丰田 TCCS 系统丰田 TCCS 系统 2JZ-GE 型发动机控制系统属丰田 TCCS 车系,控制内容包括:L 型电子控制 汽油喷射 (EFI),电子点火控制(ESA),怠速控制(ISC),谐波进气增压 控制系统(ACIS), 空调控制(A/C),巡航控制(CCS),自动变速器控制 (ECT),怠速混合气浓度调节(VAF),故障诊断(DIAGN)以及失效保护和后 备功能 一、系统组成 图 4 一 1 所示为丰田 SUPRA2JZ-GE 型发动机集中控制系统的组成 2JZ-GE 型发动机电子控制模块(ECM)装人仪表板右侧,其功能除控制汽 油喷射、点火、怠速、谐波进气增压等发动机控制外,还包包括对自动变速器、 巡航、空调等系统控制,同时具有故障诊断、失效保护和后备功能.因而称为 发动机集中控制系统 图 4-2 所示为 2JZ 一 GE 型发动机电子控制模块(ECM)的部分电路图 2JZ-GE 型发动机汽油喷射系统采用 L 型系统下面分燃油系统、空气供 给和电子控制系统三部分进行分析 1.燃油系统 发动机燃油系统布置 汽油泵力涡轮泵,安装在油箱内汽油泵泵出的汽油经滤清器过滤后送到 输油总管,然后分配到每 个喷油器和冷起动喷油器。
在输油总管上装有调压器, 调压器将油压调节至比进气歧管内进气压力高 284kPa,多余的汽油经回油管流 回油箱在汽油滤清器和 输油总管间装有油压脉动阻尼器,用以吸收喷油器喷 油时产生的汽油压力波动 汽油泵受 ECU 控制,有高速和低速两种转速当发动机冷却水温达到一定 温度时,由发动机 ECM 控制汽油泵 ECU,汽油泵进人高速运转状态,以提高汽 油压力这种控制方式可以有效地防止高温气阻,改善重复起动性和怠速稳定 性 喷油器喷射由发动机 ECM 控制,汽油喷人进气歧管进气门附近在进气总 管上还装有冷起动喷油器,在低温或常温初次起动时,由热限时开关控制其开 启,汽油喷人进气总管,以改善起动性能 2.空气供给系统 如图 4—4 所示,空气经空气滤清器滤清后,通过气室、节气门流人进气室 注人进气室的空气由节气门开度和转速来决定进人进气室的空气分配到每缸 的进气歧管中,然后吸人气缸发动机 ECM 根据发动机转速和进气歧管真空度 等,确定喷油量和点火提前角 怠速控制阀控制节气门旁通道水温低时,怠速控制阀打开,空气通过怠 速控制阀和节气门进入进气室暖机时,由怠速控制阀进入进气室的空气量使 发动机以快怠速运行。
大容量的进气室可防止进气波动,以增大高速时的进气量,同时减少各缸 的进气干扰进气控制阀 与进气室装在一起,属于谐波进气增压系统的一部分 发动机 ECM 控制电磁真空开关阀(VSV)的通断,即可控制执行机械真空膜片气 室的真空度,打开或关闭 进气控制阀,改变进气歧管的工作长度,实现谐波进 气增压 3.电子控制系统 2JZ—GE 型发动机电子控制系统的 ECU 接收卡门旋涡式空气流量计、节气 门位置传感器、温度传感器转速与曲轴位置传感器等有关输出信息,经计算、 处理,输出控制信号,控制执行器工作 (1)电源电路如图 4—2 中主继电器和发动机 ECM 电源电路 20 所示,蓄电 池电源经 EFI 熔 丝分别进入发动机 ECM 的“BATT’端和主继电器,“BATT’向 发动机 ECM 提供连续工作电压;主继电器通过触点向发动机 ECM“+B” “+B1” 提供电源,同时还向怠速控制阀、真空电磁阀汽油泵 ECU、氧传感 器和诊断接头“+B” 等提供电源发动机 ECM 通过“M-REL” 向主继电器线 圈提供电源当点火开关 AM2 接通时,蓄电池电源经 AM2 30A 熔丝、点火开关 AM2、点火熔丝 IGN 7.5A 进入发动机 ECM“IGSW”,向发动机 ECM 提供控制电 源。
此时,汽油喷射系统主继电器通电闭合,整个控制系统的电源电路全部接 通,进人工作状 态点火开关 AMZ 还向喷油器和点火器点火线圈等提供电源 (2)汽油泵控制电路如图 4—2 汽油泵 ECU 控制电路 15 所示,蓄电池电源 经 EFI 20A 熔丝、主继电器进人汽油泵 ECU“+B”,向汽油泵 ECU 提供电源 汽油泵 ECU 受发动机 ECM“FPC”的控制信号控制当‘FPC”向汽油泵 ECU 输 人控制信号时,“+B”与“FP”接通,向汽油泵提供电源,汽油泵以低速(或 高速)运转供油压力受汽油泵真空电磁阀 11 控制 (3)喷油器控制电路如图 4—2 喷油器控制电路 14 所示,蓄电池电源经 AM2 熔丝、点火开关 AM2 进入六个喷油器的磁化线圈,分别与发动机 ECM“#10”、“#20”、“#30”#40”、“#50”、“#60’相连喷 油时,发动机 ECM 将、“#10”、“#20”、“#30”、“#40”、“# 50”、“#60” 与“E01”、“E02” 搭铁接通,喷油器线圈电路接通喷油 电控汽油喷射均通过搭铁控制脉冲宽度来改变喷油量 (4)节气门位置传感器电路如图 4—2 节气门位置传感器电路 4 所示,传 感器分别与发动机 ECM 的“E2”、“IDL1”、“VTA1”、“VCC”相连。
“E2”为传感器搭铁线,通过“E1”搭铁IDL1”为节气门怠速触点,节气 门关闭 时,“IDL1”通过开关与“E2”相通VCC”是由发动机 ECM 提供给 传感器的标准电压(5±0.5)VVTA”根据节气门位置不同向 ECM 输人 0.3—5V 的电压信号 (5)空气流量计电路如图 4—2 空气流量计电路 2 所示,发动机 ECM 通过 “VCC”向空气流量计提供 5V 标准电压空气流量计检测到的光电信号通过 “KS” 输送给发动机 ECM (6)进气温度传感器电路如图 4—2 进气温度传感器电路 3 所示,传感器 分别与“ THA”、“ E 2”相连 E 2”为传感器搭铁线 THA”向 ECM 输入电压信号,一般在 0.5~3.4V 之间变化 (7)水温传感器电路 如图 4-2 水温传感器电路 6 所示,传感器分别与发 动机 ECM 的“THA”、“E2” 相连E2” 为传感器搭铁线THA” 向发动 机 ECM 输人电压信号,一般在 0.2~1.OV(80℃时)之间变化 (8)起动电路 如图 4—2 起动电路 19 所示,起动时,起动开关“AMI” 和“STI”、空档起动开关(自动变速器)向发动机 ECM 的“STA” 提供起动电 压,起动继电器工作,接通起动机电路,起动机转动。
(9)混合气浓度反馈控制 图 4—5 所示为氧传感器电路该发动机采用三 线式氧传感器,氧传感器都通过“EI” 搭铁发动机 ECM 通过主继电器给氧 传感器“+B” 端提供电源电压由于氧化铝传感器属加热型传感器,本系统 通过陶瓷加热元件对传感器加热 (二)点火控制系统 2JZ—GE 型发动机为带有分电器的电子控制点火系统,各缸点火的顺序由 分电器决定,如图 4 —2 点火控制电路 12 所示点火开关在点火档接通 “AMZ”,电源同时向点火器和与点火线圈“+”相连的一次线圈供电点火线 圈的“-” 与点火器相连,由发动机 ECM 控制点火器搭铁回路的通断当搭铁 回路切断时,点火线圈产生高压发动机 ECM 根据转速信号 Ne、曲轴位置信号 G1 和 G2、起动开关信号、进气温度信号、冷却水温度信号等计算点火提前角, 通过“IGT’向点火器发出点火正时信号,控制点火器的搭铁切断时刻,即点火时刻 点火器“IGF” 向发动机 ECM 反馈点火确认信号当发动机 ECM 接受不 到点火器反馈的“IGF”信号时,发动机 ECM 立即切断汽油喷射,发动机熄火 (三)怠速控制系统 2JZ-GE 型发动机怠速控制采用步进电机式,如图 4—2 怠速控制系统电 路 13 所示。
电源由主继电器提供,同时向怠速步进电机供电怠速电机四 个线圈分别与发动机 ECM 的“ISC1”~“ISC4” 相连,“ISC1”~“ISC4C4” 控制怠速步进电机四个线圈的搭铁回路发动 ECM 根据节气门位置传感器怠速 触点信号、冷却水温度信号、进气温度信号、空调开关信号、动力转向开关信 号等, 按一定顺序控制步进电机四个线圈顺序搭铁而转动,由步进电机控制怠 速控制机构开大或关小节气门旁通道,从而控制发动机怠速 (四)谐波进气增压控制系统 如图 4—2 谐波进气增压控制电路 11 所示,主继电器输出的电源向真空间 磁化线圈 VSV(ACIS)供电真空阀由发动机 ECM 根据发动机转速等信号通过 “ACIS” 控制其线圈搭铁回路的通断,实现真空阀的开闭,从而控制进气增压 控制阀的开关,完成谐波进气增压。