曲轴位置传感器的故障诊断

梅花香自苦寒l 2016-11-23

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曲轴位置传感器的故障诊断

摘要:本文主要介绍了用万用表对因为曲轴位置传感器的故障，使电子控制单元ECU不发出点火信号，导致发动机不能起动的检查方法及排除过程。

关键词:万用表，点火信号IGT，点火反馈信号IGF，曲轴位置传感器

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。一旦出现了故障，发动机难以起动。

一、故障现象:

一辆丰田佳美,发动机型号为3S-FE，电控发动机，无法起动。起动点火开关，起动机运转。但毫无起动迹象。观察排气管，无初始的燃烧现象，进行一般的检查的时候，发现:油箱有油、油路中没有油管变形，漏油现象，进气管道接头没有松脱，堵塞现象，各电子器件没有明显的接线断路现象，也没有发现有明显的机械故障现象。检查跳火情况，将发动机上点火高压线拔下一根，用旧火花塞或其他笔状金属棒插入火花塞帽中，将火花塞体或金属棒体靠近发动机金属部位，启动发动机，发现无高压跳火现象，初步分析确定点火系统问题而造成的发动机不能起动。(注:在检查跳水过程中，一定要注意两点，首先是要把拔下的那根高压线相对应的供油线路断开，以避免汽油直接喷射，而未经过燃烧，引起三元催化器故障;另外就是要注意在试火的时候避开电脑线束，以免将其烧坏或影响电子元件)。二、因无高压火而造成发动机不能起动的原因分析:

造成发动机不能起动的原因有很多。例如:燃油系统中故障、电子控制系统故障、发动机机械故障、但从初步的检查，确定了是点火系统故障之后。因此，就很大程度上缩小了检查的范围，那么造成发动机不能起动的原因可能由以下故障引起:

低压电路:如:点火线圈初级绕组断路、附加电阻断路、导线断路、信号发生器、点火控制器故障等造成初级电路断路，导线搭铁、点火控制器故障等造成低压电路搭铁。高压电路:如:点火线圈次级绕组断路、高压线断路或脱落、火花塞间隙过大等造成次级电压不能击穿火花塞间隙;点火线圈老化、火花塞积碳、污损或间隙太小等造成火花塞火花太弱。点火缸序不对，或不正时，从而造成了发动机不能起动。

三、故障排除的方法分析与措施:

根据以上的分析，围绕故障现象，因为是无高压火，采取先易后难的方法进行检查，首先针对低压电路，对可能出现的故障。检查方法和步骤如下:

(1)这是一辆丰田系列的电控车，其微机控制点火电路的基本工作原理是:电子控制装置(ECU)根据节气门位置传感器(或空气流量传感器或进气歧管压力传感器)、发动机转速传感器和冷却水温传感器提供的发动机负荷、转速和冷却水温等信号确定最佳点火提前角，并根据曲轴位置传感器提供的曲轴转角信号输出点火正时(IGT)信号，而点火器则确定和控制初级电路的通电时间。当ECU输出IGT信号，点火线圈一次侧电流中断而实现点火。点火器输出一个点火(IGF)信号给ECU;如果ECU未收到点火确认信号(IGF)，ECU则立即停止喷油器的喷油。如果ECU检测到IGT或IGF电路断路或短路，即在连续4次IGT信号后ECU未接收到IGF信号，ECU即认为点火器有故障。根据该基本工作原理，可利用点火信号(IGF和IGT信号)对微机控制点火线路进行故障分析。

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1、IGF信号的检测与分析

起动发动机时用万用表(注:要用高阻抗数字万用表)

在ECU线束侧连接器上测量IGF端子电压，即IGF信

号电压，其值为0.8V—1.2V;如果IGF信号电压不符合

标准,可再拆下点火器线束侧连接器后将点火开关置

于点火(ON)位置(发动机不运转)，然后再测量IGF端

子电压。这时，如果IGF端子电压4V—5V(ECU提供

的电压)，说明点火器，点火线圈或其线路有故障，

否则，说明ECU分电器或其线路有故障，或ECU上无

电源电压。

2、IGT信号的检测与分析

、起动发动机时用万用表在ECU线束侧连接器上测

量IG,端子信号电压，即IG,信号电压，其值应为

0.8V。如果测得的IGT信号电压接近0V，应拆下点火

器线束侧连接器，再测量发动机起动时IGT端子电压，

若此时IGT信号电压仍为0V，说明ECU无信号电压输

出，即ECU、分电器或其线路有故障。、拆下分电器线束侧连接器，在起动发动机时，测量曲轴位置传感器和发动机转速传感器输出的信号电压，其值应在规定的范围内。如果测得的信号电压不符合标准，则说明传感器有故障;如果测得的信号电压值正常，则说明ECU或ECU到分电器的线路有故障。

根据以上的分析思路，IGF是点火反馈信号、IGT是点火信号，从原理可知有IGF信号，前提就应该有IGT信号。先检查了IGT信号。拆下点火器线束侧连接器，测量发动机起动时IGT端子电压，信号电压为0V。说明ECU无信号电压输出。这一测量又缩小了故障范围，接着即ECU、分电器(内装曲轴位置传感器)或其线路有故障。在起动发动机时，测量曲轴位置传感器，发现输出的信号电压0.3V;在不起动发动机的情况下，拆下分电器线束侧连接器测量曲轴位置传感器电阻，测量Ne-与Ne+两端子电阻值为720Ω，不符合1630Ω-2740Ω的范围。更换曲轴位置传感器后,试着起动，顺利着车，试了几次，未发现新故障。四、总结:从以上的检查过程来看，造成该故障的原因是曲轴位置传感器产生的信号电压太小,导致电子控制单元ECU检测不到活塞上止点。从而不会发出点火信号。导致发动机无法起动。该车曲轴位置传感器是磁脉冲式。

1、曲轴位置传感器作用:

曲轴位置传感器通常安装在分电器内，是控制系统中最重要的传感器之一。其作用有:检测发动机转速，因此又称为转速传感器;检测活塞上止点位置，包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。曲轴传感器主要有三种类型:磁电感应式、霍尔效应式和光电式。

2、磁脉冲式曲轴位置传感器原理:

磁脉冲式曲轴位置传感器由定时转子、永久磁铁、耦合线圈等组成。

定时转子装在分电器轴上并由良好的导磁材料制成。转子外缘设有与气缸数相等且等距离分布的定时齿。在书中转子有四个齿，分别代表四缸发动机的四个缸。耦合线圈绕在衔铁上，衔铁固定在分电器壳体上。当曲轴带动分电器旋转时，由于转子定时齿相对线圈位置的变化，使线圈内的磁通发生变化，从而在线圈内产生感应电动势输出。在a图中，当该缸定时齿接近线圈时，磁通增加(如曲线所示)，到达A点时磁通量的变化率最大，由于感应电动势的大小与磁通的变化率成正比，因此转子转到这个点上，线圈上产生的感应电动势最大;当定

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时齿对准线圈时，磁通达到最大值(图中B点)，但磁通量的变化率却最小，由法拉第电磁感应定律可知，这个时候线圈中产生的感应电动势是最小的。当定时齿离开线圈时，磁通开始下降如图，到达C点时磁通量下降的幅度最大，这个时候线圈中产生的感应电动势又达到了最大值。把上述信号进行转换、放大后送入功率开关电路，就可以控制点火线圈一次电流的通断。以上介绍的是磁脉冲式曲轴位置传感器的基本原理。

3、磁脉冲式曲轴位置传感器的检测