LINK ECU - エンジン制御の話 - 気圧/標高/気温/湿度による充填酸素量の変化

当ページで記載する情報の正確性については一切保障しないことをここに宣言する。

こうして書き物にしていくと頭の中が整理されてきて、いろいろと楽しい。
今回は変動要素である気圧/標高/気温/湿度による充填酸素量の変化について考察する。

その前に空燃比についてもうちょっと調べて考察してみた。
ググってみると、以下の情報を発見。
　●ガソリンの場合
　平均分子式 ＝ C7H13 （もう少し違う場合もあります）
　燃焼後 ＝ 6.5H2O ＋ 7CO2
　これに必要な酸素 ＝ 10.25O2

　炭素原子の数 C ＝ 7
　水素原子の数 H ＝ 13
　炭素原子の分子量 ＝ 12
　水素原子の分子量 ＝ 1
　燃料（ガソリン）の分子量 ＝ 7×12 ＋ 13×1 ＝97
　酸素分子量 ＝ 10.25×16×2 ＝ 328
　空気中の酸素比率（質量） ＝ 23.3%
　空気分子量 ＝ 328／0.233 ＝ 1408
　空燃比 ＝ 1408／97 ＝ 14.5

　精密に計算すると、「14.7」あるいは「14.8」という値が出てきます。

化学の時間だ。理想空燃比14.7というのは取り込んだ空気が完全燃焼するガソリン量である。
上記はあくまでも理想であって、現実としてはガソリンに混ぜ物してるし、空気の状態によって空気中の酸素比率も違ってくるし、ガソリンの燃焼状況によっても違ってくる。
まあでも、気圧/標高/気温/湿度が空燃比にどのように影響するかオーダーを知りたいから、空気状態以外は理想であるとして検討を進めよう。

気圧/標高/気温/湿度変化による酸素量の変化は、ググってみると先人の偉大な功績を発見した。
http://skypen.blue/150421243-html/
ここでのまとめは以下であった。
　湿度：夏場は湿度50ポイント上昇につき約-2%。
　　　　冬場はほぼ影響なし。
　気温：10℃上昇につき約-3〜-4%。
　標高：0m→1000mで約-10%。
　気圧：1気圧(1013hPa)から10hPa低下につき約-1%。
なるほど。
僕の目的はオーダーを知ることなので、このまとめがとても役に立ちそうだ。

湿度変化については50ポイントで2%なのであまり気にしないでおこう。

温度が30℃上昇すると-12%酸素量が減る。
例えば0℃で14.7になるように設定した燃料量そのままで30℃になると、12.94となる。
例えば30℃で14.7になるように設定した燃料量そのままで0℃になると、16.46となる。

標高0mで14.7になるように設定した燃料量そのままで1000mになると、13.23となる。

気圧1013hpa（日本の平均的な気圧)14.7になるように設定した燃料量そのままで950hpa(台風)になると、13.82となる。

一般的にパワー空燃比とされる値が13、経済空燃比とされる値が17あたりなので、上記変化はそれなりに大きい値に思える。例えば僕は前のAE86でサブコンを入れていたが、学習補正以外の補正は入っていないと思われ、これがもし夏場にパワー重視で現車セッティングしたとしたら、冬場はあまりパワーがでない状態になるということか。ターボだと吸入空気量が多いからNAに比べると影響はより大きいと考える。

標高/気圧の変化についてはMAPにより燃料噴射量を決めておけば、補正の必要はない。
温度の場合は吸気温度センサで補正をかければ、環境変化に対する対応はかなり出来ているということになる。MAF制御の場合は標高/気圧変化の補正がかけられないから、この観点でもMAPのほうがいいな。

ここまでの考察で燃料の制御としては以下がちょうどいいことが見えてきた。
1.MAPにより燃料噴射量を決める。
2.これに、吸気温度により燃料量の補正をかけることを基本とする。
3.さらにきめ細かい制御をおこなうために、目標となる空燃比が得られるようにAF値を合わせ込むフィードバック制御をフリカケ的に追加する。

ずいぶんといい感じに理解が進んできた。
実は上記理解はLINKの燃料制御と同じであったりする。
次回はLINKの燃料制御について考察しよう。