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汽车+霍尔式同步信号传感器

高工
2026-01-26 19:15:16     打赏

1. 功能概述霍尔式同步信号传感器用于发动机控制系统中,主要作用包括:同步信号生成:产生与曲轴位置传感器信号对应的同步脉冲,供ECU识别基准气缸的工作状态(如压缩上止点)及活塞位置。正时控制:结合曲轴位置传感器信号,确保喷油和点火的精确时序及顺序。应用场景:有分电器系统:传感器安装于分电器内,通过分电器轴与曲轴同步旋转。

无分电器系统:传感器直接安装于凸轮轴上,直接监测凸轮轴位置。


2. 分电器内安装的霍尔式同步信号传感器2.1 结构组成脉冲环:形状:半周环(180°),覆盖分电器轴的180°旋转范围。安装:通过环座固定于分电器轴,随曲轴同步旋转(分电器轴与曲轴传动比为1:2)。霍尔传感器:包含霍尔元件、磁铁及信号处理电路。

检测脉冲环的磁场变化,输出数字方波信号。


2.2 工作原理信号生成:当脉冲环的金属部分接近霍尔传感器时,磁场被屏蔽,霍尔元件输出高电位(5V)。当脉冲环的缺口部分接近霍尔传感器时,磁场通过,霍尔元件输出低电位(0V)。信号特征:分电器轴旋转一周(对应曲轴旋转两周),传感器输出一个完整的高低电位周期(各占180°曲轴转角)。ECU通过检测高电位或低电位的上升沿/下降沿,识别基准气缸的压缩上止点。2.3 信号波形与曲轴关系分电器轴转角 曲轴转角 传感器输出 ECU识别事件0°–180° 0°–360° 高电位(5V) 基准气缸压缩上止点参考180°–360° 360°–720° 低电位(0V) 下一气缸事件准备3. 无分电器系统中的霍尔式传感器安装位置:直接集成于凸轮轴信号盘附近,或作为独立传感器安装于凸轮轴端部。信号差异:凸轮轴旋转一周对应曲轴旋转两周,传感器输出一个完整信号周期(如一个高电位脉冲)。用于直接识别气缸序号及点火顺序,替代分电器中的机械分配功能。4. 技术优势高精度:数字信号输出,抗干扰能力强,无需额外滤波。可靠性:无机械接触,寿命长,适用于恶劣环境。同步性:与曲轴位置传感器配合,实现多缸发动机的精确时序控制。5. 典型故障与检测故障现象:发动机启动困难或无法启动。喷油/点火时序错乱,导致抖动或失火。检测方法:使用示波器监测传感器输出波形,确认高低电位切换正常。检查脉冲环是否变形或安装松动。

测量传感器供电电压(通常为5V)及信号线电阻。


霍尔式同步信号传感器在发动机运行过程中,同步信号传感器产生与曲轴位置传感器信号对应的同步信号。ECU根据同步信号传感器输出的同步信号中,能对基准气缸正在进行的工作过程及活塞所处位置作出判断。结合曲轴位置传感器输出信号,就能保证发动机喷油和点火的正时及顺序。对于有分电器电控点火系统,霍尔式同步信号传感器一般安装在分电器内。对于无分电器点火系统,霍尔式同步信号传感器则安装在凸轮轴上。

1)安装在分电器内的霍尔式同步信号传感器。霍尔式同步信号传感器安装在分电器内,由脉冲环和霍尔传感器组成,基本结构如图、图所示。脉冲环是一个半周环(180°),通过环座安装在分电器轴上,随分电器轴与曲轴同步旋转当脉冲环接近霍尔传感器时,同步信号传感器输出高电位(5V),当脉冲环离开霍尔传感器时,同步信号传感器输出低电位(OV)。分电器转一周,高低电位各占180°(各相当于360°曲轴转角)重新生成汽车霍尔式同步信号传感器


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同步信号传感器工作原理及作用脉冲环前沿进入霍尔传感器时输出信号:同步信号传感器输出 5V 高电位信号。四缸发动机情况:正在向上止点运动的是第一缸、第四缸活塞,第一缸活塞为压缩行程,第四缸活塞为排气行程。六缸发动机情况:下面将要到达上止点的是第三、第四缸活塞,第三缸活塞为排气行程,第四缸活塞为压缩行程。脉冲环后沿离开信号发生器时输出信号:同步信号传感器输出 0V 低电位信号。四缸发动机情况:下面将要到达上止点的仍是第一、四缸活塞,但工作行程相反,第一缸活塞为排气行程,第四缸活塞为压缩行程。六缸发动机情况:第三缸活塞为压缩行程,第四缸活塞为排气行程。高低电位信号作用同步信号传感器产生的高低电位信号输入 ECU 后,可对第一、第四缸(四缸发动机)或第三、第四缸(六缸发动机)的活塞和正在进行的工作过程作出判定和定位。同步信号与曲轴位置(转速)信号相配合,ECU 可确定正确的喷油、点火正时和顺序。同步信号上升沿出现时四缸发动机:判定当前第四缸活塞处于排气行程,根据曲轴位置信号,活塞行至上止点前 64°时 ECU 发出喷油信号,使第四缸喷油器喷油;同时标志第一缸活塞处于压缩行程,ECU 根据发动机负荷和转速等输入信号,在活塞上行至压缩上止点前适当时刻发出点火信号,使该缸火花塞点火。六缸发动机:判定当前第三缸活塞处于排气行程,活塞行至上止点前 64°时 ECU 发出喷油信号,使第三缸喷油器喷油;同时标志第四缸活塞处于压缩行程,ECU 根据发动机负荷和转速等输入信号,在活塞上行至压缩上止点前适当时刻发出点火信号,使该缸火花塞点火。同步信号下降沿出现时:两缸活塞工作行程相反,ECU 以此为依据对这两缸进行正确的喷油和点火控制。利用同步信号提供的判缸信号,按照发动机工作顺序(四缸机为 1-3-4-2,六缸机为 1-5-3-6-2-4),ECU 能对其他相应气缸喷油和点火的正时进行精确控制。无分电器电控汽油机同步信号传感器安装位置对于无分电器的电控汽油机,同步信号传感器通常安装在凸轮轴上,位于气缸盖前端凸轮轴链轮之后。霍尔传感器基本构造与安装在分电器内部的相同,由一个半周(180°)的脉冲环和霍尔传感器组成,工作原理也与安装在分电器内的传感器相同 。


当脉冲环的前沿进入霍尔传感器时,同步信号传感器输出5V高电位信号,对四缸发动机,表示正在向上止点运动的是第一缸、第四缸活塞,其中第一缸活塞为压缩行程,第四缸活塞为排气行程。对六缸发动机,表示下面将要到达上止点的是第三、第四缸活塞,其中第三缸活塞为排气行程,第四缸活塞为压缩行程。当脉冲环的后沿离开信号发生器时,同步信号传感器输出OV低电位信号,对四缸发动机,表示下面将要到达上止点的仍是第一、四缸活塞,但工作行程相反,其中第一缸活塞为排气行程,第四缸活塞为压缩行程。对六缸发动机,则第三缸活塞为压缩行程,第四缸活塞为排气行程。由上可知,同步信号传感器产生的高低电位信号输入ECU后,可以对第一、第四缸(四缸发动机)或第三、第四缸(六缸发动机)的活塞和正在进行的工作过程作出判定和定位。同步信号与曲轴位置(转速)信号相配合,ECU就可以确定正确的喷油、点火正时和顺序。如当同步信号上升沿出现时,ECU可以判定当前第四缸活塞(四缸发动机)或第三缸活塞(六缸发动机)处于排气行程,此时根据曲轴位置信号,当活塞行至上止点前64°时ECU发出喷油信号,使第四缸或第三缸的喷油器喷油。同样,同步信号上升沿的出现,还标志着第一缸活塞(四缸发动机)或第四缸活塞(六缸发动机)处于压缩行程,此时ECU根据发动机的负荷和转速等输入信号,在活塞上行至压缩上止点前的适当时刻,发出点火信号,使该缸火花塞点火。同理,同步信号的下降沿出现时,这两缸活塞工作行程正好相反,ECU以此为依据对这两缸进行正确的喷油和点火控制。同样,利用同步信号提供的判缸信号,按照发动机的工作顺序(四缸机为1-3-4-2,六缸机为1-5一3-6-2一4),ECU也能对其他相应气缸喷油和点火的正时进行精确的控制。2)安装在凸轮轴上的霍尔式同步信号传感器。对于无分电器的电控汽油机,同步信号传感器通常安装在凸轮轴上,位于气缸盖前端凸轮轴链轮之后,如上图二所示。霍尔传感器的基本构造与安装在分电器内部的相同,由一个半周(180°)的脉冲环和霍尔传感器组成,其工作原理也与安装在分电器内的传感器相同,在此不再重复。根据上面的重新整理


总结

在有分电器系统中,传感器安装于分电器内,其半周脉冲环随分电器轴旋转,产生180°高/180°低的方波信号。ECU结合曲轴位置信号,通过检测同步信号的上升沿/下降沿,准确识别基准气缸(如四缸机的1、4缸)正处于压缩上止点还是排气行程,从而按正确顺序(1-3-4-2或1-5-3-6-2-4)触发喷油与点火。在无分电器系统中,传感器直接安装于凸轮轴,工作原理相同,直接检测凸轮轴位置以替代分电器的机械分配功能。其数字信号抗干扰强、可靠性高,确保发动机在各种工况下喷油与点火时序的精确性,是电控发动机实现高效、稳定运行的关键保障。



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