节气门位置传感器的检查

节气门位置传感器的检查 一任务引入二任务分析三相关知识四任务实施 学习目标 1 掌握节气门位置传感器的位置 作用 类型 结构及工作原理 2 掌握节气门位置传感器 加速踏板位置传感器的检查方法 一任务引入节气门位置传感器 TPS 安装在节气门轴的一端 见图4 39 用于检测节气门的开度及其变化 ECU则利用其信号对喷油量 点火正时 怠速等进行修正控制 以实现某些特定的控制功能 例如 加速及大负荷时对混合气进行适度加浓 怠速时维持转速稳定 强制怠速 挂挡下坡 急减速等 时进行断油控制等 可见 该传感器发生故障时 可能会带来发动机加速不良 最大功率不足 怠速不稳等方面的问题 另外 节气门位置传感器还是自动变速器换挡控制的主要传感器之一 对自动换挡影响重大 发生故障时可能会引起不能换挡 换挡冲击等方面的问题 二任务分析节气门位置传感器按结构大致可分为触点开关式 滑线电阻式 复合式和霍耳效应式等四种 其中触点开关式输出的是简单的开关信号 可以用于判断发动机的怠速 大负荷等几个简单的工况点 滑线电阻式输出的是连续的电压信号 可以用于判断发动机负荷的连续变化情况 组合式则同时输出开关信号和连续的电压信号 既可以判断简单的工况点 又可以判断负荷的连续变化 三 相关知识1 触点开关式节气门位置传感器 TPS 结构及工作原理2 复合式节气门位置传感器结构及工作原理3 加速踏板位置传感器结构及工作原理 1 触点开关式节气门位置传感器 TPS 结构及工作原理这种节气门位置传感器主要由节气门轴 怠速触点 IDL 大负荷触点 又称功率触点PSW 及随节气门轴转动的凸轮等组成 其结构 电路及所产生的信号如图4 40所示 ECU通过线路分别向这两个触点输出5V的信号参考电压 触点闭合时 该线路被搭铁 信号参考电压变为0V ECU接收到低电平信号 0 触点张开时 线路没有被搭铁 信号参考电压维持为5V ECU接收到高电平信号 1 当IDL信号和PSW信号分别为 1 0 时 ECU判定节气门处于怠速位置 因而对发动机进行怠速方面的控制 包括 正常水温低怠速 低水温高怠速 开空调高怠速 强制怠速断油等 当IDL信号和PSW信号分别为 0 1 时 ECU判定发动机处于大负荷状态 因而对发动机进行大负荷加浓控制 即适当增大喷油量 以提高发动机的功率 当IDL信号和PSW信号分别为 0 0 时 ECU判定发动机处于部分负荷状态 因而根据其他传感器信号确定喷油量和点火正时 以确保发动机的经济性和排放性能 另外 还有一种编码式节气门位置传感器 共有IDL L1 L2 L3等4个触点 通过这些触点张开与闭合的不同组合 将节气门的开度分成8个开度范围 从而形成电控自动变速器的8个换挡区域 2 复合式节气门位置传感器结构及工作原理这种节气门位置传感器包括滑线电阻式传感器和怠速触点两个部分 主要由滑线电阻 滑动触点 节气门轴 怠速触点及传感器壳体等组成 其结构 电路原理及输出的信号如图4 41所示 其滑线电阻制作在传感器底板上 一端由ECU提供5V工作电源 VC脚 另一端通过ECU搭铁 滑线电阻的滑臂与信号输出端子VTA相连 并随节气门轴一同转动 怠速触点的一端由ECU提供5V 或12V 的信号参考电压 IDL端子 另一端也通过ECU搭铁 节气门开度变化时 滑臂上的触点在滑线电阻上滑动 从而从滑线电阻上获得分压电压 并作为节气门开度信号输送给ECU 由于该传感器可以检测到节气门开度的连续变化情况 因而ECU可以实现更多的控制功能 例如 加速加浓控制 空气流量信号替代控制 即空气流量传感器发生故障时 利用节气门位置和发动机转速计算进气量 等 传感器中的怠速触点专门用于判断发动机的怠速状态 部分汽车则取消了怠速触点 通过滑线电阻式传感器信号的阈值来判断怠速状态 从而简化了节气门位置传感器的结构 3 加速踏板位置传感器结构及工作原理许多现代汽车发动机都采用了全电子节气门 此时 在驾驶人的脚下还需要另外增设一个加速踏板位置传感器 发动机ECU利用该传感器的信号来控制全电子节气门的开度 加速踏板位置传感器有两种 分别为滑线电阻式和霍尔效应式 为了确保其工作的可靠性 此传感器往往有两个不同特性的输出信号 滑线电阻式加速踏板位置传感器如图4 43所示 其结构与工作原理与滑线电阻式节气门位置传感器相同 提示 因在安装该传感器时 需要极精密的位置调整 所以 不得拆下该传感器 当该传感器出现故障时 须更换加速踏板总成 霍尔效应式加速踏板位置传感器如图4 44所示 其结构与工作原理与霍尔效应式节气门位置传感器相同 为确保较好的工作可靠性 两套信号系统都有各自独立的电路 四任务实施1 实训目的2 设备准备3 实训步骤4 实训要求 1 实训目的 掌握各种节气门位置传感器的检查方法 掌握加速踏板位置传感器的检查方法 2 设备准备丰田5A发动机一台 凌志LS400发动机一台 丰田卡罗拉整车一辆或1ZR FE发动机一台 通用工具一套 万用表一只 丰田故障诊断仪一台 厚薄规一只 发动机舱防护罩一套 三件套 一套 3 实训步骤提示 可以利用故障诊断仪通过读故障码和读数据流的方法来判断节气门位置传感器的工作情况 详参见模块9 这里仅介绍利用人工检测法 1 触点开关式节气门位置传感器检查2 复合式节气门位置传感器检测 以皇冠3 0为例 3 丰田卡罗拉1ZR FE发动机节气门位置传感器检查4 丰田卡罗拉1ZR FE发动机加速踏板位置传感器检查 1 触点开关式节气门位置传感器检查 1 测量ECU提供给触点的信号参考电压和搭铁线的搭铁情况 2 测量搭铁线的搭铁情况 3 测量节气门位置传感器触点情况 1 测量ECU提供给触点的信号参考电压和搭铁线的搭铁情况拆下节气门位置传感器的连接器 接通点火开关 用万用表测线束侧连接器中IDL端子 PSW端子与车身搭铁之间的电压 都应为4 5 5 5V 也有少数车为12V 如果电压为0V 则检查该连接器与ECU之间的线路 线路正常时 查ECU供电电源电路 如果ECU供电电源电路也正常 则更换ECU 2 测量搭铁线的搭铁情况用万用表测线束侧连接器中搭铁端子与车身搭铁之间的电阻 应小于1 如果电阻值过大 则说明搭铁不良 应该检查该端子与ECU之间的线路 线路正常时 查ECU搭铁线 如果ECU搭铁线也正常 则更换ECU 3 测量节气门位置传感器触点情况用万用表测传感器连接器中IDL端子 PSW端子与搭铁端子 E 之间的电阻 测量结果见表4 3 否则 维修或更换传感器 说明 不同车型的节气门位置传感器中 各触点的通断情况可能有所不同 2 复合式节气门位置传感器检测 以皇冠3 0为例 皇冠3 0节气门位置传感器连接器及电路如图4 45所示 1 测ECU提供给传感器的电源电压 怠速触点的信号参考电压 2 测搭铁线的搭铁情况 3 测量传感器中IDL触点情况 4 测量传感器中滑线电阻器的情况 1 测ECU提供给传感器的电源电压 怠速触点的信号参考电压拆下节气门位置传感器的连接器 接通点火开关 用万用表测线束连接器中VC端子 IDL端子与车身搭铁之间的电压 都应为4 5 5 5V 如果电压为0V 则检查该连接器与ECU之间的线路 线路正常时 查ECU供电电源电路 如果ECU供电电源电路也正常 则更换ECU 2 测搭铁线的搭铁情况用万用表测线束侧连接器中搭铁端子 E2 与车身搭铁之间的电阻 阻值应小于1 如果电阻值过大 则说明搭铁不良 应该检查该端子与ECU之间的线路 线路正常时 查ECU搭铁线 如果ECU搭铁线也正常 则更换ECU 3 测量传感器中IDL触点情况在节气门限位螺钉和限位杆之间插入适当厚度的厚薄规 用万用表测传感器连接器中IDL端子与搭铁端子 E2 之间的电阻 节气门关闭时 限位螺钉和限位杆之间间隙小于0 45mm 应小于0 5 节气门打开时 限位螺钉和限位杆之间间隙大于0 55mm 应为 如不符合要求 否则维修或更换该传感器 4 测量传感器中滑线电阻器的情况用万用表测传感器连接器中VTA端子与E2端子之间的电阻 阻值应随节气门开度的变化而连续变化 变化时不能有跳动或间断 否则说明滑动触点有接触不良现象 应更换该传感器 节气门关闭时 限位螺钉和限位杆之间间隙为0mm 电阻值应为0 34 6 3k 节气门全开时 电阻值应为2 4 11 2k 否则 更换该传感器 用万用表测传感器连接器中VC端子与E端子之间的电阻 阻值应为3 1 7 2k 否则更换该传感器 3 丰田卡罗拉1ZR FE发动机节气门位置传感器检查 1 读取节气门位置传感器数据 2 检查传感器线束及连接器 3 检查传感器的工作电压 VC 4 则更换节气门体总成 5 再次检查故障代码 特别说明 丰田卡罗拉1ZR FE发动机采用了霍尔效应式节气门位置传感器 其控制电路如图4 46所示 出现故障代码P0120 VTA1信号快速波动 P0122 VTA1信号电压过小 P0123 VTA1信号电压过大 P0220 VTA2信号快速波动 P0222 VTA2信号电压过小 P0223 VTA2信号电压过大 或P2135 VTA1信号与VTA2信号差别过小或过大 时 需要进行以下检查 1 读取节气门位置传感器数据连接故障诊断仪 接通点火开关 踩动加速踏板 并读取节气门位置传感器数据 VTA1读数应该在0 5 4 9V之间连续变化 VTA2读数应该在2 1 5 0V之间连续变化 如果符合要求 则进入步骤 不符合要求 则进行下一步 2 检查传感器线束及连接器拆下传感器连接器 见图4 47 及ECU连接器 见图4 48 用万用表测B25 5 B31 67 B25 6 B31 115 B25 4 B31 114 B25 3 B31 91之间的电阻 应小于1 测B25 5或B31 67 车身搭铁 B25 6或B31 115 车身搭铁 B25 4或B31 114 车身搭铁 B25 3或B31 91 车身搭铁之间的电阻 应大于10k 如果不符合要求 则维修或更换线束或连接器 3 检查传感器的工作电压 VC 连接ECU连接器 接通点火开关 用万用表测B25 5 B25 3之间的电压 应为4 5 5 5V 否则 检查ECU电源电路 如果ECU电源电路正常 则更换ECU 4 则更换节气门体总成 5 再次检查故障代码用故障诊断仪清除故障代码 再次读取故障代码 如果仍然出现代码P0120 P0122 P0123 P0220 P0222 P0223或P2135 则更换ECU 4 丰田卡罗拉1ZR FE发动机加速踏板位置传感器检查 1 读取加速踏板位置传感器数据 2 检查传感器的供电电压 3 检查ECU的加速踏板位置传感器控制电路 4 检查线束及连接器 5 检查线束及连接器 特别说明 丰田卡罗拉1ZR FE发动机采用了霍尔效应式加速踏板位置传感器 其控制电路如图4 49所示 其中有VPA 主 VPA2 副 两个传感器电路 其中VPA为加速踏板位置信号 并用于发动机控制 VPA2用于故障监测 且为VPA发生故障时应急备用信号 如果出现故障代码P2120 VPA信号快速波动 P2122 VPA信号电压过小 P2123 VPA信号电压过大 P2125 VPA2信号快速波动 P2127 VPA2信号电压过小 P2128 VPA2信号电压过大 P2138 VPA信号与VPA2信号相差过小或VPA信号与VPA2信号都过小 时 需要进行以下检查 1 读取加速踏板位置传感器数据连接故障诊断仪 接通点火开关 踩动加速踏板 并读取加速踏板位置传感器数据 VPA读数应该在0 5 4 5V之间连续变化 VPA2读数应该在2 6 5 0V之间连续变化 如果符合要求 则进入步骤5 不符合要求 则进行下一步 2 检查传感器的供电电压拆下加速踏板位置传感器连接器 见图4 50 接通点火开关 用万用表测线束侧A3 4 A3 5 A3 1 A3 2之间的电压 应为4 5 5 5V 否则 进入步骤5 3 检查ECU的加速踏板位置传感器控制电路用万用表测线束侧A3 2 A3 3 A3 5 A3 6之间的电阻 均应为36 60 41 61 正常 则更换加速踏板总成 异常 则继续下一步 4 检查线束及连接器拆下ECU连接器 见图4 51 用万用表测A3 6 A50 55 A3 5 A50 59 A3 3 A50 56 A3 2 A50 60之间的电阻 均应小于1 测A3 6或A50 55 车身搭铁 A3 5或A50 59 车身搭铁 A3 3或A50 56 车身搭铁 A3 2或A50 60 车身搭铁之间的电阻 均应大于10k 否则维修或更换线束或连接器 如果正常 则更换ECU 5 检查线束及连接器拆下ECU连接器 见图4 50 用万用表测A3 5 A50 59 A3 4 A50 57 A3 2 A50 60 A3 1 A50 58之间的电阻 均应小于1 测A3 5或A50 59 车身搭铁 A3 4或A50 57 车身搭铁 A3 2或A50 60 车身搭铁 A3 1或A50 58 车身搭铁之间的电阻 均应大于10k 否则维修或更换线束或连接器 正常则更换ECU 4 实训要求 每一步检查都应对照电路图 做到思路清晰 明了 操作认真仔细 以免造成设备损坏 养成使用发动机舱防护罩 三件套 的职业习惯 养成工具 零件 油液 三不落地 的职