进气凸轮轴相位传感器 凸轮轴位置传感器的安装位置，工作原理，检测方法

凸轮轴位置传感器的安装位置、工作原理、检测方法

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凸轮轴位置传感器的作用、安装位置

凸轮轴位置传感器（CMP），又称为凸轮轴转角传感器、相位传感器、同步信号传感器、缸位传感器（CYP）、汽缸识别传感器（CIS）、汽缸位置传感器（CID），有的车上还称为1缸上止点传感器（No.1TDC）。

1 作用

凸轮轴位置传感器的作用主要是检测凸轮轴位置和转角，从而确定第一缸活塞的压缩上止点位置。在启动时，发动机ECU根据凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器提供的信号，识别出各个汽缸活塞的位置和冲程，控制燃油喷射顺序和点火顺序，进行准确的喷油和点火控制。

2 安装位置

凸轮轴位置传感器一般安装

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1 结构

丰田K3-VE发动机使用的是三销磁电式凸轮轴位置传感器，安装于发动机1号进气凸轮轴前端。因为该机型配备可变气门系统，所以凸轮轴位置传感器要进行汽缸识别和检测VVT-i提前角的值两项功能。其安装位置与结构见图1。

图1 磁电式凸轮轴位置传感器安装位置

2 工作原理

1号进气凸轮轴上的前端设置有三个正时销，分别代表60°、180°、360°曲轴转角，根据正时销的输出信号，ECU进行实际凸轮轴位置的检测和汽缸识别，凸轮轴转动时，正时销与凸轮转角传感器间气隙发生变化，从而改变通过凸轮转角传感器的磁通量，凸轮轴每转动一圈产生3个脉冲，输出波形如图2所示。根据来自曲轴位置传感器信号，1号凸轮轴相位被检测，根据这个相位，可变气门正时控制器发挥作用。

图2 凸轮转角传感器输出波形

3 连接电路

丰田K3-VE发动机凸轮轴位置传感器与ECU的连接电路如图3所示。

图3 凸轮轴位置传感器与ECU的连接电路

4 检测方法

（1）电阻检测

冷态时（传感器温度为-10~50℃）凸轮轴位置传感器电阻为835~1400Ω，热态时（传感器温度为50~100℃）凸轮轴位置传感器电阻为1060~1645Ω。

（2）解码器检查

利用DS-21诊断测试仪进行检测，如果凸轮轴位置传感器损坏或相关线路出现故障，会出现故障代码P0340，或闪码14，其原因可能有凸轮轴位置传感器故障、凸轮轴位置传感器线路开路或短路，或者ECU故障。

（3）示波器检测

连接示波器，其输出波形应与图2相同。

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触发叶片型霍尔式凸轮轴位置传感器

1 结构

触发叶片型霍尔式凸轮轴位置传感器安装在发动机进气凸轮的一端，其结构如图4所示。它主要由霍尔传感器和信号转子组成。它被广泛使用于大众轿车上。

图4 触发叶片型霍尔式凸轮轴位置传感器

信号转子或叫触发叶轮，安装在进气凸轮上，用螺栓和座圈固定。信号转子的隔板又叫叶片，在隔板上有一个窗口，窗口对应产生的信号为低电平信号，隔板对应产生的信号为高电平信号。霍尔传感器主要由集成电路、永久磁铁和导磁片组成。

2 工作原理

霍尔元件与永磁铁之间有1mm的间隙，当信号转子随进气凸轮轴一同转动时，隔板和窗口从集成电路与永磁铁之间的间隙中转过。当信号转子的隔板进入间隙时，霍尔集成电路中的磁场被旁路，霍尔元件上没有磁力线穿过，霍尔电压为零，集成电路输出级三极管截止，传感器输出的信号电压为高电位，约4.0V；当信号转子的隔板离开间隙时，永磁铁的磁通经导磁片和霍尔元件集成电路构成回路，这时产生的霍尔电压约为2.0V，集成电路输出级三极管导通，传感器输出的信号电压为0.1V，为低电位。

发动机工作时，曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器产生的信号不断地输入ECU。当ECU同时接收到曲轴位置传感器大齿缺对应的低电位信号（15°）和凸轮轴位置传感器窗口对应的低电位信号时，可以识别出1缸活塞在压缩上止点、4缸活塞处于排气行程，并根据曲轴位置传感器小齿缺对应输出的信号控制点火提前角。由于凸轮轴位置传感器与曲轴位置传感器同时输出信号，凸轮轴位置传感器信号作为判缸信号，因此凸轮轴位置传感器也称为同步信号传感器。

3 电路连接

霍尔式凸轮轴位置传感器与ECU的连接电路如图5所示。该传感器G40导线连接器有三个接线端子，1为传感器电源正极端子；2为传感器信号输出端子；3为传感器电源负极端子。这三个端子分别与ECU的62、76和67端子相连。

图5 霍尔式凸轮轴位置传感器与ECU的连接电路

4 检测方法

当凸轮轴位置传感器出现故障时，ECU可以检测到故障信息，使用VAG1551或VAG1552故障诊断仪可以读取传感器的故障码。故障码显示出凸轮轴位置传感器有故障时，可以用万用表检查传感器电源电压和导线电阻进行故障的判定和排除。

❶ 检测传感器电源电压

断开点火开关，拔下传感器导线连接器插头，用万用表的正、负表笔分别与连接器1与3端子相连接，接通点火开关时，电压应为4.5V以上。若电压为零，说明线束存在断、短路，或ECU有故障；当断开点火开关后，应继续检查导线是否存在断路或短路。

❷ 检测导线电阻

用万用表的电阻挡检查传感器的1端子与ECU的62端子、传感器的2端子与ECU的76端子、传感器的3端子与ECU的67端子的电阻值，各导线间电阻值应不大于1.5Ω。若电阻过大或为无穷大，则说明线束接触不良或导线断路，应进行维修或更换线束。

再用万用表电阻挡继续检查传感器连接器端子1与2、3端子间电阻，或检查ECU的62端子与76、67端子间电阻，测得的电阻均应为无穷大。若阻值不是无穷大，则说明导线存在短路，应进行更换。

凸轮轴位置传感器故障诊断方法及注意事项

1. 凸轮轴位置传感器故障影响

凸轮轴位置传感器安装在凸轮轴同步运转的位置，提供凸轮轴位置信息。凸轮轴位置传感器对系统的排放影响很大，传感器出现问题的时候车辆启动困难，启动会出加速明显不良。

ECU 根据此信号以及G28 信号判缸，从而确定启动时第一次点火；确定点火次序，同时也用于分缸爆震控制。如果传感器出现故障，则发动机无爆震控制功能，同时各缸点火提前角均推迟。

2. 凸轮轴位置传感器结构

凸轮轴位置传感器（相位）感应凸轮轴突起位置，以此识别工作气缸。凸轮轴位置传感器感应活塞的位置。当曲轴位置传感器（位置）系统失效时，凸轮轴位置传感器（相位）将利用气缸识别信号的正时，向各发动机零部件提供不同的控制。

霍尔传感器由永磁铁和霍尔集成电路组成。当发动机运转时，轮齿的高低部分与传感器之间的间隙发生变化。这种变化的间隙会引起传感器附近的磁场发生变化。由于磁场的变化，来自传感器的电压也会改变。

当凸轮轴上的凸起物在凸轮轴的旋转作用下经过CMP 传感器的电磁阀时，它们会导致磁通量发生变化。CMP 传感利用处理电路将磁通量的变化转换为数字波形（矩形波）。ECU 根据凸轮轴位置波形检测发动机转速和凸轮轴位置。

3. 凸轮轴位置传感器故障诊断

实际凸轮轴位置与电子控制单元指令位置不匹配时，就会导致凸轮轴位置传感器产生故障。一种是电子方面故障，另一种如下图所示，即凸轮轴后端信号盘异物积存和凸轮轴后端信号盘损坏的机械故障。

（1）传感器及其电路故障

★ 当指令电磁阀断电时，发动机控制模块检测到进气凸轮轴位置执行器电磁阀和排气凸轮轴位置执行器电磁阀持续开路1s 以上或累计达5s，凸轮轴位置传感器故障产生。

★ 当指令电磁阀断电时，发动机控制模块检测到排气凸轮轴位置执行器电磁阀电路持续开路1s 以上或累计达5s，凸轮轴位置传感器故障产生。

（2）非传感器本身故障生成的传感器故障码信息

例如某奥迪Q5，由于机油压力调节阀性能不良，机油压力无法满足凸轮轴调节装置的需求，影响正时调节功能，因此产生故障码P0341。发动机控制模块设定的故障码有可能只是故障点引发的表面现象，真正的故障根源并不在传感器本身。更换机油压力调节阀，故障彻底排除。

4.凸轮轴位置传感器检测及注意事项

关闭点火开关，断开凸轮轴位置传感器，打开点火开关至“ON”位置，用万用表检查VC 端子与VV- 之间的电压，应为5V，如果没有5V 电压，应分别检查与ECU 间线路的连接情况，如果线路正常，则说明发动机ECU 有故障。

相关问答

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