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发动机集成控制系统第1页，本讲稿共10页(1)(1)曲轴位置传感器曲轴位置传感器 与点火控制相关的传感器有曲轴转角、空气测量、节气门开度、冷却水温及车速等传与点火控制相关的传感器有曲轴转角、空气测量、节气门开度、冷却水温及车速等传感器，但最主要的是曲轴位置传感器，它向控制器提供活塞位置、曲轴转速和转角信感器，但最主要的是曲轴位置传感器，它向控制器提供活塞位置、曲轴转速和转角信息。息。TCCSTCCS系统采用磁电式曲轴位置传感器，安装在分电器内，具有两个信号发生装置，系统采用磁电式曲轴位置传感器，安装在分电器内，具有两个信号发生装置，其信号转子都由分电器轴拖动旋转，在传感线圈上产生脉冲信号。其信号转子都由分电器轴拖动旋转，在传感线圈上产生脉冲信号。NeNe信号发生器：信号发生器：NeNe信号用来反映曲轴转角及发动机转速。信号用来反映曲轴转角及发动机转速。NeNe信号发生器主要由信号发生器主要由具有具有2424个轮齿的信号转子与一个传感线圈组成，当信号转子随分电器轴旋转时，在个轮齿的信号转子与一个传感线圈组成，当信号转子随分电器轴旋转时，在传感线圈上就产生交变的脉冲信号，如图。由于信号转子具有传感线圈上就产生交变的脉冲信号，如图。由于信号转子具有2424个轮齿，因而其转个轮齿，因而其转一圈产生一圈产生2424个脉冲信号，即分电器轴每转个脉冲信号，即分电器轴每转15150 0或曲轴每转或曲轴每转30300 0产生一个交变信号。产生一个交变信号。ECUECU内的计数器再将曲轴内的计数器再将曲轴30300 0 的转角信号细分为的转角信号细分为3030等分，使转角的步长为等分，使转角的步长为1 10 0，因而，因而得到精度为得到精度为1 10 0的曲轴转角信号。发动机转速信号是通过检测两个脉冲的时间间隔得的曲轴转角信号。发动机转速信号是通过检测两个脉冲的时间间隔得到的，以此为基准计算发动机转速。到的，以此为基准计算发动机转速。第2页，本讲稿共10页GG信号发生器：信号发生器：G G信号是用来判别气缸及检测活塞上止点的位置。信号是用来判别气缸及检测活塞上止点的位置。G G信号发生器由位信号发生器由位于于NeNe信号转子之上的带信号转子之上的带1 1个凸齿的个凸齿的信号转子与相隔信号转子与相隔1801800 0配置的两传感线圈组成。当信配置的两传感线圈组成。当信号转子随分电器轴旋转时，在两传感线圈上产生交变的脉冲信号，如图所示。由于号转子随分电器轴旋转时，在两传感线圈上产生交变的脉冲信号，如图所示。由于GG信号转子只有一个凸齿，因而分电器轴每转信号转子只有一个凸齿，因而分电器轴每转3603600 0(曲轴转曲轴转7207200 0)，两传感线圈各产生，两传感线圈各产生一个交变信号一个交变信号G1G1和和G2G2，且，且GIGI和和G2G2信号在分电器内的相差为信号在分电器内的相差为1801800 0(相当于曲轴相当于曲轴3603600 0).).其中，其中，G1G1信号是第信号是第6 6缸的上止点信号，缸的上止点信号，C2C2信号是第信号是第1 1缸的上止点信号。缸的上止点信号。GG信号下降边信号下降边0v0v处对应于活塞位置上止点前处对应于活塞位置上止点前10100 0，因而当，因而当ECUECU检测到某检测到某GG信号处于下降边信号处于下降边0 v0 v时，时，则判断该缸活塞处在上止点前则判断该缸活塞处在上止点前10100 0。第3页，本讲稿共10页 图示为图示为G G信号与信号与NeNe信号的相位信号的相位关系及各缸的点火顺序。关系及各缸的点火顺序。即：在G1信号后的第一个Ne信号开始，第6缸点火。而后每过4个Ne信号，就给出一次点火信号。同理在G2信号后的第一个Ne信号开始，第1缸点火，而后每过4个Ne信号给出一次点火信号，从而实现六个缸按153624的顺序点火。第4页，本讲稿共10页(2)(2)点火提前角的控制点火提前角的控制 ESAESA系统点火提前角是发动机系统点火提前角是发动机ECUECU根据曲轴转角传感器给出的根据曲轴转角传感器给出的G G信号和信号和NeNe信号信号再结合进气歧管真空度信号、起动开关信号、进气温度信号、水温信号等计算得到再结合进气歧管真空度信号、起动开关信号、进气温度信号、水温信号等计算得到的，而后通过的，而后通过IGTIGT端向点火器输出点火正时信号。即当端向点火器输出点火正时信号。即当IGTIGT信号变成低电平时，点火信号变成低电平时，点火器中大功率开关管截止，点火线圈初级断电，次级产生点火高压，通过配电器至火器中大功率开关管截止，点火线圈初级断电，次级产生点火高压，通过配电器至火花塞，使相应缸点火。花塞，使相应缸点火。IGFIGF信号是信号是向向ECUECU反馈的点火确认信号，当反馈的点火确认信号，当ECUECU接收不到点接收不到点火器反馈的火器反馈的IGFIGF信号时，信号时，ECUECU立即切断燃油喷射，发动机熄火。立即切断燃油喷射，发动机熄火。丰田车系统点火提前角的控制通常包括三部分内容，即：丰田车系统点火提前角的控制通常包括三部分内容，即：实际点火提前角实际点火提前角=初始点火提前角初始点火提前角+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三、系统的控制电路三、系统的控制电路 2JZGE2JZGE发动机控制系统的原理电路如图所示，各部分电路分解说明如下发动机控制系统的原理电路如图所示，各部分电路分解说明如下第5页，本讲稿共10页 1 1、电源电路、电源电路如图所示，蓄电池电源经如图所示，蓄电池电源经MAINMAIN主保险主保险FLFL和和EFIEFI保险后一路接了保险后一路接了ECUECU的的BATTBATT端，为端，为ECUECU提供提供12v12v的常设电源：另一路经的常设电源：另一路经EFIEFI主继电器开关触点控制后向主继电器开关触点控制后向ISCISC阀、电阀、电磁真空阀、油泵及磁真空阀、油泵及+B+B、+B1+B1端提供电源。当点火开关端提供电源。当点火开关AM2AM2接通时，蓄电池电源经接通时，蓄电池电源经AM2AM2保险、点火开关保险、点火开关AM2AM2、点火保险、点火保险IGNIGN接于接于IGSWIGSW端，为端，为ECUECU提供点火控制电源。提供点火控制电源。此时，此时，ECUECU经经MRELMREL输出电压加到输出电压加到EFIEFI主继电器线圈上，于是主继电器线圈上，于是EFIEFI主继电器开关触点主继电器开关触点闭合，整个控制系统电路全部接通，进入工作状态。闭合，整个控制系统电路全部接通，进入工作状态。2 2、燃油泵控制电路：、燃油泵控制电路：如图，蓄电池电源经主保险如图，蓄电池电源经主保险FLFL和和EEIEEI保险、保险、EFIEFI主继电器开关触点控制后，接主继电器开关触点控制后，接于燃油泵控制于燃油泵控制ECUECU的的+B+B端，向燃油泵端，向燃油泵ECUECU提供电源。燃油泵控制提供电源。燃油泵控制ECUECU通过通过FPCFPC和和DIDI端接受发动机端接受发动机ECUECU的控制，燃油泵通过的控制，燃油泵通过FPFP端接受燃油泵控制端接受燃油泵控制ECUECU的控制，的控制，以低速或高速运转泵油。以低速或高速运转泵油。第6页，本讲稿共10页3 3喷油器控制电路喷油器控制电路 如图所示，蓄电电源经保险如图所示，蓄电电源经保险ALTALT和和AM1AM1保险及点火开关保险及点火开关AM2AM2，向喷油器线圈供，向喷油器线圈供电，六个喷油器线圈分三组与发动机电，六个喷油器线圈分三组与发动机ECUECU的的#10#10、#20#20、#30#30端相连。喷油时，端相连。喷油时，ECUECU令令#10#10、#20#20、#30#30端与端与E01E01、E02E02端接通并搭铁，为喷油器线圈提供电流通道，线端接通并搭铁，为喷油器线圈提供电流通道，线圈得电吸引衔铁移动，圈得电吸引衔铁移动，4 4节汽门开关传感器电路节汽门开关传感器电路 如图，节气门开度传感器通过端子如图，节气门开度传感器通过端子E2E2、IDLIDL、VTAVTA、VCVC与与EWEW相连，相连，E2E2为传为传感器搭铁端，感器搭铁端，IDLIDL为节气门怠逮触点，向为节气门怠逮触点，向ECUECU提供怠速修正喷油量信号，提供怠速修正喷油量信号，VTAVTA为为传感器信号输出端，传感器信号输出端，VCVC是是ECUECU向传感器提供标准电压端。节气门关闭时，向传感器提供标准电压端。节气门关闭时，IDLIDL与与E2E2相连，此时相连，此时VTAVTA信号电压应为信号电压应为0.30.8V0.30.8V。节气门全开时，。节气门全开时，VTAVTA信号电压为信号电压为3.24.9V3.24.9V。VCVC提供的标准电压提供的标准电压5V5V0.0.5V5V，因而，因而VTAVTA根据节气门开度不同向根据节气门开度不同向ECUECU输入输入0.35V0.35V的信号电压。的信号电压。第7页，本讲稿共10页5 5进气歧管真空度传感器电路进气歧管真空度传感器电路 如图所示，进气歧管真空度传感器通过如图所示，进气歧管真空度传感器通过端子端子E2E2、PIMPIM和和VCCVCC与与ECUECU相连，相连，E2E2为搭为搭铁端，铁端，PIMPIM为传感器信号输出端，为传感器信号输出端，VCCVCC是是ECUECU向传感器提供向传感器提供5v 5v 0.5V0.5V标准电压的接标准电压的接受端。正常工作时，受端。正常工作时，PIMPIM输出的信号电压在输出的信号电压在3.33.9v3.33.9v之间变化。之间变化。第8页，本讲稿共10页6 6、点火控制电路、点火控制电路 如图，点火线圈初级绕组和点火控制器由蓄电池电流经点火开关如图，点火线圈初级绕组和点火控制器由蓄电池电流经点火开关AMAM提供电提供电源，点火线圈的接地端源，点火线圈的接地端“-”-”通过点火控制器控制其与地的接通和断开。当点火线圈通过点火控制器控制其与地的接通和断开。当点火线圈搭铁回路接通时，其初级绕组得电储能。当点火线圈搭铁回路断开时，其初级绕组搭铁回路接通时，其初级绕组得电储能。当点火线圈搭铁回路断开时，其初级绕组失电，在次级绕组上产生点火高压。点火控制器通过端子失电，在次级绕组上产生点火高压。点火控制器通过端子IGTIGT和和IGFIGF与与ECUECU相连，相连，ECUECU根据曲轴位置传感器、进气歧管真空度传感器、进气温度及水温传感器、起动根据曲轴位置传感器、进气歧管真空度传感器、进气温度及水温传感器、起动开关、空调开关等有关信号确定最佳点火提前角，通过开关、空调开关等有关信号确定最佳点火提前角，通过IGTIGT端向点火控制器输出端向点火控制器输出点火正时信号，控制点火控制器切断点火线圈搭铁回路，执行点火正时信号，控制点火控制器切断点火线圈搭铁回路，执行ECUECU的点火指令。同的点火指令。同时，点火控制器通过时，点火控制器通过IGFIGF端向端向ECUECU反馈点火确认信号，若反馈点火确认信号，若ECUECU接收不到点火控制接收不到点火控制器的器的IGFIGF信号时，立即停止燃油喷射，使点火无效，发动机熄火。信号时，立即停止燃油喷射，使点火无效，发动机熄火。第9页，本讲稿共10页7 7怠速控制电路怠速控制电路 如图，怠速控制电路的工作电源由蓄电池电源经如图，怠速控制电路的工作电源由蓄电池电源经EFIEFI主继电器开关触点提供，主继电器开关触点提供，怠速控制阀中步进电机的四个线圈通过端子怠速控制阀中步进电机的四个线圈通过端子S1S4S1S4与与ECUECU端端ISC1ISC4ISC1ISC4相连，通相连，通过该连线控制线圈的搭铁回路。过该连线控制线圈的搭铁回路。ECUECU根据节气门开度传感器的怠速触点根据节气门开度传感器的怠速触点IDLIDL信号、信号、水温信号、进气温度信号、空调开关信号等，按水温信号、进气温度信号、空调开关信号等，按定顺序，控制定顺序，控制ISC1ISC4ISC1ISC4 轮流轮流搭铁，依次使四个线圈通电，驱动步进电机旋转，调节节气门旁通道的开度，从搭铁，依次使四个线圈通电，驱动步进电机旋转，调节节气门旁通道的开度，从而调节旁通道进气量，控制发动机怠速转速。而调节旁通道进气量，控制发动机怠速转速。第10页，本讲稿共10页