コンテンツへスキップ
mendkuru

Mendkuru

めんどくさいクルマのサイト

インプレッサ GDB-F・EVC5でブーストコントロール

EVC5を取り付けたのが、2007年8月で、これを書いているのが2011年6月なので、すでに4年が経過している。
EVC5を取り付けてから一月後、リザルトマジックでECUを書き換えたのだが、リザルトマジックを導入した時にオリエントワークスの日比さんが、EVC5を外して一度ECUのブースト制御で乗ってみてくれと言っていたのを思い出した。
この場合、EVC5で制御するよりも、純正ECUで制御した方がリザルトマジックはパワーアップするぞと暗に言っていたと解釈するほうが自然だ。
実際にさまざまなサイトで純正ECUを書き換えることによってブーストを制御しているようだが、EVC5よりも決め細やかなセッティングができると書かれている。
リザルトマジックを導入した時はEVC5でブーストは120kPaで制限をしてあったまま試乗したので、ノーマルのブーストよりも低いところで評価したわけだが。
リザルトマジックはECUでブーストを巧みに操りノーマルよりも平均的に高いブースと圧を保って高出力を発揮させているのではないかと予想できる。
もちろん、ノーマルのシステムを使っているのでオーバーシュートを防ぐことは出来ないのではないかと思う。
EVC5を導入した背景には、オーバーシュートさせずに気持の良いパワーを発揮させたいという理由がある(これは雑誌に登場するチューナーやショップの方々が言っていること)。
フロントパイプやマフラーを交換するとノーマルのECUでコントロールした場合、ノーマルよりもブースト圧のオーバーシュートが多くなると言われているが、メーカーのセッティングは壊れないように万全を期するはずなので、多少オーバーシュートさせても大丈夫なのかもしれない。
だが、それだけ故障のリスクが上がる訳だけど、予想の域を出ない問答だけど。EVC5は、取り付けて基本設定をしただけでも結構速くなったように感じた。
ブーストがノーマルよりも低い回転からシャープに立ち上がるような感じである。
EVC5を使って緻密なブーストコントロールを行えば、壊れずに速いクルマが出来上がると雑誌には書かれている。
実際に自分が参考にしたのは、同じクルマを所有するインプレッサネットの豊富なデーターの一部で、基本的な考え方をいただいた格好である。EVC5の取扱説明書のPDFリンクはこちら

 

インプレッサネットのEVC5の記事のリンクはこちら

実は、EVC5を取り付けてから、細かな設定をしていたのだけれど、設定内容や設定方法をどこかに書いておかないと忘れてしまうので、今回投稿することにしたのであった。

EVC5の設定の中に、マップ機能があり、このインプレッサはエンジンの回転数とアクセル開度をマッピングしている。
基本的にエンジンの回転数で5000rpmくらいまでブーストを持ち上げて、それ以上の回転数では反対に最大ブーストを低く設定している。
これは、安全マージンをできるだけ大きくしたいのと、実際に気持ちよく走るときは4000rpm~6000rpmを多用しているからだ。
ブーストの設定を2種類作って切り替えて使えるところもEVC5の美点の一つだ。
まずは、加速感とパワーを重視してマップを作ってみた。
自分の場合は「マップB」に登録をした。
目標ブースト圧を130kPaに設定し、エンジンの回転数とスロットの開度にあわせて補正マップを作ってみた。
この補正値は実際のタービンの能力を超えることはできないので、実際のブースト値にはならないことに注意してください。
Defiのブースト計の記録機能を使って3速全開でブースト値を見てみると、大体一番下の測定値kPaになり目標ブースト値130kPaプラス補正値10kPaで実際140kPaになっている。
6000rpmでは120-130kPa辺りまで低下し7000rpmでは100kPaまでブーストがたれているという結果だ。
アクセルが0から50%くらいまでブーストをマイナス補正しているが、130kPaからマイナス55kPaとしても75kPaなので、アクセルを少し開けた状態でそんなにブーストは上がっていない状態なので、たぶん0でも変化はないのではないかと思うけど。
ただし、スロットルオフの時はブローオフバルブで過給圧力を逃すのではなく、積極的にEVC5でコントロールするように設定したが、その手法はインプレッサネットを参考にしている。(厳密にはその理由は違っているけれど)
マップB 目標ブースト=130kPa          
THR%/rpm 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0 -55 -50 -50 -50 -50  
25 -40 -30 -30 -30 -10  
50 0 0 0 -10 -10  
75 5 5 5 5 0  
100 10 10 10 10 0  
測定値Kpa       140 120-130 100-110
マップB目標ブースト=130kPa     THR%/rpm2000300040005000600070000-55-50-50-50-50 25-40-30-30-30-10 50000-10-10 7555550 100101010100 測定値Kpa   140120-130100-110
マップB目標ブースト=130kPa     
THR%/rpm200030004000500060007000
0-55-50-50-50-50 
25-40-30-30-30-10 
50000-10-10 
7555550 
100101010100 
測定値Kpa   140120-130100-110
実際に乗ってみると、4000rpm強から強烈な加速が始まり6000rpmを超えて7000rpmまで続く。
さらに8000rpmまできっちりと回るが、トルクは下がってきているので、実用回転域は7000rpmまでだろう。
上のブースト計の表示はピーク値を指しているが138kPaぐらいか。
実際に記録モードで見てみると瞬間的に142kPaくらいまでメーターは示していた。GDB-F型インプレッサはノーマルでも瞬間的にオーバーシュートさせて150kPaあたりまでブーストが上がるそうだ。
もう一方の街乗り用にローブーストの「マップA」を作ってみた。
こちらは、普通のクルマよりも断然速いのだけれど、ハイブーストと比べるとアクセルを踏んでも前に進まない感じがする。
設定の狙いは、高回転域でブーストが少し高まるセッティングでノーマルアスピレーションの雰囲気を意識したセッティングだ。
だけど、あまり楽しくないセッティングなので、少し考えてみると4000rpm辺りまでブーストを制限したために、本来インプレッサが持っている最大トルク付近を下げてしまっている。結局その上の5000rpm以上の領域のブーストがそれほど上がらないのでトルクも低いままなので加速に勢いが感じられず、たとえエンジンが高回転の領域まで回ったとしても、何となく回っているだけのエンジン特性になってしまったようだ。これを解消するには4000rpmあたりのブーストをもう少し上げると良くなるのではないかと考えている。(4000rpm前後でエンジンが失速するように感じてしまう)
街乗り用ローブースト仕様は燃費にも優しいのではないかと考えているが、インプレッサGDBのエンジンは圧縮比が8.0と低いのでブーストをある程度上げてトルクを高めた方が効率が上がるのかもしれない。
マップA 目標ブースト=65kPa          
THR%/rpm 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0 -65 -65 -65 -65 -65  
25 -45 -45 -30 -20 -20  
50 -25 -25 -10 0 0  
75 -5 -5 0 5 10  
100 0 0 10 15 25  
マップA目標ブースト=65kPa     THR%/rpm2000300040005000600070000-65-65-65-65-65 25-45-45-30-20-20 50-25-25-1000 75-5-50510 10000101525 
マップA目標ブースト=65kPa     
THR%/rpm200030004000500060007000
0-65-65-65-65-65 
25-45-45-30-20-20 
50-25-25-1000 
75-5-50510 
10000101525 
マップAのローブスト用を少し変更してみた。

 

ブーストが4000rpm辺りからブーストを高め高回転に行くにしたがってブーストを上げるようにしてみた。
目標ブーストが65kPaなのでプラス30kPaでも最大100kPa未満なのでインプレッサにとっては「ヘの河童」のような設定である。
このマップの目的は、街乗りで燃費を稼ぎながら高回転は4000rpm辺りからトルクが立ち上がり7000rpmオーバーまでカーンと回るエンジンを目指した。
NAのような吹け上がりになった?ように思うけど、自己満足の世界である。
まあ、マップBには足下にも及ばないけど。

マップA_2 目標ブースト=65kPa          
THR%/rpm 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0 -65 -65 -50 -50 -40  
25 -45 -45 -20 -20 -20  
50 -25 -25 0 0 0  
75 -5 -5 10 15 15  
100 0 0 20 25 30  
マップA_2目標ブースト=65kPa     THR%/rpm2000300040005000600070000-65-65-50-50-40 25-45-45-20-20-20 50-25-25000 75-5-5101515 10000202530 
マップA_2目標ブースト=65kPa     
THR%/rpm200030004000500060007000
0-65-65-50-50-40 
25-45-45-20-20-20 
50-25-25000 
75-5-5101515 
10000202530 
いくつかブーストマップを試してみたが、ノーマルのGDBインプレッサのブーストの肝は4000rpm前後を高く保つのが良いようだ。
このセッティングで乗ってみると、トルク変動が少なくスムーズにエンジンの回転が伸びていくようなフィーリングになった。
だけど、これで、満足した訳ではないがイージーライターがないので、変更が面倒くさいので、今のところこれで良いことにした。
結局GDBはターボエンジンなのでタービンの特性を考えてセッティングしなければならないということを学んだわけだ。
EVC5でスロットル開度とエンジンの回転数のマップを使ってセットしたのだが、スロットを閉じている時はタービン側でブースト圧を下げるセッティングは、微妙な変化かもしれないけれどエンジンブレーキが弱くなったように感じる。
そして、スロットルを大きく開けて行くとトルクがガーンと立ち上がるように感じる。
特にマップBでは4000回転から5000回転でターボのブーストがガーンと立ち上がりジェット機のような加速が楽しめるようになった。
エンジンブレーキが弱く感じられる理由は、スロットルオフでタービンを回転させずにマフラーに排気がバイパスされ、排気抵抗が少ないからではないかと考えられる。
ガーンと立ち上がる加速は、アクセルを踏んでいない時はブーストは上がらないけれど踏んで行くと強力にブーストが立ち上がり、そのトルク変動の差が大きいことにより、気持ちの良い加速感を演出しているのではないかと思われる。
ただし、気持ちの良い加速感にはフロントパイプやマフラー、吸入系など様々な要因があると思われるので、EVCを付けただけでは無理ではないかと思う。EVC5は、目標ブーストを設定しステッピングモーターで緻密にブーストを制御しブーストの管理をしている。
ただし、エンジンの排気を使ってタービンを回しているので、目標ブーストを設定しても実際にはそのブーストに達する回転域は少ないと思われる。
様々な回転域とスロットル開度で最大ブースト圧を設定してあるが、これは目標値であって実際にはほとんどの部分で異なったブースト値になっていると考えなければならない。
ただ、スロットル開度の高い領域やエンジンの回転数の高い領域ではブーストの制御は非常に大切である。
むやみに高いブースト圧はエンジンを破壊する可能性も高いので注意が必要である。最適なブーストコントロールには、データロガー等でじっくりとデーターの収集が不可欠と思われる。自分のようなシロートがチョチョイとセッティングできるほど甘くないと思うが、プロにしたら変なセッティングかもしれないけれど、自分が公道で走るのに気持の良いと感じるように設定した結果である。

 

ターボエンジンは一時期よりも少数派となってきたけれど、クルマ好きにはたまらないと思う。
気持ちよく走れるように弄る楽しみがたくさんあるので、いつまでも飽きずに付き合えると思うのだが。
また、直噴+ターボでエンジンの効率を高めることもフォルックスワーゲンやBMWでは行われている。
まあ、マツダのアテンザスポーツでもやっていたけれど、今後インプレッサもさけて通ることはできないだろう。


EVCのコントロールで、少し実験をしたいと考えてモードAのローブーストの設定もモードBの目標ブースト130KPaにすることにした。
理由は、ローブーストにしても燃費は特に変化はないし、エンジンの回転数が低い場合はエンジン特性に変化は少ないと考えたからである。
ある雑誌の中で、ターボは空気の密度を高めるだけで、実際にシリンダーに空気を取り込んでいるのはピストンが下降する時の吸い込む力だと記されていた。
インプレッサGDBに搭載されているFJ20という古典的なコンセプトで作られているビッグボア(短時間に燃焼させるのが難しい)、ショートストローク(低回転でトルクアップが難しい)、低圧縮(爆発エネルギーが少ない)、吸気マニュホールド噴射(吸気の質量が重くなるなど)と現代の考えからするととても古いと思う。
効率という面から考えると濃い燃料で燃焼温度を下げている点も現代のエンジンとは根本的に異なる。(ERGを効果的に使って燃焼温度を下げる)
古典的なエンジンのコンセプトだけど、基本的な考えは同じと考えれば、自然吸気のエンジンもターボエンジンも同じではないかと考えたわけだ。
エンジンのパワーを高めるには、昔は、良い吸気、良い圧縮、良い点火と3拍子あれば良いと言われていた。さらに、馬力を高めるには、いかにたくさんの空気をシリンダーの中に取り込んで燃焼させるかがカギとなる。空気という質量のある物質をシリンダーに効率よくたくさん取り込むには、バルブのオーバーラップと呼ばれる遅くバルブを閉じるように設計されている。
ターボエンジンはアクセルに対するレスポンスが遅れてトルクが立ち上がるとよく言われる。
それは、アクセルを開けてタービンによる過給が立ち上がるまでトルクが立ち上がらないことが原因であろうと誰でも考えることと思う。
だけど、自然吸気の場合、過給しなくともトルクが立ち上がることを考えると、排気側にタービンという排気抵抗が存在するために、シリンダーに空気が入りづらいのではないかと考えた。(吸排気のバルブタイミングにはオーバーラップが存在するのでたくさんの空気をシリンダーに詰め込むことができる。よって排気抵抗があると吸気を妨げることになる。)
この場合、過給がすばやく立ち上がらないが、ある程度のレスポンスは期待できるのではないか。
ただし、EJ20というエンジンは、基本的にショートストロークで圧縮比がとても低く自然吸気では大きなトルクを得にくい構造であることを考えると、このブースト設定には無理があるようにも思うが・・・・・・。
排気抵抗を少なくするには、EVCでアクセルオフの状態で過給圧を低く設定し、アクチュエーターでタービンをバイパスして排気させれば良いのではないか。
頭の中で、いろいろと考えてみたけれど実際にEVCを使ってコントロールしてみることにした。
EVCの設定はこれまで通り、エンジンの回転数とアクセル開度で制御する。
2種類の設定が持てるので、2つを交互に動作させてみて比べてみることにしよう。
上図はEVCはアクセルOFFでもブーストを維持するためにタービンを回している様子を表している。
反対に下の図はアクセルOFFでEVCでブーストを下げてタービンを回さずに排気させている様子だ。
ちなみに青っぽい色のほうが吸気で赤っぽいほうが排気をあらわしている。
スムーズな排気がスムーズな吸気を助けると考えると、タービンを回す排気抵抗はシリンダーに空気を入れるのを邪魔しているのではないかと考える。
マップB 目標ブースト=130kPa          
THR%/rpm 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0 -100 -100 -100 -100 -100  
25 -50 -50 -50 -50 -50  
50 0 0 0 -10 -20  
75 0 0 5 5 0  
100 0 0 10 10 0  
測定値Kpa       140 120-130 100-110
マップB目標ブースト=130kPa     THR%/rpm2000300040005000600070000-100-100-100-100-100 25-50-50-50-50-50 50000-10-20 7500550 1000010100 測定値Kpa   140120-130100-110
マップB目標ブースト=130kPa     
THR%/rpm200030004000500060007000
0-100-100-100-100-100 
25-50-50-50-50-50 
50000-10-20 
7500550 
1000010100 
測定値Kpa   140120-130100-110
マップBはアクセルオフでブーストを下げて、排気抵抗を少なくしようとした設定だ。
このような設定をしなくとも、アクセル開度でブースト圧を見てみると、アクセルオフではブーストが上がっていないので、実際は同じだろうと予想できるけれど、しばらくはこのセッティングで様子を見ようと考えている。アクセル開度(THR%)を0%にした場合は-100KPaと設定すると、ブースト圧は30KPa以上上がらないようにEVCがコントロールするわけだ。
マップB 実際に設定したブースト圧          
THR%/rpm 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0 30 30 30 30 30  
25 80 80 80 80 80  
50 130 130 130 120 110  
75 130 130 135 135 130  
100 130 130 140 140 130  
測定値Kpa       140 120-130 100-110
マップB実際に設定したブースト圧     THR%/rpm20003000400050006000700003030303030 258080808080 50130130130120110 75130130135135130 100130130140140130 測定値Kpa   140120-130100-110
マップB実際に設定したブースト圧     
THR%/rpm200030004000500060007000
03030303030 
258080808080 
50130130130120110 
75130130135135130 
100130130140140130 
測定値Kpa   140120-130100-110
マップBの効果を見るために、マップAにはスロットルを閉じても目標ブースト圧を維持するようなセットを行ってみた。
実際のブースト圧を観察するとアクセルをオフにするとブースト圧は-70KPa程度まで落ちるが。
マップAはマップBの目標ブーストがマイナス設定の部分をすべて0としている。
マップA 目標ブースト=130kPa          
THR%/rpm 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0 0 0 0 0 0  
25 0 0 0 0 0  
50 0 0 0 0 0  
75 0 0 5 5 0  
100 0 0 10 10 0  
測定値Kpa       140 120-130 100-110
マップA目標ブースト=130kPa     THR%/rpm200030004000500060007000000000 2500000 5000000 7500550 1000010100 測定値Kpa   140120-130100-110
マップA目標ブースト=130kPa     
THR%/rpm200030004000500060007000
000000 
2500000 
5000000 
7500550 
1000010100 
測定値Kpa   140120-130100-110
このブースト設定で、道路を走りながら各回転数からアクセルを踏んだり、レスポンスの確認をしてみたけれど、違いはよくわからない。
アクセルオフの状態で設定過給圧をもっと下げたほうが良いのだろうかと。
このままの状態でも、一般公道では使いきれないくらいのパワーがあるけれど、気持ちよさを追求すると、4000rpmくらいから急激に立ち上がるトルクの変化は面白いし、レスポンスも充分に良いように感じている。2つのマップで少しテストをしてみた。
マップAはアクセルを戻してもこれまで通りの制御で、マップBがアクセルを戻した時に排気がタービンを迂回する設定だ。
結論から言うと、マップBはパンチがでない。
マップAの方がトルクがグーンと盛り上がって楽しいのだ。
最高出力もマップBは280馬力程度で、マップAは330馬力と大幅に高くなった。
ただし、路面の状態など同一条件ではないので単純には比較できないけれど、実際に乗っていて感じることができる。
上の結果はマップAに登録した結果で、アクセルオフでブーストの設定はしていない。
最高出力は330馬力くらい出ているようだ。
4000回転くらいからトルクが盛り上がって7000回転くらいまで一気に伸びていくけれど、ブーストは100KPaくらいまでタレているけれど。
下はマップBの結果で低回転からアクセルを開けていってもエンジンの回転が上がってもタービンの上昇が遅れるようで最高出力も280馬力程度しか出なかった。
アクセル開度が0%の時に-100PKa、25%の時に-50PKaまで落としてブーストをコントロールするとタービンが回るまでにエンジンの回転が上昇してしまいトルクのおいしいところが使えない結果になってしまった。
ある程度予想はしていたが、ここまで落ちるとは・・・・・。
アクセルオフからのエンジンの反応を試してみると大きな変化はなさそうな感じだ。
あと、気のせいかもしれないがマップBの方が状況によって排気音が大きいように感じる。
ということは、タービンを通らずに排気されている状況が多いのかもしれない。
アクセルオフで排気のエネルギーがタービンをバイパスしてしまうと排気音が大きくなり、最高出力も低下する結果となった。
極端に設定した結果なので、ここから調整すべきと思う。
ターボのブースト圧の設定は、エンジンの回転とタービンの回転を効率の良いところでセッティングする必要性があることが示唆された。
実際のワインディングロードを楽しく走ろうと思ったら、最高出力よりもエンジンのレスポンスが大切と考えて、今回のセッティングを行ってみたが、思ったような結果とはならなかった。
ターボエンジンなのだから、タービンのことを考えたセッティングを行う必要があるようだ。
ブローオフバルブが動作しない程度にはタービンからインタークーラーに圧がないといけないのかもしれない。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。

もくじ