การวิเคราะห์ตรวจสอบเซนเซอร์ตำแหน่งปีกผีเสื้อ

ปีกผีเสื้อนั้น เป็นเชื่อเรียกของช่างชาวบ้านทั่วไปเพื่อสื่อให้ผู้ใ ช้รถ หรือช่างด้วยกันเองรับรู้ว่า มันมีลักษณะเป็นอย่างไร แต่จริงๆแล้ว ภาษาทางการ จะเรียกว่า ลิ้นเร่ง หรือ Throttle ซึ่ง เซนเซอร์ตำแหน่งปีกผีเสื้อ ก็คือ เซนเซอร์ตำแหน่งลิ้นเร่ง หรือ Throttle Position Sensor นั่นเองครับ
ก่อนที่ผมจะแจ้งบอกค่าการวัดและตั้ง เซนเซอร์ตำแหน่งลิ้นเร่ง ผมอยากจะบอกเล่าถึง หน้าที่ของมันก่อน เพื่อความเข้าใจ และเป็นความรู้ทั่วไปครับ

เซนเซอร์ตำแหน่งลิ้นเร่ง จะติดตั้งอยู่ที่ปากทางของท่อร่วมไอดีอยู่ติดกับตัวลิ้นเร่ง มีหน้าที่ตรวจจับตำแหน่งของมุมการเปิดและปิดของลิ้นเร่ง แล้วแปลงสัญญาณข้อมูล(ไฟฟ้า)ไปให้ ECU (เกียร์ออโต้) เพื่อควบคุมช่วงเวลาการเปลี่ยนตำแหน่งเกียร์ และสั่งการทำงานล๊อคอัพคลัทช์

ตำแหน่งและมุมการเปิด/ปิดของลิ้นเร่ง(ปีกผีเสื้อ) จะถูกเซนเซอร์นี้แปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า โดยจะมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าประมาณ 5 โวลท์จาก ECU มาอยู่ที่ขั้ว Vcc
ถ้าลิ้นเร่งปิด ที่ขั้ว VTA จะมีแรงเคลื่อนต่ำมาก (ประมาณ 0 โวลท์) เนื่องจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่มาจากขั้ว Vcc จะต้องไหลผ่านหน้าสัมผัสที่มีความต้านทานที่เปลี่ยนแ ปลงค่าได้ (ถ้า ไม่เข้าใจก็ให้คิดถึง ลูกลอยน้ำมันในถังน้ำมัน ที่แปลงระดับน้ำมันเป็น ไฟฟ้าแจ้งส่งสัญญาณไปที่หน้าปัดออกเป็นเกจ์วัดระดับน ำ้มัน)
ดังนั้นถ้าลิ้นเร่งเปิดกว้างมากขึ้นเรื่อยๆ แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว VTA ก็จะเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆตามตำแหน้งของหน้าสัมผัสระหว ่างขั้ว Vcc และ VTA ที่กำลังเคลื่อนที่ไป ทำให้ ECU ทราบถึงตำแหน่งของลิ้นเร่ง และขณะเดียวกัน ECU ก็จะส่งสัญญาณไฟฟ้าออกมาไปเข้าขั้ว L1, L2 และ L3 (ECU เกียร์) เพื่อแจ้งให้ ECU เกียร์รับรู้ถึงตำแหน่งลิ้นเร่งว่าอยู่ตำแหน่งไหนแล้ ว
สัญญาณไฟฟ้าที่ขั้ว L1, L2, L3 และ IDL จะมีแรงเคลื่อนสูงและต่ำ ดังนี้

• มุมการเปิดของลิ้นเร่ง 0% ค่า L1, L2 และ L3 = 5 โวลท์ และ ค่า IDL = 0 โวลท์
• มุมการเปิดของลิ้นเร่ง 7% ค่า L1, L2 และ L3 = 5 โวลท์ และ ค่า IDL = 12 โวลท์
• มุมการเปิดของลิ้นเร่ง 15% ค่า L1 และ L2 = 5 โวลท์ L3 = 0 โวลท์ และ ค่า IDL = 12 โวลท์
• มุมการเปิดของลิ้นเร่ง 25% ค่า L1 = 5 โวลท์ L2 และ L3 = 0 โวลท์ และ ค่า IDL = 12 โวลท์
• มุมการเปิดของลิ้นเร่ง 35% ค่า L1 และ L3 = 5 โวลท์ L2 = 0 โวลท์ และ ค่า IDL = 12 โวลท์
• มุมการเปิดของลิ้นเร่ง 50% ค่า L1 และ L2 = 0 โวลท์ L3 = 5 โวลท์ และ ค่า IDL = 12 โวลท์
• มุมการเปิดของลิ้นเร่ง 65% ค่า L1, L2 และ L3 = 0 โวลท์ และ ค่า IDL = 12 โวลท์
• มุมการเปิดของลิ้นเร่ง 85% ค่า L1 และ L3 = 0 โวลท์ L2 = 5 โวลท์ และ ค่า IDL = 12 โวลท์
• มุมการเปิดของลิ้นเร่ง 100% ค่า L1 = 0 โวลท์ L2 และ L3 = 5 โวลท์ และ ค่า IDL = 12 โวลท์

หมายเหตุ :
มุมการเปิดของลิ้นเร่ง 0% = ลิ้นเร่ง(ปีกผีเสื้อ) ปิด = ไม่ได้เหยียบคันเร่ง
และ มุมการเปิดของลิ้นเร่ง 100% = ลิ้นเร่ง(ปีกผีเสื้อ) เปิด = เหยียบคันเร่งสุดเต็มที่

จะเห็นได้ชัดเจนว่า ค่า L1, L2, L3 และ IDL จะมีค่าเปลี่ยนแปลงตาม%การเปิดกว้าง ของลิ้นปีกผีเสื้อ เพื่อให้ ECU เกียร์สั่งงานให้เกียร์ออโต้ ปรับเปลี่ยนเกียร์สัมพันธืกับความเร็วรถ และความเร็วรอบเครื่องยนต์
อย่างไรก็ตาม ถ้าสัญญาณที่ส่งเข้า ECU ผิดปกติ จะทำให้เกียร์ทำงานผิดปกติไปตามสัญญาณ ดังนี้

1. ถ้า สัญญาณที่ขั้ว IDL ผิดปกติ(อาจจะเกิดจากขั้ว IDL ช๊อตลงกราวน์) จะทำให้ ล๊อคอัพคลัทช์ไม่ทำงาน หรือระบบควบคุมการกระตุกขณะเลื่อนคันเกียร์จากตำแหน่ ง N ไป D ไม่ทำงาน (การที่ผู้ใช้รถท่านใดรับรู้ ถึงว่า เกียร์กระตุกเวลาเลื่อคันเกียร์จาก N ไป D นั้น นอกจากอาจจะเป็นเพราะข้อนี้แล้ว ถ้าไม่มีสัญญาณไฟเบรค (STP) เข้า ECU ก็จะกระตุกได้เช่นกันครับ)
2. ถ้าสัญญาณที่ขั้ว L1, L2, L3 ผิดปกติ อาจจะทำให้ช่วงเวลาการเปลี่ยนตำแหน่งเกียร์ไม่เหมาะส มกับสภาพการใช้งานปกติได้ครับ

การตั้งและการวัดค่าของ เซนเซอร์ตำแหน่งปีกผีเสื้อ หรือ เซนเซอร์ตำแหน่งลิ้นเร่ง
ถ้าท่านใด ไม่มีความรู้พื้นฐานเบื้องต้นของงานช่างไฟฟ้า ไม่ควร(ห้าม)ตั้งเองนะครับ เพราะว่า จะมีผลต่อการทำงานของเครื่องยนต์และเกียร์โดยตรงครับ

เซนเซอร์ตำแหน่งลิ้นเร่ง ของ Toyota ผลิตออกมา 2 แบบ คือ

• แบบหน้า สัมผัสปิด-เปิด (on-off Type) เครื่องรุ่นเก่าๆ เช่น 1G และเครื่อง J รุ่นแรกๆ ใช้แบบนี้ ซึ่งจะมีอยู่ 3 ขั้วคือ IDL, TL และ PSW ซึ่งผมขออนุญาตละไว้ไม่กล่าวถึงรายละเอียด
• แบบเชิงเส้น (Linear Type) เครื่องรุ่นใหม่ขึ้น เช่น 4A-GE, 3S, 1G และ JZ รุ่นต่อๆมา จะใช้แบบนี้ ซึ่งจะมีอยู่ 4 ขั้วคือ E2, IDL, VTA และ Vcc (จากซ้ายไปขวา มองจากสายไฟเข้าไปหาปลั๊ก)

ผมขอยกตัวอย่างการวัดและตั้งตำแหน่งหาค่าที่เหมาะสมของ เซนเซอร์ตำแหน่งลิ้นเร่ง ในเครื่อง 2JZ-GE และ 2JZ-GTE
เครื่องมือที่ต้องใช้ก็คือ

• ฟิลเลอร์เกจ์
• มัลติมิเตอร์วัดกระแสและความต้านทาน

กรณีเครื่องยนต์ที่ไม่ได้ใช้เกียร์ออโต้ และใช้เกียร์ออโต้ จะวัดค่าความต้านทานดังนี้

1. ถอดขั้วต่อสายไฟของเซนเซอร์ตำแหน่งลิ้นเร่ง ออก
2. ใช้โอห์มมิเตอร์วัดค่าความต้านทานของ E2 - VTA เมื่อเหยียบคันเร่งสุด (ปีกผีเสื้อเปิดสุด) จะต้องได้ 3.3 - 10 K โอห์ม
3. ใช้โอห์มมิเตอร์วัดค่าความต้านทานของ E2 - VTA เมื่อปล่อยคันเร่ง (ปีกผีเสื้อปิดสุด) จะต้องได้ 200 - 800 โอห์ม
4. ใช้โอห์มมิเตอร์วัดค่าความต้านทานระหว่าง E2 - Vcc จะได้ 4 - 9 K โอห์ม
5. สอดฟิลเลอร์ ที่มีความหนา 0.45 มม.(0.0177 นิ้ว) เข้าระหว่างสกรูยันแขนลิ้นเร่งและแขนกระเดื่องลิ้นเร ่ง (อยู่ด้านหลังปีกผีเสื้อ ตรงสายคันเร่ง) ใช้โอห์มมิเตอร์วัดค่าความต้านทานระหว่าง E2 - IDL จะต้องได้ 0 - 2.3 K โอห์ม
6. สอดฟิลเลอร์ ที่มีความหนา 0.55 มม.(0.0216 นิ้ว) เข้าระหว่างสกรูยันแขนลิ้นเร่งและแขนกระเดื่องลิ้นเร ่ง (อยู่ด้านหลังปีกผีเสื้อ ตรงสายคันเร่ง) ใช้โอห์มมิเตอร์วัดค่าความต้านทานระหว่าง E2 - IDL จะต้องได้ค่า อินฟินิตี้ (ค่าอนันต์)

กรณีเครื่องยนต์ที่ใช้เกียร์ออโต้

1. เสียบขั้วต่อสายไฟของเซนเซอร์ตำแหน่งลิ้นเร่งเข้าที่ เดิม
2. เปิดสวิทช์กุญแจไว้ที่ on
3. ใช้โวล์ทมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว E2 - IDL เมื่อเหยียบคันเร่งสุด (ปีกผีเสื้อเปิดสุด) จะต้องได้ 9 - 14 โวล์ท
4. ใช้โวล์ทมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว E2 - IDL เมื่อปล่อยคันเร่ง (ปีกผีเสื้อปิดสุด) จะต้องได้ 0 - 1.5 โวล์ท
5. ใช้โวล์ทมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว E2 - Vcc จะต้องได้ 4.9 - 5 โวลท์
6. ใช้โวล์ทมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว E2 - VTA เมื่อเหยียบคันเร่งสุด (ปีกผีเสื้อเปิดสุด) จะต้องได้ 3.2 - 4.9 โวล์ท
7. ใช้โวล์ทมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว E2 - VTA เมื่อปล่อยคันเร่ง (ปีกผีเสื้อปิดสุด) จะต้องได้ 0.3 - 0.8 โวล์ท
8. ใช้โอห์มมิเตอร์วัดค่าความต้านทานระหว่าง E2 - IDL จะต้องได้ 0 - 2.3 K โอห์ม (ปล่อยคันเร่ง)
9. ใช้โอห์มมิเตอร์วัดค่าความต้านทานระหว่าง E2 - IDL จะต้องได้ค่า อินฟินิตี้ (ค่าอนันต์) (เหยียบคันเร่ง)
10. ใช้โอห์มมิเตอร์วัดค่าความต้านทานของ E2 - VTA เมื่อเหยียบคันเร่งสุด (ปีกผีเสื้อเปิดสุด) จะต้องได้ 3.3 - 10 K โอห์ม
11. ใช้โอห์มมิเตอร์วัดค่าความต้านทานของ E2 - VTA เมื่อปล่อยคันเร่ง (ปีกผีเสื้อปิดสุด) จะต้องได้ 200 - 800 โอห์ม
12. ใช้โอห์มมิเตอร์วัดค่าความต้านทานระหว่าง E2 - Vcc จะได้ 4 - 9 K โอห์ม

กรณี การวัดและตั้งค่าหาตำแหน่งลิ้นเร่ง ที่เหมาะสมไม่ได้ อาจจะสามารถสันนิษฐานได้ว่า เซนเซอร์ตำแหน่งลิ้นเร่ง ชำรุด ครับ
แต่กรณีของ ระบบ VVT-i นั้น ระบบแบบเชิงเส้น (Linear Type)เช่นกันครับ แต่ว่าสายไฟจะไม่เหมือนกับเครื่องทั่วไป เพราะว่า VVT-i เป็นระบบวาล์วแปรผันไปตามความเร็วรอบ ต่ำจนถึงความเร็วรอบสูงครับ ทำให้ รง.ผลิต ต้องปรับเปลี่ยนสายสัญญาณไฟ ไปสั่งงาน ECU  มองจากสายไฟเข้าไปหาตัวเซนเซอร์ จากซ้ายไปขวา ถ้าเป็นแนวตั้ง ก็จากล่างขึ้นบน

• Pin 1 = Vcc
• Pin 2 = VTA2
• Pin 3 = VTA1
• Pin 4 = E2

ซึ่งเท่าที่ผมดูจาก Pin 1 ถึง Pin 4 แล้ว มันคล้ายๆกับเป็น Sub Throttle Position Sensor (เซนเซอร์สำรองตำแหน่งลิ้นเร่ง) ซึ่งถ้าเป็น เครื่อง 2JZ-GE VVT-i ที่ผมใช้อยู่ ไม่ได้ อยู่ในตำแหน่งนี้ครับ (ผมจะเขียนตำแหน่งหน้าที่ของ เครื่องที่ผมใช้อยู่ ไว้ข้างใต้บทความนี้นะครับ) ดังนั้นผมจึงของไม่ลง ว่า Pin อะไร แต่จะลงชื่อหน้าที่ของมันดีกว่าครับ

เมื่อ VVT-i ไม่ได้ทำงาน (ในความคิดของผม คงหมายถึง เปิดสวิทช์ on แล้วไม่ได้เหยียบคันเร่ง)

1. ใช้โวล์ทมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว E2 - Vcc จะต้องได้ 5 โวล์ท
2. ใช้โวล์ทมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว E2 - VTA2 จะต้องได้ 0.66 โวล์ท และค่าจะเปลี่ยนไป (มากขึ้น)ตามการเหยียบคันเร่ง
3. ใช้โวล์ทมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว E2 - VTA1 จะต้องได้ 2.36 โวล์ท และค่าจะเปลี่ยนไป (มากขึ้น)ตามการเหยียบคันเร่ง

เมื่อ VVT-i ทำงาน (ในความคิดของผม คงหมายถึง บิดกุญแจสตาร์ทเครื่องยนต์ แต่คันเกียร์อยู่ที่ตำแหน่ง P หรือ N โดยเข้าเบรกมือไว้)

1. ใช้โวล์ทมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว E2 - Vcc จะต้องได้ 5 โวล์ท
2. ใช้โวล์ทมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว E2 - VTA2 เมื่อปล่อยคันเร่ง (ปีกผีเสื้อปิดสุด) จะต้องได้ 0.63 โวล์ท
3. ใช้โวล์ทมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว E2 - VTA2 เมื่อเหยียบคันเร่งสุด (ปีกผีเสื้อเปิดสุด) จะต้องได้ 3.75 โวล์ท
4. ใช้โวล์ทมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว E2 - VTA1 เมื่อปล่อยคันเร่ง (ปีกผีเสื้อปิดสุด) จะต้องได้ 2.36 โวล์ท
5. ใช้โวล์ทมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว E2 - VTA1 เมื่อเหยียบคันเร่งสุด (ปีกผีเสื้อเปิดสุด) จะต้องได้ 5 โวล์ท

เครื่อง 2JZ-GE VVT-i ของผม มี เซนเซอร์ลิ้นเร่ง (Throttle Position Sensor) อยู่ตัวเดียว ซึ่ง มีตำแหน่ง ดังนี้ครับ

• Pin 1 = VTA2
• Pin 2 = VTA1
• Pin 3 = คิดว่าน่าจะเป็น IDL
• Pin 4 = E2