豐田卡羅拉轎車電子節門的故障診斷流程

□劉冬桂

一、電子節氣門體的組成

電子節氣門體是汽車發動機的重要控制部件，基本結構有以下幾個部分:節氣門位置傳感器、節氣門執行器、節氣門電子控制單元(ECU)和執行器。以豐田卡羅拉轎車電子節氣門為例，節氣門位置傳感器安裝在節氣門體總成上，檢測節氣門開度。該傳感器為飛接觸型，使用霍爾效應原件以便在極端的行駛條件下能生產精確的信號。

二、電子節氣門系統的工作原理

駕駛員操縱加速踏板，加速踏板位置傳感器產生相應的電壓信號輸入節氣門控制單元，控制單元首先對輸入的信號進行濾波，以消除環境噪聲的影響，然后根據當前的工作模式、踏板移動量和變化率解析駕駛員意圖，計算出對發動機扭矩的基本需求，得到相應的節氣門轉角的基本期望值。然后再經過CAN總線和整車控制單元進行通訊，獲取其他工況信息以及各種傳感器信號如發動機轉速、檔位、節氣門位置、空調能耗等等，由此計算出整車所需求的全部扭矩，通過對節氣門轉角期望值進行補償，得到節氣門的最佳開度，并把相應的電壓信號發送到驅動電路模塊，驅動控制電機使節氣門達到最佳的開度位置。節氣門位置傳感器則把節氣門的開度信號反饋給節氣門控制單元，形成閉環的位置控制。如圖1 所示。

圖1 電子節氣門系統的工作原理圖

三、豐田卡羅拉轎車電子節氣門的電路圖

豐田卡羅拉轎車的節氣門位置傳感器電路圖，如圖2 所示。節氣門體5#端子接發動機ECM 的B67 為傳感器提供5v 電壓。3#為接地腳，接發動機ECM 的B91;6#為VTA1 信號，用來檢測節氣門開度，接發動機ECM 的B115;4 #為VTA2 信號，用來檢測VTA1 的故障。傳感器信號電壓在0 ～5 V 之間變化，其變化幅度與節氣門的開度成比例。節氣門關閉時，傳感器輸出電壓降低;節氣門打開時，傳感器輸出電壓增加。ECM 根據這些信號計算節氣門開度，并控制節氣門執行器來適應駕駛情況。

圖2 豐田卡羅拉節氣門位置傳感器電路圖

圖3 豐田卡羅拉節氣門執行器電路圖

豐田卡羅拉電子節氣門內有一個節氣門執行器即節氣門電機，受ECM 的控制，ECM 通過給電機的1、2 腳正反向供脈沖寬度調制電流，使得電機帶動節氣門軸開度變大或變小，并且用齒輪開啟或關閉節氣門。電路圖如圖3 所示，節氣門體1#為節氣門電動機負極，接ECU 的41 腳;2#為節氣門電動機正極，接ECU 42 腳。

四、豐田卡羅拉電子節氣門的故障診斷流程

豐田卡羅拉電子節氣門是一款有代表性的電子節氣門，本文以卡羅拉電子節氣門為例，講述其檢測方法和步驟。

(一)電壓檢測。本項目電壓測試有電源電壓測試和信號電壓測試兩部分，其中信號電壓測試是確定電子節氣門是否失效的主要依據。

1．電源電壓測試。斷開節氣門體連接器。將點火開關置于ON 位置。測量電壓，如圖2、4 和表1 所示。

表1 標準電壓

2．信號電壓測試。通過KT600 診斷儀或者數字萬用表，在不同工況下，對節氣門1 號和2 號節氣門位置傳感器進行數據測量，信號電壓如表2 所示。

表2 信號電壓

(二)線路檢測。本項目電阻測試為輔助性測試，主要是檢測線束的導通性，以確認線束通暢，無斷路短路，插接器牢靠，各信號傳遞無干擾。斷開節氣門體連接器。斷開ECM 連接器。測量電阻，如圖2、5 和表3 所示。

圖4 節氣門體連接器端子圖

圖5 節氣門位置傳感器與ECM 線路的檢測

表3 標準電阻

(三)執行器的檢測。斷開節氣門體總成連接器。測量電阻，如圖3、6 和表4 所示。

表4 標準電源電壓

圖6 節氣門執行器的檢測

(四)執行器線路檢測。本項目電阻測試為輔助性測試，主要是檢測線束的導通性，以確認線束通暢，無斷路短路，插接器牢靠，各信號傳遞無干擾。斷開節氣門體連接器。斷開ECM 連接器。測量電阻，如圖3、7 和表5 所示。

圖7 節氣門執行器與ECM 線路的檢測

表5 標準電阻

五、結語

本文采用具有代表性的檢測方法對豐田卡羅拉轎車電子節氣門系統進行故障診斷，將診斷方法和步驟按照一定的模式進行規范化，為職業院校實踐教學提供一個參考。

［1］王洪廣，林世明．汽車發動機電控系統診斷與維修實訓教程［M］．北京:化學工業出版社，2015

［2］肖旭．豐田卡羅拉ETCS -i 智能電子節氣門控制系統診斷與維修［J］．科技風，2013，8:72 ～73

［3］王朝帥．東風標致EW10A 發動機電子節氣門控制系統的檢修［J］．汽車維修與保養，2015，4:76 ～78