Как определяется нагрузка на двигатель?

Нагрузка на двигатель измеряется датчиком MAF. Другими словами, он измеряет, сколько воздуха (и топлива) вы всасываете в двигатель, а затем сравнивает это значение с теоретическим максимумом. Когда я изменил карты заправки, наддува и зажигания моего Subaru, во всех таблицах зависимости нагрузки двигателя от оборотов в минуту указывалась нагрузка на двигатель в CFM (кубических футах в минуту). По сути, это означает, что, поскольку мой турбонаддув, например, достигает максимальной скорости 350cfm, чем ближе к этому фактический расход воздуха, тем выше процент нагрузки.

Существует ли теоретическое уравнение, которое используется для определения нагрузки на двигатель?

Это не теория, а реальность. Согласно Международному стандарту SAE J1979 / ISO 15031-5 (от 11.08.2014), расчётная нагрузка на двигатель определяется по следующей формуле:

LOAD_PCT = [current airflow] / [(peak airflow at WOT@STP as a function of rpm) * 

     (BARO/29.92) * SQRT(298/(AAT+273))]

Where:



- STP = Standard Temperature and Pressure = 25 °C, 29.92 in Hg BARO, 

- SQRT = square root

- WOT = wide open throttle 

- AAT = Ambient Air Temperature (in °C)



Characteristics of LOAD_PCT are:



- Reaches 1.0 at WOT at any altitude, temperature or rpm for both naturally

  aspirated and boosted engines.

- Indicates percent of peak available torque.

- Linearly correlated with engine vacuum

- Often used to schedule power enrichment.

- Compression ignition engines (diesels) shall support this PID using fuel

  flow in place of airflow for the above calculations. 

Вторая часть этой статьи (Характеристики) содержит много нужной вам информации. Процент, указанный в уравнении, обозначает процент от максимального доступного крутящего момента.

На какие параметры обращает внимание ЭБУ, чтобы определить нагрузку на двигатель? Я не думаю, что существует какой-то один универсальный датчик, который определяет нагрузку на двигатель. Скорее всего, здесь используется комбинация нескольких сигналов.

Для этого не используется ни один датчик. В бензиновом (или с искровым зажиганием) двигателе для вычислений и определения того, готов ли двигатель к расчетам, используются датчик температуры воздуха на впуске (IAT), датчик абсолютного давления в коллекторе (MAP), датчик положения дроссельной заслонки (TPS) и датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT). Переменную в процентах можно считать с ЭБУ с помощью PID $04. Согласно стандарту, для этого требуются как системы воспламенения от сжатия (дизельные), так и системы искрового зажигания (бензиновые).

Некоторые блоки управления двигателем различают относительную и абсолютную нагрузку на двигатель. В чём разница между ними?

Вы видели приведённое выше уравнение для расчёта нагрузки на двигатель. Ниже приведён расчёт абсолютной нагрузки на двигатель:

LOAD_ABS = [air mass (g / intake stroke)] / [1.184 (g / intake stroke) *

     cylinder displacement in liters]



Derivation:



- air mass (g / intake stroke) = [total engine air mass (g/sec)] / 

    [rpm (revs/min)* (1 min / 60 sec) * (1/2 # of cylinders (strokes / rev)]



- LOAD_ABS = [air mass (g)/intake stroke] / [maximum air mass (g)/intake 

    stroke at WOT@STP at 100% volumetric efficiency] * 100%. 



Where:



- STP = Standard Temperature and Pressure = 25 °C, 29.92 in Hg (101.3 kPa)

  BARO

- WOT = wide open throttle



The quantity (maximum air mass (g)/intake stroke at WOT@STP at 100% 

volumetric efficiency) is a constant for a given cylinder swept volume. 

The constant is 1.184 (g/liter 3) * cylinder displacement (liter 3/intake

stroke) based on air density at STP.



Characteristics of LOAD_ABS are:



- Ranges from 0 to approximately 0.95 for naturally aspirated engines,

  0 – 4 for boosted engines

- Linearly correlated with engine indicated and brake torque,

- Often used to schedule spark and EGR rates,

- Peak value of LOAD_ABS correlates with volumetric efficiency at WOT.

- Indicates the pumping efficiency of the engine for diagnostic purposes.

Как вы, вероятно, заметили, это уравнение зависит от расхода воздуха и, по сути, от рабочего объёма двигателя. Как указано в тексте, это соотношение коррелирует с объёмным КПД (насколько полностью цилиндр заполняется воздухом на такте впуска) в реальных условиях. Эту переменную можно считать с ЭБУ по PID $43. Она требуется только по стандарту для систем искрового зажигания.