濰坊職業(yè)學(xué)院 馬福勝

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

1 邁騰B8L車電子節(jié)氣門系統(tǒng)的組成

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

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，該線為G79的供電線；J623的端子T91/34與G79的端子T6bf/3相連，該線為G79的搭鐵線；J623的端子T91/52與G79的端子T6bf/4相連，該線為G79的信號線。J623的端子T91/16與G185的端子T6bf/1相連，該線為G185的供電線；J623的端子T91/51與G185的端子T6bf/5相連，該線為G185的搭鐵線；J623的端子T91/69與G185的端子T6bf/6相連，該線為G185的信號線。

圖1 加速踏板模塊的相關(guān)電路

1.2 節(jié)氣門控制單元

節(jié)氣門控制單元由節(jié)氣門驅(qū)動裝置（G186）、節(jié)氣門驅(qū)動裝置角度傳感器1（G187）、節(jié)氣門驅(qū)動裝置角度傳感器2（G188）組成，節(jié)氣門控制單元相關(guān)電路如圖2所示。J623的端子T105/34與G187的端子T6e/4相連，該線為G187的信號線；J623的端子T105/55與G188的端子T6e/1相連，該線為G188的信號線；J623的端子T105/54與端子T6e/2相連，該線為G187和G188的公共供電線；J623的端子T105/56與端子T6e/6相連，該線為G187和G188的公共搭鐵線。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根線為G186的控制信號線。

圖2 節(jié)氣門控制單元相關(guān)電路

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

2.1 電子節(jié)氣門系統(tǒng)的工作原理

（1）正常情況下踩加速踏板時電子節(jié)氣門系統(tǒng)的控制過程。當(dāng)踩加速踏板時，加速踏板位置傳感器產(chǎn)生的信號傳送給J623，J623根據(jù)加速踏板位置傳感器信號的變化量和變化率判斷駕駛?cè)说囊鈭D，并結(jié)合發(fā)動機(jī)的運(yùn)行工況計算出對發(fā)動機(jī)扭矩的基本需求，得到相應(yīng)的節(jié)氣門開度基本值。然后再通過CAN總線通訊系統(tǒng)及車輛相關(guān)控制單元，獲取相關(guān)工況信息及傳感器信號，如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、擋位、節(jié)氣門位置等信息，由此計算出車輛所需求的全部扭矩，通過對節(jié)氣門開度基本值的修正，得到節(jié)氣門的最佳開度期望值，J623依據(jù)節(jié)氣門的最佳開度期望值，通過調(diào)節(jié)占空比信號來控制G186轉(zhuǎn)角的大小，使節(jié)氣門達(dá)到最佳的開度，G187、G188把節(jié)氣門開度信號反饋給J623，形成閉環(huán)控制。

（2）正常情況下打開點(diǎn)火開關(guān)時電子節(jié)氣門系統(tǒng)的自檢過程。每次打開點(diǎn)火開關(guān)，J623都會對電子節(jié)氣門系統(tǒng)進(jìn)行自檢，電子節(jié)氣門系統(tǒng)自檢控制原理示意圖如圖3所示。當(dāng)打開點(diǎn)火開關(guān)時，J623內(nèi)的CPU通過其端子4檢測端子T105/90與搭鐵間電壓，如果檢測值為2.5 V，說明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J623內(nèi)的CPU通過其端子1控制三極管V1導(dǎo)通，通過其端子5控制三極管V4導(dǎo)通，對G186進(jìn)行占空比控制，G186轉(zhuǎn)動帶動節(jié)氣門打開一定角度（節(jié)氣門處會發(fā)出“咔咔”聲），此時G187和G188會把節(jié)氣門的開度信號傳送給J623。如果整個自檢過程正常，當(dāng)發(fā)動機(jī)起動后，儀表上的EPC燈熄滅，且發(fā)動機(jī)加速正常。

圖3 電子節(jié)氣門系統(tǒng)自檢控制原理示意圖

2.2 電子節(jié)氣門系統(tǒng)故障的故障現(xiàn)象

若G185信號異常，會導(dǎo)致EPC燈常亮且發(fā)動機(jī)無法加速；若G79信號異常，會導(dǎo)致EPC燈常亮但發(fā)動機(jī)加速正常；若G185和G79同時信號異常，會導(dǎo)致EPC燈常亮且發(fā)動機(jī)無法加速。

G187和G188單個信號出現(xiàn)異常時，會導(dǎo)致EPC燈常亮但發(fā)動機(jī)加速正常；若G187和G188信號同時異常，會導(dǎo)致EPC燈常亮且加速時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不超過1 500 r/min，同時發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速會提高到1 000 r/min左右；若G186或其相關(guān)線路存在斷路故障時，會導(dǎo)致EPC燈常亮且加速時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不超過2 200 r/min，同時發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速會提高到1 400 r/min左右；若G186相關(guān)線路存在虛接故障時，會導(dǎo)致EPC燈常亮且加速時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不超過2 200 r/min，但發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速基本正常。

3 邁騰B8L車電子節(jié)氣門系統(tǒng)故障1例

故障現(xiàn)象一輛累計行駛里程約為12萬km的2018款邁騰車，搭載2.0 L CUGA發(fā)動機(jī)，出現(xiàn)打開點(diǎn)火開關(guān)，節(jié)氣門處沒有發(fā)出G186工作的“咔咔”聲，起動發(fā)動機(jī)后EPC 燈常亮，怠速轉(zhuǎn)速基本正常，加速時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不超過2 200 r/min的故障現(xiàn)象。

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

圖4 讀取故障代碼（截屏）

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

圖5 節(jié)氣門位置相關(guān)數(shù)據(jù)流（截屏）

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

通過分析以上數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)，G79、G185信號正常，而G187、G188的信號存在異常。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)線路故障、J623本體故障等。

測量G186的控制信號波形。打開點(diǎn)火開關(guān)，緩慢踩下加速踏板，用示波器測量端子T6e/5與端子T6e/3間的相對波形，實(shí)測波形如圖8所示，正常波形如圖9所示。測量結(jié)果說明G186未接收到J623發(fā)出的控制信號，初步判斷可能是由于J623已經(jīng)檢測到電子節(jié)氣門系統(tǒng)存在故障，在踩加速踏板時不再向G186發(fā)出控制信號。

圖8 實(shí)測波形（截屏）

圖9 正常波形（截屏）

每次打開點(diǎn)火開關(guān)時，J623都會對電子節(jié)氣門系統(tǒng)進(jìn)行自檢，自檢時如果J623檢測到G186的相關(guān)電路是閉合電路，將向G186發(fā)出控制信號。于是用示波器分別測量端子T6e/3與搭鐵間、端子T6e/5與搭鐵間的波形。打開點(diǎn)火開關(guān)，用示波器實(shí)際測得端子T6e/3與搭鐵間、端子T6e/5與搭鐵間的波形一致，如圖10所示。

再分別測量J623的端子T105/90與搭鐵間、端子T105/91與搭鐵間的波形。打開點(diǎn)火開關(guān)時，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，端子T105/90與搭鐵間的電壓為2.5 V，由圖3可知這個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)氣門系統(tǒng)自檢時會對端子T105/91提供12 V占空比信號，對端子T105/90提供搭鐵占空比信號。

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

圖11 端子T105/91與搭鐵間的實(shí)測波形（截屏）

通過對波形測量結(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的控制信號斷開時，在端子T6e/5產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，說明電路中有電流流過。綜上所述，端子T105/91與端子T6e/5間可能存在虛接故障。

測量端子T6e/5與端子T105/91間線束的導(dǎo)通性。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，斷開蓄電池負(fù)極，斷開連接器T105和連接器T6e，用萬用表測量端子T6e/5與端子T105/91間的電阻，測量值為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)線存在接觸不良故障。

故障排除對該端子按照要求進(jìn)行修復(fù)后試車，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間線路存在虛接故障，導(dǎo)致J623在對電子節(jié)氣門系統(tǒng)進(jìn)行自檢時，驅(qū)動G186的功率不足，節(jié)氣門無法正常打開，G187、G188給J623反饋節(jié)氣門未正常打開，所以儲存相關(guān)故障代碼。由于電子節(jié)氣門系統(tǒng)存在故障，J623不再驅(qū)動G186工作，所以又出現(xiàn)發(fā)動機(jī)加速異常的故障現(xiàn)象。