(三)曲轴与凸轮轴位置传感器
在多点燃油顺序喷射系统发动机工作时,
ECU在控制喷油器过程中,首先必须知道哪一缸活塞即将到达排气上止点。同理,
ECU在控制火花塞跳火时,首先也必须知道哪一缸活塞即将到达压缩上止点。然后
ECU再根据曲轴转角信号控制喷油器喷油或火花塞跳火的具体时刻。可见,
曲轴位置传感器和
凸轮轴位置传感器是必不可少的主要传感器。
1.曲轴与
凸轮轴位置传感器的功能与分类
(1)曲轴与
凸轮轴位置传感器的功能
曲轴位置传感器(CPS),也称发动机转速或曲轴转角传感器。其功能是采集发动机曲轴的转动角度和发动机转速信号,以便
ECU确定和准确控制发动机的喷油时刻和点火时刻。
凸轮轴位置传感器(CIS ),又称判缸传感器和相位传感器。其功能是采集配气凸轮轴的位置信号,以便
ECU识别第1缸活塞的压缩上止点,从而进行顺序喷油控制、点火控制和爆燃控制。此外,凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火的时刻。
(2)曲轴与
凸轮轴位置传感器的分类
电控发动机常用的曲轴与
凸轮轴位置传感器分为光电式、磁感应式和霍尔式三种。例如日产公爵王(Cedric)、三菱、猎豹吉普采用光电式曲轴与
凸轮轴位置传感器;丰田系列轿车采用磁感应式曲轴位与
凸轮轴位置传感器;捷达
AT、GTX、桑塔纳2000GSi、3000型、奥迪200型轿车采用磁感应式
曲轴位置传感器和霍尔式
凸轮轴位置传感器;红旗CA7220E、切诺基吉普车采用霍尔式曲轴和
凸轮轴位置传感器,且
曲轴位置传感器为差动霍尔式传感器。
2.光电式曲轴与
凸轮轴位置传感器
(1)光电式曲轴与
凸轮轴位置传感器的工作原理
光电式曲轴与
凸轮轴位置传感器利用光电感应原理制成,如图32所示。
光电式凸轮轴与
曲轴位置传感器工作原理
1)发光二极管正对光敏晶体管,它以光敏晶体管为照射目标。
2)带有光孔的信号盘位于发光二极管和光敏晶体管之间。当信号盘随凸轮轴运转时,便产生透光和遮光的交替变化,形成表征凸轮轴位置和曲轴转速的脉冲信号。
(2)光电式曲轴与
凸轮轴位置传感器的结构特点
日产汽车的光电式凸轮轴与
曲轴位置传感器设置在分电器内,它由信号发生器以及带光孔和缝隙的信号盘组成,如图33所示。
光电式曲轴与凸轮轴位置传感器的结构特点
1)信号盘安装在分电器轴上,其外围有360条相距0.5°的缝隙,产生1°曲轴转角信号。
2)外围靠内测均匀分布着6个光孔(4缸机为4个),产生120°凸轮轴位置信号,其中,有一个较宽的光孔是产生的第1缸上止点的120°信号。
3)当发光二极管光束照射到光敏晶体管上时光敏晶体管导通,光束被遮住时光敏晶体管截止。
4)信号发生器输出的脉冲信号送至电子电路放大整形后,即向
ECU输送曲轴转角1°信号和120°凸轮轴位置信号。
5)由于信号发生器安装位置的关系,120°凸轮轴位置信号在活塞上止点前70°输出。
6)当曲轴每转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、低电位各对应1°,共表征720°曲轴转角;与此同时,120°信号发生器输出6个脉冲信号。
光电式凸轮轴与
曲轴位置传感器输出波形如图34所示。
(3)光电式
曲轴位置传感器的检测
1)
曲轴位置传感器线束检测:图35所示为光电式
曲轴位置传感器的插接器(插头)的端子位置。检查时,脱开
曲轴位置传感器的导线插接器,点火开关置于“ON”,测量接线如图36所示。
曲轴位置传感器线束检测
1)用万用表的电压档测量线束测4号端子与搭铁的电压应为12V。
2)线束测2号端子和3号端子与搭铁间电压应为4.8~5.2V。
3)用万用表的电阻档测量线束测1号端子与搭铁间的电阻应为0Ω(即应导通)。
2)传感器输出信号检测:用万用表电压档接在传感器测3号端子和2号端子上,在起动发动机时,电压应为0.2~1.2V。在起动发动机后的怠速运转期间,用万用表电压档检测2号端子和1号端子之间的电压应为1.8~2.5V。否则,应更换
曲轴位置传感器。
3)光电
曲轴位置传感器输出信号波形检测:起动发动机,用示波器观察光电
曲轴位置传感器输出信号波形应符合图37要求,否则应更换
曲轴位置传感器。
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