豐田ETCS-i 智能電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)故障診斷與排除

黃中景

(惠州市技師學(xué)院,廣東 惠州516003)

引言

電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)具備很多的優(yōu)點(diǎn)，但也存著一些不足，如汽車起步時(shí)出現(xiàn)油門滯后、系統(tǒng)對(duì)節(jié)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(xiàn)象：

一輛豐田1.6L 自動(dòng)擋花冠轎車，發(fā)動(dòng)機(jī)熱車怠速轉(zhuǎn)速1600 轉(zhuǎn)，將加速踏板踩下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到2000 轉(zhuǎn)左右不能再上升，踩節(jié)氣門踏板最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速未有明顯提高，松開踏板后出現(xiàn)游車現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速在1600 到1800 之間變化，隨后穩(wěn)定1600 轉(zhuǎn)，故障燈點(diǎn)亮。

二、故障原因：

引起怠速過高故障的原因主要有進(jìn)氣系統(tǒng)漏氣、節(jié)氣門故障、冷卻液溫度傳感器故障、空調(diào)開關(guān)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向器壓力開關(guān)有故障；曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)閥故障；發(fā)電機(jī)充電電壓過低；發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元故障或匹配設(shè)定不當(dāng)?shù)确矫妗?/p>

根據(jù)故障現(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速過高的同時(shí)還伴隨加不起速，故障可能的原因是節(jié)氣門未能正常打開。

三、電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)：

1、加速踏板位置傳感器：檢測(cè)踏板的所處位置和變化，并產(chǎn)生反應(yīng)電壓信號(hào)輸入ECU。

2、節(jié)氣門位置傳感器：檢測(cè)節(jié)氣門的信號(hào)，與踏板位置傳感器類似。

3、節(jié)氣門控制電機(jī)：一般選用步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)，經(jīng)過兩級(jí)齒輪減速器來調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度。

4、控制單元（ECU）是整個(gè)系統(tǒng)的核心，包括信息處理模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊。

四、電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的工作原理

當(dāng)踏下加速踏板，加速踏板位置傳感器產(chǎn)生相應(yīng)電信號(hào)輸入節(jié)氣門控制單元，控制單元對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、處理，得到相應(yīng)的節(jié)氣門轉(zhuǎn)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(hào)，由此計(jì)算出整車所需要的全部扭矩，通過對(duì)節(jié)氣門轉(zhuǎn)角期望值進(jìn)行補(bǔ)償，得到節(jié)氣門的最佳開度，并把相應(yīng)的電壓信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)電路模塊，驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)是節(jié)氣門達(dá)到最佳的開度位置。

五、故障診斷與排除

根據(jù)以上的故障現(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)故障點(diǎn)亮，可判斷為電控系統(tǒng)故障可能性較大。但為了避免誤判，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)可能引起故障的原因進(jìn)行系統(tǒng)檢查。

1.首先對(duì)外在情況進(jìn)行檢查。

檢查蓄電池、外電路連接情況，沒發(fā)現(xiàn)有松脫、燒斷或燒結(jié)的現(xiàn)象；檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣、進(jìn)氣歧管、真空管的密封情況，沒發(fā)現(xiàn)有管道破損、漏氣的狀況，曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)良好。

2.使用KT600 故障診斷儀進(jìn)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(xiàn)P2135、P2102 的故障碼，記錄并清除故障碼，重新讀取故障碼，此時(shí)診斷儀顯示為系統(tǒng)正常。

（2）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速最高2000 轉(zhuǎn)左右，打開空調(diào)開關(guān)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]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(jié)氣門執(zhí)行器馬達(dá)電路電壓過低。查閱維修手冊(cè)，初步判斷故障部位可能存在于節(jié)氣門控制電路、執(zhí)行器或ECU 中。

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（3）用KT600 故障診斷儀進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)流，節(jié)氣門位置傳感器、節(jié)氣門踏板位置傳感器電壓、節(jié)氣門馬達(dá)占空比、節(jié)氣門馬達(dá)負(fù)荷情況如下表。查閱維修手冊(cè)，與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比，氣門位置為失效保護(hù)值，加速踏板值為正常，而節(jié)氣門馬達(dá)占空比，電流情況看，與P102 故障碼檢測(cè)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(duì)于豐田發(fā)動(dòng)機(jī)ECM損壞的一般較少損壞，節(jié)氣門馬達(dá)不能正常工作引起故障可能性較大。

3.將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，根據(jù)其電路及工作原理，節(jié)氣門電動(dòng)機(jī)及控制線路都可能出現(xiàn)故障，對(duì)節(jié)氣門總成執(zhí)行器及執(zhí)行器控制線路及總成進(jìn)行如下檢查。

（1）斷開節(jié)氣門體總成連接器，測(cè)量

節(jié)氣門體連接器端子M+與M-之間的電阻。室溫23℃時(shí)為12Ω，根據(jù)維修手冊(cè)提供的標(biāo)準(zhǔn)電阻為:在20℃時(shí)為0.13～100Ω，符合要求。

（2）接著斷開ECM 連接器，進(jìn)行斷路檢查，測(cè)量與節(jié)氣門體對(duì)應(yīng)的連接器B25 的M+與對(duì)應(yīng)連接到ECM 的連接器B31 端子M+ 的電阻為0.05Ω，測(cè)量與節(jié)氣門體對(duì)應(yīng)的連接器B25的M-與對(duì)應(yīng)連接到ECM 的連接器B31 端子M-，電阻為無窮大，對(duì)照維修手冊(cè)，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(xù)進(jìn)行短路檢查，測(cè)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(duì)照維修手冊(cè)，為正常。

標(biāo)準(zhǔn)電阻（斷路檢查）

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（4）經(jīng)仔細(xì)檢查，B25 連接器1（M-）接口處接線出現(xiàn)斷路，估計(jì)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(cè)量節(jié)氣門體對(duì)應(yīng)的連接器B25 的M-與對(duì)應(yīng)連接到ECM 的連接器B31 端子M-，正常。

4.將連接器接回節(jié)氣門體，將B31 接回ECM 上，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),用KT600 故障診斷儀讀取故障碼并清除，故障燈自動(dòng)熄滅，快速踩下油門踏板，車速迅速提升，工作一段時(shí)間后穩(wěn)定在1100 轉(zhuǎn)左右，但與正常轉(zhuǎn)速相比，怠速還是偏高。根據(jù)車主反映，幾天前因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)怠速不穩(wěn)的情況，懷疑是節(jié)氣門臟污，自己對(duì)進(jìn)行車子進(jìn)行清洗，并拔下過節(jié)氣門連接器，隨后就出現(xiàn)車子怠速偏高，且加不起油的現(xiàn)象，考慮到花冠汽車電腦有記憶功能，清洗節(jié)氣門往往會(huì)引起怠速過高，對(duì)電腦進(jìn)行重新匹配。匹配好后試車，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速逐漸回落穩(wěn)定在680 轉(zhuǎn)左右。

六、故障原因分析

發(fā)動(dòng)機(jī)怠速偏高是汽車的常見故障，該車出現(xiàn)怠速過高原因有兩個(gè):一是節(jié)氣門馬達(dá)連接器B25 的M-端子與對(duì)應(yīng)連接到ECM 的連接器B31 的M-端子之間的線路斷路，ECM 檢測(cè)到異常信號(hào)時(shí)，進(jìn)入失效保護(hù)模式，在失效保護(hù)模式下，ECM 切斷通往執(zhí)行器的電造成節(jié)氣門執(zhí)行器的電流，并且節(jié)氣門被回位彈簧拉回到開度6°，然后，ECM 通過根據(jù)油門踏板開度控制燃油噴射（間歇性燃油切斷）和點(diǎn)火正時(shí)以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，以確保車輛維持最低車速。二是因?yàn)楣?jié)氣門閥門周圍積碳，由ECM 的具有學(xué)習(xí)和記憶功能，車主在清潔節(jié)氣門后未重新匹配ECM 而造成。

結(jié)語(yǔ)

電子技術(shù)在汽車技術(shù)上的廣泛運(yùn)用，電子節(jié)氣門在汽車上的應(yīng)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(dāng)往往會(huì)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(shí)，對(duì)維修人員提出了高的要求。

[1]馮能蓮.電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)研究[J].汽車技術(shù)，2004（1）.

[2]劉振軍.現(xiàn)代轎車電子節(jié)氣門系統(tǒng)及其控制[J].汽車技術(shù)，2004（3）.