要動到原廠的供油曲線, 不然噴油會不正確。
所以, MAP系統中任何改裝只要牽涉到容積率的改變, 都要修改原廠的供油表格, MAF系統中只要原廠電腦中的表格有把較高流量的部分寫進去, 理論上就不需要改寫。例如我的case, 我把增壓從0.7bar調高到1.1bar, 每轉的流量從2g/rev增加到2.5g/rev, 而原廠電腦的的供油表中包括了2.5g這一欄, 那我就不用去改寫。也就是說, 就算我把渦輪加大, 從TD04換成VF34, 只要流量還在原廠電腦供油表的最大值內, 引擎還是可以正常運作的。
當然若是為了馬力輸出的改寫就不在這裡所討論的範疇。改了硬體後電腦都重新改寫當然比較好, 只是改變可能是5%, 可能是30%, 不一定。調整完是死的嗎? 是的, open loop下是死的。但電腦在決定噴油時, 參照的不僅只有x/y軸那兩個參數, 還有很多補正, 如所謂的大氣壓力或者是進氣溫度、水溫等等。電腦在決定噴油量時, 首先會從主供油表格中找出預設的空燃比, 換算成噴油嘴開啟毫秒, 再根據其他的sensor input來針對這個開啟時間進行修正和補償。但基本上是一個蘿蔔一個坑, 根據相對應的補正表格裡來做事。
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