スーパーカブFIシステムの基礎知識

スーパーカブのPGM-FIシステムは、θTH-Neによる制御とPb-Neによる制御____すなわちBEATのMTRECと全く同じ制御により理想的な燃焼を実現している。

ここでは、JA07のプレスインフォメーションに記載されている内容をもとに、実機・机上で調査した内容をまとめた。

参考文献

システム全体構造

プロセッサ

プロセッサは16bitらしい。

電源

電源は2系統ある。
一つは12VのLoad Line、すなわち「負荷」用の電源線。
もうひとつは5VのSignal Line、信号用である。

入力系

スロットル(TH)

物理的なワイヤーをスロットルグリップからスロットルボデーまで引いて、スロットルボデーのスロットルバルブを直接操作する。
スロットルバルブの開度は、スロットルボデーにアッセンブリーされたセンサーユニットの可変抵抗で受け取る。
5Vライン。

センサーユニット

スロットル開度、吸気温度、吸入負圧を入力するセンサー系。
スロットルボデーにアッセンブリーされる形で小型化に一役買っている。

油温センサー(TO)

小型バイクの場合は水温センサーが無く、油温センサーから補正係数を算出する。
センサーの取り付け位置はシリンダーヘッドのオイルリターン経路の真下で、燃焼によりアツアツになったオイルの温度を計測する。
Templature Oilの略称。

O2センサー(O2)

O2フィードバック用のNallow Band A/Fセンサー。

出力系

イグニッションパルス(IGPLS)

キャブ車の時代に比べ、絶縁破壊で見えるプラズマ(火花放電)が格段に大きい。
12V。

フューエルポンプ(FFP)

12V駆動のモーター。

インジェクター(INJ)

インジェクター。
中身はソレノイドで、FFPによって加圧されたガソリンを噴出させる。

IACV

アイドル・エア・コントロール・バルブ。
キャブレターのパイロットエアと似たような役割をする。
パイロットエアバルブは、流路中でパイロットジェットから吸い出したガソリンとの混合気を生じるが、IACVはエア流量のみをコントロールし、混合気の配合調整はインジェクターの噴射量により制御する。

ECUから4本の配線を伴うことから、2相のステッピングモーターによる制御を行っていると考えられる。

制御関連覚書

減速時燃料カット

スロットル・オフすると空燃比計がLean方向に大きく傾く。
このことから、減速時燃料カット制御を行って燃費を稼いでいると考える。
Enigmaによりカット量を限界まで増やすと、再復帰(スロットルオン)時にドンツキに似たフィーリングとなるためおすすめしない。

ガバ開け時挙動

スロットルを急に開けると、キャブレター車では燃料と空気の比率が薄くなる。ただし、これは加速ポンプがない場合に限る。

このメカニズムを物理現象で考えよう。
スロットルバルブで絞られた部分が急に広がると、ベンチュリー管内の流れる空気の断面積が急激に増える(S → xS、xは1以上)。このとき、ベルヌーイの定理を使って流れる速度を考えると、流れる空気の速度が1/x倍になる。ベンチュリー管内での流れる速度が減ると、燃料が吸い出される量が減少する。

つまり、スロットルを急に開けると、ガソリンの噴射量が減って混合気が薄くなるのだ。

じゃあPGM-FIはどうなのか。
どうもインジェクターが増量補正をしているようだ。
以前作成した卓上ECUシミュレータとオシロスコープでもこの現象が確認できる。
スロットルバルブ開度のヒステリシス(時間微分)を計算している可能性がある。

Enigmaにも『電子加速ポンプ』たる機能があり、こうした機能が量産車にも入っていておかしいことはない。

4速リミッター

JBH-AA01限定装備。
4速の高回転領域で出力が制限されるリミッター。
参考:スーパーカブFIの小ネタ

フェイルセーフ

各種センサーの故障=ECUの入力値が既定値上下を超える場合、ECUはフェイルセーフモードに突入する。
フェイルセーフに突入すると、開け始め〜加速領域でかなりもたつき、失火のようなフィーリングを生じる。

型式別特徴

型式独自機能
JBH-AA01・バングアングルセンサー
・ライディングカットリレー
・4速リミッター
EBJ-JA07イモビライザー

ECU一例

リトルカブ(GBJ/GCN)

レブリミッター: 9,500rpm
ピンアサイン:

Pin NoSignal説明入出力方向
1IGP12V電源入力
2LGLoad Ground. 12V用GNDGND
3O2O2センサーアナログ入力
4SGSignal Ground. 5V用GNDGND
5TPSスロットル開度可変抵抗中立アナログ入力
6Vcc5V電源出力
7PRCライディングカットリレー。
無くても走る。
シンク出力
8FFP燃ポンシンク出力
9PG1GNDGND
10PG2GNDGND
11IGPLSIGコイル一次側出力シンク出力
12PCPクランクパルスプラス側?
13TOP SWTOP SW入力(負論理)
14TA吸気温センサアナログ入力
15SCSサービスチェック入力
16INJECTORインジェクターシンク出力
17
18
19
20IACV2AIACV2?
21IACV1AIACV1?
22FI-INDFI警告灯シンク出力
23PCMクランクパルスマイナス側?
24TO油温センサアナログ入力
25
26BANKバンクアングル。アナログ入力
27PB吸気圧力センサアナログ入力
28REG CUTレギュレータカット。車体側12-14V常時印加。アナログ?入力
29NLSWニュートラルSW入力(負論理)
30K-LINEK-LINE双方向
31IACV 2BIACV2?
32IACV 1BIACV1?
33RESV-IND燃料警告灯/燃料センサ抵抗(GBJのみ)アナログ入力

カブ110(JA07)

レブリミッター: 9,800rpm(?)
ピンアサイン:

カブ110(JA10)

レブリミッター: XXXXXrpm
ピンアサイン: