Encyclopédie de la Gestion sur Hyundai Coupé

Vous ne montez pas une grosse carte graphique dans votre PC sans changer également son driver. Car sans ce dernier, vous ne profiterez pas des gains apportés par cette carte graphique ; et en outre, faute de driver adapté, le PC peut planter. Sur votre coupé, c'est pareil !


1/ Le fonctionnement de la gestion d'origine :

D'origine, c'est dans le calculateur, appelé ECU ou ECM, que se trouve le programme qui met en musique votre moteur. Le calculateur est un boitier électronique, relié à des capteurs (vitesse, TPS, MAF, 02 primaires et secondaires, position arbres à cames, position vilebrequin, température d'air et d'eau, cliquetis et déclenchement clim) et qui agit sur les injecteurs en variant leur temps d'ouverture, sur l'allumage en variant son déclenchement selon l'angle du vilebrequin, sur l'actuateur de ralenti en modifiant l'ouverture de sa soupape, sur le système de purge des gaz d'essence et sur le déclenchement des ventilateurs de refroidissement, ceci en fonction des valeurs reçues des capteurs et selon des règles fixées par un programme.

Ce programme contient des valeurs, des tables et des stratégies.
Les valeurs, ce sont par exemple le numéro d'identification du véhicule, l'usine de fabrication du calculateur, son numéro de référence, le régime auquel se déclenchent la coupure d'injection et d'allumage (rupteur)...
Les tables, ce sont, par exemple, la table d'allumage, d'injection, d'ajustement d'injection selon la température d'eau. Elles contiennent des valeurs prédéfinies à appliquer en fonction de la valeur de certaines variables. Exemple : appliquer un temps d'injection de 4.215 ms si le régime est à 3750 tours minute et le MAF à 1.1 volts.
Les stratégies, c'est l'interaction des tables entre elles. Exemple : réduire de deux degrés la valeur d'allumage prévue dans la table d'allumage pour les 4 cycles suivants suite à détection d'un cliquetis. Autre exemple : Lorsque le TPS a une valeur supérieure à 40%, cesser de rechercher un lambda stochiométrique et basculer sur l'application stricte de la table d'injection sans ajustement à court terme lié aux sondes lambdas.


Closed loop et Open loop

D'origine, le calculateur distingue deux grandes stratégies de fonctionnement, entre lesquelles il bascule en fonction de la valeur renvoyée par le TPS : Circuit fermé (Closed loop) et Circuit ouvert (Open loop).

Avec le TPS à faible valeur (environ 40%), il est en stratégie de circuit fermé. Il applique la table d'injection mais il ajuste constamment ses valeurs à la hausse ou à la baisse, en fonction de la valeur renvoyée par les sondes lambdas. Son objectif dans cette stratégie est en effet de rechercher à maintenir la valeur renvoyée par les sondes lambdas à une valeur ni pauvre ni riche : une valeur stœchiométrique. Cette valeur est prédéfinie et correspond à un ratio 14.7 unités d'air pour une unité d'essence (Air / Fuel Ratio ou "AFR"), elle produit un fort dégagement de chaleur (=énergie) sans être détonante à compression raisonnable (= fiabilité) et en ayant des imbrulés réduits (= limitation du CO polluant). Un AFR inférieur à 14.7 se sentirait peu en terme de performance et de bruit du moteur, en revanche votre consommation augmenterait. A l'inverse, avec un AFR supérieur à 14.7, la consommation diminuerait, cependant une différence se sentirait très rapidement, le moteur tournant moins rond et étant plus poussif, moins réactif.

Quand le TPS a une valeur supérieure à 40% (approx), le calculateur passe en stratégie de circuit ouvert. Il n'applique plus que la table d'injection, sans prendre en compte les valeurs renvoyées par les sondes lambdas. Il ne cherche plus à se maintenir à un AFR stochiométrique.


Fuel trims

Nous avons vu qu'en closed loop, le calculateur appliquait la table d'injection mais en ajoutant ou réduisant constamment les temps d'injection afin de maintenir un AFR de 14.7, quelles que soient les conditions rencontrées (température / humidité / altitude / qualité de l'essence / etc). Ces ajustements sont appelés "short term fuel trims" (ajustements d'essence à court terme).
Ils peuvent être vus en temps réel à l'aide d'un scanner OBDII. Des valeurs tournant autours de -2 à +2 indiquent que le calculateur n'a pas grand chose à faire pour maintenir l'AFR à 14.7. Des valeurs plus importantes indiquent au contraire qu'il "trime" pour y arriver. C'est souvent le cas avec des injecteurs plus gros et sans réglage, ou avec de l'ethanol dans le réservoir. Le calculateur du GKV6 ne peut ajuster au delà de - ou + 25%. De tels fuel trims maintenus pendant plusieurs kms ou plusieurs cycles extinction / démarrage entraineront un CEL (too lean ou too rich). On note quand même qu'en restant en closed loop mais en montant le régime haut dans les tours, le calculateur va appliquer une stratégie tendant à enrichir progressivement l'AFR, ceci afin de réduire les EGT.

Lorsque les short term fuel trims se maintiennent sur une longue période autours d'une valeur moyenne différente de zéro, le calculateur va garder en mémoire cette moyenne (couper le contact ne l'effacera pas de la mémoire ; en revanche, débrancher la batterie le fera, elle se remettra à zéro) et va ainsi créer un "long term fuel trim". Il appliquera désormais cette valeur constamment. Au fil du temps, en fonction des short term fuel trims, cette valeur évoluera. L'objectif de l'ECU est de faire en sorte d'avoir les plus faibles short term fuel trims à faire, en se créant pour celà des long term fuel trims adéquats.

En open loop, les short term fuel trims ne s'appliquent pas, mais les long term fuel trims si.

Remarque : Le GK V6 ayant deux culasses, avec une paire de sondes lambda par culasse, le calculateur fait ses ajustements pour chacune des culasses, indépendamment les unes des autres. On peut ainsi avoir une culasse avec des fuel trims différents de l'autre. Le bank 1 (culasse proche du tablier) est généralement plus pauvre que le bank 2 (différence de l'ordre de 1 à 2 % dans les fuel trims).


2/ La modification de la gestion d'origine

Le cliquetis

Avant de régler quoi que ce soit, il faut connaitre ce qu'il faut éviter à tout prix : le cliquetis.

Le cliquetis est une combustion spontanée (en l'absence d'étincelle provenant de la bougie) d'un résidu de mélange d'air et d'essence dans la chambre de combustion. Cette combustion est détonante, elle produit une onde de choc qui génère un bruit élevé (qui reste quasi impossible à entendre sans équipement particulier). Elle intervient en dehors du moment idéal de combustion, sur un angle du vilebrequin inadéquat. Elle est la plupart du temps trop faible pour causer un réel dégat. Mais le cliquetis est le prémisse de la détonation (un "très gros cliquetis"...) qui elle peut endommager segments et pistons.

L'apparition du cliquetis est avant tout liée à la chaleur du mélange air / essence dans la chambre de combustion. Des chaleurs trop élevées, engendrées par exemple par un AFR trop pauvre ou une avance à l'allumage excessive, vont donc le favoriser. Chaque carburant, en fonction de son taux d'octane, a un seuil de température de tendance au cliquetis ; l'intérêt des produits boosteurs d'octane est de repousser ce seuil de température.

La surveillance des EGT (exhaust gas temperature = température des gaz d'échappement) va permettre de contrôler que des températures critiques, susceptibles de déclencher des cliquetis, ne sont pas atteintes. Le capteur EGT a cependant ses limites et peut être trompeur : quand une détonation survient celà abaisse ensuite pendant un temps la température, on pourrait croire que tout va bien...

Pour empêcher l'apparition du cliquetis, il faut donc réduire la chaleur du mélange par tout moyen possible :
- intercooler : on va faire circuler l'air dans un système de refroidissement avant de l'envoyer dans les cylindres ;
- vaporisation d'eau ou eau : on va vaporiser d'infimes quantités d'eau dans l'air admis afin de diminuer sa température. L'eau est en outre un excellent retardateur de cliquetis ;
- retardement de l'allumage : à l'aide d'un piggyback le permettant ou d'un ECU standalone, on va adopter des valeurs d'avance à l'allumage moins élevées.
- enrichissement en essence : à l'aide d'un piggyback le permettant ou d'un ECU standalone, on va enrichir en essence le mélange. Celà joue sur la température et le taux d'octane dans la chambre de combustion ;
- décompression du bloc... La compression étant moins forte, les cliquetis apparaitront beaucoup plus tard. On perd en performance notamment à bas régime, mais celà donne une belle marge pour jouer avec l'avance à l'allumage et pour augmenter la pression, ce qui permet de très largement s'y retrouver.

Nos coupés disposent d'origine de capteurs de cliquetis. Ils captent, parmi le brouhaha du moteur, le bruit particulier du cliquetis. Le programme va déclencher un retardement de l'allumage sur l'ensemble des cylindres d'un certain nombre de degrés sur un certain nombre de cycles, en fonction de l'intensité et fréquence des cliquetis détectés. On trouve aussi des capteurs améliorés, plus sensibles, avec affichage du cliquetis sur mano, et possibilité de retarder l'allumage de manière localisée uniquement sur le ou les cylindres qui ont cliqueté plutot que sur l'ensemble (J&S Safeguard Vampire)


Réglage idéal de l'injection

En faible charge (closed loop), il y a peu d'intérêt à vouloir modifier l'AFR.
On peut éventuellement chercher à le diminuer un peu (15 +/-) afin de réduire la consommation. Mais quand on appauvrit l'AFR, même quelques dizièmes de points d'AFR en moins se ressentent, le moteur tourne moins rond et est plus poussif ; on peut contre balancer celà en augmentant l'avance à l'allumage, mais on défiabilise par la même occasion.
Remarque : les short term fuel trims empêchent toute tentative de modification de l'AFR, à moins d'avoir un piggyback ou une sonde lambda large bande qui permettent de modifier la valeur des sondes lambda.

En pleine charge, on va chercher deux choses :
- avoir une combustion du mélange air / essence la plus rapide possible, pour gagner en performance. L'AFR idéal pour celà varie d'un moteur à l'autre mais se situe toujours entre 12 et 13.
- ne pas avoir de cliquetis. Enrichir le mélange est une solution pour celà, mais pas la meilleure.

En athmo, un AFR de 13 en pleine charge peut être recherché. En admission forcée on se rapprochera plutôt des 12, à condition de retarder également l'allumage de manière à éviter les cliquetis. Faute de pouvoir retarder, on devra enrichir encore plus, toujours pour éviter le cliquetis.
Les programmes de nos coupés Hyundai tendent vers une richesse prononcée. Mon GK V6, en athmo, atteignait un AFR de 10,5 en pleine accélération (=WOT : Wide Open Throttle) à haut régime avec le programme d'origine.


Régler l'injection en jouant sur le MAF

Tous les piggybacks d'entrée de gamme reposent sur ce principe. Ils interceptent le signal du débitmètre et le modifie. L'ECU se base sur ce signal pour connaitre la "charge" (load). En fonction de cette charge et du régime moteur, il applique une cartho d'injection et d'allumage prédéfinie. L'objectif de ces piggybacks est de donner à l'ECU une valeur de charge différente de la réalité, afin qu'il applique des valeurs d'injection différentes. Si on lui fait croire que la charge est plus grande qu'en réalité, il injectera plus d'essence. Ca marche aussi en sens inverse.

Ce principe fonctionne. Mais il a de gros inconvénients :
- Les valeurs d'allumage sont également modifiées. Quand on réduit la charge, les temps d'injection diminuent, mais l'avance à l'allumage augmente. Ce peut être une bonne chose en athmo ; quelques degrés d'avance en plus ne déclencheront en principe pas de cliquetis et amélioreront les performances, nettement plus d'ailleurs que le simple appauvrissement de l'AFR. En revanche c'est une très mauvaise chose en admission forcée, ou pression et avance trop prononcée font très mauvais ménage. Les risques de cliquetis vont être très largement augmentés.
- Le signal MAF varie entre 0 et 5V, et il ne peut pas aller en dessous ou en dessus. Si votre AFR en pleine charge et à haut régime est trop pauvre, et que vous l'enrichissez en augmentant la valeur du MAF, vous risquez d'amener la valeur du MAF à un seuil au delà duquel il va saturer ("pegged MAF") : L'ECU ne comprend plus pourquoi le MAF est si élevé, il n'a pas été programmé pour de telles valeurs, donc il bascule en closed loop, et vous amène ainsi immédiatement à un AFR de 14,7. Je ne pense plus qu'il soit utile de vous expliquer les conséquences de celà...
Et le problème se pose aussi dans l'autre sens. Si en faible charge et faible régime votre AFR est trop riche (gros injecteurs) ou à 14.7 mais avec des fuel trims négatifs très importants, vous allez vouloir corriger celà en réduisant la valeur du MAF. Mais en dessous d'un certain seuil, là encore, l'ECU ne comprend plus, et il vous fait de petits fuel cuts, des hoquets.


Réglage idéal de l'allumage

On peut jouer sur le moment auquel va se produire l'étincelle enflammant le mélange, afin de fiabiliser et gagner en performance.

L'avancer va généralement faire gagner en couple et puissance, mais celà augmente également considérablement la chaleur dans la chambre de combustion, augmentant ainsi le risque de cliquetis. C'est une opération intéressante en prépa athmo, la marge étant beaucoup plus grande qu'en admission forcée.

Le retarder va réduire les performances mais réduire également le risque d'apparition des cliquetis. En admission forcée, on recommande souvent de réduire de 2 degrés par psi. Ca fait mal au coeur, mais sans celà les cliquetis vont se pointer, et de toute façon la pression compense largement. En ayant un moyen de controler les EGT ou cliquetis, on peut ajuster précisément le retard pour éviter d'en mettre trop là où ça n'est pas nécessaire.

Une solution fréquemment utilisée est de réduire peu ou pas l'avance à l'allumage en admission forcée, mais en revanche de rechercher un AFR dans les 10 pour lutter contre le cliquetis. Certains sont cependant d'avis qu'on perd plus en tournant aussi riche qu'en retardant l'allumage comme il le faudrait. Et on crame plus d'essence.


Le tip in

C'est le moment où on enfonce la pédale d'accélérateur. L'ECU mets toujours un peu de temps à réagir et donc l'injection peut être insuffisante pendant un court moment, vous amenant à un AFR pauvre pendant une seconde ou deux. Ca n'est pas génant en athmo, pas non plus en turbo si celui-ci mets un certain temps à charger : la pression d'admission ne sera pas encore arrivée. Avec un compresseur en revanche, c'est très génant et ça doit absolument être pris en compte, car la pression est tout de suite là, et si l'AFR est pauvre à ce moment là, un déluge de cliquetis apparait. Seuls quelques piggybacks permettent de régler celà : MAPECU (marche bien) et AEM FIC (en beta) notamment. Les ECU programmables le permettent toujours également. Tous se basent pour celà sur le TPS. Quand ils détectent une variation brutale et importante du TPS, ils augmentent immédiatement et pour un court instant l'injection. Vous pouvez bien sûr modifier les valeurs de déclenchement et d'injection pour ce phénomène.