豐田ETCS-i 智能電子節氣門控制系統故障診斷與排除

黃中景

(惠州市技師學院,廣東 惠州516003)

引言

電子節氣門控制系統具備很多的優點，但也存著一些不足，如汽車起步時出現油門滯后、系統對節氣門積塵和積炭非常敏感、元器件較容易損壞引起故障等。

一、故障現象：

一輛豐田1.6L 自動擋花冠轎車，發動機熱車怠速轉速1600 轉，將加速踏板踩下，發動機轉速上升到2000 轉左右不能再上升，踩節氣門踏板最大發動機轉速未有明顯提高，松開踏板后出現游車現象，轉速在1600 到1800 之間變化，隨后穩定1600 轉，故障燈點亮。

二、故障原因：

引起怠速過高故障的原因主要有進氣系統漏氣、節氣門故障、冷卻液溫度傳感器故障、空調開關，動力轉向器壓力開關有故障；曲軸箱強制通風閥故障；發電機充電電壓過低；發動機控制單元故障或匹配設定不當等方面。

根據故障現象，發動機怠速過高的同時還伴隨加不起速，故障可能的原因是節氣門未能正常打開。

三、電子節氣門控制系統的基本結構：

1、加速踏板位置傳感器：檢測踏板的所處位置和變化，并產生反應電壓信號輸入ECU。

2、節氣門位置傳感器：檢測節氣門的信號，與踏板位置傳感器類似。

3、節氣門控制電機：一般選用步進電機或直流電機，經過兩級齒輪減速器來調節節氣門的開度。

4、控制單元（ECU）是整個系統的核心，包括信息處理模塊和電機驅動電路模塊。

四、電子節氣門控制系統的工作原理

當踏下加速踏板，加速踏板位置傳感器產生相應電信號輸入節氣門控制單元，控制單元對輸入的信號進行運算、處理，得到相應的節氣門轉角的基本值，然后再獲取其他工況信息以及各種傳感器信號，由此計算出整車所需要的全部扭矩，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，驅動控制電機是節氣門達到最佳的開度位置。

五、故障診斷與排除

根據以上的故障現象，發動機故障點亮，可判斷為電控系統故障可能性較大。但為了避免誤判，對發動機可能引起故障的原因進行系統檢查。

1.首先對外在情況進行檢查。

檢查蓄電池、外電路連接情況，沒發現有松脫、燒斷或燒結的現象；檢查發動機的進氣、進氣歧管、真空管的密封情況，沒發現有管道破損、漏氣的狀況，曲軸箱強制通風良好。

2.使用KT600 故障診斷儀進行故障診斷。

（1）將KT600 故障診斷儀接到DLC3 接口，讀取故障碼，出現P2135、P2102 的故障碼，記錄并清除故障碼，重新讀取故障碼，此時診斷儀顯示為系統正常。

（2）起動發動機，轉速最高2000 轉左右，打開空調開關，對發動機轉速沒有明顯影響，故障燈亮，說明故障仍然存在，再次讀取故障碼，顯示故障碼P2102/節氣門執行器馬達電路電壓過低。查閱維修手冊，初步判斷故障部位可能存在于節氣門控制電路、執行器或ECU 中。

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（3）用KT600 故障診斷儀進行讀取數據流，節氣門位置傳感器、節氣門踏板位置傳感器電壓、節氣門馬達占空比、節氣門馬達負荷情況如下表。查閱維修手冊，與標準數據對比，氣門位置為失效保護值，加速踏板值為正常，而節氣門馬達占空比，電流情況看，與P102 故障碼檢測條件相符，另外，冷卻液溫度，蓄電池電壓為正常值。考慮該車行駛50000 公里，對于豐田發動機ECM損壞的一般較少損壞，節氣門馬達不能正常工作引起故障可能性較大。

3.將發動機熄火，根據其電路及工作原理，節氣門電動機及控制線路都可能出現故障，對節氣門總成執行器及執行器控制線路及總成進行如下檢查。

（1）斷開節氣門體總成連接器，測量

節氣門體連接器端子M+與M-之間的電阻。室溫23℃時為12Ω，根據維修手冊提供的標準電阻為:在20℃時為0.13～100Ω，符合要求。

（2）接著斷開ECM 連接器，進行斷路檢查，測量與節氣門體對應的連接器B25 的M+與對應連接到ECM 的連接器B31 端子M+ 的電阻為0.05Ω，測量與節氣門體對應的連接器B25的M-與對應連接到ECM 的連接器B31 端子M-，電阻為無窮大，對照維修手冊，可以看出連接器B25 的M-與連接器B31 端子M-之間存在短路故障。

（3）繼續進行短路檢查，測量B25 的M+端子至搭鐵，B31M+端子至搭鐵分別為10MΩ、B31 的M-端子至搭鐵B31M-至搭鐵分別為10MΩ，對照維修手冊，為正常。

標準電阻（斷路檢查）

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（4）經仔細檢查，B25 連接器1（M-）接口處接線出現斷路，估計是在拔出連接器是沒注意造成損壞，重新接好并用萬用表測量節氣門體對應的連接器B25 的M-與對應連接到ECM 的連接器B31 端子M-，正常。

4.將連接器接回節氣門體，將B31 接回ECM 上，起動發動機,用KT600 故障診斷儀讀取故障碼并清除，故障燈自動熄滅，快速踩下油門踏板，車速迅速提升，工作一段時間后穩定在1100 轉左右，但與正常轉速相比，怠速還是偏高。根據車主反映，幾天前因為發現怠速不穩的情況，懷疑是節氣門臟污，自己對進行車子進行清洗，并拔下過節氣門連接器，隨后就出現車子怠速偏高，且加不起油的現象，考慮到花冠汽車電腦有記憶功能，清洗節氣門往往會引起怠速過高，對電腦進行重新匹配。匹配好后試車，發動機怠速轉速逐漸回落穩定在680 轉左右。

六、故障原因分析

發動機怠速偏高是汽車的常見故障，該車出現怠速過高原因有兩個:一是節氣門馬達連接器B25 的M-端子與對應連接到ECM 的連接器B31 的M-端子之間的線路斷路，ECM 檢測到異常信號時，進入失效保護模式，在失效保護模式下，ECM 切斷通往執行器的電造成節氣門執行器的電流，并且節氣門被回位彈簧拉回到開度6°，然后，ECM 通過根據油門踏板開度控制燃油噴射（間歇性燃油切斷）和點火正時以調整發動機輸出，以確保車輛維持最低車速。二是因為節氣門閥門周圍積碳，由ECM 的具有學習和記憶功能，車主在清潔節氣門后未重新匹配ECM 而造成。

結語

電子技術在汽車技術上的廣泛運用，電子節氣門在汽車上的應用越來越普遍，由于其自身存在的一些不足，加上在使用或維修過程中的操作不當往往會引起一些故障，這就需要維修人員具備有較全面的電控知識，對維修人員提出了高的要求。

[1]馮能蓮.電子節氣門控制系統研究[J].汽車技術，2004（1）.

[2]劉振軍.現代轎車電子節氣門系統及其控制[J].汽車技術，2004（3）.