理论教育 汽车发动机电子控制系统检修:凸轮轴位置传感器的结构和工作原理

汽车发动机电子控制系统检修:凸轮轴位置传感器的结构和工作原理

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:凸轮轴每转一周,传感器就根据霍尔效应产生一系列电磁脉冲,ECU在得到这些信息后,结合CKP传感器信息,控制喷油器向正确的气缸喷油以及确定点火顺序,此外CMP传感器还用于各缸的爆燃调节。

汽车发动机电子控制系统检修:凸轮轴位置传感器的结构和工作原理

1.凸轮轴位置传感器安装位置

凸轮轴位置传感器的英文名为(Camshaft Position Sensor,CMP Sensor),大多车型采用霍尔传感器,配合具有几个不等距缺口的信号转子。CMP传感器固定,信号轮装在凸轮轴上。信号轮是圆柱面形钢质叶片或带有间隙不等的圆盘。CMP传感器一般安装在气门室罩盖后部,信号轮安装在凸轮轴后部,和凸轮轴同步运转。传感器和信号轮安装部位如图1-2-9所示,CMP传感器及信号轮见图1-2-10所示。

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图1-2-9 传感器和信号轮安装部位

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图1-2-10 CMP传感器及信号轮

1—霍尔元件 2—信号轮 3—信号轮间隙

2.CMP传感器作用

CMP传感器为发动机ECU提供凸轮轴的相位信息,此信息与CKP传感器所提供的信息结合起来判断发动机处于工作循环中的哪个行程。凸轮轴每转一周,传感器就根据霍尔效应产生一系列电磁脉冲,ECU在得到这些信息后,结合CKP传感器信息,控制喷油器向正确的气缸喷油以及确定点火顺序,此外CMP传感器还用于各缸的爆燃调节。CMP传感器为辅助传感器,对发动机排放影响很大。

3.CMP传感器的结构及工作原理

CMP传感器是利用霍尔效应原理,通过与凸轮轴一同旋转的信号轮来改变磁场的,因此产生周期性变化的电压。该传感器内部为霍尔传感器,三线式,由ECU提供参考电压。图1-2-11所示为CMP传感器电路。

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图1-2-11 某车型CMP传感器电路

G40—霍尔传感器 J220—发动机电控单元

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图1-2-12 CMP传感器输出信号波形

某车型CMP传感器输出信号波形如图1-2-12所示,CMP传感器信号与CKP传感器输出信号之间的关系如图1-2-13所示。由图可见发动机曲轴每转两转,霍尔传感器信号轮就转一圈。

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图1-2-13 CKP传感器与CMP传感器输出波形的对应关系

发动机工作时,CKP传感器和CMP传感器产生的信号电压不断输入ECU。当ECU同时接收到CKP传感器齿缺对应的低电平信号和CMP传感器窗口对应的低电平信号时,便可识别出此时为1缸活塞处于压缩行程、4缸活塞处于排气行程,并根据CKP传感器小齿缺所对应的输出信号控制点火提前角。ECU识别出1缸压缩上止点位置后,便可进行顺序喷油控制和各缸点火时刻控制。如果发动机产生了爆震,ECU还能根据爆震传感器输入的信号判别出是哪一个缸产生了爆震,从而减小点火提前角,以便消除爆震。

4.CMP传感器相关故障

当CMP传感器信号中断后,控制单元收到曲轴位置信号只能识别出再经一定的曲轴转角到达1、4缸的上止点,但不知1、4缸中的哪一个缸是压缩行程上止点。控制单元仍可喷油,但由顺序喷射改为同时喷射,控制单元仍可点火,但将点火正时向后推迟到绝对不爆震的安全角度。此时发动机功率和扭矩都会降低,驾驶中的感觉就是加速不良,达不到规定的最高车速,燃油消耗增加,怠速不稳。

(1)故障症状(www.daowen.com)

如果CMP传感器出现故障,ECU将进入故障应急模式。喷油时刻会调整,对驾驶员来说,感觉不到发动机性能在低速范围内的任何变化。但排放将会超标,发动机故障灯会点亮。

(2)导致故障的原因

CMP传感器可能会以下列方式出现故障或提供不正确的信号:

①CMP传感器被金属性碎片污染。

②CMP传感器磁场太弱。

③CMP传感器线束断路。

④CMP传感器线束短路。

⑤CMP传感器高电阻

⑥由于机械损伤,磁力环精度降低。

⑦排气凸轮轴正时不正确。

⑧进气凸轮轴正时不正确。

⑨不正确的传感器的安装。

(3)维修方法

①检查传感器的导线、插头和传感器的电气接口是否正确连接、断裂和腐蚀。

②清洁传感器的插头。

③读取故障码存储器记录。

④检查传感器是否损坏。

课程互动

1)如果CMP传感器出现故障,发动机会出现什么情况?

2)请画出CMP传感器与发动机电控单元连接的电路简图。

故障案例

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