マルテンのブログ一覧

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．