Welche Funktion hat der Nockenwellensensor im Auto?
Der Nockenwellenpositionssensor ist ein Sensor, auch Synchronisationssignalsensor genannt. Er dient der Zylinderunterscheidung, indem er das Nockenwellenpositionssignal an das Steuergerät (ECU) übermittelt und als Hauptsteuersignal für die Zündung dient.
Strukturelle Merkmale
Die von Nissan hergestellten fotoelektrischen Kurbelwellen- und Nockenwellenpositionssensoren sind verbesserte Versionen von Verteilern. Sie bestehen im Wesentlichen aus einer Signalscheibe (d. h. dem Signalrotor), einem Signalgenerator, einem Verteiler, einem Sensorgehäuse und einem Kabelbaumstecker.
Die Signalscheibe dient als Signalrotor des Sensors und ist auf die Sensorwelle gepresst. Nahe der Signalscheibe befinden sich zwei konzentrische Ringe mit gleichmäßigen, lichtdurchlässigen Löchern. Der äußere Ring besitzt 360 lichtdurchlässige Löcher mit einem Bogenabstand von 1 (die lichtdurchlässigen Löcher und die Abschattungslöcher machen jeweils 0,5 aus). Sie dienen zur Erzeugung von Kurbelwellen-Drehwinkel- und Drehzahlsignalen. Der innere Ring besitzt 6 lichtdurchlässige Löcher (rechteckige Löcher) mit einem Bogenabstand von 60, die zur Erzeugung der OT-Signale der einzelnen Zylinder dienen. Ein rechteckiges Loch besitzt eine etwas längere Seite und dient zur Erzeugung des OT-Signals von Zylinder 1.
Der Signalgenerator ist am Sensorgehäuse befestigt. Er besteht aus einem Generator für das Ne-Signal (Geschwindigkeits- und Drehwinkelsignal), einem Generator für das G-Signal (Signal für den oberen Totpunkt) und einer Signalverarbeitungsschaltung. Sowohl der Ne- als auch der G-Signalgenerator bestehen aus einer LED und einem Fototransistor (bzw. einer Fotodiode), wobei jeweils zwei LEDs zwei Fototransistoren gegenüberliegen. Funktionsprinzip
Die Signalscheibe ist zwischen der Leuchtdiode (LED) und dem Fototransistor (oder der Fotodiode) angebracht. Dreht sich die lichtdurchlässige Öffnung der Signalscheibe in die Position zwischen LED und Fototransistor, fällt das von der LED emittierte Licht auf den Fototransistor. Dieser leitet dann und sein Kollektor gibt ein niedriges Signal (0,1–0,3 V) aus. Dreht sich der abschirmende Teil der Signalscheibe in die Position zwischen LED und Fototransistor, fällt kein Licht der LED mehr auf den Fototransistor. Dieser ist dann gesperrt und sein Kollektor gibt ein hohes Signal (4,8–5,2 V) aus.
Dreht sich die Signalscheibe kontinuierlich, passieren die lichtdurchlässige Öffnung und der abschattende Bereich der Signalscheibe abwechselnd die LED und sind somit entweder transparent oder abgedunkelt. Der Kollektor des Fototransistors gibt abwechselnd hohe und niedrige Pegel aus. Dreht sich die Sensorwelle zusammen mit der Kurbelwelle und der Nockenwelle, passieren die lichtdurchlässige Öffnung und der abschattende Bereich der Signalscheibe die LED. Das von der LED emittierte Licht trifft aufgrund der Lichtdurchlässigkeit und Abschirmung der Signalscheibe abwechselnd auf den Fototransistor des Signalgenerators. Dadurch wird im Signalsensor ein Impulssignal erzeugt, das der Position der Kurbelwelle und der Nockenwelle entspricht.
Da sich die Kurbelwelle zwei Umdrehungen dreht, treibt die Sensorwelle die Signalscheibe zu einer vollen Umdrehung an. Der G-Signalsensor erzeugt daher 6 Impulssignale, der Ne-Signalsensor hingegen 360. Da der Öffnungswinkel der Lichtdurchlässigkeitsöffnung des G-Signals 60 Grad beträgt, wird alle 120 Grad Kurbelwellendrehung ein Impulssignal erzeugt. Daher wird das G-Signal üblicherweise als 120-Signal bezeichnet. Die Konstruktion gewährleistet, dass das 120-Signal 70 Grad vor dem oberen Totpunkt (v. OT 70) erzeugt wird. Das Signal der Lichtdurchlässigkeitsöffnung mit etwas größerer rechteckiger Breite entspricht 70 Grad vor dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders, sodass das Motorsteuergerät (ECU) den Einspritz- und Zündzeitpunkt steuern kann. Da der Öffnungswinkel des lichtdurchlässigen Lochs des Ne-Signals 1 Grad beträgt (das lichtdurchlässige Loch und das Abschattungsloch nehmen jeweils 0,5 Grad ein), belegen die hohen und niedrigen Pegel in jedem Impulszyklus jeweils einen Kurbelwellenwinkel. 360 Signale entsprechen einer Kurbelwellendrehung von 720 Grad. Pro 120 Grad Kurbelwellendrehung erzeugt der G-Signalsensor ein Signal und der Ne-Signalsensor 60 Signale.
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