Nel 1990 Raimond Roche vince il Campionato del Mondo Superbike, in sella ad una Ducati 851. L’inizio di una ascesa inarrestabile per le Bicilindriche più veloci del mondo e l’inizio di una nuova era nella motoristica applicata alle motociclette: l’alimentazione ad iniezione elettronica. Nell’ambito dell’applicazione alle moto, a suo temo si è partiti già da un buon livello di sofisticazione prelevando a piene mani il know-how dal mondo automotive e per cercare performances si sono applicati sensori, doppi iniettoi e controlli via-via sempre più raffinati sino ad arrivare agli odierni impianti iniezione elettronica dotati di ECU che lavorano in parallelo ad altre componenti ed insieme gestiscono dei veicoli in toto, piattaforme inerziali comprese… e parliamo di moto stradali.
Da subito è stato chiaro che per ottimizzare il funzionamento di un impianto iniezione elettronica si doveva iniziare a pensare da “elettronici” con attrezzature hardware e software che permettessero da un lato la gestione dell’elettronica per la manutenzione ordinaria e da un altro la gestione di quello che c’era scritto nel cervello elettronico della moto, per adeguarne il funzionamento in funzione di un utilizzo pista/racing del veicolo. Indicativamente dalla fine degli anni 90 in poi, i sistemi di alimentazione ad iniezione elettronica sono stati sempre più dedicati e studiati per essere applicati specificatamente al mondo delle motociclette e, a tutt’oggi, vengono calibrati per pote garantire:
- performances ottimizzate e sfruttabili da un più ampio numero di piloti possibile;
- consumi ottimizzati;
- rientrare nei parametri di omologazione sempre più restrittivi pur permettendo di non mortificare le performances.
Le restrittive norme antinquinamento, in particolare, sono il motivo per il quale la ricerca in questo settore viene spinta ad altissimi livelli. Avere un motore che consumi poco, inquini sempre meno e abbia sempre delle ottime prestazioni… non è decisamente cosa semplice e rende necessario avere centraline con processori con capacità di calcolo sempre più veloci ed in grado di gestire sempre più variabili e sempre sul filo del rasoio per restare su un delicato equilibrio di funzionamento. Appare evidente quindi che appena si va a modificare un qualunque parametro legato alla fluidodinamica del motore, si debba necessariamente intervenire sulla gestione della centralina elettronica di tutti i parametri di funzionamento del motore. Piccoli cambiamenti sono gestibili dalle capacità adattive delle moderne centraline, ma si tratta veramente di particolari che poi restano quasi ininfluenti in termini di prestazioni: un filtro aria più permeabile, un silenziatore (omologato) diverso dall’originale, ecc.. Ora, sorvolando sulle semplici sostituzioni in toto delle centraline con altre già pronte e rivendute dalle reti ufficiali o le ultime Up-Map che permettono di aggiornare il software della centralina con uno già preconfezionato, cerchiamo di spiegare cosa significa andare a modificare una calibratura del software di una centralina su una moderna ECU partendo da zero e senza usare termini troppo criptici!!
Anzitutto è necessario avere un pacchetto hardware e software che permette di leggere e decodificare quello che è scritto dentro la memoria della centralina. Alcune aziende superspecialistiche del settore producono dei kit specifici e dedicati. Sono attrezzature che hanno il loro costo: scaturiscono da un lavoro di studi ingegneristici e prove che vengono svolti di continuo per riuscire a stare al passo con la continua evoluzione delle centraline elettroniche.
La lettura del software scritto in centralina può avvenire o per via seriale, quando si è a conoscenza del protocollo elettronico di accesso al processore della centralina, oppure via BDM.
Lettura ECU via seriale
Leggere per via seriale significa che si collega direttamente il PC, su cui gira il software di lettura, alla centralina della moto, normalmente utilizzando il connettore per il collegamento con l’interfaccia di diagnostica. Questo collegamento avviene grazie ad una interfaccia hardware di comunicazione fra centralina e computer che normalmente è formata da un cavo schermato e da un circuito elettronico che gestisce la comunicazione PC/moto.
Lettura ECU via BDM
Leggere una centralina via BDM significa andare a leggere direttamente quello che è scritto nel processore della centralina, bypassando i protocolli di accesso. Per eseguire questa operazione è necessario aprire la centralina e collegare dei puntalini direttamente ai pin del processore o in delle zone ben definite. Per effettuare un lavoro con la massima precisione (direi quantomeno necessaria!!) si utilizzano delle dime per posizionare correttamente i puntalini che accennavo sopra i quali, tramite una interfaccia specifica, leggono e trasmettono il contenuto della ECU al nostro PC con il suo software di decodifica e lettura.
Utilizzo del banco prova – rilevazione prestazioni
Una volta scaricato e salvato il software che risiede nella ECU, si dovrà capire come funziona la moto a seguito delle modifiche meccaniche apportate. In questa fase servono dati obiettivi (tanti…) e prove ripetibili, altrimenti non sarà possibile riuscire a modificare adeguatamente il software della centralina. Si dovrà avere a disposizione un banco prova ed una serie di sensori che ci vadano a registrare i dati di funzionamento del motore: temperature (motore, gas di scarico, liquido raffreddamento, ecc.), gas di scarico (valori lambda, Co, ecc.), sensori di battito in testa e chi più ne ha più ne metta! Si dovranno fare diversi lanci al banco prova. Più sono fitti e dedicati ad una specifica caratteristica di funzionamento del motore volta per volta (carico, apertura acelleratore, giri, ecc.) più si riesce ad avere una visione complessiva di quello che è il reale funzionamento del motore in diverse situazioni oltre quella che è la classica lettura dei valori a gas spalancato. Questo modo di studiare il funzionamento del motore permette di avere una lettura dei così detti “parzializzati” che altri non sono che il 99% delle situazioni di lavoro del motore.
Terminata la serie di lanci al banco, si potrà iniziare a lavorare sul software della centralina per modificarne la calibratura ed adeguarla alle mutate caratteristiche del motore. Ecco che qui entra in gioco un altro software e l’immancabile esperienza e know-how del tecnico. Il software deve permettere di “mettere in chiaro” quello che abbiamo letto nella centralina, in modo che possano essere identificate e lette correttamente le aree di interesse del software centralina. Non solo, spesso serve anche conoscere come e dove intervenire per poter effettuare alcune attivazioni/disattivazioni di servizi che – ad esempio – su una moto racing non servono: allarme sensore cavalletto, funzione sonda lambda, circuito closed loop, valvole ricircolo aria, ecc.. Alcuni programmi permettono di identificare automaticamente le aree del software centralina dove intervenire, ma spesso da questo punto in poi è il tecnico che ci deve mettere del suo per cercare di centrare al massimo le esigenze di funzionamento della moto e… i gusti del pilota!!
Le difficoltà tecniche ora si moltiplicano… Ciascuna famiglia di centraline (ogni modello e tipo) ha una propria caratteristica software ed hardware e, ovviamente, ogni produttore di moto ed ogni modello ed anno ha un suo specifico software di funzionamento… per farvi un esempio: la Ducati 999 MY2006 utilizza lo stesso modello di centralina della ducati 1198SP (Magneti Marelli IAW5AMHW610). Al loro interno, il software è però assolutamente diverso, tanto che se si monta una centralina di un 999 MY2006 su un 1198SP quest’ultima non parte. Questo per dirvi che se anche ho l’attrezzatura in grado di leggere il software di una determinata famiglia di centraline, non è detto che poi sia in grado di identificare le aree del software da modificare. Altro esempio: la Hypermtard 1100 e la 1100 EVO. La prima utilizza una centralina Magneti Marelli IAW5AMHW610, la seconda una centralina Continental M3C, con una logica di funzionamento del tutto differente.
OK, siamo arrivati al punto che il tecnico elettronico è riuscito a modificare il software della centralina secondo qella che è la sua esperienza, modificando le modalità con cui viene erogato il carburante, accese le candele, attivato e/o disattivato funzioni e via dicendo. Ora lo si dovrà riscrivere nella memoria della centralina, riutilizzando il pacchetto software/hardware che abbiamo utilizzato per leggerlo. Questa è uno dei momenti più delicati di tutta la procedura: se si sbagliano i settaggi di scrittura, si ha uno sbalzo di corrente, o il nostro software di scrittura non effettua correttamente i calcoli per rendere “edibile” la nuova mappatura alla ECU… sono guai seri! Nel migliore dei casi si potrà procedere a riscrivere nuovamente il software originale e riprovare, nei casi peggiori il microcontrollore della ECU si blocca e si rischia seriamente di non riuscire più a riprenderlo: la ECU risulta quindi totalmente compromessa e da sostituire.
Scrittura ECU e valutazione
La scrittura della centralina è andata a buon fine? Bene, abbiamo un tecnico di prim’ordine!! Ora si dovrà tornare sul banco prova per verificare che tutto funzioni come deve ed effettuare nuovamente dei lanci di prova con le stesse modalità che abbiamo utilizzato al momento della prima lettura. Questo passaggio è fondamentale per riuscire ad avere dei dati di comparazione obiettivi e ripetibili e riuscire quindi nuovamente a mettere mano al software scritto nella ECU per affinarlo sempre meglio ed arrivare a sfruttare il potenziale del motore per quanto sarebbe auspicabile in seguito agli interventi effettuati.
Mano a mano che il nostro tecnico affina la sua esperienza e raccoglie dati sulle variabili possibili di modifica al software in funzione delle modifiche che si fanno, arriverà ad avere una vera e propria banca dati dalla quale attingere di volta in volta per partire da basi di partenza che – mano a mano – saranno sempre più adatte a delle specifiche modifiche. In questo modo riuscirà ad avere anche delle mappe già “preconfezionate” almeno per quanto attiene alle modifiche base che si potranno fare su uno specifico modello e che saranno in grado di soddisfare le esigenze tecniche di funzionamento del motore per un buon 95%. Vi chiederete: ed il restante 5% di margine? Normalmente viene tralasciato in favore di modifiche al software conservative, che permettano di poter far lavorare il motore sempre all’interno di margini di sicurezza e viene anche considerata sempre la percentuale di differenza “materiale” che si ha nella produzione di serie dei motori, dove un margine di tolleranza sulle sue performances viene sempre tralasciato come valore trascurabile. In questo modo si riesce ad aumentare le performances del motore ma si preserva la sua affidabilità che, in particolare per un utilizzo amatoriale in pista, ha i suoi indubbi vantaggi. Nel caso servisse, il tecnico potrà poi perfezionare il software procedendo come descritto sopra: lanci al banco, modifica e verifica dei risultati.