楽にセッティングが完了

FreedomとNEKOcorporationの空燃比計AF-700はもともと純正ECUのあった助手席の足下に設置した。Freedomの左上にパソコンのシリアルポートへとつながるケーブルのコネクタが見える。このコネクタを利用して空燃比計の信号をFreedomに入力する。見にくいが、赤と黒のリード線が伸びてAF-700から伸びるリード線と写真中央あたりで接続されている。

　噴射量マップへの学習はフィードバック制御と深く関わっている。ノーマルECUではO2センサーからの「リーン(薄い)」「リッチ(濃い)」の信号を元に、理論空燃比である14.7に噴射量を調整していることは前回書いたがFreedomも同じ機能を持っている。

　仮に、噴射量マップの数字が理論空燃比よりも濃い状態だった場合、FreedomはO2センサーの「リッチ」の信号を受けているので、徐々に噴射量を減らしていく。だんだん減らす割合を大きくしていき、O2センサーの信号が「リーン」に切り替わたところで減少を止める。このとき噴射量を減らした割合をフィードバック係数という。これは噴射量マップが理論空燃比からどれだけずれているかを示しているので、このフィードバック係数を元に噴射量マップを自動で書き換えてくれるのが学習だ。

　Freedomを買うと付いてくるマニュアルには、純正O2センサーを使ったセッティング法が紹介されている。以下に紹介するが、これは空燃比計連動機能がない場合の方法。僕がやった方法とは違うので、読み飛ばしてもらってもかまわない。空燃比計連動機能を使うといかに楽にセッティングが終わるかを分かってもらうために書くのだ。

　まず、学習をONにして、そこら辺を走りまくる。Freedomは、O2センサーでのフィードバックを元に学習し、どんどんマップを書き替えていく。高速道路のように一定の速度で走っているのでは、あまり意味がない。低回転から高回転まで、アクセル全閉から全開まで、さまざまな状態でエンジンを回してやり、噴射量マップの隅々まで学習させてやる必要がある。

　最初はマップもでたらめな数値が入っていて、空燃比がぐちゃぐちゃである。濃ければ燃費が悪いだけでエンジンにダメージを与えないから良いのだが、極端に薄い場合は、ノッキングが発生したりするので冷や冷やものである。あまりにもひどいノッキングが出るときには、噴射量を増やしたり、点火時期を遅らせたりして抑える必要がある。

　しばらく走っていると、全域で14.7となるマップに近いものができあがってくる。しかし、学習だけでは完全なマップとはならない。最終仕上げとして、Ｅ＆Ｅからオプションで販売されている「空燃比確認ランプ」を使う。これは、14.7より濃いと点灯する仕組み。これを運転しながら見える位置に設置。２速で低回転からの全開加速といったことを繰り返して、各回転数ごとに空燃比が14.7より濃いか薄いかを確認しながら、手動でセットしていくのだ。かなり手間がかかりそうな作業である。

　こうして全域で14.7の空燃比となるマップを完成させる。しかし、このままでは、加速したくても理論空燃比となってしまうので、パワーが出ない。だから、空燃比が12.5あたりの出力空燃比となるよう、「出力増量補正」というものを使う。これは、一定以上アクセルが開いた高負荷のときに、噴射量を1.18倍する補正だ。例えば、スロットル開度が40％を超えたときに燃料を濃くする、といったことができる。

　Freedomのマニュアルによると、このセッティングでは、「レスポンスが悪いことがある」と書かれている。そもそも、NA6CEのアイドルか、アクセルオンか、全開かの３つの状態しか分からないスロポジでは、スロットル開度40％以上で増量、という制御はできない。さらに、14.7の空燃比は、排気温度が高くなるなどエンジンにとっては良い状態じゃない。エンジンブローに隣り合わせているわけだから、あまり心臓に良くないやり方だ。

　これが、空燃比計連動機能を使うと、セッティングがとってもお手軽になるのである。

　まず、上に張った写真のように、Freedomと空燃比計と取り付けた後、Freedomに空燃比計を取り付けたことを教えてあげるために、「空燃比計使用フラグ」に１を入力する。次に空燃比計からの情報を元にフィードバック補正を開始するよう指示する「空燃比フィードバックフラグ」に１を入力する。そして、「学習フラグ」に１を入力して、学習を開始させる。これで、走っているだけでFreedomが勝手に学習を始めるようになる。

　まずは、どんな空燃比になるよう学習してもらいたいのかをFreedomに教えるため、空燃比マップを打ち込む。こんな感じだ。

空燃比連動機能を使うと、空燃比マップで指定した「目標空燃比」と、実際に空燃比計から送られてきた「実空燃比」が表示される。

　縦軸が回転数、横軸が吸気圧。簡略化して書いてあるが、噴射量マップに対応しているマップなので本来は50mmHg、500rpmごとのマップ。実際は、この４倍の広さがある。

　高負荷ではパワーが出るように出力空燃比にしてあり、高回転フルスロットルではちょいと濃いめにしてある。アクセルを踏んでいない低負荷では、理論空燃比14.7にして燃費と排気ガスの浄化を考えている。15とか16と書いてある領域は、だいたい国道や高速道路で一定の速度で巡航しているときに読むあたりだ。パワーが必要ないので理論空燃比より薄くてもかまわない。NOxをたくさんまき散らしてでも、燃費を稼ごうというせこい考えに基づく。エコセッティングならぬ、エゴセッティングである。

　基本的に、このマップに誘導したい空燃比を入力しておけば、空燃比計から正確無比な空燃比のデータがFreedomに入力されて、それに基づいた強力なフィードバック補正が開始される。どれぐらい強力かというと、まったくセッティングをしていない最初の状態でもそのまま走り出すことができ、しかも普通に走っている分ならまともな空燃比を示すのだ。

　基本的にほっとけば、どんどん学習して行ってマップが完成するので、非常に楽。さらにエンジンの状態に応じた空燃比が設定できるので、パワーと燃費が両立したセッティングが可能になる。

空燃比連動機能を使ったときに各種補正の状況を見たところ。フィードバック補正で、燃料を１割弱薄くしていることが読みとれる。

　学習は3000〜5000回転の300〜600mmHgといった国道一定速度巡航でよく使われる領域から終わる。アクセルを全開にした領域(吸気圧750mmHg前後)はマップが一瞬しか読まれないことが多いので、なかなか終わらない。

　どういうことかというと、学習は、

　現在の空燃比を空燃比計から教えてもらう

→目標空燃比にするにはどれだけ燃料を増量or減量するかフィードバック補正の量を計算

→噴射量マップを書き替え

といった手順を踏む。全開の加速をした場合などはマップを書き替えようとしたら、すでに回転数が上がってマップの別の場所を読んでいる、ということになる。なので、なかなか正しい学習が進まない（若干、プログラムが甘いのだと思うが）。

　このように、学習が追いつかない領域については、Freedomに任せておくよりも、自分でマップを書き換えて調整した方が早い。

　空燃比計連動機能は「万能」ではないのだが、セッティングにかかる労力を劇的に少なくしてくれる。基本的に空燃比マップさえ打ち込んでおけば、後はFreedomが勝手にマップを作ってくれるので、最後の調整をちょいちょいっとしてやるだけで良いのだ。

　それに、純正O2センサーだけでセッティングした場合よりも、細かなセッティングが可能なのも強みだ。O2センサーによるセッティングが、低負荷のときは、空燃比14.7、高負荷のときは空燃比12.5と、２段階しか設定できないのに対し、空燃比計連動機能を使ったセッティングでは、それこそ無限に空燃比を指定できる。アイドルで14.7。アクセルを踏み込んだときは12.5。高回転では12。3000〜4000回転で巡航しているときは16、といった具合に。

　マップが完成すれば、空燃比計は取り外せばよい。だから、高価な空燃比計なんぞは誰かから借りれば良い。

　プラグの焼け具合や、排ガスのにおい、といったことから空燃比の薄い、濃いを判断できないなら、Freedomには、ぜひ空燃比連動機能を付けてもらおう。