二、磁脉冲式曲轴位置传感器

1.丰田车系磁脉冲式曲轴位置传感器

（1）结构 丰田公司TCCS系统使用转子磁脉冲曲轴位置传感器，安装在分电器内，其结构如图4-24所示。该传感器分上下两部分，上部分产生G信号，下部分产生Ne信号。两部分都是利用带轮齿的转子旋转，使信号发生器内的线圈磁通变化，从而产生交变电势，经放大后，将该信号输入电子控制单元。

Ne信号用来检测曲轴转角和发动机转速信号，它相当于轮齿式曲轴位置传感器的1°信号。它由固定在分电器内下半部等间隔24个齿轮的转子（即Ne正时转子）及固定在轮齿转子对面的感应线圈组合而成。

图4-24 转子磁脉冲式曲轴位置传感器

（2）工作原理 轮齿随转子的转动而转动，与感应线圈凸缘（即磁头）的空气间隙变化，使感应线圈的磁场变化而产生感应电动势。轮齿靠近或远离磁头时，都会产生一次增减磁通的变化。每一个轮齿通过磁头时，都会在感应线圈中产生一个完整的交流电压信号。

图4-25 Ne信号发生器结构与波形

Ne正时转子上有24个齿，转子转一圈，即曲轴转两圈（720°）时，感应线圈产生24个交流信号，即Ne信号。Ne信号如图4-25所示，它的一个周期的脉冲相当于30°曲轴转角（720°÷24=30°）。更精确的转角测量是利用30°转角的时间，由ECU再均分30等份，产生1°曲轴转角的信号。同时，检测发动机的转速，是由ECU依照Ne信号的两个脉冲，即60°曲轴转角所经过的时间为基准测量发动机的转速。

G信号用于识别气缸及检测活塞上止点位置，这相当于轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器的120°信号。G信号是位于Ne信号发生器上方的凸缘轮（即G正时转子）及其对面对称的两个感应线圈产生的，其结构如图4-26所示。G信号的产生原理与Ne信号产生原理相同，G信号也用于作为Ne信号计算曲轴转角的基准信号。

图4-26 G信号发生器机构与波形

G₁、G₂信号分别用于检测第6缸及第1缸上止点位置，由于G₁、G₂信号发生器设置的关系，当产生G₁、G₂信号时，实际上活塞并不是正好在上止点，而是在上止点前10°的位置。曲轴位置传感器的G₁、G₂和Ne信号与曲轴转角的关系如图4-27所示。

（3）连接电路 曲轴位置传感器与ECU的连接电路如图4-28所示。

（4）检测

1）曲轴位置传感器的电阻检测。关闭点火开关，拔下曲轴位置传感器插接器插头，用万用表的电阻档测量曲轴位置传感器上各端子间电阻，其电阻值应符合表4-6中的规定。如果电阻值不在规定范围内，必须更换曲轴位置传感器。

图4-27 G、Ne信号与曲轴转角的关系

图4-28 曲轴位置传感器与ECU的连接电路

表4-6 曲轴位置传感器各端子间电阻

2）检查曲轴位置传感器的输出信号。拔下曲轴位置传感器上的插接器，当发动机运转时，用万用表的电压档检测曲轴位置传感器上G₁-G-、G₂-G-、Ne-G-端子间是否有电压脉冲信号输出。如果没有电压脉冲信号输出，则应更换曲轴位置传感器。

3）检查感应线圈与正时转子的间隙。用塞尺测量正时转子与感应线圈凸出部分的空气间隙，其标准间隙为0.2～0.4mm，如图4-29所示。若间隙不在规定范围，则应调整或更换分电器总成。

2.大众车系磁脉冲式曲轴位置传感器

大众轿车使用轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器G28，用它检测发动机曲轴转角和活塞上止点，并将检测信号及时输入发动机电子控制单元，用以控制点火时刻和喷油正时，同时也用于测量发动机的转速。

（1）结构 磁脉冲式传感器用螺钉固定在发动机缸体上，由传感器磁头、齿缺、信号转子和插接器插头组成，如图4-30所示。线圈即为信号线圈，永磁铁上带有一个磁头，磁头与信号转子相对安装，磁头与导磁板连接构成导磁回路。在信号转子的圆周上均匀制有58个凸齿、57个小齿缺和一个大齿缺，大齿缺输出基准信号，对应1缸或4缸上止点前一定角度。大齿缺所占的弧度相当于两个凸齿和三个小齿缺所占的弧度，所以每个凸齿和小齿缺所占的曲轴转角均为3°，大齿缺所占的曲轴转角为15°。

图4-29 感应线圈与正时转子的间隙检查

图4-30 曲轴位置传感器的结构

（2）原理 当信号转子凸齿的中心线与磁头对正时，磁通的变化率为零，在线圈中的感应电动势为零；而当信号转子的凸齿离开磁头时，磁通量减少，感应电动势为负值；而当信号转子的凸齿接近磁头时，凸齿与磁头间的气隙减小、磁通量增多，感应电动势为正值。可知，信号转子每转过一个凸齿，传感线圈中就产生一个交变电动势，即一个最大值和一个最小值，感应线圈即输出一个交变电压信号。信号转子上的大齿缺转过磁头时，输出一个宽脉冲信号，该信号对应1缸或4缸上止点前一定角度。ECU接收到宽脉冲信号时，再根据凸轮轴位置传感器输入的信号最终判定是1缸还是4缸在上止点前。信号转子上有58个凸齿，所以信号转子每转一圈，传感器线圈就产生58个交变电压信号，并输入ECU，作为计算曲轴转速和曲轴转角的依据。

在发动机运行中，当曲轴位置传感器出现故障时，会导致信号中断，发动机立即熄火，这时电子控制单元可以诊断到故障并进行存储。利用V.A.G1551或V.A.G1552故障诊断仪，通过故障诊断插座可以读取故障信息。对于曲轴位置传感器的检测，主要测量各端子间电阻、信号转子凸齿与磁头间间隙等。

（3）电路连接 曲轴位置传感器与ECU的电路连接如图4-31所示。端子1为转速与转角正极，与ECU的56号端子相连；端子2为转速与转角的负极，与ECU的63号端子相连；3号端子为屏蔽线端子，与ECU的67号端子相连。

（4）测量

1）检查曲轴位置传感器的电阻。关闭点火开关，拔下传感器插接器插头，按图4-31进行，检查传感器上1号与2号端子间电阻，应为450～1000Ω。若电阻为无穷大，说明信号线圈存在断路，应更换传感器。检查传感器上1号或2号端子与屏蔽线3号端子之间的电阻，阻值应为无穷大，如果电阻不是无穷大，则应更换传感器。

图4-31 曲轴位置传感器与ECU的电路连接

2）检查传感器与ECU之间的连接线束。分别检查1号与56号端子、2号与63号端子、3号与67号端子间的电阻值，应不超过1.5Ω。如果电阻为无穷大，说明存在导线断路或接触不良，需进行维修。

3）检查信号转子与磁头间间隙。用塞尺检查信号转子与磁头间间隙，标准值为0.2～0.4mm。若有变化，需进行调整。

3.日产车系磁脉冲式曲轴位置传感器

（1）结构 日产车系的轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器由轮齿式信号盘、磁头、线圈、脉冲成形电路、插接器等组成，如图4-32所示。它安装在曲轴前端的带轮之后。在带轮后端有一个带细齿的薄齿盘，即信号盘。信号盘和曲轴带轮一起安装在曲轴上，与曲轴一起旋转。在信号盘的外缘，沿圆周每隔4°加工1个齿，共90个齿。此外，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信号的发生器，在内部有3个绕有线圈的永磁铁磁头，其中磁头A和磁头C共同产生曲轴1°信号，磁头B产生120°信号。磁头A和磁头C对着信号盘的齿圈，磁头A相对于磁头C间隔3°曲轴转角位置。磁头B对着信号盘的120°凸缘。信号发生器内有信号形成与放大电路，外部有四孔插接器，1号端子为120°信号输出，2号端子为信号形成与放大电路的电源孔，3号端子为1°信号输出线，4号端子为搭铁线。通过插接器将曲轴位置传感器的感应信号输入电子控制单元。

图4-32 轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器

（2）原理 发动机运转时，信号盘的齿和凸缘切割磁场的磁感线，使绕在磁铁上的感应线圈产生感应电动势，经滤波整形后，形成脉冲信号，如图4-33所示。曲轴每转一圈，在磁头B上产生120°脉冲信号，在磁头A和C上交替各产生90个脉冲信号。

图4-33 脉冲信号的产生

因为磁头A和C相隔3°，而磁头A和C又都是每隔4°产生一个脉冲信号，所以磁头A和C产生的脉冲信号实际上存在90°相位差，将这两个信号送入信号形成与放大电路合成信号，即产生曲轴1°转角信号，如图4-34所示。

产生120°信号的磁头B安装在上止点前70°的位置，如图4-35所示。该信号也叫做上止点前70°信号，即发动机在运转时，各缸上止点前70°均由磁头B产生一个脉冲信号。

图4-34 曲轴1°转角信号产生原理

图4-35 磁头B与曲轴的位置关系

4.别克车系磁脉冲式曲轴位置传感器

别克轿车有两种类型曲轴位置传感器，分别为24X曲轴位置传感器和7X曲轴位置传感器。其中7X曲轴位置传感器属于磁脉冲式曲轴位置传感器，是利用磁感应的原理制成的。它的主要作用是测定发动机高速运转时曲轴的位置和发动机的转速。

（1）结 7X曲轴位置传感器的信号盘铸在曲轴上的一个特殊的轮上，有7个加工的切槽，其中6个槽以60°间隔均匀分布，第7个槽距离前一个槽为10°，如图4-36所示。

图4-36 7X曲轴位置传感器的信号盘结构

（2）原理 当发动机转动时，7X曲轴位置传感器的信号盘的齿和凸缘引起通过信号发生器中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，此脉冲信号输入ECU后，ECU用来计算曲轴位置和发动机转速。

（3）检测

1）检测电阻值。关闭点火开关，拔下7X曲轴位置传感器的2芯插头。用万用表电阻档测量曲轴位置传感器的电阻值，应在800～1000Ω之间。

2）检测脉冲信号。将传感器拆下，用一根铁棒或一块磁铁迅速靠近或者离开传感器，同时用万用表测量两接线柱之间有无脉冲感应电压的产生。如没有感应电压或感应电压很微弱，说明传感器有故障，应更换。

3）检测线束导通性。关闭点火开关。分别拔下点火控制模块上的3芯插头和7X曲轴位置传感器的2芯插头。用万用表电阻档测量点火控制模块上3芯插头的A端子与传感器2芯插头的A端子之间的电阻值，如图4-37a所示。用万用表电阻档测量ICM上3芯插头的C端子与传感器2芯插头的B端子之间的电阻值，如图4-37b所示。所测阻值均应小于0.5Ω。

图4-37 检测7X曲轴位置传感器的线束导通性