丰田加速传感器油门踏板位置传感器的检测

发布时间：2024-10-06 20:10:55

油门踏板位置传感器的检测

一、油门传感器的基本组成和工作原理

电子油门踏板位置传感器可分为接触式和非接触式两种。接触式为滑动变阻器式。而非接触的又分为霍尔式和电涡流式。接触式电子油门踏板上的滑动变阻器容易磨损，接触不良等弊端，在现代汽车上较少使用。本书中重点介绍非接触式电子油门踏板。

1.霍尔式油门踏板位置传感器

丰田车系的霍尔元件油门踏板位置传感器由霍尔元件和可绕其转动的磁铁制成的霍尔IC构成。为确保较好的可靠性，两个系统中每一个都有独立的电路。

霍尔油门踏板的基本组成

丰田车系油门踏板位置传感器安装在油门踏板支架上并有 2 个传感器电路：VPA （主）和 VPA2 （副）。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。加速踏板联动的轴上装有磁铁。踩下油门踏板，油门踏板位置传感器上的轴随之旋转，改变了轴与霍尔元件之间的相对位置，从而改变了作用在霍尔元件上的磁场强度，结果使霍尔元件的输出电压也发生变化。测量此电压可知油门踏下角度。

油门踏板转角与油门踏板位置传感器输出电压关系如图

油门踏板转角与油门踏板位置传感器输出电压关系 *1—油门踏板完全松开 *2—油门踏板完全踩下

霍尔效应

当电流垂直于磁场方向通过导体时垂直于磁场和电流方向的导体两端面之间会出现电势差的现象就是霍尔效应。在电子节气门中，此电压差所产生的电压将和此施加的磁通量密度成正比例地变化。

霍尔元件型节气门位置传感器是利用这个原理，将节气门位置的变化（开启）转换成磁通量密度的变化，来精确地测量节气门开度的变化。

图霍尔效应原理

2. 电涡流式油门踏板位置传感器

如下图所示大众车系新型的加速踏板位置传感器结构，包含了两个G79和G185传感器，由加速踏板、机械部件、薄金属盘、盖板、PCB印制电路板和信号电路等组成。

大众车系的加速踏板位置G79和G185传感器结构 1—加速踏板2—机械部件3—盖板4—薄金属片 5—处理器

大众车系采用新型油门踏板位置传感器的包含了两个G79和G185浮动型位置传感器，无摩擦，寿命长，整体式传感器不需要进行强制低速档基本设定。

如图所示，发动机电脑向励磁线圈内通交变电流，在线圈外产生交变电磁场。薄金属片在交变电磁场中产生电涡流，电涡流又产生二次交变电磁场。两个磁场同时作用在接收线圈上，产生交变电压，交变电压经过整流后输出直流电压。金属片在不同位置时接收线圈内产生的感应电压不同，所以最终整流输出的电压也不同。

电涡流效应：根据法拉第电磁感应定律，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈漩涡状流动的感应电流，称之为电涡流，这种现象称为电涡流效应。我们平常使用的电磁炉、电涡流式通道安全检查门、电涡流探雷器都是基于这个原理设计出来的。

二、电子油门踏板与发动机控制单元的控制电路

1. 丰田车系的油门踏板位置传感器

丰田车系的油门踏板位置传感器为6线式的。施加在ECM端的 VPA 和 VPA2 上的电压在 0 V 和 5 V 之间变化，并与油门踏板（节气门）工作角度成比例。来自 VPA 的信号，指示实际油门踏板开度（节气门开度）并用于发动机控制。来自 VPA2 的信号，传输 VPA 电路的状态信息并用于检查油门踏板位置传感器自身情况。ECM 通过来自 VPA 和 VPA2 的信号监视实际油门踏板开度（节气门开度），并根据这些信号控制节气门执行器。

丰田车系油门踏板位置传感器控制电路图

2. 大众车系的油门踏板位置传感器

大众车系的油门踏板位置传感器上安装了两个单独的油门踏板位置传感器G79和G185。使用两个传感器是为了最大程度地保证安全性。这种系统配置也称之为“冗余系统”。冗余在字面上的意义是“多余的”。在技术上，如果某种信息的发生远远高于系统工作要求时，则发生冗余。

两个油门踏板位置传感器G79和G185的供电电源均是5Ｖ，出于安全的考虑，每一个传感器都有其单独的的电源线、单独的信号线、单独的地线。传感器G185中串联了一个电阻，其结果是两个传感器的特性曲线都是不一样的。这对于安全性和测试功能都是很有必需。

大众油门踏板位置传感器电路图

三、油门加速踏板位置传感器失效保护

1. 丰田车系失效保护

在丰田车系中，如果加速踏板的 2 个传感器电路中的一个出现故障， ECM 则使用另一电路来计算油门踏板位置，以便车辆得以继续行驶。如果两个传感器电路都出现故障， ECM 认为油门踏板处于松开状态。节气门关闭，并且发动机怠速。失效保护模式一直运行，直到检测到通过条件并且点火开关随之关闭。

2.大众车系失效保护

在大众车系中，一个或两个都失效后，系统会有故障记忆，同时仪表上的EPC故障警报灯也会亮起。车辆的一些便捷功能，如定速巡航或发动机制动辅助控制功能也将会失效。一个传感器信号失真或中断，如果另一个传感器处于怠速位置，则发动机进入怠速工况；如果是负荷工况，则发动机转速上升缓慢。若两个传感器同时出现故障，则发动机以高怠速（1500转/分）进行运转。

四、油门踏板位置传感器检测

1.检测思路

①通过学习油门踏板位置传感器的原理和控制电路，我们可以知道油门踏板位置传感器由两个传感器组成。所以我们检测的时候就可以通过使用万用表分别检查两个传感器端子上的供电电压、信号线电压以及地线电压来判断传感器的好坏。

②通过分析油门踏板位置传感器的电路图，我们可以知道油门踏板位置传感器的信号电压是要进入到发动机控制单元ＥＣＵ，所以我们可以通过判断信号电压是否有无进入到发动机控制单元ＥＣＵ来判断信号线是否开路、短路。这时，我们可以借助汽车专用诊断仪（解码仪）来分别读取两个油门踏板位置传感器信号电压的数据流，通过比对数据流的电压与我们所测的电压是否一致来判断信号线是否开路、短路，传感器是否有故障。

五、油门踏板位置传感器波形测试

大众EA888发动机油门踏板位置传感器波形如图所示