丰田电子节气门PPT
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第03章智能电子节气门控制系统
第三章智能电子节气门控制系统第一节概述丰田智能电子节气门控制系统（ETCS-i）首先应用在’98款凌志LS400上，它可在发动机所有工作范围实现理想的节气门控制，其系统构成如图3-1所示。
图3-1 智能电子节气门控制系统ETCS-i具有如下特点：（1）在普通节气门体上，节气门的开度由油门踏板的踏下量来控制。
与此相反，ETCS-i 利用发动机ECU，对应于驾驶状况来计算出最佳的节气门开度，并利用节气门控制电机来控制节气门的开度。
（2）ETCS-i同时控制ISC系统，巡航控制系统和VSC系统，原有的这三个系统也可取消，使车辆结构大大简化。
（3）为确保车辆行驶的可靠性，提供了一个双重操作系统。
当ETCS-i出现异常时，此系统可被切断，由油门踏板以缓慢模式操纵汽车的行驶。
第二节ETCS-i的结构和工作原理一、ETCS-i的结构智能电子节气门的结构如图3-2所示。
图3-2 智能电子节气门的结构1、油门踏板位置传感器安装在节气门体上的油门踏板位置传感器和由油门踏板伸出的拉索连接的节气门拉杆结合在一起。
如图3-3所示，油门踏板位置传感器将油门踏板移动量转换成带有不同输出特性的两类电子信号。
然后信号被输入发动机ECU。
图3-3 油门踏板位置传感器及输出特性2、节气门位置传感器节气门位置传感器将节气门阀开度转换为一个电子信号后输入发动机的ECU，输出特性与油门踏板位置传感器的一样。
3、节气门控制电机一个具有灵敏反应和低能耗的直流电机被用作节气门控制电机。
发动机ECU通过对流往节气门控制电机的电流方向和电流强度进行占空比控制来调节气门阀的开度。
4、电磁离合器在正常情况下，电磁离合器接合使节气门控制电机能够打开或关闭节气门阀。
当系统出现故障时，电磁离合器被分开，以防止节气门控制电机打开和关闭节气门阀。
二、ETCS-i的运作发动机ECU对应于各种工作条件，决定目标节气门阀开度以驱动节气门控制电机，实现如下控制：1）非线性控制；2）怠速控制；3）减少换档冲击控制；4）TRC节气门控制；5）VSC协调控制；6）巡航控制。
电子节气门系统25页PPT文档
• 综上所述，EPC报警灯亮起的原因有两种情况：
• 第一，E-gas系统自诊断的结果，当E-gas系统的 某部件出现故障时，EPC报警灯应亮起；
• 第二，在发动机转矩控制调节下，发动机控制单 元会比较实际转矩和特定转矩这两个值，两值匹 配超差时，EPC报警灯应亮起。
• 所以，EPC报警灯报警类型分为E-gas系统内部自 诊断报警和发动机转矩控制调节超差报警两种类 型。
冷却液温度电路信号太强，发动机控制单元J220烧损 • 由于G62、G71、G42共用一条搭铁线，J220的烧损处造成进气温度传感器G42电路１信
号太强，歧管进气压力传感器G71对正极短路；发动机冷却液温度传感器G62信号过强 故障。发动机控制单元的烧损也会造成EPC报警灯的亮起，以及电子节气门系统的相关 部件的故障（如节气门位置传感器G187和G188 ，加速踏板位置传感器G79和G185）。
案例1
E-gas系统本身部件故障导致EPC警报灯报警
• 故障现象 • 一辆行程为9 000 km的自动挡速腾2．0轿车行驶中，EPC警报灯
报警，踩加速踏板无任何反映，自动变速器进入故障应急状态， 风扇高速常转。 • 故障诊断 • 用故障检测仪读取故障记忆，读得的故障代码有 • 16497——进气温度传感器G42信号太强 • 16502——发动机冷却液温度传感器G62的信号太强 • 16505——加速踏板位置传感器电路范围/性能 • 16606——节气门位置传感器/开关-B-电路信号太弱 • 17563——进气歧管绝对压力传感器G71对正极短路 • 18554——节气门踏板位置传感器/开关-C-电路信号太弱 • 18559——加速踏板位置传感器2-G185-信号太弱 • 18617——冷却液温度传感器G83信号太大。
1丰田发动机电子节气门控制
丰田发动机电子节气门控制
10、 10、清洗节气门注意事项
不能强行打开节气门 清洗剂不要喷太多 初始化及怠速学习设定
丰田发动机电子节气门控制
一汽丰田卡罗拉电子节气门体的匹配 解决方法： 解决方法： 拔下ETCS电 拔下ETCS电 ETCS 子节气门及EFI 子节气门及EFI NO1保险丝 保险丝。 NO1保险丝。 或断开电瓶
丰田发动机电子节气门控制
丰田发动机电子节气门控制
根据加速踏板被踩下的程度和发动机以及汽车 的状态使节气门开启到最佳位置，从而实现怠速控 制、巡行控制、加速、雪地模式和牵引力控制等综 合性控制。
丰田发动机电子节气门控制
1、ETCS-I系统原理图
03款以后取消了油门拉线和电磁离合器
无拉线 发动机 ECU (ECM)
丰田发动机电子节气门控制
06款凯美瑞更换电瓶后加速不良 06款凯美瑞更换电瓶后加速不良
电节气门控制系统（ETCS） 电节气门控制系统（ETCS）
P0120、P0121、P0122、P0123、P0220、P0222、P0223、P0604、 、 、 、 、 、 、 、 、 P0606、P0607、P0657、P2102、P2103、P2111、P2112、P2118、 、 、 、 、 、 、 、 、 P2119 和 P2135
丰田发动机电子节气门控制
一汽丰田皇冠电子节气门体的匹配
解决方法： 解决方法： 拔下EFI和 拔下EFI和 EFI ETCS 保险丝 或断开电瓶
丰田发动机电子节气门控制
06款凯美瑞节气门 款凯美瑞节气门
丰田发动机电子节气门控制
06款凯美瑞更换电瓶后加速不良 款凯美瑞更换电瓶后加速不良
车型：2006款凯美瑞2.4L，装备2AZ-FE发动机， 车型：2006款凯美瑞2.4L，装备2AZ-FE发动机， 款凯美瑞2.4L 2AZ 发动机 带智能钥匙进入及起动系统 故障现象：更换完电瓶后，加速无力， 故障现象：更换完电瓶后，加速无力，发动机故障 灯亮 故障分析与维修思路： 故障分析与维修思路： 用仪器检测发动机控制系统，故障代码: 用仪器检测发动机控制系统，故障代码: 电子节气 门马达故障。踩下油门踏板时， 门马达故障。踩下油门踏板时，电子节气门不能 打开。 打开。
ETC电子节气门控制解析 ppt课件
气M流as质s a量ir flow (HFM) 进M入as燃s a烧ir室flo的w气in流to质量 combustion chamber 初Pr始im气ar缸y 充cy气l. charge 气cy缸lin充de气r charge 进In气tak岐e管m压an力ifold pressure 进To气ta岐l v管ol总um容e积of intake manifold 进Ai气r t岐em管p的era空tu气re温in度intake manifold 总To位ta移l displacement 发En动g机ine转s速peed = 1013 hPa = 273 K
PFI系统的基于扭矩的系统结构
外部扭矩要求
• 驾驶者 • 巡航控制 • 车速限制 • 汽车动力控制 •驾驶性能
内部扭矩要求
• 发动机起动
• 怠速控制 • 发动机转速限制 • 发动机保护
效率要求
• 发动机起动 • 催化剂加热 • 怠速控制
效率
扭矩要求
协调
扭矩
扭矩
要求
要求
扭矩和
效率要求
协调
扭矩 转换
理想扭矩 的实现
4
基于扭矩的模型
扭矩结构的理论模型：
新鲜空气充入 燃料量 点火提前
内燃机
燃烧
燃烧扭矩
发动机
- 扭矩 -
离合器可 用扭矩
泵气与摩擦损失 辅助系统损失
离合与发热损失 变速与齿轮放大损失
离合器 变速差动
车轮可用 扭矩
5
发动机管理
扭矩控制： 发动机管理系统最重要的任务之一是控制发动机产生的扭矩。要做到
这一点，在各个子系统（ETC、空气与燃油混合气控制、点火）中所有影 响扭矩的量都需要进行控制。这种形式控制的目的是为驾驶者提供要求的 扭矩，同时符合有关废气排放、燃油消耗、功率输出、舒适和安全的严格 要求。在某些条件下，诸多要求是相互矛盾的。
PPT4.2.1
根据另一个信号计算，降级模式，加速性下降
降级模式
《汽油发动机管理系统故障诊断与修理》
4. 电控节气门系统控制模式
失效模式： 加速踏板位置传感器失效：
两个信号失效，怠速
怠速
《汽油发动机管理系统故障诊断与修理》
4. 电控节气门系统控制模式
失效模式 ： 其他模式 怠速模式 换档模式 牵引力控 制 车辆稳定 性控制 巡航控制 节气门位置传感器失效：电机断 电，固定节气门开度，喷油量和 点火时刻由油门踏板信号控制
雪地模式：节气门 开度小，防止打滑
《汽油发动机管理系统故障诊断与修理》
4. 电控节气门系统控制模式
加速模式： 平稳加速
先急后缓 车辆纵向力逐渐上升 车辆纵向力迅速上升 控制节气门逐渐开启 节气门迅速开启 加速 加速
《汽油发动机管理系统故障诊断与修理》
4. 电控节气门系统控制模式
失效模式： 加速踏板位置传感器失效:一个信号失效，ECU
《汽油发动机管踏 板位置 传感器
ECU
节 气 门 电 机
节 气 门
取消了传统的机械式油门拉线； 改用ECU控制电机的模式来实现调节节气门开度。
《汽油发动机管理系统故障诊断与修理》
1. 电控节气门系统的作用及功能
驾驶员意图 车辆行驶状态：
ECU
节气门
巡航、TRC、ESP
反应快，动作精准。 结构简化。 扩展功能，提高汽车行驶的安全性和舒适性。
3. 电控节气门系统的工作原理
直流电机，ECU控制电流 的大小、方向，实现电机 正转、反转、一定开度
电机断电：回位弹簧控制 在一个固定位置（7°） 节气门打开：MO---MC 节气门保持：电机驱动 力与回位弹簧弹力平衡 节气门关闭：MC---MO
汽车维护技术学习任务四子任务2电子节气门的清洁与基础设定24页PPT
汽车维护技术学习任务四子任务2电子 节气门的清洁与基础设定
16、云无心以出岫，鸟倦飞而知还。 17、童孺纵行歌，斑白欢游诣。 18、福不虚至，祸不易来。 19、久在樊笼里，复得返自然。 20、羁鸟恋旧林，池鱼思故渊。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 7
16、云无心以出岫，鸟倦飞而知还。 17、童孺纵行歌，斑白欢游诣。 18、福不虚至，祸不易来。 19、久在樊笼里，复得返自然。 20、羁鸟恋旧林，池鱼思故渊。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 7
ETC电子节气门控制系统课件
节气门上的双电位计的设计是想通过双电位计（冗 余特性）的补充来监测加速踏板的行程，它是整个 ETC控制功能的一部分，以便提供所要求的系统冗 余（诊断和后备运行）。当系统出现故障时，系统 将根据冗余传感器和过程数据运行。当没有冗余信 号时，节气门回到默认位置（故障模式-较高的怠 速或一定的最大开度）
控制模块
发动机 控制单元
节气门体
基于扭矩的发动机管理
扭矩要求；踏板形图 （KFPED）
相 对 扭 矩 [%]
扭矩结构——博世 Motronic ME7 扭矩控制模块流程图 %MDFAW
加速踏板：结构
闭合功能范围
非接触式 传感器
传感单元 及电位计
安装位置
加速模块踏板及 非接触式传感器
加速模块踏板及电位计
扭矩
扭矩
要求
要求
扭矩和
效率要求
协调
扭矩 转换
理想扭矩 的实现
节气门 转角
点火 时间 分离 燃油切断
喷射 时间
废气门 控制
加速踏板位置传感器反映驾驶员的要求， ECU将此信号转换为特定的发动机输出扭 矩来对驾驶员的要求做出响应，即转换为 真正控制输出扭矩的参数：
1。汽缸充其量（质量）
2。喷油量（质量）
通过ECM确定满足司机期望的最佳方式并输 出相应控制指令
根据要求定位节气门到目标 位置 节气门开度的反馈 对输入、输出、控制程序的自诊断 根据自诊断的状态和外部输入变更运行模式，
可能限制司机的对发动机某些操作
基于扭矩的发动机管理
加速踏板与节气门驱动之间的联系。
传感器
驱动器
加速踏板
ETC-电子节气门控制系统
基于扭矩的模型；流程图
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2）、霍尔式节气门位置传感器检修
磁铁
霍 尔 元 件
ECU VC VTA VTA2 E2
万用表测电压 解码仪读数据流 示波器看波形
加速踏板
解除 踩下
电压 VTA -E2 VTA2-E2 0.4-1.0V 2.0-2.9V 3.2-4.8V 4.6-5.0V
失效保护 任何一个故障：切断电机的电 流，节气门回位到 6°，根据 VPA控制喷油量和点火正时来 调整发动机功率。
➢1、结构组成
6线
2线
其他
4线
信号
加速踏板位置传感器 节气门位置传感器 节气门控制电机
➢2、工作原理（视频）
3 ETCS-I的主要元件结构原理与检修
➢1、加速踏板位置传感器 1）、霍尔式加速踏板位置传感器结构原理
结构：主要由两个霍尔元件与两个 磁铁组成的两个霍尔传感器。
霍尔元件
磁铁
原理：采用霍尔效应原理，当踩油门时 永久磁铁随着旋转，霍尔元件与 磁铁的角度发生了改变，从而产 生了根据加速踏板（节气门）开 度的比例在 0 V 至 5 V 之间变化 的电压信号输入给ECU。
➢3、节气门控制电机结构原理与检修 1）、节气门控制电机结构原理
减速齿轮 节气门控制电机
结构：由一个直流电机与 一组两级减速增扭 齿轮机构组成。
原理：ECU采用占空比信号 控制经过直流电机的 电流大小，电机通过 减速增扭齿轮机构克 服回位弹簧的作用力 使节气门打开相应的 开度，有时反向控制。
2）、节气门控制电机的检修
丰田凯美瑞2.4L 电子节气门控制系统结构原理与检修
主讲：李子深
学习目标：
认识电子节气门控制系统； 了解丰田凯美瑞智能电子节气系统的结构与工作原理； 懂得采用不同的仪器检测系统的相关元件； 掌握丰田凯美瑞智能电子节气的匹配方法； 学会根据电子节气门的结构原理反推出故障诊断思路。
1 电子节气门控制系统的认识
失效保护控制
5 凯美瑞2.4L电子节气门的故障检修
➢1、常见故障
节气门无法打开： 电源及线路、加速踏板位置传感器、 ECM、节气门电机、失效保护模式等。
电子节气门 常见故障及原因
节气门开度不足：
加速踏板位置传感器、节气门发卡、 节气门位置传感器、失效保护模式等。
怠速低或高：
节气门发卡、初始化或怠速学习设 定。
➢2、清洗节气门注意事项
不能强行打开节气门 清洗剂不要喷太多 初始化及怠速学习设定
➢3、丰田电子节气门设定
ETCS-i保险丝（10A）
当清洗过凯美瑞2.4L轿车 的电子节气门系统后，怠 速过高，如何设定？
在关闭点火后，拔下发动 机舱内熔丝盒中的EFI和 ETCS熔丝，1分钟后装回
即可。
2）、霍尔式加速踏板位置传感器检修
磁铁
VPA
EPA VCPA VPA2
ECM
EPA2
霍
尔VCP2元 Nhomakorabea件
万用表测电压 解码仪读数据流 示波器看波形
加速踏板
解除 踩下
电压 VPA -E2 VPA2-E2 0.4-1.1V 1.2-2.0V 2.6-4.8V 3.4-5.0V
失效保护 一个故障：用剩下那个并切 换成跛行模式继续行驶。 两个故障：相当节气门关闭， 发动机怠速控制。
测电阻:M+ M- :（ 0.3 – 100 ） at 20C (68 F)，一般是几。
测电压：怠速时可测出脉冲电压， 静态时M+、M-电压相同。
测波形：怠速时正负极端子M+、M都可以测出脉冲波形。
4 凯美瑞2.4L电子节气门的控制策略
加、减油门控制
怠速控制
结合其他系统控制 雪地工作模式 减少换档冲击控制 巡航控制（CCS） 牵引力控制（TRC） 行驶稳定控制（VSC） 刹车优先控制（BOS）
2、霍尔式节气门位置传感器 1）、霍尔式节气门位置传感器结构原理
Throttle Valve
霍尔元件
磁铁
结构：跟霍尔式加速踏板位置传感器 一样也是由两个霍尔元件与两 个磁铁组成的两个霍尔传感器。 不同的地方是两霍尔传感器共 电源线共搭地线，只用4根线。
原理：跟霍尔式加速踏板位置传感器 一样采用霍尔效应原理，不同 的地方是不同的地方是两霍尔 传感器共电源线共搭地线，只 用4根线，以及两者输出电压 信号 关系不同。
早期的电子节气门机械机构复 杂，但功能比较简单，往往各 个部件只能实现某一单一的功 能。
现代电子节气门则独立成一 个系统，可实现多种控制功能， 既提高行驶可靠性，又使结构 简化，成本降低。 (凯美瑞2.4L采用的2AZ-FE 发动机配置了智能电子节气 门ETCS-i系统）
2 凯美瑞2.4L电子节气门的结构组成与工作原理