位相センサー: 噴射エンジンの信頼性の高い動作の基礎

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最新のインジェクション エンジンとディーゼル エンジンは、数十のパラメータを監視する多数のセンサーを備えた制御システムを使用しています。センサーの中で特別な位置を占めるのは位相センサー、またはカムシャフト位置センサーです。このセンサーの機能、設計、操作については、記事をご覧ください。

 

位相センサーとは

位相センサー (DF) またはカムシャフト ポジション センサー (DPRV) は、噴射ガソリンおよびディーゼル エンジンの制御システムのセンサーで、ガス分配機構の位置を監視します。DF の助けにより、エンジン サイクルの開始は最初のシリンダー (TDC に達したとき) によって決定され、段階的噴射システムが実装されます。このセンサーは機能的にクランクシャフト ポジション センサー (DPKV) に接続されています。電子エンジン管理システムは両方のセンサーの読み取り値を使用し、これに基づいて各シリンダーでの燃料噴射と点火のためのパルスを生成します。

DF は、分散段階噴射を備えたガソリン エンジンと一部のタイプのディーゼル エンジンでのみ使用されます。そして、段階的噴射の原理そのもの、つまりエンジン動作モードに応じた各シリンダーへの燃料噴射と点火が最も簡単に実行できるのは、センサーのおかげです。キャブレターエンジンでは燃料と空気の混合気が共通のマニホールドを通じてシリンダーに供給され、点火はディストリビューターまたはクランクシャフト位置センサーを使用して制御されるため、DF は必要ありません。

DF は可変バルブタイミングシステムを備えたエンジンにも使用されます。この場合、吸気バルブと排気バルブを制御するカムシャフトと、より複雑な制御システムとその動作アルゴリズムに別個のセンサーが使用されます。

 

位相センサーの設計

現在、ホール効果に基づいた DF が使用されています。これは、半導体ウェーハが磁場内に置かれたときに直流電流が流れるホール効果に電位差が発生することです。ホール効果センサーは非常に簡単に実装されます。これは正方形または長方形の半導体ウェハをベースにしており、その 4 つの側面に接点が接続されています。直流電流を供給するための 2 つの入力と、信号を除去するための 2 つの出力です。便宜上、この設計はチップの形で行われ、磁石やその他の部品とともにセンサーハウジングに取り付けられます。

位相センサーには 2 つの設計タイプがあります。

-スロット付き。
- エンド (ロッド)。

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スリットセンサー

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エンドセンサー

スロット付き位相センサーは U 字型をしており、その断面にはカムシャフトの基準点 (マーカー) があります。センサーの本体は 2 つの半分に分かれており、1 つは永久磁石、もう 1 つは感知要素、両方の部分に特殊な形状の磁気コアがあり、磁界の変化を引き起こします。基準点の通過。

エンドセンサーは円筒形状をしており、カムシャフトの基準点がエンドセンサーの先端を通過します。このセンサーでは、検出素子が端に配置され、その上に永久磁石と磁気コアがあります。

ここで、カムシャフト位置センサーは一体型である、つまり、上記の信号感知要素と、信号を増幅して電子制御システムによる処理に便利な形式に変換する二次信号コンバーターを組み合わせていることに注意してください。通常、トランスデューサはセンサーに直接組み込まれているため、システム全体の設置と構成が大幅に簡素化されます。

 

位相センサーの動作原理

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位相センサーはカムシャフトに取り付けられたマスターディスクと対になっています。このディスクには何らかの設計の基準点があり、エンジン動作中にセンサーの前またはギャップ内を通過します。基準点がセンサーの前を通過すると、基準点から出る磁力線が閉じられ、感知要素を横切る磁場の変化が生じます。その結果、ホール センサー内で電気インパルスが生成され、コンバーターによって増幅および変更されて、電子エンジン コントロール ユニットに供給されます。

スロット付きセンサーとエンドセンサーには、異なるデザインのマスターディスクが使用されます。スロット付きセンサーと組み合わせると、エアギャップのあるディスクが機能します。このギャップを通過するときに制御パルスが形成されます。エンドセンサーと組み合わせると、歯または短いベンチマークを備えたディスクが機能します。ベンチマークを通過すると制御インパルスが形成されます。

位相センサーはカムシャフトに取り付けられたマスターディスクと対になっています。このディスクには何らかの設計の基準点があり、エンジン動作中にセンサーの前またはギャップ内を通過します。基準点がセンサーの前を通過すると、基準点から出る磁力線が閉じられ、感知要素を横切る磁場の変化が生じます。その結果、ホール センサー内で電気インパルスが生成され、コンバーターによって増幅および変更されて、電子エンジン コントロール ユニットに供給されます。

スロット付きセンサーとエンドセンサーには、異なるデザインのマスターディスクが使用されます。スロット付きセンサーと組み合わせると、エアギャップのあるディスクが機能します。このギャップを通過するときに制御パルスが形成されます。エンドセンサーと組み合わせると、歯または短いベンチマークを備えたディスクが機能します。ベンチマークを通過すると制御インパルスが形成されます。


投稿日時: 2023 年 8 月 24 日