Педаль газа с датчиком холла схема

Обновлено: 24.01.2025

Одним из входных устройств системы управления двигателем является датчик положения педали акселератора (обиходное название – датчик положения педали газа). Датчик оценивает положение педали акселератора, на основании которого блок управления двигателем устанавливает определенное положение дроссельной заслонки. Таким образом, реализуется потребность водителя в мощности двигателя.

Датчик положения педали акселератора устанавливается в составе объединенного модуля электронной педали газа. Конструктивно датчик представляет собой датчик углового перемещения. Для оценки положения педали акселератора используются контактные и бесконтактные датчики перемещения.

К контактным датчикам перемещения относится потенциометрический датчик. Он включает потенциометр со скользящими контактами, расположенными на валу педали акселератора. Каждому положению педали соответствует определенное сопротивление потенциометра, обуславливающее величину выходного напряжения. Для надежности и удобства диагностики устанавливается два датчика положения педали акселератора.

Из бесконтактных датчиков перемещения для оценки положения педали акселератора используют угловой датчик Холла и индуктивный датчик. Применение бесконтактных датчиков повышает точность измерений и обеспечивает высокое быстродействие.

В угловом датчике Холла на валу педали газа расположен постоянный магнит. При его повороте магнитные линии с разной интенсивностью пересекают датчик Холла, фиксируя текущее положение педали акселератора. Помимо измерения интенсивности магнитного поля в ряде конструкций датчиков Холла для оценки перемещения используется направление магнитного поля.

Индуктивный датчик перемещения включает две неподвижные катушки индуктивности и одну подвижную, связанную с педалью газа. Взаимное перемещение катушек индуктивности приводит к изменению электромагнитного поля, которое распознается в качестве перемещения педали акселератора.

В автомобилях с автоматической коробкой передач датчик положения педали акселератора выполняет еще одну функцию – включает режим «кик-даун» (резкое ускорение автомобиля за счет включения понижающей передачи). В конструкциях модуля педали газа эта функция реализуется по-разному:

установка специального контактного датчика (концевого переключателя) в крайнем положении педали;
оценка интенсивности изменения сопротивления потенциометра;
воздействие на упругий элемент в модуле педали.

Конструкция датчика положения педали акселератора постоянно совершенствуется. Одним из направлений совершенствования является расширение функциональных возможностей датчика. Компания Hella предлагает к установке на легковые автомобили т.н. активный датчик положения педали акселератора. Помимо обычных функций активный датчик обеспечивает обратную связь с водителем через педальный модуль. Обратная связь достигается за счет вибрации педали, а также изменении усилия при нажатии.

Активный датчик положения педали акселератора может использоваться в различных условиях движения:

Электромагнитное устройство, именуемое датчиком Холла (далее ДХ), применяется во многих приборах и механизмах. Но наибольшее применение ему нашлось в автомобилестроении. Практически во всех моделях отечественного автопрома (ВАЗ 2106, 2107, 2108 и т.д.) бесконтактная система зажигания для бензинового двигателя управляется этим датчиком. Соответственно, при его выходе из строя возникают серьезные проблемы с работой двигателя. Чтобы не ошибиться при диагностике, необходимо понимать принцип работы датчика, знать его конструкцию и методы тестирования.

Кратко о принципе работы

В основу принципа действия датчика зажигания положен эффект Холла, получивший свое название в честь американского физика, открывшего это явление в 1879 году. Подав постоянное напряжение на края прямоугольной пластины (А и В на рис. 1) и поместив ее в магнитное поле, Эдвин Холл обнаружил разность потенциалов на двух других краях (С и D).

Рис .1. Демонстрация эффекта Холла

В соответствии с законами электродинамики, сила Лоренца воздействует на носители заряда, что и приводит к разности потенциалов. Величина напряжения U_холла довольно мала, в пределах от 10 мкВ до 100 мВ, она зависит как от силы тока, так и напряженности электромагнитного поля.

До середины прошлого века открытие не находило серьезного технического применения, пока не было налажено производство полупроводниковых элементов на основе кремния, сверхчистого германия, арсенида индия и т.д., обладающих необходимыми свойствами. Это открыло возможности для производства малогабаритных датчиков, позволяющих измерять как напряженность поля, так и силу тока, идущего по проводнику.

Типы и сфера применения

Несмотря на разнообразие элементов, применяющих эффект Холла, условно их можно разделить на два вида:

Аналоговые, использующие принцип преобразования магнитной индукции в напряжение. То есть, полярность, и величина напряжения напрямую зависят от характеристик магнитного поля. На текущий момент этот тип приборов, в основном, применяется в измерительной технике (например, в качестве, датчиков тока, вибрации, угла поворота). Датчики тока, использующие эффект Холла, могут измерять как переменный, так и постоянный ток
Цифровые. В отличие от предыдущего типа датчик имеет всего два устойчивых положения, сигнализирующих о наличии или отсутствии магнитного поля. То есть, срабатывание происходит в том случае, когда интенсивность магнитного поля достигла определенной величины. Именно этот тип устройств применяется в автомобильной технике в качестве датчика скорости, фазы, положения распределительного, а также коленчатого вала и т.д.

Следует отметить, что цифровой тип включает в себя следующие подвиды:

униполярный – срабатывание происходит при определенной силе поля, и после ее снижения датчик переходит в изначальное состояние;
биполярный – данный тип реагирует на полярность магнитного поля, то есть один полюс производит включение прибора, а противоположный – выключение.

Как правило, большинство датчиков представляет собой компонент с тремя выводами, на два из которых подается двух- или однополярное питание, а третий является сигнальным.

Пример использования аналогового элемента

Рассмотрим в качестве примера конструкцию датчика тока ы основе работы которого используется эффект Холла.

Упрощенная схема датчика тока на основе эффекта Холла

Обозначения:

А – проводник.
В – незамкнутое магнитопроводное кольцо.
С – аналоговый датчик Холла.
D – усилитель сигнала.

Принцип работы такого устройства довольно прост: ток, проходящий по проводнику, создает электромагнитное поле, датчик измеряет его величину и полярность и выдает пропорциональное напряжение U_ДТ, которое поступает на усилитель и далее на индикатор.
https://www.youtube.com/watch?v=fmLs9WsKx3I

Назначение ДХ в системе зажигания автомобиля

Разобравшись с принципом действия элемента Холла, рассмотрим, как используется данный датчик в системе бесконтактного зажигания линейки автомобилей ВАЗ. Для этого обратимся к рисунку 5.

Рис. 5. Принцип устройства СБЗ

Обозначения:

А – датчик.
B – магнит.
С – пластина из магнитопроводящего материала (количество выступов соответствует числу цилиндров).

Алгоритм работы такой схемы выгладит следующим образом:

При вращении вала прерывателя-распределителя (движущемуся синхронно коленвалу) один из выступов магнитопроводящей пластины занимает позицию между датчиком и магнитом.
В результате этого действия изменяется напряженность магнитного поля, что вызывает срабатывание ДХ. Он посылает электрический импульс коммутатору, управляющему катушкой зажигания.
В Катушке генерируется напряжение, необходимое для формирования искры.

Казалось бы, ничего сложного, но искра должна появиться именно в определенный момент. Если она сформируется раньше или позже, это вызовет сбой в работе двигателя, вплоть до его полной остановки.

Внешний вид датчика Холла для СБЗ ВАЗ 2110

Проявление неисправности и возможные причины

Нарушения в работе ДХ можно обнаружить по следующим косвенным признакам:

Происходит резкое увеличение потребления топлива. Это связано с тем, что впрыск топливно-воздушной смеси производится более одного раза за один цикл вращения коленвала.
Проявление нестабильной работы двигателя. Автомобиль может начать «дергаться», происходит резкое замедление. В некоторых случаях не удается развить скорость более 50-60 км.ч. Двигатель «глохнет» в процессе работы.
Иногда выход из строя датчика может привести к фиксации коробки передач, без возможности ее переключения (в некоторых моделях импортных авто). Для исправления ситуации требуется перезапуск мотора. При регулярных подобных случаях можно уверенно констатировать выход из строят ДП.
Нередко поломка может проявиться в виде исчезновения искры зажигания, что, соответственно, повлечет за собой невозможность запуска мотора.
В системе самодиагностики могут наблюдаться регулярные сбои, например, загореться индикатор проверки двигателя, когда он на холостом ходу, а при повышении оборотов лампочка гаснет.

Совсем не обязательно, что перечисленные факторы вызваны выходом из строя ДП. Высока вероятность того, неисправность вызвана другими причинами, а именно:

попаданием мусора или других посторонних предметов на корпус ДП;
произошел обрыв сигнального провода;
в разъем ДП попала вода;
сигнальный провод замкнулся с «массой» или бортовой сетью;
порвалась экранирующая оболочка на всем жгуте или отдельных проводах;
повреждение проводов, подающих питание к ДП;
перепутана полярность напряжения, поступающего на датчик;
проблемы с высоковольтной цепью системы зажигания;
проблемы с блоком управления;
неправильно выставлен зазор между ДП и магнитопроводящей пластиной;
возможно, причина кроется в высокой амплитуде торцевого биения шестеренки распределительного вала.

Как проверить работоспособность датчика Холла?

Есть разные способы, позволяющие проверить исправность датчика СБЗ, кратко расскажем о них:

Имитируем наличие ДХ. Это наиболее простой способ, позволяющий быстро провести проверку. Но его эффективности может идти речь только в том случае, если не формируется искра при наличии питания на основных узлах системы. Для тестирования следует выполнить следующие действия:

отключаем от трамблера трехпроводной штекер;
запускаем систему зажигания и одновременно с этим «коротим» проводом массу и сигнал с датчика (контакты 3 и 2, соответственно). При наличии искры на катушке зажигания, можно констатировать, что датчик СБЗ потерял работоспособность и ему необходима замена.

Обратим внимание, что для выявления искрообразования высоковольтный проводок должен находиться рядом с массой.

Применение мультиметра для проверки. Это способ наиболее известный, и приводится в руководстве к автомобилю. Нужно подключить щупы прибора, как продемонстрировано на рисунке 7, и произвести замеры напряжения.

На исправном датчике напряжение будет колебаться в диапазоне от 0,4 до 11 вольт (не забудьте перевести мультиметр в режим измерения постоянного тока). Следует заметить, что проверка осциллографом будет намного эффективней. Подключается он таким же образом, как и мультиметр. Пример осциллограммы рабочего ДХ приведен ниже.

Установка заведомо рабочего ДХ. Если в наличии имеется еще один однотипный датчик, или имеется возможность взять его на время, то данный вариант тоже имеет место на существование, особенно если первые два сделать затруднительно.

Ест еще один вариант проверки, по принципу напоминающий второй способ. Он может быть полезен, если под рукой нет измерительных приборов. Для тестирования понадобиться резистор номиналом 1,0 кОм, светодиод, например, из фонарика зажигалки и несколько проводков. Из всего этого набора собираем прибор в соответствии с рисунком 9.

Рис. 9. Светоиндикаторный тестер для проверки ДХ

Ребятушки, выручайте, подскажите куда лучше глядеть. Проблема в следующем: иногда начинает глючить педаль газа, она как-будто начинает работать с задержкой — нажимаю тапку в пол, а обороты подымаются ооочень плавно, будто бабуля за руль села после 40-летнего перерыва. При переключении передачи, соответственно, тачка резко оттормаживается т.к сцепление схватывает, но газа не хватает. То есть, я стартую на первой, втыкаю вторую, а тачка резко в тормоз(тормозит двигателем) и оооочень туго начинает разгоняться, как будто я разогнался на первой, выключил ее, потом не нажимая газ включаю вторую. По компу ошибка педали акселератора. Электрик глянул показания, насколько я понял там два потенциометра стоят, которые должны согласовывать между собой показания. У меня эти показания расходятся, одно больше, другое меньше. Электрик сказал, что ВРОДЕ БЫ эти показания должны быть одинаковы. Сказал, что там два датчика холла и трущихся контактов нет, а значит сноситься она особо не может, но заглянув на схему строения самой педали увидел те самые потенциометры и сказал, что судя по всему, дело в них.

Собственно подскажите кто чего знает по этой проблеме…знаю, что педаль обычно меняют целиком, т.к там датчики холла и особо вроде ремонтировать нечего. Больше всего интересует вопрос про показания потенциометров, они должны быть одинаковыми или нет. Просто если они должны быть разными, значит у меня где-то беда в проводке, а это уже совсем другие проблемы( Ребзя, на душе очень поршиво, что мерся отказывается ехать нормально, помогите/поделитесь пожалуйста знаниями, выручайте братюню!
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Дополнение: Только что сходил завел после ночи машинку, после первой заводки педаль также глючит. Вопрос такой, есть ли у нас какая-то калибровка педали газа по положению? Хз, совпадение или нет, но я заглушил, включил зажигание, нажал педаль в пол, подержал так секунд 15-20, отпустил, завел. Педаль заработала, погазовал, проехался, вернулся на место, погазовал, педаль работает. Совпадение? Народ, лайки делу не помогут, репостните запись, либо если хоть что-то знаете по данному вопросу, пожалуйста, отпишите в комменты. Ездить с такой педалью до ужаса неприятно и мне, и тем, кто едет за мной, т.к гипер-тошностайл на дороге не приветствуется.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опять же огромное спасибо vladunia за предоставление своей машинки для очередных экспериментов по перекидыванию. Братюня выручил, так бы гадал в чем проблема, в проводке или в педали.

Оба датчика положения педали газа G79 и G185 интегрированы в модуль педали.
Они представляют собой индуктивные датчики, сообщающие блоку управления двигателя точное положение педали газа.
Блок управления двигателя рассчитывает на основании этих сигналов количество подаваемого топлива.

Assembly overview - accelerator module VW Passat B6
1 - Connector
Black, 6-pin.
2 - Accelerator pedal module
With accelerator position sender - G79- and accelerator position sender 2 - G185-
Not adjustable
The accelerator position sender passes the position of the accelerator on to the engine control unit.
-A-: apertures for release tool
3 - 10 Nm
4 - Cap

Admin

Создатель сайта

Датчики положения педали акселератора G79 и G185
Оба датчика положения педали акселератора являются составными частями модуля педали
акселератора и работают как бесконтактные индукционные датчики.

Преимущества
+ никакого износа, так как датчики бесконтактные
+ не требуется исходной установки педали акселератора, так как она является составной частью модуля педали подачи газа, в результате чего не возникает каких+либо допусков между педалью газа и шасси

Применение сигнала
Блок управления двигателя использует сигналы датчиков положения педали акселератора для определения количества впрыскиваемого топлива

Влияние при неисправности сигнала
При неисправности одного или обоих датчиков происходит запись в накопитель ошибок и включается лампочка отображения ошибки электрического управления дроссельной заслонкой.
Отключается функция комфорта, например система регулирования скорости или регулирование тяговым моментом, развиваемым двигателем

При неисправности одного датчика
система управляется сначала на холостом ходу. Если в течение определенного периода времени второй датчик определит управление на холостом ходу, то вновь станет возможным режим движения.
При желаемой полной нагрузке число оборотов будет расти медленно.

При неисправности обоих датчиков
двигатель работает только на повышенных оборотах (максимально 1500 об./мин) и не реагирует на педаль акселератора

Устройство
Модуль педали акселератора состоит из педали акселератора, ограничителя педали, механических частей для преобразования направления движения и двух датчиков положения педали акселератора G79 и G185. Датчики являются составными частями платы. Каждый датчик состоит из катушки возбуждения, трех приемных катушек, а также из электроники управления и оценки. По причинам безопасности оба датчика функционируют независимо друг от друга.

Механические части модуля педали акселератора преобразуют угловое движение педали в прямолинейное движение.
Металлическая пластинка установлена таким образом, что при нажатии на педаль она движется прямолинейно на незначительном расстоянии вдоль платы.

Принцип действия

Питаемая 5 вольтами электроника педали вырабатывает высокочастотное переменное напряжение, за счет чего вокруг катушки возбуждения создается электромагнитное переменное поле. Это электромагнитное поле воздействует на подвижную металлическую пластинку. При этом вокруг пластинки возникает другое электромагнитное переменное поле.
Это переменное поле, зависимое от положения, воздействует на приемные катушки и индуцирует там соответствующий переменный сигнал.

Величина индуцированного переменного сигнала зависит в основном от положения металлической пластинки. В зависимости от положения происходит различное перекрывание металлической пластинкой приемных катушек.
В положении холостых оборотов перекрывание незначительное, поэтому и индуцированное переменное напряжение также незначительное.
В положении полной нагрузки или акселераторе на автоматических КП перекрывание наибольшее, поэтому индуцированное переменное напряжение также наибольшее.

Оценка
Электроника оценки выпрямляет переменные напряжения трех приемных катушек, усиливает их и сравнивает выходные напряжения катушек. После оценки напряжения результат преобразуется в линейный сигнал напряжения и посылается на блок управления двигателя.

История давняя и столкнуться с ней 8 лет назад на Тойоте Калдина. Машина во время езды вдруг начинала "глючить": переставала реагировать на нажатие педали газа, загорался "чек". Машина при этом едет, но еле-еле, около 5 км/ч. Сначала такое случалось редко, но со временем, все чаще и чаще. Какой то глюк в электронике не давал машине реагировать на педаль газа. Однажды, когда в очередной раз выскочил "чек", машина была загнана на СТО на диагностику к автоэлектрику. Автоэлектрик выносит вердикт: проблема с датчиком положения заслонки акселератора.

Тычет пальцем на заслонку, которая расположена на воздуховоде и берет деньги за диагностику. По приезду домой, разбираю заслонку, все промываю (хотя на вид нагара там не так уж и много было). Проблема не уходит. Иду на консультацию в другое СТО и там мастера дают совет поменять заслонку на другую, раз не помогает промывание. Делать нечего, раз мастера говорят, значит знают свое дело - иду покупаю новый блок заслонки, на сервисе устанавливают, настраивают. И опять ни чего не помогает, проблема стала выявляться все чаще и чаще. И тут впервые начинает доходить, что в сервисах у нас работают в основном случайные люди и как всегда было на Руси: хочешь получить результат - делай сам. До этого никогда не прикасался к машинам и с трудом представлял, что там вообще под капотом находится и как оно работает. Но потраченное впустую время и деньги на "услуги" сервисов. Начинаю рыть интернет, искать документацию, мануалы. Но везде все расплывчато написано, в мануалах, толщиной с "Капитал" Карла Маркса описывается не конкретная марка, а целый модельный ряд, из которого нужно выбрать свой вариант. Причем не перепутать еще и год выпуска, тип двигателя, тип коробки передач, тип кузова, 2 WD, 4 WD. После долгого и кропотливого труда, была найдена схема.

И тут обнаруживается какой то датчик положения педали акселератора. И это вроде как нечто другое, чем датчик дроссельной заслонки, на который мне уверенно указывали в сервисе. Дальше провожу сравнительный анализ схемы и положение деталей в реальной машине. Цвет и количество проводов на дроссельной заслонке не совпадают с теми, что на схеме. А слово педаль в названии вызывает какое то интуитивное ощущение, что искать надо где то рядом с педалями, а не под капотом.

Интуиция не подвела! Посветив фонариком в области педали газа, обнаружил какую то штуковину с рычагом, разъемом и проводами. Оказывается, что педаль газа и есть тот самый акселератор и передача сигнала на ускорение передается не с помощью тросика, а через передачу электронного сигнала.

Блок этот оказался не ремонтопригодным. Точнее так считали японцы, которые все детали впрессовали в пластик. Там нет винтов и защелок и следовательно этот блок не подлежит разборке и только меняется целиком. Поскольку терять в принципе нечего, попробовал вскрыть этот блок, чтобы детальней выяснить, в чем же собственно проблема и по ситуации отремонтировать. При помощи строительного фена разогрел крышку и когда пластик бортиков размяк, отверткой поддел пластиковую (металлическую) крышку.

Читайте также: