Meten aan een inductieve krukassensor

Sensorinformatie

Type: Krukassensor inductief
Voeding: -
Signaaltype: Frequentievariërend
Signaalniveau: 0,6 V minimaal en oplopend tot 60 V

Werking van de inductieve krukassensor

De inductieve krukassensor bestaat uit een permanente magneet waar een spoel omheen zit. De magnetische veldsterkte verandert wanneer een magnetismegevoelig voorwerp door het veld van de magneet beweegt. Door de verandering van het magnetisch veld wordt in de spoel een spanning opgewekt. De polariteit van de spanning is afhankelijk van de beweegrichting van het voorwerp, naar de sensor toe of er van af. Deze sensor heeft geen voeding nodig.

Het voorwerp dat het veld beïnvloedt is meestal een metalen schijf of ring met evenredig verdeelde tanden, aangebracht op de krukas of het vliegwiel. Als de krukas draait, bewegen de tanden langs de sensor en zal het patroon van de tanden zichtbaar zijn in het krukassensorsignaal in de vorm van een wisselspanning. Iedere periode in het signaal komt overeen met het passeren van een tand langs de sensor. De frequentie en amplitude van het uitgangssignaal zijn afhankelijk van de draaisnelheid van de krukas en de hoeveelheid tanden op de ring. Om een referentiepunt aan te geven zodat de ECU de stand van de krukas kan bepalen, worden vaak één of twee tanden op de ring weggelaten of heeft een van de tanden een andere breedte. Met de stand van de krukas kan de ECU bepalen wanneer brandstof ingespoten moet worden en wanneer ontsteking plaats moet vinden.

Hint:

Met een RPM-I/O kan het krukassensorsignaal omgezet worden in een signaal dat het verloop in toerental van de motor weergeeft.

Aansluiten van labscoop

De werking van de inductieve krukassensor kan worden gecontroleerd door de volgende signalen te meten, zie figuur 1:

Kanaal Probe Spanning Meetbereik
1 Red probe Signaalspanning op de positieve kant van de sensor 8 V 1
Black probe Signaalspanning op de negatieve kant van de sensor
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.

  1. Tijdens het starten van de motor kan de sensorspanning worden gemeten in het 8 V bereik. Wanneer aan de sensor gemeten wordt met draaiende motor, kan signaalspanning hoog oplopen en kan het bereik beter worden ingesteld op 80 V met de meetbereikknop Bereik op/neer.

Meten

In figuur 3 is het signaal te zien van de inductieve 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 tijdens starten

Download krukassensor-meting bij stationair toerental

Labscoopmeting aan krukassensor

Figuur 3: Labscoopmeting aan krukassensor

Het signaal van de krukassensor, kanaal 1 (rood), laat amplitudeschommelingen zien tijdens het starten van de motor. Deze schommelingen zijn het gevolg van de veranderingen van de rotatiesnelheid van de krukas tijdens elke compressieslag van een cilinder. De verandering van de rotatiesnelheid is ook terug te vinden in de variërende frequentie van het signaal. Het referentiepunt is ook terug te zien in het signaal.

De amplitude moet minimaal 0,6 V zijn, anders zal het motormanagementsysteem niet op het krukassensorsignaal reageren. In het getoonde voorbeeld is de amplitude aan het begin 0,7 V. De amplitude varieert met de draaisnelheid van de motor: bij een hoger toerental neemt de amplitude toe. De exacte amplitude is niet erg belangrijk, het motormanagementsysteem gebruikt de op- en neergaande flanken en het referentiepunt in het signaal om de stand van de krukas te bepalen.

Labscoopmeting aan krukassensor tijdens stationairloop, ingezoomd

Figuur 4: Labscoopmeting aan krukassensor tijdens stationairloop, ingezoomd

Figuur 4 toont het signaal van de inductieve krukassensor bij een stationair lopende motor. Deze meting is met de zelfde instellingen gemaakt als de meting tijdens het starten van de motor zodat het verschil in amplitude duidelijk kan worden vergeleken. Om het signaal goed zichtbaar te houden is er ingezoomd op een kwart van het signaal. Ook tijdens de stationairloop zijn de amplitudevariaties veroorzaakt door de compressieslagen te zien.

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), sensor los, 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 wisselspanningskoppeling: AC
  • Het signaal vertoont een onverwacht patroon:
    Oorzaken: tandring of schijf 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.
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.
Problematische Volvo XC70
Een Volvo XC70 vertoonde ernstige motorproblemen. De motor had geen vermogen, hield steeds in en viel soms zelfs uit. Foutcodes in de auto wezen in twee verschillende richtingen. Er werden onderdelen vervangen, maar dat loste niets op. Gedegen metingen met een automotive-diagnose-oscilloscoop toonde aan dat er twee onafhankelijke problemen waren. Toen deze problemen opgelost waren, liep de motor weer goed.
Saab 9-5 hikt zo nu en dan
De motor van een Saab 9-5 uit 1999 "hikt" zo nu en dan en loopt dan normaal verder Na verloop van tijd wordt het probleem erger en op een bepaald moment wil de motor 20 minuten lang niet starten De eigenaar gaat naar de garage die tot de conclusie komt dat de speciale Direct Ignition cassette kapot is en vervangen moet worden. Helaas verhelpt dat niet het probleem. Tijd om goed te gaan meten, met een automotive-oscilloscoop.
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.