De Hall-effect-nokkenassensor meten

Download meting

Sensorinformatie

Type: Nokkenassensor Hall-effect
Voeding: Vanuit ECU of systeemrelais, 5 V of 12 V en massa
Signaaltype: Frequentievariërend
Signaalniveau: Schakelend tussen 0 V en 5 V

Werking van de Hall-effect-nokkenassensor

Een Hall-sensor kan worden gebruikt om de sterkte van een magneetveld te meten. Bij de meeste automotive-sensoren werkt de sensor samen met een permanente magneet die ertegenover of ernaast geplaatst is. Een metalen voorwerp dat in het magnetisch veld tussen de magneet en de sensor komt, verstoort dit veld. Deze verstoring wordt door de sensorelektronica omgezet in een digitaal signaal door een spanning vanuit de ECU wel of niet naar massa te schakelen.

Het voorwerp dat het veld verstoort, is vaak een op de nokkenas aangebrachte metalen schijf of ring met gaten in een bepaald patroon. Als de nokkenas draait, zal het patroon zichtbaar zijn in het nokkenassensorsignaal. De frequentie van het uitgangssignaal is afhankelijk van de draaisnelheid van de nokkenas en de hoeveelheid uitsparingen in de schijf of ring. Uit de combinatie van krukas- en nokkenassignalen kan de stand van de motor worden bepaald.

Aansluiten van labscoop

De werking van de Hall-effect-nokkenassensor kan worden gecontroleerd door de volgende signalen te meten, zie figuur 1:

Kanaal Probe Spanning Meetbereik
1 Red probe Signaalspanning op uitgang van sensor 8 V
Black probe Massa op accuklem
2 Yellow probe Positieve kant sensor-voeding 20 V
Black probe Negatieve kant sensor-voeding
Meetschema
Figuur 1: Meetschema
Meten aan een werkende nokkenassensor
Figuur 2: Meten aan een werkende nokkenassensor

De labscoop is met een Meetsnoer TP-C1812B en Backprobe TP-BP85 aangesloten op de nokkenassensor. De labscoop wordt in normale scoopmodus gebruikt en is ingesteld met een trigger-timeout op oneindig in combinatie met een one-shot-meting. Met deze instelling wordt een meting uitgevoerd wanneer de motor gestart wordt.

Meten

In figuur 3 is het signaal te zien van de Hall-effect-nokkenassensor tijdens het starten van de motor. Dit signaal kan worden gedownload en gebruikt om de labscoop op de juiste manier in te stellen of als referentiesignaal.

Download nokkenassensormeting

Labscoopmeting aan nokkenassensor

Figuur 3: Labscoopmeting aan nokkenassensor

Het signaal van kanaal 1 (rood) is de nokkenassensor en kanaal 2 (geel) de voeding van de nokkenassensor. De korte spanningspiek aan het begin van de meting is het gevolg van het inschakelen van de startmotor; dit heeft geen invloed op het motormanagementsysteem omdat dat alleen reageert op de op- en neergaande flanken in het signaal. De nokkenassensor in deze meting geeft twee pulsen per omwenteling, waarvan de ene breder is dan de andere.

Het patroon en het aantal pulsen per omwenteling kan per auto verschillen. Systemen met (veel) meer pulsen per omwentelingen zullen een (veel) hogere signaalfrequentie hebben. De sample-frequentie kan dan te laag zijn om het signaal goed te kunnen meten. In dat geval kan deze worden verhoogd via de instrumentbalk.

De voeding van de nokkenassensor in dit meetvoorbeeld komt van het systeemrelais. Bij andere auto's kan de voeding voor de nokkenassensor van de ECU komen en dan ook een andere spanning hebben, bijvoorbeeld 5 V.

Diagnose

Signalen kunnen afwijken bij andere typen motormanagementsystemen en nokkenassensoren. Raadpleeg ATIS voor informatie over specifieke motormanagementsystemen en nokkenassensoren.

Onderstaande afwijkingen van meetwaarden kunnen wijzen op een probleem:

  • Geen signaal:
    Oorzaken: meetpennen geen verbinding (voer connectietest uit), geen voeding, signaaldraad kortgesloten naar massa, sensor los of niet op juiste plek gemonteerd, sensor defect
  • Te hoge signaalspanning:
    Oorzaken: slechte of geen massa aanwezig, sensor defect
  • Signaal vertoont veel ruis:
    Oorzaken: bedrading van signaaldraad beschadigd, slecht contact in stekkeraansluitingen, sensor los, sensor defect
  • Signaal vertoont een offset:
    Oorzaken: de scoop staat niet in gelijkspanningskoppeling: DC, voeding van sensor is slecht, sensor defect
  • Signaal heeft een fout patroon:
    Oorzaken: schijf of ring beschadigd

GERELATEERDE ARTIKELEN

Krukassensor Hall
Met een labscoop wordt gemeten aan een Hall-effect-krukassensor tijdens het starten van de motor. Het signaal wordt getoond en kan gedownload worden. Verschillende mogelijke afwijkingen van het signaal worden genoemd zodat vastgesteld kan worden of de Hall-effect-krukassensorgoed werkt.
Nokkenassensor inductief
Met een labscoop wordt gemeten aan een inductieve nokkenassensor tijdens het starten van de motor. Het signaal wordt getoond en kan worden gedownload. Verschillende mogelijke afwijkingen van het signaal worden genoemd, waarmee vastgesteld kan worden of de inductieve nokkenassensor goed werkt.
Haperende Chrysler Voyager
De motor van een Chrysler Voyager stopt zo nu en dan, een of twee keer per dag, voornamelijk bij stationair toerental. Na vele pogingen lukt het de essentiële signalen te meten met een automotive-oscilloscoop. Analyse van de signalen leidde naar een defecte HALL-sensor.
Xantia weigert dienst
Een Citroën Xantia uit 1999 had een nieuwe startmotor gemonteerd gekregen, waarna de auto alle dienst weigerde. Bij het starten sloeg hij even aan maar viel dan weer uit. Bij het vervangen van de startmotor was de accu losgekoppeld geweest. Er was een foutcode met betrekking tot de krukassensor opgeslagen; de krukassensor werd vervangen, ondanks het juiste uitgangssignaal. Daarna werd de Electronic Control Unit (ECU) vervangen, alles zonder het gewenste resultaat. De vraag was of de startonderbreker zou kunnen zijn gereset doordat de accu los was geweest. Goed meten onthulde wat het werkelijke probleem was.
Disclaimer

Dit document is onderhevig aan veranderingen en kan zonder voorafgaande mededeling worden aangepast. Aan dit document kunnen geen rechten worden ontleend.

De informatie in deze applicatie-note is gecontroleerd en wordt als betrouwbaar beschouwd. TiePie engineering kan echter niet verantwoordelijk worden gesteld voor eventuele onjuistheden.

Veiligheidswaarschuwing:

  • Controleer voor het meten dat bronnen van gevaarlijk hoge spanning zijn uitgeschakeld of afgeschermd tegen aanraking. Spanningen boven 30 V AC RMS, 42 V AC piek of 60 V DC worden als gevaarlijk beschouwd.
  • Zorg tijdens het meten voor een schone en overzichtelijke werkplek.
  • Deze metingen en procedures dienen als voorbeeld / meetsuggestie en zijn geen voorgeschreven standaard.
  • TiePie engineering kan niet anticiperen op de benodigde veiligheidsmaatregelen voor de bescherming van personen en apparatuur. Ga alvorens te meten eerst na welke veiligheidsmaatregelen van toepassing zijn.