利用磁阻效应制成的磁敏电阻元器件叫作磁阻元件,简称MRE( magneto resistance element)。 (1)磁阻元件式凸轮轴位置传感器的结构。MRE凸轮轴位置传感器由信号发生器、磁铁和用树脂封装的信号处理电路的集成电路模块组成,如图2-127(a)所示。当传感器的磁头正对转子凹槽时,磁力线向两侧的翼片分布构成闭合磁路,此时磁阻元件电阻较小,通过磁阻元件的磁力线较少,磁场强度较弱,且磁力线与磁阻元件成一定角度,如图2-127(b)所示,此时磁阻元件输出5V高电平信号;当磁阻传感器的磁头正对转子翼片时,磁力线通过正对的翼片构成闭合磁路,此时磁阻元件电阻较大,通过磁阻元件的磁力线较多,磁场强度较强,且磁力线与磁阻元件垂直,如图2-127(c)所示,此时磁阻元件输出0V低电平信号。
因此,随着转子的旋转,翼片的凸起与凹槽交替变化,引起通过磁阻元件的磁力线的强弱和角度发生改变,由于磁阻效应的作用,磁阻元件的电阻也发生变化,通过MRE装置的电流也随之改变,这种电流的变化由信号放大电路、滤波电路和整形电路转换成二进制数字信号,并输送给发动机ECU。发动机ECU根据此信号判断进、排气凸轮轴位置。
(2)MRE凸轮轴位置传感器的检测现以丰田新皇冠轿车发动机的MRE凸轮轴位置传感器为例,说明MRE凸轮轴位置传感器的检测方法。
丰田新皇冠轿车发动机智能可变气门正时系统(VVT-i)采用MRE凸轮轴位置传感器,在每一气缸组上的进/排气凸轮轴上都装有1个MRE凸轮轴位置传感器(也称为VVT传感器,共4个),传感器的安装位置如图2-128所示。
MRE传感器与ECU的连接电路如图2-129所示。
①工作电压的检测。关闭点火开关,断开凸轮轴位置传感器,打开点火开关至“ON”位置,用万用表检查VC端子与VV_之间的电压,应为5V,如果没有5V电压,应分别检查与ECU间线路的连接情况,如果线路正常,则说明发动机ECU有故障。
②参考电压的检测。关闭点火开关,断开凸轮轴位置传感器,打开点火开关至“ON”位置,用万用表检查VV+端子与VV_之间的电压,应为4.6V,如果没有4.6V电压,应检査V与ECU间线路的连接情况,如果线路正常,则说明发动机ECU有故障。
(3)磁阻元件式凸轮轴位置传感器检测示例①结构原理。2016年款丰田凯美瑞混合动力版6 AR-FSE发动采用了磁阻元件式凸轮轴位置传感器。在进排气凸轮轴上都安装了一个位置传感器。利用固定到凸轮轴上的正时转子,曲轴每旋转2圈产生3个脉冲来检测各凸轮轴位置。各凸轮轴的正时转子为各自凸轮轴的一部分,如图2-130所示。
磁阻元件式凸轮轴位置传感器由磁阻元件、磁铁和传感器组成。磁场方向根据经过传感器的正时转子形状的不同(凸出和非凸出部分)而改变。因此,磁阻元件电阻发生变化,输出至ECM(发动机控制模块,下同)的电压也会随之升高或降低。ECM根据该输出电压检测凸轮轴位置。电路连接与输出波形如图2-131所示。
2016年款丰田凯美瑞混合动力版磁阻元件式凸轮轴位置传感器电路如图2-132所示。
②检测方法。
a.检测传感器供电(以进气侧凸轮轴位置传感器为例)。断开凸轮轴位置传感器(进气侧)连接器,打开点火开关,用万用表直流电压挡检测3＃端子与车身接地之间电压,应符合表2-21的规定,如不符合,则检查线束和连接器。
b.检査线束和连接器(凸轮轴位置传感器至ECM)。断开凸轮轴位置传感器(进气侧)和ECM连接器,按照表2-22所示检测连接器之间或与车身接地之间电阻值,应符合规定,如不符合,则更换线束。
