电控汽油喷射系统的结构原理与检修3

1、项目项目2.4 2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原曲轴和凸轮轴位置传感器的原 理与检修理与检修项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 【情境导入情境导入】 一辆宝来轿车，更换了碰损严重的油底壳后，出现车辆启动困难，加速无力，急加速时排气管放炮。该车为一汽生产，配备AGN发动机，用故障诊断仪读取故障码，显示16705发动机转速传感器G28信号不可靠，线路经检查没有问题，更换了正常的发动机转速传感器，故障也没有解决，维修人员建议更换发动机电脑试试，客户不予认可。该车的问题究竟出现在哪里？ 【理论引导理论引导】 发动机曲轴位置和转速传感器CKP，是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，是确

2、认曲轴转角位置和发动机转速不可或缺的信号源。发动机控制模块（ECU）用此信号控制燃油喷射量、喷油正时、点火时刻(点火提前角)、点火线圈通电时间、怠速转速和电动汽油泵的运行。该信号不仅仅对发动机的各种控制比较重要，同时对自动变速器以及巡航定速系统都有着十分重要的作用。其安装位置和实物图见图2.55和2.56所示。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 凸轮轴位置传感器CMP，为ECU提供曲轴转角基准位置即第一缸压缩上止点的信号,即判缸信号，也作为燃油喷射控制和点火控制的主控信号。传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。 传感器通常安装在曲轴前端、曲轴后端

3、（曲轴箱内）、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。如果它们出现故障，发动机将会不能启动或工作不良。最明显的故障检测点就是点火系统故障 。图2.55发动机转速传感器在车上安装位置图2.56转速传感器实物图项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修2.4.1曲轴位置和转速传感器CKP下面分析常见车用CKP传感器的结构及工作原理。 1、磁脉冲式曲轴位置传感器 磁脉冲式曲轴位置传感器的脉冲信号的产生如图2.57所示。发动机转动时，信号盘的齿 和凸缘切割磁头使其感应线圈内磁场变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，再将其滤波整形后，变成脉冲信号。 图 2.57脉冲信号的产生和变化 1）、日产公司磁脉冲式曲

4、轴位置传感器 该曲轴位置传感器为六缸电控发动机而设计，安装在曲轴前端的皮带轮之后，如图2.58所示。在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘（用以产生信号，称为信号盘），它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。在信号盘的外缘，沿着圆周每隔4有个齿。共有90个齿，并且每隔120布置1个凸缘，共3个。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号的信号发生器。信号发生器内有3个在永久磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头对着信号盘的120凸缘，产生120即上止点信号；磁头和磁头对着信号盘的齿圈，彼此相隔3曲轴转角安装，共同产生曲轴1转角信号。信号发生器内有信号放大和整形电路，外部有四孔连接器，将曲轴位置传

5、感器中产生的信号输送到ECU。这四根线分别是120信号输出线、信号放大与整形电路的电源线、1信号输出线和接地线。 项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 图2.58日产磁脉冲曲轴位置传感器示意图 项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化，从而在感应线圈两端产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号。 发动机旋转一圈，磁头上产生3个120脉冲信号，由于磁头安装在上止点前70的位置，故其信号亦可称为上止点前70信号，即发动机在运转过程中，磁头在各缸上止点前70位置均产生一个

6、脉冲信号，按照1-2.4-3-6-2-4的工作顺序，发动机每旋转两圈，对应产生6个上止点信号。发动机旋转一圈，磁头和各产生90个脉冲信号（交替产生）。由于磁头和磁头相隔3曲轴转角安装，而它们又都是每隔4产生一个脉冲信号，所以磁头和磁头所产生的脉冲信号相位差正好为90。将这两个脉冲信号送入信号放大与整形电路中合成后，即产生曲轴1转角的信号。如图2.59所示。 项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 图2.59 曲轴 1信号的产生 项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 （1）1信号的产生原理（称Ne信号）1信号是由信号盘外周的齿切割传感器的两个传感头（ 和 ）所产生的磁力线而产生

7、的。信号盘旋转时，当传感头和信号盘的齿A相对时，线圈上产生正电压，当齿转过2，传感头与槽B相对时，线圈上产生负电压。因为已经设定了齿与槽之间的间隔为2，所以每隔2传感头上就会产生正负电压信号（即产生脉冲的周期为4）。此外，传感头和传感头之间相隔3度，所以信号盘的槽与齿每转过1角后，就与传感头相对，将传感头和产生的信号叠加起来，就变为：每当曲轴角度转过1角时，就会产生正或负的信号。 （2）、120信号的产生原理（称G信号） 120信号是检测活塞位置的信号，在信号盘的外周设有3个凸起，其间隔为120。当凸起切割传感头所产生的磁力线时，传感器的线圈上就产生脉冲，与1信号产生的原理相同。 2）、丰田磁

8、脉冲式曲轴位置传感器 丰田公司TCCS系统用磁脉冲式曲轴位置传感器安装在分电器内，其结构如图 2.60所示。该传感器分成上、下两部分，上部分产生G信号，下部分产生Ne信号，都是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，从而在感应线圈里生交变的感应电动势，再将它放大后，送入ECU。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修1-G1感应线圈 2-NO2正时转子 3-NO1正时转子4-G2感应线圈 5-NE感应线圈 图2.60 丰田磁脉冲式曲轴位置传感器 Ne信号是检测曲轴转角及发动机转速的信号，相当于日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器的1信号。该信号由固定在下半部具有等间隔24个

9、轮齿的转子（N0.2正时转子）及固定于其对面的感应线圈产生（如图 2.61（a）所示）。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修图 2.61 NE信号的产生 图2.62丰田磁脉冲式曲轴位置传感器与ECU的连接线路当转子旋转时，轮齿与感应线圈凸缘部（磁头）的空气间隙发生变化，导致通过感应线圈的磁场发生变化而产生感应电动势。轮齿靠近及远离磁头时，将产生一次增减磁通的变化，所以，每一个轮齿通过磁头时，都将在感应线圈中产生一个完整的交流电压信号。N0.2正时转子上有24个齿，故转子旋转1圈，即曲轴旋转720时，感应线圈产生24个交流电压信号。Ne信号如图2.61（b）所示，其一个周期的脉冲相当于

10、30曲轴转角（720/24），该信号通过图2.62所示丰田磁脉冲式曲轴位置传感器与ECU的连接线路，被输入至发动机ECU。而更精确的转角检测，是利用30转角的时间由ECU再均分30等份，即产生1曲轴转角的信号。同理，发动机的转速由ECU计算Ne信号的两个脉冲（60曲轴转角）所经过的时间为基准进行计测。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 G信号用于判别气缸及检测活塞上止点位置，相当于日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器120信号。 G信号是由位于Ne发生器上方的凸缘转轮（No.1正时转子）及其对面对称的两个感应线圈（G1感应线圈和G2感应线圈）产生的。其构造如图 2.63所示。其产生信号的

11、原理与Ne信号相同。G信号也用作计算曲轴转角时的基准信号。G1、G2信号分别检测第6缸及第1缸的上止点。由于G1、G2信号发生器设置位置的关系， 当产生G1、G2信号时，实际上活塞并不是正好达到上止点（BTDC），而是在上止点前10的位置。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 3）、大众磁脉冲式曲轴位置传感器 宝来、捷达GT、GTX、桑塔纳2000GSi都属于大众车系，使用轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器G28，用它检测发动机曲轴转角和活塞上止点信号，并将检测信号及时输人发动机电子控制单元，用以控制点火时刻和喷油正时，同时也用于测量发动机的转速。 曲轴位置传感器用螺栓安装在气缸体左侧、发动

12、机后端靠近飞轮处，由永久磁铁、线圈和连接器插头组成。线圈即为信号线圈，永磁铁上带有一个磁头，磁头与信号转子相对安装，磁头与导磁板连接构成导磁回路，如图2.64所示。信号转子位于曲轴箱内与曲轴同步转动。在信号转子的圆周上均匀制有58个凸齿、57个小齿缺和一个大齿缺。大齿缺输出基准信号，对应1缸或4缸上止点前72曲轴转角。大齿缺所占的弧度相当于两个凸齿和三个小齿缺所占的弧度。每个凸齿和小齿缺所占的曲轴转角各为3，那么大齿缺所占的曲轴转角就是15。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 图2.63 G信号的产生 曲轴位置传感器工作过程如下：（1）

13、、当信号转子凸齿的中心线与磁头对正时，磁通的变化率为零，在线圈中的感应电动势为零;（2）、当信号转子的凸齿离开磁头时，磁通量减少，感应电动势为负值；（3）、当信号转子的凸齿接近磁头时，凸齿与磁头间的气隙减小，磁通量增多，感应电动势为正值。（4）、信号转子每转过一个凸齿，传感线圈中就产生一个交变电动势，即一个最大值和一个最小值，感应线圈即输出一个交变电压信号。(5）、信号转子上的大齿缺转过磁头时，输出一个宽脉冲信号，该信号之后的第一个NE信号对应1缸或4缸上止点前72度曲轴转角。（6）、ECU接收到宽脉冲信号时，再根据凸轮轴位置传感器输入的信号最终判定正处于压缩冲程的是1缸还是4缸。（7）、信号

14、转子上有58个凸齿，所以信号转子每转一转，传感器线圈就产生58个交变电压信号，并输入ECU，作为计算曲轴转速和曲轴转角的依据。如图2.65所示。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 图2.65发动机曲轴位置传感器波形项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 在发动机运行中，当曲轴位置传感器出现故障时，会导致信号中断，发动机立即熄火，这时电子控制单元可以诊断到故障并进行存储。利用故障诊断仪，可以读取故障信息。曲轴位置传感器G28与控制单元ECU J220之间的连接关系如图2.66所示：端子1为信号正极，与ECU的56端子相连； 端子2

15、为信号负极，与ECU的63端子相连；端子3为屏蔽线端子，与ECU的67端子相连。图 2.66 G28与J220之间的连接线路可以看出，信号的正负极即连接至传感器信号线圈的两端，可以直接将线圈产生的交变信号传输至电脑，交变信号的幅值随发动机转速的增加而增大，即信号的强弱随发动机的转速而变化。发动机在高转速时，要防止该强信号产生的电磁波干扰其他工作元件，如收音机等；发动机在低转速尤其是启动时，要防止其他工作元件产生的电磁波（如点火线圈及高压线）干扰该弱信号，所以在此使用了屏蔽线，其可靠的接地可以使该信号被屏蔽，电磁波无法外泄，做到既不干扰其它元件，也不被其他元件所干扰。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置

16、传感器的原理与检修 2、光电式曲轴位置传感器的结构和工作原理 1）光电式传感器的原理 光电式传感器是一种将被测量通过光量的变化再转换成电量的传感器，它的物理基础是光电效应。具有结构简单、性能可靠、精度高、反应快等优点，在现代测量和自动控制系统中，应用非常广泛，是一种很有发展前途的新型传感器。 一般由光源、光学器件、光电元件三部分组成，光源发射出一定光通量的光线，由光电元件接受，在检测时，被测量使光源发射出的光通量变化，因而使接受光通量的光电元件的输出电量也发生变化，实现将被测量转换成电量。输出的电量可以是模拟量，也可以是数字量。其工作框图如图2.67所示。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原

17、理与检修项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 光电效应依其表现形式的不同，通常可分为三大类。光电效应依其表现形式的不同，通常可分为三大类。 （1 1）光电导效应）光电导效应光照改变半导体的导电率，从而引起半导光照改变半导体的导电率，从而引起半导体电阻值的变化效应。体电阻值的变化效应。 光敏电阻是典型的光电导效应器件。无光照光敏电阻是典型的光电导效应器件。无光照时，其阻值很高；有光照时，其阻值大大下降，光照越强阻值越低；时，其阻值很高；有光照时，其阻值大大下降，光照越强阻值越低；光照停止，又恢复高阻状态。光照停止，又恢复高阻状态。 （2 2）光生电效应）光生电效应光照改变半导体光照改变

18、半导体PNPN结电场，从而引起结电场，从而引起PNPN结结电势的变化效应，故又称电势的变化效应，故又称PNPN结光电效应，光电池、光敏晶体管等属于结光电效应，光电池、光敏晶体管等属于这类光电效应器件。这类光电效应器件。 光敏二极管，反偏串联于工作电路中，无光照时为高阻状态，电路光敏二极管，反偏串联于工作电路中，无光照时为高阻状态，电路为开路，有光照时在为开路，有光照时在pnpn结电场、外加电场共同作用下，形成电流。结电场、外加电场共同作用下，形成电流。光敏三极管，无光照时光电流小，即基极电流光敏三极管，无光照时光电流小，即基极电流IbIb较小，集电极与发较小，集电极与发射极间为高阻状态，电路为

19、开路；有光照时射极间为高阻状态，电路为开路；有光照时 ，产生光电流，产生光电流Ib Ib ，集电，集电极与发射极间阻抗降低，电路为通路极与发射极间阻抗降低，电路为通路。（3）光电发射效应某些物质（如金属丝）在光的照射下，能从表面向外部发射电子的现象，称之为光电发射效应，利用这种效应制作的光电器件有光电管和光电倍增管。2）、光电式曲轴位置传感器的组成与结构光电式曲轴位置传感器一般设置在分电器内，如图2.68，它由信号发生器和带缝隙和光孔的信号盘等组成。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 1-光敏二极管 2-发光二极管3-分火头 4- 密封盖 5-转盘 6-电子电路 图2.68 光电式

20、发生器的布置项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修图图2.672.67光电式传感器的工作框图光电式传感器的工作框图光是由具有一定能量的粒子组成，光照射在物体上可看成一连串具有能量的光子对物体的轰击，物体吸收光子能量而产生相应的电效应，即光电效应。这是实现光电转换的物理基础。 信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间，固定在凸轮轴（或分电器轴上），与凸轮轴（或分电器轴）一起转动。如图2.69所示为日产公司光电式曲轴位置传感器的信号盘，其外围有360条缝隙，产生1（曲轴转角）信号；外围稍靠内侧分布着6个光孔（间隔60），产生120信号，其中有一个较宽的光孔是产生对应第1缸上止点的 120信号的

21、。图2.70为韩国现代sonata信号盘，外围的四个光孔检测曲轴转角，内圈的一个光孔检测一缸压缩上止点信号。 信号发生器固装在分电器壳体上，主要由两只发光二极管、两只光敏二极管和电子电路组成。两只发光二极管分别正对着光敏二极管，发光二极管以光敏二极管为照射目标。当信号盘随发动机曲轴运转时，因信号盘上有光孔，产生透光和遮光的交替变化，造成信号发生器输出的的脉冲信号同步于曲轴位置和转角的变化。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修1-120信号孔(第一缸) 2-1信号缝隙 3-120信号孔 1-曲轴转角感测 孔 2-上止点感测孔图2.69 日产

22、公司信号盘的结构图 图2.70 SONATA信号盘 信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间，固定在凸轮轴（或分电器轴上），与凸轮轴（或分电器轴）一起转动。如图2.69所示为日产公司光电式曲轴位置传感器的信号盘，其外围有360条缝隙，产生1（曲轴转角）信号；外围稍靠内侧分布着6个光孔（间隔60），产生120信号，其中有一个较宽的光孔是产生对应第1缸上止点的 120信号的。图2.70为韩国现代sonata信号盘，外围的四个光孔检测曲轴转角，内圈的一个光孔检测一缸压缩上止点信号。 信号发生器固装在分电器壳体上，主要由两只发光二极管、两只光敏二极管和电子电路组成。两只发光二极管分别正对着光敏二极管，发光

23、二极管以光敏二极管为照射目标。当信号盘随发动机曲轴运转时，因信号盘上有光孔，产生透光和遮光的交替变化，造成信号发生器输出的的脉冲信号同步于曲轴位置和转角的变化。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 图2.71 所示为光电式信号发生器的作用原理。当发光二极管的光束照射到光 敏二极管上时，光敏二极管感光而导通；当发光二极管的光束被遮挡时，光敏 二极管截止。信号发生器输出的脉冲电压信号送至电子电路放大 整形后，即向电控单元输送曲轴转角1 信号和120信号。1信号即是Ne信号，凸轮轴每转一周 （曲轴转两周），由360个光孔所控制的电路将输出360个脉冲信号，每个脉冲信号对应于凸轮轴1 转角（

24、曲轴2转角），此信号作为向电脑输入的转速和转角信号。发动机曲轴每转2圈，分电器轴转1圈，则1信号发生器输出360个脉冲，每个脉冲周期高电位对应1低电位也对应1，共表征曲轴转角720。120信号则由信号发生器安装位置的关系，在活塞上止点前70输出。发动机曲轴 每转2圈，120信号发生器共产生6个脉冲信号，按照工作顺序依次对应于各缸。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修2.71 光电式信号发生器的原理 3）、“现代SONATA”光电式曲轴位置传感器的连接线路 对于带有分电器的汽车，传感器总成装于分电器壳内；对于无分电器的汽车，传感器总成安装在

25、凸轮轴左端部（从车前向后看）。信号盘外圈有4个孔，用来感测曲轴转角并将其转化为电压脉冲信号，电控单元根据该信号计算发动机转速，并控制汽油喷射正时和点火正时。信号盘内圈有一个孔，用来感测第1缸压缩上止点（在有些SONATA车上，设有两孔，用来感测第1、4缸的压缩上止点，目的是为了提高精度），并将它转换成电压脉冲信号输入电控单元，电控单元根据此信号计算出汽油喷射顺序。 曲轴位置传感器的线路连接如图2.72所示。（b）图上方两个串联的是两个发光二极管，下方并联的是两个光敏二极管。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修（a）传感器接线端子 (b)传

26、感器与ECU连接线路图2.72 “现代SONATA”光电式曲轴位置传感器线路项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 3、霍尔式曲轴位置传感器 1）、霍尔效应原理 图2.73所示，在磁场中，当电流以垂直于磁场方向通过置于磁场中的半导体基片（即霍尔元件）时，在垂直于电流和磁场的霍尔元件的横向侧面上，将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。霍尔元件的尺寸标注如图2.74所示。 霍尔电压有一个复杂的计算公式UH：霍尔电压； RH：霍尔系数； d：霍尔元件的厚度； I：通过霍尔元件的电流；B：加在霍尔元件上的磁场磁力线密度；项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修1-霍

27、尔半导体元件 2-永久磁铁 3-挡隔磁力线叶片图2.73霍尔效应原理图2.74 霍尔元件尺寸标注项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修为霍尔元件形状函数， 其中L为元件的长度，W为元件 的宽度。 从上面的公式可以看出，霍尔电压正比于电流 强度。磁场强 度，且与霍尔元件的形状有关。在霍尔元件结构一定，I为定值时，UH与B成正比。当所加磁场方向改变时，霍尔电压的方向也随之改变， 因此，霍尔元件可以用来测量磁场的大小及方向，其工作线路图如图2.75所示。图2.75 霍尔传感器电子线路框图项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 霍尔元件常采用锗、硅、砷化镓、 砷化铟及锑化铟等半导体制作

28、。用锑 化铟半导体制成的霍尔元件灵敏度最 高，但受温度的影响较大。用锗半导 体制成的霍尔元件，虽然灵敏度较低， 但它的温度特性及线性度较好。目前 使用锑化铟霍尔元件的场合较多。 汽车技术上对霍尔效应的利用相对比较简单，产生的霍尔电压只与磁场的强度有关。它是一个毫伏级的正弦波交流电压，不利于信号的传递，所以还需要利用整形放大电路将其转化为标准的脉冲电压。从图2.75和图2.76可以看出，经过放大、整形和输出三个环节，将霍尔电压U1 转变为U4，U4电压一般为0/5V，并且U1和U4反相。 图2.76 霍尔电压信号的转化项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 2）、.霍尔式曲轴位置传感器的

29、结构和工作原理 （1）采用触发叶片的霍尔式曲轴位置传感器 美国GM（通用）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，如图2.77所示。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

30、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。 项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修1-外信号轮 2-内信号轮 图2.77 GM公司的CKP 触发叶片 触发叶片进入气隙，磁场旁路 触发叶片离开气隙，磁场饱和信号轮触发叶片 2-霍尔元件 3-永久磁铁4-底板 5-导磁板图2.78 霍尔信号发生器的工作原理项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 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），

31、如图 2.78（a）所示。这时不产生霍尔电压；当触发叶片离开空气间隙时，永久磁铁2的磁通便通过导磁板3穿过霍尔元件（图 2.78（b），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（图2.79所示）。 触发叶片进入气隙，磁场旁路 触发叶片离开气隙，磁场饱和信号轮触发叶片 2-霍尔元件 3-永久磁铁4-底板 5-导磁板图2.78 霍尔信号发生器的工作原理 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，即可求得曲轴旋转所对应的时间，并根据这一信号，控

32、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的1信号。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，此信号相当于光电式曲轴位置传感器产生的120信号。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修图2.79 GM霍尔式曲轴位置传感器输出信号项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 2 ）采用触发轮齿的霍尔式曲轴位置传感器 永久磁铁的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮，齿轮相当于一个集磁器。当齿轮位于图2.80（a)时，

33、通过元件的磁力线分散，磁场相对较弱。当齿轮位于图b所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。 克莱斯勒公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在轮壳上，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序。北京切诺基车的霍尔式曲轴位置传感器，如图2.81所示，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。在2.5L 四缸发动机飞轮上有8个槽，分成两组，每4槽为一组，两组相隔180，每组中的相邻两槽相隔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，

34、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。项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修（a）磁场较弱 (b)磁场较强图2.80 触发轮齿的霍尔效应原理 （a）2.5L发动机 （b）4.0L发动机 图2.81切诺基霍尔式曲轴位置传感器项目2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器的原理与检修 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。ECU从接收到一组脉冲中第一个脉冲的上升沿开始，就能确定目前有两个气缸的活塞正在向上止点运动。由于第4个槽的脉冲下降沿对应活塞上止点（TDC）前4，ECU根据这一脉冲情况就能确定活塞上止点前的运行位置。另外，ECU还可以根据各脉冲通过的时间，计算出1曲轴转角的时间和发动机的转速。 以上所讲的曲轴位置传感器的主要缺点是，ECU根据信号只能判断出有两个活塞在接近上止点，但不能判断出这两个气缸正在进行的工作过程，即不能判断出哪一缸处于压缩冲程哪一缸处于排气冲程）。这对于单缸独立点火和顺序燃油喷射等需要严格判断缸序的控制系统来讲，其工作条件还是达不到要求的，所以需要同步信号传感器来判断缸序以及对应气缸活塞位置，即向电脑提供判缸信号，这就是凸轮轴位置传感器。 2.