濰坊職業(yè)學(xué)院 馬福勝

本文以搭載2.0 L CUGA發(fā)動(dòng)機(jī)的2018款邁騰車(chē)為例，對(duì)電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)的組成、工作原理進(jìn)行分析，并分享電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)故障，期望能給同行或從業(yè)者提供借鑒。

1 邁騰B8L車(chē)電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)的組成

邁騰B8L車(chē)電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)主要由加速踏板模塊和節(jié)氣門(mén)控制單元組成。

1.1 加速踏板模塊

加速踏板模塊由加速踏板位置傳感器（G79）和加速踏板位置傳感器2（G185）組成，加速踏板模塊的相關(guān)電路如圖1所示。J623的端子T91/33與G79的端子T6bf/2相連，該線(xiàn)為G79的供電線(xiàn)；J623的端子T91/34與G79的端子T6bf/3相連，該線(xiàn)為G79的搭鐵線(xiàn)；J623的端子T91/52與G79的端子T6bf/4相連，該線(xiàn)為G79的信號(hào)線(xiàn)。J623的端子T91/16與G185的端子T6bf/1相連，該線(xiàn)為G185的供電線(xiàn)；J623的端子T91/51與G185的端子T6bf/5相連，該線(xiàn)為G185的搭鐵線(xiàn)；J623的端子T91/69與G185的端子T6bf/6相連，該線(xiàn)為G185的信號(hào)線(xiàn)。

圖1 加速踏板模塊的相關(guān)電路

1.2 節(jié)氣門(mén)控制單元

節(jié)氣門(mén)控制單元由節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置（G186）、節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置角度傳感器1（G187）、節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置角度傳感器2（G188）組成，節(jié)氣門(mén)控制單元相關(guān)電路如圖2所示。J623的端子T105/34與G187的端子T6e/4相連，該線(xiàn)為G187的信號(hào)線(xiàn)；J623的端子T105/55與G188的端子T6e/1相連，該線(xiàn)為G188的信號(hào)線(xiàn)；J623的端子T105/54與端子T6e/2相連，該線(xiàn)為G187和G188的公共供電線(xiàn)；J623的端子T105/56與端子T6e/6相連，該線(xiàn)為G187和G188的公共搭鐵線(xiàn)。J623的端子T105/90與G186的端子T6e/3相連， J623的端子T105/91與G186的端子T6e/5相連，這2根線(xiàn)為G186的控制信號(hào)線(xiàn)。

圖2 節(jié)氣門(mén)控制單元相關(guān)電路

2 邁騰B8L車(chē)電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)的工作原理及故障現(xiàn)象

2.1 電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)的工作原理

（1）正常情況下踩加速踏板時(shí)電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)的控制過(guò)程。當(dāng)踩加速踏板時(shí)，加速踏板位置傳感器產(chǎn)生的信號(hào)傳送給J623，J623根據(jù)加速踏板位置傳感器信號(hào)的變化量和變化率判斷駕駛?cè)说囊鈭D，并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況計(jì)算出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的基本需求，得到相應(yīng)的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度基本值。然后再通過(guò)CAN總線(xiàn)通訊系統(tǒng)及車(chē)輛相關(guān)控制單元，獲取相關(guān)工況信息及傳感器信號(hào)，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、擋位、節(jié)氣門(mén)位置等信息，由此計(jì)算出車(chē)輛所需求的全部扭矩，通過(guò)對(duì)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度基本值的修正，得到節(jié)氣門(mén)的最佳開(kāi)度期望值，J623依據(jù)節(jié)氣門(mén)的最佳開(kāi)度期望值，通過(guò)調(diào)節(jié)占空比信號(hào)來(lái)控制G186轉(zhuǎn)角的大小，使節(jié)氣門(mén)達(dá)到最佳的開(kāi)度，G187、G188把節(jié)氣門(mén)開(kāi)度信號(hào)反饋給J623，形成閉環(huán)控制。

（2）正常情況下打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)的自檢過(guò)程。每次打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，J623都會(huì)對(duì)電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)進(jìn)行自檢，電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)自檢控制原理示意圖如圖3所示。當(dāng)打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，J623內(nèi)的CPU通過(guò)其端子4檢測(cè)端子T105/90與搭鐵間電壓，如果檢測(cè)值為2.5 V，說(shuō)明J623內(nèi)的2.5 V電源→端子T105/91→G186的端子T6e/5→G186→G186的端子T6e/3→端子T105/90是導(dǎo)通的，此時(shí)J623內(nèi)的CPU通過(guò)其端子1控制三極管V1導(dǎo)通，通過(guò)其端子5控制三極管V4導(dǎo)通，對(duì)G186進(jìn)行占空比控制，G186轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)節(jié)氣門(mén)打開(kāi)一定角度（節(jié)氣門(mén)處會(huì)發(fā)出“咔咔”聲），此時(shí)G187和G188會(huì)把節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度信號(hào)傳送給J623。如果整個(gè)自檢過(guò)程正常，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，儀表上的EPC燈熄滅，且發(fā)動(dòng)機(jī)加速正常。

圖3 電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)自檢控制原理示意圖

2.2 電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)故障的故障現(xiàn)象

若G185信號(hào)異常，會(huì)導(dǎo)致EPC燈常亮且發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法加速；若G79信號(hào)異常，會(huì)導(dǎo)致EPC燈常亮但發(fā)動(dòng)機(jī)加速正常；若G185和G79同時(shí)信號(hào)異常，會(huì)導(dǎo)致EPC燈常亮且發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法加速。

G187和G188單個(gè)信號(hào)出現(xiàn)異常時(shí)，會(huì)導(dǎo)致EPC燈常亮但發(fā)動(dòng)機(jī)加速正常；若G187和G188信號(hào)同時(shí)異常，會(huì)導(dǎo)致EPC燈常亮且加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不超過(guò)1 500 r/min，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速會(huì)提高到1 000 r/min左右；若G186或其相關(guān)線(xiàn)路存在斷路故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致EPC燈常亮且加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不超過(guò)2 200 r/min，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速會(huì)提高到1 400 r/min左右；若G186相關(guān)線(xiàn)路存在虛接故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致EPC燈常亮且加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不超過(guò)2 200 r/min，但發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速基本正常。

3 邁騰B8L車(chē)電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)故障1例

故障現(xiàn)象一輛累計(jì)行駛里程約為12萬(wàn)km的2018款邁騰車(chē)，搭載2.0 L CUGA發(fā)動(dòng)機(jī)，出現(xiàn)打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，節(jié)氣門(mén)處沒(méi)有發(fā)出G186工作的“咔咔”聲，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后EPC 燈常亮，怠速轉(zhuǎn)速基本正常，加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不超過(guò)2 200 r/min的故障現(xiàn)象。

故障診斷接車(chē)后首先試車(chē)，確認(rèn)故障現(xiàn)象屬實(shí)。連接故障檢測(cè)儀讀取J623的故障代碼，讀取到的故障代碼如圖4所示。通過(guò)故障代碼可以分析出J623無(wú)法控制G186工作，造成發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法加速。

圖4 讀取故障代碼（截屏）

再讀取電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)流。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，不踩加速踏板和踩下加速踏板時(shí)，讀取到的節(jié)氣門(mén)位置相關(guān)數(shù)據(jù)流一致，如圖5所示。

圖5 節(jié)氣門(mén)位置相關(guān)數(shù)據(jù)流（截屏）

不踩加速踏板時(shí)加速踏板位置相關(guān)數(shù)據(jù)流如圖6所示；完全踩下加速踏板時(shí)，加速踏板位置相關(guān)數(shù)據(jù)流如圖7所示。

圖6 不踩加速踏板時(shí)加速踏板位置相關(guān)數(shù)據(jù)流（截屏）

圖7 完全踩下加速踏板時(shí)加速踏板位置相關(guān)數(shù)據(jù)流（截屏）

通過(guò)分析以上數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)，G79、G185信號(hào)正常，而G187、G188的信號(hào)存在異常。根據(jù)故障現(xiàn)象、故障代碼、數(shù)據(jù)流及相關(guān)電路分析，導(dǎo)致故障發(fā)生的可能原因有：G186本體故障、G186相關(guān)線(xiàn)路故障、J623本體故障等。

測(cè)量G186的控制信號(hào)波形。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，緩慢踩下加速踏板，用示波器測(cè)量端子T6e/5與端子T6e/3間的相對(duì)波形，實(shí)測(cè)波形如圖8所示，正常波形如圖9所示。測(cè)量結(jié)果說(shuō)明G186未接收到J623發(fā)出的控制信號(hào)，初步判斷可能是由于J623已經(jīng)檢測(cè)到電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)存在故障，在踩加速踏板時(shí)不再向G186發(fā)出控制信號(hào)。

圖8 實(shí)測(cè)波形（截屏）

圖9 正常波形（截屏）

每次打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，J623都會(huì)對(duì)電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)進(jìn)行自檢，自檢時(shí)如果J623檢測(cè)到G186的相關(guān)電路是閉合電路，將向G186發(fā)出控制信號(hào)。于是用示波器分別測(cè)量端子T6e/3與搭鐵間、端子T6e/5與搭鐵間的波形。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，用示波器實(shí)際測(cè)得端子T6e/3與搭鐵間、端子T6e/5與搭鐵間的波形一致，如圖10所示。

再分別測(cè)量J623的端子T105/90與搭鐵間、端子T105/91與搭鐵間的波形。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，端子T105/90與搭鐵間的波形也如圖10所示，端子T105/91與搭鐵間的波形如圖11所示。從端子T105/90與搭鐵間的波形可以看出，在J623未控制端子T105/90搭鐵時(shí)，端子T105/90與搭鐵間的電壓為2.5 V，由圖3可知這個(gè)2.5 V的電壓是由端子T105/91提供的參考電壓，J623以此判斷從端子T105/91→端子T6e/5→G186→端子T6e/3→端子T105/90是閉合電路，所以J623在電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)自檢時(shí)會(huì)對(duì)端子T105/91提供12 V占空比信號(hào)，對(duì)端子T105/90提供搭鐵占空比信號(hào)。

圖10 端子T6e/3與搭鐵間（端子T6e/5與搭鐵間）的實(shí)測(cè)波形（截屏）

圖11 端子T105/91與搭鐵間的實(shí)測(cè)波形（截屏）

通過(guò)對(duì)波形測(cè)量結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，J623的端子T105/91與搭鐵間的波形和G186的端子T6e/5與搭鐵間的波形不一致，從波形上看，當(dāng)G186的控制信號(hào)斷開(kāi)時(shí)，在端子T6e/5產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，說(shuō)明電路中有電流流過(guò)。綜上所述，端子T105/91與端子T6e/5間可能存在虛接故障。

測(cè)量端子T6e/5與端子T105/91間線(xiàn)束的導(dǎo)通性。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)蓄電池負(fù)極，斷開(kāi)連接器T105和連接器T6e，用萬(wàn)用表測(cè)量端子T6e/5與端子T105/91間的電阻，測(cè)量值為1 000 Ω，異常（應(yīng)＜1 Ω），經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)連接器T6e背面有破損，端子T6e/5與其連接的導(dǎo)線(xiàn)存在接觸不良故障。

故障排除對(duì)該端子按照要求進(jìn)行修復(fù)后試車(chē)，故障現(xiàn)象消失，故障排除。

故障總結(jié)由于端子T6e/5與端子T105/91間線(xiàn)路存在虛接故障，導(dǎo)致J623在對(duì)電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)進(jìn)行自檢時(shí)，驅(qū)動(dòng)G186的功率不足，節(jié)氣門(mén)無(wú)法正常打開(kāi)，G187、G188給J623反饋節(jié)氣門(mén)未正常打開(kāi)，所以?xún)?chǔ)存相關(guān)故障代碼。由于電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)存在故障，J623不再驅(qū)動(dòng)G186工作，所以又出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)加速異常的故障現(xiàn)象。