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ガソリン直噴エンジン制御システム
ガソリン直噴エンジン制御システム Gasoline Direct Injection Engine Management System ガソリン直噴エンジンは、低燃費化の有効な手段として採用が拡大しています。このシステム は、 ２００気圧の燃料を噴射するインジェクタや、高精度の空燃比フィードバック制御により、 エンジンの燃焼を最適に制御し、エンジンの高出力と低燃費を両立させます。 This is an electronic control system for gasoline direct injection engines which are increasing as an effective means of fuel economy improvement. This system uses injectors that deliver an optimal amount of fuel at pressures as high as 20 MPa, and high-precision air-fuel ratio feedback control to optimally control engine combustion to increase both engine power and fuel efficiency. システム構成と主な部品（過給エンジンの例） System structure (a case of supercharged engine) 高圧ポンプ 点火コイル、点火プラグ High Pressure Pump Ignition Coil, Spark Plug VCT（可変バルブタイミング） VCT (Variable Cam Timing) 高圧インジェクタ 空燃比センサ High Pressure Injector Air- Fuel Ratio Sensor 燃圧センサ Fuel Pressure Sensor EGR（排気ガス再循環）バルブ EGR (Exhaust Gas Recirculation) Valve 電子スロットル Electronic Throttle Body エアフロメータ Air Flow Meter 触媒担体 Catalytic Substrate O 2センサ Oxygen Sensor ECU（エンジン制御ユニット） Electronic Control Unit ガソリン直噴エンジン制御システム 見たい製品を選んでボタンを押してください エンジン制御ＥCＵ 吸気圧センサ 電動モータ式 可変バルブタイミング エアフロメータ 電子スロットル 高圧インジェクタ 過給圧センサ アクセルペダル 高圧燃料ポンプ ガソリン直噴エンジン制御システム 見たい製品を選んでボタンを押してください 燃料ポンプ 点火プラグ ノックセンサ(非共振タイプ) 燃料圧センサ クランク角センサ（半導体式） 空燃比センサ 点火コイル カム角センサ（半導体式） Ｏ2センサ ガソリン直噴エンジン制御システム 見たい製品を選んでボタンを押してください 排気温センサ ＥＧＲクーラ 触媒担体（フロント・リア） パージバルブ 排ガス還流(EGR)バルブ ガソリン蒸気モレチェッカー 水温センサ エンジン制御ＥCＵ 車両の様々な運転状態における、各種センサ信号をもとに、 各種アクチュエータを統合的に制御し、 最適なエンジン状態で動作させるコントローラです。 ●車載用カスタムＩＣの開発・採用による 高集積化・小型化 インジェクタ ドライバ部 高集積 カスタムIC 筐体放熱IC 高機能マイコン ●高性能32ｂ ｉ ｔマイコンの開発・採用による 高速処理化 ●防水構造によるエンジンルーム搭載 ●パワーＩＣの筐体放熱構造による放熱性向上 ●インジェクタドライバユニットを一体化 防水構造 エアフロメータ 燃料噴射量を計算するための基本となるエンジンの吸入空気量を測定します。 ●１チップデジタル回路採用・多点調整による計測範囲拡大 ●シリコンチップセンサ採用による応答性向上、省電力 A 本品 ダイナミックレンジ 140倍 256倍 応答性 50ms 5ms 消費電力 2.2W 0.1W 空気 A ̶ A断面 温度分布の温度差を計測 吸入空気 u=0 温度 従来品 A u>0 温度差 （出力） Siチップ 温度計 発熱ヒータ u：流速 過給圧センサ ターボ過給される吸気の圧力を測定する圧力センサです。 ■構造 ●小型、量産性に優れたピエゾ抵抗方式を採用 検出には、 Ｓiのピエゾ効果（印加する歪みにより抵抗が変化する）を 使用しています。 ●ベアチップ実装による究極のシンプル構造 ケース樹脂（ＰＰＳ-Ｇ40）にセンサチップ、回路チップを直接実装し、 部品点数を究極まで低減しています。 ●デンソー独自のオンチップノイズ保護技術 チップ内にノイズ除去回路を形成し、 ノイズ保護のための部品の追加が不要です。 サーミスタ 圧力ポート センサチップ ゲル ワイヤボンド ゴム 過給圧センサ ●独自の表面受圧構造で厳しくなるインマニ環境に対応 フルゲル/ゴムの2層保護構造を採用し、 厳しいインマニ環境での使用を可能としています。 ■構造 ●はんだレス電気接続（ワイヤボンド）素子間、 ターミナルとの電気的接続には、 ワイヤボンドを使用しており、 高信頼性とはんだレス（Ｐｂレス）を達成しています。 ●吸入圧力と吸気温度をリアルタイムに測定 EGR還流などの過酷な過給環境でも 高い信頼性にて検出可能です。 サーミスタ 圧力ポート センサチップ ゲル ワイヤボンド ゴム 吸気圧センサ エンジンの吸気圧力を測定し、エアフロメータの出力とともに 正確な空燃比制御を実現します。 ■構造 ●小型、量産性に優れたピエゾ抵抗方式を採用 検出には、 Ｓiのピエゾ効果（印加する歪みにより抵抗が変化する）を 使用しています。 ●ベアチップ実装による究極のシンプル構造 ケース樹脂（ＰＰＳ-Ｇ40） にセンサチップ、回路チップを直接実装し、 部品点数を究極まで低減しています。 ●デンソー独自のオンチップノイズ保護技術 チップ内にノイズ除去回路を形成し、 ノイズ保護のための部品の追加が不要です。 圧力ポート センサチップ ゲル ワイヤボンド ゴム 吸気圧センサ ●独自の表面受圧構造で悪化するインマニ環境に対応 フルゲル/ゴムの2層保護構造を採用し、 厳しいインマニ環境での使用を可能としています。 ■構造 ●はんだレス電気接続（ワイヤボンド）素子間、 ターミナルとの電気的接続には、 ワイヤボンドを使用しており、 高信頼性とはんだレス （Ｐｂレス）を達成しています。 圧力ポート センサチップ ゲル ワイヤボンド ゴム 電子スロットル アクセルペダルと機械的に直接つながっていた従来の スロットルに対し、電子制御でスロットルバルブを開閉します。 ドライバーの踏み込み量をもとに、燃費向上、 排出ガス浄化などに効果のある細かな調整を加えた バルブ開閉を行えます。 非接触センサ内蔵 バタフライバルブ スプリング ●ＤＣモータ採用により、高応答・連続流量制御が可能 樹脂ギヤ ●樹脂ギヤ・小型モータ採用により、軽量・低コスト化 ●非接触センサ採用により、長寿命・高信頼性化 小型ＤＣモータ モータ＆センサ一体式コネクタ アクセルペダル 電子スロットル制御の基本情報である、ペダル踏み込み量の検出機能と、 良好な操作フィーリングを両立したペダルモジュールです。 ●ホールIC式（非接触）センサの採用により、長寿命・高信頼性を確保 ●斜板式踏力比例ヒステリシス機構により、良好なアクセル操作フィーリングを実現 ●構成部品を樹脂製にすることで軽量・低コスト化 アクセルペダル ■ホールIC式センサの作動原理 ■斜板式踏力比例ヒステリシス機構 踏込み 電圧［Ｖ］ スプリング ホールIC式センサ S N N 磁界の垂直成分を磁電変換 スプリング力 磁石 ロータ ヨーク ペダル ペダル ｡ 全閉（0 ） 戻し ペダル作動角度［deg］ ステータ S 踏力［N］ ロータ ペダル作動角度［deg］ 回転時 ペダル作動角度に応じて変化する磁束量を 電圧に変換して出力 踏力ヒステリシス ステータ フリクションプレート ホールＩＣ式センサ 斜板でスプリング力に 応じた押付け力を発生 押付け力 フリクション スプリング プレート 摩擦力 押付け力 ロータ・ ペダル斜板 フリクション 踏力 プレート 斜板で生じた押付け力により フリクションプレートで摩擦力（踏力ヒステリシス）を発生 電動モータ式 可変バルブタイミング 電動モータによる連続バルブタイミング可変制御で、 低燃費、低エミッション、高出力を実現します。 ●電動モータ駆動のため、エンジン停止時を含む 低エンジン回転数や低温での作動が可能 カム角センサ 電動モータ VCT※1 EDU （電動モータに内蔵） ●電動モータの磁気トルクの活用により、 任意位相でエンジン停止、エンジン始動が可能 ●EDU（Electronic Driver Unit） による モータの速度フィードバック制御により、 高精度な バルブタイミング制御を実現 バッテリ エンジンECU ※2 クランク角センサ ※1：Variable Cam Timing ※2：Electronic Control Unit 高圧インジェクタ ガソリン直噴エンジン用の高応答で 小型軽量のインジェクタです。 ●微小面積の噴孔から高圧燃料 （20MPa）を噴霧 ●エンジン要求に応じて各種の噴霧仕様に対応 ●微粒化された噴霧によりエンジンの 最適燃焼を実現 多孔噴霧 ステータ スプリング 可動コア ニードルバルブ ホルダ 正面 側面 扇状の噴霧 ●燃料噴射量を高精度に制御するため、 磁気回路の最適化により高応答 ●部品点数の最少化により小型・軽量 正面 側面 高圧燃料ポンプ 高効率に燃料を高圧化＆調量供給する燃料ポンプです。 エンジンのカムシャフトで駆動します。 ●シングルプランジャによる高吐出効率 ●電磁調量弁により燃料吐出量を高精度に調量 ●吐出量調量による駆動エネルギー低減 ●リップシールによるエンジンオイルへの燃料混入防止 電磁調量弁 プランジャ リップシール 燃料ポンプ 車の省電力・車内空間拡大ニーズに対応する、 高効率で小型・低騒音の燃料ポンプです。 ●3次元形状インペラによりポンプ本体の効率向上 ■ 燃料ポンプ キー技術 燃料ポンプ 燃料遮断バルブ ●不等ピッチインペラにより騒音低減 高性能・小型 ハニカム型フィルタ ●高性能ハニカム型フィルタにより小型・長寿命化 ●リザーバカップにより車両旋回時の燃料安定供給 ●燃料系部品の集積化により燃料タンク周りの省スペース化 ポンプ本体 リザーバカップ 3次元形状 不等ピッチ インペラ 従来品 燃料圧センサ 高圧インジェクタに供給する燃料の圧力を測定し、 最適な値に調整するための小型軽量の燃料圧センサ。 ●小型、量産性に優れたピエゾ抵抗方式を採用 ●圧力検出部をＩＣチップに内蔵した集積化圧力センサ チップ実装により究極のシンプル構造 ●デンソー独自のオンチップノイズ保護技術 ●集積化センサチップをメタルダイアフラムで保護 ●はんだレス電気接続（ワイヤボンド） シール剤 Oリング バックアップ リング 溶接 樹脂ケース 出力 シングルチップ オイル メタルダイヤ フラム 圧力媒体 点火コイル プラグホール直上に搭載する小型・高出力タイプの点火コイルです。 ●小型・高耐圧イグナイタによる小型・高出力化 ●圧粉コアの巻線直巻き構造で放熱性向上による高出力化 小型・高耐圧イグナイタ 高耐圧仕様 圧粉コアへの巻線直巻き構造 圧粉コア 巻線直巻き 点火プラグ 接地電極側も細い円柱状にした針-針電極形状により高着火性能を実現し、 燃費向上に貢献する点火プラグです。 ●針-針電極形状により、火炎核に対する消炎作用が 低減し、着火性能が向上 Hex14 M12 点火プラグ ■着火性能 着火性能は、消炎作用（電極部が火炎核の熱ｴﾈﾙｷﾞｰを奪う作用） に よって決まる。 火炎核と電極部の接触面積が小さいほど消炎作用が小さく、 着火性能が高い。 Hex14 ＜消炎作用＞ 火炎核 火炎核 M12 針針タイプ （消炎作用小） 針平タイプ （消炎作用大） クランク角センサ（半導体式） 車の排出ガスクリーン、低燃費（CO 2 削減）ニーズに対応する 小型高性能なクランク角センサです。 ●検出素子と処理回路の1チップ化により小型化 ■クランク角センサ（半導体式） キー技術 シームレスパッケージ （二次溶着インサート成形） 独自磁気回路構成 Mold IC マグネット ●高感度で高S/N比の磁気抵抗素子採用により角度精度向上 ●単層金属薄膜の磁気抵抗素子採用により高温信頼性向上 リードフレーム ●独自の磁気回路設計により停止位置検出の実現 1チップ集積回路 ●シームレスパッケージと、はんだレス電気接続による高信頼構造 磁気抵抗素子 はんだレス電気接続 処理回路 カム角センサ（半導体式） 車の排出ガスクリーン、低燃費（CO 2 削減）ニーズに対応する 小型高性能なカム角センサです。 ●検出素子と処理回路の1チップ化により小型化 ■カム角センサ（半導体式） キー技術 シームレスパッケージ （二次溶着インサート成形） 独自磁気回路構成 Mold IC マグネット ●高感度で高S/N比の磁気抵抗素子採用により角度精度向上 ●単層金属薄膜の磁気抵抗素子採用により高温信頼性向上 リードフレーム ●独自の磁気回路設計により停止位置検出の実現 1チップ集積回路 磁気抵抗素子 ●シームレスパッケージと、はんだレス電気接続による高信頼構造 はんだレス電気接続 処理回路 ノックセンサ(非共振タイプ) エンジンの異常燃焼時の振動(ノッキング)を検出し、 ノック限界付近に点火時期を制御します。 機能:PZT素子がエンジンブロック振動によって ひずむことにより、電圧信号を発生。 M8ボルト ノッキング ウェイト PZT素子(圧電素子) (点火時期変更) (ノッキング判定) ターミナル×2 エンジンブロック振動 ECU ベース イグナイタ ノックセンサ エンジンブロック振動(ノック振動) → ベース→ウェイト→PZT素子へ伝達 → エンジン振動の広い周波数範囲にわたって、 ほぼフラットな特性を有する非共振タイプで、 振動検出には、PZTの圧電効果 (印加する歪みにより電圧が変化する)を使用しています。 PZT素子のひずみ→電気信号へ変換 空燃比センサ 車の低エミッションを実現する高応答型の空燃比センサです。 ■構造 ■特徴 ●高応答化により気筒別の空燃比を制御可能 防水フィルタ ●素子保護層により高い耐被水性能を実現 ●ヒータ一体型の小型素子により早期活性を実現 時間 A/Fセンサ出力 ＜制御後＞ リッチ ストイキ 弱リーン ストイキ 弱リーン ストイキ 弱リーン ストイキ インジェクタ シリンダ 気密シール 目標 A/F ＜制御前＞ 目標 A/F A/Fセンサ出力 時間 ヒータ体型検出素子 空燃比：空気と燃料の質量比率 素子保護カバー Ｏ2センサ 触媒の浄化性能を最大限に引き出すことができる酸素濃度センサです。 ■特徴 ●電極反応の安定化と最適カバー設計により、 触媒が高い性能を示す空燃比への制御を実現 ■構造 防水フィルタ ●素子保護層により高い耐被水性能を実現 センサ 電圧 触媒浄化率 触媒最高浄化点 HC 気密シール NOx 検出素子 制御電圧 14.5 空燃比 空燃比：空気と燃料の質量比率 ヒータ 素子保護カバー 排気温センサ 自動車の排出ガス温度を高精度で検出可能な、 サーミスタ式の温度センサです。 ●搭載性に優れたシンプルなセンサ形状 ●自動車の厳しい使用環境に対応可能な高耐振、高耐熱性 ●最適なサーミスタ原料の配合と超精密トリミング及び、 高耐熱ガラスモールドにより高精度温度検出 ●サーミスタ素子の小型化により感温部の細径化を 可能とし、優れた応答性を実現 高耐熱ガラス トリミングチップ 触媒担体（フロント・リア） 自動車の高出力・高浄化ニーズに対応する 軽量で高信頼性の触媒担体です。 ●高気孔セラミック基材により軽量化 触媒担体（フロント） 触媒担体（リア） ●薄壁化、高メッシュ化による触媒の暖機時間短縮と 触媒表面積増加により、浄化性能を向上 ●独自の高強度化構造により、信頼性を向上 ●独自の六角セル構造により、 担持触媒（白金、ロジウム、パラジウム等の貴金属）の 厚みの均一化が図れ、圧損と担持触媒量の低減により、 高出力と高浄化性能を両立し、かつシステムコストを削減 ●六角セル形状は、主に3元触媒としてフロントに､ NOx触媒としてリアに使用され低圧損・浄化性能に貢献 六角セル触媒担体 四角セル触媒担体 排ガス還流(EGR)バルブ 低差圧のLPL (Low Pressure Loop)での大量EGRと 高精度化により、燃費向上効果に優れたEGRバルブです。 バタフライバルブ 非接触式バルブ 回転角センサ オーバーターン機構バルブ クリーニング作動による固着力低減 ●低圧損のバタフライバルブによる小型大流量化 全開位置 ●多点補正による高精度回転角センサにより 流量制御性向上 ●オーバーターン機構バルブのクリーニング作動に よる固着力低減と高駆動トルクのDCモータに より、耐デポジット固着性向上 デポジット DCモニター 外観 全閉位置 ＥＧＲクーラ 高性能・小型、高耐熱性を備えた 大量ＥＧＲ向けのEGRクーラです。 排気ガス 冷却水 EGR：Exhaust Gas Recirculation ■特徴 ●高性能・低圧損化技術： 微細オフセットフィンの採用 ガスタンク 水タンク チューブ 微細オフセットフィン 局所温度差低減構造 冷却水 ●耐-熱ひずみ構造： 局所温度差低減構造 冷却水 ●沸騰防止構造： 伝熱制御ディンプル、淀み防止リブの採用 淀み防止リブ 排気ガス 伝熱制御 ディンプル 沸騰防止構造 パージバルブ 大気汚染を防止するための、 小型低騒音なガソリン蒸気の流量制御弁です。 エンジンへ ●チャンバー室一体化により小型化 ●磁気絞り構造の磁気回路採用により バルブ開弁力のアップ ●磁気回路一体化により小型化 レー ザー溶着 チャンバー室 磁気回路 ガソリン蒸気 ●レーザー溶着による高シール バルブ 磁 気 絞り ガソリン蒸気モレチェッカー エバポガスの洩れによる大気汚染を防止するために、 洩れの程度が規制されています。 洩れ原因である燃料系洩れ孔の大きさが 規制値以内であるかどうかを高精度に計測する製品です。 圧 力センサ バキュームポンプ ●ブラシレスモータ、ポンプ、圧力センサ、切替弁、 オリフィスをモジュール ●基準オリフィスにより検出精度向上 ブラシレスモータ ●ポンプ内蔵によりエンジン停止時に検出可能 ●ブラシレスモータ採用により長寿命かつ安全 オリフィス(φ0 .5） 切替弁 水温センサ エンジンの冷却水温度を測定するセンサです。 ●高精度サーミスタ採用により出力ばらつき低減 ●素子、 ケースの小型化により高応答 ●厳しい使用環境条件に耐えうる高信頼性 ■応答性比較 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 高応答品 冷却水温 15秒 センサ出力 80℃遅延時間：15秒 50 100 150 200 250 300 時間(s) 温度（℃） 温度（℃） 従来品 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 冷却水温 1秒 センサ出力 80℃遅延時間：1秒以下 50 100 150 時間(s) 200 250 300 サーミスタ Gasoline Direct Injection Engine Management System Press the button to see your selected product. Engine ECU Manifold Absolute Pressure Sensor Electric Variable Cam Timing (VCT) Air Flow Meter Electronic Throttle Body High Pressure Injector Turbo Pressure Sensor Accelerator Pedal Module High Pressure Pump Gasoline Direct Injection Engine Management System Press the button to see your selected product. Fuel Pump Spark Plug Knock Sensor (non-resonance type) Fuel Pressure Sensor Crank Position Sensor (semiconductor type) Air-Fuel Ratio Sensor Ignition Coil Cam Position Sensor (semiconductor type) Oxygen Sensor Gasoline Direct Injection Engine Management System Press the button to see your selected product. Exhaust Gas Temperature Sensor Catalytic Substrate （front and rear） Exhaust Gas Recirculation (EGR) Valve Exhaust Gas Recirculation (EGR) Cooler Purge Valve Evaporative Leak Check Module Coolant Temperature Sensor Engine ECU The engine ECU is designed to have total control of the actuators and run the engine under optimal conditions based on various sensor signals transmitted under the ever-changing driving conditions of a vehicle. ●High integration and compactness by in-vehicle custom IC. Injector driver Highly integrated custom IC High-performance microcomputer ●High-speed processing with high-performance 32-bit microcomputer. ●Waterproof structure. to enable the engine room installation of the ECU ●Excellent heat radiation performance of the power ICs by means of a reverse heat sink package directly attached to the metal case ● Integrated with an injector driver unit. Waterproof structure ICs with reverse heat sink package Air Flow Meter Meter to measure the amount of air taken into the engine in order to calculate the fuel injection quantity ●Wider measurement range by single chip digital circuit and multipoint calibration A ●Higher response and lower power consumption by employing a silicon chip sensor Section A ̶ A Air flow Responsiveness Power consumption This product 140times 256times 50ms 5ms 2.2W 0.1W Measurement of temperature difference Air flow Temperature Dynamic range Conventional product A u=0 u>0 Temperature difference (output) Si chip Temerature Heater sensor u：Air speed Turbo Pressure Sensor Pressure sensor to measure the pressure of turbocharged intake air. ■Structure ●Compact and highly mass-producible piezo resistance turbo pressure sensor Pressure detection with the piezo resistance effect of silicon: resistance value changes due to the distortion upon the application of a voltage ●Ultimately simplified structure using a bare chip mounting method Sensor and circuit chips are directly mounted on the resign case (PPS-G40) to reduce the number of components to its smallest possible limit ●DENSO's proprietary on-chip noise prevention technology On-chip noise cancellation circuit requires no noise prevention components Thermistor Pressure port Sensor chip Gel Wire bond connection Rubber Turbo Pressure Sensor ●DENSO's own impact absorbing surface structure can cope with an increasingly harsh environment in the intake manifold. A two-layer surface structure made of full gel and rubber allows the sensor to be used in harsh environments in the intake manifold ●Electrical connections without soldering. (wire bond connection) A wire bond electrical connection between devices and terminals provides higher reliability and requires no soldering. (no use of lead) ●The intake air pressure and temperature can be measured in real time. It is possible to detect them with high reliability even in a severe supercharging environment to return Exhaust Gas Recirculation (EGR). ■Structure Thermistor Pressure port Sensor chip Gel Wire bond connection Rubber Manifold Absolute Pressure Sensor The sensor measures the manifold absolute pressure to provide accurate air-fuel ratio control in conjunction with the results of measurements from the air flow meter. ■Structure ●Compact and highly mass-producible piezoresistance boost pressure sensor. Pressure detection by the piezoresistance effect of silicon: resistance value changes due to the distortion upon the application of a voltage. ●Ultimately simplified structure by a bare chip mounting method Sensor and circuit chips are directly mounted on the resin case (PPS-G40) to reduce the number of components to its smallest limit possible. ●DENSO's proprietary on-chip noise prevention technology The on-chip noise cancellation circuit requires no noise prevention components. Pressure port Sensor chip Gel Wire bond connection Rubber Manifold Absolute Pressure Sensor ●DENSO's own impact absorbing surface structure to cope with an increasingly harsh use environment in the intake manifold. A two-layer surface structure made of full gel and rubber allows the sensor to be used in harsh environments in the intake manifold. ●Electrical connection without soldering (wire bond connection). A wire bond electrical connection between devices and terminals provide greater reliability and requires no soldering (no use of lead). ■Structure Pressure port Sensor chip Gel Wire bond connection Rubber Electronic Throttle Body Contrary to conventional throttle bodies, which are directly and mechanically connected to the accelerator pedal module, the electronic throttle body opens and closes the throttle valve electronically. Based on how far the driver depresses the accelerator pedal, the electronic throttle body precisely controls the valve timing for higher fuel efficiency and cleaner exhaust emissions. Built-in contactless sensor Butterfly valve Spring Resin gear ●Use of a DIC motor for quick response and continuous air flow control ●Use of resin gears and a small motor for lighter weight and a lower cost ●Use of a contactless sensor for a longer life and high reliability Small DC motor Integrated motor-sensor connector Accelerator Pedal Module An accelerator pedal module detects the amount of pedal depression while providing good pedal operation feel. Pedal depression is the basic information necessary for electronic throttle control, ●Contactless Hall IC sensor for a longer life and higher reliability ●Swash-plate pedal pressure-induced hysteresis mechanism for good pedal operation feel ●Resin components for lighter weight and lower costs Accelerator Pedal Module ■Operating principle of a Hall IC sensor ■Swash-plate pedal pressure-induced hysteresis mechanism Pedal pressure ［N］ Voltage [V] Spring Rotor Pedal position [deg] Hall IC sensor Stator S N S N Pedal depression Pedal release Pedal position [deg] Spring force Magnetoelectric conversion of the perpendicular component of the magnetic field Rotor Magnet York Pedal pressure hysteresis The swash plate generates a pressing force according to the spring force Pressing force Pedal Spring Friction plate Pedal Stator Fully closed （0° ） Rotation The magnetic flux that changes according to the pedal position is converted into a voltage Hall IC sensor Friction plate Friction force Pressing force Rotor and pedal swash plates Pedal pressure Friction plate The pressing force generated by the swash plates produces a friction force（pedal pressure hysteresis） Electric Variable Cam Timing（VCT） Continuous variable cam timing control combined with an electric motor contributes to low fuel consumption, low emissions, and high output of engines. ●This mechanism can operate at low engine speeds, including engine stops, and low temperatures because of the electric motor drive. Cam position sensor Electric motor VCT※1 EDU (contained in electric motor) ●This mechanism can set the camshaft in any phase when turning off or starting the engine by using the magnetic torque of the electric motor ●Motor speed feedback control by an electronic driver unit(EDU) ensures accurate cam timing control. Battery Engine ECU※2 Crank position sensor ※1：Variable Cam Timing ※2：Electronic Control Unit High Pressure Injector The compact, lightweight, and high-response injector is designed for direct injection gasoline engines. ●Fuel is sprayed at high pressure (20MPa) through a nozzle with many tiny holes. ●Different spray patterns are available for different types of engines. Stator Fuel sprayed through a multi-hole nozzle Spring Movable core Needle valve Holder Front view Side view Fan-shaped atomization ●Atomized fuel is sprayed to optimize combustion in the engine. ●A magnetic circuit is optimized to control fuel injection volume with high precision and achieve high response ●The number of components is minimized to make the injector compact and lightweight Front view Side view High Pressure Pump A high pressure pump is designed to pressurize, meter, and supply fuel with high efficiency. The pump is driven by the engine's camshaft. ●A single plunger is used to achieve high discharge efficiency ●A solenoid metering valve is used to meter the fuel discharge volume with high precision ●Less energy is required to operate the pump by metering the discharge volume ●A lip seal prevents contamination of engine oil with fuel Solenoid metering valve Plunger Lip seal Fuel Pump Highly efficient, compact and low-noise fuel pump to meet the needs for lower vehicle electric power consumption and larger vehicle cabin. ●3D impeller that allows the pump itself to improve its efficiency ■Key technologies for the fuel pump Fuel pump Fuel isolation valve High-performance and compact honeycomb filter ●Variable pitch impeller for reduced noise ●High-performance honeycomb filter for a smaller size and a longer life ●Reservoir chamber for stable fuel delivery during cornering ●Integration of components for the fuel supply system, which allows for space-saving around the fuel tank Pump body Reservoir chamber 3D variable pitch impeller Conventional model Fuel Pressure Sensor A fuel pressure sensor is designed to measure and optimize the pressure of fuel supplied to the high pressure injector. The sensor is compact and lightweight. ●The piezo resistance type sensor is compact and well suited for mass production ●The structure is extremely simple. The integrated pressure sensor chip has a built-in pressure detection mechanism in the IC chip ●The sensor incorporates DENSO's unique on-chip noise protection technologies ●The integrated sensor chip is protected with a metal diaphragm ●Solderless electric connection（wire bonding） Sealing agent O-ring Resin case Output Backup ring Single chip Welding Oil Metal diaphragm Pressure medium Ignition Coil High output and compact size ignition coil mounted directly on the spark plug ●High output and compact size with compact and high withstand voltage igniter ●High output by heat dissipation improvement with direct winding on the powder core Compact and high withstand voltage igniter High withstand voltage type Direct winding on the powder core Powder core Direct winding Spark Plug With a twin-needle electrode configuration, which uses a thin column-shaped ground electrode, this spark plug achieves high ignition performance and contributes to higher fuel economy. ●The twin-needle electrode configuration offers a reduced flame-out action against the flame kernel and improved ignition performance. Hex14 M12 Spark Plug ■Ignition performance ●Ignition performance is determined by the flame-out action (action in which the electrodes sap the thermal energy of the flame kernel). ●The smaller the contact area between the flame kernel and the electrodes, the smaller the flame-out action and the higher the ignition performance. Hex14 ＜Flame-out action＞ Flame kernel Flame kernel Twin-needle electrode type (small flame-out action) Needle-plane electrode type (large flame-out action) M12 Crank Position Sensor (semiconductor type) Compact and high-performance cam position sensor to meet the needs for cleaner vehicle emissions and higher fuel efficiency (reduced CO2 emissions). ●Smaller size by integrating a detection element and a processing circuit on one chip ■Key technologies for the crank position sensor (semiconductor type) Seamless package insert molding and secondary welding ●Higher position detection accuracy by using a highly sensitive magnetoresistive element with a high signal-to-noise ratio ●Seamless packaging and soldering-free electric connection create an extremely reliable structure Mold IC Magnet Lead frame One-chip integrated circuit ●Greater reliability for use at high temperatures by employing a single-layer thin metal film magnetoresistive element ●DENSO's own magnetic circuit design allows for the detection of the camshaft stop position DENSO's own magnetic circuit design Magnetoresistive elements Soldering-free electronic connection Processing circuit Cam Position Sensor (semiconductor type) Compact and high-performance cam position sensor to meet the needs for cleaner vehicle emissions and higher fuel efficiency (reduced CO2 emissions). ●Smaller size by integrating a detection element and a processing circuit on one chip ■Key technologies for the cam position sensor (semiconductor type) Seamless package insert molding and secondary welding ●Higher position detection accuracy by using a highly sensitive magnetoresistive element with a high signal-to-noise ratio ●Greater reliability for use at high temperatures by employing a single-layer thin metal film magnetoresistive element ●DENSO's own magnetic circuit design allows for the detection of the camshaft stop position ●Seamless packaging and soldering-free electric connection create an extremely reliable structure DENSO's own magnetic circuit design Mold IC Magnet Lead frame One-chip integrated circuit Soldering-free electronic connection Magnetoresistive elements Processing circuit Knock Sensor (non-resonance type) Detects vibration (engine knock) caused by abnormal engine combustion and controls the ignition timing to keep it as close to the knock limit as possible. Function: The deformation of the PZT element caused by the engine block vibration is output as a voltage. M8 bolt Weight PZT element (piezoelectric element) Engine knock (Ignition timing control) Two terminals (Knock detection) Engine block vibration ECU Base Igniter Knock sensor The sensor is a non-resonant type that features an almost flat response over a wide range of engine vibration frequencies, using the piezoelectric effect of a PZT element (the voltage produced by a PZT element changes according to the magnitude of applied compressive stress) to detect engine knock. Engine block vibration (vibration associated with engine knock) The vibration is transmitted from the base through the weight to the PZT element. The deformation of the PZT element is converted into an electric signal. Air-Fuel Ratio Sensor This is a high response type air-fuel ratio sensor, which helps reduce exhaust emissions from vehicles. ■Structure Waterproof filter Airtight seal Sensing element with a built-in heater Air-fuel ratio: Mass ratio between air and fuel Element protection cover Air-Fuel Ratio Sensor ■Features ■Structure • High response makes it possible to control the air-fuel ratio of each cylinder. Waterproof filter • An element protective layer provides the sensor with high water resistance. A/F sensor output Time ＜After control＞ Rich Stoichiometric Weak lean Stoichiometric Weak lean Stoichiometric Weak lean Stoichiometric Injector Cylinder Target A/F ＜Before control＞ Target A/F • Quick activation is achieved by a compact sensing element with a built-in heater. A/F sensor output Airtight seal Time Sensing element with a built-in heater Air-fuel ratio: Mass ratio between air and fuel Element protection cover Oxygen Sensor This oxygen concentration sensor can exploit the full purification performance of the catalyst. ■Structure Waterproof filter Airtight seal Detection element Heater Element protection cover Oxygen Sensor ■Features ■Structure ●By means of the high-quality sensor signal through the combination of stabilized electrode reactions and an optimum cover design, the air-fuel ratio is optimally controlled at which the catalyst delivers best performance. Waterproof filter ●An element protective layer provides the sensor with high water resistance. Highest purification point of catalyst HC Purification rate of catalyst Sensor output voltage Airtight seal NOx Detection element Control voltage 14.5 Air-fuel ratio Air-fuel ratio: Mass ratio between air and fuel Heater Element protection cover Exhaust Gas Temperature Sensor This thermistor type temperature sensor can detect the exhaust gas temperature of automobiles accurately. ●Simple in shape and easy to mount. ●Highly resistant to vibration and heat to withstand the harsh working environment of automobiles. ●High temperature detection accuracy achieved by the blending of optimum thermistor material, ultra-precision trimming, and glass molding of high heat resistance. ●High sensing response because of the small sensor diameter by means of the downsized thermistor element High heat-resistance glass Trimming chip Catalytic Substrate（front and rear） The lightweight and highly reliable catalytic substrate meets the needs of higher engine output and cleaner emissions. Catalytic substrate (front) Catalytic substrate (rear) ●A highly porous ceramic substrate has led to a reduction in weight ●The thin wall structure and highly meshed configuration have reduced the time required to warm the catalyst, increased the surface area of the catalyst, and thereby improved the performance of converting harmful combustion byproducts into harmless compounds ●DENSO's unique reinforced structure has achieved improved reliability Catalytic substrate with hexagonal cells Catalytic substrate with square cells Catalytic Substrate（front and rear） ●DENSO's unique hexagonal cell structure has achieved even thickness for the supported catalysts (platinum, rhodium, palladium, and other precious metals), and reduced pressure loss and volume of supported catalysts. Both better engine output and greater purification performance have been achieved, and the system cost has been reduced ●The hexagonal cell configuration is used primarily for the three-way catalyst in the front and for the NOx catalyst in the rear to reduce pressure loss and enhance purification performance Catalytic substrate (front) Catalytic substrate (rear) Catalytic substrate with hexagonal cells Catalytic substrate with square cells Exhaust Gas Recirculation (EGR) Valve Large-volume LPL（Low Pressure Loop）EGR under low differential pressure is effective in improving fuel economy. This EGR valve provides accurate control of LPL EGR flow. Butterfly valve Fully-open position ●Compactness and a large flow volume by means of a butterfly valve with low pressure loss ●Improved flow rate controllability by a high-accuracy angle sensor backed by multipoint correction ●Greatly reduced valve sticking caused by deposit by means of both a cleaning action of a overturn mechanism of the butterfly valve and a high torque DC motor Contactless valve angle sensor Valve with overturn mechanism Deposit cleaning action to prevent valve sticking Deposit DC motor Appearance Fully-closed position Exhaust Gas Recirculation(EGR) Cooler Intended for large-volume EGR, this EGR cooler offers excellent performance, compactness, and high heat resistance. Exhaust gas Coolant ■Features ●High performance and low pressure loss by means of fine offset fins ●Thermal strain resistance by means of local temperature difference reduction structure Gas tank Water tank Tube Fine offset fin Local temperature difference reduction structure Coolant ●Boiling prevention by means of heat transfer control dimples and stagnation prevention ribs Coolant Stagnation prevention rib Exhaust gas Heat transfer control dimple Boiling prevention structure Purge Valve Compact and low-noise gasoline vapor flow control valve to prevent the leak of gasoline vapor from contributing to air pollution To the engine ●Smaller size by incorporating a chamber ●Magnetic circuit with a magnetic constriction mechanism to provide a larger valve opening force Laser welding Magnetic Circuit Gasoline vapor Valve ●Smaller size by incorporating a magnetic circuit ●Improved hermetic sealing with laser welding Chamber Magnetic constriction mechanism Evaporative Leak Check Module To prevent fuel vapor from leaking to the outside air and contributing to air pollution, the total emission volume of fuel vapor is regulated. This product precisely measures the size of a pore in the fuel system from which the leakage of fuel vapor may occur to check if it is within the specified limits. ●Modular unit consisting of a brush-less motor, a pump, a pressure sensor, a changeover valve, and an opening ●Reference opening for more precise detection ●Built-in vacuum pump that allows for detection during the engine stop ●Brush-less motor for a longer life and safer operation Pressure sensor Vacuum pump Brush-less motor Orifice(φ0.5） Changeover valve Coolant Temperature Sensor Sensor that measures engine coolant temperature ●Output variation reduction by using a high accuracy thermistor ●High response by smaller elements and case ●High reliability for use in harsh operating environments conditions ■Response comparison 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Quick response model Coolant temperature 15sec. Sensor output Delay time at 80℃: 15sec. 50 100 150 200 250 300 Duration(sec.) Temperature（℃） Temperature（℃） Conventional model 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Coolant temperature 1sec. Sensor output Delay time at 80℃: 1or fewer sec. 50 100 150 200 Duration(sec.) 250 300 Thermistor