霍尔式转速传感器的检测

项目二：电控发动机传感器任务五：转速传感器汽车电控发动机构造与维修邵锋学习目标：1.曲轴及凸轮轴位置传感器的安装位置、类型及功用。2.曲轴及凸轮轴位置传感器的具体工作原理。3.能够检测曲轴及凸轮轴位置传感器的信号特征。汽车电控发动机构造与维修邵锋安装位置1、曲轴位置传感器曲轴前端、飞轮上2、凸轮轴位置传感器凸轮轴前后端分类电磁式、霍尔式、光电式HONDA汽车曲轴位置传感器的安装位置转速传感器的功用产生发动机曲轴转速信号，决定基本喷油量和基本点火提前角；产生曲轴基准位置信号（一缸上止点信号），计算曲轴转角；产生发动机曲轴转角信号，判定曲轴（或活塞）位置。转速传感器的安装位置曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器电磁式曲轴/凸轮轴位置传感器的结构•感应线圈绕在永久磁铁上形成传感头，带凸齿的铁质信号轮随发动机曲轴在传感头附近转动，因此，信号轮与传感头之间的间隙发生周期性的变化，由于空气的磁阻远大于铁质材料的磁阻，该间隙的周期性变化必然造成磁回路磁阻的周期性变化，从而造成磁回路中磁通量的周期性变化，根据电磁感应原理，在感应线圈的两端就产生了交变感应电动势。该交变感应电动势即可作为传感器的输出信号。电磁式传感器的工作原理磁通量变化越快，感应电动势越大，因此，信号轮的转速越高，交变感应电动势的幅值也越大，即传感器的输出信号越强。一般情况下，当发动机的转速在其工作范围内变化时，该传感器输出的信号电压的幅值可在0.5～100V范围内变化。信号轮每转一圈，感应线圈中产生的交变感应电动势的数量等于信号轮上凸齿的数量，即传感器输出信号的数量等于信号轮凸齿的数量，单位时间内输出信号的数量即可反应信号轮及发动机的转速。由于信号轮凸齿与传感头之间的间隙直接影响磁回路的磁阻，从而影响感应线圈输出的信号电压，因此，在使用中，该间隙不能随意变动。间隙如有变化，必须按规定进行调整。不同车系上，该间隙值的大小有所不同，例如：丰田车系为0.2～0.4mm；日产车系为0.3～0.5mm。磁感应式转速传感器的输出特性丰田车系转速传感器霍尔原理•将霍尔基片垂直放于磁场，通一垂直于磁场的电流，则在垂直于磁场和电流方向产生一电压，霍尔电压。霍尔电压正比于磁场强度B。霍尔式转速传感器霍尔效应式转速传感器结构（桑塔纳）•永久磁铁：安装在分电器底板上，位于触发叶轮的内侧，与霍尔集成电路相对。•触发叶轮：安装在分电器轴上，与缸数相等的四个叶片（50°）和四个窗口（40°）。•霍尔集成电路：安装在分电器上，位于触发叶轮的外测。原理•叶片进入气隙，磁场被旁路，霍尔电压为0，输出高电平；叶片离开气隙，磁场穿过霍尔元件，产生霍尔电压，输出低电平。•发动机不停地运转，产生数字脉冲信号，信号的频率随发动机转速的增大而增大。•叶轮叶片的数目决定信号数目，叶轮的形状决定信号波形。霍尔式传感器的工作原理图传感器内部的集成电路将上述霍尔电压的变化转变为方波，即可作为传感器的输出信号。信号轮每转一圈，传感器输出信号的数量等于信号轮上缺口（或叶片）的数量，单位时间内输出信号的数量即可反应信号轮及发动机的转速。在大部分汽车上，ECU与霍尔效应式传感器的工作方式是ECU通过专线向传感器提供稳定的工作电源（一般为5V）和搭铁，同时还通过信号线向传感器提供一个信号参考电压（一般也为5V）。霍尔传感器的输出特性光电效应式转速传感器•遮光盘（转盘）：安装在分电器轴上，随分电器轴一起转动，外围均布有360个光孔，靠内均布有6个光孔，其中有一个较宽的光孔。•遮光盘光孔的数目决定信号数目，光孔的位置和形状决定信号波形。•光源（发光二极管）：两只发光二极管通过遮光盘两圈光孔正对着两只光敏二极管。•光接收器（光敏二、三极管）：接收发光二极管的光信号，转换为电信号。原理•遮光盘旋转，当外圈孔对准光源时，光接收器导通，输出高电平；当孔离开光源时，光接收器截止，输出低电平。遮光盘不停旋转，产生脉冲信号。发光元件发出的光线射向光敏元件，但该光线受到信号盘的控制。当信号盘的叶片遮住光线时，光敏元件没有受到光线照射，其工作状态不变；当信号盘的缺口放开光线时，光敏元件受到光线照射，其工作状态发生变化。传感器的集成电路将这种变化转变为方波，即可作为传感器的输出信号。信号盘每转一圈，传感器输出信号的数量等于信号盘上缺口（或叶片）的数量，单位时间内输出信号的数量即可反应信号轮及发动机的转速。在大部分汽车上，光电效应式传感器的工作方式与霍尔效应式的相同。光电效应式传感器的优点与霍尔效应式的相同，即输出方波信号，且输出的信号电压与信号盘的转速无关。但光电效应式传感器的工作也需要外加电源，且传感器中的光线对污染物比较敏感，需要密封传感器以保持良好的清洁环境。故障分析曲轴位置传感器失效不起动，熄火曲轴位置传感器的损坏，ECU在连续几次接收不到它的信息时，便会中断喷油和点火信号的输出指令，发动机无法起动，存储故障码。实操：磁感应式转速传感器的检测桑塔纳AJR发动机连接线路图接线端视图（1）万用表检测（桑塔纳AJR发动机）•测量信号电压：2和3间应有交流电压信号，信号电压或频率随发动机转速的增大而增大。•测量传感器电阻：传感器2和3间的电阻，480Ω～1000Ω。•测量间隙：传感器与信号盘凸齿间隙与规定相符。信号盘应无缺损。•测量屏蔽线：线束端子1与搭铁间的电阻，应为0Ω。VΩΩ•频率和幅值随转速的增大而增大；•靠除去触发轮上一个齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号；•波形的形状基本一致，在0V电位的上下基本对称；•各个最大（最小）峰值电压应相差不多，若某一个峰值电压低于其他的峰值电压，则应检查触发轮是否有缺角或弯曲。（2）示波器检测•最常见的传感器故障是根本不产生信号，这说明是传感器的线圈有断路故障；•图a所示故障波形为齿槽中填有异物造成的；•图b所示故障波形是传感器触发轮安装不当造成；•如果检测出的波形异常，应更换磁脉冲式曲轴位置传感器（含传感器体和触发轮）。霍尔式转速传感器的检测桑塔纳AJR发动机检测（桑塔纳2000AJR发动机）万用表检测•信号线：插好连接器，起动发动机，测量２脚与１脚间的电压，应约为3V。•搭铁线：拔下连接器，点火开关OFF，测量插头１脚与搭铁间的电阻，应为0。•电源线：拔下连接器，点火开关ON，测量插头３脚与搭铁间的电压，应为5V。示波器检测•数字信号：信号频率随发动机转速的增大而增大。•波形的幅值大多数应满5V，波形的形状要适当一致，矩形的拐角和垂直沿的一致性要好。知识拓展光电效应式曲轴位置与转速传感器检测（1）测传感器的工作电源、信号参考电压及搭铁情况（2）测传感器的输出信号波形案例分析：曲轴位置传感器故障•车型：帕萨特B5轿车，装备ANQ发动机，采用博世M3.8.3电喷系统，2002年出厂，行驶里程9万km。•故障：发动机熄火后，再也不能起动。•检查：发动机不能起动与曲轴位置传感器有很大的关系。起动发动机，用万用表检测ECU的56与63脚，无信号电压（正常时应有0.3～5V的脉冲信号电压），说明曲轴位置传感器损坏。更换后故障排除。•分析：由于曲轴位置传感器的损坏，ECU在连续几次接收不到它的信息时，便会中断喷油和点火信号的输出指令，发动机无法起动。完毕谢谢！