發動機曲軸位置感測器

曲軸位置感測器（crankshaft position sensor）是發動機電控系統的重要組成部分，用於計算髮動機的轉速，計算點火提前角，噴油時刻，檢測上止點位置等。按照原理的不同，目前在發動機上使用的主要是霍爾式或磁電式感測器。

霍爾式轉速感測器屬於磁敏式感測器，利用霍爾效應實現磁特性到電信號的轉換，由霍爾元件、永久磁鐵、導磁鋼片、觸發葉輪等組成，具有體積小、使用方便的特點。

它的信號電壓的大小與發動機轉速無關，在發動機啟動的低速狀態下仍可獲得很高的檢測精度。霍爾式感測器與磁感應式感測器不同的是需要外加電源。

發動機工作時，觸發葉輪的葉片進入永久磁鐵與霍爾元件之間的空氣隙時，霍爾元件周圍磁場被旁路，霍爾元件不產生霍爾電壓，霍爾集成電路輸出級三極體截止，感測器輸出的信號電壓為高電位；當觸發葉輪離開空氣隙，永久磁鐵的磁力線通過霍爾元件而產生霍爾電壓，集成電路輸出級三極體導通，感測器輸出的信號電壓為低電位。

優 點：

（1）輸出電壓信號近似於方波信號。

（2）輸出電壓高低與被測物體的轉速無關。

磁電式轉速感測器（以下簡稱磁電式感測器）主要由電磁線圈、永久磁鐵和信號輪組成，它是利用磁電感應原理實現的一類感測器，將通過線圈的磁通量變化轉變為感應電動勢。這種感測器的特點是結構簡單牢固、成本低。此外，它的工作溫度範圍大，而且只需要兩根連接導線，所以在汽車上得到了廣泛的應用。

發動機轉動時，由於信號盤定時齒相對感應線圈位置的變化，引起通過感應線圈的磁場發生變化，當該缸定時齒接近線圈時 , 氣隙變小，磁路的磁阻變小，磁通增加；當定時齒對準線圈時 , 磁通達到最大值； 當定時齒離開線圈時 , 磁通開始下降 。這樣 , 每個定時齒都會引起線圈內磁通由零變到最大 , 又由最大變到零的 周期性變化，從而在感應線圈裡產生一個類似正弦波的感應電動勢輸出，其大小與磁通的變化率成正比。把上述輸出信號經整形、放大後輸入發動機電控單元， 電控單元就可確定發動機轉速和曲軸位置，根據該信號對點火正時和噴油進行修正。

在發動機的起動階段（對應發動機平均轉速為100~200r/min），磁電式轉速感測器的輸出信號的幅值只有0.2~1.0V；但在發動機高速工況（對應發動機轉速5000~6000r/min）時，磁電式轉速感測器的輸出信號幅值可以超過50V。因此磁電式轉速感測器在信號處理上，要比霍爾轉速感測器複雜。

優 點：

（1）感測器本身無需ECU供電。

（2）結構簡單，感測器主要部件就是線圈加上永磁鐵，相對霍爾感測器，其成本低。

（3）齒盤和感測器之間的安裝間隙，不像霍爾式感測器要求那麼敏感。

參考文獻：

《汽車電子學》——清華大學

汽車故障診斷與維修實習指導書

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