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1、毕业设计（论文）毕业设计（论文）丰田皇冠发动机电控系统的检修Toyota Crown Electronic Engine Control System Maintenance摘 要本论文系统地阐述了丰田皇冠发动机电控系统，主要介绍了它的电子控制 燃油喷射系统、电子控制点火系统、辅助控制系统、发动机电子控制系统的故 障诊断与排除等,以丰田皇冠 3.0 轿车所使用的 2JZ-GE 型发动机为主线。并且 着重介绍了丰田独有的领先发动机技术 VVTi(智能可变气门正时系统) 。而 VVTi 技术的最大特点是可根据发动机的工况控制进气凸轮轴，通过调整凸轮 轴转角，对配气相位进行优化，通过改变进气门开启的
2、时刻，来调节气门，使 得有效的提高了发动机的燃油经济性、动力性、排放性能。并结合实际的丰田 发动机电控维修案例进行故障诊断与排除。关键词关键词： 电控燃油喷射系统 电控点火系统 辅助控制系统 VVT-i 系统 故障诊断与排除AbstractThis paper systematically expounded the Toyota engine electronic control system, introduces its electronic control fuel injection system, electronic control ignition system, contro
3、l system, engine electronic control system fault diagnosis and troubleshooting, Toyota Crown 3.0 cars used by the 2JZ-GE type engine as main line. And emphatically introduces the unique leading Toyota engine technology VVT - I ( variable valve Timing-Intelligent system ). VVT - I technology is the b
4、iggest characteristic according to the working condition of the engine to control the intake camshaft, by adjusting the cam angle, the gas distribution phase optimization, by changing the inlet valve open time, to adjust the valve, which effectively improves the engines fuel economy, power performan
5、ce, emission performance. Combined with the actual of the Toyota engine repair case for fault diagnosis and troubleshooting.Key words: Electronic fuel injection system Electric controlled ignition system Auxiliary control system Auxiliary control system VVT-i system Fault diagnosis and elimination 毕
6、业设计（论文）目录摘要Abstract 第一章 前言1 第二章 丰田皇 3.0 发动机电子控制系统的基本组成与控制原理2第三章 丰田皇冠 3.0 发动机电子控制系统的主要功能33.1 电子控制燃油喷射系统 3 3.2 电子控制点火系统3 3.2.1 电子控制点火系统的组成及工作原理43.2.2 爆震传感器与爆震控制5 3.3 辅助控制系统5 3.3.1 进气控制系统53.3.2 怠速控制系统7 第四章 发动机电子控制系统的故障诊断与排除84.1 故障诊断的基本原则与方法84.2 丰田皇冠发动机电控常见故障的诊断与排除8第五章 总结12参考文献13致谢14毕业设计（论文）第一章前言发动机电子控制
7、系统始于 20 世纪 60 年代，分为三个阶段：第一阶段，从 20 世纪 60 年 代中期到 70 年代中期，主要是为了改善部分性能而对汽车产品进行的技术改造，如在车上 装了晶体管收音机；第二阶段，从 20 世纪 70 年代末期到 90 年代中期，为解决安全、污染 和节能三大问题，研制出电控汽油喷射系统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统；第三 阶段，20 世纪 90 年代中期以后，电子技术广泛的应用在底盘、车身、和车用柴油发动机多 个领域。60 年代后期到 70 年代，汽车电控系统多采用模拟电路的 ECU（电子控制单元），单独 对汽车某一系统，如燃油喷射系统、点火系统等进行控制。由于在采用模
8、拟电路的 ECU 控制 系统中，如果要增加控制功能，就必须增加与实现该项功能控制逻辑相应的电路，这样必然 会使 ECU 的尺寸增加很大，对于安装空间有限的汽车来讲很不适用。所以这一时期的汽车电 控系统多采用一个 ECU 控制汽车的一个系统的单独控制方式。 随着电子技术的飞速发展，用于汽车电控系统的 ECU 由于采用了数字电路及大规模集成 电路，其集成度越来越高，微处理机速度的不断提高和存储容量的增加使其控制功能大大增 加，并具有各种备用功能。另外，与汽油喷射控制、点火控制及其他控制系统相关的各种控 制器，由于所用的传感器很多都可通用，如水温传感器，进气温度传感器，负荷、车速（转 速）传感器等，
9、因此利用控制功能集中化，就可以不必按功能不同设置传感器和 ECU，而是 将多种控制功能集中到一个 ECU 上，不同控制功能所共同需要的传感器也就只设置一个。这 种控制方式就叫做集中控制系统，也就是汽车微机控制系统。 图图 1-11-1 发动机电控系统发展过程发动机电控系统发展过程毕业设计（论文）第二章丰田皇冠 3.0 发动机电子控制系统的基本组成与控制原理丰田皇冠 3.0 2JZ-GE 型发动机电子控制系统的组成如图 2-1 所示，主要由信号输入装 置、电子控制单元（ECU）、执行器等组成。控制原理：采集发动机控制信号，根据采集的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻以及最佳点 火时刻等，从而提
10、高发动机的动力性、燃油经济性和排放性能。图图 2-12-1 传感器、传感器、ECUECU、执行器之间的工作关系、执行器之间的工作关系信 号 输 入 装 置主 控 信 号负荷信号修正信号转速信号 电子控制单元（ECU）执行器发动机反馈信号图图 2-22-2 皇冠皇冠 3.03.0 2JZ-GE2JZ-GE 型发动机电子控制系统组成型发动机电子控制系统组成毕业设计（论文）第三章 丰田皇冠 3.0 发动机电子控制系统的主要功能3.1 电子控制燃油喷射系统丰田皇冠 3.0 轿车的发动机为 2JZ-GE 型，采用的是压感式电子控制燃油喷射系统（简 称 EFI） 。EFI 系统主要由空气供给系统、燃油供给
11、系统和电子控制系统（ECU 和传感器）三 大部分组成。1. 空气供给系统功用：向发动机提供必要的空气，并测量出进入气缸的空气量 。2. 燃油供给系统（1）供油系统组成：汽油箱、电动燃油泵、输油管、回油管、喷油器、油压调节器、 燃油分配管、汽油滤清器 （2）供油系统功用：向发动机供给混合气燃烧所需的燃油3.2 电子控制点火系统3.2.13.2.1 电子控制点火系统的组成及工作原理电子控制点火系统的组成及工作原理图图 3-23-2 皇冠皇冠 3.03.0 发动机发动机 燃油供给系统的结构燃油供给系统的结构 1 1汽油箱；汽油箱；2 2电动燃油泵；电动燃油泵；3 3输油管；输油管；4 4回油管；回油
12、管；5 5喷油器；喷油器；6 6油压调节器；油压调节器；7 7燃油分配管；燃油分配管；8 8汽油滤清器汽油滤清器图图 3-13-1 皇冠皇冠 3.03.0 发动机供气系统的结构发动机供气系统的结构1 1空气滤清器空气滤清器 2 2进气压力传感器进气压力传感器 3 3怠速转速控制阀怠速转速控制阀 4 4进气歧管进气歧管 5 5动力腔动力腔 6 6节气门体节气门体毕业设计（论文）1.基本组成 皇冠 3.0 轿车微机控制无分电器点火系统主要由传感器、电子控制单元( ECU) 、点火 模块、点火线圈、火花塞等组成。2.工作原理 在发动机工作过程中,ECU 不断地检测各传感器的信号,用于判断发动机工况,
13、并产生与 发动机工况相对应的最佳点火时刻,向点火模块发出控制指令,使点火模块控制点火线圈的初 级电路。点火控制包括点火提前角控制(ESA)、通电时间控制(EST)和爆震控制(KNK)三个方 面。1)点火提前角控制(ESA)点火提前角的确定ECU 根据有关传感器送来的信号,计算出最佳的点火时刻,输出点火信号(IGt),控制点火 器点火。 点火提前角的计算发动机工作时,ECU 根据进气量和发动机转速信号,从存储器储存的数据中找到相应的基 本点火提前角,再根据有关传感器信号加以修正,得出实际点火提前角,如图 2 所示。实际点 火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角 点火提前角的控制
14、初始点火提前角由 ECU 根据压缩行程上止点位置信号确定,此时的控制信号主要是发动 机转速(Ne)信号和起动开关(STA)信号,基本点火提前角由 ECU 根据进气量和发动机转速信号 确定,点火提前角修正包括暖机修正、过热修正、怠速稳定性修正和爆震修正等。 2)点火线圈通电时间控制当点火线圈的初级电路被接通后,初级电流是按指数规律增长的。 发动机转速和电源电压发生变化对点火线圈初级断开电流的大小产生影响,因此必须对点火 线圈的通电时间进行控制。 3)爆震控制微机控制无分电器点火系统将点火时刻控制在爆震的临界点或有轻微的爆震,此时发动 机的热效率最高,动力性和经济性最好。一旦产生爆震,则采用推迟点
15、火的方法防止爆震。在图图 3-33-3 皇冠皇冠 3.03.0 轿车无分电器电子控制点火系统的组成示意图轿车无分电器电子控制点火系统的组成示意图毕业设计（论文） 不发生爆震的情况下,ECU 对点火采用开环控制;当发生爆震时,ECU 检测到爆震传感器的爆震 信号,对点火进行闭环控制。上述控制过程是指发动机在正常状态下点火时刻的控制过程。当发动机起动、怠速或汽车 滑行工况时，设有专门的控制程序和控制方式进行控制。 3.2.23.2.2 爆爆震震传感器与爆传感器与爆震震控制控制 最佳点火提前角在接近临界爆震点，同时又不能使发动机发生爆震。要使点火系统达到 这样的性能要求，除了必须采用电子控制的点火系统外，对点火提前角还必须采用爆震反馈
