自動車オシロスコープによる自動車整備用カムシャフト位置センサー信号波形の測定

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カムシャフト位置センサーは、カムシャフト回転角センサーや位相センサー、シリンダー識別センサーとも呼ばれ、車種によっては1番シリンダー上死点センサーとも呼ばれる。現代自動車で最もよく見られる名称は、やはりカムシャフト位置センサーです。 カムシャフト位置センサーの主な役割は、カムシャフトの位置と回転角を検出し、それによって1番シリンダーのピストンの圧縮上死点位置を決定することです。起動時、エンジンECUはカムシャフト位置センサーおよびクランクシャフト位置センサーからの信号に基づき、各シリンダーのピストンの位置とストロークを識別し、燃料噴射の順序や点火の順序を制御することで、正確な燃料噴射と点火制御を行う。 カムシャフト位置センサーには、ホール式、誘導式、交流励磁式などが一般的にあります。 ここでは、オシロスコープを用いてホール式のカムシャフト位置センサー信号を測定する例を示します。 まず、オシロスコープのチャネル1にBNCからバナナプラグへのケーブルを接続し、黒いバナナプラグにクロコダイルクリップを取り付けて蓄電池の負極に接地します。赤いバナナプラグにはプローブを接続します。ホール式カムシャフト位置センサーには通常3本の線があり、正極電源線、グラウンド線、信号線があり、プローブを信号線に挿入します。 オシロスコープのチャネル減衰比は1Xに設定し、タイムベースは50ms前後に設定します。垂直軸のスケールは1V/divまたは2V/divに設定できます。ホール式カムシャフト位置センサーの波形は、振幅が多少異なる場合がありますが、重要なのは電圧値ではなく、その信号の周波数を検出することです。 下図の波形のように、オシロスコープのカーソルを使って測定すると、X1は1ms、X2は-155msとなる。波形の繰り返しパターンを観察すると、X1からX2までの距離がその波形の1周期であり、その値はDelta 156msと測定される。したがって、周波数は周期の逆数で、6.41Hzとなる。オシロスコープの垂直スケールは2V/divであるため、垂直方向の1目盛りは2Vの電圧値に相当し、波形は垂直方向で約6目盛り分まで上昇している。したがって、この信号の電圧ピーク値は約12Vである。 ホールセンサーにおいては、2つの観測波形の原則があります。1つ目は、信号の基準線が正常かどうかを確認すること、2つ目は、信号の最高値がメーカーが定めた範囲内にあるかどうかを確認することです。