第八章 典型发动机集中控制系统 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）V。“VTA”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。