エンジンコントロールユニット

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エンジンコントロールユニット(Engine Control Unit,ECU)とは、エンジン運転における電気的な制御を総合的に行うためのマイクロコントローラである。現代ではロケットエンジン、ジェットエンジン、自動車用エンジンなど、さまざまなエンジンが電気的な制御の元に運転される。ここでは特に、自動車用エンジンのコントロールユニットについて述べる。これは俗にエンジンコンピュータ（またはそのままコンピュータ）とも呼ばれる。

[編集] 概要

電子回路によるエンジンコントロールは、点火タイミングを電子制御するCDIを発祥とする（この装置はマイクロコントローラではない）。

エンジン性能向上
燃費向上
排気ガスのクリーン化
運転性の向上

という要求から、エンジンコントロールユニットが制御する範疇が広がり、現代では主に点火系と燃料系の制御を行っている。オートマチック車ではトランスミッションを含むパワートレイン全体の制御も担当する。さらなる制御の高度化の結果、エンジンに対するほぼ全ての制御を担当する物も登場し、フルオートマチッククルージングを実現した車両も登場した。あらかじめコントロールユニットにあらゆる運転状態における最適制御値を記憶させ、その時々の状態をセンサーで検出、センサーからの入力信号により、コントロールユニットが記憶しているデーターの中から最適値を選出しアクチェーターに出力を送りエンジンをはじめとする各機構を制御する。

[編集] エンジンコントロールユニットの制御対象

点火機構 - 点火時期
燃料系統 - 燃料噴射装置（噴射タイミングおよび噴射量、アイドル回転数）、フューエルポンプ
吸排気系統 - スロットル開度（ドライブ・バイ・ワイヤ）、過給器（ターボチャージャー、スーパーチャージャー）の過給圧、排気デバイス、排ガス還元量
動弁機構 - バルブタイミング、バルブリフト量
始動制御 - セルモーター、イモビライザー

[編集] エンジンコントロールユニットが連携している機構

電気的要素を持つ物はその殆どがコントロールユニットによって制御される。機械要素を持つ物はソレノイドやサーボモータを経由して制御される。車両総合制御システムとしてエンジンコントロールユニットと連携を取っているコントローラーも多い。

ハイブリッドエンジンでは、さらに電力回生ブレーキの制御や、動力モーターの制御、バッテリー管理、エンジンとモーター間のクラッチ制御も行っている。これらのシステムでは、もはやエンジンだけの制御ではない故にエンジンコントロールユニットという名称を使わない場合が多い。

駆動機構 - トルクコンバーターに内蔵のロックアップクラッチ、クラッチ（セミオートマチックトランスミッション）、遊星ギアの変速比切替用ブレーキ機構（オートマチックトランスミッション）
安全装置 - ABSブレーキ、エアバッグ、トラクションコントロールシステム
室内機器 - エア・コンディショナー、タコメーター、スピードメーター
灯火類 - 方向指示器

[編集] 各社における固有名称

この節は執筆中です。加筆、訂正して下さる協力者を求めています。

別項燃料噴射装置#各自動車メーカーでの呼称も参照のこと。

[編集] 日産自動車

「NISSAN ECCS」（にっさんえっくす） Electronic-Conetrated-Engine-Control-System のアクロニム。

エンジンコントロールユニットを含む電子式エンジン集中制御システム。電子式エンジン集中制御システムの事で一つのマイクロコンピューターにより、エンジンのあらゆる運転状態に応じ、燃料噴射、排ガス還元量、アイドル回転数、フェールポンプ制御などを常に最適なレベルコントロールにする事によって、燃費の向上や排気ガスのクリーン化、運転性の向上を実現させている。 ECCSエンジンの制御はあらかじめコントロールユニットに多くの運転状態における最適制御値を記憶させ、その時々の状態をセンサーで検出、センサーからの入力信号により、コントロールユニットが記憶しているデーターの中から最適値を選出しアクチェーターに出力し、制御する。

「NISSAN ECC」
「EGIシステム」

NISSAN PLAZMA 日産・プラズマエンジン

[編集] トヨタ自動車

「LASRE」（レーザー） Light-weight-Advanced-Super-Response-Engine のアクロニム。

[編集] 自己診断機能

1980年代中盤以降のECUには、エンジンを制御するセンサーの故障を自己診断する機能（ダイアグノーシス）が設けられている事が多い。ECUコネクタの特定の端子を短絡させるなどの操作で、メーターユニットのエンジンチェックランプを点滅させ、その点滅回数や点滅パターンから特定のセンサーの不具合を表示する事が出来る。

また、このような機能を持つ車両は前述のエンジンチェックランプが走行中に点灯した場合には、ECUが何らかのセンサー異常を検知した事を記憶する為、速やかに整備工場で診断を受けるよう説明書で指示されている事が多い。

整備工場ではメーターパネルを用いてのダイアグノーシスの他に、そのメーカーのECUに適合した専用の外部診断機器を車体側のコネクタに接続してさらに詳細な診断を行う事が出来る。1990年代中盤まではこのコネクタは各社毎規格がばらばらであったが、このころに世界的な規模で診断機能の統一を図る動きが広がり、OBD規格が制定された。アメリカにおいては1996年以降はこのOBD規格に準拠したコネクタを搭載する事が義務付けられており、日本車でも現在では殆どの車両がOBD規格に準じたコネクタを搭載し、整備工場が複数の診断機器を持つ財政的な負担を和らげる事に貢献している。

[編集] ECUチューニング

エンジンコントロールユニットは点火時期と燃料供給量（燃料噴射タイミングと混合比）を制御している。したがってこの部分に介入すれば、その他のチューニングに合わせて特性を整えエンジンのパワーアップを計る事ができる。かつてのエンジンコントロールユニットは入力された情報（回転数やギアポジション、スロットル開度等）に対応する点火時期と混合比を決める表をもとに制御していた。この表を格納したROMを交換、あるいはEEPROMにアクセスして書き換える事でチューニングを施していた。なお、このような行為を特にROMチューンと呼ぶ。チューンされたROMを開発・販売するにあたっては、インサーキット・エミュレータなどを用いたリバースエンジニアリングが行なわれた。

現在のフラッシュロムを使うECUユニットは、殆どが自己診断機器接続ポートから書き換えが可能になっているため、車載状態のままの書き換えも可能ではある。しかしダウンロード/アップロード共に時間が掛かる上、専用の書き換え機やソフトは市販されてない為、ショップに依頼する以外の方法では書き換える手段は今のところ無い。

現代のエンジンコントロールユニットは入力される情報が多く、前述の入力パラメーターに加え気圧、気温、排気ガスの酸素濃度、ノッキングセンサー等によって制御状態を変えていく。単純な表を参照する方式では入力情報が多すぎるので、ファジィ制御等を応用しリアルタイムで計算する方式が主流となった。

これにより現代一般的に行われるECUチューニングはエンジンコントロールユニットのコネクタとハーネスの間にカプラーを挟み込み、入力される情報や出力された制御信号に介入し、特性を変化させる方式が開発された。表を書き換える方式に比べて大胆なパラメータ変更は難しくなったが、本来の制御に加えて希望する特性だけを希望する時に変化させる事が出来る為、チューニングとしての難易度は大幅に下がっている。なお、このような方式でデータをコントロールする装置をサブコンピュータと呼ぶ。しかし純正ECUの自己学習機能が高度化した結果、サブコンピューターで補正した数値を補正しなおす車体も存在する為、全てがサブコンピューター制御出来る訳ではない。

この他、エンジンコントロールユニットそのものをアフターパーツメーカーがリリースする独自のユニットに交換し、それを用いてエンジンに関わる全ての制御を行うものもある。また、純正状態での制御に用いるセンサーなども独自のものに変更してしまう事もある。これは俗にフルコンピュータと呼ばれ、高度な調整を必要とするハードチューンには必須であるが、難易度は高い部類にあるほか、車の付随機能（例えばABSなど）を正常に働かせる事ができなくなる場合もあるなど、不都合を来たす事もある。

また、近年のサブコンピュータおよびフルコンピュータは、パソコンと接続してデータを書き換える機能を搭載するものが数多くリリースされており、特別な設備がなくても手軽にECUチューンをする事ができるようになった。しかし、エンジンに関する知識が無い、または希薄な者でもデータ変更が可能になった事が災いし、データを極端に変更し過ぎてエンジンブローに陥ってしまう事例が増加傾向にある。

[編集] ECUの補修

1990年代初頭以前のECUは、回路が現在のように集積回路を用いた複雑なものではなく、トランジスタやEEPROM、電解コンデンサなどを多用した比較的簡素なものであった。

現在、製造から20年余りが経過した車両の中には電解コンデンサの圧抜けや液漏れ等によって、ECUが誤動作（センサーが正常なのに、ダイアグノーシスで異常を報告する。ECUに制御される機器の動作が不安定となるなど）を起こす事例が見受けられ始めており、長年の振動などによってコネクタのハンダにヒビが入って接触不良を起こす事例などもおこりえる状況になっている。

回路が簡単なものであれば、半田ごてを用いた電子工作の知識さえあれば、特に経年劣化が起こりやすい電解コンデンサを全数交換したり、ハンダクラックの箇所には追加ハンダによる再修正などで、アッセンブリー交換を行うことなく元の機能を取り戻す事が可能となる。

なお、パソコンにおいては2000年代初頭に不良電解コンデンサ問題が話題となったが、これはECUにおいても決して例外ではなく、ホンダ・ビートのようにECUがバルクヘッドに取り付けられている関係上ECUが熱を保ちやすく、尚かつECUに用いられているコンデンサが耐熱仕様では無かった為に、液漏れによるECU基盤破損の事例などが多発し、ホンダ系のチューニングショップが独自に対策用の耐熱コンデンサセットを販売していた事もある。

[編集] 関連項目

ポータル自動車 / プロジェクト乗用車 / プロジェクト自動車 / プロジェクトバス車種

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最終更新 2009年11月17日 (火) 12:06 （日時は個人設定で未設定ならばUTC）。
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