クルマの心臓部を支える「クランク角センサー」

クルマの心臓部を支える「クランク角センサー」

クランク角センサーとは？

クランク角センサーは、エンジンの回転数やピストンの位置を検出するセンサーです。
クランクシャフトやカムシャフトの回転と連動して、エンジンの状態をコンピュータに伝える役割を担っています。
この情報は、点火時期や燃料噴射量の制御など、エンジンを最適な状態で動かすために非常に重要です。

クランク角センサーの役割と重要性

クランク角センサーは、エンジンの回転数やクランクシャフトの角度を検知するセンサーです。

この情報は、エンジンコントロールユニット（ECU）に送られ、燃料噴射や点火時期の制御などに活用されます。

つまり、クランク角センサーは、エンジンがスムーズに動くために必要不可欠な情報を提供する、いわば「エンジンの目」としての役割を担っているのです。

クランク角センサーが正常に動作しないと、エンジンがかかりにくくなったり、アイドリングが不安定になったり、最悪の場合は走行中にエンジンが停止してしまうこともあります。

そのため、日頃からクランク角センサーの状態に気を配り、定期的な点検を行うことが大切です。

光学式と電磁式の違い

クランク角センサーは、エンジンの回転速度やピストンの位置を検出する重要なセンサーです。その仕組みには、大きく分けて「光学式」と「電磁式」の2種類があります。

光学式は、LEDの光を回転体に設けられたスリットを通して受光素子で検知し、エンジンの回転を検出します。構造がシンプルで安価に製造できることがメリットですが、汚れや振動に弱いという側面も持ち合わせています。

一方、電磁式は、磁石の磁界の変化をコイルで検知することで、エンジンの回転を検出します。光学式に比べて高精度で、汚れや振動にも強いというメリットがあります。しかし、その分コストが高くなる傾向があります。

このように、光学式と電磁式はそれぞれにメリットとデメリットがあります。そのため、車両の価格や用途に合わせて、最適な方式が選択されています。

電磁式センサーの仕組みと利点

クランク角センサーの中には、電磁誘導を利用した「電磁式」と呼ばれるタイプが存在します。 この方式では、クランクシャフトプーリーやフライホイールといった回転体に歯車を設け、センサー本体にはコイルと磁石を内蔵しています。 エンジン回転に伴い歯車が回転すると、磁束密度が変化しコイルに電流が発生します。この電流の変化を読み取ることで、エンジンの回転数やクランクシャフトの角度を正確に検知しています。

電磁式センサーの利点としては、構造がシンプルであるため耐久性が高く、振動や温度変化といった過酷な環境下でも安定した動作が期待できる点が挙げられます。 また、比較的安価で製造できることもメリットと言えるでしょう。これらの利点から、多くの自動車メーカーで電磁式クランク角センサーが採用されています。

未来のエンジン制御技術への展望

これまで見てきたように、クランク角センサーはエンジンの正常な動作に欠かせない重要な部品です。そして、自動車技術の進化とともに、クランク角センサーもより高度な制御技術に対応できるよう進化を続けています。

例えば、近年注目されている技術の一つに、クランク角センサーの信号を高精度化し、よりきめ細かいエンジン制御を実現する技術があります。この技術により、燃費の向上や排ガス低減といった環境性能の向上に大きく貢献することが期待されています。

また、電気自動車（EV）やハイブリッド車（HV）などの電動化車両においても、クランク角センサーは重要な役割を担っています。EVやHVでは、エンジンとモーターの協調制御が不可欠ですが、クランク角センサーはエンジンの回転状態を正確に把握することで、この協調制御をスムーズに行うことを可能にしています。

このように、クランク角センサーは、未来の自動車技術においても重要な役割を担うことが予想されます。今後も、より高精度で、より高機能なクランク角センサーの開発が期待されます。