发动机曲轴位置和转速传感器

磁感应式位置传感器标准波形
凸轮轴和曲轴位置传感器波形
示波器检测霍尔效应式位置传感器
示波器检测霍尔效应式位置传感器
霍尔式曲轴和凸轮轴位置信号波形
霍尔传感器波形分析（一）
• 示波器0V电压处显示一条直线，则检查
示波器与传感器的连接 分电器、曲轴、凸轮是否能转动 传感器电源电路与控制电脑的电源与接地是否良 好
日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器常见故障 • 信号感应线圈断路或短路； • 信号盘齿圈间有赃物； • 磁头位置移动，使磁头和信号盘之间的 气隙不当，造成信号减弱或无信号而不 能触发ECU工作； • 点火系统不能产生火花、点火正时、喷 油正时不正确等故障。
丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器
• 安装在分电器内； • 用来产生Ne信号和G信号； • 利用带有轮齿的转子旋转时，使信号发 生器感应线圈内的磁通变化，从而在感 应线圈中产生交变的感应电动势信号； • 信号经放大后传输到ECU。
皇冠3.0 155~240（冷机） 155~190 （冷机）
丰田
凌志 835~1400 （冷机） 835~1400 （冷机） LS400 1060~1645（热机） 1060~1645（热机）
SGM别克
时代超人
500~!500
480~1000
万用表检测磁感应式曲轴位置传 感器交流信号电压
• 交流电压随信号转子转速的增加而增大； • 使用交流电压20V档，脱开磁感应传感器 的连接器，用万用表两表笔接触传感器 的两个端子，观察起动时有无交流电压 信号； • 丰田（四缸）分电器内的曲轴位置传感 器（NE）信号怠速时约为0.77V，在 2000r/min时约1.3V；凸轮轴位置传感器 （G）信号在怠速时为0.45V，在 2000r/min使为1V。
轮齿触发霍尔式曲轴位置传感器
• 基本组成
带有齿槽的信号盘 霍尔传感器
• 基本作用
向ECU提供曲轴转角和发动机转速信息 提供基准气缸活塞位置信息
四缸发动机的信号盘和霍尔传感器
• 信号盘有两组相隔 180 °的轮齿组； • 每组有四个齿槽； • 一组中相邻齿槽间 隔角度为20 °。
四缸发动机的信号盘和霍尔传感器
关闭点火开关，检测传感器插头 端子（a）与车身搭铁之间的阻值
是 RaE＜0.1Ω 否 检修线路
检测ECCS端子38或47对 车身搭铁之间的电压
时代超人的曲轴位置传感器
• 检测到曲轴位置信号以决 定点火角度； • 检测到发动机转速信号； • 安装在缸体上，传感器触 发盘安装在曲轴上，触发 盘四周有齿； • 触发盘有60个齿，其中2个 齿被切掉，产生58个齿形； • 产生的是交流电压，其变 化的快慢与齿形的变化频 率相同；频率变化点用来 检测曲轴位置。
• 示波器上传感器电源电压处显示一条直线， 则检查
传感器接地是否良好 分电器、曲轴、凸轮是否能转动等 或传感器损坏
霍尔传感器波形分析（二）
• 幅值过高，说明电阻太大或接地不良； • 波形显示不正常，则检查导线、插接件、 测试线，可摇动线束来判断故障原因是 传感器还是导线或插接件； • 从第一缸火花塞提取触发输入信号可以 帮助稳定显示波形，如果没有第一缸触 发，则在波形的同步脉冲频率变化时， 示波器波形会出现跳动
• 齿槽通过传感器时，产生高 电平（5V）； • 轮齿中心线与传感器感应头 中心成一直线时，产生低电 平（0.3V）； • 一个齿槽和一个轮齿通过传 感器时，霍尔传感器便产生 一个高低电位脉冲信号； • 一组产生四个脉冲信号； • 曲轴旋转一周产生两组脉冲 信号。
四缸发动机的信号盘和霍尔传感器
• 第一个信号脉冲上升沿开始， 确定有两个气缸活塞正在向 上止点运动； • 第四个脉冲下降沿与活塞位 于上止点前4 °位置对应； • ECU通过一组脉冲中第一个 脉冲的下降沿，确定正在向 上止点运行的活塞的位置； • ECU通过各个脉冲间通过时 间的计算，确定1 °曲轴转 角和发动机转速。
曲轴位置和转速传感器的作用
• • • • 感知发动机的转速和气缸内活塞的位置 将感知信息传给ECU 确定基本喷油量和喷油时刻的参数 确定基本点火时刻的参数
曲轴位置和转速传感器的种类
• 电磁感应式 • 霍尔效应式 • 光电式
曲轴位置和转速传感器安装位置
• • • • 曲轴前端的皮带轮之后 曲轴后端飞轮旁 分电器内 凸轮轴前端
电磁感应式曲轴位置传感器的工作原理
日产公司电磁感应式曲轴位置传感器
• பைடு நூலகம்号盘
– 安装在曲轴前端的皮带轮之后 – 外缘有90个均匀分布的齿 – 外缘内侧分布三个均布的凸缘
日产公司电磁感应式曲轴位置传感器
• 传感器
三个磁头（永磁铁和线圈）和信号发生器； 一个产生120 °信号，安装在上止点前70 ° 位置； 另两个磁头安装位置间隔3 °，产生曲轴1 ° 转角信号； 产生120 °信号的磁头安装在上止点前70 ° 位置。
霍尔效应式同步信号传感器
• 作用
产生与曲轴位置传感器信号对应的同步信号； 确定基准气缸正在进行的工作过程及活塞位 置； 提供喷油和点火的正时及顺序。
• 安装位置
分电器内或凸轮轴上
霍尔效应式同步信号传感器
霍尔效应式同步信号传感器
• 基本结构
脉冲环是一个半圆周（180 ° ），通过环座 安装在分电器轴上，随分电器轴同步旋转； 脉冲环进入霍尔传感器时，传感器输出高电 平； 脉冲环离开传感器时，输出低电平； 分电器旋转一周，高低电平各占180 ° 。
丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器
• G信号与G转子 G信号是判缸信号， ECU根据G信号判别基 准气缸的活塞位置； 传感器位于上部； 转子上有一个齿； 有两个安装成180 °的 感应线圈，分别感应1 缸和4缸上止点前10 ° 位置信号。
丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器常见故障
• 信号发生器感应线圈短路或断路； • 转子轴磨损、偏摆或感应线圈与导磁铁 芯组件移动，使转子和磁头之间的气隙 不当，造成信号减弱或无信号输出； • 正时转子轮齿间有赃物填充，造成信号 失真。
电磁感应式曲轴位置传感器的结构
• • • • 带齿的信号盘 永磁铁 线圈 插接器
电磁感应式曲轴位置传感器的工作原理
• 永久磁铁在线圈周围建 立磁场； • 带有一定齿数的信号盘 随着曲轴的旋转而旋转； • 信号盘（转子）旋转时， 由于气隙的变化导致通 过线圈的磁通量变化； • 在电磁线圈两端产生交 变的电压脉冲信号； • 信号的频率与转速成正 比。
U＝3~6V
否 检查ECU搭铁线路
关闭点火开关，拔下传感器插头， 用万用表欧姆档测量传感器插头1 与ECU端子NE+之间的阻值 是 R ＜ 0.1Ω 否
更换线束重新检查
测量传感器插头2与ECU端子NE－之间的阻值 是 R＜ 0.1Ω 否 更换线束重新检查
测量传感器两端子之间的阻值
丰田8A-FE曲轴位置传感器的故障诊断（续）
霍尔效应原理
• 在磁场中，当电流以垂直于磁场方向流 过置于磁场中的半导体基片（霍尔元件） 时，在垂直于电流和磁场的霍尔元件的 横向侧面上，即产生一个与电流和磁场 强度成正比的电压，此电压称为霍尔电 压。 • 当结构一定时，且电流为定值时，霍尔 电压与磁场强度成正比
霍尔效应原理
轮齿触发霍尔式曲轴位置传感器
光电式曲轴位置传感器的信号发生器
• 两只发光二极管 • 两只光敏二极管 • 整形电路
光电式曲轴位置传感器的信号发生器
• 两只发光二极管分别正对着两只光敏二 极管，以光敏二极管为照射目标； • 信号盘位于发光二极管和光敏二极管之 间； • 信号盘随着分电器轴转动时，由于其上 的光孔，产生透光和遮光的交替变化； • 发光二极管的光束照射的光敏二极管上 时，光敏二极管产生电压； • 发光二极管的光束被遮挡时，光敏二极 管的电压为零
万用表检测霍尔效应式曲轴位置 传感器方波信号电压
• 霍尔效应式曲轴位置传感器是频率信号， 其波形为方波； • 用直流电压档检测平均电压，以判断有 无信号输出。
示波器检测磁感应式位置传感器
• 良好的波形在0V电平上、下的幅值应基本接近； • 幅值随发动机转速增加而增大； • 幅值、频率和形状在确定条件下是一致的、可 重复的、有规律的和可预测的； • 两脉冲时间间隔应一致，占空比一般不变； • 占空比改变则表示有故障； • 若某一个最大峰值低于其他峰值，或某一个最 小降值低于其他降值，应检查触发轮是否有缺 角或弯曲； • 如果波形峰值变小或变形，会出现失速、断火。
光电式曲轴位置传感器的常见故障
• 二极管沾污、损坏； • 信号盘上的光孔或弧形槽残缺，信号盘 翘曲造成脉冲信号变形； • 内部电路断路或接触不良等，使信号减 弱、变形或无信号产生。
时代超人 曲轴位置和凸轮轴位置传感器波形
万用表检测磁感应式曲轴位置传 感器磁感应线圈的阻值（欧姆）
车系 曲轴位置传感器 凸轮轴位置传感器
丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器
• Ne信号与N转子 Ne信号是发动 机转速及曲轴转 角信号； 传感器位于下部； N转子带有24个 齿； 转子对面有感应 线圈。
丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器
• G信号与G转子 G信号是判缸信号，ECU根据G信号判 别基准气缸的活塞位置； 传感器位于上部； 转子上有一个齿； 有两个安装成180 °的感应线圈，分别 感应1缸和4缸上止点前10 °位置信号。
霍尔效应式同步信号传感器
• 脉冲环的前沿进入传感器时，输出高电 平，表示正在向上止点运动的是1、4缸 活塞，1缸为压缩，4缸为排气行程； • 脉冲环的后沿离开传感器时，传感器输 出低电平，表示将要到达上止点的是1、 4缸的活塞，1缸为排气，4缸为压缩行程。
霍尔式曲轴位置传感器的常见故障
• 内部集成块烧坏及线路断脱等而不能产 生点火电压信号或信号太弱，从而使电 控喷油和点火系统不能正常工作。
时代超人的凸轮轴位置传感器
• 安装在凸轮轴前端； • 用来检测一缸上止点 位置； • 触发转子有一个缺口； • 凸轮轴旋转一周，传 感器上产生一个脉冲 信号。
光电式曲轴位置传感器
• 安装在分电器内； • 由信号发生器和带有 光孔的信号盘组成
光电式曲轴位置传感器的信号盘
• 信号盘安装在分电器轴 上； • 外围有360条光孔，产生 1 °曲轴转角信号； • 内圈有6条光孔，产生 120 °信号（判缸信号）； • 内圈较宽的光孔与1缸压 缩行程活塞的某一位置 相对应，产生一缸压缩 行程上止点信号。
光电式曲轴位置传感器信号波形
光电式凸轮轴位置传感器信号波形
克莱斯勒发动机曲轴与凸轮轴 位置传感器电路
丰田8A-FE发动机曲轴位置传感器电路
丰田8A-FE发动机点火电路
丰田8A-FE曲轴位置传感器的故障诊断
万用表交流电压档20V，两表笔测量 ECU端子NE+和NE-之间在启动时的电压值 是
轮齿触发霍尔式曲轴位置传感器
• 从曲轴位置传感器输入的信号中，ECU 虽然可以作出有两个活塞在接近上止点 的判断，但仅有曲轴位置传感器输入的 信号，ECU并不能判断出是哪两个气缸 的活塞，也不能对这两个气缸正进行的 工作过程作出判断。 • 需要同步信号传感器输入信息帮助ECU 对气缸缸序及活塞位置作出判断。
测量传感器两端子之间的阻值
是
R＝185~275Ω
否
更换传感器
万用表交流电压档20V，两表笔测量 传感器两端子之间在启动时的电压值 是 U＝3~6V 否 更换传感器
检修各部接通的连接状态 结束
日产ECCS系统曲轴位置传感器电路
光电式曲轴位置传感器的检测（故障码11）
关闭点火开关，拔下曲轴、凸轮轴位置传感器插头， 打开点火开关，用万用表直流电压档20V， 测量插接器端子（b）对车身搭铁电压 是 Ub＝12V 否
光电式曲轴位置传感器的信号发生器
• 光敏二极管产生的脉冲电压送到整形电路放大 整形后，信号发生器向ECU输出表征曲轴转角 和活塞位置及工作过程的1曲轴转角信号和120 判缸信号； • 120 °判缸信号出现时，活塞位于压缩行程上 止点前70 ° 。 • 发动机曲轴每两周，凸轮轴旋转一周，1 °信 号发生器输出360个脉冲，每个脉冲周期的高 低电位分别对应1度曲轴转角。 • 120 °信号发生器在各缸压缩行程上止点前70 度产生一个脉冲，共产生六个脉冲信号。