第五節 節氣門位置傳感器

一、怎樣檢測2008款別克凱越發動機節氣門位置傳感器

圖1-78所示為2008款別克凱越節氣門位置傳感器（TPS）與發動機控制模塊（ECM）的連接電路圖。

1）供電電壓及搭鐵檢測。將點火開關置于OFF，拔下傳感器插頭，再將點火開關置于ON，用高阻抗數字萬用表電壓檔測量傳感器線束側2端子與搭鐵之間的電壓，該電壓值應為+5V。

用高阻抗數字萬用表電阻檔測量傳感器線束側1端子與蓄電池負極之間的電阻，該電阻值應小于0.5Ω。如果測量值不符合要求，則應進一步檢查發動機控制模塊端子，如果17端子的輸出電壓為+5V，32端子與蓄電池負極間的電阻為0Ω，則說明發動機控制模塊工作正常，故障發生在發動機控制模塊與TPS的連接線束上，應對線束進行檢修。如果發動機控制模塊的17端子的輸出電壓不是+5V，或者32端子與蓄電池負極間的電阻不是0Ω，則說明發動機控制模塊存在故障，應更換新的ECM。插上TPS插頭，點火開關置于ON，將2端子線束刺破，用數字萬用表電壓檔測量TPS2端子與搭鐵之間的電壓，改變節氣門的開度，使節氣門處于全開、全閉等任何位置，該電壓值應隨著節氣門開度的變化而呈線性變化。

2）電阻值和連續性檢測。

①電阻值檢測。將點火開關置于OFF位置，拔下TPS插頭，用萬用表電阻檔測量端子2—1、3—1、2—3之間（圖1-78b）的電阻值，每個電阻值均應符合表1-7的規定。如果測量值不在此范圍內，則應更換TPS。

②連續性檢測。用萬用表電阻檔測量傳感器信號端3與搭鐵端1間的電阻，該電阻值應隨節氣門開度逐漸開大而由小到大、平滑地連續變化；否則，表明TPS有故障，應予以更換。

3）輸出電壓檢測。插上傳感器插頭，將點火開關置于ON，用高阻抗數字萬用表電壓檔測3端子的輸出電壓。當節氣門完全關閉時，該電壓應為0.53V；當節氣門緩慢打開時，該電壓應在0.5～4.2V之間平滑變化。若檢查結果與上述規定不符，則表明節氣門傳感器有故障，應予以更換。

技巧點撥 節氣門位置傳感器的作用是檢測發動機是處于怠速工況還是負荷工況，是加速工況還是減速工況，它實質上是一只可變電阻和幾個開關，安裝于節氣門體上。

二、怎樣檢測雙可變電阻式節氣門位置傳感器

在電子節氣門系統和電控柴油機系統中，一般使用雙可變電阻式節氣門位置傳感器。雙可變電阻式節氣門位置傳感器有反相式和同相式兩種類型，其中同相式雙可變電阻式節氣門位置傳感器又可分為同斜率線性變化和不同斜率線性變化兩種類型。

（1）結構原理 雙可變電阻式節氣門位置傳感器有4個接線端子，其中2個分別是兩個電位器共同的電源端子和搭鐵端子，如圖1-79a中的V_C和E2。另外2個端子連接兩電位器各自的滑動觸點，作為傳感器的兩個信號端子，如圖1-79a中的VTA和VTA2。每個電位器的工作原理和控制電路都與前述的可變電阻式節氣門位置傳感器完全相同，但兩個電位器在相同工作范圍內的電阻值有所不同，使得兩滑動觸點上的信號電壓值產生差異，兩者之間形成一定角度（或平行、相交）的兩條直線如圖1-79b所示。

這種節氣門位置傳感器的兩個信號不但可讓ECU獲知節氣門開度，還有利于ECU對該傳感器進行故障監測。ECU在發動機工作過程中不斷比較這兩個信號電壓的數值，一旦發現兩信號電壓的差值（或兩信號電壓之和）與標準不符，即判定該傳感器有故障，ECU立即啟用失效保護模式。

（2）傳感器檢修 愛麗舍1.6L轎車裝備的16氣門TU5JP4型發動機采用了BOSCH公司電噴系統的智能電子節氣門。電子節氣門軸上的雙節氣門位置傳感器用來監控節氣門的準確開度，節氣門位置傳感器（兩個可變電阻）的滑片與節氣門同軸。當節氣門轉動時，可變電阻滑片同步轉動，當加上5V工作電壓后，變化的電阻轉化為電壓輸出信號，可變電阻的輸出電壓隨節氣門的位置變化而改變，可使ECU準確感知節氣門的開度。由于兩個可變電阻是反相安裝的，因此當節氣門位置發生變化時，兩路信號電壓均呈線性變化，其中一個增加，同時另一個減小。圖1-80所示為雙可變電阻式節氣門位置傳感器的端子布置，圖1-81所示為雙可變電阻式節氣門位置傳感器的反相輸出。

綜合式節氣門位置傳感器和雙可變電阻式節氣門位置傳感器的檢測，都可以依照滑動電阻式節氣門位置傳感器的檢測方法來進行。

技巧點撥 電子節氣門系統的雙可變電阻式節氣門位置傳感器的兩個傳感器一般都是組合安裝，當一個傳感器發生故障時能及時被識別，增加了系統的可靠性。

三、怎樣檢測霍爾式節氣門位置傳感器

（1）結構原理 為進一步提高節氣門位置傳感器的可靠性，一些現代發動機采用了霍爾式節氣門位置傳感器。霍爾式節氣門位置傳感器由固定在殼體上的霍爾元件和隨節氣門軸轉動的永久磁鐵組成（圖1-82）。永久磁鐵固定在節氣門軸上，隨節氣門開度的變化而轉動，霍爾元件則固定在永久磁鐵的兩極中間。來自ECU的5V電源施加在片狀霍爾元件的一個方向上，在霍爾元件中產生一個恒定的電流。由于霍爾元件固定在永久磁鐵產生的磁場中，在垂直于電流方向的兩個端面間產生霍爾電壓，該電壓作為傳感器的信號電壓，如圖1-83a所示。

當節氣門全關時，永久磁鐵的磁場方向與霍爾元件之間有較大的夾角，它產生的霍爾電壓也較小；當節氣門開大時，永久磁鐵的磁場方向與霍爾元件之間的夾角逐漸減小，在節氣門全開時，磁場垂直于霍爾元件。由于霍爾電壓的大小與垂直作用在霍爾元件上的磁場強度成正比，因此在節氣門從全關到全開的過程中，傳感器可以產生與節氣門開度成正比的信號電壓（圖1-83b）。

霍爾式節氣門位置傳感器也可以采用由主、副兩個霍爾元件組成的雙霍爾式節氣門位置傳感器。圖1-84所示為這種傳感器的電路圖和信號電壓。該傳感器有4個接線端子，分別是電源（V_C）、搭鐵（E）、節氣門開度信號（VTA1）和故障監測信號（VTA2）。它的作用原理與雙可變電阻式節氣門位置傳感器的基本相同。

（2）檢測 下面以2008款三菱格藍迪為例，介紹雙霍爾式節氣門位置傳感器的檢測。

1）輸入電壓檢測。節氣門位置傳感器與ECU的連接電路圖如圖1-85所示。依據圖1-85進行檢測，關閉點火開關，拔下節氣門位置傳感器插頭，打開點火開關，用萬用表電壓檔測量線束側5端子，檢查是否有5V電壓輸入。如果沒有，則應檢查傳感器5端子與ECU C-113中的106端子是否導通，如果不導通，則檢查線路線束；如果導通，則說明ECU沒有5V電壓輸出，應更換ECU。

2）輸出電壓檢測。由于在使用萬用表檢測傳感器的輸出電壓時，需要配備專用線束三通插頭，或刺破信號線，因此，三菱公司推薦使用其專用解碼器MUT-Ⅲ，通過讀取數據流從而進行輸出電壓的檢測。將點火開關置于ON，讀取79區——節氣門位置傳感器（主）的電壓值，觀察電壓值是否可以隨節氣門的打開而同步變大，如果變化不同步或中間有斷點，則節氣門位置傳感器線路或本身有故障。有關節氣門位置傳感器的數據流見表1-8。

3）電子節氣門系統的初始化。在更換新的節氣門體后，或由于節氣門閥片區有油污被清潔后，都要進行節氣門的自學習，將電子節氣門系統進行初始化。具體方法如下：

①起動發動機，進行暖機，使發動機冷卻液溫度達到80℃以上。

②如果發動機冷卻液溫度已在80℃以上，則不必進行暖機，可直接將點火開關置于ON位置。

③再把點火開關旋回至LOCK位置，停止發動機運轉。

④在LOCK位置停止10s，然后再次起動發動機，使發動機怠速運轉。

⑤10min后，在變速器N檔，指示燈及散熱器冷卻風扇等電氣附件全關條件下，檢查發動機怠速是否正常。如怠速正常，則說明節氣門自學習后節氣門位置適當，怠速節氣門開度正常；反之，如怠速不正常，則節氣門需按上述過程重新進行學習操作。至此，節氣門學習完成。

技巧點撥 霍爾傳感器采用由霍爾元件制成的霍爾式非接觸式電位器，取消了接觸式電位器的滑動觸點，大大提高了電位器的工作壽命。

四、怎樣檢測霍爾式加速踏板位置傳感器

加速踏板位置傳感器應用在采用電子節氣門的發動機中，安裝在汽車加速踏板附近，可用于檢測加速踏板的行程，向發動機電控單元（ECU）反映駕駛人駕駛意圖的信息。

發動機電控單元供給加速踏板位置傳感器5V電壓，傳感器向發動機電控單元發出兩路反映加速踏板位置的電壓信號。在發動機起動時，當駕駛人不踩加速踏板或輕踩一點時，節氣門在預設程序的控制下開啟到一個固定位置，既發動機電控單元據此信號進行起動控制。發動機電控單元根據此信號可進行駕駛人期望轉矩的計算，經發動機電控單元內部統一協調后控制執行器工作。執行怠速、加速、減速、中斷噴射、臨時轉速、電控制動穩定控制、巡航控制和發動機冷卻控制。加速踏板位置傳感器將踏板踩下的量（角度）轉換成送至發動機電控單元的電壓信號。而且，為了確保可靠性，此傳感器還具有不同輸出特性的兩個系統輸出信號。加速踏板位置傳感器的結構、工作原理、控制電路等都與節氣門位置傳感器基本相同，共有兩個類型的加速踏板位置傳感器，即線性型和霍爾元件型。

（1）加速踏板位置傳感器結構原理 采用霍爾式非接觸式電位器的稱為霍爾式加速踏板位置傳感器，如圖1-86所示。為保證其信號的可靠性，兩個電位器的控制電路完全獨立，即采用各自獨立的電源、搭鐵和信號端子，因此加速踏板位置傳感器通常有6個接線端子，分別如圖1-87所示。

（2）檢測 以三菱格藍迪轎車使用的雙霍爾式加速踏板傳感器為例，其連接電路圖如圖1-88所示，輸出特性如圖1-89所示。

1）工作電壓的檢測。利用霍爾效應工作的傳感器需要供給一定的工作電壓，因此首先進行電壓測試。關閉點火開關，拔下加速踏板位置傳感器插頭，再打開點火開關，用萬用表電壓檔測量端子1—2、4—5之間是否有5V電壓。如果沒有，則可能是線路損壞或ECU發生故障。

2）輸出信號檢測。因為格藍迪使用的是霍爾式線性傳感器，因此可以使用萬用表進行模擬信號的檢測。關閉點火開關，插上加速踏板位置傳感器插頭，再打開點火開關，用背插法分別檢測端子3—2、5—6之間的電壓，其電壓值應該隨著加速踏板的下壓而連續改變，不應有斷點或者突變，否則應檢查或更換加速踏板位置傳感器。

技巧點撥 與節氣門位置傳感器一樣，發動機控制單元通過加速踏板位置傳感器的兩個電位器信號，不但可獲知加速踏板的開度，還能對該傳感器進行故障監測，一旦發現兩信號電壓的差值（或兩電壓之和）與標準不符，即判定該傳感器有故障，立即起動失效保護模式，按“未踩踏板”來進行控制。

五、節氣門位置傳感器的檢測要領有哪些

（1）讀取數據流 以奧迪A6轎車的電子節氣門系統為例，將診斷儀VAS5052連接到診斷座上，起動發動機，進入01-08-062（即進入發動機控制系統01，選擇“讀測量數據塊”功能08，選擇地址碼062），顯示區1顯示節氣門位置傳感器1-G187的開度，規定值為3%～93%；顯示區2顯示節氣門位置傳感器2-G188的開度，規定值為97%～3%；顯示區3顯示加速踏板位置傳感器1-G79的開度，規定值為12%～97%；顯示區4顯示加速踏板傳感器2-G185的開度，規定值為4%～49%。

怠速時，顯示區1至顯示區3的值應當為8%～18%，顯示區4的值應為3%～13%。慢慢將加速踏板踩到底，顯示區1節氣門位置傳感器（TPS）G187的百分比值應當均勻升高，顯示區2的節氣門位置傳感器（TPS）G188的百分比值應當均勻降低，而G187和G188的數據相加應當等于100%。

如果顯示值達不到上述要求，發動機ECU將啟用故障應急模式，車輛的加速性能會變壞，此時應當檢查節氣門控制部件的供電及導線，尤其要檢查插頭是否松動或者銹蝕。若供電及導線正常，則更換節氣門控制部件。

需要注意的是在讀取TPS的數據流時，應當慢慢地壓下和釋放加速踏板，然后進行觀察，防止地板墊阻礙節氣門的開啟或關閉，進而導致檢測數據失準。

（2）測量節氣門位置傳感器（TPS）的電壓 節氣門位置傳感器的信號電壓必須隨著節氣門開度的增大而提高。當節氣門全部開啟時，其信號電壓接近5V；當節氣門關閉（怠速）時，其信號電壓為0.5V左右。

（3）拔下傳感器的插接器試驗 對于裝備手自一體變速器的汽車，如果懷疑節氣門位置傳感器（TPS）失常引起自動變速器換檔沖擊，可以將TPS的插頭拔下來試車，采用手動換檔，如果此時升檔和降檔自如，說明自動變速器的機械部分正常，問題出在控制部分，TPS可能存在故障。

技巧點撥 在發動機運轉時拔下節氣門位置傳感器的插頭，以及在斷開電子節氣門控制執行器或者ECU的線束插頭以后，需要執行節氣門關閉位置的學習程序。這一學習程序的實質，是使ECU通過檢測節氣門位置傳感器的輸出信號，學習節氣門完全關閉時的位置。