KR100428319B1 - Apparatus for diagnosis failure of throttle position sensor and method thereof - Google Patents

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KR100428319B1 KR10-2002-0003253A KR20020003253A KR100428319B1 KR 100428319 B1 KR100428319 B1 KR 100428319B1 KR 20020003253 A KR20020003253 A KR 20020003253A KR 100428319 B1 KR100428319 B1 KR 100428319B1
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Abstract

스로틀 포지션 센서의 고장을 진단하는 것으로, TPS의 고장이 검출되는 경우 엔진의 아이들 상태 여러 부하 조건에 의하여 발생될 수 있는 불확실성의 판정을 배제하기 위하여 ISA를 강제 구동시켜 고장 판단을 재 실시하도록 한 것이다.Diagnosing the failure of the throttle position sensor is to force the ISA to be re-executed in order to rule out the uncertainty that may be caused by the idle state of the engine and various load conditions when the TPS failure is detected. .

본 발명은 엔진 회전수, TPS, 대기압을 기준으로 ISA를 통해 유입되는 공기량을 측정한 다음 맵 테이블로 설정하는 과정과, 연소실로 유입되는 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 현재의 조건에 대한 공기량 값의 2배 이하인지를 판단하는 과정과, 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 값의 2배 이하인 상태이면 ISA 강제 구동 모드로 진입하여 ISA 듀티를 50%로 감소시키는 과정과, ISA 듀티 감소 제어후 연소실로 유입되는 공기량을 측정하여 그 감소 비율이 설정된 기준값 이상인지를 판단하는 과정과, 감소 비율이 기준값 이상인 것으로 판정되면 ISA를 통해 유입되는 공기량이 대부분을 차지하는 상태이므로 TPS의 고장으로 판정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention measures the amount of air flowing through the ISA based on the engine speed, TPS, atmospheric pressure and then set the map table, and the air volume value for the current conditions set in the map table the current amount of air flowing into the combustion chamber Determining whether the air is less than or equal to 2 times, and if the current air volume is less than or equal to 2 times the value set in the map table, enters the ISA forced driving mode to reduce the ISA duty to 50%, and the combustion chamber after the ISA duty reduction control. Measuring the amount of air flowing into the air and determining whether the reduction rate is greater than or equal to the set reference value, and if the reduction rate is more than the reference value, determining that the TPS is broken because the amount of air flowing through the ISA occupies most of the state. Characterized in that.

Description

스로틀 포지션 센서의 고장 진단장치 및 방법{APPARATUS FOR DIAGNOSIS FAILURE OF THROTTLE POSITION SENSOR AND METHOD THEREOF}Fault diagnosis device and method of throttle position sensor {APPARATUS FOR DIAGNOSIS FAILURE OF THROTTLE POSITION SENSOR AND METHOD THEREOF}

본 발명은 차량의 엔진에서 스로틀 포지션 센서(Thottle Position Sensor ; 이하 'TPS' 라 한다.)의 고장을 진단하는 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 TPS의 고장이 검출되는 경우 엔진의 아이들 상태 여러 부하 조건에 의하여 발생될 수 있는 불확실성의 판정을 배제하기 위하여 ISA(Idle Speed Actuator)를 강제 구동시켜 고장 판단을 재 실시하도록 한 스로틀 포지션 센서의 고장 지단장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for diagnosing a failure of a throttle position sensor (hereinafter referred to as 'TPS') in an engine of a vehicle. More specifically, an idle state of an engine when a failure of a TPS is detected, various loads The present invention relates to a fault detection device and a method of a faulty throttle position sensor for re-executing a fault determination by forcibly driving an ISA (Idle Speed Actuator) to rule out an uncertainty that may be generated by a condition.

일반적으로, 엔진의 가감속 운전 조건의 판독을 위한 스로틀 밸브의 개도율을 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 엔진 제어수단에 제공하는 TPS의 고장 판정은 OBD-1의 항목에 규정되어 있다.In general, the failure determination of the TPS that detects the opening rate of the throttle valve for reading the acceleration / deceleration operation condition of the engine and provides an electric signal thereto to the engine control means is defined in the section of OBD-1.

따라서, 종래의 엔진에 적용되고 있는 TPS의 고장 진단 동작은 첨부된 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 엔진이 시동 온을 유지하는 아이들 상태에서 TPS의 신호를 판독한 다음(S10) 최대 전압(4.5V)으로 설정된 제1기준값과 비교하여 제1기준값 이하의 상태인지를 판단한다(S20).Therefore, the failure diagnosis operation of the TPS applied to the conventional engine, as shown in the accompanying FIG. 3, reads the signal of the TPS in the idle state in which the engine keeps starting on (S10) and then the maximum voltage (4.5). It is determined whether the state is equal to or less than the first reference value by comparing with the first reference value set in V) (S20).

상기의 비교에서 검출되는 TPS의 출력값이 제1기준값을 초과하는 것으로 판단되면 TPS의 최고 출력값에 고장이 발생한 것으로 판정하여 진단정보를 기록하고(S30), TPS의 출력값이 제1기준값 이하의 상태인 것으로 판단되면 최저 전압(0.3V)으로 설정된 제2기준값과 비교하여 제2기준값 이하의 상태를 유지하는지 판단한다(S40).If it is determined that the output value of the TPS detected in the comparison exceeds the first reference value, it is determined that a failure has occurred at the highest output value of the TPS, and the diagnostic information is recorded (S30). The output value of the TPS is equal to or less than the first reference value. If it is determined that it is compared with the second reference value set to the lowest voltage (0.3V) it is determined whether to maintain the state below the second reference value (S40).

상기의 비교에서 TPS의 출력값이 제2기준값 이하의 상태를 유지하는 것으로 판단되면 TPS의 최저 출력값이 고장이 발생한 것으로 판정하여 그에 대한 진단정보를 기록한다(S50).In the comparison, if it is determined that the output value of the TPS remains below the second reference value, it is determined that the lowest output value of the TPS has occurred and the diagnostic information is recorded (S50).

만약, 상기의 비교에서 검출되는 TPS의 출력값이 상기 제1기준값과 제2기준값의 범위내에 포함되는 것으로 판단되면 TPS는 정상적인 것으로 판단한다(S60).If it is determined that the output value of the TPS detected in the comparison is within the range of the first reference value and the second reference value, the TPS is determined to be normal (S60).

전술한 바와 같은 종래의 엔진에 적용되는 TPS의 고장 판정방법은 TPS의 신호가 최대/최소값에 도달하기까지는 고장 판정을 하지 못하도록 설정되어 있어 안정 모드의 진입에 문제점을 유발하게 되며, 제조 공정 및 기타의 이유로 인하여 센싱부에 이물질이 들어간 경우 비정상적인 신호에 엔진 제어장치에 그대로 입력되는데, 이 경우 비정상적인 신호의 최대 전압값이 고장 판정 기준값에 도달하지 않아 고장 판정을 수행할 수 없는 단점이 발생한다.The failure determination method of the TPS applied to the conventional engine as described above is set to prevent the failure determination until the TPS signal reaches the maximum / minimum value, causing problems in entering the stable mode, manufacturing process and other If foreign matter enters the sensing unit due to the reason, the abnormal signal is input to the engine controller as it is. In this case, the maximum voltage value of the abnormal signal does not reach the failure determination reference value, which causes a disadvantage that the failure determination cannot be performed.

또한, 현재의 엔진 조건은 아이들 상태이나 상기와 같은 문제로 비정상적인 신호가 출력됨으로 인하여 아이들 오프로 판정하게 되며, 아이들 상태에서 아이들 오프로 판정됨에 따라 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 엔진 회전수의 상승을 초래하는 문제점을 발생한다.In addition, the current engine condition is determined to be idle due to the idle state or the abnormal signal output due to the above problem, and as determined in the idle state in the idle state, as can be seen in FIG. There is a problem that causes rise.

즉, 아이들 상태에서 아이들 오프로 판정되는 경우 부분 부하시 점화 시간은 아이들 상태보다 휠씬 진각된 상태를 유지하게 되고, 엔진 회전수를 피드백 제어하지 않으며, 아이들 스피드 액츄에이터의 오픈 듀티 증가에 의해 엔진 회전수의 급상승을 초래하게 된다.That is, when it is determined to be idle off in the idle state, the ignition time under partial load is maintained at a much more advanced state than the idle state, and the engine speed is not feedback-controlled, and the engine speed is increased by increasing the open duty of the idle speed actuator. Will cause a surge in.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 TPS의 고장이 판정되는 경우 여러 부하 조건 및 자체의 결합으로 발생될 수 있는 불확실성의 판정을 배제하기 위하여 ISA의 강제 구동을 통한 흡입 공기량의 비교로 TPS의 고장 판정에 신뢰성을 제공하도록 한 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, the object of which is to use the forced driving of the ISA to exclude the determination of the uncertainty that can be caused by the combination of various load conditions and itself when the failure of the TPS is determined The comparison of the intake air amount provides reliability in determining the failure of the TPS.

도 1은 본 발명에 따른 스로틀 포지션 센서의 고장 진단장치에 대한 구성 블록도.1 is a configuration block diagram of a failure diagnosis apparatus of a throttle position sensor according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따라 스로틀 포지션 센서의 고장 진단을 수행하는 일 실시예의 흐름도.2 is a flow diagram of one embodiment for performing fault diagnosis of a throttle position sensor in accordance with the present invention.

도 3은 종래에 차량에서 제공되는 스로틀 포지션 센서의 고장 진단 수행 흐름도.3 is a flowchart for performing fault diagnosis of a throttle position sensor conventionally provided in a vehicle.

도 4는 종래의 차량에서 스로틀 포지션 센서의 오진단에 따라 현재의 엔진 조건과 엔진 회전수의 부조화를 도시한 그래프.4 is a graph showing mismatch of current engine conditions and engine speed according to a misdiagnosis of a throttle position sensor in a conventional vehicle.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 엔진 회전수, TPS, 대기압을기준으로 ISA를 통해 유입되는 공기량을 측정한 다음 맵 테이블로 설정하는 과정과; 연소실로 유입되는 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 현재의 조건에 대한 공기량 값의 2배 이하인지를 판단하는 과정과; 상기에서 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 값의 2배 이하인 상태이면 ISA 강제 구동 모드로 진입하여 ISA 듀티를 50%로 감소시키는 과정과; ISA 듀티 감소 제어후 연소실로 유입되는 공기량을 측정하여 그 감소 비율이 설정된 기준값 이상인지를 판단하는 과정과; 상기에서 감소 비율이 기준값 이상인 것으로 판정되면 ISA를 통해 유입되는 공기량이 대부분을 차지하는 상태이므로 TPS의 고장으로 판정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for realizing the above object comprises the steps of measuring the amount of air flowing through the ISA based on the engine speed, TPS, atmospheric pressure and setting the map table; Determining whether the amount of current air flowing into the combustion chamber is less than or equal to two times the amount of air with respect to the current condition set in the map table; If the current air amount is less than twice the value set in the map table, entering the ISA forced driving mode to reduce the ISA duty to 50%; Measuring the amount of air flowing into the combustion chamber after the ISA duty reduction control to determine whether the reduction ratio is equal to or greater than a set reference value; If the reduction ratio is determined to be equal to or more than the reference value it is characterized in that it comprises a step of determining the failure of the TPS because the air flows through the ISA occupy most of the state.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 스로틀 포지션 센서의 고장 진단장치는, 엔진 회전수 검출부(10)와, 아이들 듀티 검출부(20), 대기압 검출부 (30), 스로틀 검출부(40), 제어부(50), 메모리부(60) 및 표시부(70)로 이루어지는데, 엔진 회전수 검출부(10)는 크랭크 포지션 센서의 정보로부터 엔진 회전수를 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력하고, 아이들 듀티 검출부(20)는 엔진의 아이들 상태에서 액츄에이터 구동에 대한 듀티값을 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력하며, 대기압 검출부(30)는 운행되는 환경에서의 대기압을 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력한다.As can be seen in FIG. 1, the failure diagnosis apparatus for the throttle position sensor according to the present invention includes an engine speed detector 10, an idle duty detector 20, an atmospheric pressure detector 30, a throttle detector 40, and a controller. 50, the memory unit 60 and the display unit 70, the engine speed detection unit 10 detects the engine speed from the information of the crank position sensor and outputs an electrical signal for it, the idle duty detection unit ( 20 detects a duty value for driving the actuator in the idle state of the engine and outputs an electrical signal thereof, and the atmospheric pressure detector 30 detects the atmospheric pressure in a running environment and outputs an electrical signal thereof.

스로틀 검출부(40)는 가속 페달의 구동에 따라 연동되는 스로틀 밸브의 개도율 정보를 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력한다.The throttle detector 40 detects the opening degree information of the throttle valve linked with the driving of the accelerator pedal and outputs an electrical signal thereof.

제어부(50)는 엔진 회전수와 TPS의 신호에 따른 아이들 듀티 및 고지의 영향을 고려한 대기압을 감안하여 ISA를 통해 흡입되는 공기량을 측정하여 맵 테이블로 설정하며, TPS의 고장으로 판정되는 경우 ISA를 강제 구동시켜 흡입되는 공기량과 설정된 맵 테이블값과의 비교를 통해 TPS의 고정 판정을 수행한다.The controller 50 measures the amount of air inhaled through the ISA in consideration of the engine speed and the atmospheric pressure in consideration of the effect of idle duty and high ground due to the signal of the TPS and sets it as a map table. The fixed determination of the TPS is performed by comparing the amount of air sucked by forced driving with the set map table value.

메모리부(60)는 상기 제어부(50)가 TPS의 고정 판정을 수행하기 위한 맵 테이블 데이터와 TPS의 진단정보가 저장된다.The memory unit 60 stores map table data and diagnostic information of the TPS for the controller 50 to perform the fixed determination of the TPS.

표시부(70)는 일 예를들어 차량의 인스트루먼트 패널에 설치되는 경고등으로서, 제어부(70)에서 인가되는 제어신호에 따라 TPS의 고정 여부에 대한 정보를 지시하여 준다.For example, the display unit 70 is a warning light installed in the instrument panel of the vehicle, and indicates information on whether the TPS is fixed according to a control signal applied from the controller 70.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 구성에서 TPS의 고장 판정을 수행하는 동작에 대하여 도 2를 통해 설명하면 다음과 같다.An operation of performing a failure determination of the TPS in the configuration of the present invention including the above-described function will be described with reference to FIG. 2 as follows.

초기 시동에 의해 초기화가 수행되면 제어부(50)는 검출되는 엔진 회전수의 정보와 스로틀 밸브의 개도율에 따른 아이들 듀티값과 고지의 영향을 고려한 대기압을 기준으로 ISA만을 통해 흡입되는 공기량(Air_ISA)을 측정한 다음 맵 테이블로 설정하여 메모리부(60)의 지정되는 영역에 저장한다(S101).When the initialization is performed by the initial start-up, the controller 50 controls the amount of air sucked through the ISA based on the information of the engine speed detected, the idle duty value according to the opening degree of the throttle valve, and the atmospheric pressure in consideration of the notice. Is measured and set as a map table and stored in the designated area of the memory unit 60 (S101).

이후, 제어부(50)는 스로틀 밸브의 개도 변화에 따라 흡입되는 현재의 공기량(Air1)의 정보를 읽어드린 다음(S102), 현재의 공기량(Air1)이 맵 테이블에 설정된 공기량(Air_ISA)의 2배 보다 작은값을 갖는지를 판단한다(S103).Thereafter, the controller 50 reads information of the current air amount Air1 sucked according to the change in the opening degree of the throttle valve (S102), and then the current air amount Air1 is twice the air amount Air_ISA set in the map table. It is determined whether the value has a smaller value (S103).

상기에서 판독되는 현재의 공기량(Air1)이 맵 테이블에 설정된 공기량 (Air_ISA)의 2배 보다 작은값을 갖는 것으로 판정되면 스로틀 밸브가 실질적으로개방되어 있는 상태가 아니고, TPS가 여러 가지 부하 조건이나 기타의 이유로 인하여 비정상적인 신호를 출력하는 상태인 것으로 판정하여 ISA(80)의 강제 구동모드로 진입한다(S104).If it is determined that the current air amount Air1 to be read has a value smaller than twice the air amount (Air_ISA) set in the map table, the throttle valve is not substantially open, and the TPS is subjected to various load conditions or other conditions. For the reason, it is determined that the abnormal signal output state and enters the forced drive mode of the ISA (80) (S104).

이후, 제어부(50)는 ISA(80)의 제어듀티를 순간적으로 50% 줄여 ISA(80)를 구동시킨 다음 그 상태에서 흡입되는 공기량을 검출하여 ISA 듀티 변경전에 검출되는 공기량과의 비(△Air)를 검출한다(S105)(S106).Thereafter, the controller 50 reduces the control duty of the ISA 80 by 50% to drive the ISA 80, and then detects the amount of air sucked in the state, and then compares the ratio with the amount of air detected before changing the ISA duty (ΔAir). ) Is detected (S105) (S106).

상기에서 ISA 듀티 감소에 따라 검출되는 공기량의 비(△Air)가 설정된 기준값, 바람직하게는 30% 이상인지의 여부를 판단하여(S107) 설정된 기준값 이상으로 판정되면, 연소실에 유입되는 공기량은 ISA를 통해 흡입되는 공기량이 대부분을 차지하는 상태이므로 TPS의 고장으로 판정하여 그에 대한 정보를 메모리부(60)의 지정된 영역에 저장함과 동시에 표시부(80)를 통해 운전자에게 지시하여 준다(S108).When the ratio (ΔAir) of the amount of air detected according to the ISA duty reduction is determined as the set reference value, preferably 30% or more (S107), and is determined to be equal to or more than the set reference value, the amount of air flowing into the combustion chamber is determined to be ISA. Since the amount of air sucked through occupies most of the state, it is determined as a failure of the TPS, and the information thereof is stored in the designated area of the memory unit 60 and the driver is instructed through the display unit 80 (S108).

상기 S103에서 판독되는 현재의 공기량(Air1)이 맵 테이블에 설정된 공기량(Air_ISA)의 2배 보다 큰 값을 유지하는 것으로 검출되거나 상기 S107에서 ISA 듀티 감소 제어후 검출되는 공기량이 비(△Air)가 설정된 기준값 이하인 것으로 판정되면 TPS의 정상인 것으로 판정한다(S109).It is detected that the current air amount Air1 read out in S103 maintains a value larger than twice the air amount Air_ISA set in the map table, or the air amount detected after the ISA duty reduction control in S107 decreases. If it is determined that the set reference value or less, it is determined that the TPS is normal (S109).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 TPS의 고장 판정을 수행함에 있어 ISA의 강제 구동을 통해 연소실에 흡입되는 공기량을 실질적으로 확인한 다음 TPS의 고장 여부를 판정하므로 아이들 상태의 여러 부하 조건에 의하여 발생될 수 있는 불확실성의 고정 판정이 배제되어 신뢰성이 제공된다.As described above, the present invention may be caused by various load conditions in the idle state since the air amount sucked into the combustion chamber is substantially checked through the forced driving of the ISA in the TPS failure determination. Reliability is provided by eliminating fixed determination of uncertainty.

Claims (4)

엔진 회전수를 검출하는 수단과;Means for detecting engine speed; 엔진의 아이들 상태에서 액츄에이터 구동에 대한 듀티값을 검출하는 수단과;Means for detecting a duty value for actuator driving in an idle state of the engine; 운행되는 환경에서의 대기압을 검출하는 수단과;Means for detecting atmospheric pressure in a running environment; 스로틀 밸브의 개도율 정보를 검출하는 수단과;Means for detecting the opening degree information of the throttle valve; ISA만을 통해 유입되는 공기량을 측정한 다음 엔진 회전수와 TPS의 신호에 따른 아이들 듀티 및 고지의 영향을 고려한 대기압 등을 고려하여 맵 테이블로 설정하며, ISA를 강제 구동시켜 흡입되는 공기량과 설정된 맵 테이블값과의 비교를 통해 TPS의 고정 판정을 수행하는 제어수단과;After measuring the amount of air flowing in through the ISA only, it is set as a map table in consideration of the engine speed, idle duty according to the TPS signal, and atmospheric pressure considering the effect of the high ground. Control means for performing a fixed determination of the TPS by comparison with a value; 상기 제어수단의 TPS 고정 판정 수행을 위한 맵 테이블 데이터와 TPS의 진단정보가 저장되는 메모리수단과;Memory means for storing map table data for performing the TPS fixation determination of the control means and diagnostic information of the TPS; TPS의 고정 여부에 대한 정보를 지시하는 표시수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스로틀 포지션 센서의 고장 진단장치.Device for diagnosing failure of the throttle position sensor, characterized in that it comprises a display means for indicating information on whether the TPS is fixed. 엔진 회전수, TPS, 대기압을 기준으로 ISA를 통해 유입되는 공기량을 측정한 다음 맵 테이블로 설정하는 과정과;Measuring the amount of air flowing through the ISA based on the engine speed, the TPS, and the atmospheric pressure, and then setting it as a map table; 연소실로 유입되는 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 현재의 조건에 대한 공기량 값의 2배 이하인지를 판단하는 과정과;Determining whether the amount of current air flowing into the combustion chamber is less than or equal to two times the amount of air with respect to the current condition set in the map table; 상기에서 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 값의 2배 이하인 상태이면ISA 강제 구동 모드로 진입하여 ISA 듀티를 50%로 감소시키는 과정과;If the current air volume is less than twice the value set in the map table, entering the ISA forced driving mode to reduce the ISA duty to 50%; ISA 듀티 감소 제어후 연소실로 유입되는 공기량을 측정하여 그 감소 비율이 설정된 기준값 이상인지를 판단하는 과정과;Measuring the amount of air flowing into the combustion chamber after the ISA duty reduction control to determine whether the reduction ratio is equal to or greater than a set reference value; 상기에서 감소 비율이 기준값 이상인 것으로 판정되면 ISA를 통해 유입되는 공기량이 대부분을 차지하는 상태이므로 TPS의 고장으로 판정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스로틀 포지션 센서의 고장 진단방법.If it is determined that the reduction ratio is greater than the reference value, since the state of the air flowing through the ISA occupy most of the state, the failure diagnosis method of the throttle position sensor, characterized in that it comprises the step of determining as a failure of the TPS. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기에서 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 공기량 값의 2배 이상이거나 ISA 듀티 감소 제어후 공기량의 감소 비율이 기준값 이하인 것으로 검출되면 TPS의 정상인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 스로틀 포지션 센서의 고장 진단방법.And determining that the TPS is normal when the current air amount is detected to be two times or more than the air amount value set in the map table or the rate of decrease of the air amount after the ISA duty reduction control is equal to or less than the reference value. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 ISA 듀티 감소 제어후 측정되는 공기량의 감소 비율을 비교하는 기준값은 30%로 설정하는 것을 특징으로 하는 스로틀 포지션 센서의 고장 진단방법.The reference value for comparing the rate of reduction of the amount of air measured after the ISA duty reduction control is set to 30%, characterized in that the failure diagnosis method of the throttle position sensor.
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