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2015年11月14日

Engine Load - ROMチューン

Engine Load - ROMチューン  あいかわらず,せこせことロードスターのECUの解析を続けています.
マニアックなので,興味ない方にはきつい内容です.読み飛ばしてください.

だいたいの車はそうなんでしょうが,空燃比や点火時期の制御の軸は,回転数とエンジン負荷になっています.回転数はどれでも一緒なんですが,エンジン負荷については,私が見たことのある物だと,スバル,三菱はEngine Load,日産はTP(Therethical Pulse Width)が使われいます.TPに興味のある方は,お友達のトライズさんのブログをご覧ください.

ロードスターも,ロシア産のMazda Editを見る限りEngine Load [g/rev]が使われています.エンジン負荷として,一回転あたりの吸入空気質量を使っているようです.どうやって,Engine Loadを計算しているのか,ROMを解析してみました.すると

Engine Load = (120 * MAF / RPM) / (Engine Displacement * Param.)

となっていました.ここで,MAF[g/s]:エアフロから出力(1秒あたりに流入した空気質量),RPMは回転数,Engine Displacement (=1998 [cc])はエンジン容積,Paramは変数.

変数Param.は

Param. = Atom_P * 353.0163 / {(IAT + 273) * 101319.99}

となっており,Atom_Pは大気圧[KPa],IATは吸気温度[℃]です.

ロシア産ソフトを信用すると,Engine Loadは一回転あたりの吸入空気質量ですので,

Engine Load = MAF / RPM *60 / 2(吸気行程にあるのは1/2の気筒)

となるはず.この値は,スバル車が採用しているEngine Loadになります.ところが,ロードスターのECUでは,この値を (Engine Displacement * Param.)で割っています.

この意味を考えてみます.使うのは気体の状態方程式!皆さん,高校生の時にならいましたね?

PV=nRT

Pが圧力,Vが体積,nがモル数,Rが気体定数,Tが温度です.Param.の中に現れる定数を眺めると,圧力の単位は[atm](1atm = 101.31999KPa),温度は絶対温度[K](℃+273=K)を使っていることが分かります.スロットル全開(大気圧=インマニ圧)の時にエンジンが吸い込む空気量[mol/rev]は,気体の状態方程式から

n=PV/RT

空気1molあたりの質量はざっくりと28.9[g/mol]とすると,エンジンが吸い込む空気の質量C_MAF[g/rev]は,

C_MAF=28.9*PV/RT

圧力PをKPa(車載センサーはKPa単位で大気圧を出力)からatm(気圧)に,吸気温度Tを℃(摂氏,車載センサーの出力)からK(絶対温度)に直して,エンジン容積Vをccからリットルに変換して,

C_MAF=28.9*(P/101.319)*(V/1000)/R/(T+273)

気体定数は,atm,K,Lの単位系では0.00826[L atm / K / mol]ですので,最終的に以下のように表すことができます.

C_MAF=(28.9/0.00826)*(P/101.319)*(V/1000)/R/(T+273)
= V*P*351.6/ {(T+273) * 101319}

となり,こまかい定数の差はありますが, (Engine Displacement * Param.)の意味は「エンジンが1サイクルに吸い込める最大の空気量」ということになります.

ロードスターが使っているEngine Loadとは

現在吸っている空気量÷最大吸い込める空気量

という,比率になっていることが分かりました.というわけで,ロシア人は間違い!

このエンジン負荷の表し方は,自然吸気エンジンではなかなか使いやすそうです.過給をする車では,ダメそうですが.    



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Posted at 2015/11/14 17:52:49

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この記事へのコメント

2015/11/15 12:50:51
なるほどー。

最初の画像の横軸が 1.000 max なのは、Engine Load は物理量ではなく比率だったからなんですね。
あ、でも、排気量が1.8Lくらいであれば、全開で1gの空気を吸い込める計算になりますかね??

定義式を見た感じでは、ロードスターのコンピューターはインジェクターのサイズとエアフロの容量を定義する値が別にあるような感じですね。

メーカーによって式がいろいろ違って面白いです!!
コメントへの返答
2015/11/16 00:05:42
実は,こっそりとロードスターに悪さをしてみたのですが,Engine Loadの最大値が全く変化しなかったんですね...
いや!変わらないわけがない!というのが今回の調査のきっかけです.

お察しの通り,ロードスターはインジェクター,エアフロが別個です.どちらかというと,日産のK定数が珍しいのでは?
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何シテル?   08/16 09:54
WRC好きが高じて,黒のフォーカスSTに乗に乗り始め,その後ほんの出来心でサーキットデビュー.そして,そのままサーキット走行にはまってしまい現在に至ります.
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