トライズのブログ一覧

さあ！！なんかよくわからないお家騒動的なアレコレに巻き込まれてめんどくさい！！！ｗｗｗ


どうも、マッドメカニックトライズです！





ROMチューンシリーズの続き行きます。
いよいよK定数です。
超長いです。覚悟して！！






K定数
英語で書くと K constant value だとか。

Kがなんのことなのかよくわかんないですが、おそらく数学の比例定数を表す記号がKなので比例するよー的な意味なのではないかと。

まあ、KだろうがXだろうがなんでもいいんですがね。
日産の新型車解説書では、K定数はK定数と定義されているので抗うことなくそのまま覚えることにしますよっと。







さて。K定数とは何なのかについて語りたいと思います！


前々回 　「TP」

前回 「VQ」

でTPとVQについて紹介しました。

TPというのがいわゆるエンジン負荷 及び 燃料噴射時間のことで、
VQというのがいわゆる吸入空気量です。






エンジンを動かす時に必要な燃料をどのくらい噴射するかは、様々なセンサーと演算値に基づいて決定されます。

その時の吸入空気量が多ければ、より多くの燃料が必要だと判断しますし、
上り坂など負荷が大きければ、やはりより多くの燃料が必要だと判断するわけです。

以前の日記でも取り上げましたが、日産のECUが燃料の噴射量を決定するための式は次のとおりです。


TP = (VQafv / RPM) * Kconst


TP = 標準インジェクタ通電時間
VQafv = 吸入空気量
RPM = エンジン回転数
Kconst = K定数







いきなり丸投げですが、K定数の中身については、ニーモニックさんの日記で詳しく書かれています。
とても勉強になりますのでぜひご一読を↓

ROMチューン備忘録_その１_K定数

後ほど、私も自分なりにK定数の中身を計算したいと思います。







そして、K定数の非常に分かりやすい定義式をもうひとつ紹介します。


Kconst ∝ S / INJ

S = エアフロハウジング面積(もしくはエアフロサイズ）
INJ = インジェクタ容量

∝ ← 比例するの記号


と表すことができます。（Martenさん解説ありがとうございます！！）

つまり、K定数は、エアフロサイズに比例し、インジェクタ容量に反比例するということ。

純正状態のK定数が分かっているとして、エアフロを1.5倍にしたら、K定数も1.5倍に。
インジェクタを10％大きいものにしたら、K定数は /1.1 するということ！





K定数の定義についてはとりあえずここまで分かっていればOKです。

ここから先は暇つぶし用のネタだとでも思ってくださいｗ




ひとまず、心を和ませるために秋っぽい画像を載せておきます。








さて、改めまして最初の式に戻り、トライズなりのK定数解説をば。


TP = (VQafv / RPM) * Kconst　・・・式１


この式を俯瞰して見ると、左辺は燃料噴射量を表す式で、右辺は吸入空気量の式と考えることができます。





燃料と空気の式といえば、有名なのがA/Fの式。

Mfuel = Mair / AFR　・・・式２

Mfuel[g] = 1サイクルあたりの燃料噴射量
Mair[g] = 1サイクルあたりの吸入空気量
AFR = 空燃比

これですね。


このA/Fの式をとっかかりにして、K定数の中身について考察してみたいと思います。






まず燃料。
1サイクルあたりの燃料噴射量を Mfuel 、組み合わせるインジェクタの毎分吐出量を INJ とし、ECU が扱うインジェクタ通電時間を TP、それぞれの値の単位を合わせるための係数を Kfuel と置くと、

Mfuel = INJ * TP * Kfuel　・・・式３

INJ = インジェクタ容量
Kfuel = 燃料係数

という関係がなりたちます。



ガソリンの密度を ρG として、4気筒分の燃料噴射量をから Kfuel について解くと、

Mfuel[g] = INJ[cc/min] * TP * Kfuel
Mfuel[g] = (INJ / 60)[cc/sec] * (TP / 8000)[sec] *ρG[g/cc] *4

　※Kfuel = ρG/60/8000*4
　　　　　　= 0.75/60/8000*4
　　 Kfuel = 6.25*10^-6

1TP = 0.125[msec] = (1 / 8000)[sec]
INJ[cc/min] = インジェクタ容量
ρG[g/cc] = ガソリンの密度 約0.75[g/cc]


となります。









次に、空気のほう。

燃料と同じく1サイクルあたりの吸入空気量を Mair 、エンジン回転数を RPM 、吸入空気量をECU が扱えるように変換したデータを VQafv 、さらにエアフロの最大計測吸気量を MAF、それぞれの値の単位を合わせるための係数を Kair と置くと、

Mair = VQafv * MAF / RPM * Kair　・・・式４

VQafv = 吸入空気量
MAF = エアフロ最大計測吸気量
RPM = エンジン回転数
Kair = 空気係数

となります。





ちょっと式が長くなるので分割しますがー

吸入空気量 VQafv を重量単位に変換するため、空気の密度をρA とすれば、

　(VQafv /65535 * MAF[L/sec] * ρA) [g/sec]

MAF [L/sec] = 最大計測吸気量
ρA［g/L] = 空気の密度 = 1.16[g/L] （30℃)

途中の65535は VQafvの最大値。 VQafv/65535 が、エアフロ最大容量に対する割合になります。


これで、VQafv の単位を毎秒重量に変換できます。



RPMの項について、4気筒4ストロークエンジンの場合、2回転で1サイクルなので、単一気筒の毎秒あたりのサイクル数は、

　(RPM /60 /2)[cyc/sec]

で表せます。





で、式４にそれぞれの係数を代入して Kair を求めると、

Mair[g] = (VQafv /65535 * MAF[L/sec] * ρA) [g/sec]　/ (RPM /60 /2)[cyc/sec]

　※Kair = ρA /65535 *60 *2
　　　　　　= 1.16 / 65535 *60 *2
　　Kair = 2.12 * 10^-3


空気の係数についてはこんな感じです。


ここまでで、1サイクルあたりの燃料と空気を求めることができました。

燃料や空気の密度が一定だと考えれば、燃料係数 Kfuel も、空気係数 Kair も、ただの定数です。
もちろん、空気であれば、吸気温度が違えば密度も違ってくるのですが、それらは別の補正係数があるので、K定数自体には影響がない。。はずです。

なお、実際のECUの標準噴射時間の演算で、それぞれの密度がいくつに設定されているのかまでは調べられませんでした。ので、上記式中の燃料及び空気の密度は、たぶんこのくらいじゃないかという数値を当てはめています。








ここでちょっと、出てきた式をまとめます。

TP = (VQafv / RPM) * Kconst　・・・式１
Mfuel = Mair / AFR　・・・式２
Mfuel = INJ * TP * Kfuel　・・・式３
Mair = VQafv * MAF / RPM * Kair　・・・式４
Kfuel = 6.25*10^-6
Kair = 2.12 * 10^-3





K定数を定義するために、式２に、式３と式４を代入します。

Mfuel = Mair / AFR
INJ * TP * Kfuel = VQafv * MAF / RPM * Kair / 14.7

K定数は理論空燃費を実現するための定数なので、AFR = 14.7となります。


さらに、式１に含まれる項をまとめます。

TP = VQafv / RPM * MAF * Kair / 14.7 / INJ / Kfuel


いよいよ大詰めです。

上式と式１より、

Kconst = MAF * Kair / 14.7 / INJ / Kfuel


ということです！！！

ちょっと並び替えて、


Kconst = (MAF * Kair) / (INJ * Kfuel * 14.7)








てことは結局、

Kconst = (MAF / INJ) * (Kair / (Kfuel * 14.7))
Kconst ∝ MAF / INJ


おお、Martenさんの式までたどり着いた！
ちなみに、MAF（エアフロ最大計測吸気量）と、S（エアフロハウジング面積）は、 MAF= S * V(流速） が成り立つので、比例するという意味ではどちらも同じですねー。


いやー長かった。



ただですねー。ここまでやっといてなんなんですが、結局、上記式のすべての項に値を入れてK定数を計算しても、ROMに書き込まれている値と合わないんですよねー。

その辺は、やはりK定数が1箇所じゃ無いということなのかー、レブリミットで回転数がx12.5になっているように、入力値に他の係数が必要ということなのかー。

若干の不毛さを感じるでありますｗ



そういえば、制御は若干違うのですが、
日産の新解にはこんな解説があります。




K 多すぎ！！！








次回！ログデータとか広げながら、実値を入れてTPを計算します！！

いやその前にMAFの容量についてをはさむかもしれません！

それではまた！

やっふーー！！


添加物大好きトライズです！







はい次ー

VQについて考えます。



おっとそういえば、大事なことを言い忘れていました。

前回のブログならびに今後いくつかUPするECUパラメータ関連の日記は、みんカラのお友達でもあるMarten様からのメッセージ、ならびにニーモニック様のブログを参考に書いております。

貴重な情報をありがとうございます！！






日産純正ECUの制御は、いわゆるLジェトロ。エアフロ制御です。

Lジェトロは、エンジンに吸入される空気の量をエアフロメーターで計測し、それに基づいて燃料噴射量を決定する方式のことです。


エアフロメーターの中身は、ホットワイヤーとかホットフィルムとかに電気を流して電熱線状態にし、風を当てると冷える→抵抗が下がり電流が増える（出力電圧が上がる）という割と単純なものです。

ちなみに、センサーが測れるのは厳密には吸入空気量ではなく流速なので、電圧が同じでもエアフロハウジングの内径が違えば吸入空気量は変わってきます。



あと、当然吸い込む空気が冷えていれば、熱線はより冷えるので高い電圧を指しそうですが、そこはちゃんとエアフロセンサー内に吸気温度センサーが内蔵されていて補正されている（はず）です。








えーと。

で、エアフロメーターで計測された電圧は吸入空気量に対して非線形なので、適当に変換する必要があります。

その変換ために、日産純正ECUではVQマップというものを用いています。
VQは、Voltage Quantifier　の略。
電圧を数値に～的な？？

フルコンとかでは、エアフロマップとも言われるやつです。






日産のVQマップはこんなかんじ。





横軸が電圧、縦軸が吸入空気量ですな。




横軸の電圧は、0.08V刻みで、64個のデータ、5.12vまで刻んであります。
この解像度はへたなフルコンよりも細かいとか・・


縦軸の吸入空気量は、5.12vを65535（＆HFFFF)とした、割合で定義されています。
400ps超えZ32エアフロも、R35エアフロも、最大出力電圧の5.12vが、65535です。




なので、例えばシルビアエアフロの全開5Vと、Z32エアフロの5Vとでは吸入空気量が違ってくるわけです。

そのため日産ECUでは、エアフロマップの他にエアフロの最大容量が、定数として組み込まれています。





ROMチューンでエアフロ交換に対応する場合も、このエアフロ最大容量を変更することになります。


がー、このエアフロ最大値の設定ががちょーっとだけ厄介なんですよねー。


次の日記でいよいよK定数について！
エアフロ最大値と、インジェクタ容量を定義する重要な定数の説明行きます！










っと、補足で駄文～

けっこう細かく丁寧に定義されている純正エアフロマップですが、これを最大限に生かすには、エンジン仕様に見合ったエアフロを選択しないといけません。

なぜなら、純正ECUのROMチューンでは、エアフロ最大容量は変更できますが、センサーからの信号電圧の刻み（横軸）を変更することはできないからです。

400ps付近で5vを出力するz32エアフロを、200psそこそこのエンジンに付けた場合、最大吸気時でも電圧は4v程度までしか上がらないので、マップの1/5を無駄にすることになります。




ついでにですが、R35のエアフロについて。R35のエアフロは、センサー部分だけを分解できるので流用には非常に便利ですがー、

もし馬力の低い仕様のエンジンに使う場合であれば、センサー位置の内径を絞るなどして調整したほうがよさそうですねぇ。

エアフロマップの横軸（電圧スケール）を変更できるコンピューターであれば、たとえエアフロの最大出力が3vであっても何とかなると思いますがね。センサー出力は最大幅で用いたほうがノイズや誤差の点で有利かと思います。








あと、純正ROMチューンのセオリーとしては、VQマップは持ってきたエアフロのECUからマップをコピーして終わりーってのが多いですけれど、

実は同一車種同一エンジン（エアフロも同じ）であっても、組み合わせるトランスミッションで純正ECUのVQマップが異なっていたりしますし、同一エアフロの排気量違いとかでもやっぱりVQマップは微妙に違います。


ので、同じエアフロを使っているとしても、現車あわせでVQマップを調整したほうがよさそうな感じです。









いじょー！

はーろーう。
トライズです。



ここのところずっと純正ECUの中身といろいろ戯れています。
燃調の流れとかはだいたいザックリ覚えましたが、ROMチューンはひと癖もふた癖もあって未だ勉強中です。




ちょっと真剣にROM弄る人用の内容なので、興味ない人は、ネコの画像でも眺めながら読み飛ばしてくださいｗ





あ、これ、こないだお客さんのバモスのエンジンルームから救出した子猫。
めっちゃかわいい。







さて、まず「TP」について。
勉強したことをつらつらと。



日産ECUは、エンジン負荷をあらわすために、TPという値を用いている。


TPは、Teoretical Pulse Width（標準通電時間）の略で、吸入した空気をストイキ(空燃比14.7)で燃焼させるために必要なインジェクター通電時間のことです。



エンジン負荷=時間というのが、不思議な感じですが、
エンジン負荷の大きい時＝より多くの燃料を噴射する時なのでこのような値を用いているのだと思います。



エアフロで吸入空気量が正確に測れるとすれば、そこからTPを算出し、そのとおりの時間インジェクタを開くことで常に理論空燃費で燃焼させることができる。と。

なお、エアフロを通過する吸気量が同じでも、エンジン回転数が高ければエンジン負荷は小さくなります。当然インジェクター開弁時間も短くなるので、TPの式には回転数も項として含まれます。




TP = (VQafv / RPM) * Kconst

VQafvは吸入空気量、KconstはK定数と呼ばれるもの。
この２つは今後の日記で詳しく書きたいと思います。




TPは、１バイトの変数で、0～255までの範囲を取れます。

1TP = 1/8ミリ秒 = 0.125msec です。
TP=80なら、インジェクター通電時間は 10msec ってことですね。

実際のインジェクタ通電時間は、TPによって算出された時間に、無効噴射時間が加算されます。
無効噴射時間は、信号を送ってから実際に燃料を噴射するまでのタイムラグで、日産ECUでは、定数として設定します。



ちょっと脱線しますが、日産ECUで定義される無効噴射時間は、1バイト(0～255)の値で、1あたり10us（マイクロ秒）のようです。

値が &H46 ならば、&d70 = 700us = 0.7msec

無効噴射時間0.7msecのインジェクタで、TP=80で補正無し（目標14.7）であれば通電時間は、10.7msecとなります。








ついでに、インジェクタ通電時間をサイクル時間で割った値をデューティーサイクル(Duty cycle)と言います。インジェクター開弁率というのもこの数値のこと。

たとえば、エンジン回転数が8000RPMの時、1サイクル(2回転)にかかる時間は、

60/(8000/2) = 0.015s = 15msec

であり、


上記のインジェクタで、TP=80、目標A/F12.0とした時の通電時間は、

80*0.125*(14.7/12.0)+0.7 = 12.95msec



8000回転での、デューティーサイクルは

Duty= 12.95/15.00 = 0.86 = 86%

となります。


これはつまり、インジェクタの噴射タイミング（噴き終わり）が吸気バルブ開直前だとすると、その619度手前(1サイクル720度*0.86)、すなわち、排気工程も爆発工程も圧縮工程もすっ飛ばして、むしろ１サイクル前の吸気バルブが閉じきる前からずっと噴き続けてるってこと。。。なんですかね？？よくわかりません。


もしそうなら、もうちょっとでかいインジェクタを使って、デューティー小さいほうが効率良い気がするー。
だれか詳しい人教えてくださいー。

どーーーもです！！
トライズです。







先日、仕事をサボって福井県タカスサーキットまで遊びに行きました！

平日ど真ん中になぜタカスに行ったかと言うと、









この人に会うためでしたー！



DUNLOP主催のサーキットタイムアタックイベント、ディレッツァチャレンジの13’14’チャンピオン、ピンケロ２号さんがタカスサーキットに来られていました。


今年のディレチャレは決勝がタカスで開催されるため、その練習に来られたそうです。













いやーもう感激ですよ。

熱い走りを間近で見ることができました。

また、貴重なお話もたくさん聞くことができました。

たーのしかったー！！！




今年、2015年度のディレッツァチャレンジも優勝すると前人未到の3連覇ということで、ぜひがんばっていただきたいです！


すごいなー。ほんと。







さて、この日はピンケロさんとお会いして半日で帰るはずだったんですが、午後からまた別のディレチャレトップランカーの方が練習にこられてですねー。

結局、私めは自分は走りもせずに夕方までサーキットをうろちょろしておりました。





実に充実した一日だったと思いますｗ


決勝戦楽しみです！







あっと、それと話は変わりますが、これまでVEエンジン搭載シルビアの開発において、後援していただいていた前川自動車さんとの契約を先日解消いたしました。



これからは、デモカーではなくただの野良シルビアと、はぐれメカニックにもどりますｗ


VEシルビア製作のブログは、これまで溜めていてまだ書いていないネタがまだまだあるので、当分続けると思います。



今後ともよろしくお願いしまーす。

あー！！！やっと通信制限解除された！！！
超不便、、、やらかしたわーまじで。


どうも。トライズです。






日記書くのが遅くなりましたがー


先日、9/22、福井県タカスサーキットで開催された、福岡板金走行会 Super Run・ら・ラン♪
参加された皆様！お疲れ様でしたー！



福岡板金様にはかねてよりお世話になっておりましたが、同社の主催する走行会にトライズは今回初参加です。

というかそういえば福岡さんとこの会社行った事無い気がします（←

すみません、、、今度挨拶に伺います。




さて、今回参加した走行会、イベント名が「スーパーらんららん」というなんともほっこりするネーミングですが、内容はとても充実していて楽しかったです。






そして、ゲストになんと「織戸学」さんが！！！！





すげー！！生で見るの初めてだー！！





パーツメーカーのテントがあったり、ランチの移動販売車が来てたり、普段はできないコース逆走のイベントがあったり。



あ、あと、クレイジーカートという電動カートの試乗もあったり。








とあるディレチャレのトップランカーが混ざってたり。
















いやー楽しかったっす。








えーと。私トライズも珍しく赤いシルビアでエントリーしましてですね。

多少、車両の状態に不安もあったのですが、当日は思う存分楽しみました！ｗ




現在、ROMチューンによる燃調の変更とともに、スロットル交換やエアフロの交換もやっているのですが、地味にエンジンパワーは上がっているようです。





結構うれしい^^






今回の走行会、絡んでくださった皆様ありがとうございます！

また、運営、進行をしてくださったスタッフの皆様、キャンギャルの方々、お疲れ様でした！



エントラントの中には、初めてお目にかかる方々もたっくさんいたのですが、そこそこしかお話
しすることもできませんでして。



またどこかで。
赤いシルビアの脇でうずくまってパソコンをたたく人を見かけたらぜひ声をかけてください。





さー次どこいじろー！！！