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節氣門霍爾傳感器：可調節輸出電壓的霍爾式節氣門位置傳感器

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Int.CI?

權利要求說明書
說明書
幅圖

（
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）發明名稱

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可調節輸出電壓的霍爾式節氣門位置傳感器

（
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）摘要

?
本實用新型提出了一種可調節輸出電
壓的霍爾式節氣門位置傳感器，包括殼體和
設置于殼體內的軸套，所述軸套用于連接節
氣門體轉軸，與所述節氣門體轉軸同步旋
轉，所述軸套上固定設置一角度感應磁體，
所述殼體內還設置有霍爾元件，所述霍爾元
件感應面背面的殼體上還設置有一永磁體，
所述永磁體可調節霍爾元件的磁場；所述永
磁體為徑向充磁的圓柱形永磁體，所述圓柱
形永磁體可轉動地軸向設置于殼體內；本實
用新型的可調節輸出電壓的霍爾式節氣門位

節氣門霍爾傳感器：霍爾式節氣門位置傳感器構造與工作原理電路

霍爾式節氣門位置傳感器結構
雙霍爾式線性節氣門位置傳感器廣泛用于三菱和豐田汽車上。
位于節氣門體的節氣門位置傳感器的功能是測量節氣門的位置，向發動機ECU輸出與節氣門軸轉角成正比的電壓信號。根據該傳感器輸出的電壓；發動機ECU控制節氣門控制伺服電機進行反饋控制。
非接觸式的霍爾傳感器包括一個固定在踏板軸上的永磁鐵、一個輸出電壓與磁通量成正比的線性霍爾集成電路，一個有效地將永磁鐵的磁通量轉入霍爾集成電路的定子。

霍爾式節氣門位置傳感器工作原理
這里以豐田車上的雙霍爾式線性節氣門位置傳感器為例介紹霍爾式線性節氣門位置傳感器工作原理。
當節氣門全閉時，即如圖2-19（a）所示，磁場方向向上，流入霍爾集成電路的磁通量最大，此時，節氣門位置傳感器電壓輸出最小。當節氣門全開時，如圖2-19（c）所示，磁場方向反向向下，流入霍爾集成電路的磁通量最大。此時，節氣門位置傳感器電壓輸出最大。當節氣門半開時，即如圖2-19（b）所示，磁通量為零。節氣門位置傳感器輸出電壓在中間值。節氣門位置傳感器通過兩個系統（主、副）輸出，這就提高了系統測量故障的準確性，增強了故障保護功能，確保了可靠性。

（汽車維修技術網

節氣門位置傳感器有兩個傳感器電路VrA和VrA2，各傳送一個信號。VrA用于檢測節氣門開度，VrA2用于檢測VrA的故障。傳感器信號電壓與節氣門開度成比例，在0V和5V之間變化，并且傳輸至混合動力車輛控制ECU的端子VrAs節氣門關閉時，傳感器輸出電壓降低；節氣門打開時，傳感器輸出電壓升高。混合動力車輛控制ECU根據這些信號來計算節氣門開度并響應駕駛員輸入來控制節氣門執行器。這些信號同時也用來計算空燃比修正值、功率提高修正值和燃油切斷控制。

混合動力車輛失效保護功能：
存儲這些DTC中的任何一個和與電子節氣門控制系統故障有關的其他DTC時，混合動力車輛控制ECU進入失效保護模式。在失效保護模式下，混合動力車輛控制ECU切斷流向節氣門執行器的電流，且節氣門在回位彈簧的作用下恢復到6.5°節氣門位置。混合動力車輛控制ECU停止發動機，可僅使用混合動力系統駕駛車輛。如果平穩而緩慢地踩下加速踏板，車輛會緩慢行駛。
失效保護模式一直運行，直至檢測到通過條件并且隨后電源開關置于OFF位置。

霍爾式節氣門位置傳感器連接電路
所示分別是豐田汽車和三菱汽車上的霍爾式節氣門位置傳感器與ECU的連接電路。

(出自 )

節氣門霍爾傳感器：霍爾式節氣門位置傳感器的工作原理和檢測方法

霍爾式節氣門位置傳感器結構
霍爾式節氣門位置傳感器結構如 圖所示，它一般用在電子節氣門中，它主要是由霍爾元件 和磁鐵組成，磁鐵安裝在節氣門 軸上，并可以繞霍爾元件轉動。
當節氣門開度變化時，磁鐵隨之 轉動，從而改變了與霍爾元件之間的相對位置，因霍爾元件中的 磁通量發生變化，所產生的霍耳 電壓也隨之變化，1C電路將霍爾 電壓放大后即可作為節氣門開度信號輸送至ECU。
霍爾式節氣門位置傳感器一般會輸出兩套信號，即VTA1和VTA2，其中 VTA1用于檢測節氣門開度，VTA2用 于檢測VTA1的故障。傳感器信號電壓 與節氣門開度成正比，在0和5V之間 變化。ECU根據這些信號來計算節氣 門的開度并響應駕駛員輸入來控制節氣 門執行器，這些信號同時也用于計算 空燃比修正值、功率提高修正值和燃油 切斷控制。霍爾式節氣門位置傳感器 控制電路及輸出特性如圖所示。

霍爾式節氣門位置傳感器結構圖

霍爾式節氣門位置傳感器工作原理:
(1)用于控制發動機節氣門開度的有節氣門控制電動機，電動機的動力經過了二級減速齒輪增加扭力后，用以克服節氣門回位彈簧的作用力開啟節氣門。在第二級減速齒輪上安裝了霍爾元件。當節氣門被節氣門電動機帶動開啟后。在殼體上的磁鐵與霍爾元件的位置就相對移動。從而產生霍爾電壓。
(2)電子節氣門體控制原理：
發動機ECU控制流向節氣門控制電動機的電流大小與方向，使電動機轉動或維持轉動，通過減速齒輪打開或關閉節氣門。使節氣門的實際開啟角由節氣門位置傳感器檢測并反饋給發動機ECU。霍爾式節氣門位置傳感器將節氣門開度角轉換成電壓，，并送至發動機ECU作為節氣門開度信號(VTA)。
當VTA電壓低于標準值時，其他裝置確定其處于怠速狀態。
霍爾元件節氣門位置傳感器主要由霍爾元件和可繞其轉動的磁鐵制成的霍爾IC構成。磁鐵安裝在節氣門軸的相同軸上．與節氣門一起轉動。
（汽車維修技術網

霍爾式節氣門位置傳感器控制電路及輸出特性
霍爾式節氣門位置傳感器檢測方法
1. 電阻檢測：
打開點火開關，拔下踏板位置傳感器、節氣門控制組件和ECU的插接器。用萬用表測量各端子間的電阻的測量；節氣門控制電機的電阻應在0.3~100歐姆之間；節氣門位置傳感器出現故障時，連同加速踏板總成一起更換
2. 電壓檢測：
連接各連接器，打開點火開關，再用萬用表測量各端子間的電壓：

豐田卡羅拉1ZR-FE發動機采用的是霍爾式節氣門位置傳感器，其控制電路如圖所示。

豐田卡羅拉1ZR-FE發動機節氣門位置傳感器控制電路
霍爾式節氣門位置傳感器的檢測實例
項目1：檢查傳感器的工作電壓
具體方法：
連接ECU連接器，接通點火開關，用萬用表測量B25-5與B25-3之間的電壓，應為4.5 ～5.5V，否則，檢查ECU電源電路，如果ECU電源電路正常，則更換ECU［下圖（a）］。
項目2：檢查傳感器的信號電壓
具體方法：
連接故障診斷儀，接通點火開關，踩動加速踏板，并讀取節氣門位置傳感器數據，VTA1讀數應在0.5 ～ 4.9V之間連續變化，VTA2讀數應在2.1 ～ 5.0V之間連續變化。
項目3：檢查傳感器線束及連接器
具體方法：
拆下傳感器及ECU連接器［下圖（b）］，用萬用表測B25-5與B31-67、B25-6 與B31-115、B25-4 與B31-114、B25-3 與B31-91 之間的電阻，均應小于1Ω；
測量B25-5或B31-67與車身搭鐵、B25-6或B31-115與車身搭鐵、B25-4或B31-114與車身搭鐵、B25-3或B31-91與車身搭鐵之間的電阻，均應大于10kΩ。如果不符合要求，則維修或更換線束或連接器。

節氣門霍爾傳感器：霍爾式節氣門位置傳感器的工作原理和檢測方法

工作原理:
(1)用于控制發動機節氣門開度的有節氣門控制電動機，電動機的動力經過了二級減速齒輪增加扭力后，用以克服節氣門回位彈簧的作用力開啟節氣門。在第二級減速齒輪上安裝了霍爾元件。當節氣門被節氣門電動機帶動開啟后。在殼體上的磁鐵與霍爾元件的位置就相對移動。從而產生霍爾電壓。
(2)電子節氣門體控制原理：發動機ECU控制流向節氣門控制電動機的電流大小與方向，使電動機轉動或維持轉動，通過減速齒輪打開或關閉節氣門。使節氣門的實際開啟角由節氣門位置傳感器檢測并反饋給發動機ECU。霍爾式節氣門位置傳感器將節氣門開度角轉換成電壓，，并送至發動機ECU作為節氣門開度信號(VTA)。當VTA電壓低于標準值時，其他裝置確定其處于怠速狀態。
霍爾元件節氣門位置傳感器主要由霍爾元件和可繞其轉動的磁鐵制成的霍爾IC構成。磁鐵安裝在節氣門軸的相同軸上．與節氣門一起轉動。