典型發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)

1、第八章 典型發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng) 豐田TCCS系統(tǒng)2JZ-GE型發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)屬豐田TCCS車系，控制內(nèi)容包括：L型電子控制汽油噴射（EFI），電子點(diǎn)火控制（ESA），怠速控制（ISC），諧波進(jìn)氣增壓控制系統(tǒng)（ACIS）， 空調(diào)控制（AC），巡航控制（CCS），自動(dòng)變速器控制（ECT），怠速混合氣濃度調(diào)節(jié)（VAF），故障診斷（DIAGN）以及失效保護(hù)和后備功能。一、系統(tǒng)組成圖4一1所示為豐田SUPRA2JZ-GE型發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)的組成。2JZ-GE型發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制模塊（ECM）裝人儀表板右側(cè)，其功能除控制汽油噴射、點(diǎn)火、怠速、諧波進(jìn)氣增壓等發(fā)動(dòng)機(jī)控制外，還包包括對(duì)自動(dòng)變速器、巡航、空調(diào)等系統(tǒng)

2、控制，同時(shí)具有故障診斷、失效保護(hù)和后備功能因而稱為發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)。 圖4-2所示為2JZ一GE型發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制模塊（ECM）的部分電路圖。2JZGE型發(fā)動(dòng)機(jī)汽油噴射系統(tǒng)采用L型系統(tǒng)。下面分燃油系統(tǒng)、空氣供給和電子控制系統(tǒng)三部分進(jìn)行分析。1燃油系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)布置。汽油泵力渦輪泵，安裝在油箱內(nèi)。汽油泵泵出的汽油經(jīng)濾清器過濾后送到輸油總管，然后分配到每個(gè)噴油器和冷起動(dòng)噴油器。在輸油總管上裝有調(diào)壓器，調(diào)壓器將油壓調(diào)節(jié)至比進(jìn)氣歧管內(nèi)進(jìn)氣壓力高284kPa，多余的汽油經(jīng)回油管流回油箱。在汽油濾清器和輸油總管間裝有油壓脈動(dòng)阻尼器，用以吸收噴油器噴油時(shí)產(chǎn)生的汽油壓力波動(dòng)。汽油泵受ECU控制，有高速和低

3、速兩種轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫達(dá)到一定溫度時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)ECM控制汽油泵ECU，汽油泵進(jìn)人高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，以提高汽油壓力。這種控制方式可以有效地防止高溫氣阻，改善重復(fù)起動(dòng)性和怠速穩(wěn)定性。噴油器噴射由發(fā)動(dòng)機(jī)ECM控制，汽油噴人進(jìn)氣歧管進(jìn)氣門附近。在進(jìn)氣總管上還裝有冷起動(dòng)噴油器，在低溫或常溫初次起動(dòng)時(shí)，由熱限時(shí)開關(guān)控制其開啟，汽油噴人進(jìn)氣總管，以改善起動(dòng)性能。2空氣供給系統(tǒng)如圖44所示，空氣經(jīng)空氣濾清器濾清后，通過氣室、節(jié)氣門流人進(jìn)氣室。注人進(jìn)氣室的空氣由節(jié)氣門開度和轉(zhuǎn)速來決定。進(jìn)人進(jìn)氣室的空氣分配到每缸的進(jìn)氣歧管中，然后吸人氣缸。發(fā)動(dòng)機(jī)ECM根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣歧管真空度等，確定噴油量和點(diǎn)火提前角。怠

4、速控制閥控制節(jié)氣門旁通道。水溫低時(shí)，怠速控制閥打開，空氣通過怠速控制閥和節(jié)氣門進(jìn)入進(jìn)氣室。暖機(jī)時(shí)，由怠速控制閥進(jìn)入進(jìn)氣室的空氣量使發(fā)動(dòng)機(jī)以快怠速運(yùn)行。大容量的進(jìn)氣室可防止進(jìn)氣波動(dòng)，以增大高速時(shí)的進(jìn)氣量，同時(shí)減少各缸的進(jìn)氣干擾。進(jìn)氣控制閥與進(jìn)氣室裝在一起，屬于諧波進(jìn)氣增壓系統(tǒng)的一部分。發(fā)動(dòng)機(jī)ECM控制電磁真空開關(guān)閥（VSV）的通斷，即可控制執(zhí)行機(jī)械真空膜片氣室的真空度，打開或關(guān)閉進(jìn)氣控制閥，改變進(jìn)氣歧管的工作長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)諧波進(jìn)氣增壓。3電子控制系統(tǒng)2JZGE型發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的ECU接收卡門旋渦式空氣流量計(jì)、節(jié)氣門位置傳感器、溫度傳感器。轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器等有關(guān)輸出信息，經(jīng)計(jì)算、處理，輸出控制

5、信號(hào)，控制執(zhí)行器工作。（1）電源電路 如圖42中主繼電器和發(fā)動(dòng)機(jī)ECM電源電路20所示，蓄電池電源經(jīng)EFI熔絲分別進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)ECM的“BATT端和主繼電器，“BATT向發(fā)動(dòng)機(jī)ECM提供連續(xù)工作電壓；主繼電器通過觸點(diǎn)向發(fā)動(dòng)機(jī) ECM“B”?！癇1” 提供電源，同時(shí)還向怠速控制閥、真空電磁閥。汽油泵 ECU、氧傳感器和診斷接頭“B” 等提供電源。發(fā)動(dòng)機(jī)ECM通過“M-REL” 向主繼電器線圈提供電源。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)AM2接通時(shí)，蓄電池電源經(jīng)AM2 30A熔絲、點(diǎn)火開關(guān)AM2、點(diǎn)火熔絲IGN 7.5A進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)ECM“IGSW”，向發(fā)動(dòng)機(jī)ECM提供控制電源。此時(shí)，汽油噴射系統(tǒng)主繼電器通電閉合，整個(gè)控制系

6、統(tǒng)的電源電路全部接通，進(jìn)人工作狀態(tài)。點(diǎn)火開關(guān)AMZ還向噴油器和點(diǎn)火器點(diǎn)火線圈等提供電源。（2）汽油泵控制電路 如圖42汽油泵ECU控制電路15所示，蓄電池電源經(jīng)EFI 20A熔絲、主繼電器進(jìn)人汽油泵 ECU“B”，向汽油泵 ECU提供電源。汽油泵 ECU受發(fā)動(dòng)機(jī) ECM“FPC”的控制信號(hào)控制。當(dāng)FPC”向汽油泵 ECU輸人控制信號(hào)時(shí)，“B”與“FP”接通，向汽油泵提供電源，汽油泵以低速（或高速）運(yùn)轉(zhuǎn)。供油壓力受汽油泵真空電磁閥11控制。（3）噴油器控制電路 如圖42噴油器控制電路14所示，蓄電池電源經(jīng)AM2熔絲、點(diǎn)火開關(guān)AM2進(jìn)入六個(gè)噴油器的磁化線圈，分別與發(fā)動(dòng)機(jī) ECM“10”、“20”、

7、“30”?！?0”、“50”、“60相連。噴油時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī) ECM將、“10”、“20”、“30”、“40”、“ 50”、“60” 與“E01”、“E02” 搭鐵接通，噴油器線圈電路接通噴油。電控汽油噴射均通過搭鐵控制脈沖寬度來改變噴油量。（4）節(jié)氣門位置傳感器電路 如圖42節(jié)氣門位置傳感器電路4所示，傳感器分別與發(fā)動(dòng)機(jī)ECM的“E2”、“IDL1”、“VTA1”、“VCC”相連?！癊2”為傳感器搭鐵線，通過“E1”搭鐵。“IDL1”為節(jié)氣門怠速觸點(diǎn)，節(jié)氣門關(guān)閉時(shí)，“IDL1”通過開關(guān)與“E2”相通?！癡CC”是由發(fā)動(dòng)機(jī)ECM提供給傳感器的標(biāo)準(zhǔn)電壓（5±0.5）V。“VTA”根據(jù)節(jié)氣門

8、位置不同向 ECM輸人 0.35V的電壓信號(hào)。（5）空氣流量計(jì)電路 如圖42空氣流量計(jì)電路2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)ECM通過“VCC”向空氣流量計(jì)提供5V標(biāo)準(zhǔn)電壓?？諝饬髁坑?jì)檢測(cè)到的光電信號(hào)通過“KS” 輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)ECM。（6）進(jìn)氣溫度傳感器電路 如圖42進(jìn)氣溫度傳感器電路3所示，傳感器分別與“ THA”、“ E 2”相連?！?E 2”為傳感器搭鐵線?！?THA”向 ECM輸入電壓信號(hào)，一般在0.53.4V之間變化。（7）水溫傳感器電路 如圖42水溫傳感器電路6所示，傳感器分別與發(fā)動(dòng)機(jī)ECM的“THA”、“E2” 相連?！癊2” 為傳感器搭鐵線?！癟HA” 向發(fā)動(dòng)機(jī)ECM輸人電壓信號(hào)，一般在 0.21

9、.OV（80時(shí)）之間變化。（8）起動(dòng)電路 如圖42起動(dòng)電路19所示，起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)開關(guān)“AMI” 和“STI”、空檔起動(dòng)開關(guān)（自動(dòng)變速器）向發(fā)動(dòng)機(jī)ECM的“STA” 提供起動(dòng)電壓，起動(dòng)繼電器工作，接通起動(dòng)機(jī)電路，起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。（9）混合氣濃度反饋控制 圖45所示為氧傳感器電路。該發(fā)動(dòng)機(jī)采用三線式氧傳感器，氧傳感器都通過“EI” 搭鐵。發(fā)動(dòng)機(jī) ECM通過主繼電器給氧傳感器“B” 端提供電源電壓。由于氧化鋁傳感器屬加熱型傳感器，本系統(tǒng)通過陶瓷加熱元件對(duì)傳感器加熱。（二）點(diǎn)火控制系統(tǒng)2JZGE型發(fā)動(dòng)機(jī)為帶有分電器的電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)，各缸點(diǎn)火的順序由分電器決定，如圖42點(diǎn)火控制電路12所示。點(diǎn)火開關(guān)在點(diǎn)火

10、檔接通“AMZ”，電源同時(shí)向點(diǎn)火器和與點(diǎn)火線圈“+”相連的一次線圈供電。點(diǎn)火線圈的“-” 與點(diǎn)火器相連，由發(fā)動(dòng)機(jī)ECM控制點(diǎn)火器搭鐵回路的通斷。當(dāng)搭鐵回路切斷時(shí)，點(diǎn)火線圈產(chǎn)生高壓。發(fā)動(dòng)機(jī)ECM根據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)Ne、曲軸位置信號(hào)G1和 G2、起動(dòng)開關(guān)信號(hào)、進(jìn)氣溫度信號(hào)、冷卻水溫度信號(hào)等計(jì)算點(diǎn)火提前角，通過“IGT向點(diǎn)火器發(fā)出點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)，控制點(diǎn)火器的搭鐵切斷時(shí)刻，即點(diǎn)火時(shí)刻。點(diǎn)火器“IGF” 向發(fā)動(dòng)機(jī)ECM反饋點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)ECM接受不到點(diǎn)火器反饋的“IGF”信號(hào)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECM立即切斷汽油噴射，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。（三）怠速控制系統(tǒng)2JZGE型發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制采用步進(jìn)電機(jī)式，如圖 42怠速控制系統(tǒng)電路 13所示。電源由主繼電器提供，同時(shí)向怠速步進(jìn)電機(jī)供電。怠速電機(jī)四個(gè)線圈分別與發(fā)動(dòng)機(jī)ECM的“ISC1”“ISC4” 相連，“ISC1”“ISC4C4” 控制怠速步進(jìn)電機(jī)四個(gè)線圈的搭鐵回路。發(fā)動(dòng)ECM根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點(diǎn)信號(hào)、冷卻水溫度信號(hào)、進(jìn)氣溫度信號(hào)、空調(diào)開關(guān)信號(hào)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向開關(guān)信號(hào)等，按一定順序控制步進(jìn)電機(jī)四個(gè)線圈順序搭鐵而轉(zhuǎn)動(dòng)，由步進(jìn)電