课题五
节气门位置传感器（TPS）

一、节气门位置传感器功用

一是将节气门开度（即发动机负荷）转变为电信号输入发动机ECU，以修正空燃比适合发动机工况的变化；二是在装备电子控制自动变速器的汽车上，自动变速器控制单元把节气门位置传感器信号和车速信号作为确定变速器换挡时机和变矩器锁止时机的主要信号；三是当空气流量传感器无信号时，发动机ECU将节气门开度信号和发动机转速信号来计算进气量，取代空气流量传感器信号。

二、安装位置

节气门位置传感器安装在节气门体旁与节气门轴联动，如图2-38所示。

三、节气门位置传感器类型

节气门位置传感器按结构不同分为开关式节气门位置传感器、线性节气门位置传感器、综合式节气门位置传感器及电子式节气门位置传感器等，如图2-39所示。

（一）开关式节气门位置传感器（触点式）

1.结构

开关式节气门位置传感器内部有两对触点，即怠速开关触点和全负荷开关触点，如图2-39（a）所示。

2.工作原理

发动机在怠速或强制怠速时，怠速触点闭合，控制单元根据此信号对怠速时的混合气进行微调，并修正点火提前角，切断废气再循环系统；强制怠速时，切断供油。当节气门开度超过一定角度时，全负荷触点闭合，控制单元据此信号加浓混合气，提高发动机的输出功率。

3.缺点

开关式节气门位置传感器测量的信号不准确。

（二）线性节气门位置传感器

线性节气门位置传感器采用线性电位计，由节气门轴带动电位计的滑动触点，在不同的节气门开度下，接入回路的电阻是不相同的。

线性节气门位置传感器是一种线性电位计。控制单元通过该传感器可以获得节气门开度从全闭到全开连续变化的信号，以及开闭速度的信号，从而精确判断发动机的运行工况，以提高控制精度和效果，如图2-41所示。

（三）综合式节气门位置传感器

综合式节气门位置传感器由一个怠速开关触点和可变（滑动）电阻组成。怠速时，怠速触点闭合，输出怠速信号，其他工况随节气门开度的增大，输出信号电压也提高，直到全开时电压达到最大，如图2-42所示。

（四）电子式节气门位置传感器

1.非接触型节气门位置

节气门位置传感器安装在节气门体总成上，检测节气门开度。该传感器为非接触型。使用霍尔效应元件，以便在极端的行驶条件下，例如高速以及极低车速下，也能生成精确的信号。

节气门位置传感器有两个传感器电路VTA1和VTA2，各传送一个信号。VTA1用于检测节气门开度，VTA2用于检测VTA1的故障。传感器信号电压与节气门开度成比例，在0~5 V变化，并且传送至ECM的VTA端子。

当节气门关闭时，传感器输出电压降低；当节气门开启时，传感器输出电压升高。ECM根据这些信号来计算节气门开度并响应驾驶员输入，从而控制节气门执行器。信号同时也用来计算空燃比修正值、功率提高修正值和燃油切断控制。

2.接触性节气门位置传感器

节气门体总成包含两个节气门位置传感器。节气门位置传感器安装在节气门体总成上，且不可维修。节气门位置传感器所提供的电压信号随节气门开度而变化。发动机控制模块（ECM）向节气门位置传感器提供一个公用5 V参考电压电路，一个公用低电平参考电压电路和两个独立的信号电路。

与节气门位置传感器的功能相反。当加速踏板增加至节气门全开（WOT）时，节气门位置传感器1信号电压下降，并且节气门位置传感器2信号电压上升，如图2-43所示。

四、节气门位置传感器检测

（一）线性节气门位置传感器的常见故障与检测

线性节气门位置传感器内部结构是一个可变（滑动）电阻，可用诊断仪读取信号电压或节气门开度，怠速时为0.5~0.6 V，节气门全开时约4.5 V。也可用万用表电阻挡和直流电压挡检测节气门位置传感器的电阻与直流电压信号（图2-44）。

线性节气门位置传感器的接线有3线（可变电阻式）和4线（综合式）两种，日本车系一般采用4线，其他车系一般采用3线。

（二）电子式节气门位置传感器检测（以丰田卡罗拉轿车为例）

电子式节气门位置传感器电路和丰田卡罗拉轿车电路如图2-45和图2-46所示。

1.检查线束和连接器

检测要求：

①断开节气门体连接器。

②断开ECM连接器。

③根据表2-7和表2-8中的值测量电阻。

2.检查ECM（VC电压）

检测要求：

①断开节气门体连接器。

②将点火开关置于ON位置。

③根据表2-9中的值测量电压。

3.用示波器进行检测

接通点火开关，观察节气门开度变化时的信号电压，显示标准波形（图2-47）。