丰田ETCS-i 智能电子节气门控制系统故障诊断与排除

黄中景

(惠州市技师学院,广东 惠州516003)

引言

电子节气门控制系统具备很多的优点，但也存着一些不足，如汽车起步时出现油门滞后、系统对节气门积尘和积炭非常敏感、元器件较容易损坏引起故障等。

一、故障现象：

一辆丰田1.6L 自动挡花冠轿车，发动机热车怠速转速1600 转，将加速踏板踩下，发动机转速上升到2000 转左右不能再上升，踩节气门踏板最大发动机转速未有明显提高，松开踏板后出现游车现象，转速在1600 到1800 之间变化，随后稳定1600 转，故障灯点亮。

二、故障原因：

引起怠速过高故障的原因主要有进气系统漏气、节气门故障、冷却液温度传感器故障、空调开关，动力转向器压力开关有故障；曲轴箱强制通风阀故障；发电机充电电压过低；发动机控制单元故障或匹配设定不当等方面。

根据故障现象，发动机怠速过高的同时还伴随加不起速，故障可能的原因是节气门未能正常打开。

三、电子节气门控制系统的基本结构：

1、加速踏板位置传感器：检测踏板的所处位置和变化，并产生反应电压信号输入ECU。

2、节气门位置传感器：检测节气门的信号，与踏板位置传感器类似。

3、节气门控制电机：一般选用步进电机或直流电机，经过两级齿轮减速器来调节节气门的开度。

4、控制单元（ECU）是整个系统的核心，包括信息处理模块和电机驱动电路模块。

四、电子节气门控制系统的工作原理

当踏下加速踏板，加速踏板位置传感器产生相应电信号输入节气门控制单元，控制单元对输入的信号进行运算、处理，得到相应的节气门转角的基本值，然后再获取其他工况信息以及各种传感器信号，由此计算出整车所需要的全部扭矩，通过对节气门转角期望值进行补偿，得到节气门的最佳开度，并把相应的电压信号发送到驱动电路模块，驱动控制电机是节气门达到最佳的开度位置。

五、故障诊断与排除

根据以上的故障现象，发动机故障点亮，可判断为电控系统故障可能性较大。但为了避免误判，对发动机可能引起故障的原因进行系统检查。

1.首先对外在情况进行检查。

检查蓄电池、外电路连接情况，没发现有松脱、烧断或烧结的现象；检查发动机的进气、进气歧管、真空管的密封情况，没发现有管道破损、漏气的状况，曲轴箱强制通风良好。

2.使用KT600 故障诊断仪进行故障诊断。

（1）将KT600 故障诊断仪接到DLC3 接口，读取故障码，出现P2135、P2102 的故障码，记录并清除故障码，重新读取故障码，此时诊断仪显示为系统正常。

（2）起动发动机，转速最高2000 转左右，打开空调开关，对发动机转速没有明显影响，故障灯亮，说明故障仍然存在，再次读取故障码，显示故障码P2102/节气门执行器马达电路电压过低。查阅维修手册，初步判断故障部位可能存在于节气门控制电路、执行器或ECU 中。

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（3）用KT600 故障诊断仪进行读取数据流，节气门位置传感器、节气门踏板位置传感器电压、节气门马达占空比、节气门马达负荷情况如下表。查阅维修手册，与标准数据对比，气门位置为失效保护值，加速踏板值为正常，而节气门马达占空比，电流情况看，与P102 故障码检测条件相符，另外，冷却液温度，蓄电池电压为正常值。考虑该车行驶50000 公里，对于丰田发动机ECM损坏的一般较少损坏，节气门马达不能正常工作引起故障可能性较大。

3.将发动机熄火，根据其电路及工作原理，节气门电动机及控制线路都可能出现故障，对节气门总成执行器及执行器控制线路及总成进行如下检查。

（1）断开节气门体总成连接器，测量

节气门体连接器端子M+与M-之间的电阻。室温23℃时为12Ω，根据维修手册提供的标准电阻为:在20℃时为0.13～100Ω，符合要求。

（2）接着断开ECM 连接器，进行断路检查，测量与节气门体对应的连接器B25 的M+与对应连接到ECM 的连接器B31 端子M+ 的电阻为0.05Ω，测量与节气门体对应的连接器B25的M-与对应连接到ECM 的连接器B31 端子M-，电阻为无穷大，对照维修手册，可以看出连接器B25 的M-与连接器B31 端子M-之间存在短路故障。

（3）继续进行短路检查，测量B25 的M+端子至搭铁，B31M+端子至搭铁分别为10MΩ、B31 的M-端子至搭铁B31M-至搭铁分别为10MΩ，对照维修手册，为正常。

标准电阻（断路检查）

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（4）经仔细检查，B25 连接器1（M-）接口处接线出现断路，估计是在拔出连接器是没注意造成损坏，重新接好并用万用表测量节气门体对应的连接器B25 的M-与对应连接到ECM 的连接器B31 端子M-，正常。

4.将连接器接回节气门体，将B31 接回ECM 上，起动发动机,用KT600 故障诊断仪读取故障码并清除，故障灯自动熄灭，快速踩下油门踏板，车速迅速提升，工作一段时间后稳定在1100 转左右，但与正常转速相比，怠速还是偏高。根据车主反映，几天前因为发现怠速不稳的情况，怀疑是节气门脏污，自己对进行车子进行清洗，并拔下过节气门连接器，随后就出现车子怠速偏高，且加不起油的现象，考虑到花冠汽车电脑有记忆功能，清洗节气门往往会引起怠速过高，对电脑进行重新匹配。匹配好后试车，发动机怠速转速逐渐回落稳定在680 转左右。

六、故障原因分析

发动机怠速偏高是汽车的常见故障，该车出现怠速过高原因有两个:一是节气门马达连接器B25 的M-端子与对应连接到ECM 的连接器B31 的M-端子之间的线路断路，ECM 检测到异常信号时，进入失效保护模式，在失效保护模式下，ECM 切断通往执行器的电造成节气门执行器的电流，并且节气门被回位弹簧拉回到开度6°，然后，ECM 通过根据油门踏板开度控制燃油喷射（间歇性燃油切断）和点火正时以调整发动机输出，以确保车辆维持最低车速。二是因为节气门阀门周围积碳，由ECM 的具有学习和记忆功能，车主在清洁节气门后未重新匹配ECM 而造成。

结语

电子技术在汽车技术上的广泛运用，电子节气门在汽车上的应用越来越普遍，由于其自身存在的一些不足，加上在使用或维修过程中的操作不当往往会引起一些故障，这就需要维修人员具备有较全面的电控知识，对维修人员提出了高的要求。

[1]冯能莲.电子节气门控制系统研究[J].汽车技术，2004（1）.

[2]刘振军.现代轿车电子节气门系统及其控制[J].汽车技术，2004（3）.