图解新款汽车传感器结构、原理与检修
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四、霍尔式节气门位置传感器

1. 构造

在三菱格兰迪车电子节气门系统中,使用双霍尔式线性节气门位置传感器。位于节气门体的节气门位置传感器的功能是测量节气门的位置,向发动机ECU输出与节气门轴转角成正比的电压信号。根据该传感器输出的电压,发动机ECU控制节气门控制伺服电机进行反馈控制。

非接触式的霍尔传感器包括一个固定在踏板轴上的永磁铁、一个输出电压与磁通量成正比的线性霍尔集成电路,一个有效地将永磁铁的磁通量转入霍尔集成电路的定子。内部构造如图4-5所示。

图4-5 双霍尔式线性节气门位置传感器构造

2. 工作原理

当节气门全闭时,如图4-6(a)所示,磁场方向向上,节气门位置传感器电压输出最小。当节气门全开时,如图4-6(c)所示,磁场方向反向向下,节气门位置传感器电压输出最大。当节气门半开时,如图4-6(b)所示,节气门位置传感器输出电压在中间值。

节气门位置传感器通过两个系统(主、副)输出,这就提高了系统测量的准确性,增强了故障保护功能,确保了可靠性。其输出特性曲线如图4-7所示。

图4-6 霍尔式节气门位置传感器的工作原理

图4-7 主、副传感器输出特性曲线

3. 检测

1)输入电压检测

关闭点火开关,拔下节气门位置传感器插头,打开点火开关,用万用表的电压挡测量线束侧5号端子(见图4-8)与搭铁间电压,检查是否有5V电压输入。如果没有,应检查传感器5号端子与ECU C-113中的106号端子是否导通,如果不导通,检查线路线束,如果导通,说明ECU没有5V电压输出,应更换ECU。

图4-8 节气门位置传感器与ECU的电路连接

2)输出电压检测

由于在使用万用表检测输出电压时,需要配备专用线束三通接头,或刺破信号线,因此,三菱公司推荐使用其专用解码器MUT-Ⅲ,通过读取数据流从而进行输出电压的检测。将点火开关置于“ON”位置,检测14项—节气门位置传感器(副)和79项—节气门位置传感器(主)的电压数值,看电压数值是否可以随节气门的打开而同步变大,如果变化不同步或中间有断点,则节气门位置传感器线路或本体有故障。有关节气门位置传感器的数据流如表4-2所示。

表4-2 节气门位置传感器的数据流

3)搭铁检测

关闭点火开关,拔下节气门位置传感器插头,打开点火开关,用万用表的电压挡测量线束侧3号端子与蓄电池负极是否导通。正常情况下,应该导通,如果不导通,应依次检查线路、接头和ECU。

4)节气门控制伺服电路检测

打开点火开关,用万用表的电压挡测量线束侧2号端子与搭铁间电压,检查是否有5V电压输入。如果没有,应检查传感器2号端子与ECU C-114中的141号端子是否导通,如果不导通,检查线路线束;如果导通,说明ECU没有5V电压输出,应更换ECU。ECU C-114中的133号端子和ECU C-114中的141号端子应有5V电压,否则更换ECU。

5)故障码检测

在维修过程中,用三菱专用解码器读出电控节气门系统的故障码(DTC),对应含义见表4-3,从而准确、快速地判断故障部位。

表4-3 节气门系统故障码含义表

6)电控节气门系统的初始化

在更换新的节气门体后,或节气门阀片区油污被清洁后,都要进行节气门初始化,方法如下。

(1)起动发动机,进行暖机,使发动机水温达到80℃以上。

(2)如发动机水温就在80℃以上,不必进行暖机,可直接将点火开关置于“ON”位。

(3)再把点火开关旋回至“LOCK”位,停止发动机运转。

(4)在“LOCK”位停止10s,然后再次起动发动机,使发动机怠速运转。

(5)10min后,在变速箱为“N”挡、灯类及散热器冷却风扇等电器附件全关条件下,检查发动机怠速是否正常。如怠速正常,说明节气门自学习后节气门位置适当,怠速节气门开度正常。至此,节气门学习完成。反之,如怠速不正常,节气门需按上述过程重新进行学习操作。

4. 加速踏板位置传感器控制电路

三菱格兰迪轿车使用的双霍尔式加速踏板传感器与前述双霍尔式节气门位置传感器工作原理相同,其线路连接如图4-9所示,传感器的输出特性曲线如图4-10所示。

图4-9 加速踏板的线路连接

图4-10 主、副传感器的输出特性曲线

1)工作电压的检测

利用霍尔效应工作的传感器需要供给一定的工作电压,因此首先要进行电压测试。关闭点火开关,拔下加速踏板位置传感器插头,再打开点火开关,用万用表的电压挡测量端子1与2、端子4与5间是否有5V电压。如果没有,可能是线路损坏或ECU故障。

2)输出信号检测

因为格兰迪使用的是线性霍尔式传感器,所以可以使用万用表进行模拟信号的检测。关闭点火开关,连接加速踏板位置插头,再打开点火开关,用背插法分别检测端子3与2、端子5与6间的电压,其电压值应该随着加速踏板的下压而连续改变,不应有断点或者突变,否则应检查或更换加速踏板位置传感器。

3)解码器检测

在维修过程中,利用三菱专用解码器MUT-Ⅲ读出电子控制节气门系统的数据流和故障代码,从而准确、快速地判断故障部位。

(1)加速踏板位置主传感器和副传感器的检查。点火开关置于“ON”位,应用MUT-Ⅲ,慢慢踩加速踏板,从数据流读出77项—加速踏板位置传感器(副)和78项—加速踏板位置传感(主)的电压数值,看电压数值是否可以随加速踏板的下压而同步变大。如果变化不同步或中间有断点,则加速踏板位置传感器线路或本体有故障。表4-4为传感器标准参考值。

表4-4 传感器标准参考值

(2)故障码检测。利用MUT-Ⅲ的诊断功能,读出故障码(见表4-5),判断故障部位。

表4-5 传感器故障码含义表