丰田5A说明书.docx

1、丰田5A说明书丰田5A发动机电控系统总体概况4-1 丰田8A发动机参数车型日本花冠六、七、八代车型发动机型号8A型型式直列式4冲程4缸电控喷射汽油机总排量/L1.496缸径冲程7584.7压缩比10.5:1功率/(KW/r)70/6000转矩/(Nm/r)130/3500燃油供给方式电子控制顺序多点燃油喷射系统42 丰田8A电控系统的组成与功能421 丰田电控系统的组成,如下图所示1 计算机 9 蓄电池 17 喷油器 25 火花塞2 发动机转速传感器 10汽油喷射继电器 18 碳罐 26防盗代码键盘3 进气压力传感器 11 点火线圈 19碳罐电磁阀 27 转速表4 节气门位置传感器 12 燃油

2、箱 20 油气收集盒 28空调继电器5 冷却液温度传感器 13 汽油泵 21 节气门体缓冲器 29 燃油表6 进气温度传感器 14 汽油滤清器 22 怠速控制阀 7车速传感器 15 进气管总成 23 发动机故障警报灯 8 氧传感器 16 燃油压力调节器 24 自诊断座 422 丰田8A电控系统的控制功能,如下表所示控制系统基本控制功能控制参数/控制项目燃油喷射控制基本喷油量控制发动机的转速 进气歧管的压力(发动机负荷)喷油量修正控制进气温度喷油量修正 冷却液温度喷油量修正加速时喷油量修正 减速时喷油量修正起动时喷油量修正 蓄电池电压改变时喷油量修正混合气浓度反馈喷油量修正点火控制基本点火提前角

3、控制发动机的转速 进气歧管的压力(发动机负荷)点火提前角修正控制进气温度点火提前角修正控制起动后暖机点火提前角修正控制怠速稳定点火提前角修正控制动力转向点火提前角修正控制自动变速器换档点火提前角修正控制车辆减速点火提前角修正控制防止车辆抖动点火提前角修正控制起动点火提前角控制正常起动点火提前角控制 低速起动点火提前角控制预减少点火提前角控制发动机有爆燃倾向怠速稳定控制发动机的转速 发动机的温度快怠速控制暖机时快怠速控制发动机负荷大时快怠速控制怠速控制起动时怠速控制阀开启最大控制怠速时活性碳罐通气量控制学习修正控制其它控制活性碳罐通气量控制 空调制冷停止工作控制氧传感器加热控制 燃油泵工作控制发

4、动机最高速限定控制自诊断控制故障警示 故障码储存 故障运行43 丰田8A电控的控制原理 4-3-1 燃油喷射控制 燃油喷射控制框架图(1) 基本喷油量控制 基本喷油量是保证发动机在正常的工作温度下运行时有最佳的空燃比. 计算机根据发动机的发动机的转速信号和进气压力传感器的信号确定基本喷油量,并通过喷油器驱动电路控制喷油器每个工作循环的通电(喷油)时间.(2) 喷油量修正控制 喷油量修正控制是根据需要对基本喷油时间进行适当的调整,以保证发动机在基本喷油量不能满足要求的各种工况、状态下仍有理想的喷油量;电控系统喷油修正控制项目有:1)进气温度修正.进气温度修正是为了在进气温度不同(空气密度不同)时

5、,仍然保持理想的空燃比.计算机通过进气温度传感器送来的进气温度信号对喷油时间作出适当的修正.在发动机的各个工况下都会进行这种进气温度的改变而作出的喷油量修正.因此,进气温度传感器信号异常,将影响发动机各个工况、状态下的工作性能.2)起动喷油量修正.起动时,发动机转速很低,这种基本喷油量少.起动喷油修正是通过适当增加喷油量来改善其起动性能.计算机根据点火开关(提供起动信号) 、冷却液温度传感器和进气温度传感器信号作出起动喷油量控制.3)起动后的喷油量修正.发动机起动后,计算机在基本喷油量的基础上增加起动后补充喷油量,以保证发动机在温度较低,汽油雾化不良的情况下能稳定运转.计算机根据点火开关(提供

6、起动后信号) 、冷却液温度传感器和发动机转速传感器信号作出起动后喷油量修正控制.4)加速时喷油量修正.为保证发动机有良好的加速性能,计算机使喷油器在加速时额外地喷射部分汽油.计算机根据节气门位置传感器、车速传感器、冷却液温度传感器的信号作出加速喷油量修正控制.5)减速时喷油量修正.减速时计算机 控制喷油量减少或停止喷油,以降低燃油油耗和排气污染.计算机根据节气门位置传感器、车速传感器、冷却液温度传感器和发动机转速传感器信号作出减速时喷油量修正控制.6)蓄电池电压喷油时间修正.当蓄电池的电压变化时,由于喷油器电磁线圈的电流也会随之改变,使喷油器阀的开启速率发生变化.为消除这种喷油器阀开启速率变化

7、而引起的喷油量偏差,计算机根据蓄电池的变化对喷油器通电时间(喷油脉冲宽度)进行修正.当蓄电池电压较低时,计算机适当延长喷油时间,以补偿因开启速率下降而减少的喷油量.7)混合气浓度反馈修正.为使发动机排放的有害物质降至最低的水平,在发动机的排气通道上安装三元催化反应器来净化废气中的NOx、HC和CO.当混合气浓度在理论空燃比附近时,三元催化反应器的净化效果最佳.混合气反馈喷油修正是将混合气浓度控制在理论空燃比附近,以保证三元催化反应器良好的排气净化效果.计算机则根据氧传感器输入的信号对喷油量进行修正.如下图示: 1 有效控制范围 2 理论空燃比8)自适应修正.当一些不可监测的参数(如发动机磨损等

8、)改变时,计算机通过自适应修正,以使喷油量和发动机的运行工况相适应.4-3-2 点火控制点火控制系统可实现发动机在各种工况、状态下都处于最佳的点火时刻和具有恒定的点火能量,使发动机的燃烧及时、完全,以降低发动机的燃油油耗、减少排气污染.点火控制系统的组成如下图所示: 发动机工作时的实际点火提前角可以看成是由初始点火提前角、基本点火提前角和修正点火提前角三部分组成.初始点火提前角是由曲轴位置传感器信号确定,曲轴位置传感器的安装位置确定了初始点火提前角,他不受点火控制系统控制点火控制系统对基本点火提前角进行控制和修正.(1)基本点火提前角控制 基本点火提前角是满足发动机在正常的工况变化范围内始终处

9、于最佳的点火时刻,它随发动机转速和发动机负荷的变化而改变,各工况下的最佳点火提前角作为标准参数储存在计算机中.工作时,计算机根据发动机转速传感器信号和进气压力传感器信号确定最佳的点火提前角,当时的点火提前角若与最佳的点火提前角不一致时,就对点火提前角进行调整.(2)修正点火提前角控制 修正点火提前角控制是指计算机根据有关传感器的信号对基本提前角进行修正,以保证发动机在各种工况下始终处于最佳的燃烧状态和稳定地工作.修正点火提前角控制的项目有:1)发动机温度修正.当发动机的温度不在其正常的工作温度状态时,计算机根据冷却液温度信号对其点火提前角进行修正,以使发动机的温度降低,点火至迅速燃烧的速度下降

10、时仍然保持最佳的燃烧状态.2)起动后暖机修正.发动机冷机起动后,其温度还很低,因此需适当增大点火提前角,以改善燃油的消耗,并加快暖机过程和增强其驱动性能.暖机修正点火提前角随发动机的温度上升而减少.计算机根据点火开关(提供起动后信号)、冷却液温度传感器等信号作出起动后暖机修正控制.3)怠速稳定修正.发动机在怠速运行期间,由于发动机在负荷变化而使发动机的转速改变.通过点火提前角的调节作用比怠速电磁阀稳定怠速的作用快,因此,在怠速波动频率高时,通过适当地增大或减少点火提前角来稳定怠速.计算机根据发动机转速传感器、节气门位置传感器等信号作出怠速稳定修正控制.4)动力转向修正.在动力转向打到底时,会使

11、发动机的负荷增大,动力转向修正是计算机在一个很短的时间内适当加大点火提前角,以稳定发动机的转速.5)自动变速器换档修正.自动变速器换档时,计算机根据档位开关及转速和负荷的变化情况对点火提前角作出适当的修正,以缓和发动机转矩的波动和换档的冲击.6)车辆减速修正.在车辆减速停止喷油时,计算机使点火系统在特设的点火提前角下工作.7)防止抖动修正.计算机根据发动机转速的变化及变化比的情况适当修正点火提前角,以避免车辆抖动.(3) 起动时点火提前角控制 为使发动机起动容易,计算机对起动时的点火提前角进行不同的控制.起动时的点火提前角控制主要根据点火开关(提供起动信号)、冷却温度传感器的信号和发动机转速传

12、感器的信号作出不同的起动点火提前角控制. 1)正常起动转速下的点火提前角控制.在正常的转速(起动转速在1000r/min以上)下起动时,考虑温度因素对发动机燃烧的影响.在温度低于零度以下时,由于从点火到迅速燃烧需较长的时间,因此,计算机将适当增大点火提前角. 2)低速起动转速下的点火提前角控制在很低的转速(起动转速在1000r/min以下)下起动时, 如果保持原有的点火提前角,可能会出现在活塞到达上止点前混合气就迅速燃烧起来,引起起动困难或造成反转.为避免发生这种情况,当起动转速低时,计算机将适当减少点火提前角. 3)预减少点火提前角控制 为防止发动机产生爆震,计算机根据发动机的温度和进气温度

13、情况预先将点火提前角适当减少.当容易使发动机爆燃的状况消失时,计算机又恢复正常的点火提前角控制.4-3-3 怠速控制 怠速控制是使发动机在不同的工作状态下都有一个稳定和适当的怠速转速.计算机通过控制怠速控制阀的旋转角度来改变怠速通道的截面积,来改变怠速时的供气量,实现发动机怠速稳定控制、暖机快怠速控制、负荷高怠速控制和其它怠速控制.怠速控制系统构成如下图所示: (1) 怠速稳定控制 在不同的发动机温度下和发动机怠速有波动时,计算机输出控制脉冲使怠速控制阀作出适当的转动来改变空气通道的截面积,使发动机的怠速控制在设定的范围之内.计算机根据发动机转速传感器、节气门位置传感器和冷却液温度传感器的信号

14、作出怠速稳定控制.(2) 暖机快怠速控制 发动机冷起动后,需要以较高的转速使发动机温度迅速达到计算机通过常工作温度.计算机通过输出控制脉冲转动怠速控制阀,使怠速通道的通气量增大,发动机能在较高的转速下稳定运转.随着发动机冷却液温度的上升,计算机控制怠速控制阀旋转,逐渐减少怠速通道的截面积,使发动机的怠速逐渐下降至正常怠速.计算机根据发动机转速传感器、节气门位置传感器和冷却液温度传感器的信号作出暖机快怠速怠速稳定控制.(3) 发动机负荷高怠速控制 发动机在怠速工况时,但需要发动机带动一定的负荷以较高的怠速下运转时,计算机通过控制怠速控制阀旋转,使发动机在高怠速下运行.主要有汽车空调使用时高怠速运

15、行控制、蓄电池电压低(需要充电时)高怠速运转控制和自动变速器拨至运行档时的(从N、P档位挂入D或R、3、2档位)高怠速控制等.计算机根据发动机转速传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、车速传感器、空调开关、自动变速器档位开关及蓄电池电压等信号作出高怠速运转控制.(4) 其它怠速控制 除上述怠速控制外,丰田8A电控系统还具有如下怠速控制功能:1) 起动时怠速控制阀控制.在发动机起动时,计算机控制怠速控制阀旋转至最大位置,以使发动机容易起动.计算机根据发动机转速传感器、点火开关(提供起动信号)作用起动时怠速控制阀控制.2) 碳罐通气稳定怠速控制.该控制是根据活性碳罐控制阀的开启情况控制怠速通

16、道的通气量,以使发动机的怠速稳速定.计算机根据发碳罐通气稳定怠速控制动机转速传感器、节气门位置传感器、活性碳罐电磁阀等信号作出碳罐通气稳定怠速控制.4-3-4 活性碳罐通气量控制活性碳罐中的活性炭用来吸附汽油箱中的汽油蒸气,但这种吸附力不强,在有空气流动时,蒸气分子又会脱离,随空气而去.活性碳罐的作用就是收集汽油箱中的汽油蒸气,在发动机工作时,将收集的汽油蒸气送入进气管参与燃烧,以免汽油箱中的汽油蒸发而产生的汽油蒸气直接排放到大气中,造成空气污染.计算机根据发动机转速传感器、节气门位置传感器、进气压力传感器及氧传感器提供的有关信号,判断发动机的运转情况,并通过控制碳罐通气电磁阀的开度来控制流经

17、活性碳罐进入进气管的空气流量,控制情况如下:1带发动机不工作和温度低于80时,碳罐电磁阀完全关闭,碳罐无空气流通.2当发动机处于怠速工况时,计算机使碳罐通气电磁阀开度很小,活性碳罐通气量很小,以免混合气过稀而使发动机怠速不稳.3在发动机转速高,负荷大时,计算机使碳罐通气电磁阀开度加大,以增加活性碳罐通气量,使碳罐中的汽油蒸气及时净化掉.4根据氧传感器反馈信号调整碳罐的开度,以避免混合气过浓或过稀.丰田8A发动机电控系统检修5-1 丰田8A-FE ECU端子名称及检测数据代号连接元件检测数据THA进气温度传感器进气温度20时，2.03.4V；电阻： 20时、 20003000；60时，40070

18、0THW水温传感器水温20时 ，约2.4V；电阻：20时，约2500；水温60时，约0.9V；电阻：60时，约600PIM进气压力传感器信号真空度/KPA13.326.74053.566.7电压/V0.30.5 0.70.91.11.31.51.71.92.1VC传感器共用5V电源（节气门位置传感器、进气压力传感器）点火开关ON时5V0.5VVTA节气门位置传感器信号VTA与E2之间；节气门全关时0.30.8V，节气门全开时3.24.9VE2传感器共接地0.50VIDL节气门位置传感器怠速触点信号IDL与E2之间；怠速时01.5V，加大节气门开度时9-14VRSC怠速辅助空气阀控制电机关闭电路

19、控制线基本怠速高或低时均提供脉冲搭铁信号；点火开关ON时，914V，电机线圈电阻：21.528.5;怠速时为脉冲电压.RSO怠速辅助空气阀控制电机开启电路控制线基本怠速高或低时均提供脉冲搭铁信号；点火开关ON时，小于3V，电机线圈电阻：21.528.5; 怠速时为脉冲电压.+B/+B1电脑电源线点火开关ON时，为9-14VSTA点火开关起动档起动时，为起动电压FC燃油泵继电器L2(线圈2)搭铁控制线当起动及NE有信号时。FC搭铁。燃油泵转时FC为0VBATT蓄电池正极无论点火开关“ON”或“OFF均为蓄电池电压E01/E02搭铁接近0VKNK爆震传感器信号用示波器检测发动机工作时爆震传感器输出

20、的电压波形，有不规则的震动波形出现，该波形随发动机爆震情况的变化而变化。OX氧传感器诊断座发动机暖机后,在0.1-0.9V之间变化VF诊断座混合气浓度检查1.8-3.2V(发动机暖机后保持发动机2500r/min2分钟后怠速运转)TE1发动机故障码触发线9-14VTE2发动机系统开关动作测试线9-14VCCO诊断座排放诊断端子9V左右#10#20#10喷油器（1号和3号）#20喷油器（2号和4号）点火开关ON时9-14VV。0V则表示电脑故障或线路搭铁，发动机运转时为脉冲搭铁信号。喷油器线圈电阻：13.414.2E1搭铁对地搭铁小于1.5VNE+NE-转速及位置传感器交流脉冲电压(测量NE+与

21、NE-)；用频率表、AC电压表或示波器测试IGF点火反馈信号拔下点火线圈插头,点火开关打开时应有4.5-5.5V对地电压;插上插头起动发动机后有脉冲信号IGT点火器怠速状态下为脉冲信号VSVVSV阀VSV阀工作是接近0V W仪表“CHECK”指示灯。诊断座“CHECK”灯不亮时9-12V“CHECK”灯亮时接近0V5-2 故障诊断故障码读取故障码读取的方法有两种，一种是普通工作方式，一种是试验工作方式。在采用任一种工作方式前，都必须满足下列初始条件：蓄电池电压须高于11伏；节气门完全关闭（节气门位置传感器的触点闭合）；附属装置（如空调等）开关处于“OFF”位置。普通工作方式普通工作方式读取故障

22、码的操作方法如下：将点火开关置于“ON”位置，不起动发动机；用诊断连接线（可自制，但应保证插接可靠）连接连接器的TE1和E1端子；根据仪表上发动机故障警告灯的闪亮次数读取故障码：发动机正常，无故障，警告灯将每隔0.25秒闪亮一次。发动机有故障，警告灯闪亮时间的长短与故障的显示时间相等。故障码由两位数组成，第一位数字和第二位数字之间时间间隔为1.5秒，故障码和故障码之间时间间隔为2.5秒，所有故障码之间时间间隔为4.5秒。故障码数列反复显示的时间与连接器端子TE1个E1被连接的时间一样长。万一出现多个故障码，则故障码显示将从小的数字开始，并依次指示大的数字。故障诊断检查结束之后，应从连接器上拆下

23、诊断连接线。试验工作方式与普通工作方式相比，试验工作方式检测故障能力的灵敏度更高，它能检测起动机的信号电路、节气门位置传感器触点信号、空调信号和空档起动开关信号，而且在普通工作方式中可以检测到的项目在试验工作中同样可以检测到。试验工作方式是在汽车运行状态下进行的，达到初始条件后其操作程序如下：将点火开关处于：“OFF”位置；用诊断连接线连接连接器的TE2和E1端子；将点火开关转至“ON”位置，就开始了试验工作方式的故障诊断。为证实是否在试验工作方式，在点火开关转至“ON”位置时，检查发动机故障警告灯，应每隔0.13秒闪亮一次；起动发动机，并以10公里/小时以上的车速行驶；起动发动机之后，用诊断

24、连接线连接连接器的TE1端子连接上，即将TE1、TE2和E1三个端子都接上；通过仪表板上的发动机故障警告灯读取故障码；检查结束后，拆下诊断连接线。注意：若点火开关处于“ON”位置后，才连接TE2和1端子，那么试验工作不会开始。当车速低于5公里/小时或更低时，显示故障码“42”（车速信号）是正常的。当发动机尚未起动时，显示故障码“43”（起动信号）是正常的。当自动变速器变速杆处于“D”、“2”、“L”或“R”位置或空调处于工作状态，或加大加节气门开度时，显示故障码“51”（开关状态），是正常的。故障码内容1）故障码显示当2个或2个以上的故障码被显示时，最小的数字码将最先显示。除16、43、51和

25、53故障码之外，其他所有被检测到的故障码，从它被检测到的那一时刻开始，都将由ECU保存在存储器内直被清除为止。除16、43、51和53故障码所指示故障之外，其他所有故障一旦被排除，位于仪表上的发动机故障警告灯就熄灭，但故障码仍存储在ECU的存储器内。2）8A-FE型发动机故障码8A-FE型发动机故障码表故障码信号系统故障诊断故障部位正常当没有其它故障码时，指示出这个数码予以识别12RPM信号在发动机已被起动后在2秒内，无“NE”或“G”信号至ECU分电器线路分电器起动信号线路ECU13RPM信号当发动机转速达到1000转/分或更高时，无“NE”信号到达ECU分电器线路分电器ECU14点火信号连

26、续811次无“IGF”信号到达ECU点火器和点火线圈线路点火器和点火线圈ECU22水温传感器信号水温传感器信号断路或短路水温传感器线路水温传感器ECU24进气温度传感器信号进气温度传感器信号断路或短路进气温度传感器线路进气温度传感器ECU31真空传感器信号真空传感器信号断路或短路真空传感器线路真空传感器ECU41节气门位置传感器信号节气门位置传感器线路断路或短路节气门位置传感器线路节气门位置传感器ECU43起动马达信号在汽车不移动的状态下，发动机转速达到800转/分时，还无“STA”信号到达ECU点火开关或主继电器线路点火开关或继电器ECU51开关状态信号在检查连接器的端子TE1和E1被连接的

27、状态下，无“IDL”信号“NSW”信号或空调信号到达ECU节气门位置传感器线路节气门位置传感器空调开关线路空调开关空调放大器空档起动开关线路空档起动开关加速踏板和拉杆ECU52爆震传感器信号爆震传感器信号线路断路或短路爆震传感器线路爆震传感器ECU53 电控系统元件结构及检修 5-3-1 喷油器 丰田8A电控系统所用的喷油器为针阀式，如下图所示： 喷油器电磁线圈通电后，吸引铁芯移动，与铁芯一体的针阀便开启，燃油从喷口喷出；电磁线圈一断电，铁芯与针阀在弹簧力的作用下回位，阀关闭，停止喷油。喷油器的常见故障：1） 喷油器阀胶结，使该喷油器不喷油，造成发动机不稳或不工作；2） 喷油器电磁线圈或内部电

28、路连接处接触不亮良或断路，使喷油器不喷油；3） 喷油器阀密封不严，使喷油器在关闭时漏油，造成发动机油耗上升、排气管放炮或不能起动等；4） 喷油器阀口积污，使喷油量减少，造成发动机工作不稳或不能起动等。喷油器的故障检修：1） 断缸法检查喷油器的工作情况起动发动机并使发动机怠速运转；分别断开每个喷油器的插头，看断开每个喷油器时发动机怠速的变化情况如果断开每一个气缸的喷油器时发动机的怠速下降基本一致，则认为每个喷油器都正常工作；如果断开某个气缸的喷油器时发动机的怠速无变化，说明喷油器工作不良或不工作，应检查或更换此喷油器。2） 检查喷油器的工作响声 起动发动机并使发动机怠速运转； 用听诊器检查每个喷

29、油器工作的咔嗒声如果各喷油器的咔嗒响声一致，说明各喷油器工作正常；如果某个喷油器不发出咔嗒响声或声音与，众不同（如声音发闷）则应检查或更换该喷油器。3） 喷油器电阻检测断开喷油器插头；用欧姆表测量喷油器的电阻，应接近13.4-14.4（20时）. 如果电阻值与电阻值偏差较大，则需更换喷油器；如果喷油器的电阻正常而怀疑喷油器未正常工作，则需检查燃油压力、与之连接的线路及计算机等。5-3-2 怠速控制阀 （1）怠速控制阀的结构特点 怠速控制阀主要由伺服电机与旋转阀组成，旋转阀由伺服电机带动，伺服电机的电枢有两个线圈其中一个线圈通电后使电机右转，带动转阀打开，另一个线圈通电则使电机左转而使阀关闭。怠

30、速控制阀通过阀的旋转改变怠速通道的截面积，以改变怠速通道的空气流量，实现发动机怠速的控制。怠速控制阀内部结构与内部电路如下图所示： （2）怠速控制阀的常见故障 1）伺服电机烧坏其内部电路不良，使怠速控制阀不能工作； 2）转阀脏污、粘接等，使转阀不能工作或卡滞而造成怠速控制不良 （3）怠速控制阀的故障检修 方法如下： 1）检查怠速控制阀电源电路是否断路：关闭点火开关后从怠速控制阀上断开3芯插头；再接通点火开关，测量插头（线束侧）+B端子的对地电压，应为蓄电池电压如果不是蓄电池电压，则应检查怠速控制阀与燃油喷射继电器之间的线路；如果电压正常，则进行下一步检修。2）检测怠速电磁阀电阻：测量怠速控制阀插座端子+B与RSC之间的电阻，应为17-28（参考值）；测量怠速控