发动机电控系统结构原理与检修项目三：汽车发动机电控系统诊断与维修3.3

任务1

进气歧管绝对压力传感器检修空气流量传感器检修节气门加速踏板位置传感器检修曲轴凸轮轴位置传感器检修温度传感器检修氧传感器检修爆震传感器检修任务2

任务3

任务4

任务5

任务6

任务7

任务1

进气歧管绝对压力传感器检修空气流量传感器检修节气门加速踏板位置传感器检修曲轴凸轮轴位置传感器检修温度传感器检修氧传感器检修爆震传感器检修任务2

任务3

任务4

任务5

任务6

任务7

情境描述一辆2016年款一汽大众迈腾B7轿车，装备CEA汽油电控发动机，报修时发动机故障警告灯异常点亮，驾驶员踩下加速踏板，发动机转速不提升。你的主管把这个检修任务分配给你，你能完成吗？情境提示电子节气门出现严重故障时，控制模块进入保护模式，会出现驾驶员踩下加速踏板，发动机提速不足或根本不能提速。想要排除故障，必须熟悉汽车电子节气门控制原理及故障诊断方法。根据本情境的故障现象，电子节气门进入故障保护模式，控制模块一定记忆了故障代码，而且是重要的元件，如节气门位置、加速踏板位置传感器，或是节气门电机故障，因此必须先进行故障码读取，再根据故障码内容检修。检修完成后应清除故障代码后再测试故障是否排除。情境导入节气门加速踏板位置传感器检修知识目标1.能描述节气门位置传感器的功用、类型、结构与工作原理；2.能描述加速踏板位置传感器的功用、类型、结构与工作原理；3.能描述节气门位置传感器各端子的功用及检测数据；4.能描述加速踏板位置传感器各端子的功用及检测数据。技能目标1.能够利用电路图及检测工具检测节气门位置传感器；2.能够利用电路图及检测工具检测加速踏板位置传感器；3.能排除简单的电路故障及更换节气门位置传感器；4.能排除简单的电路故障及更换加速踏板位置传感器。学习目标节气门加速踏板位置传感器检修节气门位置传感器（TPS或TP）安装在节气门体旁，与节气门轴联动。节气门位置传感器的功用如下：一是将节气门开度（即发动机负荷）转变为电信号输入发动机ECU，通过修正空燃比以适合发动机工况的变化；二是在装备电子控制自动变速器的汽车上，自动变速器控制单元把节气门位置传感器信号和车速信号作为确定变速器换挡时机和变矩器锁止时机的主要信号；三是当空气流量计无信号时，发动机ECM将用节气门开度信号和发动机转速信号来计算进气量，取代空气流量计信号。基本知识1.节气门位置传感器节气门加速踏板位置传感器检修（1）节气门位置传感器的功用大部分新款车型发动机的电子节气门采用的节气门位置传感器是非接触式，这样可以避免传统的电位计容易磨损的缺点；并且使用霍尔效应元件产生信号，霍尔集成电路能够保证在极端的驾驶条件下（如速度极高或极低时）也能产生准确信号。如图2-3-1所示，节气门位置传感器中有两个霍尔集成电路（IC）和磁铁（磁轭），当节气门旋转动作时，霍尔集成电路不断地“接近”和“远离”磁铁，霍尔集成电路周围的磁场发生变化，霍尔集成电路将磁通量的适时变化情况转换为电信号传输至发动机ECM，作为节气门开度大小的依据。基本知识节气门加速踏板位置传感器检修（2）节气门位置传感器的类型、结构与工作原理图2-3-1霍尔效应式的节气门位置传感器原理基本知识霍尔集成电路包括用于主信号和副信号的电路，将节气门开度转换为两种不同特性的电信号，并发送到ECM。也就是说，节气门位置传感器有两个传感器电路，分别发送VTA1和VTA2信号。图2-3-2所示，其中VTA1用于检测节气门开度，VTA2用于检测VTA1的故障。传感器的信号电压在0V到5V之间变化，其变化幅度与节气门开度成比例，并被发送到ECM。ECM根据这些信号计算节气门开度，并控制节气门执行器来适应加速情况。这些信号还用于空燃比校正、供电增加校正和燃油切断控制的计算中。图2-3-2霍尔效应式节气门位置传感器控制图节气门加速踏板位置传感器检修基本知识如图2-3-5所示，加速踏板位置传感器（APP）安装在驾驶室内加速踏板支架上，极少数车型通过拉线安装在其他位置（如发动机舱）。加速踏板位置传感器将加速踏板位置转变为电信号输入发动机ECM，用于判断驾驶员的意图。图2-3-5加速踏板位置传感器节气门加速踏板位置传感器检修2.加速踏板位置传感器（1）加速踏板位置传感器的功用基本知识加速踏板位置传感器的工作原理与节气门位置传感器相同。如图2-3-6所示。加速踏板位置传感器原理图，APP传感器有两个传感器电路，分别发送VPA（主）和VPA2（副）信号。施加到ECM端子VPA和VPA2的电压根据加速踏板（节气门）开度的比例在0V至5V之间变化。来自VPA的信号显示了实际加速踏板的开度（节气门开度）,用于发动机控制。来自VPA2的信号发送VPA电路的状态，并用来检查APP传感器自身的情况。ECM通过来自VPA和VPA2的信号监视实际加速踏板的开度（节气门开度），并根据这些信号控制节气门执行器。图2-3-6加速踏板位置传感器原理图节气门加速踏板位置传感器检修（2）加速踏板位置传感器的类型、结构与工作原理拓展知识早期车辆（目前仍有使用中）没有采用电子节气门，而是传统拉线的节气门。这些车型常用的节气门位置传感器有触点（开关）式、可变电阻（滑动电阻）式、综合式等几种。可变电阻式节气门位置传感器应用最广泛，如图2-3-20所示，其信号输出是线性量的。节气门加速踏板位置传感器检修1.传统的节气门位置传感器介绍图2-3-20可变电阻式节气门位置传感器拓展知识触点式节气门位置传感器内部有两对触点：怠速开关触点和全负荷开关触点。如图2-3-21所示。发动机在怠速或强制怠速时，怠速触点闭合，控制单元根据此信号对怠速时的混合气进行微调，并修正点火提前角，切断废气再循环系统；强制怠速时，暂时切断供油。当节气门开度超过一定角度时，全负荷触点闭合，控制单元据此信号加浓混合气，提高发动机的输出功率。由于测量的信号不准确，触点式节气门位置传感器已经很少采用了。节气门加速踏板位置传感器检修（1）触点式节气门位置传感器图2-3-21触点式节气门位置传感器拓展知识可变（滑动）电阻式节气门位置传感器是一种线性电位计，内部结构是一个可变（滑动）电阻。控制单元通过该传感器可以获得节气门开度从全闭到全开连续变化的信号，以及开闭速度的信号，从而精确判断发动机的运行工况，以提高控制精度和效果。如图2-3-22所示。节气门加速踏板位置传感器检修（2）可变电阻式节气门位置传感器图2-3-22可变电阻式节气门位置传感器拓展知识如图2-3-23所示，综合式节气门位置传感器是由一个怠速开关触点和可变（滑动）电阻组成的。怠速时，怠速触点闭合，输出怠速信号，其他工况随节气门开度的增大，输出信号电压也提高，直到全开时电压达到最大。控制单元在滑动电阻有误差时，还将怠速开关的闭合信号作为控制单元校正节气门开度信号值的基准点。节气门加速踏板位置传感器检修（3）综合式节气门位置传感器图2-3-23综合式节气门位置传感器拓展知识线性量节气门位置传感器内部结构是一个可变（滑动）电阻，可用诊断仪读取信号电压或节气门开度，怠速时约0.5～0.6V，节气门全开时约4.5V。也可用万用表电阻档和直流电压档检测节气门位置传感器的电阻与直流电压信号。如果发动机加速不良或节气门开度在某一区域内动力性突然变差，用万用表检测这类间歇性的动态故障比较困难，用示波器检测则比较容易。线性量节气门位置传感器的接线有三线（可变电阻式）和四线（综合式）两种，日本车系一般采用四线，其它车系一般采用三线。下文以别克君威三线的线性量节气门位置传感器（电路如图2-3-24所示）为例，介绍其检测方法。节气门加速踏板位置传感器检修（4）线性量节气门位置传感器检测拓展知识a.万用表检测拔去节气门位置传感器的插头，接通点火开关，测量线束处A接脚电压，发动机控制模块从33脚输出的开路电压是＋5V。关闭点火开关，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，不能有突变、断路或短路。接上插头，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，当节气门全开时电压为4.5V，随着节气门缓慢打开，信号电压应从0.5V逐渐升高至4.5V，信号电压应该连续变化，不能有突变、断路或短路。节气门加速踏板位置传感器检修图2-3-24别克君威节气门位置传感器电路拓展知识b.用诊断仪检测采用故障诊断仪检测节气门电位计信号的数据流，直接显示信号电压和节气门开度，如图2-3-25所示。节气门加速踏板位置传感器检修图2-3-25节气门电位计信号电压数据流拓展知识c.示波器检测接通点火开关，观察节气门开度变化时的信号电压，显示标准波形如图2-3-26所示。如果示波器显示波形与图不符，则说明该节气门位置传感器信号有错误，图2-3-27显示有故障的节气门位置传感器波形，信号波形上有突变，表示该节气门位置传感器内部滑片电阻有接触不良，或线束有故障，或插头接触不良。可用万用表进一步检测。节气门加速踏板位置传感器检修图2-3-26标准节气门位置传感器信号波形图2-3-27有故障节气门位置传感器信号波形拓展