电子节气门控制系统的工作原理 (doc 14页)

2023年11月27日发(作者：斯柯达昕锐怎么样啊)

电子节气门控制系统的工作原

理 (doc 14页)

上海大众斯柯达明锐轿车的电子节气门的故障检修

目 录

摘 要 ......................................................................................................................... 2

前 言 ......................................................................................................................... 2

1 电子节气门概述 ....................................................................................................... 2

2 电子节气门控制系统的工作原理 ......................................................................... 4

2．1 加速踏板模块 ........................................................................................ 4

2．2 节气门控制模块 .................................................................................... 6

2．3 发动机ECU ........................................................................................... 9

2．2 电子节气门控制系统的控制过程 ...................................................... 11

4 电子节气门的检修 ................................................................................................. 13

4．1 节气门控制部件供电和导线的检查 ............................................................... 13

4．2 加速踏板位置传感器的检查 .............................................................. 13

5 故障案例分析 ......................................................................................................... 14

5．1故障现象 ............................................................................................... 14

5．2故障诊断 ............................................................................................... 15

5．3 故障排除 ................................................................................................... 15

结束语 ......................................................................................................................... 16

参考文献 ..................................................................................................................... 16

摘要：当前大众车基本上配置有电子节气门控制(EPC)系统，其主要优点能根据

驾驶人的需求及整车的行驶状况确定节气门的最佳开度，充分发挥了车辆最佳

的动力性和燃油经济性，同时并具有巡行控制和牵引力控制等系列功能，提高

安全性和乘坐舒。本文以上海大众斯柯达明锐轿车电子节气门为例，阐述其车

型的电子节气门组成及控制原理；同时阐明了斯柯达明锐轿车电子节气门的检

修方法；结合实际维修案例加以分析。

关键词：大众斯柯达 明锐轿车 电子节气门 故障 检修

前 言

目前大众斯柯达明锐轿车采用电子节气门，它具有优点体现在能克服了机

械油门对怠速和定速巡航进行控制的局限性，通过电控单元可对发动机全工况

进行控制。而电子控制单元ECU精确控制电子节气门的开启度以满足空调、自动

变速箱、平稳性动态控制、车速调节、发动机冷却等功能的需要。它是一种新

的发动机负荷管理系统，可以较好地管理发动机的力矩。节气门位置根据发动

机各项功能的需求来确定，当各项功能需求同时出现时，ECU按照内部的优先级

别将节气门打开到某一开度，以满足优先级别最高的这项功能的需求。因此，

现在越来越多的汽车采用电子油门。目前，大众车系绝大部分车型均采用了电

子节气门，本文针对上海大众斯柯达明锐轿车1.4和1.6L发动机的电子节门维修

进行探讨。

1 电子节气门概述

明锐轿车发动机电子节气门系统主要由节气门位置传感器、加速踏板位置

传感器、ECU、数据总线、EPC指示灯和节气门执行器等组成(见图1)，控制电路

如图1所示。操纵加速踏板时，加速踏板位置传感器记录下加速踏板的位置，并

将此信息传递给ECU，ECU根据此信息、废气排放、燃油消耗及安全等因素，确

定转矩及相应的节气门位置，一方面通过控制节气门体上的执行电机控制节气

门转动相应角度，另一方面控制点火和喷射，使发动机的实际转矩达到目标转

矩，对发动机控控制更多精准和有效。

图1明锐轿车电子节气门控制系统工作原理

动踏板开关信号来判别怠速。此时舒适系统被关闭，如关闭巡行、发动机制

动调节等功能，EPC故障指示灯点亮，故障存储器内存储有故障代码。当2个加

速踏板位置传感器都失效时，发动机在l 500 r／min左右运行，踩加速踏板无

反应。同样EPC故障指示灯点亮，故障存储器内存储有故障代码。

图3 电子节气门控制系统基本原理 图4 加速踏板模块

图5 加速踏板模块控制电路 图6 加速踏板位置传感器特性

表1 发动机数据流显示数据值

2．2 节气门控制模块

节气门控制模块主要由2个节气门位置传感器(G187、G188)和节气门定位电动机

(G186)等组成(图7)，图8为节气门控制模块结构。发动机ECU的节气门位置信号

是由2个节气门位置传感器提供的。与加速踏板位置传感器类似的是，这2个节

气门位置传感器也是滑动触点电位计，安装在同一根轴上，由ECU提供相同的基

准工作电压。当节气门位置发生变化时，电位计阻值也随之线性地变化，由此

产生相应的电压信号输入ECU，该电压信号反映节

图7节气门控制模块电路

气门开度大小和变化速率。2个节气门位置传感器的信号曲线是相反的，信号在

控制数据块中是以百分比来表示的，如表1所列。2个节气门位置传感器反向连

接，实现阻值的反向变化，即2个节气门位置传节气门位置传感器。

感器阻值变化量之和为零。对2个节气门位置传感器施加相同的电压，两

者输出的电压信号也相应反向变化，且其和始终等于供电电压。装用2个节气门

位置传感器是为了精确和备用。

当一个节气门位置传感器失效，系统使用另一个节气门位置传感器信号，

对加速踏板位置的响应不变，但巡行等功能关闭。EPC故障指示灯点亮，故障存

储器储存故障代码。当2个节气门位置传感器信号均中断时，发动机在1 500 r

／min左右运行，踩加速踏板时无变化。EPC故障指示灯点亮，故障存储器储存

故障代码。

节气门定位电动机一般选用直流电动机，经过2级齿轮减速来调节节气门开

度。节气门可在全关与全开之间无级地定位。早期以使用步进电动机为主，步

进电动机精度较高、能耗低、位置保持特性较好，但其高速性能较差，不能满

足节气门较高的动态响应性能要求，所以现在比较多地采用直流电动机，直流

电动机精度高、反应灵敏、便于伺服控制。节气门定位电动机根据发动机ECU发

出的指令控制节气门开度。当节气门定位电动机上没有电压时，弹簧复位系统

把节气门设置在紧急运行位置，车辆只能在高怠速状态下行驶并且功能受到限

制。此时，EPC故障指示灯点亮，舒适系统功能被关闭。图8为节气门控制模块

控制原理。

图8 节气门控制模块结构

图9 节气门位置传感器

2．3 发动机ECU

发动机ECU(J220)是整个系统的核心控制部分。如图10所示，在驾驶人操

纵加速踏板时，加速踏板位置传感器产生相应的电压信号输入发动机ECU，发动

机ECU首先对输入的信号进行滤波，以消除环境？声的影响，然后根据当

图10 发动机ECU原理图

驾驶人意图，计算出对发动机转矩的基本需求，得到相应的节气门转角的基本

期望值，再经过CAN总线和整车控制单元进行通讯，获取其他工况信息及各种

传感器信号，如发动机转速、挡位、节气门位置、空调能耗等，由此计算出整

车所需求的全部转矩，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节气门定位电动机驱动电路模块，驱动控制

节气门定位电动机，使节气门达到最佳的开度位置。节气门位置传感器则把节

气门的开度信号反馈给发动机ECU，形成闭环的位置控制。

节气门定位电动机(下称电动机)的控制采用脉冲宽度调制(PWM)技术，其

特点是频率高、效率高和可靠性高等。ECU通过调节脉冲宽度调传感器 发动机

ECU 执行元件离合器踏板开关(R36)制动灯开关((F47) 踏板开关（F48）和来

自自动变速器、制动系统、空调系统、巡行控制系统及其他系统的附加信号。

而诊断连接器制信号的占空比来控制节气门定位电动机转角的大小。节气门定

位电动机的方向则是由与节气门相连的复位弹簧控制的。节气门定位电动机输

出转矩与脉宽调制信号的占空比成正比。

当占空比一定，节气门定位电动机输出转矩与复位弹簧阻力矩保持平衡

时，节气门开度不变；当占空比增大时，节气门定位电动机驱动力矩克服复位

弹簧阻力矩，使节气门开度增大；反之，当占空比减小时，节气门定位电动机

输出转矩和节气门开度也随之减小。

发动机ECU对EPC系统的功能进行监控，如果发现故障，将点亮EPC故障指示

灯，提示驾驶人EPC系统有故障。同时，电磁离合器被分离，节气门不再受节气

门定位电动机控制。节气门在复位弹簧的作用下返回到一个小开度的位置，使

车辆能低速行驶到维修点，让维修人员对其检查维修。

2．2 电子节气门控制系统的控制过程

(1)怠速时。发动机ECU可从加速踏板位置传感器的信号电压上识别出加速

踏板没有被踩下，怠速控制过程开始(图11a)。发动机ECU激活节气门定位电动

机，通过节气门定位电动机来定位节气门，并根据实际怠速值与规定怠速值的

偏差来调节节气门的开度(图11b)。节气门位置传感器将当前节气门的位置信号

传递给发动机ECU(图11c)。

(2)加速时。发动机ECU可从加

图11怠速时电子节气门控制系统控制过程

速踏板位置传感器的信号电压识别加速踏板被踩下的程度。使用该信息，发动

机ECU计算出驾驶人的输入并通过节气门定位电动机来激活、定位节气门。发动

机ECU同时控制点火正时、喷油时间及必要时的增压压力。节气门位置传感器确

定节气门位置并传递相应的信号到发动机EC。发动机ECU在计算必要的节气门开

度时允许附加的发动机转矩需求因素包括：自动变速器、巡行控制系统、牵引

力控制系统及制动系统等。当需要一定的发动机转矩时，即使加速踏板的位置

没有被改变，仍然可以调节节气门开度。

4 电子节气门的检修

4．1 节气门控制部件供电和导线的检查

1)拔下节气门控制部件插头(如图 所示)，打开点火开关，用万用表测量插头

端子2和搭铁之间、端子2和6之间的电压值，应约为5 V。

田12 节气门控制部件插头

2)若达不到上述要求，按照电路图检查节气门控制部件插头6个端子至ECU相应

端子之间的导线是否断路，然后检查导线之间是否导通。

4．2 加速踏板位置传感器的检查

1)将V．A．G1551或V．A．G1552连接到诊断座上，起动发动机，按01选择发动

机电控系统。按0到8键，选择功能“读测量数据块”，按Q键确认。

2)输入0、6和2，选择显示组062，按Q键确认，显示屏上显示

图13 故障诊断仪数据显示

3)慢慢将加速踏板踩到底，观察显示．区3和4的百分比值，应均匀升高，并且

显示区3中的显示值总是显示区4的2倍。如果显示值没有达到此要求，则继续进

行下述检查。

器仪表 4)拆下驾驶员侧杂物箱，拔下加速踏板位置传感器插头(如图14所示)。

打开点火开关，测量插头端子1和搭铁之间、端子1和5之间、端子2和搭铁之间、

端子2和3之间的电压值，均应为5 V。

圈14加速踏板位置传感器插头

5)检查加速踏板位置传感器各端子至ECU线束端子之间的导线是否断路，然后检

查导线之间是否导通。如果导线无故障，则更换传感器。

5 故障案例分析

5．1故障现象

一辆明锐1.6L 手动轿车，行驶里程2万km。该车怠速转速只有500r／min左右，

且发动机严重抖动。

5．2故障诊断

该车已经行驶了2万km，按照经验，如果电子节气门表面附着的灰尘和积碳

很多，就会造成节气门开度相对减小，从而减少进气量，导致怠速过低的现象。

一般发动机转速在300～500r／min范围内时抖动非常厉害。将电子节气门拆下

清洗，清洗后装车试验，结果又出现怠速过高的故障现象，发动机已经运行了

一段时间，但怠速始终在15O0r／min左右。用发动机电脑检测仪读取故障码，

输出为正常码。读取发动机数据流，水温为90℃，因此可以排除冷车提速的可

能性。再往下检查，发现在怠速状态下加速踏板位置传感器的输出电压比标准

值大了很多。

5．3 故障排除

从车主处得知，该车因怠速过低曾调整过加速踏板位置传感器。于是，将

加速踏板位置传感器调整恢复到标准状态，但不管怎么调整，怠速转速始终为

1lOOr／min，不能回到正常状态(650—750r／min)。考虑到现代汽车发动机控

制电脑有学习和记忆功能，遂断开发动机控制电脑的地线(蓄电池负极)，清除

发动机控制电脑内的记忆，然后重新起动发动机，并让发动机的各种工况下运

行.经过10分钟时间的运行,台速值终于恢复到正常.故障排除。

结束语

总之，对于上海大众斯柯达明锐轿车的电子节气门的故障检修，首先应该

要该车电子节气门装置在结构及原理要有所了解，同时，还要充分采系统自诊

断功能，及时调取其故障故障码，根据故障码提示进行部件的检修，要做了解

车型结构的基础上，充分采用现代诊断手段及正确的检修方法，方可节气门的

故障迎刃而解。

参考文献

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故障检测[J]. 汽车维护与修理, 2008, (11)

[2] Mike Dale , 韩建保 , 杨训敏. 电子节气

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[3] 曹红兵. 大众轿车电子节气门系统的结构

原理与故障排除[J]. 汽车维护与修理, 2006,

(01)

[4] 李明，斯柯达明锐轿车维修手册[M]. 上海

科技出版社, 2009, (04)