De Hall-effect-krukassensor meten

Download meting

Sensorinformatie

Type: Krukassensor 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-krukassensor

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 er tegenover of er naast 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 krukas aangebrachte metalen schijf of ring met gaten in een bepaald patroon. Als de krukas draait, zal het patroon zichtbaar zijn in het krukassensorsignaal. De frequentie van het uitgangssignaal is afhankelijk van de draaisnelheid van de krukas 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-krukassensor 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 krukassensor
Figuur 2: Meten aan een werkende krukassensor

De labscoop is met een Meetsnoer TP-C1812B en Backprobe TP-BP85 aangesloten op de krukassensor. 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-krukassensor 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 krukassensor-meting

Labscoopmeting aan krukassensor

Figuur 3: Labscoopmeting aan krukassensor

Het signaal van kanaal 1 (rood) is de krukassensor en kanaal 2 (geel) de voeding van de krukassensor. 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 krukassensor in deze meting geeft twee gelijke pulsen per omwenteling.

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 meetinstelling in het voorbeeld kan te langzaam zijn om het signaal dan goed te kunnen meten, hiervoor kan de sample-frequentie hoger gezet worden via de instrumentbalk.

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

Diagnose

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

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 ten opzichte van het voorbeeldsignaal:
    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

Nokkenassensor Hall
Met een labscoop wordt gemeten aan een Hall-effect-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 Hall-effect-krukassensor goed werkt.
inductieve krukassensor
Met een labscoop wordt gemeten aan een inductieve krukassensor bij starten van de motor en stationair toerental. Het signaal wordt getoond en kan worden gedownload. Verschillende mogelijke afwijkingen van het signaal worden genoemd, waarmee kan worden vastgesteld of de inductieve krukassensor 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.