电磁脉冲式转速传感器结构较为简单,便于批量生产,且耐高温,适用各种工作环境,因而在MEFI系统中应用较多。
(2)光电式转速传感器的结构原理
a)装于进气凸轮轴后端的光电式转速传感器的结构原理
图24是安装于进气凸轮轴后端,依靠凸轮轴驱动的光电式转速传感器的结构原理图,同样用于检测活塞位置信号,亦即判缸用G1、G2信号和发动机转速Ne信号。
从图24中可见,安装在进气凸轮轴后端的光电式转速传感器主要由遮光板、发光二极管、光敏二极管和信号发生器电路组成。与凸轮轴同步旋转的遮光板(见图25)上设有数个槽,外侧槽与内侧槽相对圆心排成2组,外侧4个槽、槽间相隔90°,内侧为长短不同的2个槽,大致处于相对位置上。外侧槽用于检测曲轴转速,输出Ne信号;内侧槽用于检测第1缸和第4缸的上止点TDC位置,输出G1和G2信号。夹在遮光板两侧的发光二极管和光敏二极管成对排布,组成光敏通断器。当遮光板随凸轮轴旋转时,光敏通断器部位的板与槽交替通过,即板→槽→板→槽……, 因此发光二极管所产生的光束通过槽射到光敏二极管上,也是无光→有光→无光→有光……如此变化。
在光电式转速传感器信号发生器电路中,受光敏二极管的特性所决定,当光束射到光敏二极管时,二极管的反向也有电流通过;当光敏二极管上有反向电流通过时,约有5V的电压加到电路比较器的正极上,比较器的输出,即ECU的输入信号也为高电平5V。
当光束被遮光板遮住时,光束无法射到光敏二极管上,光敏二极管中便没有反向电流通过,加到比较器正极上的电压为0V,输出信号亦为低电平0V.
如上所述,转速传感器产生的Ne信号和判缸G信号均为0V或5V的数字信号。
在川崎一些数字顺序式燃油喷射系(DFI)中,也有采用这种光电式转速传感器的情况,ECU根据其传来的G1和G2信号决定燃油喷射顺序及点火顺序;再根据Ne信号,分割成1°单位的曲轴角度,用于计算发动机的转速n,计算每一行程的进气量p以及用于控制点火的提前角ESA。
光电式转速传感输出的G1、G2信号与Ne信号的关系如图26所示。
b)设置在分电器内的光电式转速传感器的结构原理
图27是设置在分电器内的光电式转速传感器结构,主要由信号发生器、带缝隙和光孔的信号盘组成。信号盘安装在分电器轴上,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,如图28所示。信号发生器固装在分电器壳体上,主要由2只发光二极管、2只光敏二极管和电子电路组成,如图29。2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。信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间,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,产生有如信号发生器输出表征的曲轴位置和曲轴转速2个脉冲信号。如图30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ECU输送曲轴转角1°信号和120°信号。因信号发生器安装位置的关系,120°信号在活塞上止点前70°输出。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°,低电位亦对应1°,共同表征曲轴转角720°。与此同时,120°信号发生器共产生6个脉冲信号。