Induktiver Kurbelwellensensor - In Betrieb

Sie brauchen ein PicoSope, um diesen Test durchzuführen.

Die Zahnrad-Bezugsmarken unten verweisen auf eine Reihe möglicher Bauteile:

Schwungrad
Mitnehmerscheibe
Riemenscheibeneinheit
Steuerscheibe
Adapterplatte
Hohlrad

Der Zweck dieses Tests ist, den Betrieb eines induktiven Kurbelwellenpositionssensors mit einem Erdrückleitungskreis (potenzialgebunden) zu bewerten.

Beachten: Der korrekte Betrieb des induktiven potenzialfreien Kurbelwellenpositionssensors hängt von der Integrität seiner internen Spulenwicklungen, seinem Schaltkreis, seine Anpassung zum Impulsgeber und der Luftspalte zwischen Kurbelwellensensor und dem Zahnrad ab.

Das nachstehende Testverfahren setzt voraus, dass alle oben genannten Konditionen ordnungsgemäß sind und der Kurbelwellenpositionssensor korrekt funktioniert. Sollten irgendwelche Defekte beim Betrieb des Sensors während dieser Tests identifiziert werden, heißt das nicht, dass der Kurbelwellensensor selbst defekt ist.

Der Sensor weist Funktionsmerkmale auf, die aufgrund von Schaltkreisfehlern, elektromagnetischen Störungen, mechanischen Defekten (Zahnrad/Zahnscheibe) oder Mess-/Anschlussfehlern nicht konsistent sind. Das erhaltene Ergebnis sind deshalb Symptome grundlegender Konditionen und somit nicht ein Ergebnis eines defekten Sensors. Deshalb ist es von höchster Wichtigkeit, eine grundsätzliche Inspektion aller oben genannten Artikel durchzuführen, bevor die Messungen vorgenommen werden, um eine Fehldiagnose des Sensors zu vermeiden.

Alle nummerischen Angaben auf dieser Hilfeseite sind spezifisch und nicht für jeden Motorentyp anwendbar.

Figure 1 - Scope connections

Ausführen des Tests

Zubehörteile

  1. TA125 BNC-Prüfkabel
  2. TA158 Schwarze Batterieklemme
  3. 6-Wege Universal-Breakout-Kabel (PP943)

PicoScope-Einstellungen

  1. Kanal A Eingangsbereich ±20 V
  2. Channel A AC gekoppelt
  3. Zeitbasis 20 ms/div
  4. Anzahl der Abtastungen 1 MS

Mithilfe des Fahrzeugschaltplans identifizieren Sie den Signaldraht des Kurbelwellensensors.

Der induktive Kurbelwellensensor benutzt üblicherweise zwei Drähte, einer mit dem Signal während des Kurbelns und der andere mit 0 Volt.

  1. Finden Sie den Mehrfachstecker des Sensors, und ziehen Sie ihn heraus.
  2. Setzen Sie zwei relevante Universal-Breakout-Kabel zwischen den Sensor und den Kabelbaum des Fahrzeugs ein, um den Schaltkreis wieder zu vollenden (siehe Abb. 1 oben).
  3. Schließen Sie das blaue TA125 Prüfkabel an Kanal A des Oszilloskops (BNC-Anschlussklemme).
  4. Schließen Sie das blaue Prüfkabel (4 mm Klemme) an das Breakout-Kabel, das mit dem Signaldraht des Sensors verbunden ist (beachten Sie hierzu den Verdrahtungsplan des Herstellers).
  5. Schließen Sie das schwarze Kabel an das Fahrzeuggestell oder an den Minuspol der Batterie, mithilfe der schwarzen TA158 Batterieklemme.
  6. Bedienen Sie sich Ihrer Oszilloskopsoftware, indem Sie entweder die Leertaste auf Ihrer Tastatur oder den Go-Taster in PicoScope drücken.
  7. Lassen Sie den Motor an und laufen, während Sie das Signal auf Kanal A beobachten.
  8. Drücken Sie den Stop-Taster in PicoScope, um die Erfassung aufzuhalten, und die Kurvenanalyse zu aktivieren (siehe Abbildung 2 unten).

Beispielkurve und Diagnostik

Figure 2 - Example waveform

Alle Werte in dieser Beispielkurve sind kennzeichnend und nicht für alle Fahrzeugtypen zutreffend.

Kanal A. Abbildung 2 gibt die AC-Ausgangsspannung des Kurbelwellenpositionssensors an, während der Motor im Leerlauf läuft.

Ziehen Sie die technischen Daten des Fahrzeugs für spezielle Testbedingungen und Ergebnisse hinzu.

Typische Werte
Motorleerlauf: ca. 650-850 U/Min

Das Signallineal auf Null Volt muss durch die Mitte der Sensorkurve laufen.

Zeigt die Zahnlücken des Sensor-Impulsgeberrads an, wird oft fälschlich für einen OT gehalten siehe (Diagnostikhinweise) unten.

Mindestamplitude der Sensorsausgangsignalspannung, aufgrund der Reduktion der Kurbeldrehzahl als Ergebnis des Arbeitstakts (siehe Weitere Informationen unten).

Mindestamplitude der Sensorsausgangsignalspannung, aufgrund der Erhöhung der Kurbeldrehzahl als Ergebnis des Arbeitstakts (siehe Weitere Informationen unten).

Zeit- und Umdrehungslineare zeigen eine Umdrehung der Kurbelwelle zwischen den Zahnlücken des Impulsgeberrads an. Abbildung 2 bestätigt 34 Zähne in einer Kurbelwellenumdrehung mit zwei Zahnlücken, die die Kurbelwellenposition angeben.

Zeigt die Motordrehzahl begründet auf der Position der Zeitlineale an . Zeitlineale, die auf nachfolgenden Zahnlücken des Impulsgeberrads platziert werden, ermöglichen es PicoScope, die Frequenz eines vollständigen Takts (Umdrehung) der Kurbelwelle zu errechnen. Sowohl Frequenz und noch wichtiger, die U/Min werden dann unter Punkt angezeigt.

Weitere Informationen

Der Kurbelwellenpositionssensor gilt als eines der fundamentalen Komponente des modernen Motorsteuerungssystems. Während wunderbar einfach in seiner Konstruktion, gewährleistet die korrekte Anwendung dieses Sensors einen zuverlässig arbeitenden Motor. Um die Rolle, die der induktive Kurbelwellensensor spielt, wirklich schätzen zu können, müssen wir uns mit dem Funktionsprinzip, das der Wechselspannung zugrunde liegt, und die von solch einem kritischen Bauteil erzeugt wird, vertraut machen. Wenn wir die Funktionen dieses Bauteils einmal verstanden haben, können wir auch die Ursache eines jeden Fehlers innerhalb unserer Kurve auswerten.

Funktionsprinzip

Der induktive Kurbelwellensensor besteht aus zwei grundlegenden Komponenten, einer Drahtspule, die um einen permanenten Magneten gewunden ist.

Figure 3 - CPS Operating principle

Jedes Ende der Drahtspule ist im Steuergerät angeschlossen, wo die erzeugte AC- Ausgangssignalspannung vom Steuergerät benutzt wird, um die Kurbelwellendrehzahl und Position anzugeben, während der verbleibende Spulendraht (-) an eine Bezugserde (siehe Abbildung 3) angeschlossen ist.

Erstellung einer Wechselspannung

Das Permanentmagnet im Kurbelwellensensor erstellt auf natürliche Weise ein Magnetfeld um die Spulenwicklungen herum. Sollte ein metallischer Gegenstand in dieses Magnetfeld eindringen (in der Form unseres Zahnrads), so ändert sich die Stärke des Magnetfelds und wird, je nach Drehzahl oder -Drehrichtung des Zahnrads, erhöht oder vermindert (siehe Abbildung 4). Die Variationen im Magnetfeld haben den wünschenswerten Effekt, eine Wechselspannung in der Spulenwicklung einzuführen, die vom Steuergerät benutzt werden kann, Motordrehzahl und Position anzuzeigen.

N.B Die Variation im Magnetfeld ist allein verantwortlich für die Einführung einer Wechselspannung in die Spulenwicklungen. Wenn das Impulsgeberrad anhält, wird keine Spannung mehr erstellt, ganz gleich, in welcher Position das Impulsgeberrad im Verhältnis zum Kurvenwellenpositionssensor steht.

Ausgangsspannung des induktiven Kurbelwellensensors im Verhältnis zum Impulsgeberrad.

Figure 4

Figure 5

Die Kurbelwellensensorkurve enthält Aussetzer im Signal, wo das Impulsgeberrad (Zahnscheibe) eine vorsätzliche Lücke (fehlender Zahn oder fehlende Zähne) in den gleichmäßigen Abständen zwischen den Zähnen gelassen hat (siehe Abb. 5 und 2).

Das Steuergerät benutzt diesen Aussetzer im Signal, um die Position der Kurbelwelle zu identifizieren, die sich auf den OT beziehen kann oder nicht. Hersteller benutzen die Zahnlücken im Impulsgeberrad, um eine Anzahl von Kurbelwellenpositionen anzuzeigen. z. B. Kolben in linearer Stellung, (Motor in sicherer Stellung) OT, Anzahl der Grade vor OT, oder sie können eine Kombination Zahnlücken zu Intervallen von 90 Grad wählen. Für eine präzise Bewertung des Kurbelwellenposition-Bezugserdesignals beachten Sie bitte das relevante Werkstatthandbuch.

Die Kurbelwellendrehzahlberechnung basiert auf der Frequenz des AC-Ausgangssignals vom Kurbelwellensensor. Indem die Drehzahl der Kurbelwelle ansteigt, erhöht sich auch die Frequenz des Sensor-Ausgangssignals in direktem Verhältnis dazu. Die Signalamplitude steigt ebenfalls an, wenn die Motorendrehzahl 20V AC zu höheren Motorendrehzahlen überschreitet (siehe Abb. 6).

Figure 6

Der Anstieg und Abfall der Frequenz/Amplitude kann auf Abbildung 2 gesehen werden, wo die Last, die während des Verdichtungstakts auf die Kurbelwelle platziert wurde, zu einer momentanen Reduktion der Wellendrehzahl führt . Hier können wir eine Verminderung der Frequenz und einen Abfall der Amplitude in direktem Kontrast zu sehen, wo die Kurbelwelle momentan kurz nach der OT Verdichtung (Arbeitstakt) eine höhere Drehzahl aufzeigt, was zu einer Erhöhung der Frequenz und einem Anstieg in der Amplitude führt.

Das Steuergerät benutzt diese Signalcharakteristiken, um die Beschleunigung und Verlangsamung der Kurbelwelle nach jedem Verbrennungsereignis anzuzeigen, um eine Fehlzündung oder eine schlechte Zylinderverteilung (Zylinderausgleich) zu erkennen. Vorausgesetzt alle Motorverdichtungs- und Verbrennungsereignisse sind gleichwertig, so müssten wir einen einheitlichen Anstieg und Abfall des Sensorsignals mit einer konstanten Kurbeldrehzahl erhalten.

Die Kurbeldrehzahl kann vom Sensorsignal berechnet werden, indem Zeitlineale an jeder Aussetzerstelle hintereinander platziert werden (Zahnlücke(n)), siehe Abbildung 2 .

Die meisten dieser Impulsgeberräder enthalten 36 oder 60 Zähne, wobei 1 oder 2 Zähne an einer einzigen Stelle an ihrem Umfang fehlen. Platzieren des Zeitlineals direkt auf den Aussetzerstellen zeigt eine Kurbelwellenumdrehung an. In der obigen Beispielkurve sehen wir 34 Zähne zwischen den Zeitlinealen, folglich wird ein Zahnrad mit 34 Zähnen an seinem Umfang mit 2 Zahnlücken für die Motorpositionsbezugsmarke angegeben (36 Zähne - 2 Zahn = 1 Kurbelwellenumdrehung).

Platzieren eines Zeitlineals auf aufeinanderfolgenden Aussetzerstellen innerhalb der Kurve ermöglicht PicoScope, die Kurbelwellendrehzahl basiert auf der Frequenz der Kurbelwelle (Takte pro Sekunde) zu berechnen.

Auf Abbildung 2 wurde jedes Zeitlineal auf die Stelle der Zahnlücken positioniert (eine Kurbelwellenumdrehung), wobei die Frequenz zwischen den Zeitlinealen zu 11,63 Hz in der Frequenzlegende berechnet wird.

Um die Frequenz auf U/Min umzuwandeln, multiplizieren wir 11,63 Hz einfach mit 60, um 697,7 U/Min zu erhalten. Sowohl der Frequenz- als auch der U/Min-Wert der Kurbelwelle wird auf der Frequenzlegende angezeigt.

Fehlersuche (Schaltkreistests)

Am Kabelbaum des Fahrzeugs montierter und demontierter Kurbelwellenpositionssensor

Der Widerstandswert der Drahtspule, die um den Permanentmagnet gewickelt ist, sorgt für die Integrität des Sensors und ist sehr wichtig, um Ausgangspannung/Ausgangssignal zu korrigieren. Fehlerhafte Widerstandswerte oder ein Fahrzeugerdschluss führt zu einem Ausfall des Ausgangssignals.

Typische Sensordrahtspulen-Widerstandswerte sind von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich, beachten Sie daher das relevante Werkstatthandbuch für die korrekten technischen Daten.

Um den Widerstandswert des Kurbelwellensensors zu testen, trennen Sie den Sensor vom Fahrzeug-Kabelbaum ab und schließen einen Ohmmeter an, wie auf Abbildung 7 unten dargestellt wird:

Figure 7

Figure 8

Da der Sensorwiderstandswert in den Daten zu finden ist, können Sie bei der Widerstandsprüfung auch gleich einen Erdschluss sehr schnell ausführen. Abbildung 8 zeigt an, wie der Ohmmeter angeschlossen wird, um zu bestätigen, dass kein Fahrzeugerdschluss vorhanden ist. Ein Wert höher als 10 kOhm genügt, um zu bestätigen, dass kein Erdschluss vorhanden ist (ein unendlicher oder Unterbrechungswiderstandswert ist erwünscht).

Am Kabelbaum des Fahrzeugs montierter und angeschlossener Kurbelwellenpositionssensor

Je nach Hersteller kann eine Vorspannung am Signaldraht des Sensors vorhanden sein. Die Vorspannung wird vom Steuergerät erstellt und wird als Diagnosehilfe von Sensor-Schaltkreisfehlern und Geräuschunterdrückung benutzt (Störungen von nahebei befindlichen elektrischen Bauteilen).

Um die Vorspannung zu messen, schließen Sie PicoScope genau wie oben in Ausführen des Tests (Abbildung 1) beschrieben wird, an und folgen Sie Schritte 1 bis 5, gefolgt von:

6. Wählen Sie die Gleichstromkupplung Kanal A, und reduzieren Sie den Spannungsbereich auf ±5 V (siehe Abbildung 9).
7. Schalten Sie die Zündung ein (den Motor nicht anlassen oder starten).
8. Bedienen Sie sich Ihrer Oszilloskopsoftware, indem Sie entweder die Leertaste auf Ihrer Tastatur oder den Go-Taster in PicoScope drücken.
9. Drücken Sie denStop-Taster in PicoScope, um die Erfassung aufzuhalten, und die Kurvenanalyse zu aktivieren.

Figure 9

Fehlersuche (mechanische Tests)

Eine technische Prüfung des Kurbelwellensensors ist erforderlich, wenn die erhaltene Kurve eine Unstimmigkeit anzeigt. Die nachstehende Liste hebt einige wichtige Bereiche für Prüfungen hervor.

  • Anbringen des Kurbelwellensensors an das Gehäuse /Montage Der Sensor muss korrekt eingesetzt und abgesichert sein.
  • Prüfen Sie die Sensorspitze auf Beschädigung / Fremdkörper.
  • Prüfen Sie das Impulsgeberrad auf Beschädigung / Fremdkörper.
  • Prüfen Sie die Luftlücke zwischen Sensor und Impulsgeberrad.
  • Prüfen Sie die Unrundheit des Impulsgeberrads.
  • Prüfen Sie das Axialspiel am Impulsgeberrad.
  • Untersuchen Sie den Sensor auf Eindringen von Wasser oder Kühlwasser und Korrosion.
  • Prüfen Sie die Sensor- und Steuergerät-Ausrichtungsfehler gemäß der Fahrzeugspezifikation.
  • Prüfen Sie den Sensorsitz auf Störursachen (große Stromverbraucher z.B. Anlasser, Zündspulen und Einspritzventile).

AT430-1(DE)

Haftungsausschluss
Diese Online-Hilfe kann ohne vorherige Benachrichtigung geändert werden. Die Informationen darin wurden sorgfältig geprüft und als korrekt erachtet. Die Informationen sind ein Beispiel, das auf unseren Untersuchungen beruht und keine definitive Erklärung. Pico Technology haftet in keiner Weise für irgendwelche Fehler. Jedes Fahrzeug kann anders sein und benötigt individuelle Testeinstellungen.