相位传感器位置凸轮轴位置传感器的安装位置，工作原理，检测方法

发布时间：2024-11-27 16:11:52

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

在凸轮轴罩盖前端对着进排气凸轮轴前端的位置 。

磁电式凸轮轴位置传感器

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。

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。

汽车相位传感器概述

相位传感器概述

电控柴油机凸轮轴位置传感器广泛采用霍尔式，也有采用电磁感应式（可变磁阻式），电磁感应式凸轮轴位置传感器与电磁式曲轴位置传感器原理相同，本章介绍霍尔式凸轮轴位置传感器。

电控柴油机的霍尔式凸轮轴位置传感器与电控汽油机的工作原理完全相同。

相位传感器的安装位置

柴油机的凸轮轴位置传感器为霍尔式，有三个接线端子，CMPS的1＃端子为搭铁线、2＃端子为信号线、3＃端子为电源线（5V）。

霍尔式相位传感器的电路图

相位传感器的工作原理

相位传感器利用霍尔效应原理，感应凸轮轴带轮上的感应铁，以此判定一缸上止点，该传感器由永久磁铁和霍尔元件组成，当发动机运转时，感应铁与传感器的位置发生相对运动，这种变法会引起磁场变化，来自传感器的电压也会发生变化，输出方波信号，系统根据此信号的变化来判定凸轮轴的位置。

相位传感器的工作原理示意图

相位传感器的检修

1、外线路检查

参考下图，用万用表的电阻挡，分别测量1＃端子与A20＃端子、2＃端子与A50＃端子、3＃端子与A11＃端子之间的电阻值，来判断外线路是否存在短路及断路故障。

2、传感器电压值测量

参考下图，关闭点火开关，拔下凸轮轴位置传感器插头，点火开关ON，测量传感器侧插头3#端子与搭铁间的电压应为5V、2#端子与搭铁间的电压应也为5V压，1#端子与搭铁间的电压为0V。

3、传感器检测

1）3#与1#方向电阻

1.16Ω ～1.17Ω

2）1#与2#方向电阻

0.16Ω ～0.26Ω

3）2#与3#之间电阻

无穷大

4、波形检测

可以用故障检测仪测量凸轮轴位置传感器输出波形。

相位传感器信号波

相位传感器失效产生的原因

1、无法测得凸轮轴位置信号

原因：线路断路；传感器内部断路；

2、传送信号错误

原因：1）感应铁安装位置不当，导致与传感器间隙不当，出现错误信号

2）传感器安装方法不当导致传感器与感应铁间隙过大，出现错误信号

相位传感器失效后会产生的故障

1、 相位传感器失效后 发动机无法起动

原因：起动发动机时，系统需采集曲轴位置及凸轮轴位置信号来判定一缸上止点，如失去凸轮轴位置信号，系统无法设定喷油时刻。

2、 相位传感器失效后会 出现故障码 “凸轮轴位置信号错误”

原因：感应铁装备不当，导致感应铁与传感器间隙不当，当发动机运转时，输出的波形电压不稳定，系统检测到此异常时便会出现此故障码。

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