知っているとオモシロイ!車の構造 ECU

車の構造 ECU

ECU(Electronic Control Unit)

エンジンの電子制御を行うコンピュータをECU(Electronic Control Unitt)と言います。
エンジンコントロールユニットを頭文字で略したものですが、自動車のさまざまな装置が電子制御されるようになり、それぞれがコンピュータを搭載するようになってからは、エレクトロニックコントロールユニットの頭文字を略したものと認識されるようになりました。

各装置のECUは、それぞれの装置の名称を冠してトランスミッションECUやブレーキECUなどと呼ばれています。
エンジンの制御を行うものはエンジンECUとなりますが、単にECUといった場合はエンジンECUの事です。また、エンジンで最初に電子制御が搭載されたのが燃料の噴射だったため、ECUはフューエルシステムで扱われることが多いのですが、現在のエンジンでは電子制御されていない装置はほとんど無く、ECUは単独で1つの機器として扱ってもいいほどに重要な存在になっています。

エンジンの電子制御では、ECUがさまざまなアクチュエーターなどに指示を出してそれを動作させますが、そのためには判断を行うための情報が必要になります。その情報を集めているのが各種センサーです。
たとえば、アクチュエーターなどが指示通りに動作したかを確認するためにもセンサーが使われています。

現在では非常に多数のセンサーがエンジンや自動車の各所に搭載されています。また、さまざまなECUの協調制御も行われています。たとえば、オートマチックトランスミッションで変速が行われる際に、瞬間的に燃料噴射を停止してトルクを低下させ変速ショックを抑えるといった協調制御がエンジンECUとトランスミッションECUの間で行われています。

協調制御が始まった当初は、ECU間で必要な指示や情報のみのやり取りが行われていました。
しかし、現在では協調制御する要素が爆発的に増え、内容も高度化しています。また、ECU間で共有したい情報も増えているため、各ECUが通信ネットワークによって繋がれています。各ECUが一定のルールに従って通信することで、大量の情報を一瞬のうちにやり取りすることができます。
こうした通信ネットワークを車載LANや車内LANと呼ばれています。

車の各種センサー

エアフローセンサー

エアフローセンサー吸気量センサーとも呼ばれ、吸気の量を計測するセンサーです。空燃比を決めるための基本情報になります。負圧センサー(バキュームセンサー)で間接的に計測することもあります。

吸気温度センサー

吸気の温度を検出するセンサー。温度によって酸素の密度が変化するため、正確な空燃比を設定するのに必要です。

スロットルポジションセンサー

スロットルポジションセンサースロットルバルブの開き具合を検出するセンサー。電子制御スロットルの場合は動作結果を確認します。機械式スロットルの場合はドライバーの操作具合を検出します。

アクセルポジションセンサー

アクセルペダルの踏み込み具合を検出するセンサー。アクセルペダルの踏み込み量と踏み込み速度を検出(ドライバーの加減速の操作状況)を検出します。

ノックセンサー

ノックセンサーノッキングセンサーともいい、ノッキング時に発生する特有の振動を検出します。燃焼温度の上昇などによって発生するノッキングを検知します。

水温センサー

冷却装置の冷却液の温度を計測するセンサー。間接的ですがエンジン温度の情報にもなります。水温センサーが不具合を起こした場合、オーバーヒートを防ぐためにECUがラジエターの電動ファンを常時回転させます。この場合、バッテリーからの電力を非常に消耗させるので、バッテリー上がりを起こす事があります。

クランクポジションセンサー

クランクシャフトの回転位置を検出するセンサー。これによりピストンの位置が検出できます。また、検出結果からエンジン回転数を算出することも可能です。クランクポジションセンサーが故障すると、走行中に突然エンジンが停止したり、スターターを回してもエンジンが始動しないなど、自動車の走行に支障を来す場合があります。

カムポジションセンサー

カムポジションセンサー力ムシャフトの回転位置を検出するセンサー。クランクポジションセンサーに類似した情報が得られますが、位相を可変させるバルブシステムの場合は動作結果を検出できます。このセンサーが故障すると、クランクポジションセンサーと同じく自動車の走行に支障を来す場合があります。

排気温度センサー

排気の温度を検出するセンサー。排気ガス浄化装置の触媒は過熱に弱いため、保護するためには排気温度の情報が必要になります。最近の自動車は、A/FセンサーやO2センサーなどにより燃調をコントロールしていて、エンジンの異常燃焼による排気の高温化は未然に防げるようになっています。このため、平成9年の保安基準改正によって条件によって排気温センサーおよび警告灯の装備は必要なくなりました。ですので、新しい車には排気温センサーや警告灯が装備されていない場合があります。

A/Fセンサー

空燃比センサーともいい、排気中の酸素濃度を検出することでECUが燃焼結果から空燃比を確認することができます。リニアO2センサーやリニアA/Fセンサー(LAFセンサー)とも言います。昔の車にはO2センサーのみが装備されていましたが、近年の車にはO2センサーとA/Fセンサーの2つのセンサーによって空燃費を測定しています。

O2センサー

O2センサー酸素濃度を検出することで理論空燃比よりリッチかリーンかを確認することができます。一般的にA/Fセンサーの取り付け位置はエキゾーストマニホールドか触媒前に配置され、O2センサーは触媒の後に配置されます。

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