磁脈沖式曲軸位置傳感器的檢測磁脈沖式曲軸位置傳感器工作原理
（1）日產(chǎn)公司磁脈沖式曲軸位置傳感器
該曲軸位置傳感器安裝在曲軸前端的皮帶輪之后，如圖 1所示。在皮帶輪后端設置一個帶有細齒的薄圓齒盤（用以產(chǎn)生信號，稱為信號盤），它和曲軸皮帶輪一起裝在曲軸上，隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)。在信號盤的外緣，沿著圓周每隔4°有個齒。共有90個齒，并且每隔120°布置1個凸緣，共3個。安裝在信號盤邊沿的傳感器盒是產(chǎn)生電信號信號發(fā)生器。信號發(fā)生器內(nèi)有3個在永久磁鐵上繞有感應線圈的磁頭，其中磁頭②產(chǎn)生120°信號，磁頭①和磁頭③共同產(chǎn)生曲軸1°轉(zhuǎn)角信號。磁頭②對著信號盤的120°凸緣，磁頭①和磁頭③對著信號盤的齒圈，彼此相隔了曲軸轉(zhuǎn)角安裝。信號發(fā)生器內(nèi)有信號放大和整形電路，外部有四孔連接器，孔“1”為120°信號輸出線，孔“2”為信號放大與整形電路的電源線，孔“3”為1°信號輸出線，孔“4”為接地線。通過該連接器將曲軸位置傳感器中產(chǎn)生的信號輸送到ECU。
發(fā)動機轉(zhuǎn)動時，信號盤的齒和凸緣引起通過感應線圈的磁場發(fā)生變化，從而在感應線圈里產(chǎn)生交變的電動勢，經(jīng)濾波整形后，即變成脈沖信號（如圖 2所示）。發(fā)動機旋轉(zhuǎn)一圈，磁頭②上產(chǎn)生3個120°脈沖信號，磁頭①和③各產(chǎn)生90個脈沖信號（交替產(chǎn)生）。由于磁頭①和磁頭③相隔3°曲軸轉(zhuǎn)角安裝，而它們又都是每隔4°產(chǎn)生一個脈沖信號，所以磁頭①和磁頭③所產(chǎn)生的脈沖信號相位差正好為90°。將這兩個脈沖信號送入信號放大與整形電路中合成后，即產(chǎn)生曲軸1°轉(zhuǎn)角的信號（如圖 3所示）。
產(chǎn)生120°信號的磁頭②安裝在上止點前70°的位置（圖 4），故其信號亦可稱為上止點前70°信號，即發(fā)動機在運轉(zhuǎn)過程中，磁頭②在各缸上止點前70°位置均產(chǎn)生一個脈沖信號。
（2）豐田公司磁脈沖式曲軸位置傳感器
豐田公司TCCS系統(tǒng)用磁脈沖式曲軸位置傳感器安裝在分電器內(nèi)，其結(jié)構(gòu)如圖 5所示。該傳感器分成上、下兩部分，上部分產(chǎn)生G信號，下部分產(chǎn)生Ne信號，都是利用帶有輪齒的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，使信號發(fā)生器感應線圈內(nèi)的磁通變化，從而在感應線圈里產(chǎn)生交變的感應電動勢，再將它放大后，送入ECU。
日產(chǎn)公司光電式曲軸位置傳感器設置在分電器內(nèi)，它由信號發(fā)生器和帶縫隙和光孔的信號盤組成。信號盤安裝在分電器軸上，其外圍有360條縫隙，產(chǎn)生1°（曲軸轉(zhuǎn)角）信號；外圍稍靠內(nèi)側(cè)分布著6個光孔（間隔60°），產(chǎn)生120°信號，其中有一個較寬的光孔是產(chǎn)生對應第1缸上止點的120°信號的，如圖 12所示。
信號發(fā)生器固裝在分電器殼體上，主要由兩只發(fā)光二極管、兩只光敏二極管和電子電路組成（圖 13）。兩只發(fā)光二極管分別正對著光敏二極管，發(fā)光二極管以光敏二極管為照射目標。信號盤位于發(fā)光二極管和光敏二極管之間，當信號盤隨發(fā)動機曲軸運轉(zhuǎn)時，因信號盤上有光孔，產(chǎn)生透光和遮光的交替變化，造成信號發(fā)生器輸出表征曲軸位置和轉(zhuǎn)角的脈沖信號。圖 14所示為光電式信號發(fā)生器的作用原理。
當發(fā)光二極管的光束照射到光敏二極管上時，光敏二極管感光而導通；當發(fā)光二極管的光束被遮擋時，光敏二極管截止。信號發(fā)生器輸出的脈沖電壓信號送至電子電路放大整形后，即向電控單元輸送曲軸轉(zhuǎn)角1°信號和120°信號。因信號發(fā)生器安裝位置的關系，120°信號在活塞上止點前70°輸出。發(fā)動機曲軸每轉(zhuǎn)2圈，分電器軸轉(zhuǎn)1圈，則1°信號發(fā)生器輸出360個脈沖，每個脈沖周期高電位對應1°，低電位亦對應1°，共表征曲軸轉(zhuǎn)角720°。與此同時，120°信號發(fā)生器共產(chǎn)生6個脈沖信號。
霍爾式曲軸位置傳感器是利用霍爾效應的原理，產(chǎn)生與曲軸轉(zhuǎn)角相對應的電壓脈沖信號的。它是利用觸發(fā)葉片或輪齒改變通過霍爾元件的磁場強度，從而使霍爾元件產(chǎn)生脈沖的霍爾電壓信號，經(jīng)放大整形后即為曲軸位置傳感器的輸出信號。
美國GM公司的霍爾式曲軸位置傳感器安裝在曲軸前端，采用觸發(fā)葉片的結(jié)構(gòu)型式。在發(fā)動機的曲軸皮帶輪前端固裝著內(nèi)外兩個帶觸發(fā)葉片的信號輪，與曲軸一起旋轉(zhuǎn)。外信號輪外緣上均勻分布著18個觸發(fā)葉片和18個窗口，每個觸發(fā)葉片和窗口的寬度為10°弧長；內(nèi)信號輪外緣上設有3個觸發(fā)葉片和3個窗口，3個觸發(fā)葉片的寬度不同，分別為100°、90°和110°弧長，3個窗口的寬度亦不相同，分別為20°、30°和10°弧長。由于內(nèi)信號輪的安裝位置關系，寬度為100°弧長的觸發(fā)葉片前沿位于第1缸和第4缸上止點（TDC）前75°，90°弧長的觸發(fā)葉片前沿在第6缸和第3缸上止點前75°，110°弧長的觸發(fā)葉片前沿在第5缸和第2缸上止點前75°。
霍爾信號發(fā)生器由永久磁鐵、導磁板和霍爾集成電路等組成。內(nèi)外信號輪側(cè)面各設置一個霍爾信號發(fā)生器。信號輪轉(zhuǎn)動時，每當葉片進入永久磁鐵與霍爾元件之間的空氣隙時，霍爾集成電路中的磁場即被觸發(fā)葉片所旁路（或稱隔磁），這時不產(chǎn)生霍爾電壓；當觸發(fā)葉片離開空氣隙時，永久磁鐵2的磁通便通過導磁板3穿過霍爾元件這時產(chǎn)生霍爾電壓。將霍爾元件間歇產(chǎn)生的霍爾電壓信號經(jīng)霍爾集成電路放大整形后，即向ECU輸送電壓脈沖信號,外信號輪每旋轉(zhuǎn)1周產(chǎn)生18個脈沖信號（稱為18X信號），1個脈沖周期相當于曲軸旋轉(zhuǎn)20°轉(zhuǎn)角的時間，ECU再將1個脈沖周期均分為20等份，即可求得曲軸旋轉(zhuǎn)1°所對應的時間，并根據(jù)這一信號，控制點火時刻。該信號的功用相當于光電式曲軸位置傳感器產(chǎn)生1°信號的功能。內(nèi)信號輪每旋轉(zhuǎn)1周產(chǎn)生3個不同寬度的電壓脈沖信號（稱為3X信號），脈沖周期均為120°曲軸轉(zhuǎn)角的時間，脈沖上升沿分別產(chǎn)生于第1、4缸、第3、6缸和第2、5缸上止點前75°作為ECU判別氣缸和計算點火時刻的基準信號，此信號相當于前述光電式曲軸位置傳感器產(chǎn)生的120°信號。
