6-电控单元汇总优秀PPT.ppt

ENGINE CONTROLS PART#2 ECU PROCESS and OUTPUT FUNCTIONSThe ECU,Process Center of theElectronic Control SystemThe process and output functions of the ECU can be divided into the following six areas:Fuel Injection ControlESA/VAST Spark Advance ControlIdle Speed ControlSelf DiagnosisRelated Engine and Emissions ControlFailure Management(fail-safe and back-up)发动机限制发动机限制#2电脑的处理电脑的处理和输出功能和输出功能电脑是电控系统的处理中心电脑是电控系统的处理中心电脑的处理和输出功能可分成电脑的处理和输出功能可分成以下六个部分以下六个部分燃油喷射限制燃油喷射限制ESA/VAST点火提前限制点火提前限制怠速限制怠速限制自诊断自诊断有关发动机和排放限制有关发动机和排放限制错误管理（错误平安和支持）错误管理（错误平安和支持）输入输入 传感器传感器处理处理电子限制单元电子限制单元输出输出执行器执行器ECU Power Distributionand EFI Main Relay CircuitsECU的电源支配和的电源支配和EFI主继电器电路主继电器电路至执行器和有关的发至执行器和有关的发动机限制电路动机限制电路自传感器自传感器ECU Power FeedsThe ECU receives its ignition-switched power from the EFI main relay on all of Toyotas EFI systems.In addition to the ignition+B power feed,all P7 and TCCS ECUs have a direct battery feed,identified as BATT,supplied from either the EFI,STOP,or ECU+B fuse.The EFI main relay+B output is the power source which feeds the ECU and related engine control circuits.The direct battery feed(terminal BATT)serves to maintain voltage to the ECU keep alive memory when the ignition switch is off.Conventional EFI has no keep alive memory capabilities and,therefore,uses only an ignition switched power feed from the EFI main relay.电脑电源的供应 在全部丰田电子燃油喷射限制系统（EFI)中，电脑通过点火开关由EFI主继电器供电。另外还供到点火的+B端，全部P7和TCCS 的ECU由电池干脆供电，视为BATT,来自于EFI,STOP,或者ECU+B保险丝。ECU主继电器+B输出被用做电源供应应ECU和有关的发动机限制电路。当点火开关断开时干脆的电源（BATT端子）供应用于保持ECU供电以保证不间断存储。一般的EFI没有不间断存储功能，而是仅仅由点火开关通过EFI主继电器供电。Main Relay CircuitsGenerally speaking,the EFI Main Relay supplies current to the following major circuits:ECU+B and+B1Injectors(dual relay or dual contact relay only)Circuit opening relay(power contact and pull-in windings)Air flow meter VB circuit(when so equipped)Output Actuator Vacuum Switching Valves(VSV)-Fuel Pressure Up(FPU)-Exhaust Gas Recirculation(EGR)-Throttle OpenerISC motor/solenoid windingsCheck connector+B terminal主继电器电路主继电器电路总的来说，总的来说，EFI主继电器的电流供应到以下主要电路：主继电器的电流供应到以下主要电路：ECU的的+B和和B1端端 喷油器（双重继电器或双触点继电器）喷油器（双重继电器或双触点继电器）电路断开继电器（功率触点和吸合线圈）电路断开继电器（功率触点和吸合线圈）空气流量计空气流量计VB电路（装备车上）电路（装备车上）输出执行器真空开关阀（输出执行器真空开关阀（VSV）燃油增压（燃油增压（FPU）废气再循环装置废气再循环装置（EGR）节气门强制开启装置节气门强制开启装置 ISC马达马达/电磁线圈电磁线圈 检测连接器的检测连接器的+B端子端子双重触点，传统双重触点，传统的的EFI（4M-E）点火限制电路点火限制电路电路开启继电器电路开启继电器检修连接器检修连接器至喷油器至喷油器至点火线圈至点火线圈Dual Contact(Single Relay),Ignition Switch Controlled点火开关限制的点火开关限制的双重触点（单向双重触点（单向继电器）继电器）EFI主继电器单一触点，主继电器单一触点，点火限制点火限制Single Contact,Ignition Switch Controlled单触点，点火开关单触点，点火开关限制限制主继电器主继电器 单触点单触点ECU限制限制去电路开启继电器去电路开启继电器Single Contact,ECU Controlled单触点单触点ECU限限制制双重双重EFI主继电器点火开主继电器点火开关限制或关限制或ECU限制限制Dual Relays,Ignition Switch or ECU ControlledThis configuration utilizes two separate relays identified as EFI Main Relay#1 and EFI Main Relay#2.Relay#2 supplies current to the fuel injector circuit.Relay#1 supplies current to the ECU,Circuit Opening Relay,and other circuits depending on application.Ifa stepper ISCV is used(85 and 86 5M-GE),the ECU will drive relay#1 so the ISCV can be operated after the ignition is switched off.双重继电器双重继电器 点火开关或点火开关或ECU限制限制该结构是利用两个独立的继电器被称作该结构是利用两个独立的继电器被称作EFI主继主继电器电器1和主继电器和主继电器2。继电器。继电器2供应的电流去燃油供应的电流去燃油喷射电路。继电器喷射电路。继电器2供应的电流据不同状况去供应的电流据不同状况去ECU，电路开启继电器和其他电路。假如配备，电路开启继电器和其他电路。假如配备了有步进电机的怠速限制阀，了有步进电机的怠速限制阀，ECU将限制继电将限制继电器器1，使怠速限制阀在点火开关关闭后能够被操，使怠速限制阀在点火开关关闭后能够被操纵。纵。ECU Grounds and Quick ChecksECU搭铁和快速检测搭铁和快速检测ECU搭铁电路搭铁电路来自传感器来自传感器E2的接线柱的接线柱去去ECU电子电子电路电路去喷油器驱动去喷油器驱动搭铁搭铁发动机缸体发动机缸体Fuel Injection Control同时喷射同时喷射分组喷射分组喷射分组喷射分组喷射同时喷射同时喷射进气行程进气行程点火点火燃油喷射燃油喷射曲轴转角曲轴转角分电器分电器点火开关点火开关4缸压缩上缸压缩上止点止点1缸压缩上止点缸压缩上止点时间脉冲时间脉冲周期脉冲周期脉冲Input Signals Required toPulse Injectors所需输入喷油器的信号所需输入喷油器的信号没有信号时发动没有信号时发动机的状态机的状态喷油和点火受喷油和点火受到的影响到的影响起动起动运行运行没有火花没有火花和喷油脉和喷油脉冲，无法冲，无法起动起动熄火，熄火，没有火没有火花和喷花和喷油脉冲油脉冲不能起动不能起动没有喷油没有喷油脉冲，火脉冲，火花花能够连能够连续的运续的运转，这转，这个信号个信号是启动是启动的必要的必要条件条件不能起不能起动或运动或运转没有转没有喷油信喷油信号号假如其他假如其他传感器是传感器是坏的将运坏的将运用用G2的的信号不运信号不运用用G的信的信号号Synchronous InjectionAsynchronous Injection同时喷油同时喷油不同时喷油不同时喷油点火的基本信点火的基本信号号变更的脉冲变更的脉冲信号信号怠速开关信号怠速开关信号进气岐管压力传感器进气岐管压力传感器进气温度传感器进气温度传感器分电器分电器水温传感器水温传感器节气们位节气们位置传感器置传感器氧传感器氧传感器蓄电池电压信号蓄电池电压信号确定基本喷油脉确定基本喷油脉宽宽确定修正喷确定修正喷油脉宽油脉宽基本喷油脉基本喷油脉宽的修正宽的修正进进气气压压力力修修正正预热、起预热、起动、大功动、大功率加浓，率加浓，混合器浓混合器浓度反馈连度反馈连接接确定最终的喷油确定最终的喷油信号信号电压修正电压修正ECU Control of Injector DurationAn Overview of Injection Duration CalculationsStep 1,Basic Injection DurationStep 2,Injection Duration Correction FactorsStep 3,Battery Voltage Correction电脑限制喷油脉宽电脑限制喷油脉宽喷油脉宽计算概述喷油脉宽计算概述基本喷油脉宽基本喷油脉宽喷油脉宽修正系数喷油脉宽修正系数蓄电池电压修正蓄电池电压修正ECU Injection Strategy While StartingPrime Pulse 启动初期启动初期,喷油限制喷油限制Starting Injection Control起动喷油限制起动喷油限制起动期间的基本起动期间的基本喷油脉宽喷油脉宽水温传感器水温传感器空气温度的空气温度的修正修正电压修正电压修正实际的喷油脉宽实际的喷油脉宽起动期间的燃油喷射脉宽起动期间的燃油喷射脉宽Engine Running Injection Duration CalculationAfter Start-up EnrichmentBasic Injection Calculation发动机运转时喷发动机运转时喷油脉宽的限制油脉宽的限制起动后加浓起动后加浓基本喷油量计算基本喷油量计算 基本喷油脉宽基本喷油脉宽修正喷油脉宽修正喷油脉宽最终的喷油脉宽最终的喷油脉宽空气量空气量发动机转速发动机转速喷油修正喷油修正电压修正电压修正Correction For Intake Air Temperature进气温度的修正进气温度的修正修正系数修正系数Correction For Coolant Temperature(Warm-up Enrichment)冷却液温度修正冷却液温度修正预热加浓预热加浓修正系数修正系数Power Enrichment Correction功率加浓修正功率加浓修正进气量，节气门位置进气量，节气门位置Battery Voltage Correction蓄电池电压修正蓄电池电压修正喷油的实际开度喷油的实际开度喷油信号喷油信号时间滞后时间滞后喷油器喷油器Closed Loop Air/Fuel Ratio CorrectionBy achieving more accurate fuel metering,the oxygen content of the exhaust stream is held within a very narrow range which supports the most efficient operation of the three-way catalyst(TWC).闭环空然比修正闭环空然比修正闭环空然比修正闭环空然比修正为了达到更加精确的燃油测量，把排气管中氧的为了达到更加精确的燃油测量，把排气管中氧的含量限制在一个狭窄的范围内，并可使三元催化含量限制在一个狭窄的范围内，并可使三元催化剂最高效的工作。剂最高效的工作。Stoichiometry and Catalyst Efficiency化学反应和催化剂效率化学反应和催化剂效率 Closed Loop OperationExhaust oxygen sensor voltage signal above 1/2 volt indicates an air/fuel ratio richer than stoichiometry.The ECU will reduce fuel injection duration to correct this condition.Exhaust oxygen sensor voltage signal below 1/2 volt indicates an air/fuel ratio leaner than stoichiometry.The ECU will increase fuel injection duration to correct this condition.闭环限制闭环限制 排气系统中氧传感器的信号超过排气系统中氧传感器的信号超过1/2v时，表明混合气的浓时，表明混合气的浓度超过化学反应的计算值。电脑将依据修正条件缩短喷油度超过化学反应的计算值。电脑将依据修正条件缩短喷油脉宽。脉宽。排气系统中氧传感器的信号低于排气系统中氧传感器的信号低于1/2v时，表明混合气的浓时，表明混合气的浓度低于化学反应的计算值。电脑将依据修正条件增加喷油度低于化学反应的计算值。电脑将依据修正条件增加喷油脉宽。脉宽。来自氧传感器来自氧传感器的信号电压的信号电压 喷油量喷油量During normal closed loop operation,the oxygen sensor signal rapidly switches between these two conditions(at a rate of more than eight times in ten seconds at 2500 rpm).Small injection duration corrections take place each time the signal voltage switches from high to low and back again.The closed loop correction coefficient ranges from 0.8 to 1.2(that is,+20%from the basic fuel calculation).If the air/fuel ratio goes out of the ECUs range of correction,the ECU will typically set a diagnostic code and return to open loop operation.在正常的闭环限制期间，氧传感器的信号在这两个工况下在正常的闭环限制期间，氧传感器的信号在这两个工况下快速的变更（在快速的变更（在2500转转/秒的工况下应大于每秒的工况下应大于每10秒钟秒钟8个）个），小的燃油脉宽修正发生在每次这个传感器信号由高原委，小的燃油脉宽修正发生在每次这个传感器信号由高原委变更和返回时。变更和返回时。闭环限制修正系数的范围在闭环限制修正系数的范围在0.81.2（即基本燃油计算上（即基本燃油计算上下下20%），假如空燃比超出电脑的修正范围，电脑将设置），假如空燃比超出电脑的修正范围，电脑将设置一个典型的故障码，并返回到开环限制。一个典型的故障码，并返回到开环限制。In a closed loop control system,the command corrects the condition.Oxygen sensor monitors exhaust conditionECU commands injectors to correct conditionOxygen sensor indicates correction accuracyECU again commands injectors to correct condition在闭环限制系统中，修正叮嘱的工作包括：在闭环限制系统中，修正叮嘱的工作包括：氧传感器监控排气系统的工况。氧传感器监控排气系统的工况。电脑限制喷油器达到一个正确的工况电脑限制喷油器达到一个正确的工况氧传感器正确地反映修正量氧传感器正确地反映修正量电脑再次限制喷油器达到一个正确的工况电脑再次限制喷油器达到一个正确的工况Open Loop OperationOpen loop operation means that the ECU is not correcting the air/fuel ratio based on oxygen sensor information.The ECU ignores exhaust oxygen sensor information even if the sensor is detecting an excessively rich or lean mixture.There are certain operating conditions where it is not desirable to operate the system in closed loop due to risk of catalyst overheating and driveability concerns.These conditions are:Engine startingCold engine operationModerate to heavy load operation开环限制开环限制开环限制的意思是电脑不能依据氧传感器的信号限制空燃开环限制的意思是电脑不能依据氧传感器的信号限制空燃比。即使氧传感器监测到一个过浓或过稀的混合气，电脑比。即使氧传感器监测到一个过浓或过稀的混合气，电脑忽视氧传感器的信息，出于对操纵性能的关切和催化剂过忽视氧传感器的信息，出于对操纵性能的关切和催化剂过热的考虑某些特定工况不需闭环限制。这些工况包括：热的考虑某些特定工况不需闭环限制。这些工况包括：发动机起动发动机起动冷车运转冷车运转 大负荷运转大负荷运转When the engine operating conditions are in transition,either accelerating or decelerating,the injection volume must be increased or decreased slightly to improve engine performance and fuel economy.The input sensor signals used and the enrichment or enleanment strategies used vary with engine application.Acceleration and Deceleration CorrectionsAcceleration EnrichmentDeceleration Fuel Cut增减速修正增减速修正增速加浓增速加浓减速断油减速断油当发动机工况变更，即增速或减速，喷当发动机工况变更，即增速或减速，喷油量必需被略微增加或削减来提高发动油量必需被略微增加或削减来提高发动机的动力性和经济性。输入传感器信号机的动力性和经济性。输入传感器信号和加浓或变稀因发动机应用的不同而不和加浓或变稀因发动机应用的不同而不同。同。Engine Over-rev Fuel CutoffVehicle Over-speed Fuel Cutoff 发动机超速断油发动机超速断油汽车超速断油汽车超速断油Spark Advance ControlElectronic Spark Advance(ESA)Variable Advance Spark Timing(VAST)点火提前限制点火提前限制电子点火提前电子点火提前可变点火提前可变点火提前发动机转速发动机转速岐管真空度岐管真空度ECU Control Of Spark Advance AngleOverview Of Advance Angle 电脑限制点火电脑限制点火提前角提前角点火提前角概点火提前角概述述点火提前角点火提前角=初始点火事务初始点火事务+基本点火提前角基本点火提前角+修正点火提前角修正点火提前角分电器位置分电器位置发动机速度，发动机速度，负荷负荷Step 1,Initial Timing Adjustment初始的点火时间初始的点火时间Step 2,Basic Advance AngleInput sensors used in corrective advance angle calculations are:Intake Air Volume(Vs or Ks)Intake Manifold Pressure(PIM)Engine rpm(Ne)As engine rpm increases,spark angle is advanced.As intake air volume(engine load factor)increases,spark angle is retarded.基本提前角基本提前角被用于修正点火提前角的传感器有：被用于修正点火提前角的传感器有：进气量进气量进气岐管压力进气岐管压力发动机转速发动机转速发动机转速增加，点火角度提前发动机转速增加，点火角度提前进气量增加，点火角度滞后进气量增加，点火角度滞后Step 3,Corrective Advance AngleInput sensors used in corrective advance angle calculations are:Starting Signal(STA)Engine Water Temperature(THW)Throttle Angle(VTA or IDL&PSW)Knock Detection(KNK)Altitude(HAC)Electronically Controlled Transmission(ECT)修正提前角修正提前角用于修正提前角的传感器有：用于修正提前角的传感器有：起动信号起动信号冷却液温度冷却液温度节气门位置节气门位置爆震传感器爆震传感器海拔高度海拔高度电控自动变速器电控自动变速器ECU Spark Advance Strategy While StartingEngine starting:During starting,when engine speed is below approximately 500 rpm(or when STA signal is high),spark advance angle(IGt signal)is fixed at initial timing.A Backup IC located in the ECU generates a reference timing signal which is output to the microprocessor and the IGt line to the igniter.The reference signal represents base timing and is calculated based on inputs from the G1 and Ne sensors.启动时，电脑限制点火提前的方式启动时，电脑限制点火提前的方式启动时，电脑限制点火提前的方式启动时，电脑限制点火提前的方式发动机起动发动机起动:在起动期间在起动期间,当发动机转速低于大约当发动机转速低于大约500转转/分时分时(或起动信号是高电位时或起动信号是高电位时),点火提前角是确定点火提前角是确定的的最初时刻，最初时刻，ECU中的备用中的备用IC产生一个参考时间信号输产生一个参考时间信号输出到微处理器，再经出到微处理器，再经IGT线到点火器。该参考时间信线到点火器。该参考时间信号代表基础点火时间，它是依据号代表基础点火时间，它是依据G1 和和 Ne 信号来计信号来计算的。算的。参考信号产生电路参考信号产生电路起动起动Engine running:Once the engine starts,timing of the IGt signal is controlled by the microprocessor in the ECU.Based on inputs from various sensors,a basic and corrective advance angle are calculated.The final sparkadvance angle consists of the sum of the initial,basic,and corrective spark advance angles.发动机运转时：一旦发动机起动，发动机运转时：一旦发动机起动，IGT信号的时间是被信号的时间是被ECU中的微处理器限中的微处理器限制，依据各个传感器的输入信号，制，依据各个传感器的输入信号，计算出一个基本的和修正的提前角，计算出一个基本的和修正的提前角，最终的点火提前角包括初始点火提前最终的点火提前角包括初始点火提前角、基本点火提前角、修正点火提前角、基本点火提前角、修正点火提前角的总和。角的总和。VAST SystemEngine starting:During starting,when below a predetermined rpm,no IGt signal is sent from the ECU to the igniter.The ignition coil is driven by the back-up circuit in the igniter at initial timing.VAST系统系统发动机起动：在起动期间，当达到一个预发动机起动：在起动期间，当达到一个预定的发动机最低转速时，电脑发送点火启定的发动机最低转速时，电脑发送点火启动信号到点火装置，初始时刻点火装置中动信号到点火装置，初始时刻点火装置中的后备的后备 电路驱动点火线圈工作。电路驱动点火线圈工作。Engine running:Once the engine starts,the ECU sends an IGt signal back to the igniter;the ignition coil is driven by this signal at computed timing.发动机运转时：一旦发动机起动，电发动机运转时：一旦发动机起动，电脑发送脑发送IGT信号到点火器，依据这个信号到点火器，依据这个信号点火器在电脑计算好的时刻工作。信号点火器在电脑计算好的时刻工作。ECU Spark Advance Strategy While Running运转时电脑点运转时电脑点火提前角的限火提前角的限制方式制方式点火时刻点火时刻=初始的点火时刻初始的点火时刻+基本点火提前角基本点火提前角+修正点火提前角修正点火提前角初始点火时刻，分电器位置初始点火时刻，分电器位置基本点火提前角，发动机转速、负荷基本点火提前角，发动机转速、负荷修正点火提前角修正点火提前角 Basic Ignition Advance AngleThe ECU calculates the basic advance angle by evaluating engine rpm and intake air volume signals.These sensors signals have the most significant effect on basic timing calculation.空调开关或怠速触电打开空调开关或怠速触电打开基本点火提前角基本点火提前角电脑通过评测发动机转速和进气量的电脑通过评测发动机转速和进气量的信号来计算基本点火提前角，这些信信号来计算基本点火提前角，这些信号对基本点火时间的计算具有重大影号对基本点火时间的计算具有重大影响响。There are other sensor inputs which also affect the basic spark advance angle.The A/C compressor clutch signal advances basic spark angle when the IDL contacts are on(on some engines),and on the 3S-GTE engine,basic advance angle is retarded if the ECU judges that regular fuel is being used,based on signals from the engine knock(KNK)sensor.其它传感器也影响基本点火提前角其它传感器也影响基本点火提前角。当怠速触点闭合，压缩机离合器的。当怠速触点闭合，压缩机离合器的信号会使基本点火时刻提前（在某些信号会使基本点火时刻提前（在某些发动机上），在发动机上），在3S-GTE 发动机上，假发动机上，假如应用的是常规燃油，如应用的是常规燃油，ECU依据来自依据来自爆震传感器的信号将点火提前角推迟。爆震传感器的信号将点火提前角推迟。Corrective Ignition Advance Angle Engine Temperature Corrections To improve cold driveability,the ECU advances spark angle.The ECU considers intake air volume and the status of the IDL contact to determine how much cold advance to add to the basic spark calculation.修正点火提前角修正点火提前角 发动机温度修正发动机温度修正为了改善汽车低温下的操纵为了改善汽车低温下的操纵性能，电脑使点火提前。电性能，电脑使点火提前。电脑依据进气量和怠速触点的脑依据进气量和怠速触点的位置，确定提前角的大小，位置，确定提前角的大小，计算基本点火时刻。计算基本点火时刻。As the engine temperature approaches overtemp,the ECU will advance spark when the IDL contact is on,to prevent overheating.When the IDL contact is off,the ECU will retard spark to prevent detonation.Advance and retard shown on the graph are corrections to the basic advance angle.发动机温度接近过热时，假如怠速触发动机温度接近过热时，假如怠速触点闭合，电脑将限制提前点火，防止点闭合，电脑将限制提前点火，防止温度过高。假如怠速触点是断开时，温度过高。假如怠速触点是断开时，电脑将推迟点火，防止爆震。图中显电脑将推迟点火，防止爆震。图中显示的提前和迟后修正是相对于基本点示的提前和迟后修正是相对于基本点火提前角而言的。火提前角而言的。Fuel Feedback Idle Stabilization CorrectionTo prevent surging due to closed loop air/fuel ratio swings,when the IDL contacts are on,the ECU advances timing as lean commands are sent to the injectors(fuel injection volume decreased).This very small amount of advance added to the basic advance angle serves to stabilize engine idle quality.燃油反馈怠速稳定的修正燃油反馈怠速稳定的修正为了防止由于闭环限制空燃为了防止由于闭环限制空燃比摇摆引起的猛烈波动，当比摇摆引起的猛烈波动，当怠速触点接合，电脑提前点怠速触点接合，电脑提前点火时间即变稀叮嘱发送到喷火时间即变稀叮嘱发送到喷油器（喷油量削减），加在油器（喷油量削减），加在基本提前角上特殊小的提前基本提前角上特殊小的提前量用于稳定发动机怠速品质。量用于稳定发动机怠速品质。Engine Load Idle Stabilization CorrectionWhen engine rpm changes at idle due to increased load,the ECU adjusts timing to stabilize idle speed.The ECU constantly monitors and calculates average engine speed.If the average speed is determined to go below a pre-programmed target rpm,the ECU will add advance to the basic spark angle to help re-establish the target idle speed.发动机怠速负载稳定修正发动机怠速负载稳定修正由于怠速负载增加引起发动机由于怠速负载增加引起发动机转速变更时，电脑调整正时以转速变更时，电脑调整正时以稳定怠速。电脑不停的监督和稳定怠速。电脑不停的监督和计算发动机的平均速度，假如计算发动机的平均速度，假如平均速度减小低于欲设程序的平均速度减小低于欲设程序的转速，电脑将增加基本的提前转速，电脑将增加基本的提前角度去帮助目标怠速的复原。角度去帮助目标怠速的复原。Detonation Correction爆震的修正爆震的修正火花塞火花塞分电器分电器爆震传感器爆震传感器点火点火线圈线圈发动机爆震修发动机爆震修正正爆震重爆震重现现爆震停爆震停止止发动机爆震发动机爆震延迟的角度延迟的角度 ECT(Transmission)Shift Correction变速器换档修正变速器换