图解电控单元精品

ENGINECONTROLSPART 2 ECUPROCESSandOUTPUTFUNCTIONS TheECU ProcessCenteroftheElectronicControlSystem TheprocessandoutputfunctionsoftheECUcanbedividedintothefollowingsixareas FuelInjectionControlESA VASTSparkAdvanceControlIdleSpeedControlSelfDiagnosisRelatedEngineandEmissionsControlFailureManagement fail safeandback up 发动机控制 2 电脑的处理和输出功能 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以下六个部分 燃油喷射控制 ESA VAST点火提前控制 怠速控制 自诊断 有关发动机和排放控制 错误管理 错误 安全和支持 输入传感器 处理 电子控制单元 输出执行器 ECUPowerDistributionandEFIMainRelayCircuits ECU的电源分配和EFI主继电器电路 至执行器和有关的发动机控制电路 自传感器 ECUPowerFeeds TheECUreceivesitsignition switchedpowerfromtheEFImainrelayonallofToyota sEFIsystems Inadditiontotheignition Bpowerfeed allP7andTCCSECUshaveadirectbatteryfeed identifiedasBATT suppliedfromeithertheEFI STOP orECU Bfuse TheEFImainrelay BoutputisthepowersourcewhichfeedstheECUandrelatedenginecontrolcircuits Thedirectbatteryfeed terminalBATT servestomaintainvoltagetotheECUkeepalivememorywhentheignitionswitchisoff ConventionalEFIhasnokeepalivememorycapabilitiesand therefore usesonlyanignitionswitchedpowerfeedfromtheEFImainrelay 电脑电源的供给在所有丰田电子燃油喷射控制系统 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 所有P7和TCCS的ECU由电池直接供电 视为BATT 来自于EFI STOP 或者ECU B保险丝 ECU主继电器 B输出被用做电源提供给ECU和有关的发动机控制电路 当点火开关断开时直接的电源 BATT端子 供给用于保持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 MainRelayCircuits Generallyspeaking theEFIMainRelaysuppliescurrenttothefollowingmajorcircuits ECU Band B1Injectors dualrelayordualcontactrelayonly Circuitopeningrelay powercontactandpull inwindings AirflowmeterVBcircuit whensoequipped OutputActuatorVacuumSwitchingValves VSV FuelPressureUp FPU ExhaustGasRecirculation EGR ThrottleOpenerISCmotor solenoidwindingsCheckconnector Bterminal 主继电器电路 总的来说 EFI主继电器的电流供给到以下主要电路 ECU的 B和B1端喷油器 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 空气流量计VB电路 装备车上 输出执行器真空开关阀 VSV 燃油增压 FPU 废气再循环装置 EGR 节气门强制开启装置ISC马达 电磁线圈检测连接器的 B端子 双重触点 传统的EFI 4M E 点火控制电路 电路开启继电器 检修连接器 至喷油器 至点火线圈 DualContact SingleRelay IgnitionSwitchControlled 点火开关控制的双重触点 单向继电器 EFI主继电器单一触点 点火控制 SingleContact IgnitionSwitchControlled 单触点 点火开关控制 主继电器单触点ECU控制 去电路开启继电器 SingleContact ECUControlled 单触点ECU控制 双重EFI主继电器点火开关控制或ECU控制 DualRelays IgnitionSwitchorECUControlled ThisconfigurationutilizestwoseparaterelaysidentifiedasEFIMainRelay 1andEFIMainRelay 2 Relay 2suppliescurrenttothefuelinjectorcircuit Relay 1suppliescurrenttotheECU CircuitOpeningRelay andothercircuitsdependingonapplication IfastepperISCVisused 85and 865M GE theECUwilldriverelay 1sotheISCVcanbeoperatedaftertheignitionisswitchedoff 双重继电器点火开关或ECU控制 该结构是利用两个独立的继电器被称作EFI主继电器1和主继电器2 继电器2提供的电流去燃油喷射电路 继电器2提供的电流据不同情况去ECU 电路开启继电器和其他电路 如果配备了有步进电机的怠速控制阀 ECU将控制继电器1 使怠速控制阀在点火开关关闭后能够被操纵 ECUGroundsandQuickChecks ECU搭铁和快速检测ECU搭铁电路 来自传感器E2的接线柱 去ECU电子电路 去喷油器驱动搭铁 发动机缸体 FuelInjectionControl 同时喷射 分组喷射 分组喷射 同时喷射 进气行程 点火 燃油喷射 曲轴转角 分电器 点火开关 4缸压缩上止点 1缸压缩上止点 时间脉冲 周期脉冲 InputSignalsRequiredtoPulseInjectors 所需输入喷油器的信号 没有信号时发动机的状态 喷油和点火受到的影响 起动 运行 没有火花和喷油脉冲 无法起动 熄火 没有火花和喷油脉冲 不能起动没有喷油脉冲 火花 能够连续的运转 这个信号是启动的必要条件 不能起动或运转没有喷油信号 如果其他传感器是坏的将使用G2的信号不使用G的信号 SynchronousInjectionAsynchronousInjection 同时喷油不同时喷油 点火的基本信号 变化的脉冲信号 怠速开关信号 进气岐管压力传感器 进气温度传感器 分电器 水温传感器 节气们位置传感器 氧传感器 蓄电池电压信号 确定基本喷油脉宽 确定修正喷油脉宽 基本喷油脉宽的修正 进气压力修正 预热 起动 大功率加浓 混合器浓度反馈连接 确定最后的喷油信号 电压修正 ECUControlofInjectorDurationAnOverviewofInjectionDurationCalculations Step1 BasicInjectionDurationStep2 InjectionDurationCorrectionFactorsStep3 BatteryVoltageCorrection 电脑控制喷油脉宽喷油脉宽计算概述 基本喷油脉宽 喷油脉宽修正系数 蓄电池电压修正 ECUInjectionStrategyWhileStartingPrimePulse 启动初期 喷油控制 StartingInjectionControl 起动喷油控制 起动期间的基本喷油脉宽 水温传感器 空气温度的修正 电压修正 实际的喷油脉宽 起动期间的燃油喷射脉宽 EngineRunningInjectionDurationCalculationAfterStart upEnrichmentBasicInjectionCalculation 发动机运转时喷油脉宽的控制 起动后加浓 基本喷油量计算 基本喷油脉宽 修正喷油脉宽 最终的喷油脉宽 空气量 发动机转速 喷油修正 电压修正 CorrectionForIntakeAirTemperature 进气温度的修正 修正系数 CorrectionForCoolantTemperature Warm upEnrichment 冷却液温度修正 预热加浓 修正系数 PowerEnrichmentCorrection 功率加浓修正 进气量 节气门位置 BatteryVoltageCorrection 蓄电池电压修正 喷油的实际开度 喷油信号 时间滞后 喷油器 ClosedLoopAir FuelRatioCorrection Byachievingmoreaccuratefuelmetering theoxygencontentoftheexhauststreamisheldwithinaverynarrowrangewhichsupportsthemostefficientoperationofthethree waycatalyst TWC 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 把排气管中氧的含量控制在一个狭窄的范围内 并可使三元催化剂最高效的工作 StoichiometryandCatalystEfficiency 化学反应和催化剂效率 ClosedLoopOperation Exhaustoxygensensorvoltagesignalabove1 2voltindicatesanair fuelratioricherthanstoichiometry TheECUwillreducefuelinjectiondurationtocorrectthiscondition Exhaustoxygensensorvoltagesignalbelow1 2voltindicatesanair fuelratioleanerthanstoichiometry TheECUwillincreasefuelinjectiondurationtocorrectthiscondition 闭环控制 排气系统中氧传感器的信号超过1 2v时 表明混合气的浓度超过化学反应的计算值 电脑将根据修正条件缩短喷油脉宽 排气系统中氧传感器的信号低于1 2v时 表明混合气的浓度低于化学反应的计算值 电脑将根据修正条件增加喷油脉宽 来自氧传感器的信号电压 喷油量 Duringnormalclosedloopoperation theoxygensensorsignalrapidlyswitchesbetweenthesetwoconditions atarateofmorethaneighttimesintensecondsat2500rpm Smallinjectiondurationcorrectionstakeplaceeachtimethesignalvoltageswitchesfromhightolowandbackagain Theclosedloopcorrectioncoefficientrangesfrom0 8to1 2 thatis 20 fromthebasicfuelcalculation Iftheair fuelratiogoesoutoftheECU srangeofcorrection theECUwilltypicallysetadiagnosticcodeandreturntoopenloopoperation 在正常的闭环控制期间 氧传感器的信号在这两个工况下迅速的变化 在2500转 秒的工况下应大于每10秒钟8个 小的燃油脉宽修正发生在每次这个传感器信号由高到底变化和返回时 闭环控制修正系数的范围在0 8 1 2 即基本燃油计算上下20 如果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 并返回到开环控制 Inaclosedloopcontrolsystem thecommandcorrectsthecondition OxygensensormonitorsexhaustconditionECUcommandsinjectorstocorrectconditionOxygensensorindicatescorrectionaccuracyECUagaincommandsinjectorstocorrectcondition 在闭环控制系统中 修正命令的工作包括 氧传感器监控排气系统的工况 电脑控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电脑再次控制喷油器达到一个正确的工况 OpenLoopOperation OpenloopoperationmeansthattheECUisnotcorrectingtheair fuelratiobasedonoxygensensorinformation TheECUignoresexhaustoxygensensorinformationevenifthesensorisdetectinganexcessivelyrichorleanmixture Therearecertainoperatingconditionswhereitisnotdesirabletooperatethesysteminclosedloopduetoriskofcatalystoverheatinganddriveabilityconcerns Theseconditionsare EnginestartingColdengineoperationModeratetoheavyloadoperation 开环控制 开环控制的意思是电脑不能根据氧传感器的信号控制空燃比 即使氧传感器监测到一个过浓或过稀的混合气 电脑忽视氧传感器的信息 出于对操纵性能的关心和催化剂过热的考虑某些特定工况不需闭环控制 这些工况包括 发动机起动冷车运转大负荷运转 Whentheengineoperatingconditionsareintransition eitheracceleratingordecelerating theinjectionvolumemustbeincreasedordecreasedslightlytoimproveengineperformanceandfueleconomy Theinputsensorsignalsusedandtheenrichmentorenleanmentstrategiesusedvarywithengineapplication AccelerationandDecelerationCorrections AccelerationEnrichment DecelerationFuelCut 增减速修正 增速加浓 减速断油 当发动机工况改变 即增速或减速 喷油量必须被轻微增加或减少来提高发动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同 EngineOver revFuelCutoffVehicleOver speedFuelCutoff 发动机超速断油 汽车超速断油 SparkAdvanceControlElectronicSparkAdvance ESA VariableAdvanceSparkTiming VAST 点火提前控制 电子点火提前 可变点火提前 发动机转速 岐管真空度 ECUControlOfSparkAdvanceAngleOverviewOfAdvanceAngle 电脑控制点火提前角点火提前角概述 点火提前角 初始点火事件 基本点火提前角 修正点火提前角 分电器位置 发动机速度 负荷 Step1 InitialTimingAdjustment 初始的点火时间 Step2 BasicAdvanceAngle Inputsensorsusedincorrectiveadvanceanglecalculationsare IntakeAirVolume VsorKs IntakeManifoldPressure PIM Enginerpm Ne Asenginerpmincreases sparkangleisadvanced Asintakeairvolume engineloadfactor increases sparkangleisretarded 基本提前角 被用于修正点火提前角的传感器有 进气量进气岐管压力发动机转速 发动机转速增加 点火角度提前 进气量增加 点火角度滞后 Step3 CorrectiveAdvanceAngle Inputsensorsusedincorrectiveadvanceanglecalculationsare StartingSignal STA EngineWaterTemperature THW ThrottleAngle VTAorIDL PSW KnockDetection KNK Altitude HAC ElectronicallyControlledTransmission ECT 修正提前角 用于修正提前角的传感器有 起动信号 冷却液温度 节气门位置 爆震传感器 海拔高度 电控自动变速器 ECUSparkAdvanceStrategyWhileStarting Enginestarting Duringstarting whenenginespeedisbelowapproximately500rpm orwhenSTAsignalishigh sparkadvanceangle IGtsignal isfixedatinitialtiming ABackupIClocatedintheECUgeneratesareferencetimingsignalwhichisoutputtothemicroprocessorandtheIGtlinetotheigniter ThereferencesignalrepresentsbasetimingandiscalculatedbasedoninputsfromtheG1andNesensors 启动时 电脑控制点火提前的方式 启动时 电脑控制点火提前的方式 发动机起动 在起动期间 当发动机转速低于大约500转 分时 或起动信号是高电位时 点火提前角是确定的最初时刻 ECU中的备用IC产生一个参考时间信号输出到微处理器 再经IGT线到点火器 该参考时间信号代表基础点火时间 它是根据G1和Ne信号来计算的 参考信号产生电路 起动 Enginerunning Oncetheenginestarts timingoftheIGtsignaliscontrolledbythemicroprocessorintheECU Basedoninputsfromvarioussensors abasicandcorrectiveadvanceanglearecalculated Thefinalsparkadvanceangleconsistsofthesumoftheinitial basic andcorrectivesparkadvanceangles 发动机运转时 一旦发动机起动 IGT信号的时间是被ECU中的微处理器控制 根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 最终的点火提前角包括初始点火提前角 基本点火提前角 修正点火提前角的总和 VASTSystemEnginestarting Duringstarting whenbelowapredeterminedrpm noIGtsignalissentfromtheECUtotheigniter Theignitioncoilisdrivenbytheback upcircuitintheigniteratinitialtiming VAST系统发动机起动 在起动期间 当达到一个预定的发动机最低转速时 电脑发送点火启动信号到点火装置 初始时刻点火装置中的后备电路驱动点火线圈工作 Enginerunning Oncetheenginestarts theECUsendsanIGtsignalbacktotheigniter theignitioncoilisdrivenbythissignalatcomputedtiming 发动机运转时 一旦发动机起动 电脑发送IGT信号到点火器 根据这个信号点火器在电脑计算好的时刻工作 ECUSparkAdvanceStrategyWhileRunning 运转时电脑点火提前角的控制方式 点火时刻 初始的点火时刻 基本点火提前角 修正点火提前角 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 修正点火提前角 BasicIgnitionAdvanceAngleTheECUcalculatesthebasicadvanceanglebyevaluatingenginerpmandintakeairvolumesignals Thesesensors signalshavethemostsignificanteffectonbasictimingcalculation 空调开关或怠速触电打开 基本点火提前角 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 这些信号对基本点火时间的计算具有重大影响 Thereareothersensorinputswhichalsoaffectthebasicsparkadvanceangle TheA CcompressorclutchsignaladvancesbasicsparkanglewhentheIDLcontactsareon onsomeengines andonthe3S GTEengine basicadvanceangleisretardediftheECUjudgesthatregularfuelisbeingused basedonsignalsfromtheengineknock KNK sensor 其它传感器也影响基本点火提前角 当怠速触点闭合 压缩机离合器的信号会使基本点火时刻提前 在某些发动机上 在3S GTE发动机上 如果应用的是常规燃油 ECU根据来自爆震传感器的信号将点火提前角推迟 CorrectiveIgnitionAdvanceAngleEngineTemperatureCorrectionsToimprovecolddriveability theECUadvancessparkangle TheECUconsidersintakeairvolumeandthestatusoftheIDLcontacttodeterminehowmuchcoldadvancetoaddtothebasicsparkcalculation 修正点火提前角发动机温度修正为了改善汽车低温下的操纵性能 电脑使点火提前 电脑根据进气量和怠速触点的位置 确定提前角的大小 计算基本点火时刻 Astheenginetemperatureapproachesovertemp theECUwilladvancesparkwhentheIDLcontactison topreventoverheating WhentheIDLcontactisoff theECUwillretardsparktopreventdetonation Advanceandretardshownonthegrapharecorrectionstothebasicadvanceangle 发动机温度接近过热时 如果怠速触点闭合 电脑将控制提前点火 防止温度过高 如果怠速触点是断开时 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火提前角而言的 FuelFeedbackIdleStabilizationCorrectionTopreventsurgingduetoclosedloopair fuelratioswings whentheIDLcontactsareon theECUadvancestimingasleancommandsaresenttotheinjectors fuelinjectionvolumedecreased Thisverysmallamountofadvanceaddedtothebasicadvanceangleservestostabilizeengineidlequality 燃油反馈怠速稳定的修正为了防止由于闭环控制空燃比摆动引起的剧烈波动 当怠速触点接合 电脑提前点火时间即变稀命令发送到喷油器 喷油量减少 加在基本提前角上非常小的提前量用于稳定发动机怠速品质 EngineLoadIdleStabilizationCorrection