温云，王建，伍振铭

（江西应用技术职业学院 汽车学院，江西 赣州 341000）

浅谈丰田威驰节气门位置传感器的故障分析

温云，王建，伍振铭

（江西应用技术职业学院 汽车学院，江西 赣州 341000）

文章论述丰田威驰因节气门位置传感器引起偶尔出现动力不足或加速无力故障的诊断与分析，解析了节气门位置传感器的工作原理，并对本故障做了详细的阐述，通过使用电子仪器进行了故障排除与分析，希望能达到对广大一线维修工作人员带来帮助。

发动机；节气门；位置传感器；动力不足；加速无力

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.11.053

CLC NO.: u472 Document Code: A Article ID: 1671-7988（2016）11-143-03

引言

随着现代电子技术的迅速发展，汽车上应用电子技术越来越广泛。节气门传感器就是把节气门开度的大小转换为电信号送人ECU，ECU根据此信号判别发动机处于不同工况（起动、怠速、加速、减速、小负荷和大负荷等），不同工况下发动机对混合气成分的不同要求发出相应指令控制喷油量，从而提高了发动机的动力性、燃料经济性、舒适性等。如果节气门位置传感器调整不当，将对汽车的使用性能造成一定的影响。

1、故障现象

一辆2008年生产的丰田威驰轿车，该车怠速时冷车热车是正常，在起步后，高速行驶到一定速度时偶尔出现动力不足或加速无力的现象，同时仪表盘上的CHECK警告灯亮。

进厂故障检测：打开钥匙点火开关置IG档位置，观看仪表盘发动机进入自检后无异常现象。启动发动机，车子怠速正常，踩下油门踏板当发动机转速为2800r/min左右踩油门踏板有空踏的感觉，仿佛发动机没响应，动力感觉也不足，但继续踩加速踏板转速转速上到3000r/min左右之后一切又正常，此时仪表盘上的CHECK警告灯亮。熄火后，在打开开关至IG档，发动机自检后又无异常。关闭点火开关，接上解码器，启动发动机并踩下油门踏板，当转速达2800r/min左右后CHECK警告灯再次亮起，用解码器调取故障码，故障码显示41，其含义为节气门位置传感器故障。

2、节气门位置传感器工作原理

节气门位置传感器（TPS）又称为节气门开度传感器或节气门开关。其安装在节气门体上，与节气门轴保持联动，由驾驶员通过加速踏板来操纵。节气门位置传感器的作用是将节气门开度大小的状态变为电信号送入电子控制器ECU。电子控制器ECU根据节气门开度大小，获得发动机工况信息（怠速、部分负荷、全负荷）和节气门开启的快慢程度及加速、减速信息。ECU以此作为判断发动机不同运行工况的依据，从而确定最佳喷油器的喷油时间和点火提前角[1]。

本车采用的是复合式节气门位置传感器。这种节气门位置传感器包括滑线电阻式传感器和怠速触点两个部分，主要由滑线电阻、滑动触点、节气门轴、怠速触点及传感器壳体等组成。其滑线电阻制作在传感器底板上，一端由ECU提供5V工作电源（VC脚），另一端通过ECU搭铁；滑线电阻的滑臂与信号输出端子VTA相连，并随节气门轴一同转动；怠速触点的一端由ECU提供5V（或12V）的信号参考电压（IDL端子），另一端也通过ECU搭铁。

当节气门开度大于1.2°时，怠速触点将断开，输出端IDL则输出高电平(5 v)；当节气门开度或关闭小于1.2°时，怠速触点将闭合，其输出端IDL则输出低电平(0 V)。当节气门开度发生变化时，可变电阻的滑臂便随着节气门轴转动，滑臂上的触点在镀膜电阻上也随之滑动，传感器的输出端子VTA与E2之间的信号电压也将随之发生变化，节气门开度越大，输出电压越高。传感器输出的线性信号经过A／D转换后再输入ECU。

3、故障诊断

此车是由节气门位置传感器所引起，通过对气门位置传感器工作原理及图形可以对节进行如下检测：

3.1用汽车万用表就车检查端子间的导通性

（1）关闭点火开关，拔下节气门位置传感器导线连接器，用万用表的电阻挡分别检查导线连接器上IDL、VTA、VC触点与E2的导通情况，如表1所示。

表1　各节点位置电阻值

（2）插好节气门位置传感器的导线连接器，将点火开关置IG位置，用万用表电压档检测IDL-E2、VC-E2、VTA-E2间的电压值如表2所示。

表2　各节点位置电压值

由上述数据说明线路连接也是好的。查阅维修手册，这些数据都在正常范围内，由此说明该节气门是好的没有异常。但是经过反复试车，读出的故障还是节气门位置传感器故障。

3.2用解码进行动态分析

为了解决此故障，采用解码器来进行动态分析。关闭点火开关，连接解码器诊断接口，启动发动机进行数据动态分析。缓慢踩下油门踏板，解码器上显示的电压随着转速的增加而上升，当转速上升到2800r/min左右发现解码器上突然显示电压为0V，继续加油电压又上升到正常范围，反复试验出现同样问题。估计是节气门位子传感器在某处出现断路。由于滑动电阻器经常使用摩擦容易磨损，线性输出型节气门位置传感器就利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值，其前1/8至1/3的碳膜通常首先磨损，而在前1/4节气门开度中，这是在驾驶中最常用到传感器碳膜的部分。

为了进一步准确的判断故障点所在位置，接下来采取调取波形进行分析。关闭点火开关，连接好解码器诊断接口，探针接传感器信号输出端子，鳄鱼夹搭铁。打开点火开关，进入KT600主界面，在主界面选择示波器分析仪，按确定进入通用示波器界面进行操作。此时慢慢地让节气门从关闭位置到全开位置，并重新返回至节气门关闭位置。如此地反复这个过程几次，在解码器上的波形如图1所示铺开在显示屏上。

图1　节气门传感器故障波形图

查阅车型规范手册，以得到精确的电压范围，通常传感器的电压应从怠速时的低于1V到节气门全开时的低于5V。波形上不应有任何断裂、对地尖峰或大跌落。正常波形如图2所示。

图2　节气门正常波形图

4、故障分析与排除

从波形图可知节气门位置传感器在1/4处出现断点，导致在此点时电压直接降到0V的断路现象，说明在该处的碳膜磨损严重。车子在2800r/min左右时，节气门刚好处于该点处无法接通，输入ECU的电压信号突然变为0V。引起了车子在某一时速时出现踩油门踏板时有空踩现象或感觉车子无力，导致发动机仪表盘上CHECK警告灯出现偶发亮灯。

更换新的节气门位置传感器，找一合适的路段对该车进行试车，转速2800r/min左右时未出现车子无力和空踩油门踏板的现象，同时发动机仪表盘上CHECK警告灯也未亮起，故障消除。

5、总结与展望

节气门位置传感器调整不当或线路不良均可造成负荷信号失准，发动机控制单元未接收到正确的节气门负荷信号，就不能准保证最佳的空燃比，减少了发动机的最大功率输出，使车辆行驶时出现加速不良，最高车速下降等故障现象。本文就是由于碳膜磨损导致车子到一定速度加速无力。此故障其实用车用万用表是可以检测出来的，由于检查时只测了其通断和导通，没有全程滑动测量，所以导致检测多出现了一些程序。通过解码器的数据流基本上能确定是节气门位置某段磨损出现断路所导致的，为了进一步准确确定其位置所在，调出其波形判断在1/4处，后拆开换下的节气门位置传感器查看其磨损位置，与波形故障点基本吻合。所以说维修除了要有一定知识和能力外，细心也是比较重要的。

[1]王飞. 摩托车霍尔效应节气门位置传感器和转速传感器研发[D].天津:天津大. 2010:5.

[2]谭本忠. 汽车波形与数据流分析[M].北京：机械工业出版社,2008:2.

Fault Analysis of Throttle Position Sensor

Wen Yun, Wang Jian, Wu Zhenming
（Automotive Institute, Jiangxi College of Applied Technology, Jiangxi Ganzhou 341000）

This paper aims to diagnose and analyze the Toyota Vios’s fault of lack of power occasionally or acceleration weakness caused by the throttle position sensor. It analyzes the working principle of the throttle position sensor and elaborates the fault. The fault was analyzed and removed using the electronic equipment. It is hoped that this could be useful to the majority of first-line maintenance staff.

Engine; Throttle Position Sensor; Underpowered; Acceleration Weakness

u472 文献表示码：A

1671-7988（2016）11-143-03

温云（1985-），男，工程师，高级技师，教师，主要从事汽车检测与维修相关领域的研究。