三菱デリカD5 センサーについて

平成19年 三菱デリカD5  型式:DBA-CV5W エンジン型式:4B12 MIVEC ミッション型式:W1CJA型INVECS-ⅢCVT 走行距離:13,7000km





デリカD5に採用されている各種センサーについて

以下にデリカD5の4B12型エンジンの燃料制御系統のシステム図とエンジンECUの端子図を掲載し、各種センサとアクチュエータについて解説します。

4B12型エンジンのMPI(マルチポイントインジェクション)のデバイス配置図

 

デリカD5 4B12エンジンのコントロールユニット入出力端子図

TPSとAPS

スロットルポジションセンサ(TPS)

スロットルポジションセンサーはスロットルボデーに取り付けられていて、スロットルシャフトの回転角に応じた電圧をエンジンECUに出力します。エンジンECUは、センサからの電圧によってスロットルバルブの開度を検知し、スロットルコントロールサーボのフィードバック制御を行います。

TPSの取り付け位置

TPSの構造と作動

TPSの構造図

TPSの構造図より、スロットルシャフトに固定された永久磁石、磁束密度に応じた電圧を出力するホールIC及び永久磁石からの時速を効率的にホールICに導くステータなどで構成されている。

TPSの作動原理図

TPSの作動原理図より、ホールICを通過する磁束密度と出力電圧は比例関係にあり、また出力にはTPS(メイン)とTPS(サブ)の2系統があり、エンジンECUに出力される。スロットルバルブが回転するとメインとサブの出力電圧が変化するので、これによりエンジンECUは実スロットル開度を検知する様になっています。(メインとサブの出力電圧の差からスロットルの開度角度を計算して算出する)

また、エンジンECUはメインとサブの出力電圧を比較してTPSに異常がないかどうかをチェックしている。

アクセルレータペダルポジションセンサ(APS)

APS取り付け位置

アクセルレータペダルと一体になっていて、アクセル開度を検出しています。エンジンECUは、このセンサの出力電圧によって適切なスロットルバルブ開度と燃料噴射量となるように制御を行います。

APSの構造と作動

APSの構造図

APSの構造図より、ペダルシャフトのマグネットキャリアに固定された永久磁石、磁束密度に応じた電圧を出力するホールIC及び永久磁石からの磁束を効率的にホールICに導くステータなどで構成されています。

APSの作動原理図

ホールICを通過する磁束密度と出力電圧はTPSと同様で比例関係にあり、出力もAPS(メイン)とAPS(サブ)の2系統があり、エンジンECUに出力されます。アクセルレータペダルの踏み込みに応じて、このメインとサブの出力電圧は変化するので、これによりエンジンECUはペダルの踏み込み量を検知して、メインの出力電圧によって適切なスロットルバルブ開度と燃料噴射量になるように制御します。

また、TPSと同様にメインとサブの出力電圧を比較することでセンサに異常がないかどうかをチェックしている。



O2センサ

O2センサの構造図

キャタリスティック(触媒)コンバータ付近のフロントとリア2カ所に取り付けられている。そして温度を高めてセンサを早くに活性化させるためにヒーターを内蔵している。これにより始動直後から短時間で空燃比のフィードバック制御が行われるようになります。

O2センサの作動原理

O2センサは固体電解質(ジルコニア)の酸素濃淡電池の原理を応用したもので、その出力は理論空燃比付近で急激に変化するという特性があります。これを利用して排ガス中の酸素濃度を検出してエンジンECUにフィードバックすることで空燃比が理論空燃比よりリッチ(濃い)かリーン(薄い)かを判断するようになっています。これによってエンジンECUは三元触媒の浄化率が最もよい理論空燃比になるように空燃比を精度よくフィードバック制御します。

O2センサの出力特性図

プレッシャースイッチ

オイルプレッシャスイッチ

シリンダブロックのエキゾースト側に取り付けられていて、接点式スイッチによって油圧を検出する。エンジンを始動して油圧が上昇し、所定値以上になるとスイッチの接点が開いて、エンジンECUがその油圧を検知してコンビネーションメーターへOFF信号を出力して油圧警告灯を消灯させます。

オイルプレッシャスイッチ

パワーステアリングフルードプレッシャースイッチ

パワステポンプ付近に取り付けられている接点式スイッチで、パワステフルードの油圧を検出します。

パワーステアリングオイルプレッシャースイッチ

ステアリング操作を行って、パワステオイルの圧力が上昇すると、スイッチはON信号をエンジンECUに出力します。エンジンECUはこれにより、アイドルアップを行いパワーステアリング不可によるエンジン回転の落ち込みを防止して安定したアイドリング回転数を維持しています。

アクチュエータの役割

燃料噴射制御

各センサからの電圧信号の情報により、エンジンECUは、負荷などに応じて変化するエンジンの運転状態に応じて最適な空燃比が得られるように燃料噴射量を演算して制御します。

これは実際にはインジェクタ駆動時間(噴射時間)によって制御され、そのベースとしてエンジン回転数と吸入空気量に応じて基本駆動時間が定められています。

エンジンECUは、基本駆動時間に吸入空気温度、エンジン冷却水温などの状態に応じて定まる補正に加えて燃料噴射時間を決定します。噴射のタイミングは各気筒ごとに行われるので、エンジン2回転につき1回になります。(カムシャフトとクランクシャフトの回転数関係)



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