任务三节气门位置传感器检修.

节气门位置传感器检修学习目的：能够对节气门位置传感器进行故障分析，掌握传感器的检修技能。学习要求：1.理解传感器的作用、结构、原理和特性。2.掌握传感器故障及检修。节气门位置传感器检修节气门体位于空气流量计之后的进气管上，它包括节气门、怠速旁通气道、怠速控制阀（怠速调整螺钉）以及节气门位置传感器等。节气门俗称“油门”，是整个发动机上唯一由驾驶人所控制的机构，通过改变节气门开度控制发动机的进气量从而控制发动机的转速。一、节气门体作用：反映节气门开度（负荷）的大小，判定发动机怠速、部分负荷、全负荷工况，实现不同的控制模式；反映节气门变化快慢（加速、减速），实现加速加浓和减速减油或断油控制。类型：开关触点式节气门位置传感器滑动电阻式节气门位置传感器综合式二、节气门位置传感器(TPS)其内部有两个触点——怠速开关触点IDL和全负荷开关触点PSW，和节气门轴联动的凸轮控制两个触点的开启和闭合。当节气门处于全关闭位置时怠速触点闭合，ECU判定发动机处于怠速工况，从而按怠速工况的要求控制喷油和点火；当节气门打开至一定角度时全负荷触点闭合，ECU进行全负荷加浓控制。1.开关式节气门位置传感器怠速（节气门关闭）部分负荷（部分开启）全负荷（节气门全开）IDL0V（0）+B或5V（1）+B或5V（1）PSW+B或5V（1）+B或5V（1）0V（0）节气门位置开关触点开关触点式节气门位置传感器滑动电阻式节气门位置传感器的设计避免了开关式节气门传感器只能检测发动机怠速工况和全负荷工况的弊端，这种传感器采用滑动电阻，可以获得节气门开关从全闭到全开连续变化的信号，从而更精确地判断发动机的运行工况。2.滑动电阻式节气门位置传感器怠速（节气门关闭）部分负荷（部分开启）全负荷（节气门全开）VTA0.6-0.9V0.9-3.5V3.5-4.7V节气门位置开关触点滑动电阻式节气门位置传感器综合式节气门位置传感器是在滑动式节气门传感器的基础上加装了一个怠速开关。怠速时怠速触点闭合，输出怠速工况信号，其他工况节气门位置传感器信号电压随节气门开度的增大而随之升高。3.综合式节气门位置传感器闭开电阻体节气门检测用碳刷节气门全闭检测用碳刷Vc(电源)V(开度输出值)IDL(idle触点)E(Earth)50.50100开度输出值输出电压节气门开度怠速开关触点信号ONOFF全闭全开原理：节气门全闭全开VTA0V5VIDL闭合（0V）断开（12V）VC5VE搭铁三、电子节气门EPC控制系统电子油门控制系统（ElectronicPowerControlSystem）使发动机对节气门的控制不再由拉索来操纵，油门踏板和节气门之间无机械结构的连接。节气门开度由发动机控制单元按设定的程序通过内部一个步进电机来控制，不完全取决于油门踏板位置。这样做的优点是发动机可以根据不同的情况（油门踏板位置，废气排放，燃油消耗，安全性等）自主地确定节气门位置。因此，发动机在安装了电子油门控制系统后，才能真正实现排放控制、定速巡航控制、牵引力控制、电子稳定系统控制、最佳扭矩控制、最佳怠速控制等控制功能。使发动机和汽车其他控制系统（自动变速箱，制动系统）之间协作更完美。①加速踏板位置传感器加速踏板位置传感器由两个无触点线性电位器传感器组成。在同一基准电压下工作，基准电压由ECU提供。随着加速踏板位置的改变，电位器阻值也发生线性的变化，由此产生反应加速踏板下踏量大小和变化速率的电压信号输入ECU。1.电子节气门系统的基本结构加速踏板位置传感器AcceleratorPedalArmHallICs磁铁踏板位置传感器分解图（1）测量ECM连接器端子VCPA和EPA，VCPA2和EPA2之间的电压。电压：4.5-5.5V。（2）测量ECM连接器端子VPA和EPA，VPA2和EPA2之间的电压。和踏板位置传感器类似，节气门位置传感器也是由两个无触点线性电位器传感器组成。且由ECU提供相同的基准电压。当节气门位置发生变化时，电位器阻值也随之线性地改变，由此产生相应的电压信号输入ECU，该电压信号反映节气门开度大小和变化速率。②节气门位置传感器节气门位置传感器节气门控制电动机一般选用步进电动机或直流电动机，经过两级齿轮减速来调节节气门开度。早期以使用步进电动机为主，步进电动机精度较高、能耗低、位置保持特性较好，但其高速性能较差，不能满足节气门较高的动态响应性能的要求，所以现在比较多地采用直流电动机，直流电动机精度高、反应灵敏、便于伺服控制。③节气门控制电动机控制单元（ECU）是整个系统的核心，包括两部分：信息处理模块和电动机驱动电路模块。信息处理模块接受来自加速踏板位置传感器的电压信号，经过处理后得到节气门的最佳开度，并把相应的电压信号发送到电动机驱动电路模块。电动机驱动电路模块接受来自信息处理模块的信号，控制电动机转动相应的角度，使节气门达到或保持相应的开度。电动机驱动电路应保证电动机能双向转动。④控制单元（ECU）（1）驾驶员操纵加速踏板，加速踏板位置传感器产生相应的电压信号输入节气门控制单元。（2）经过CAN总线和整车控制单元进行通讯，获取其他工况信息以及各种传感器信号如发动机转速、档位、节气门位置、空调等等，由此计算出整车所需求的全部转矩，得到节气门的最佳开度。（3）驱动控制电动机使节气门达到最佳的开度位置。（4）ECU对系统的功能进行监控，如果发现故障，将点亮系统故障指示灯，提示驾驶员系统有故障。同时电磁离合器被分离，节气门不再受电动机控制。节气门在回位弹簧的作用下返回到一个小开度的位置，使车辆慢速开到维修地点。2.电子节气门系统的工作原理系统结构：•油门踏板模块•发动机控制单元•EPC故障指示灯•巡航开关•换档开关•离合器开关•制动灯开关油门踏板电位计冗余式传感器G79和G185节气门开度步进电机发动机控制单元电子节气门输入信号输出信号节气门开度冗余式传感器G187和G188控制单元根据反馈信号对步进电机进行调整。迈腾电子油门控制系统举例电子油门控制系统(EPC)-总电路图G79油门踏板传感器G185油门踏板传感器F36离合器踏板开关F47制动踏板开关G187节气门位置传感器G188节气门位置传感器G186步进电机J338电子节气门J285组合仪表K132EPC报警灯ACANBUSB车速信号C巡航信号D空调信号电子油门控制系统(EPC)-油门踏板模块油门踏板模块是由踏板总成，踏板位置传感器G79和G185组成。使用2个传感器是为了最大程度保证可靠性，技术上称为“冗余系统”。发动机控制单元通过传感器提供的可靠信号，来控制节气门的开度。电位计上的起始电压均为5V，出于安全考虑，每个传感器都有独立的电源、接地和信号线。输出信号为电压信号，5V为100％。2个传感器为滑动电位计形式，它们共同安装在同一个轴上，在G185上另安装有串联电阻，因此G79输出信号为G185的2倍，这对于可靠性和功能自测试是必须的。电子油门控制系统(EPC)-电子节气门节气门开度由步进电机G186驱动，它使节气门在怠速位置和全开位置之间无级定位。发动机控制单元通过罩壳内2个传感器G187和G188来反馈节气门的位置信号，来判断对G186控制是否正确。出于可靠性的考虑，使用G187和G188两个传感器来反馈节气门位置，而且这两个滑动电位计使用共同的电源线和接地线（和油门踏板传感器不同），其输出电压信号互为反向，便于自检故障。不允许打开电子节气门。更换节气门后必须重新基本设定。电子油门控制系统(EPC)-其他传感器电子油门控制系统的故障灯K132位于仪表板上，表面为黄色，上有“EPC”标志。接通点火开关，指示灯会亮3秒。当系统存在故障或发动机控制单元无法对电子油门系统进行控制时，则该故障灯激活，显示电子油门系统进入紧急运行状态，发动机的功率和扭矩无法在最佳状态，巡航和ESP等功能关闭，提醒驾驶者进站维修。EPC灯由发动机控制单元通过CANBUS到组合仪表；若灯本身故障，检测数据总线。离合器踏板F36用于手动变速箱的车辆。正常位置上，该开关闭合。当离合器踏板踏下，该开关从15号线得到电源，传送信号到发动机控制单元。发动机控制单元关闭巡航控制系统和负载变化功能（减小点火提前角，进行扭矩储备）。电子油门控制系统(EPC)-故障和紧急运行（1）油门踏板模块（单传感器故障）：在故障存储器储存故障，EPC灯亮；通过制动灯开关识别怠速；巡航功能关闭；ESP功能关闭；当油门踏板全开时，发动机转速缓慢提高；启动怠速识别模式。（2）油门踏板模块（双传感器故障）：在故障存储器储存故障，EPC灯亮；发动机在高怠速（1500转/分）运转，对油门踏板信号不响应。（3）节气门步进电机：在故障存储器储存故障，EPC灯亮；弹簧回位系统通过机械装置进入高怠速状态；其他相关功能关闭。（4）节气门位置传感器(单传感器故障)：在故障存储器储存故障，EPC灯亮；维持对油门踏板的响应；关闭相关功能；用负载信号来监控另一个传感器。（5）节气门位置传感器(双传感器故障)：在故障存储器储存故障，EPC灯亮；节气门步进电机关闭；发动机在高怠速（1500转/分）运转，对油门踏板信号不响应。（6）制动踏板开关：巡航系统关闭；制动控制系统关闭；如果同时有一个油门踏板传感器发生故障，发动机在高怠速运行。电子油门控制系统(EPC)和发电机的匹配在MAGOTAN和PASSAT中，发电机的调压模块上新增加了发电机功率信号输出线，和发动机控制单元相连，称为“DF”线。当发电机工作时，通过输出电压占空比信号来对发动机控制单元反映当前发电机的输出功率。对发动机而言，发电机的输出功率也就对应发动机的负荷。当发电机的功率超过额定范围后，发动机通过电子油门系统来提高转速，以防止由于负荷过大而产生的发动机抖动的现象。发电机负荷70％，则发动机转速提高到1040转以上。在MAGOTAN中，发电机的调压器上除了有DF线以外，在其左侧增加了L线，和车载网络控制单元相连，用来向车载网络控制单元输出发电机的负荷信号，从而控制车上在线的用电器。当L线断路时，仪表报警灯在点火钥匙打开后，不工作，以提醒车主发电机信号线自检不通过。发电机负载信号（用于MAGOTAN，PASSAT）发动机控制单元通过提高转速来补偿电器上对功率的消耗。通过发电机信号线输入到控制单元，用来了解发电机的目前状态和用电负荷.大众集团2000年后生产的车辆均配置有此负载信号线路。1.开关触点式节气门位置传感器的检修开关型节气门位置传感器常见的故障是触点接触不良。若怠速触点接触不良，则无怠速信号，会引起怠速不稳或无怠速；若功率触点接触不良，则无全负荷信号，会引起加速困难。开关型节气门位置传感器结构简单，只需测量其怠速触点和功率触点的通断情况即可判定其好坏。怠速触点在节气门全闭时应闭合，节气门略打开时即断开。四、节气门位置传感器的检修闭合时端子IDL与El之间的电阻应为零，断开时端子IDL与E1之间的电阻应为无穷大，否则为怠速触点故障。功率触点在节气门开度小于50％时应断开，开度超过50％时应闭合。同样在闭合时端子PSW与E1之间的电阻应为零，断开时端子PSW与E1之间的电阻应为无穷大，否则为功率触点故障。2.线性节气门位置传感器的检修线性节气门位置传感器的常见故障是滑片电阻值不准确、可动触点与滑片电阻接触不良等。滑片电阻值不准确会使节气门位置传感器的节气门开度信号不正确，从而造成发动机怠速过高或过低，发动机加速不良等故障；可动触点与滑片电阻接触不良会使节气门开度信号时通时断，从而造成发动机加速性能时好时坏，一般用示波器很容易检测这种故障。线性节气门位置传感器的接线有3线和4线两种。4线的节气门位置传感器比3线的仅多一个怠速触点。（1）万用表检测脱开节气门位置传感器插头，接通点火开关，测量线束处A端子电压，应为5V。缓慢打开节气门，测量节气门位置传感器B、C脚的电阻值，应该连续变化。插上插头，接通点火开关，测量B、C脚的信号电压。当节气门关闭时信号电压为0.5V，随着节气门缓慢打开，信号电压应从0.5V逐渐升高至节气门全开时的4.5V。（2）示波器检测把