六、智能電子節(jié)氣門

在常規(guī)型節(jié)氣門體中，都是由加速踏板作用力確定節(jié)氣門角度，而豐田凱美瑞ETCS-i使用發(fā)動機ECU來計算適合于相應(yīng)駕駛條件的最佳節(jié)氣門開度，并使用節(jié)氣門控制電動機來控制開度。

智能電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)ETCS-i組成如圖4-17所示。它將節(jié)氣門控制為適合于加速踏板作用力和發(fā)動機轉(zhuǎn)速等適應(yīng)駕駛條件的最佳節(jié)氣門角度，從而實現(xiàn)優(yōu)異的節(jié)氣門控制性能和所有工作范圍內(nèi)的舒適操作，ETCS-i具有下列五項功能。

1）智能可變氣門正時

智能電子節(jié)氣門的VVT-i（智能可變氣門正時）系統(tǒng)，用于將進氣凸輪軸控制在曲軸角40°的范圍內(nèi)，從而提供最適于發(fā)動機狀態(tài)的氣門正時。這使所有轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩得到改進，燃油經(jīng)濟性增加，排氣量減少。

根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、進氣量、節(jié)氣門位置和冷卻液溫度，發(fā)動機ECU可以計算每個駕駛條件下的最佳氣門正時，控制凸輪軸正時機油控制閥。此外，發(fā)動機ECU使用來自凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器的信號來檢測實際氣門正時，從而提供反饋控制以達到目標氣門正時。

2）怠速控制（ISC）

發(fā)動機ECU控制節(jié)氣門，從而恒定地維持理想的怠速轉(zhuǎn)速。

3）牽引力控制（TRC）

作為TRC系統(tǒng)的一部分，驅(qū)動輪出現(xiàn)過量滑動時，由來自防滑控制電子控制單元的請求信號關(guān)閉節(jié)氣門，這便于車輛確保穩(wěn)定性和驅(qū)動力。

4）車輛防滑控制（VSC）

為了最好地發(fā)揮VSC系統(tǒng)控制的效用，通過防滑控制電子控制單元協(xié)調(diào)控制性能來控制節(jié)氣門角度。

5）巡航控制系統(tǒng)（CCS）

集成巡航控制系統(tǒng)的發(fā)動機ECU，直接控制節(jié)氣門來進行巡航控制。

1. 智能電子節(jié)氣門的失效保護

當失效保護檢測到任何傳感器存在故障時，如果發(fā)動機ECU仍能繼續(xù)正常控制發(fā)動機控制系統(tǒng)，則說明發(fā)動機可能有故障或出現(xiàn)其他故障。為了確保車輛安全，發(fā)動機ECU的失效保護功能借助于存儲的記憶數(shù)據(jù)，使發(fā)動機控制系統(tǒng)繼續(xù)運行，或在預(yù)計將出現(xiàn)危險的情況下停止發(fā)動機。

1）加速踏板位置傳感器的失效保護

加速踏板位置傳感器有兩個（主和副）傳感器電路，若其中一個傳感器電路出現(xiàn)故障，如圖4-18所示，發(fā)動機ECU會檢測兩個傳感器電路之間不正常的信號電壓差，并切換到跛行模式。在跛行模式中，正常工作的電路被用來計算加速踏板開度，從而在跛行模式控制下運行車輛。

如果兩個傳感器電路都有故障，發(fā)動機ECU會檢測來自這兩個傳感器電路的不正常信號電壓，中斷節(jié)氣門控制，如圖4-19所示。此時，可以在車輛的怠速范圍內(nèi)駕駛車輛。

2）節(jié)氣門位置傳感器的失效保護

節(jié)氣門位置傳感器有兩個（主和副）傳感器電路，若其中一個傳感器電路出現(xiàn)故障，發(fā)動機ECU會檢測兩個傳感器電路之間不正常的信號電壓差，切斷至節(jié)氣門控制電動機的電流，并切換到跛行模式，如圖4-20所示。然后，回位彈簧的彈力導(dǎo)致節(jié)氣門回位，保持在指定的開度。此時，可以在跛行模式下駕駛車輛，同時根據(jù)加速器開度控制燃油噴射和點火正時，從而調(diào)節(jié)發(fā)動機輸出。如果發(fā)動機ECU檢測到節(jié)氣門控制電動機系統(tǒng)中存在故障，則執(zhí)行與上述相同的控制。

2. 加速踏板位置傳感器

1）加速踏板傳感器結(jié)構(gòu)

該無觸點型加速踏板位置傳感器（見圖4-21），使用安裝在加速踏板臂上的霍爾IC（集成電路）。磁軛安裝在加速踏板臂的底座上，該磁軛根據(jù)施加在加速踏板上的作用力，繞著霍爾IC旋轉(zhuǎn)。霍爾IC將磁通量變化轉(zhuǎn)化為電信號，并以加速踏板信號的形式，將其輸出至發(fā)動機ECU，連接電路如圖4-22所示。

霍爾IC含有兩個電路，一個用于主信號，另一個用于副信號。將加速踏板位置轉(zhuǎn)化為具有不同特性的電信號，并將其輸出至發(fā)動機ECU。

2）加速踏板位置傳感器的電壓檢測

（1）測量發(fā)動機ECU連接器端子VPA1與EPA1、端子VPA2與EPA2（見圖4-22）之間的電壓，電壓值應(yīng)為4.5～5.5V，電壓線性輸出如圖4-23所示。

（2）測量發(fā)動機ECU連接器端子VPA1與EPA1、端子VPA2與EPA2之間的動態(tài)電壓，參考值如表4-8所示。

維修提示：此傳感器使用霍爾IC，檢查方法不同于常規(guī)加速踏板位置傳感器。

3. 節(jié)氣門位置傳感器

1）節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)

該無觸點型節(jié)氣門位置傳感器使用安裝在節(jié)氣門體上的霍爾IC。霍爾IC被電磁軛環(huán)繞，并將當時的磁通量變化轉(zhuǎn)化為電信號，并以節(jié)氣門作用力的形式將其輸出至發(fā)動機ECU，節(jié)氣門內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-24所示。

2）節(jié)氣門位置傳感器電壓及阻值檢測

霍爾IC含有分別用于主信號和副信號的電路，它將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)化為具有不同特性的電信號，并將其輸出至發(fā)動機ECU，連接電路及輸出特性曲線如圖4-25所示，電壓及阻值檢測參考值如表4-9、表4-10所示。

3）節(jié)氣門位置傳感器（TPS）檢測數(shù)據(jù)

VC——傳感器電源，4.5～5V；

VTA——節(jié)氣門位置傳感器信號輸出電壓，0.5～4.8V；

VTA2——節(jié)氣門位置傳感器信號輸出電壓，2.1～5.0V。

① 節(jié)氣門全閉

a. 節(jié)氣門VTA用百分數(shù)表示為10%～20%；

b. 節(jié)氣門VTA2用電壓表示為2.1～3.1V。

② 節(jié)氣門全開

a. 節(jié)氣門VTA用百分數(shù)表示為64%～96%；

b. 節(jié)氣門VTA2用電壓表示為4.5～5.0V。

③ 節(jié)氣門安全角度7°

節(jié)氣門VTA用百分數(shù)表示為10%～24%。