Zündimpulssensoren für LKW

Wie funktioniert ein Hall-Sensor?

Hall-Sensoren bestehen aus dünnen kristallinen Halbleiterschichten mit vier seitlich angebrachten Elektroden zur Einspeisung von Strom (Versorgungsspannung) und zur Abnahme der Hallspannung. Als elektronische Bauteile reagieren Sie auf magnetische Felder. Der Sensor arbeitet mit dem von Edwin Hall nachgewiesenen Halleffekt: Durchströmt ein Magnetfeld senkrecht zur Schicht verlaufend den Sensor, entsteht eine Ausgangsspannung, die als Signal an die Zündanlage weitergegeben wird und den Zündfunken auslöst. In modernen Zündanlagen kommen heute in der Regel digitale Hall-Sensoren als Zündimpulssensoren zum Einsatz.

Hall-Sensoren im Zündverteiler befinden sich außerhalb des Rotors und sind mit dem in der Rotorblende angebrachten Dauermagneten und mit dem Steuergerät, dem Zündmodul, verbunden. Der Hall-IC ist das Herzstück des Sensors. Von ihm gehen 3 Kabel für die Spannungsversorgung vom Steuergerät, die Masse und die Signalleitung ab. Die sich drehende Blende zwischen Dauermagnet und Hall-Sensor steuert, wie stark ein Magnetfeld einwirkt. In diesem Fall wird der Stromfluss auf die Signalleitung umgeleitet und es liegen dort 5 Volt an. Schiebt sich die Blende dazwischen, fällt der Stromfluss auf Null ab. Dieser Vorgang wird als Rechteckspannung bezeichnet. Der Hall-Sensor ist im Gegensatz zum induktiven Sensor in der Lage, die zeitlichen Abläufe sehr präzise zu steuern.

Die Aufgabe der Zündanlage

Die Zündungsanlage steuert die vollständige Verbrennung des Kraftstoffs in allen Last- und Betriebszuständen in Ottomotoren. Eine wesentliche Rolle spielt die Zündkerze, die das Luft-Kraftstoffgemisch über einen elektrischen Funken entzündet. Die dafür erforderliche Spannung wird in der Zündspule mit einem Primärstrom von mindestens 10 Ampere erzeugt und über die Zündkabel zur Zündkerze geleitet. Der zwischengeschaltete Zündverteiler gewährleistet die Weiterleitung der Spannung in der richtigen Reihenfolge zu den einzelnen Zündkerzen. Gesteuert wird die Spannungserzeugung über das Zündmodul, in diesem Zusammenhang kommt auch der Hall-Sensor als Teil des Zündmoduls zum Einsatz. Der Sensor gibt das Signal des genauen Zündzeitpunkts weiter und verhindert eine Überlastung und damit Schäden an der Zündspule.

Eine genau eingestellte und präzise arbeitende Zündanlage spielen für den Kraftstoffverbrauch, die Motorleistung sowie für die Abgaswerte eines Fahrzeugs und damit für den Klimaschutz eine entscheidende Rolle: Fehler in der Funktion wie zum Beispiel Zündaussetzer, der falsche Zündzeitpunkt oder eine zu niedrige Zündenergie wirken sich hier negativ aus.

Wo werden Hall-Sensoren eingesetzt?

Hallgeber kommen aufgrund der geringen Reparaturanfälligkeit und der einfachen und zuverlässigen Funktion zum Einsatz nicht nur im Zündmodul der Zündanlage bei Ottomotoren, sondern auch als Nockenwellensensor, im Getriebe, als aktiver Drehzahlsensor in ABS-Bremsanlagen oder zur Radlöseerkennung beim Audi. Hall-Sensoren beim E-Bike messen die Umdrehungsgeschwindigkeit des Hinterrades, dienen der Lageerkennung im Motor oder der Trettrichtung. Modellabhängig sind Hall-Sensoren auch am Gasgriff oder an den Bremsen zu finden.

Aktiver oder passiver Sensor?

Hall-Sensoren werden teilweise als aktive, aber auch als passive Sensoren bezeichnet. Diese widersprüchliche Einteilung entspringt verschiedenen Definitionen. Wenn ein Sensor wie der Hallgeber mit einer Versorgungsspannung arbeitet, gilt er generell als passiver Sensor. In einer zweiten Definition kommt es auf die Signalverarbeitung an. Sensoren, die Signale vor der Weiterleitung durch Umwandlung aufbereiten wie der Hallgeber gelten dann als aktive Sensoren.

So erkennen Sie defekte Hall-Sensoren

Mechanische Beschädigungen, Bruch des Geberrades, interne Kurzschlüsse oder unterbrochene Verbindungen zum Steuergerät können zum Ausfall der Hall-Sensoren führen. Sie erkennen dies an Startschwierigkeiten, Ausfällen während der Fahrt, dem Aufleuchten der Motorkontrollleuchte oder durch das Abspeichern von Fehlercodes. Um herauszufinden, ob die vorhandenen Fahrzeugprobleme tatsächlich mit dem Hall Sensor zu tun haben, können Sie verschiedene Verfahren anwenden:

• Auslesen des Fehlerspeichers
• Sichtprüfung des Sensors
• Diagnose am Oszilloskop bei laufendem Motor
• Messung mit einem Multimeter
• Widerstandstest mit Diodenlampe und Kabel
• Erstellung eines simulierten Hall-Sensors

Theoretisch ist es möglich, Hall-Sensoren selbst zu reparieren, in den häufigsten Fällen ist jedoch ein Austausch die bessere Lösung. Bei uns im Online-Shop finden Sie die passenden Hall-Sensoren für Ihren Motor wie den integrierten Hall-Sensor ESP32.

Wie wird ein Hall-Sensor ausgetauscht?

Bei defekten Zündverteilern wird in der Regel der komplette Austausch des Bauteils empfohlen. Handelt es sich bei dem Schaden um einen defekten Hall-Sensor, ist – zumindest bei älteren Fahrzeugen – ein separater Austausch möglich: Im ersten Schritt bauen Sie den Zündverteiler aus, entfernen den Verteilerfinger und bauen die Verteilerwelle aus. Anschließend kann der Hall-Sensor entfernt und gegen einen neuen ausgetauscht werden.

Damit die Zündanlage im Anschluss an die Reparatur wieder perfekt funktioniert, sind die passenden Ersatzteile wichtig. Bei Motointegrator finden Sie den richtigen Hall-Sensor für Ihr Fahrzeug sowie rund 5 Millionen Ersatzteile & Zubehör für fast alle Fahrzeugmodelle. Durch die blitzschnelle Lieferung ist Ihr Motor schnell wieder einsatzbereit, bei Fragen hilft unser kompetenter Kundenservice jederzeit gerne weiter und berät Sie zum richtigen Ersatzteil.