自動車整備用吸気圧力センサーの信号オシロスコープ測定および波形解析

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吸気圧力センサーとは、吸気マニホールド圧力センサーのことです。D型電子制御燃料噴射システムに適用される（L型は空気流量計を使用して吸気量を検出する）。吸気圧力センサーは一般的にスロットルバルブの後方に取り付けられ、スロットルバルブの後方の圧力変化を検出することで吸気量を算出します。その役割は、吸気マニホールド内の圧力変化を検出し、エンジンの吸気マニホールドの吸気圧を電気信号に変換することです。エアフロメータと同様に、エンジン制御ユニットECUが基本の燃料噴射量を計算し、最適な点火タイミングを決定するための重要なパラメータです。一般的な吸気圧力センサーには、アナログ式、デジタル式、そしてTMAPがあります。アナログもデジタルも3本の線で、電源線1本、グラウンド線1本、信号線1本です。一方、TMAPはこれら2つと比べて、温度センサーの信号線が1本多くなっている。TMAPタイプの吸気マニホールド圧力センサーには温度センサーが内蔵されており、エンジンコンピューターは吸気温度センサーと過給機温度センサーの値を比較し、温度差が8度セルシウスを超えた場合に冷却液循環ポンプを作動させます。 オシロスコープを使って、マツダ2007年式2.3Lエンジン車のシミュレーションモデルの吸気圧センサー信号を測定してみましょう。オシロスコープのチャンネル1にBNCからバナナプラグへのケーブルを接続し、黒いバナナプラグはクロコダイルクリップで蓄電池の負極に接続して接地し、赤いバナナプラグはプローブを介してセンサーの信号出力端子に接続します。オシロスコープのチャネル減衰比は1Xに設定し、垂直軸のスケールは500ms/divに、タイムベースは500ms前後に設定すればよいです。波形のノイズを避けるために、オシロスコープに30Kのローパスフィルターをかけ、素早くアクセルを踏んでアイドル状態からスロットルを全開にし、波形を観察することができます。 シミュレーション型の圧力センサーの信号電圧は、エンジンの真空度の変化に伴って変わります。アイドル時にスロットルが真空に近づくと、この時点でスロットルがほぼ閉じていることを意味します。吸気量が増えると、真空度は低下し、圧力は上昇し、波形は上向きになる。その原理は、吸気マニホールド内の絶対圧が高くなるほど、シリコン膜の変形が大きくなり、その変形量は圧力に比例するというものです。センサーの構造と入力電圧が一定の場合、円形シリコンウェーハにかかる圧力が高くなるほど、出力電圧も高くなる。通常、吸気圧センサーの出力電圧はアイドル時に1.25Vで、スロットルを全開にしたときは5Vよりわずかに低く、完全に減速したときは0Vに近くなります。 フォードのエンジン制御システムなどに搭載されているデジタル式の吸気圧センサーでは、エンジンの真空度が変化するとその信号周波数も変化します（多くの場合は方形波信号です）。しかし、エンジンの真空度がどのように変化しても、電圧信号は常に一定のままです。