カムシャフト ポジション センサー : 動作、種類、テスト、およびその応用

最近では、 自動車センサー 車のさまざまな問題を監視し、電子制御ユニット (ECU) や車のドライバーに情報を送信するのに役立つ機能は、長年にわたって非常に重要になってきました。 ECU は、特定の状況において、自動車センサーから取得した情報に応じて特定のコンポーネントに調整を加えます。一般に、自動車のセンサーは、温度、エンジンの状態、冷却システム、オイルの圧力、車速、排出ガスのレベルなどのさまざまな側面を監視します。 センサーの種類 空気流、エンジンノック、エンジン速度、電圧、酸素、スロットル位置、カムシャフト位置センサー、MAP、エアバッグ、駐車場、クランクシャフト位置センサーなどの自動車で使用されるセンサー。この記事では、その概要について説明します。 カムシャフトポジションセンサー 、その動作、およびそのアプリケーション。

カムシャフトポジションセンサーとは何ですか？

車のエンジンで使用され、カムシャフトの位置と回転を測定し、その情報を車両のエンジン制御モジュールに送信する自動車センサーは、カムシャフト位置センサーとして知られています。このセンサーは、位相検出器またはシリンダー識別センサーとしても知られています。これは、車のエンジンが正常に動作しているかどうかを確認するため、現在のすべての自動車に搭載されている非常に小型で非常に重要な磁気装置です。

このセンサーは自動車のエンジンの近くに配置されており、シリンダーヘッドの後ろまたは自動車のリフターバレーにあります。カムシャフト位置センサーは通常、8 バルブ エンジンのシリンダー ヘッド端に配置されていますが、16 バルブ エンジンのシリンダー ヘッドに配置されます。の カムシャフトポジションセンサーの図 以下に示します。

動作原理

の カムシャフトポジションセンサーの動作原理 主にに依存します ホール効果センサー またはカムシャフトの回転を検出する光学式センサー。ホール効果センサーは磁界を利用して回転を検出するのに対し、光学センサーは光線を利用してカムシャフトの位置を検出します。カムシャフト位置センサーは通常、ホール効果または 磁気センサー 。したがって、カムシャフトに接続された鉄歯車が回転するときの動きを検出するだけで機能します。ギアがセンサーを通過すると信号が生成され、ECUに送信されます。その後、ECU はこのデータを使用して燃料噴射タイミングと点火システムを調整します。

このセンサーが適切に機能しない場合、エンジンの作動性能が低下し、燃費が低下し、排出ガスが増加します。カムシャフトポジションセンサーに欠陥があると、エンジンが失火して怪我をする可能性があり、運転中に非常に危険です。

機能

その主な機能は、エンジン コントロール モジュール (ECM) またはエンジン コントロール ユニット (ECU) にカムシャフトの位置と速度に関する正確な情報を提供することです。この情報は、エンジンおよびさまざまな関連システムが適切に動作するために不可欠です。カムシャフト位置センサーの主な機能は次のとおりです。

カムシャフト位置の決定:

• カムシャフト位置センサーの主な機能は、回転するカムシャフトの正確な位置を測定することです。この情報は、エンジン制御モジュール (ECM) がエンジンの吸気バルブと排気バルブの開閉をピストンの対応する位置と同期させるのに役立ちます。適切なバルブ タイミングは、効率的な燃焼とエンジンのパフォーマンスにとって非常に重要です。

燃料噴射タイミングの最適化:

• CMP センサーはカムシャフトの位置を正確に検出することで、ECM による燃料噴射の最適なタイミングの決定を支援します。これにより、適切な量の燃料が適切なタイミングで燃焼室に噴射され、燃料効率が向上し、排出ガスが削減されます。

点火時期の調整:

• カムシャフトポジションセンサーは点火時期を調整する役割も果たします。 ECM はカムシャフトの位置情報を使用して点火プラグの点火をいつトリガーするかを決定し、エンジン サイクルの正しい瞬間に燃焼が起こるようにします。

失火の検出:

• カムシャフト位置センサーが故障すると、1 つまたは複数のシリンダーで燃料が適切に点火されず、失火が発生する可能性があります。センサーのデータは、ECM がこれらの失火を特定して診断するのに役立ち、システムが是正措置を講じることができるようになります。

可変バルブタイミング (VVT) を有効にする:

• 可変バルブタイミングシステムを備えたエンジンでは、カムシャフトポジションセンサーがバルブの開閉タイミングの制御に役立ちます。これにより、さまざまな動作条件にわたってエンジンのパフォーマンス、出力、燃料効率を最適化できます。

エンジンのパフォーマンスの管理:

• ECM はカムシャフト位置データを使用して、混合気、バルブ タイミング、点火タイミングなどのさまざまなエンジン パラメータを監視および調整します。これにより、エンジンが効率的に動作し、排出基準を満たすことが保証されます。

エンジンの安全性をサポート:

• 場合によっては、カムシャフト位置センサーの故障により、潜在的な損傷を防ぐためにエンジン制御モジュールが「セーフ モード」に入る可能性があります。これには、重要なコンポーネントを保護するためにエンジン出力を制限することが含まれる場合があります。

エンジンの問題の診断:

• カムシャフト ポジション センサーは、エンジンのパフォーマンスの問題や故障を特定するために使用できる貴重なデータを提供することで、オンボード診断 (OBD) に貢献します。このデータは、問題のトラブルシューティングを行うために診断ツールを使用して読み取ることができます。

カムシャフトポジションセンサーの種類

カムシャフト位置センサーには磁気式、ホール効果、AC 出力の 3 種類があり、これらについては後述します。

磁気式センサー

このタイプのカムシャフト位置センサーは、2 本のワイヤによって簡単に識別されます。このセンサーは、独自の電圧、つまり AC 正弦波信号を生成します。このセンサーはディストリビュータ内またはカムシャフトの上に配置できます。このセンサーが永久磁石装置が接続されたカムシャフトに近づくと、磁石がセンサーを通過するたびに磁場が生成され、その結果生じるパルスがさらなる処理のために ECM に送信されます。

ホール効果カムシャフトセンサー

この種のカムシャフト センサーには 3 本のワイヤが含まれており、最初のワイヤは電源に使用され、次のワイヤは GND に使用され、最後のワイヤは PC に送信される電圧信号に使用されます。このセンサーはカムシャフト上またはディストリビュータ内に配置されています。このセンサーには、スロットを通るスクリーンとシャフトの上に配置された磁石が付いています。このセンサーの画面がセンサーと磁石の間に移動すると、このセンサーはオンとオフになります。このスクリーンのセンサーの前に固体領域がある場合、磁場が分裂するときにフィードバック電圧が中断される可能性があります。

AC出力センサー

AC 出力センサーは、出力のような AC 電圧信号を生成するために使用される特別な種類のセンサーです。自動車のエンジン制御モジュールは、回転ディスクの近くに配置された励磁コイル用に非常に高い周波数を生成します。

カムシャフトの端に配置され、スリットが入った回転ディスクです。このスロットがコイルを通過すると、相互誘導によって励起され、最初のシリンダー位置を示す信号がエンジン制御モジュールに送信されます。これらのタイプのセンサーは、ボクソールの ecoTEC エンジン内で頻繁に観察されます。

カムシャフトポジションセンサー配線図

カムシャフトポジションセンサーは通常、カムシャフトエンジンの位置を測定し、それを電子信号に変換して車のECUに送信するために使用されます。このセンサーの位置は、2 線や 3 線などのさまざまな配線図で使用できます。 3 線式カムシャフトポジションセンサーの配線図を以下に示します。

3 線式カムシャフト位置センサーには 3 本のワイヤーが含まれています。基準電圧線、信号線、グランドです。これら 3 本のワイヤは電子制御ユニットに接続されるだけです。このセンサーはECUから電源を取得し、このセンサーのGNDは電子制御ユニットから取得され、最後に電圧信号線がカムシャフトセンサーから電子制御ユニットに接続されます。

3線式カムシャフトセンサーは磁石とゲルマニウムなどの鋼材とトランジスタで構成されています。物体がこのセンサーに非常に近づくと、その磁束が変化し、その物質内で電圧が生成され、トランジスタを通じて増幅されて ECU に送信されます。

カムシャフト位置センサーとマイクロコントローラー (Arduino または PIC) のインターフェイス:

上で見たように、さまざまな種類のカムシャフト センサーが利用可能です。それぞれに独自のタイプの出力が付属しています。カムシャフトセンサーとマイクロコントローラーを接続する際には、次の点を考慮する必要があります。

1. センサー出力を理解する:

カムシャフト位置センサーが生成する信号の種類を決定します。デジタル信号 (ON/OFF)、アナログ電圧、または PWM (パルス幅変調) 信号の場合があります。の場合には

• ホール効果センサー:

• • • 出力タイプは次のとおりです。 デジタル
    • 説明： ホール効果センサーは磁場の変化を検出します。これらは通常、カムシャフトの回転に応じて HIGH 状態と LOW 状態の間で切り替わるデジタル信号を提供し、カムシャフトの位置を示します。

• 光学センサー:

• • • 出力タイプは: デジタル（通常）
    • 説明： 光学センサーは光を使用してカムシャフトの位置を検出します。多くの場合、カムシャフトの位置を表すパルスを含むデジタル信号が提供されます。
• 磁気センサー (可変磁気抵抗センサー):
  • • 出力タイプ: 変数（アナログ風）
    • 説明： 磁気センサーは、カムシャフトの回転に応じて変化するアナログのような電圧信号を生成します。信号の振幅はカムシャフトの位置に応じて変化します。

2. 入力ピンを選択します。

マイクロコントローラーで、カムシャフト位置センサーへの接続に使用するデジタル ピンまたはアナログ ピンを選択します。これらのピンがセンサーの出力信号および電圧レベルと互換性があることを確認してください。

1. 配線： カムシャフト位置センサーの出力をマイクロコントローラーの選択した入力ピンに接続します。必要に応じて、適切な分圧器またはレベルシフタを使用して、センサーの電圧レベルがマイクロコントローラーと互換性があることを確認します。

1. 電源： カムシャフト位置センサーに必要な電源を供給します。これには、センサーを適切な電圧源 (5V など) に接続し、そのグラウンド (GND) をマイクロコントローラーのグラウンドに接続することが必要になる場合があります。

1. センサーデータを読み取ります。 マイクロコントローラーでサポートされているプログラミング言語 (C/C++、Python など) でコードを作成し、センサーから信号を読み取ります。必要に応じて、digitalRead() 関数またはanalogRead() 関数を使用します。

6. データの処理: センサーの種類によっては、センサー データをさらに処理する必要がある場合があります。たとえば、デジタル センサーを使用している場合は、その状態をアプリケーションに直接使用することができます。アナログ センサーを使用している場合は、アナログ電圧を意味のある値に変換する必要がある場合があります。

カムシャフト センサー インターフェイスとマイクロコントローラー コード:

#include

const int センサーピン = 2; // 実際のピン番号に置き換えます

int センサー値 = 0;

void setup() {

pinMode(センサーピン, 入力);

シリアル.begin(9600);

}

void ループ() {

センサー値 = デジタル読み取り(センサーピン);

Serial.println(sensorValue);

遅延(1000); // 1秒遅延します

}

カムシャフトポジションセンサーの症状

カムシャフトピストンセンサーが故障すると、さまざまな問題が発生する可能性があります。したがって、このセンサーが完全に故障して車のエンジンが停止する前に、いくつかの警告症状が発生します。

エンジンライトが点灯していることを確認してください

カムシャフトポジションセンサーが作動しなくなるとエンジンライトが点灯します。このライトが点灯したら、遅滞なく車両を停止する必要があります。注意を払わないと、車のエンジンに重大な損傷を与える可能性があります。

点火の問題

センサーに何らかの問題が発生すると、車のエンジンに送信される信号も機能しなくなります。したがって、送信される信号は非常に弱く、点火システムからのちらつきがないため、車は始動できません。

燃費が悪い

車両のエンジンに十分な燃料が供給されていない場合、センサーが誤った情報を ECM に提供する可能性があり、そうでないと燃料インジェクターが長時間開いてしまう可能性があります。そのため、エンジンの効率が低下し、エンジンノッキングが発生し、重大な怪我を引き起こす可能性があります。

トランスミッションの変速が悪い

カムシャフト位置センサーが間違っている場合、オートマチックトランスミッションを搭載した車は、ギアを変更するときにいくつかの問題に直面します。したがって、車のエンジンを切り、少し待ってから再びエンジンを始動する必要があります。さらに、不良センサーから ECM を通じて取得されたデータは、リンプ モードとして知られるシフト ソレノイドの作動と車のギアのシフトを回避し、エンジンの速度を低下させることで車のエンジンを損傷から保護するのに役立ちます。

エンジンストール

燃料噴射装置から十分な燃料がエンジンに供給されず、走行中に車のエンジンがストールまたは停止すると、エンジンが失速して車が損傷する可能性があります。

燃料消費量が多い

センサーの故障は燃費に悪影響を与える可能性があり、車両のエンジンがより多くの燃料を消費することになります。この問題は非常にまれですが、無視できるものではないため、センサーをすぐに交換または修理する必要があります。

加速が悪い

カムシャフトポジションセンサーの不良により加速不良が発生します。このセンサーが機能しなくなると、車両はあまり加速しなくなります。加速不良が発生すると、車がスパッタリングしたり、パワーが不足したり、速度が低下したり、停止したり、さらには失速したりする原因になります。

エンジンの失火

センサー信号は燃料インジェクターとエンジンを動作させるために必要です。このセンサーが故障すると、エンジンが失火し、加速時に振動が発生する可能性があります。

ガス臭

センサーに欠陥があると、未燃燃料が車両の排気システムに間接的に排出される可能性があります。そのため、これは燃料の経済性に影響を与えるだけでなく、黒煙を発生させ、透明な臭いを引き起こし、人々にとって非常に危険です。

ラフアイドリング

センサーの故障は、車両のエンジンのアイドリング異常を引き起こす可能性があります。センサーが一度故障すると、シリンダー内の非同期燃焼が原因で発生します。

マルチメーターを使用してカムシャフト位置センサーをテストする方法

カムシャフト位置センサーのテストは、その適切な機能を確認するために非常に重要です。これらのセンサーは、センサーの故障や不均一な動作に影響を与える可能性のある多くの誤動作の影響を受ける可能性があります。したがって、正確なセンサー診断は非常に重要なテストです。カムシャフト位置センサーのテストは、マルチメーターまたはオシロスコープを使用して行うことができます。したがって、マルチメーターを使用してカムシャフト位置センサーをテストするのは非常に簡単かつ迅速です。

マルチメーターを使用してこのセンサーをテストするには、信号線に生成されるセンサー電圧を測定することが不可欠です。ここで取得されるデータは主にセンサーの種類と車両によって異なります。また、誘導型または磁気型のカムシャフト センサーには 2 本のワイヤーが含まれているのに対し、ホール効果型センサーには 3 本のワイヤーが含まれているため、センサーのタイプに応じてピンが異なります。

マルチメーターを使用してセンサーテストを開始する前に、ボックスをニュートラルまたはパーキングに設定し、車をパーキングブレーキに置き、エンジンを回避するために燃料ポンプのジャンパーをヒューズブロックから引き抜くだけで燃料システムを取り外す必要があります。起動。

3 線式カムシャフト位置センサーのテスト

3 線式カムシャフト位置センサーをテストするには、マルチメーターで DC ボルト モードを設定し、センサーのコネクタを分離する必要があります。

• まず、マルチメーターの赤色プローブを電源リードに接続し、黒色プローブをバッテリーのマイナスに接続する必要があります。
• 数秒後、車のエンジンを始動してみてください。
• これで、マルチメータの電圧読み取り値は約 5 ボルトになるはずです。
• センサーコネクターのマイナスワイヤーが無傷で短絡しているかどうかを観察するには、赤いディップスティックをそれに取り付け、黒いディップスティックをバッテリーのマイナス端子の上に置きます。
• ここで、車のエンジンを再度始動する必要があります。マルチメーター画面上の電圧の読み取り値は 0.1 または 0.2 V である必要があります。
• 同じプロセスを信号線のみでテストする必要があります。センサーが良好であれば、マルチメーター画面の電圧は 0 ～ 5 ボルトに変化するはずです。
• 車のエンジンを始動せず、イグニッションをオンにした状態で、プラス接点と信号接点の間の電圧を測定します。電圧は供給電圧の少なくとも 90% であるはずです。

カムシャフトセンサーを交換するにはどうすればよいですか?

このセンサーを交換するには、次の手順に従う必要があります。

• まずはバッテリーのマイナスケーブルを切り離す必要があります。
• このセンサーは通常、車のエンジンの前部、後部、または上部に配置する必要があり、おそらく 2 ～ 3 線式コネクタが接続されています。
• 発見したら、センサーの上のタブを外してワイヤーをカムシャフトセンサーから切り離す必要があります。
• 早速、カムシャフトセンサーを車のエンジンに接続している取付ボルトを外します。
• 消耗したセンサーを少しひねって取り外します。
• 新しいセンサーを接続したら、センサーの O リングにエンジン オイルを塗布する必要があります。
• 新しいセンサーを設置し、取り付けボルトで保護します。
• もう一度ワイヤーコネクタをカムシャフトセンサーに正しく接続します。
• 最後にバッテリーのマイナス端子を再度接続します。
• その後、試乗してカムシャフトポジションセンサーが作動するかどうかを確認します。

アプリケーション

の カムシャフトポジションセンサー使用 以下のものが含まれます。

• カムシャフト センサーにより、エンジン制御がクランクシャフト ドライブの正確な位置を決定できるようになります。
• このセンサーは、バルブが開いているか閉じているかに焦点を当ててカムシャフトの回転を追跡します。
• このセンサーは自動車のエンジンでカムシャフトの位置と回転を測定するために使用されます。
• これらは内部で使用されます BLDCモーター または自動車に使用されます。
• このセンサーは一部のボクソール ECOTEC エンジンで利用されています。

したがって、これは カムシャフトポジションセンサーの概要 、その動作、およびそのアプリケーション。回転速度やカムシャフトの位置などの情報を収集するための電子部品です。データは車両の電子制御ユニットに送信され、点火システムと燃料噴射のタイミングが設定されます。カムシャフト センサーの故障には、内部の短絡、機械的損傷、エンコーダー ホイール内の破損、CU (コントロール ユニット) への接続の中断など、さまざまな理由があります。ここで質問なのですが、クランクシャフトポジションセンサーとは何ですか?