节气门位置传感器原理和测量

1、.,节气门阀体与节气门位置传感器(TPS),功能（产生信号、输送信号) 1 节气门位置传感器感应发动机各种工况下的节气门开度位置信号。（怠速工况、节气门全开工况） 2 节气门开启与关闭过程中的速度信号。（加速工况、减速工况） 3 把节气位置信号传输给发动机控制单元。 4 节气门位置信号(发动机负荷信号)输送给自动变速器控制系统,.,.,信号的结果： 1 发动机控制单元拫据节气门位置信号，计算并控制发动机在各种工况下的所需的最佳混合气比。 2 确定切断喷油及恢复喷油的时间（控制喷油脉宽）,.,3 控制怠速混合气供给量与怠速转速。 4 自动变速器控制单元根据发动机节气门位置信号(发动机负荷信号)与

2、车速信号等，确定换档时刻(升档、减档及强制降档)。节气门位置传感器信号的功能,.,节气门位置影响的内容 (1)感应节气门的开启度 (2)计算起动喷油脉冲宽度 (3)怠速转速控制 (4)减速切断燃油控制 (5)减速减稀混合比,.,(6)加速时增浓 (7)EGR废气再循环控制 (8)TCC变矩器锁止电磁阀控制 (9)A/C空调压缩机离合器继电器控制 (10)MAF计算 (11)提供可编程序只读存贮器。,.,发动机的节气门阀体的组成 1 节气门位置传感器外， 2 控制旁通气道开度的怠速控制步进电机， 3 电子油门控制系统发动机的节气门阀体，阀体内装有节气阀开闭控制步进电机，电子油门控制单元与发动机控

3、制单元，根据操作加速踏板位置信号，及车辆行驶工况的负荷需要自动控制节气门的开度。,.,.,.,.,节气门位置传感器与节气门阀体的故障分析,.,1 节气门拉线调整不当 2 节气门位置传感器感知不到节气门怠速信号或全开的负荷信号 3 节气门位置传感器损坏（信号有偶发中断，失准）,.,调整不当或线路不良均可造成全负荷信号失准，发动机控制单元未接收到节气门的全负荷信号，不提供加浓的功率混合气，减少了发动机的最大功率输出，使车辆行驶时出现加速不良，最高车速下降等故障现象。,.,节气门位置传感器怠速位置信号 不准确或无信号,.,现象：怠速不稳定、过高、过低、开空调或接通其它负载时转速下降，自动熄火及燃油耗

4、量高等故障。 原因：发动机控制单元不能判别确定节气门的怠速开启位置，因此，其控制参数与实际运行工况不符，点火时间、混合气比、怠速稳定阀的混合气流量控制、减速断油控制及怠速转速等控制参数不是怠速工况的最佳匹配值，因而造成发动机的怠速性能下降，,.,节气门位置传感器 常见故障部位： 1 节气门位置传感器或怠速开关安装位置调整不准确。 2 节气门拉线调整不当。 3 节气门阀体中积炭、污垢聚集过多造成节气门关回不到原怠速位置。 4 节气门位置传感器电阻、怠速开关损坏或线路故障。,.,IDL,VTA,Vc,E1,E2,VTA信号,IDL,.,线性输出型节气门位置传感器各端子间电压值,.,闭,开,E2 I

5、DL VTA Vc,.,线性输出型节气门位置传感器各端子间电阻值,.,丰田凌志节气门位置传感器的组成：,一 主节气门：由驾驶员通过油门踏板控制 二 负节气门：由步进电机控制 三 结构：无论主节气门还是副节气门的传感器都是滑变电阻式的。分别由四根线组成。（参考电压、信号电压、接地、怠速触点）,.,主节气门工作状态,工作原理：发动机工作时，副节气门在未通电的情况下始终处于全开位置。这是发动机的进气量完全由驾驶员通过踏板控制主节气门的开度控制进气量。从而控制发动机的空燃比、断油和点火提前角。,.,副节气门工作状态,1 副节气门在步进电机未通电时，处于全开位置。 2 它们各自感应的信号输入ECU-EC

6、T控制装置。 3 ECU-ECT控制装置又将节气门开度信号输入ABS/TRAC控制装置。,.,E2,1,4,3,2,1,4,3,2,IDL2,VTA2,VC,E2,IDL,VTA,VC,.,4 在ABS/TRAC装置未进行制动防报死和驱动轮防滑控制时。副节气门的步进电机不通电。副节气门保持全开位置。 5 在ABS/TRAC装置进行制动防报死和驱动轮防滑控制时。当滑转率超过控制门极限值时， TRAC将使副节气门步进电机通电，副节气门开度减小。发动机进气量减小，转矩减小，防止驱动轮滑转。,.,4 电控燃油喷射发动机的加速加浓功率混合气比控制，是由节气门位置传感器的节气门开启速度信号计算决定。当节气

7、门传感器的开启速度信号出现故障，发动机控制单元不能及时控制提供加浓的功率混合气，发动机出现行驶加速不良的故障。,.,数据流的检测,打开点火开关，选用电脑检测仪的发动机技术参数阅读功能，直接查询节气门传感器的电压或节气门的开启角度，其检测值应随节气门开大而呈线性连续增大，检测值变化不均、忽大忽小或超过维修手册规定值。,.,怠速开关，全负荷开关的检测 1 状态显示不正确。关闭点火开关，拆下节气门位置传感器，用电阻表检测节气门电位计的开启度与电阻值的线性比值、电阻值变化不均，有断路现象，或怠速开关全负荷开关的通/断性能不良，超出维修手册的规定值，确定传感器损坏。,.,.,电子油门发动机的节气门阀体,

8、.,执行元件,节气门控制单元,.,传感器,踏板传感器,.,传感器,节气门控制单元,.,1 节气门开度控制步进电机与节气门位置传感器，未设置有单独的怠速稳定控制阀，其怠速工况与负荷工况的节气门开度，由节气门开度步进电机自动控制，受进气歧管废气回流积聚污垢的影响，,.,车辆行驶一段里程后，节气阀的基本怠速位会发生变化，在超过设计自调节量后，会影响发动机的运行性能，因此，节气门阀体必须定期维护、清洗。装有怠速步进电机节气门控制的节气门阀体，在维护清洗后需用专用检测仪器进行适应性匹配，发动机才能恢复到正常的混合气比与怠速控制性能。,.,2 节气阀体经清洁保养后，发动机运行性能未恢复正常，而检测发动机控

9、制单元内仍储存有节气门阀体的故障码，发动机运转参数超过标准值，需更换节气门阀体总成判断故障原因。,.,3 节气门控制步进电机及节气门位置传感器的检测方法：按维修手册电路图插脚位，检测节气门阀体线圈的电阻值或线性电阻值，超过规定值，更换阀体总成。步进电机、传动齿轮、节气门检测有发卡等机械损伤，更换节气门阀体总成。,.,电脑自学习记忆功能,“自我学习”记忆功能的擦除 当出现电脑根本不控制空燃比或控制很差的现象，甚至在排除了严重的动力和行驶性能故障之后电脑仍不能很好的控制空燃比，这通常是因为燃油反馈控制系统被偏置在固定的空燃比状态下了,.,电脑自学习记忆功能,这时氧传感器的信号电压波形是一条“平的直

10、线” (通常是空燃比大的状态) ，即使在修好后电脑也不能立刻恢复对空燃比的控制，这可能是由于发动机电脑的记忆功能造成的虚假故障。(发动机在修理前和修理后的状况发生了很大变化，但电脑仍按记忆的修理前的状况控制发动机，因而致使发动机工作不正常),.,恢复发动机电脑控制功能的方法,1)在两条不同的道路上试车，每次行驶约10 min，行驶包括城市驾驶、高速公路巡航行驶、加速、减速、怠速等各种不同工况。 2)擦除电脑记忆，使电脑较快地进行“再学习” 。而后再进行两个10min的行驶循环，并用示波器观察氧传感器波形是否恢复正常。,.,谢 谢,.,.,.,.,2.举例：,混合气过浓时， 电压值超过450mv

11、。 单元泵以原来的工作电流工作，泵入测试室的氧 量少。,.,2.举例：,混合气过浓时， 电压值超过450mv。 单元泵以原来的工作电流工作，泵入测试室的氧量少。,.,构造,宽频带型传感器外形尺寸比跳跃型 传感器仅大几毫米。,1 单元泵 2 能斯托单元 3 传感器加热器 4 外界空气通道 5测量室 6 放氧通道,更换传感器时，必须线与插头同时更换。,.,.,执行元件,燃油泵 APS, ATX,.,执行元件,燃油泵 ANQ,.,执行元件,燃油泵 ANQ,.,执行元件,点火线圈,.,执行元件,点火线圈 APS, ATX,.,执行元件,点火线圈 ANQ,.,执行元件,喷油阀,.,喷油阀 APS, AT

12、X,执行元件,.,执行元件,节气门控制单元,.,传感器,主信号 ANQ,踏板传感器,.,传感器,校正信号 ANQ,节气门控制单元,.,3.2执行元件,.,执行元件,燃油泵,.,电控部分 3传感器,.,传感器信号类别 主信号 校正信号 附加信号,.,传感器,_,_,主信号,_,.,1.举例：,为能使电压值尽快恢复到450mv的电压值，减小单元泵的工作电流，使泵入测试室的氧量减少。 单元泵的工作电流传递给控制单元，控制单元将其折算成电压值信号。,.,1.举例：,为能使电压值尽快恢复到450mv的电压值，减小单元泵的工作电流，使泵入测试室的氧量减少。 单元泵的工作电流传递给控制单元，控制单元将其折算

13、成电压值信号。,.,1. 举例：,混合气过稀时，泵在原来的转速下会泵入较多的氧，测试室中氧的含量较多，电压值下降。 加大喷油量。 同时减少单元泵的工作电流,.,1. 举例：,混合气过稀时，泵在原来的转速下会泵入较多的氧，测试室中氧的含量较多，电压值下降。 加大喷油量。 同时减少单元泵的工作电流,.,执行元件,节气门控制单元 APS, ATX,.,执行元件,节气门控制单元 APS, ATX,.,执行元件,节气门控制单元 ANQ,.,执行元件,节气门控制单元 ANQ,.,执行元件,进气歧管转换电磁阀，凸轮轴调整电磁阀和活性碳罐电磁阀,.,执行元件,进气歧管转换电磁阀，凸轮轴调整电磁阀和活性碳罐电磁阀 APS, ATX,.,执行元件,进气歧管转换电磁阀，凸轮轴调整电磁阀和活性碳罐电磁阀 ANQ,.,装于三元催化反应器后。 核心为陶瓷材料，两边有涂层。 涂层的优点是：对尾气中的氧浓度更敏感。 两边涂层的氧浓度不同，产生电压信号。 外形没有改变。