캠축 위치 센서는 감지 장치로 동기 신호 센서라고도 하며, 실린더 판별 위치 결정 장치로, ECU에 캠축 위치 신호를 입력하여 점화 제어 신호가 됩니다.
1, 기능 및 유형 캠축 위치 센서(CPS)는 캠축 이동 각도 신호를 수집하여 전자 제어 장치(ECU)에 입력하여 점화 시간과 연료 분사 시간을 결정하는 기능을 합니다.캠축 위치 센서(CPS)는 실린더 식별 센서(CIS)라고도 하며, 크랭크축 위치 센서(CPS)와 구별하기 위해 일반적으로 CIS로 표시됩니다.캠축 위치 센서의 기능은 가스 분배 캠축의 위치 신호를 수집하여 ECU에 입력하여 ECU가 1번 실린더의 압축 상사점을 식별하여 순차적인 연료 분사 제어, 점화 시간 제어 및 점화 제어를 수행할 수 있도록 하는 것입니다.또한 캠축 위치 신호는 엔진 시동 중 첫 번째 점화 순간을 식별하는 데에도 사용됩니다. 캠축 위치 센서는 어느 실린더 피스톤이 상사점에 도달하려 하는지 식별할 수 있으므로 실린더 인식 센서라고 합니다.닛산 회사에서 생산하는 광전 크랭크축 및 캠축 위치 센서의 광전 구조적 특성은 주로 신호 디스크(신호 로터), 신호 발생기, 분배 기기, 센서 하우징 및 와이어 하네스 플러그를 통해 분배기에서 개선되었습니다.신호 디스크는 센서의 신호 로터로 센서 샤프트에 눌려 있습니다.신호 플레이트의 가장자리 근처에 두 개의 원의 빛 구멍 안팎으로 균일한 간격 라디안을 만듭니다.그 중 외부 링은 360개의 투명 구멍(갭)으로 만들어졌으며 간격 라디안은 1입니다.(투명 구멍은 0.5를 차지하고 음영 구멍은 0.5를 차지함) 크랭크축 회전 및 속도 신호를 생성하는 데 사용됩니다.내부 링에는 간격이 60라디안인 6개의 투명 구멍(직사각형 L)이 있습니다. , 각 실린더의 TDC 신호를 생성하는 데 사용되며, 그 중 실린더 1의 TDC 신호를 생성하기 위해 넓은 모서리가 약간 더 긴 직사각형이 있습니다.신호 생성기는 Ne 신호(속도 및 각도 신호) 생성기, G 신호(상사점 신호) 생성기 및 신호 처리 회로로 구성된 센서 하우징에 고정됩니다.Ne 신호 및 G 신호 생성기는 발광 다이오드(LED)와 감광 트랜지스터(또는 감광 다이오드)로 구성되며, 두 개의 LED가 각각 두 개의 감광 트랜지스터를 직접 마주보고 있습니다.작동 원리 신호 디스크는 발광 다이오드(LED)와 감광 트랜지스터(또는 포토다이오드) 사이에 장착됩니다.신호 디스크의 광 투과 구멍이 LED와 감광 트랜지스터 사이에서 회전하면 LED에서 방출되는 빛이 감광 트랜지스터를 비추고 이때 감광 트랜지스터가 켜지고 컬렉터 출력은 낮은 레벨(0.1 ~ 0.3V)입니다. 신호 디스크의 차광부가 LED와 감광 트랜지스터 사이에서 회전하면, LED에서 방출되는 빛이 감광 트랜지스터를 비출 수 없게 됩니다. 이때 감광 트랜지스터는 차단되고, 컬렉터는 하이 레벨(4.8~5.2V)을 출력합니다. 신호 디스크가 계속 회전하면 투과 구멍과 차광부가 LED를 교대로 투과 또는 차광 상태로 전환하고, 감광 트랜지스터 컬렉터는 하이 레벨과 로우 레벨을 번갈아 출력합니다. 크랭크축과 캠축을 연결하는 센서 축이 회전하면, 플레이트의 신호등 구멍과 LED와 감광 트랜지스터 사이의 차광부가 회전합니다. 투과 및 차광 효과를 가진 LED 광 신호판은 감광 트랜지스터의 신호 발생기에 교대로 조사되어 센서 신호를 생성하고, 크랭크축과 캠축의 위치는 펄스 신호에 대응합니다. 크랭크축이 두 번 회전하면 센서 축이 신호를 한 번 회전하므로 G 신호 센서는 6개의 펄스를 생성합니다. Ne 신호 센서는 360개의 펄스 신호를 생성합니다. G 신호의 광 투과 구멍의 라디안 간격은 60이고, 크랭크샤프트 회전당 120입니다. 이는 임펄스 신호를 생성하므로 G 신호를 일반적으로 120이라고 합니다. 이 신호는 설계 시 120을 보장합니다. 상사점(TDC) 이전 신호는 70입니다. (BTDC70. , 그리고 약간 더 긴 직사각형 폭을 가진 투명한 구멍에서 생성된 신호는 엔진 실린더 1의 상사점 전 70에 해당합니다. 그래서 ECU는 분사 진각과 점화 진각을 제어할 수 있습니다. Ne 신호 투과 구멍 간격 라디안은 1이기 때문입니다. (투명 구멍은 0.5를 차지하고 음영 구멍은 0.5를 차지합니다.) 따라서 각 펄스 사이클에서 하이 레벨과 로우 레벨은 각각 1을 차지합니다. 크랭크 샤프트 회전, 360 신호는 크랭크 샤프트 회전 720을 나타냅니다. 크랭크 샤프트의 각 회전은 120입니다. , G 신호 센서는 하나의 신호를 생성하고 Ne 신호 센서는 60 신호를 생성합니다. 자기 유도 방식 자기 유도 위치 센서는 홀 유형과 자기 전기 유형으로 나눌 수 있습니다. 전자는 그림 1과 같이 홀 효과를 사용하여 고정 진폭의 위치 신호를 생성합니다. 후자는 자기 유도의 원리를 사용하여 진폭이 주파수에 따라 변하는 위치 신호를 생성합니다. 진폭은 수백에서 속도에 따라 변합니다. 밀리볼트에서 수백 볼트까지, 그리고 진폭은 매우 다양합니다. 다음은 센서의 작동 원리에 대한 자세한 소개입니다. 자기력선이 통과하는 경로는 영구 자석 N극과 회전자 사이의 공극, 회전자 돌출부, 회전자 돌출부와 고정자 자기 헤드 사이의 공극, 자기 헤드, 자기 가이드판, 그리고 영구 자석 S극입니다. 신호 회전자가 회전하면 자기 회로의 공극이 주기적으로 변하고, 자기 회로의 자기 저항과 신호 코일 헤드를 통과하는 자속이 주기적으로 변합니다. 전자기 유도 원리에 따라 감지 코일에 교류 기전력이 유도됩니다. 신호 회전자가 시계 방향으로 회전하면 회전자 볼록부와 자기 헤드 사이의 공극이 감소하고, 자기 회로의 릴럭턴스가 감소하며, 자속 φ가 증가하고, 자속 변화율이 증가하며(dφ/dt>0), 유도 기전력 E는 양수(E>0)가 됩니다. 회전자의 볼록부가 자기장의 가장자리에 가까울 때, 헤드에서 자속 φ가 급격히 증가하고 자속 변화율이 가장 크며 [D φ/dt = (dφ/dt) Max], 유도 기전력 E가 가장 큽니다(E = Emax). 회전자가 B 지점을 중심으로 회전한 후에는 자속 φ는 여전히 증가하지만 자속 변화율이 감소하므로 유도 기전력 E가 감소합니다. 회전자가 볼록 치형의 중심선과 자기 헤드의 중심선을 향해 회전할 때, 회전자 볼록 치형과 자기 헤드 사이의 공극이 가장 작지만 자기 회로의 자기 저항은 가장 작고 자속 φ는 가장 큽니다. 하지만 자속이 계속 증가할 수 없기 때문에 자속 변화율이 0이므로 유도 기전력 E는 0입니다. 회전자가 시계 방향으로 계속 회전하고 볼록 치형이 자기 헤드를 떠나면 볼록 치형과 자기 헤드 사이의 공극이 증가하고 자기 회로의 릴럭턴스가 증가하며, 자속이 감소하면(dφ/dt< 0), 유도 전기력 E는 음수입니다. 볼록한 톱니가 자기 헤드를 떠나는 가장자리로 회전하면 자속 φ가 급격히 감소하고 자속 변화율은 음의 최대값[Dφ/df=-(dφ/dt)Max]에 도달하며, 유도 기전력 E도 음의 최대값(E=-emax)에 도달합니다. 따라서 신호 로터가 볼록한 톱니를 회전할 때마다 센서 코일은 주기적인 교류 기전력을 생성합니다. 즉, 기전력이 최대값과 최소값을 나타내면 센서 코일은 해당 교류 전압 신호를 출력합니다. 자기 유도 센서의 뛰어난 장점은 외부 전원 공급이 필요 없다는 것입니다. 영구 자석은 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 역할을 하며, 자기 에너지는 손실되지 않습니다. 엔진 속도가 변하면 로터의 볼록한 톱니의 회전 속도가 변하고 코어의 자속 변화율도 변합니다. 속도가 높을수록 자속이 더 커집니다. 변화율이 높을수록 센서 코일의 유도 기전력이 커집니다. 로터 볼록 톱니와 자기 헤드 사이의 공극은 자기 회로의 자기 저항과 센서 코일의 출력 전압에 직접적인 영향을 미치므로, 로터 볼록 톱니와 자기 헤드 사이의 공극은 사용 중에 임의로 변경할 수 없습니다. 공극이 변경되는 경우 규정에 따라 조정해야 합니다. 공극은 일반적으로 0.2 ~ 0.4mm 범위 내에서 설계됩니다.2) 제타, 산타나 자동차 자기 유도 크랭크축 위치 센서1) 크랭크축 위치 센서의 구조적 특징: 제타 AT, GTX, 산타나 2000GSi의 자기 유도 크랭크축 위치 센서는 크랭크케이스 내 클러치 근처 실린더 블록에 설치되며, 주로 신호 발생기와 신호 로터로 구성됩니다. 신호 발생기는 엔진 블록에 볼트로 고정되며 영구 자석, 감지 코일, 배선 하네스 플러그로 구성됩니다. 감지 코일은 신호 코일이라고도 하며, 자기 헤드는 영구 자석에 부착됩니다. 자기 헤드는 크랭크샤프트에 설치된 톱니 디스크형 신호 로터 바로 맞은편에 위치하며, 자기 요크(자기 가이드 플레이트)와 연결되어 자기 가이드 루프를 형성합니다. 신호 로터는 톱니 디스크형으로, 볼록 톱니 58개, 부톱니 57개, 그리고 원주를 따라 균등하게 배치된 주톱니 1개를 갖습니다. 큰 톱니는 출력 기준 신호가 없으며, 특정 각도 이전의 엔진 1번 실린더 또는 4번 실린더 압축 상사점에 해당합니다. 주톱니의 라디안은 볼록 톱니 2개와 부톱니 3개의 라디안과 같습니다. 신호 로터는 크랭크샤프트와 함께 회전하고 크랭크샤프트가 1회전(360°)하므로 신호 로터도 1회전(360°)합니다. , 따라서 신호 로터의 원주에 있는 볼록한 이빨과 이빨 결함이 차지하는 크랭크 샤프트 회전 각도는 360입니다. , 각 볼록한 이빨과 작은 이빨의 크랭크 샤프트 회전 각도는 3입니다. (58 x 3. 57 x + 3. = 345). , 주요 이빨 결함이 차지하는 크랭크 샤프트 각도는 15입니다. (2 x 3. + 3 x3. = 15). .2) 크랭크 샤프트 위치 센서 작동 조건: 크랭크 샤프트와 함께 크랭크 샤프트 위치 센서가 회전할 때, 자기 유도 센서의 작동 원리, 각 볼록한 이빨을 돌린 로터의 신호, 감지 코일은 주기적인 교류 EMF(최대 및 최소의 기전력)를 생성하고 코일은 그에 따라 교류 전압 신호를 출력합니다. 신호 로터에는 기준 신호를 생성하기 위한 큰 톱니가 있어, 큰 톱니가 자기 헤드를 회전시킬 때 신호 전압이 생성되는 데 오랜 시간이 걸립니다. 즉, 출력 신호는 실린더 1 또는 실린더 4의 압축 상사점(TDC) 전 특정 각도에 해당하는 넓은 펄스 신호입니다. 전자 제어 장치(ECU)는 넓은 펄스 신호를 수신하면 실린더 1 또는 실린더 4의 최고 상사점 위치가 다가오고 있음을 알 수 있습니다. 실린더 1 또는 실린더 4의 다가오는 상사점 위치는 캠 샤프트 위치 센서의 신호 입력에 따라 결정해야 합니다. 신호 로터에는 58개의 볼록한 톱니가 있으므로 센서 코일은 신호 로터의 각 회전(엔진 크랭크샤프트의 1회전)마다 58개의 교류 전압 신호를 생성합니다. 신호 로터가 엔진 크랭크샤프트를 따라 회전할 때마다 센서 코일은 전자 제어 장치(ECU)에 58개의 펄스를 공급합니다. 따라서 크랭크샤프트 위치 센서가 수신한 58개의 신호마다 ECU는 엔진 크랭크샤프트가 1회전했음을 알게 됩니다. ECU가 1분 이내에 크랭크축 위치 센서로부터 116,000개의 신호를 수신하면, ECU는 크랭크축 속도 n을 2,000(n=116,000/58=2,000)r/min으로 계산할 수 있습니다. ECU가 크랭크축 위치 센서로부터 분당 290,000개의 신호를 수신하면, ECU는 크랭크축 속도를 5,000(n=29,000/58=5,000)r/min으로 계산합니다. 이렇게 하여 ECU는 크랭크축 위치 센서로부터 분당 수신되는 펄스 신호 수를 기반으로 크랭크축 회전 속도를 계산할 수 있습니다. 엔진 속도 신호와 부하 신호는 전자 제어 시스템에서 가장 중요하고 기본적인 제어 신호입니다. ECU는 이 두 신호에 따라 기본 분사 진각(시간), 기본 점화 진각(시간), 점화 전도 각도(점화 코일 1차 전류 온타임)의 세 가지 기본 제어 매개변수를 계산할 수 있습니다.Jetta AT 및 GTx, Santana 2000GSi 자동차의 자기 유도식 크랭크축 위치 센서 신호 로터는 신호를 기준 신호로 생성하며, ECU는 신호에서 생성된 신호를 기반으로 연료 분사 시간과 점화 시간을 제어합니다.ECu는 큰 치형 결함에서 생성된 신호를 수신하면 작은 치형 결함 신호에 따라 점화 시간, 연료 분사 시간 및 점화 코일의 1차 전류 스위칭 시간(즉, 전도 각도)을 제어합니다.3) Toyota 자동차 TCCS 자기 유도 크랭크축 및 캠축 위치 센서 Toyota 컴퓨터 제어 시스템(1FCCS)은 분배기에서 수정된 자기 유도 크랭크축 및 캠축 위치 센서를 사용하며, 상단 및 하단 부품으로 구성됩니다. 상단 부분은 크랭크축 위치 기준 신호(실린더 식별 및 상사점 신호, G 신호라고도 함) 발생기로, 하단 부분은 크랭크축 속도 및 코너 신호(Ne 신호라고도 함) 발생기로 나뉩니다. 1) Ne 신호 발생기의 구조적 특징: Ne 신호 발생기는 G 신호 발생기 아래에 설치되며, 주로 2번 신호 로터, Ne 센서 코일, 자기 헤드로 구성됩니다. 신호 로터는 센서 샤프트에 고정되어 있으며, 센서 샤프트는 가스 분배 캠 샤프트에 의해 구동됩니다. 샤프트 상단에는 점화 헤드가 장착되어 있으며, 로터에는 24개의 볼록한 톱니가 있습니다. 감지 코일과 자기 헤드는 센서 하우징에 고정되어 있으며, 자기 헤드는 감지 코일에 고정되어 있습니다. 2) 속도 및 각도 신호 생성 원리 및 제어 과정: 엔진 크랭크축과 밸브 캠 샤프트 센서 신호가 로터를 구동하면 로터의 돌출된 톱니와 자기 헤드 사이의 공극이 교대로 변하고, 감지 코일의 자속이 교대로 변합니다. 이 경우 자기 유도 센서의 작동 원리는 감지 코일에서 교류 유도 기전력을 생성할 수 있음을 보여줍니다. 신호 로터에는 24개의 볼록한 톱니가 있으므로, 센서 코일은 로터가 한 바퀴 회전할 때 24개의 교류 신호를 생성합니다. 센서 샤프트(360)의 각 회전은 엔진 크랭크샤프트(720)의 두 회전과 같습니다. 따라서 교류 신호(즉, 신호 주기)는 크랭크샤프트 30회전과 같습니다. (720. 현재 24 = 30). 은 점화 헤드 15회전과 같습니다. (30. 현재 2 = 15). ECU가 Ne 신호 발생기로부터 24개의 신호를 수신하면 크랭크샤프트는 두 번 회전하고 점화 헤드는 한 번 회전함을 알 수 있습니다. ECU 내부 프로그램은 각 Ne 신호 주기의 시간에 따라 엔진 크랭크샤프트 속도와 점화 헤드 속도를 계산하고 결정할 수 있습니다. 점화 진각과 연료 분사 진각을 정확하게 제어하기 위해 각 신호 사이클(30. 모서리가 더 작습니다. 이 작업을 마이크로컴퓨터로 수행하는 것이 매우 편리하며 주파수 분배기는 각 Ne(크랭크 각도 30)에 신호를 보냅니다. 이것은 30개의 펄스 신호로 균등하게 나뉘며 각 펄스 신호는 크랭크 각도 1과 같습니다. (30. 현재 30 = 1). 각 Ne 신호를 60개의 펄스 신호로 균등하게 나누면 각 펄스 신호는 크랭크 각도 0.5에 해당합니다. (30. ÷60 = 0.5. . 구체적인 설정은 각도 정밀도 요구 사항과 프로그램 설계에 따라 결정됩니다.3) G 신호 발생기의 구조적 특성: G 신호 발생기는 피스톤 상사점(TDC)의 위치를 감지하고 어느 실린더가 TDC 위치에 도달하려고 하는지 및 기타 기준 신호를 식별하는 데 사용됩니다. 따라서 G 신호 발생기는 실린더 인식 및 상사점 신호 발생기 또는 기준 신호 발생기라고도 합니다. G 신호 발생기는 1번 신호 로터, 감지 코일로 구성됩니다. G1, G2 및 자기 헤드 등. 신호 로터는 두 개의 플랜지를 가지며 센서 샤프트에 고정됩니다. 센서 코일 G1과 G2는 180도 간격으로 분리되어 있습니다. 장착 시, G1 코일은 엔진 6번 실린더 압축 상사점 10에 해당하는 신호를 생성합니다. G2 코일에서 생성된 신호는 엔진 1번 실린더의 압축 상사점 10에 해당합니다. 4) 실린더 식별 및 상사점 신호 생성 원리 및 제어 프로세스: G 신호 생성기의 작동 원리는 Ne 신호 생성기와 동일합니다. 엔진 캠 샤프트가 센서 샤프트를 회전시키면 G 신호 로터(1번 신호 로터)의 플랜지가 감지 코일의 자기 헤드를 교대로 통과하고 로터 플랜지와 자기 헤드 사이의 공극이 교대로 변하여 감지 코일 G1과 G2에 교류 기전력 신호가 유도됩니다. G 신호 로터의 플랜지 부분이 감지 코일 G1의 자기 헤드에 가까워지면, 감지 코일 G1에서 양의 펄스 신호가 생성되는데, 이를 G1 신호라고 합니다. 플랜지와 자기 헤드 사이의 공극이 감소하고 자속이 증가하며 자속 변화율이 양의 값을 갖기 때문입니다. G 신호 로터의 플랜지 부분이 감지 코일 G2에 가까워지면, 플랜지와 자기 헤드 사이의 공극이 감소하고 자속이 증가합니다.
