4.3 节气门控制电动机失效
若节气门控制电动机断电失效,发动机ECU启用失效安全模式。由于节气门控制电动机没有电流输入导致不转动,没有转矩输出,这样节气门维持在自然开度,比怠速开度稍大 (约为7°,这一点不难理解,可以从怠速时电动机为什么通反向电流来分析即可得到证实),踩踏加速踏板,发动机转速也能够变化,最高转速也能够接近2 000 r/min,应急时发动机ECU能够根据加速踏板位置传感器的信号改变喷油时间,控制发动机的转矩和功率输出,车辆也能够慢速行驶。故障发生时,发动机ECU不出现故障码,也不点亮发动机故障指示灯。
5 怠速的初始化
丰田ETCS-I系统本身具有怠速控制功能,但由于发动机进气时,流经的气流会对节气门造成不同程度的脏污,使节气门的回位受到阻滞,发动机进气量减小,脏污严重时出现怠速不稳、车辆抖动现象,保养时或维修后必须进行初始化 (大众称为基本设定)。通过初始化,控制单元中的某些参数(如怠速时的点火正时、传感器信号的怠速确认值等) 会恢复到生产厂家设定的设定值,或者将某些元件 (如节气门位置传感器的位置) 的实时参数存入控制单元,以便实行精确控制。
轻微的脏污不会造成此现象,因为发动机控制系统的怠速控制具有学习功能。轻微脏污时,节气门的怠速开度会比正常开度偏大,使得节气门位置传感器的输出值偏高,但发动机ECU会再对加速踏板位置传感器、发动机转速传感器、水温传感器、空气流量传感器以及空档位置开关等送来的信号进行综合分析并计算负荷,在确认怠速状态后,发动机ECU就会围绕预先设定的目标转速,通过控制喷油和点火来控制发动机转速,使发动机仍然保持在稳定怠速状态。这时,发动机ECU会记忆此时节气门位置传感器送来的信号电压,并以此信号替代原信号作为怠速识别信号来控制怠速。实际上,在节气门的怠速位置发生改变后,发动机ECU必须知道电动机控制节气门在节气门位置传感器上能达到实际的最小和最大位置,重新划定怠速范围、部分负荷的范围和全负荷范围。发动机ECU通过控制电动机把节气门关到尽可能最小的开度,节气门位置传感器信号传入发动机ECU,发动机ECU就会记忆这个开度。
若节气门体过脏,超过了发动机ECU内的限定值时,即学习超限后也无法纠正。丰田的怠速确认值是VTA=0.8 V,在不超过0.9 V时怠速保持稳定,超过时就会出现怠速不稳现象。分析原因,是由于节气门太脏,堵塞了进气道,进气量下降,发动机功率和转速都会下降,转速可降至500r/min,为防止发动机熄火,发动机ECU开大节气门,使转速迅速回升,经过反复几次调整之后,发动机转速升高至1500r/min后稳定 (偏高),但这种稳定只是暂时的,对怠速后的发动机控制无影响,但在以后的怠速时会经常出现,这就是怠速不稳、车辆抖动的原因 (油质不好也会引发此现象,但为偶发)。清洗节气门后,发动机ECU仍然按照学习值控制节气门开度,进气量变大,结果发动机怠速居高不下。这种状况在发动机ECU怠速学习程序下能够逐渐恢复正常,但时间很长。初始化的目的就是让发动机ECU立刻恢复厂家设定的节气门的怠速开度,使发动机的怠速控制恢复正常。丰田车怠速的初始化方法是断开蓄电池负极60s以上即可。