教你识读汽车电路图：典型发动机电子控制系统电路

时间：2023-09-22 理论教育 版权反馈

【摘要】：不同车型的发动机电子控制系统其控制功能不尽相同，控制系统的电路结构也会有所不同，但电路分析方法彼此相通。2JZ-GE型发动机电子控制系统设有专用的燃油泵控制ECU，用于控制燃油泵在起动和发动机运转时工作。发动机ECU根据发动机的转速控制进气增压控制阀的开闭。

不同车型的发动机电子控制系统其控制功能不尽相同，控制系统的电路结构也会有所不同，但电路分析方法彼此相通。在此，以丰田2JZ—GE型发动机电子控制系统为例，介绍发动机电子控制系统电路分析方法。

1.丰田2JZ—GE型发动机电子控制系统特点

丰田JZ—GE型发动机电子控制系统是比较有特点的发动机电子控制系统，其基本组成如图4-70所示。从图中可知，丰田2JZ—GE型发动机ECU还兼有自动变速器控制功能，并与汽车巡航控制ECU有通信联系，其发动机控制系统的主要控制功能除燃油喷射控制、点火时间控制、怠速控制及燃油蒸发排放控制外，还有燃油泵工作状态控制、谐波进气增压控制等功能。

（1）燃油泵工作状态控制

1）燃油泵控制ECU的作用。2JZ-GE型发动机电子控制系统设有专用的燃油泵控制ECU，用于控制燃油泵在起动和发动机运转时工作。此外，还可根据发动机的工况变化对燃油泵的转速进行控制，使燃油泵的泵油量与发动机的转速及负荷相适应。

2）燃油泵转速控制原理。2JZ-GE发动机燃油泵控制ECU电路如图4-71所示。

当发动机在起动、高转速或大负荷工况时，发动机ECU便会向燃油泵控制ECU的FPC端子输出一个高电位信号。燃油泵控制ECU得到此控制信号后，从FR端子输出一个较高的电压（约为蓄电池电压），使燃油泵高速运转。

当发动机处于怠速工况时，发动机ECU向燃油泵控制ECU的FPC端子输出一个低电位信号。这时，燃油泵控制ECU的FR端子输出一个较低的电压（约9V），燃油泵就会在较低的转速下运转。

（2）谐波进气增压控制

1）谐波进气增压控制的作用。进气门关闭后至下一次开启，高速的进气流的惯性作用会在进气管内形成进气压力波，该进气压力波的波长与进气管的长度有关。如果在进气门打开时正好是进气压力波的波峰到达，就可起到增压的效果，有助于进气量的增加。进气管较长，压力波长较长，可使中低速时有进气增压的效果；进气管短，压力波长短，可使高速时有进气增压效果。发动机进气管长度是不可变的，在设计进气管长度时，一般是按最大转矩所对应的转速区域能有进气增压效果来考虑的。

图4-70 丰田2JZ-GE型发动机电子控制系统的组成

谐波进气增压控制的作用是使发动机在转速变化时，通过改变进气管内进气压力波的波长，使发动机在中低速和高速时均有进气增压效果，以提高发动机的动力性。

图4-71 2JZ-GE发动机燃油泵控制ECU电路原理

2）谐波进气增压的组成与原理。丰田2JZ-GE发动机谐波增压控制系统的组成如图4-72所示。

图4-72 2JZ-GE发动机谐波进气增压控制系统

进气压力波增压控制装置在进气管的中部设置了一个容量较大的空气室，空气室通过一个进气增压控制阀的开闭，可实现与进气管相通或隔开。当进气增压控制阀关闭时，进气流压力波传递长度为空气滤清器至进气门，进气压力波长较长；当进气增压控制阀打开时，进气流压力波在空气室口至进气门之间传播，进气压力波长缩短。

3）谐波进气增压的原理。发动机ECU根据发动机的转速控制进气增压控制阀的开闭。当发动机的转速较低时，发动机ECU使开关式电磁阀不通电，真空马达不与真空罐相通，进气增压控制阀处于关闭状态，此时进气压力波较长，使得发动机在中低速下有进气压力波增压效果。当发动机转速升高时，发动机ECU输出控制信号，使开关式电磁阀通电，真空马达在真空罐真空度的作用下动作，将进气增压控制阀打开，进气管就与一个容量较大的空气室相通，缩短了进气压力波的波长，使得发动机在高转速下也具有进气压力波的增压效果。

2.丰田2JZ—GE型发动机电子控制系统电路分析

丰田轿车皇冠3.0轿车2JZ-GE型发动机电子控制系统电路如图4-73所示。发动机电子控制系统电路原理图看起来较为复杂，将其按功能逐个分析，就会比较容易看懂。

图4-73 丰田2JZ-GE型发动机电子控制系统电路

（1）发动机电子控制器（ECU）

2JZ-GE型发动机电子控制系统的ECU也包含自动变速器控制功能，其部分端子用于自动变速器控制系统所用传感器和开关的信号输入，执行器控制信号的输出。ECU各端子的连接说明如表4-2所示。

表4-2 ECU各端子连接说明

自动变速器用

（2）发动机ECU电源电路

将2JZ-GE型发动机ECU的电源电路单独画出，如图4-74所示。

图4-74 发动机ECU电源电路

该电源电路具有延时关断功能；发动机ECU有一常接电源（BATT），用于向ECU内的有关元件（如储存故障码的RAM存储器等）提供不间断电源。

EFI主继电器线圈由ECU的M-REL端子供电，当点火开关拨至点火档（IG）时，ECU的IGSW端子通电，这时，通过ECU内部的EFI主继电器控制电路使M-REL输出蓄电池电压，EFI主继电器线圈通电，其触点闭合，ECU主电源电路通路。

当点火开关关断（发动机熄火）时，ECU内部EFI主继电器控制电路使M-REL端子延时断电，EFI主继电器触点延时张开，从而使ECU主电源电路延时断开。

（3）起动电路

将起动电路单独画出，电路主要组成及电路原理如图4-75所示。

图4-75 起动电路

该起动电路配备了起动继电器，且继电器线圈电路中串接了空档起动开关，这是自动变速器车型为确保使用安全而设，使发动机只有在自动变速器处于空档（N位）或驻车档（P位）时才能起动。(www.daowen.com)

在变速杆置于N位或P位时，空档起动开关闭合，如果将点火开关拨至起动档，起动继电器线圈接通电源，其触点闭合，起动机通电工作。

（4）点火电路

该点火系统有分电器，点火电路的主要组成部件及电路原理如图4-76所示。

图4-76 点火控制电路

当点火开关在点火档时，电子点火器接通电源。工作时，分电器内的发动机转速与曲轴位置传感器所产生的Ne、G1、G2信号输入发动机ECU，ECU根据Ne、G1、G2信号及其他相关传感器输入的信号产生点火定时控制信号IGt，并输送给电子控制器。电子控制器在IGt控制信号的触发下工作，适时地通断点火线圈初级电流，使点火线圈次级产生高压，并通过配电器将高压分配至各缸火花塞。

电子点火器根据点火线圈初级绕组的工作电压振荡波产生脉冲信号IGf，并反馈给发动机ECU，ECU根据IGf信号判断各缸点火是否正常。

（5）喷油器控制电路

2JZ-GE发动机汽油喷射系统采用高电阻型喷油器、电压驱动、分组同时喷油方式，喷油器控制电路原理如图4-77所示。

图4-77 喷油器控制电路

6缸喷油器分为3组，分别由ECU的#10、#20、#30端子控制。接通点火开关（点火档）后，喷油器的电源端连通，ECU通过#10、#20、#30端子控制各喷油器电磁线圈的通断电，实现喷油量的控制。

（6）发动机怠速控制电路

怠速控制系统采用步进电动机式怠速控制阀，怠速控制系统电路原理如图4-78所示。

图4-78 发动机怠速控制电路

EFI主继电器触点闭合时，怠速控制阀的电源端子与电源连接。发动机ECU的ISC1、ISC2、ISC3及ISC4分别控制怠速控制阀的四个线圈通断电。当需要怠速控制阀动作时，ECU向四个怠速控制端子输出控制脉冲，使怠速控制阀的四个线圈按顺序通断电，就可使怠速控制阀打开或关闭。ECU通过输出控制脉冲数来控制怠速控制阀开启程度。

点火开关关断时，EFI主继电器延时关断是为了让ECU有一个使怠速控制阀开启到最大的控制时间，以利于下次发动机的起动。

（7）谐波进气增压控制电路

谐波进气增压控制电路原理如图4-79所示。

EFI主继电器触点闭合时，谐波进气增压控制装置的真空电磁阀接通电源。发动机ECU的ACIS端子控制开关式真空电磁阀线圈的通断电。

（8）怠速混合气浓度调节电路

怠速混合气浓度调节电路实际上是一个可变电阻器，其电路原理如图4-80所示。