Tài liệu cảm biến tốc độ động cơ và vị trí piston

Cảm biến tốc độ động cơ và vị trí piston
Cảm biến vị trí piston (TDC sensor hay cịn gọi là cảm biến G) báo cho ECU
động cơ biết vị trí tử điểm thượng hoặc trước tử điểm thượng của piston.
>> Cảm biến lưu lượng khí nạp
>> Cảm biến áp suất đường ống nạp (Cảm biến chân không)
>> Cảm biến vị trí bướm ga
>> Cảm biến vị trí bàn đạp ga
>> Cảm biến nhiệt độ nước | Cảm biến nhiệt độ khí nạp
>> Cảm biến oxy (Cảm biến O2)
>> Cảm biến tốc độ xe
>> Cảm biến nhiệt độ khí nạp
>> Cảm biến kích nổ

Trong một số trường hợp, chỉ có vị trí của piston xylanh số 1 được báo về
ECU động cơ, cịn vị trí các xylanh cịn lại sẽ được tính tốn. Cơng dụng của
cảm biến này là để ECU động cơ xác định thời điểm đánh lửa và thời điểm
phun.
Cảm biến tốc độ động cơ (Engine speed; crankshaft angle sensor hay cịn gọi
là tín hiệu NE) dùng để báo tốc độ động cơ để tính tốn hoặc tìm góc đánh
lửa tối ưu và lượng nhiên liệu sẽ phun cho từng xylanh. Cảm biến này cũng
được dùng để điều khiển tốc độ cầm chừng hoặc cắt nhiên liệu ở chế độ cầm
chừng cưỡng bức.
Cảm biến tốc độ động cơ và vị trí piston loại điện từ:


Hình 1 : Sơ đồ bố trí cảm biến NE và G của TOYOTA
Trên hình 1.13 trình bày sơ đồ bố trí của cảm biến vị trí piston và tốc độ
động cơ dạng điện từ trên xe Toyota loại nam châm đứng yên. Mỗi cảm biến
gồm có roto để khép mạch từ và cuộn dây cảm ứng mà lõi gắn với một nam
châm vĩnh cửu đứng yên. Số răng trên roto và số cuộn dây cảm ứng thay đổi
tùy thuộc vào loại động cơ. Phần tử phát xung G có thể có 1, 2, 4 hoặc 6

răng, cịn phần tử phát xung NE có thể có 4, 24 hoặc sử dụng số răng của
bánh đà. Ở đây ta xem xét cấu tạo và hoạt động của bộ tạo tín hiệu G và NE
loại một cuộn cảm ứng – một roto 4 răng cho tín hiệu G và một cuộn cảm
ứng – một roto 24 răng cho tín hiệu NE. Hai roto này lắp đồng trục với bộ
chia điện, bánh răng tín hiệu G nằm trên, cịn bánh răng tín hiệu NE phía
dưới.

Hình 2 : Sơ đồ ngun lý cảm biến điện từ
Nguyên lý hoạt động: Bộ phận chính của cảm biến là một cuộn cảm ứng,
một nam châm vĩnh cửu và một roto dùng để khép mạch từ có số răng tùy
loại động cơ. Khi răng của roto không nằm đối diện cực từ, thì từ thơng đi
qua cuộn dây cảm ứng sẽ có giá trị thấp và khe hở khơng khí lớn nên có từ
trở cao. Khi một răng đến gần cực từ của cuộn dây, khe hở không khí giảm
dần khiến từ thơng tăng nhanh. Như vậy, nhờ sự biến thiên từ thông, trên
cuộn dây sẽ xuất hiện một sức điện động cảm ứng. Khi răng roto đối diện
với cực từ của cuộn dây, từ thông đạt giá trị cực đại nhưng điện áp ở hai đầu


cuộn dây bằng không. Khi răng roto di chuyển ra khỏi cực từ, khe hở khơng
khí tăng dần làm từ thông giảm sinh ra một sức điện động theo chiều ngược
lại.
Tín hiệu G: Cuộn cảm nhận tín hiệu G, lắp trên thân của bộ chia điện. Roto
tín hiệu G có 4 răng sẽ cho 4 xung dạng sin cho mỗi vịng quay của trục
cam. Thể hiện trên Hình 3
Tín hiệu NE: Được tạo ra trong cuộn cảm cùng nguyên lý như tín hiệu G.
Điều khác nhau duy nhất là roto của tín hiệu NE có 24 răng. Cuộn dây cảm
biến sẽ phát 24 xung trong mỗi vòng quay của trục bộ chia điện.

Hình 3 :. Sơ đồ mạch điện và dạng xung tín hiệu G và NE
Một số mạch điện và dạng xung của tín hiệu G và NE với số răng khác nhau

trên TOYOTA:

- Tín hiệu G: 1 cuộn kích, 2 răng. Tín hiệu NE: 1cuộn kích, 24 răng.

Hình 4 : Sơ đồ và dạng xung 2/24


- Tín hiệu G: 2 cuộn kích, 1 răng. Tín hiệu NE: 1 cuộn kích, 24 răng.

Hình 5 : Sơ đồ và dạng xung loại 1/24
- Tín hiệu NE: 1 cuộn kích, 4 răng.

Hình 6 : Sơ đồ và dạng xung loại một cuộn dây chung cho G và NE
- Tín hiệu G: 1 cuộn kích, 1 răng. Tín hiệu NE: 2 cuộn kích, 4 răng.

Hình 7 : Sơ đồ và dạng xung loại 1/4
- Tín hiệu NE: 2 cuộn kích, 4 răng.


Hình 8 : Sơ đồ và dạng xung loại 2 cuộn dây chung cho G và NE
- Tín hiệu G: 1 cuộn kích, 1 răng. Tín hiệu NE: 1 cuộn kích, 4 răng.

Hình 9 : Sơ đồ và dạng xung loại 4/4 kết hợp IC đánh lửa