Hall Sensoren

Funktion am Beispiel des Nockenwellensensors

Mit der Nockenwelle dreht sich ein Rotor aus ferromagnetischem Material. Der Hall-IC befindet sich zwischen Rotor und einem Dauermagneten, der ein Magnetfeld senkrecht zum Hall-Element liefert. Passiert nun z.B. ein Zahn (Schranke) das stromdurchflossene Sensorelement (Halbleiterplättchen) des Stabsensors, verändert er die Feldstärke des Magnetfeldes senkrecht zum Hall-Element. 

Somit werden die Elektronen, die von einer an das Element angelegten Längsspannung U_R getrieben werden, senkrecht zur Stromrichtung stärker abgelenkt. Dadurch entsteht die Hall-Spannung, die im Millivoltbereich liegt. 

Sie ist unabhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Sensor und dem Rotor. Die integrierte Auswerteelektronik im Hall-IC bereitet das Signal auf und gibt es als Rechtecksignal aus. Oder einfacher formuliert: durch die Rotation des Zahnkranzes ändert sich die Hall-Spannung des im Sensorkopf befindlichen Hall-IC. 

Diese sich ändernde Spannung wird an das Steuergerät geleitet und dort ausgewertet, um die erforderlichen Daten festzuhalten.

a         Positionierung von Sensor und Einspurimpulsrad

b         Ausgangssignalverlauf UA

1         Elektrischer Anschluss

2          Sensorgehäuse 

3          Motorgehäuse

4          Dichtring 

5          Dauermagnet

6          Hall-IC 

7          Impulsrad mit Zahn/Segment (Z) und Lücke (L)

a         Luftspalt

j           Drehwinkel

Jedes Mal, wenn ein Zahn am Hallgeber vorbeidreht, entsteht eine Hallspannung, die an das Motorsteuergerät weitergeleitet wird. 

Das Signal vom Hallgeber dient dem Motorsteuergerät zur Erkennung der Zylinder.  Bei Signalausfall benutzt das Steuergerät das Signal des Gebers für Motordrehzahl. 

Weil die Zähne in unterschiedlichen Abständen voneinander entfernt sind, treten die Hallspannungen in verschiedenen Zeitabständen auf. Daraus erkennt das Motorsteuergerät die Zylinder und kann das richtige Ventil für Pumpe-Düse ansteuern.