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曲轴传感器的霍尔式曲轴位置传感器的检测

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        曲轴传感器 -霍尔式曲轴位置传感器的检测

 

        霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应的原理,产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号的。它是利用触发叶片或轮齿改变通过霍尔元件的磁场强度,从而使霍尔元件产生脉冲的霍尔电压信号,经放大整形后即为曲轴位置传感器的输出信号。

 

        (1)采用触发叶片的霍尔式曲轴位置传感器

 

        美国GM公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在曲轴前端,采用触发叶片的结构型式。在发动机的曲轴皮带轮前端固装着内外两个带触发叶片的信号轮,与曲轴一起旋转。外信号轮外缘上均匀分布着18个触发叶片和18个窗口,每个触发叶片和窗口的宽度为10°弧长;内信号轮外缘上设有3个触发叶片和3个窗口,3个触发叶片的宽度不同,分别为100°、90°和110°弧长,3个窗口的宽度亦不相同,分别为20°、30°和10°弧长。由于内信号轮的安装位置关系,宽度为100°弧长的触发叶片前沿位于第1缸和第4缸上止点(TDC)前75°,90°弧长的触发叶片前沿在第6缸和第3缸上止点前75°,110°弧长的触发叶片前沿在第5缸和第2缸上止点前75°。

 

        霍尔信号发生器由永久磁铁、导磁板和霍尔集成电路等组成。内外信号轮侧面各设置一个霍尔信号发生器。信号轮转动时,每当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的空气隙时,霍尔集成电路中的磁场即被触发叶片所旁路(或称隔磁),这时不产生霍尔电压;当触发叶片离开空气隙时,永久磁铁2的磁通便通过导磁板3穿过霍尔元件这时产生霍尔电压。将霍尔元件间歇产生的霍尔电压信号经霍尔集成电路放大整形后,即向ECU输送电压脉冲信号,外信号轮每旋转1周产生18个脉冲信号(称为18X信号),1个脉冲周期相当于曲轴旋转20°转角的时间,ECU再将1个脉冲周期均分为20等份,即可求得曲轴旋转1°所对应的时间,并根据这一信号,控制点火时刻。该信号的功用相当于光电式曲轴位置传感器产生1°信号的功能。内信号轮每旋转1周产生3个不同宽度的电压脉冲信号(称为3X信号),脉冲周期均为120°曲轴转角的时间,脉冲上升沿分别产生于第1、4缸、第3、6缸和第2、5缸上止点前75°作为ECU判别气缸和计算点火时刻的基准信号,此信号相当于前述光电式曲轴位置传感器产生的120°信号。

 

        (2)采用触发轮齿的霍尔式曲轴位置传感器

 

        克莱斯勒公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在飞轮壳上,采用触发轮齿的结构。同时在分电器内设置同步信号发生器,用以协助曲轴位置传感器判别缸号。北京切诺基车的霍尔式曲轴位置传感器,在2.5L四缸发动机的飞轮上有8个槽,分成两组,每4个槽为一组,两组相隔180°,每组中的相邻两槽相隔20°。在4.OL六缸发动机的飞轮上有12个槽,4个槽为一组,分成三组,每组相隔120°,相邻两槽也间隔20°。

 

        当飞轮齿槽通过传感器的信号发生器时,霍尔传感器输出高电位(5V);当飞轮齿槽间的金属与传感器成一直线时,传感器输出低电位(0.3V)。因此,每当1个飞轮齿槽通过传感器时,传感器便产生1个高、低电位脉冲信号。当飞轮上的每一组槽通过传感器时,传感器将产生4个脉冲信号。其中四缸发动机每1转产生2组脉冲信号,六缸发动机每1转产生3组脉冲信号。传感器提供的每组信号,可被发动机ECU用来确定两缸活塞的位置,如在四缸发动机上,利用一组信号,可知活塞1和活塞4接近上止点;利用另一组信号,可知活塞2和活塞3接近上止点。故利用曲轴位置传感器,ECU可知道有两个气缸的活塞在接近上止点。由于第4个槽的脉冲下降沿对应活塞上止点(TDC)前4°,故ECU根据脉冲情况很容易确定活塞上止点前的运行位置。另外,ECU还可以根据各脉冲间通过的时间,计算出发动机的转速。
 

        霍尔式曲轴位置传感器的检测

 

        霍尔式曲轴位置传感器的检测方法有一个共同点,即主要通过测量有无输出电脉冲信号来判断其是否良好。下面以北京切诺基的霍尔式曲轴位置传感器为例来说明其检测方法。

 

        曲轴位置传感器与ECU有三条引线相连。其中一条是ECU向传感器加电压的电源线,输入传感器的电压为8V;另一条是传感器的输出信号线,当飞轮齿槽通过传感器时,霍尔传感器输出脉冲信号,高电位为5V,低电位为0.3V;第三条是通往传感器的接地线。

 

        (1)传感器电源、电压的测试

 

        点火开关置于“ON”,用万用表电压档测量ECU侧7#端子的电压应为8V,在传感器导线连接器“A”端子处测量电压也应为8V,否则为电源、线断路或接头接触不良。

 

        (2)端子间电压的检测

 

        用万用表的电压档,对传感器的ABC三个端子间进行测试,当点火开关置于“ON”时,A-C端子间的电压值约为8V;B-C端子间的电压值在发动机转动时,在0.3-5V之间变化,且数值显示呈脉冲性变化,最高电压5v,最低电压0.3V。如不符合以上结果,应更换曲轴位置传感器。

 

        (3)电阻检测

 

         点火开关置于“OFF”位置,拔下曲轴位置传感器导线连接器,用万用表Ω档跨接在传感器侧的端子A-B或A-C间,此时万用表显示读数为∞(开路),如果指示有电阻,则应更换曲轴位置传感器。

 

        GM(通用)公司触发叶片式霍尔传感器的测试方法与上述相似,只是端子为4个,上止点信号(内信号轮触发)输出端与接地端为脉冲电压显示。

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        曲轴传感器 -霍尔式曲轴位置传感器的检测

 

        霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应的原理,产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号的。它是利用触发叶片或轮齿改变通过霍尔元件的磁场强度,从而使霍尔元件产生脉冲的霍尔电压信号,经放大整形后即为曲轴位置传感器的输出信号。

 

        (1)采用触发叶片的霍尔式曲轴位置传感器

 

        美国GM公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在曲轴前端,采用触发叶片的结构型式。在发动机的曲轴皮带轮前端固装着内外两个带触发叶片的信号轮,与曲轴一起旋转。外信号轮外缘上均匀分布着18个触发叶片和18个窗口,每个触发叶片和窗口的宽度为10°弧长;内信号轮外缘上设有3个触发叶片和3个窗口,3个触发叶片的宽度不同,分别为100°、90°和110°弧长,3个窗口的宽度亦不相同,分别为20°、30°和10°弧长。由于内信号轮的安装位置关系,宽度为100°弧长的触发叶片前沿位于第1缸和第4缸上止点(TDC)前75°,90°弧长的触发叶片前沿在第6缸和第3缸上止点前75°,110°弧长的触发叶片前沿在第5缸和第2缸上止点前75°。

 

        霍尔信号发生器由永久磁铁、导磁板和霍尔集成电路等组成。内外信号轮侧面各设置一个霍尔信号发生器。信号轮转动时,每当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的空气隙时,霍尔集成电路中的磁场即被触发叶片所旁路(或称隔磁),这时不产生霍尔电压;当触发叶片离开空气隙时,永久磁铁2的磁通便通过导磁板3穿过霍尔元件这时产生霍尔电压。将霍尔元件间歇产生的霍尔电压信号经霍尔集成电路放大整形后,即向ECU输送电压脉冲信号,外信号轮每旋转1周产生18个脉冲信号(称为18X信号),1个脉冲周期相当于曲轴旋转20°转角的时间,ECU再将1个脉冲周期均分为20等份,即可求得曲轴旋转1°所对应的时间,并根据这一信号,控制点火时刻。该信号的功用相当于光电式曲轴位置传感器产生1°信号的功能。内信号轮每旋转1周产生3个不同宽度的电压脉冲信号(称为3X信号),脉冲周期均为120°曲轴转角的时间,脉冲上升沿分别产生于第1、4缸、第3、6缸和第2、5缸上止点前75°作为ECU判别气缸和计算点火时刻的基准信号,此信号相当于前述光电式曲轴位置传感器产生的120°信号。

 

        (2)采用触发轮齿的霍尔式曲轴位置传感器

 

        克莱斯勒公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在飞轮壳上,采用触发轮齿的结构。同时在分电器内设置同步信号发生器,用以协助曲轴位置传感器判别缸号。北京切诺基车的霍尔式曲轴位置传感器,在2.5L四缸发动机的飞轮上有8个槽,分成两组,每4个槽为一组,两组相隔180°,每组中的相邻两槽相隔20°。在4.OL六缸发动机的飞轮上有12个槽,4个槽为一组,分成三组,每组相隔120°,相邻两槽也间隔20°。

 

        当飞轮齿槽通过传感器的信号发生器时,霍尔传感器输出高电位(5V);当飞轮齿槽间的金属与传感器成一直线时,传感器输出低电位(0.3V)。因此,每当1个飞轮齿槽通过传感器时,传感器便产生1个高、低电位脉冲信号。当飞轮上的每一组槽通过传感器时,传感器将产生4个脉冲信号。其中四缸发动机每1转产生2组脉冲信号,六缸发动机每1转产生3组脉冲信号。传感器提供的每组信号,可被发动机ECU用来确定两缸活塞的位置,如在四缸发动机上,利用一组信号,可知活塞1和活塞4接近上止点;利用另一组信号,可知活塞2和活塞3接近上止点。故利用曲轴位置传感器,ECU可知道有两个气缸的活塞在接近上止点。由于第4个槽的脉冲下降沿对应活塞上止点(TDC)前4°,故ECU根据脉冲情况很容易确定活塞上止点前的运行位置。另外,ECU还可以根据各脉冲间通过的时间,计算出发动机的转速。
 

        霍尔式曲轴位置传感器的检测

 

        霍尔式曲轴位置传感器的检测方法有一个共同点,即主要通过测量有无输出电脉冲信号来判断其是否良好。下面以北京切诺基的霍尔式曲轴位置传感器为例来说明其检测方法。

 

        曲轴位置传感器与ECU有三条引线相连。其中一条是ECU向传感器加电压的电源线,输入传感器的电压为8V;另一条是传感器的输出信号线,当飞轮齿槽通过传感器时,霍尔传感器输出脉冲信号,高电位为5V,低电位为0.3V;第三条是通往传感器的接地线。

 

        (1)传感器电源、电压的测试

 

        点火开关置于“ON”,用万用表电压档测量ECU侧7#端子的电压应为8V,在传感器导线连接器“A”端子处测量电压也应为8V,否则为电源、线断路或接头接触不良。

 

        (2)端子间电压的检测

 

        用万用表的电压档,对传感器的ABC三个端子间进行测试,当点火开关置于“ON”时,A-C端子间的电压值约为8V;B-C端子间的电压值在发动机转动时,在0.3-5V之间变化,且数值显示呈脉冲性变化,最高电压5v,最低电压0.3V。如不符合以上结果,应更换曲轴位置传感器。

 

        (3)电阻检测

 

         点火开关置于“OFF”位置,拔下曲轴位置传感器导线连接器,用万用表Ω档跨接在传感器侧的端子A-B或A-C间,此时万用表显示读数为∞(开路),如果指示有电阻,则应更换曲轴位置传感器。

 

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