Capteurs EFI et utilisations

Dec 19, 2023

Les systèmes EFI nécessitent de grandes quantités de données pour fournir l'expérience EFI que nous attendons. Nous utilisons des capteurs électriques pour relayer les conditions de fonctionnement du moteur à l'ECU, qui sont ensuite utilisées pour ses calculs. L'ECU compare ces données avec des tableaux définis par l'utilisateur ainsi que des calculs en coulisses pour gérer correctement le moteur, la transmission ou tout autre sous-composant.

Les capteurs tels que la manivelle et la came peuvent être de 12 V, 5 V ou magnétiques, tandis que d'autres fonctionnent sur une référence de 0 à 5 V ou utilisent une relation de résistance à la terre telle qu'une thermistance. Les systèmes EFI peuvent utiliser de nombreux capteurs pour effectuer de nombreuses tâches, y compris l'acquisition de données, mais cet article se concentrera uniquement sur les capteurs requis. Comprendre le fonctionnement de chaque capteur d'un système EFI peut nous aider dans le diagnostic et le réglage. Vous trouverez ci-dessous quelques capteurs courants et leurs utilisations.

Le capteur de manivelle, également appelé capteur de position de manivelle, est le capteur le plus important du système EFI. Un capteur de manivelle dans sa forme la plus simple fournit simplement à l'ECU un signal de régime. S'il n'y a pas d'entrée de régime, l'ECU ne générera pas de sortie et le moteur ne fonctionnera pas.

Un capteur de position d'arbre à cames n'est pas aussi critique qu'un capteur de manivelle dans la mesure où de nombreuses applications fonctionneront sans un à moins qu'il ne soit requis comme entrée ECU. Des fonctionnalités telles que le ravitaillement séquentiel temporisé, les allumages à bobine près de la bougie "CNP" et la synchronisation des cylindres individuels nécessitent toutes une entrée de capteur de came pour un fonctionnement correct. En effet, un cycle complet d'un moteur 4 temps nécessite deux tours complets de manivelle rendant l'entrée manivelle insuffisante. Placer un capteur sur la came est l'endroit idéal pour identifier un événement spécifique tel que la course de compression du cylindre n° 1, répondant ainsi à l'exigence d'une entrée de came correcte.

Un TPS est simplement un potentiomètre avec un essuie-glace coulissant qui produit une tension relative à la position de l'ouverture du papillon. L'identification de la position de ralenti est une fonction essentielle du TPS puisque l'ECU aide à contrôler le ralenti en utilisant la compensation de synchronisation et la position IAC pour atteindre la vitesse de ralenti cible. Lorsque la manette des gaz est enfoncée et n'est plus au ralenti, ces fonctions sont désactivées.

Lorsque le TPS est avancé au-delà de la position de ralenti, l'ECU active la commande du suiveur d'accélérateur de l'IAC. Cela ouvre l'IAC à une position ouverte spécifique, qui est programmée pour se fermer à un rythme plus lent, ramenant le moteur au ralenti après la fermeture de l'accélérateur.

Le TPS est également utilisé pour l'enrichissement de l'accélérateur (alimentation en carburant AE), et généralement, plus le TPS est déplacé rapidement (taux de changement), plus le débit de carburant est important pour couvrir la transition de l'accélérateur. Les entrées TPS sont également utilisées pour la fonction d'inondation claire avec certains paramètres de contrôle de transmission.

L'IAC est une fuite de vide à commande électronique qui est utilisée pour contrôler le régime du moteur en position de ralenti. Il est souvent appelé capteur, mais en réalité, il s'agit d'un actionneur puisque l'IAC reçoit des commandes de l'ECU.

La fonction principale est d'augmenter ou de limiter la fuite d'air dans le moteur afin d'atteindre le régime de ralenti cible. Une autre fonction consiste à fournir de l'air supplémentaire au moteur lors du démarrage pour émuler l'ouverture de l'accélérateur pour un démarrage rapide. L'évasement du régime rencontré après un démarrage est fonction de l'ouverture de l'IAC pendant le démarrage. La plupart des variables IAC sont basées sur le capteur de température du liquide de refroidissement avec une entrée du TPS également.

En tant que thermistance, la soupape de résistance par rapport à la masse permet à l'ECU de calculer la température du liquide de refroidissement. La fonction principale est de fournir une correction de carburant en fonction de la température du liquide de refroidissement, en particulier à froid. Bien que similaire à un starter de carburateur qui augmente le ravitaillement à froid, un système EFI ajoutera simplement le carburant supplémentaire, aucun starter requis. En plus de modifier les pourcentages de carburant, nous pouvons également compenser la synchronisation et d'autres variables qui dépendent du liquide de refroidissement.

Autre capteur de la famille des thermistances, l'IAT est utilisé pour mesurer les températures de l'air d'admission. Ce capteur est plus important que beaucoup ne le pensent, mais de manière subtile. Lors du réglage de la densité de vitesse, l'ECU utilise la température de l'air pour aider à calculer un chiffre de densité de l'air afin d'aider à fournir une plus grande précision de ravitaillement pendant la compensation en boucle fermée. En outre, l'IAT est largement utilisé dans les applications boostées, fournissant des modificateurs d'étincelle et de carburant pour les corrections de mise au point en fonction des températures de l'air d'admission.

Le capteur MAP à toutes fins utiles n'est rien de plus qu'une jauge à vide à commande électrique et est nécessaire lors du réglage de l'algorithme de densité de vitesse. Tout comme une jauge à vide ordinaire, il mesure la pression différentielle dans l'admission par rapport à l'atmosphère. Les lectures de haute pression dans l'admission indiquent une charge plus élevée lorsque le moteur se déplace vers l'équilibre avec la pression extérieure à plein régime.

Inversement, des lectures de pression inférieures indiquent un "vide" associé à une décélération. L'ECU utilise ces valeurs de pression pour identifier la charge du moteur, puis délivre le carburant primaire programmé et la synchronisation pour la charge respectée. Les capteurs MAP sont évalués en bar avec un capteur MAP de 1 bar égal à 1 atmosphère ou 14,7 psi. Pour lire la suralimentation, un minimum de 2 bars MAP est requis avec une lecture de pression de suralimentation maximale de 14,7 psi. Un 3 bar a une plage de boost de 29,4 psi et ainsi de suite. La densité de vitesse est l'algorithme de réglage utilisé par la plupart des ECU du marché secondaire en raison de sa flexibilité.

Un débitmètre massique d'air mesure le volume d'air réel utilisé par le moteur et est généralement relégué aux applications OEM. Étant donné que le MAF mesure l'air réel utilisé, le réglage d'un rapport air/carburant cible est plus précis et est considéré comme supérieur à l'algorithme de densité de vitesse (capteur MAP). Là où le MAF est désavantagé, c'est lorsque l'air entrant n'est plus laminaire sur le capteur, ce qui crée des lectures erronées sur l'ECU.

Ces perturbations du flux d'air peuvent être le résultat d'un arbre à cames agressif, du déplacement du capteur de l'emplacement OEM ou du réacheminement de la tuyauterie d'admission, faisant de Speed ​​Density la meilleure option pour les applications non stockées. Les applications boostées peuvent également faire tomber le MAF hors de sa plage spécifiée, entraînant un manque de données précises. Dans certains cas, les systèmes de gestion OEM intégreront la densité de vitesse avec le MAF en tirant parti de chacun pour fournir le meilleur contrôle du carburant.

Comme vous pouvez le voir, la plupart des capteurs EFI sont relativement basiques et fournissent les mêmes données que nous avons utilisées dans le diagnostic automobile pendant des années. Mais, connaître le travail de chaque capteur et comment il s'applique à l'ECU peut aider au diagnostic et au réglage fin de votre système EFI.

Andrew Starr, Starr Performance et Conseil – Starrperformancetuning.com