MAPセンサー

MAPセンサー

マニホールド圧力計
用途	内燃機関の電子制御システム

マニホールド絶対圧センサー（MAPセンサー）は、内燃機関の電子制御システム で使用されるセンサーの1つです。

MAP センサーを使用するエンジンは、通常、燃料噴射式です。マニホールド絶対圧センサーは、瞬間的なマニホールド圧情報をエンジンの電子制御ユニット(ECU) に提供します。このデータは、空気密度を計算してエンジンの空気質量流量を決定するために使用されます。これにより、最適な燃焼 (ストイキオメトリーを参照) に必要な燃料計量が決定され、点火時期の進角または遅角に影響します。燃料噴射エンジンは、代わりに質量空気流量センサー (MAF センサー) を使用して吸入空気量を検出する場合があります。一般的な自然吸気エンジン構成では、どちらか一方が採用されますが、強制誘導エンジンでは通常、両方が使用されます。つまり、ターボにつながるコールド エア インテークにMAF センサーを、ターボ後の吸気管のスロットル ボディ前 の吸気マニホールドに MAP センサーを使用します。

MAP センサーのデータは、IAT センサー (吸気温度センサー) から得られる 2 番目の変数を使用して、空気質量データに変換できます。これは、速度密度法と呼ばれます。エンジン速度 (RPM) は、ルックアップ テーブルで燃料供給を決定する場所を決定するためにも使用されます。つまり、速度密度 (エンジン速度 / 空気密度) です。MAP センサーは、OBD II (オンボード診断) アプリケーションで使用して、 EGR (排気ガス再循環) バルブの機能をテストすることもできます。これは、OBD II を搭載したゼネラルモーターズのエンジンで一般的なアプリケーションです。

次の例では、自然吸気エンジンで同じエンジン速度と空気温度を想定しています。

• 条件1:

非常に高い山の頂上で全開スロットル(WOT)で作動しているエンジンの吸気圧は約 50 kPa (基本的にその高高度の気圧計と同じ) になります。

• 条件2:

同じエンジンを海面で使用した場合、気圧が高いため、WOT 未満 (到達前) で同じ 50 kPa (7.25 psi、14.7 inH​​G) のマニホールド圧力を達成します。

シリンダーに入る空気の質量は同じなので、エンジンはどちらの状態でも同じ質量の燃料を必要とします。

条件 2 でスロットルが完全に開かれると、マニホールドの絶対圧力は 50 kPa から 100 kPa (14.5 psi、29.53 inHG) 近くまで上昇し、条件 2 では海面である現地の気圧とほぼ等しくなります。吸気マニホールド内の絶対圧力が高くなると空気の密度が高まり、より多くの燃料を燃焼できるため、出力が高くなります。

もう一つの例は、回転数とエンジン負荷の変化です。

エンジンが無負荷状態で 1800 rpm で 60kPa のマニホールド圧力を持つ場合、スロットルをさらに開いて負荷をかけると、最終的なマニホールド圧力は 100kPa に変わります。エンジンは 1800 rpm のままですが、負荷がかかると、異なる点火および燃料供給が必要になります。

エンジンの真空は、吸気マニホールド内の圧力と周囲の大気圧の差です。エンジンの真空は「ゲージ」圧力です。ゲージは本質的に絶対圧力ではなく圧力差を測定するからです。エンジンは基本的に真空ではなく空気の質量に反応し、質量を計算するには絶対圧力が必要です。エンジンに入る空気の質量は空気の密度に正比例し、空気の密度は絶対圧力に比例し、絶対温度に反比例します。

注: キャブレターは主に空気流量と真空に依存しており、どちらも質量を直接推定しません。したがって、キャブレターは精密ではありますが、正確な燃料計測装置ではありません。キャブレターは、燃料噴射と空気質量流量センサー(MAF)を組み合わせた、より正確な燃料計測方法に置き換えられました。

OBD II 規格では、車両メーカーは運転中に排気ガス再循環(EGR) バルブの機能をテストする必要がありました。一部のメーカーは、これを実現するために MAP センサーを使用しています。これらの車両では、主要な負荷センサーとして MAF センサーが使用されています。MAP センサーは、合理性チェックと EGR バルブのテストに使用されます。これを行う方法は、車両の減速時に吸気マニホールド内の絶対圧力が低い (つまり、外気に対して吸気マニホールド内の真空度が高い) ときに、パワートレイン制御モジュール(PCM) が EGR バルブを開き、MAP センサーの値を監視するというものです。EGR が適切に機能している場合、排気ガスが流入するにつれてマニホールドの絶対圧力が増加します。

MAP センサーは絶対圧力を測定します。ブースト センサーまたはゲージは、設定された絶対圧力を超える圧力の量を測定します。設定された絶対圧力は通常 100 kPa です。これは一般にゲージ圧と呼ばれます。ブースト圧力は絶対圧力に相対的です。つまり、一方が増加または減少すると、もう一方も増加または減少します。これは、ブースト圧力に対して -100 kPa のオフセットを持つ 1 対 1 の関係です。したがって、MAP センサーは、同じ条件を測定するブースト センサーよりも常に 100 kPa 多く読み取ります。MAP センサーは絶対圧力を測定しているため、負の読み取り値を表示することはありません。ゼロは圧力がまったく存在しない状態です。真空は、通常の大気圧に対する負の圧力として測定されます。真空ブースト センサーは負の読み取り値を表示する場合があり、これは真空または吸引 (周囲の大気圧よりも圧力が低い状態) を示します。強制誘導エンジン (スーパーチャージャー付きまたはターボチャージャー付き) では、負のブースト読み取り値は、エンジンが供給されるよりも速く空気を吸い込んでいるため、吸引が発生していることを示します。吸引は火花点火エンジンのスロットルによって発生し、ディーゼル エンジンには存在しません。内燃機関の場合、これは真空圧と呼ばれることがよくあります。

つまり、標準大気圧では、ほとんどのブースト センサーは MAP センサーよりも 1 気圧低い値を読み取ります。海面では、約 100 kPa を追加することでブーストを MAP に変換できます。100 kPa を減算することで、MAP からブーストに変換できます。

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