浅谈丰田威驰节气门位置传感器的故障分析

2023年11月28日发(作者：新款奥迪a7多少钱一辆)

10.16638/.1671-7988.2016.11.053

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）

摘 要：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。

关键词：发动机；节气门；位置传感器；动力不足；加速无力

中图分类号：u472 文献表示码：A 文章编号：1671-7988（2016）11-143-03

Fault Analysis of Throttle Position Sensor

Wen Yun, Wang Jian, Wu Zhenming

（Automotive Institute, Jiangxi College of Applied Technology, Jiangxi Ganzhou 341000）

Abstract: 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.

KeyWords: Engine; Throttle Position Sensor; Underpowered; Acceleration Weakness

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

是正常，在起步后，高速行驶到一定速度时偶尔出现动力不

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。

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。

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

作者简介：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。

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

2016年第11期

温云 等：浅谈丰田威驰节气门位置传感器的故障分析

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气门开关。其安装在节气门体上，与节气门轴保持联动，由由上述数据说明线路连接也是好的。查阅维修手册，这

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。

节气门开度大小的状态变为电信号送入电子控制器ECU。电但是经过反复试车，读出的故障还是节气门位置传感器故障。

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、为了解决此故障，采用解码器来进行动态分析。关闭点

减速信息。ECU以此作为判断发动机不同运行工况的依据，火开关，连接解码器诊断接口，启动发动机进行数据动态分

从而确定最佳喷油器的喷油时间和点火提前角。 析。缓慢踩下油门踏板，解码器上显示的电压随着转速的增

[1]

本车采用的是复合式节气门位置传感器。这种节气门位加而上升，当转速上升到2800r/min左右发现解码器上突然

置传感器包括滑线电阻式传感器和怠速触点两个部分，主要显示电压为0V，继续加油电压又上升到正常范围，反复试验

由滑线电阻、滑动触点、节气门轴、怠速触点及传感器壳体出现同样问题。估计是节气门位子传感器在某处出现断路。

等组成。其滑线电阻制作在传感器底板上，一端由ECU提供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

5V工作电源（VC脚），另一端通过ECU搭铁；滑线电阻的滑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

臂与信号输出端子VTA相连，并随节气门轴一同转动；怠速前1/8至1/3的碳膜通常首先磨损，而在前1/4节气门开度

触点的一端由ECU提供5V（或12V）的信号参考电压（IDL中，这是在驾驶中最常用到传感器碳膜的部分。

端子），另一端也通过ECU搭铁。 为了进一步准确的判断故障点所在位置，接下来采取调取

当节气门开度大于1.2°时，怠速触点将断开，输出端波形进行分析。关闭点火开关，连接好解码器诊断接口，探

IDL则输出高电平(5 v)；当节气门开度或关闭小于1.2°时，针接传感器信号输出端子，鳄鱼夹搭铁。打开点火开关，进

怠速触点将闭合，其输出端IDL则输出低电平(0 V)。当节气入KT600主界面，在主界面选择示波器分析仪，按确定进入

门开度发生变化时，可变电阻的滑臂便随着节气门轴转动，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

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

VTA与E2之间的信号电压也将随之发生变化，节气门开度越过程几次，在解码器上的波形如图1所示铺开在显示屏上。

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

触点名称 节气门全关 节气门全开

VTA与E2 0.5KΩ 3.5KΩ

VC与E2 4.5KΩ 4.5KΩ

IDL与E2 0Ω ∞

（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

端子 条件 标准电压

IDL-E2 12V

VC-E2 4.5V

节气门全开

VTA-E2

节气门全闭 0.6V

节气门全开 4.9V

3.2 用解码进行动态分析

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 （下转第140页）

2016年第11期

马培义 等：一种用于湿式双离合器变速器的离合器温度诊断和处理方法

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为离合器温度高于安全限值1的故障诊断测试结果。 码生成，并将生成的代码与底层接口函数进行集成、编译、

ErrcodExt=19005表示离合器温度超过第一限值，从上

述测试结果分析来看，该控制程序能够根据软件需求，对离

合器温度高于第一限值诊断和处理进行控制，满足软件功能

需求。

4）对离合器温度高于安全限值2故障进行测试：

在CANape中，通过对安全限值1和安全限值2进行标定，

检测当离合器温度高于安全限值2时，对CANape中采集到的

数据进行分析，判断软件逻辑是否满足需求。下图11为离合

器温度高于安全限值2的故障诊断测试结果。

刷写到TCU中，同时开放标定参数，用CANape标定工具对控

制程序进行调试，并进行整车试验测试，经对测试结果的分

析，验证该离合器温度诊断和处理程序功能正确，能够满足

软件功能要求，可以应用到整车软件功能中。

参考文献

[1] 陈然 ,孙东野，刘永刚. 双离合器式自动变速器建模与控制系统

仿真[J]. 重庆大学学报: 自然科学版，2010,33(09):1-7.

[2] 赵志国,刁威振，王琪，胡笑天. 干式DCT控制系统硬件在环仿

真试验台开发[J] .汽车工程, 2012,34(11) 1024-1032.

[3] 邓涛, 孙冬野, 秦大同, 刘振军, 胡建军. 重型车辆AMT硬件在环

仿真试验研究[J]. 中国机械工程,2010,(02):245-251.

[4] 吴光强，杨伟斌，秦大同. 双离合器式自动变速器控制系统的关

图11 离合器温度高于第二限值诊断及处理结果

键技术[J]. 机械工程学报,2007, 43(02):13-21.

[5] 刘国强，孙伟，陈德民，郭晓林. 基于多传感器技术的双离合器

自动变速器控制系统研究[J]. 计算机测量与控制,2012, 20(05):

1229-1231.

[6] 何宁，赵治国，李瑜婷. 双离合器自动变速器换挡规律及其仿真

评价[J]. 中国机械工程, 2011,(03):367-373.

[7] 杨伟斌，陈全世，吴光强，秦大同. 基于城市循环工况的双离合

器式自动变速器同步器的控制策略[J]. 机械工程学报,

2008, 44(12):244-248.

[8] 张祥，杨志刚，张彦生. 汽车AMT系统的Matlab/Simulink建模

与仿真[J]. 系统仿真学报,2007, 19(14):3339-3343.

[9] 黄建明，曹长修，苏玉刚. 机械式自动变速器的换挡控制[J]. 重

庆大学学报: 自然科学版, 2005, 28(01):86-89.

ErrcodExt=19005表示离合器温度超过第二限值，从上

述测试结果分析来看，该控制程序能够根据软件需求，对离

合器温度高于第二限值诊断和处理进行控制，满足软件功能

需求。

4、结论

本论文通过对离合器温度诊断和处理的要求，分析满足

该要求控制程序需要满足的功能，并设计相应的控制策略，

依据此功能策略基于Matlab/Simulink建立同步器控制策略

模型，并利用Targetlink工具进行模型转化、定标、自动代

（上接第144页）

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。

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。

参考文献

[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.

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，