两个两级霍尔如何fpga 输出任意相位差相位差为90度的波

& & 控制定子绕组和电子感知转子的位置,需要精确、灵敏的位置传感器。块换向(例如使用霍尔开关)和(磁)场定向换向具有本质的区别。不同于采用离散开关点的块换向需要感知转子的扇区过渡,高动态或精确驱动所采用的场定向换向需要持续获得位置信息,极其精确地了解转子位置。例如,这可以通过采用角度传感器或无传感器方法实现。对于无传感器技术而言,通过感应反向的变化计算转子位置,这种算法由于采用和软件算法,增加了成本。此外,这种技术的另外一个缺点是:在转子达到特定的速度之前,不能提供可靠的信息。因此,与有传感器的BLDC电机相比,无传感器BLDC的启动特性较差。
& & 块换向
& & 对于块换向而言,通常由安装在电机中的三个霍尔传感器(即每个定子绕组一个传感器)提供转子位置反馈。双极控制磁铁和120&的霍尔传感器在每次旋转时可提供六个不同的开关组合(图1)。根据传感器提供的信息,在六个不同的控制阶段启动三个部分绕组。电流和电压的变化曲线呈块状。传感器的输出信号提供了数字图像,这可用较少的逻辑运算控制绕组。因此无需使用复杂的算法进行控制。在最简单的应用中,无需单片机即可实现块换向。因此,该技术的优势是使用相对简单和低成本的电子装置、精确度高、可对启动进行控制和启动扭矩高。英飞凌全新推出的TLE4961 或 TLE4968霍尔开关,可通过精确的磁开关点实现高效的BLDC电机块换向,精确感知转子位置。
& & 图1:带有霍尔开关的BLDC电机,可进行块换向
& & 精确的霍尔开关
& & 如前所述,对于块换向而言,三个霍尔开关位于转子四周,彼此的偏移量为120&。它们能够识别南、北极,相应地提供逻辑为0或逻辑为1的输出电压。转子的位置可根据所有三个霍尔开关的逻辑状态在60&的扇区内测定。根据这种信息,转子的绕组进行相应切换。为了实现这种操作,传感器必须能够精确地探测转子的位置。理想情况下,传感器应能够提供独立于转矩的换向信号。传感器的一个决定性标准是它们切换的相位保真度,否则在绕组和转子位置之间切换时将发生相位偏移。相位偏移能够导致更大的转矩波动,产生更大的和增加能耗。
& & 但是,由于制造的影响,每个传感器都规定了磁开关点容差。由于温度的升高,BLDC电机中的永磁体的磁场强度有所降低。机械应力和温度的波动将产生漂移影响。为了实现精确的霍尔传感器开关,这些影响必须得到补偿。
& & TLE4946和新型TLE4961和TLE4968霍尔开关具有非常好的相位保真度(图2)。该传感器集成了磁场开关阈值的温度补偿,开关阈值可根据温度进行调整,该传感器能够补偿磁铁的温度相关的场强变化。霍尔元件的&旋转霍尔探头&结构能够大大减少开关阈值的偏移,从而提高开关的整体稳定性。由于具备这种信号处理功能,测量和切换输出信号之间的时间略增,但是这种延时是恒定的,保持时间取决于块换向的速度。图3a和3b显示相位漂移的延迟时间和两个传感器之间漂移的开关阈值的总和:左侧为TLE4961-1 (旋转霍尔探头设计)和右侧为竞争对手的同类产品(非旋转霍尔探头设计)的开关阈值漂移。偏移对于相位保真的主要影响十分明显:TLE4961-1 的相位误差远远小于竞争对手同类产品。
& & 图2:新型TLE4961 和 TLE4968 霍尔开关,采用紧凑的SOT-23封装,具备出色的相位保真度等高级特性
& & 图3:旋转霍尔探头霍尔开关和非旋转霍尔探头霍尔开关相位差比较
& & 这种带有集成式补偿电路的新型霍尔芯片具备稳定的温度特性,从而减轻了技术变化的影响。主动误差补偿(一种旋转霍尔探头技术)可以补偿信号路径偏移和霍尔元件机械应力的影响。并且,霍尔开关还具有非常低的抖动(&0.3&s)。输出还具有过流和过温保护功能。
& & 场定向换向
& & 块换向的确存在概念相关的缺点。由于分为6个扇区,绕组在60&旋转期间不断开关(即只有在最大能效时才能产生力和磁力线,在短时间内彼此保持90&)。在转换点之前,力和磁力线矢量仅在60&时相关,在这种情况下能效降至87%。
& & 定子产生的磁场改善了这种情况,定子旋转的速度与转子完全相同:彼此的力和磁力线完全平行。这是由于绕组不再采用基于扇区的方法,而是通过脉冲激励的方法,进行开关,因此在转子的位置不同绕组磁场的总和产生了极佳的永久性总体磁场。最终,绕组产生正弦波电流,这意味着转矩和磁场总是保持平行。这种场定向程序具有很多优势,例如噪声级别极低、转矩非常稳定、能够实现变速励磁等。但是,其前提是能够极其精确地测定转子位置,而这单凭霍尔开关是不能实现的,还需要精确的角度传感器。
& & 精确的角度传感器
& & 对于场定向换向而言,角度传感器必须在产品的整个寿命内,无论温度和转速如何,都能精确测定磁铁的位置。TLE5009/TLE5012B 系列角度传感器能够快速更新测量数据,并且延时很短,因此提高了效率&&甚至在高转速和负荷变化的情况下。
& & 这种高精确的角度传感器位于转子轴端的前方(图4)。距离电机轴承最近的转子轴端安装了一个外径磁铁。该角度传感器可以可靠探测该磁场的旋转。
& & 图4:TLE5012B 角度传感器的应用示例
& & 新型TLE5009 和 TLE5012B 角度传感器基于英飞凌的创新型iGMR (集成巨磁)技术。通过提供放大的模拟接口,TLE5009大大提高了成本效益,而高度集成和多功能的TLE5012B 具有很强的数据处理功能,提供几个可供选择的数字接口。
& & TLE5012B (图5)设立了短时延和高信号分辨率的新标杆。它在整个操作范围内可提供1&的角度精确度和15位的分辨率,在室温下可实现0.6&的精确度。此外,通过测量和对测量数据进行综合性处理,TLE5012B还可考量内部时延长。也就是说,该传感器知道转速,可独立地将测量数据生成期间旋转的角度添加至输出值。此外,TLE5012B 可由用户选择接口:SSC、、增量式接口(IIF)、霍尔开关模式(HSM)和短PWM代码(SPC)。
& & 图5:高度集成和精确的TLE5012B 角度传感器可执行多种信号处理,因此减轻了单片机的负荷。
& & 结束语
& & 新型TLE496x 系列霍尔开关和TLE5009/TLE5012B 角度传感器,是性能强大的传感器,可应用于BLDC电机驱动。取决于机械布局、空间需求、电机电子装置的位置以及所需的精确度,从这些传感器中可选择适用任何应用的理想解决方案。TLE496x 开关可让设计人员设计出经济、紧凑的产品,而与离散型解决方案(即具有传感器桥路、霍尔元件、信号放大器和补偿软件)相比,TLE5009具有巨大的节支潜力,并且无需改变系统概念。具有综合信号处理功能的高度集成TLE5012B 还能让单片机无需实现精确的角度计算和复杂的校准算法。
& & 锁相霍尔开关
& & 新型霍尔开关TLE4961(锁相开关)和TLE 4968(双极开关)可在3.0 & 32V的电压范围内工作。无需额外的外部电阻器,它们能够耐受高达42V的电压。它们的磁开关点(Bop = +/- 1mT)具备极高的灵敏性和可靠性,由于带有集成式误差补偿电路,它们对于机械应力具有极高的耐受性。它们的输出装置还具有过压和过温保护功能。并且,它们抗静电能力高(+/- 7kV HBM)。正常速度下的抖动约为0.3&s。额定电力消耗为1.6mA,它们尤其适用于节能设计。可提供小型SOT23封装,它们的占板面积比普通的SC56小22%。它们还可提供含铅SS0-3封装。
& & 精确的角度传感器
& & 英飞凌的TLE 5009 和 TLE5012B角度传感器基于iGMR技术。它们可在0& - 360&的方向测量与它们的封装表面平行的磁场。这种iGMR传感器具备极其精确的角度分辨率以及快速的信号处理能力和较短的延时/更新时间。这使它们极其适合精确测定高动态应用中的转子位置。TLE5012B可配备不同的接口(由用户选择),为实现功能异常可靠的设计创造了条件。为了实现这一目标,该设备还具有先进的自检、状态监测功能,以及特殊的架构特性,例如两个集成式惠斯通传感器桥路每个都有独立的数据通道。
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如何用示波器测量电机相位角
我有更好的答案
  一、使用方法:用双踪示波法测量相位;将欲测量的两个信号A和B分别接到示波器的两个输入通道,示波器设置为双踪显示方式,调节有关旋钮,使荧光屏上显示两条大小适中的稳定波形,先利用荧光屏上的坐标测出信号的一个周期在水平方向上所占的长度,然后再测量两波形上对应点(如过零点、峰值点等)之间的水平距离,&则两信号的相位差为:ΔФ=(x/xT)×3600式电X为两波形上对应点之间的水平距离;XT为被测信号的一个周期在水平方向上所占的距离。为减小测量误差,还可取波形前后测量的平均值,用这种方法测相位差时应该注意,只能用其中一个信号去触发另一路信号,最好选择其中幅度较大的那一个,而不要用多个信号分别去触发,以便提供一个统一的参考点进行比较。尽管可以采用一些措施减小误差,但由于光迹的聚焦不可能非常细,读数时又有一定误差,使用双踪示波法测量相位差的准确度是不高的,尤其是相位差较小时误差更大。用图形法测量频率或相位,测量频率&:图形法测量频率时,示波器工作于X—Y方式下,频率已知的信号与频率未知的信号加到示波器的X、Y两个输人端,调节已知信号的频率,使荧光屏上得到图形,由此可测出被测信号的频率。示波器工作于X—Y方式时,X和Y两信号对电子束的使用时间总是相等的,而且X和Y信号分别确定的是电子束水平、垂直方向的位移,所以信号频率越高,波形经过垂直线和水平线的次数越多(如正弦波每个周期经过两),&即垂直线、水平线与图形的交点数分别与X和Y信号频率成正比。因此,图形存在关系:FY/FX=NH/NV式中,NH和Nv分别为水平线、垂直线与李沙育图形的交点数;FY和FX分别为示波器Y和X信号的频率。下表列出了常用的几种不同频率、不同相位的图形。  二、示波器的简单介绍:  示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏面上,就可产生细小的光点(这是传统的模拟示波器的工作原理)。在被测信号的作用下,电子束就好像一支笔的笔尖,可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。  三、图示:
首先,示波器电压量程一般为300V以下,对于220V电机,可以直接测量。对电压超过示波器测量范围的电压,可采用专用的高压探头或先用互感器等将电压变换为低电压。其次,示波器一般不能直接测量电流,需要用传感器将电流信号变换为电压信号再测量。第三,测量相位角,必须采用双通道示波器,一个通道测量电压,一个通道测量电流,将两个通道的横坐标时间调至相同,并且使波形稳定或按住Hold键。通过观测得到电压和电流波形的过零点时间差T1及信号周期T0,相位差=T1*360/T0。另外,也可以采用李萨育图形初略判断相位角的范围。第四,对于变频器供电的电机,波形较复杂,不易确定准确的过零点,若测量要求高,推荐采用专用的功率测量系统。如:AnyWay变频功率测量系统。
那利用反电动势能不能测电机相位角?测出来后又怎么样计算出来的?
你说的相位角到底是什么含义?怎么与反电动势扯上关系了?
我是想测伺服电机里U,V,W与编码器A,B,Z相之间的相位角关系?不知道怎么测量的?测量出来后又是怎么计算的?跪求答案……
伺服电机的UVW是指三相电压吗?你的伺服电机是三相交流电机吗?编码器的A、B、Z是指示电机的电机的转子位置,与三相输入电压没有必然关系。或许没有理解你的意思,可加我百度Hi交流。
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你想搞清楚伺服电机里面的UVW信号与ABZ信号的相位差之前的关系是么?1.UVW信号是编码器自带的电子启动换向型号(或者外加的霍尔启动信号)。这些信号是针对伺服电机电子启动而设定的。电机每转动一圈有三个启动信号即UVW,均匀分布于360°。2.ABZ信号只是编码器的脉冲信号,AB为相位差90度的两个脉冲信号,一圈有几十至上千个AB信号,是分辨编码器转动角度与正反转的重要参数;Z信号一般为一圈一个信号(或者多个),代表零位参考点。3.UVW信号与ABZ信号没有必然联系。UVW信号可以用霍尔传感器代替,例如无刷电机,里面就采用霍尔元件。在示波器下可以观测两者信号的波形。
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曲轴传感器
曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一,它提供点火时刻(点火提前角)、确认曲轴位置的信号,用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置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。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。
磁脉冲式曲轴位置传感器的检测磁脉冲式曲轴位置传感器工作原理
(1)日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器
该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后,如图 1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②产生120°信号,磁头①和磁头③共同产生曲轴1°转角信号。磁头②对着信号盘的120°凸缘,磁头①和磁头③对着信号盘的齿圈,彼此相隔了曲轴转角安装。信号发生器内有信号放大和整形电路,外部有四孔连接器,孔“1”为120°信号输出线,孔“2”为信号放大与整形电路的电源线,孔“3”为1°信号输出线,孔“4”为接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器中产生的信号输送到ECU。
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,从而在感应线圈里产生交变的电动势,经滤波整形后,即变成脉冲信号(如图 2所示)。发动机旋转一圈,磁头②上产生3个120°脉冲信号,磁头①和③各产生90个脉冲信号(交替产生)。由于磁头①和磁头③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①和③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 3所示)。
产生120°信号的磁头②安装在上止点前70°的位置(图 4),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②在各缸上止点前70°位置均产生一个脉冲信号。
(2)丰田公司磁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 5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,从而在感应线圈里产生交变的感应电动势,再将它放大后,送入ECU。
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 6(a)所示)。
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 6(b)所示,其一个周期的脉冲相当于30°曲轴转角(720°÷24=30°)。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依照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。
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 7所示。其产生信号的原理与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。图 8所示为曲轴位置传感器G1、G2、Ne信号与曲轴转角的关系。
磁脉冲式曲轴位置传感器的检测
以皇冠3.0轿车2JZ-GE型发动机电子控制系统中使用的磁脉冲式曲轴位置传感器为例说明其检测方法,曲轴位置传感器电路如图 9所示。
(1)曲轴位置传感器的电阻检查
点火开关OFF,拔开曲轴位置传感器的导线连接器,用万用表的电阻档测量曲轴位置传感器上各端子间的电阻值(表 1)。如电阻值不在规定的范围内,必须更换曲轴位置传感器。
表 1 曲轴位置传感器的电阻值
端子 条件 电阻值(Ω)
G1-G- 冷态 125-200
热态 160-235
G2-G- 冷态 125-200
热态 160-235
Ne-G- 冷态 155-250
热态 190-290
(2)曲轴位置传感器输出信号的检
拔下曲轴位置传感器的导线连接器,当发动机转动时,用万用表的电压档检测曲轴位置传感器上G1-G-、G2-G-、Ne-G-端子间是否有脉冲电压信号输出。如没有脉冲电压信号输出,则须更换曲轴位置传感器。
(3)感应线圈与正时转子的间隙检查
用厚薄规测量正时转子与感应线圈凸出部分的空气间隙(图 10),其间隙应为0.2-0.4mm。若间隙不合要求,则须更换分电器壳体总成。
曲轴传感器光电式曲轴位置传感器
光电式曲轴位置传感器的结构和工作
(1)日产公司光电式曲轴位置传感器的结构和工作
日产公司光电式曲轴位置传感器设置在分电器内,它由信号发生器和带缝隙和光孔的信号盘组成(图 11)。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 12所示。
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(图 13)。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。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,造成信号发生器输出表征曲轴位置和转角的脉冲信号。图 14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。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。
(2)“现代SONATA”汽车用光电式曲轴位置传感器的结构和工作
“现代SONATA”,汽车光电式曲轴位置传感器的工作原理与日产公司光电式曲轴位置传感器相似,其信号盘的结构稍有不同,如图 15所示。 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。其输出特性如图 16所示。
曲轴位置传感器的线路连接如图 17所示。其内设有两个发光二极管和两个光敏二极管,当发光二极管照射到信号盘光孔中的某一孔时,光线便照射到光敏二极管上,使电路导通。
曲轴传感器光电式曲轴位置传感器的检测
(1)曲轴位置传感器的线束检查
图 18所示为韩国“现代SONATA”汽车光电式曲轴位置传感器连接器(插头)的端子位置。检查时,脱开曲轴位置传感器的导线连接器,把点火开关置于“ON”,用万用表的电压档(图 19)测量线束侧4#端子与地间的电压应为12V,线束侧2#端子和3#端子与地间电压应为4.8-5.2V,用万用表的电阻档测量线束侧1#端子与地间应为0Ω(导通)。
(2)光电式曲轴位置传感器输出信号检测
用万用表电压档接在传感器侧3#端子和1#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#端子和1#端子电压应为1.8-2.5V。否则应更换曲轴位置传感器。
曲轴传感器霍尔式曲轴位置传感器的检测
霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应的原理,产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号的。它是利用触发叶片或轮齿改变通过霍尔元件的磁场强度,从而使霍尔元件产生脉冲的霍尔电压信号,经放大整形后即为曲轴位置传感器的输出信号。
霍尔式曲轴位置传感器的结构和工作
(1)采用触发叶片的霍尔式曲轴位置传感器
美国GM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。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°。
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),这时不产生霍尔电压;当触发叶片离开空气隙时,永久磁铁2的磁通便通过导磁板3穿过霍尔元件这时产生霍尔电压。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,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1°所对应的时间,并根据这一信号,控制点火时刻。该信号的功用相当于光电式曲轴位置传感器产生1°信号的功能。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,此信号相当于前述光电式曲轴位置传感器产生的120°信号。
(2)采用触发轮齿的霍尔式曲轴位置传感器
克莱斯勒公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在飞轮壳上,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号。北京切诺基车的霍尔式曲轴位置传感器,在2.5L四缸发动机的飞轮上有8个槽,分成两组,每4个槽为一组,两组相隔180°,每组中的相邻两槽相隔20°。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°。
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,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。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。传感器提供的每组信号,可被发动机ECU用来确定两缸活塞的位置,如在四缸发动机上,利用一组信号,可知活塞1和活塞4接近上止点;利用另一组信号,可知活塞2和活塞3接近上止点。故利用曲轴位置传感器,ECU可知道有两个气缸的活塞在接近上止点。由于第4个槽的脉冲下降沿对应活塞上止点(TDC)前4°,故ECU根据脉冲情况很容易确定活塞上止点前的运行位置。另外,ECU还可以根据各脉冲间通过的时间,计算出发动机的转速。
曲轴传感器霍尔式曲轴位置传感器的检测
霍尔式曲轴位置传感器的检测方法有一个共同点,即主要通过测量有无输出电脉冲信号来判断其是否良好。下面以北京切诺基的霍尔式曲轴位置传感器为例来说明其检测方法。
曲轴位置传感器与ECU有三条引线相连。其中一条是ECU向传感器加电压的电源线,输入传感器的电压为8V;另一条是传感器的输出信号线,当飞轮齿槽通过传感器时,霍尔传感器输出脉冲信号,高电位为5V,低电位为0.3V;第三条是通往传感器的接地线。
(1)传感器电源、电压的测试
点火开关置于“ON”,用万用表电压档测量ECU侧7#端子的电压应为8V,在传感器导线连接器“A”端子处测量电压也应为8V,否则为电源、线断路或接头接触不良。
(2)端子间电压的检测
用万用表的电压档,对传感器的ABC三个端子间进行测试,当点火开关置于“ON”时,A-C端子间的电压值约为8V;B-C端子间的电压值在发动机转动时,在0.3-5V之间变化,且数值显示呈脉冲性变化,最高电压5v,最低电压0.3V。如不符合以上结果,应更换曲轴位置传感器。
(3)电阻检测
点火开关置于“OFF”位置,拔下曲轴位置传感器导线连接器,用万用表Ω档跨接在传感器侧的端子A-B或A-C间,此时万用表显示读数为∞(开路),如果指示有电阻,则应更换曲轴位置传感器。
GM(通用)公司触发叶片式霍尔传感器的测试方法与上述相似,只是端子为4个,上止点信号(内信号轮触发)输出端与接地端为脉冲电压显示。
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