燃油泵控制电路分析

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燃油泵的电路分析前两节中，我们了解到燃油泵的原理及检测方法，燃油泵作为燃油系统的关键部件之一，我们还应该了解燃油泵的控制电路。电控燃油喷射系统对燃油泵的要求是：点火开关接通时燃油泵转动2—3S建立起动车前的工作油压，或者起动车时燃油泵才转动，如果发动机不转动，点火开关处于打开位置，燃油泵也不工作。燃油泵的转动，取决于给燃油泵的外接电源，在一般情况下燃油泵的转速是一定的，输出油量不变，但发动机高低速转动时所需要的供油量不同，所以在有些车型中，设计了燃油泵的高低速，使燃油泵的输出油量多少满足发动机不同工况时的需要，燃油泵的外接电源和燃油泵的高低速转的变化，是由燃油泵控制电路来实现的。燃油系的控制电路，是电控系统设计变化较大的电路之一，所以要掌握电路的原理及检测必须掌握电路的分析方法和电路的分析思路。一、电路分析思路1． 了解整个电路组成和控制原理2． 了解各元件的作用及正确的状态或状态值3． 了解正确的测量方法和了解诊断排除二、典型车系的燃油泵控制电路及故障排除1． 丰田（TOYOTA）公司燃油泵控制电路（1）L型EFI系统的燃油泵控制电路适用车型：皇冠2.8 5M发动机、丰田子弹头（大霸王）L型EFI系统的燃油泵控制电路如图2—38所示。                图2—40主继电器安装在机舱内的熔丝盒上，它是电控系统中主要控制部件，继电器上有4个端子，端子1和端子3接电磁线圈，用万用表电阻档，测量端子1和端子3正常时应导通，如不通侧证明线圈断路，端子2和端子4接继电器的常开触点用万用表电阻档测量端子2和端子4正常时应不通，如图证明触点相连，用蓄电池给端子1和端子3通电，正常时继电器在应产生吸合声，然后用万用表测端子2与端子4应通，否则应更换继电器。2）断路继电器（CIRCUITOPENINGRELAY）继电器内有两组互相并联的电磁线圈，任一组线圈通电都会使继电器触点闭合。线圈L1的一端接端子B，另一端与翼片式空气流量计连接，通过空气流量计内的电动燃油泵开关接地。发动机不运转时，即使点火开关处于开启位置，由于没有进气，空气流量计的测量片没有偏转，燃油泵开关触点断开，故线圈L1不通电，继电器触点不能闭合，电动燃油泵也就不运转；发动机运转时，进气流使测量片偏转，燃油泵开关触点闭合，线圈L1通电，继电器触点闭合，燃油泵运转。在继圈L1上还并联着一个电容器。当发动机急减速或大负荷低速运转时，进气脉动有可能使测量片关闭而导致燃油泵开关触点断开，线圈L1断电。电容器可在线圈L1断电的瞬间向线圈L1放电，使继电器触点保持闭合，防止电动燃油泵停转，保持油压稳定。使用万能表，检测各端子电阻值。基准值：STA←→E1间在20--30Ω（20℃）。端子B←→FC间在10--170Ω（20℃）。端子B←→FP间在∞。在端子STA←→E1间加蓄电池电压，确认端子B←→FP间是否导通，基准值：导通。将端子B接蓄电池正极端子，端子FC接蓄电池负极端子时，确认端子B←→F间是否导通，基准值：导通。3）诊断座 为了维修方便，在电控系统中，设计了一个诊断座，如图2—44所示,诊断座的作用很多，在燃油系统中作用是：检测燃油泵、电路故障，当燃油泵不转时，如图2—45所示,可以跨接+B和FP来检测燃油泵电路。4）电路电流方向  5) 检查要点在点火开关接通，用手拔动空气流量计的测量片时，可以听到断开继电器触点的“啪”的吸合声和燃油泵旋转声。（2）D型EFI系统燃油泵控制电路适用车型S系列、佳美、花冠、3S-FE、4S-GE、5S-FE、JZ系列、皇冠3.0、1JZ-FE、D型EFI系统燃油泵控制电路如图2—46所示 D型EFI系统，电动燃油泵继电器由点火开关和ECU共同控制。继电器中也有两组线圈：一组线圈（L2）直接由点火开关起动档控制。在起动发动机时使燃油泵运转；另一组线圈（L1）由ECU控制，在发动机起动后使燃油泵保持运转。发动机运转时，发动机转速信号Ne输入ECU，ECU内三极管VT导通，继电器线圈L1通电。因此，只要发动机运转，继电器触点总是闭合的。ECU通过发动机转速信号，来检测发动机运转状态。如果发动机停止运转，三极管VT截止，继电器线圈L1断电，其触点断开，电动燃油泵则停止工作。在发动机起动之前，若先将点火开关由“OFF”位置转至“ON”位置，ECU会使电动燃油泵运转3-5S，使油路中油压升高，以利起动。点火开关转至“ON”位置，主继电器工作，点火开关转至“ST”位置时，断路继电器L2线圈产生吸力，断路继电器触点闭合燃油泵转动，发动机转动时ECU收到NE信号，控制内部三极管VT导通L1线；圈通过VT管接地构通回路线圈产生吸力，因此只要发动机转动继电器触点总是闭合的。当发动机停转时ECU收不到NE信号VT截止，继电器触点张开燃油泵停转。（3）受转速控制的燃油泵电路发动机高速、低速运转时所需要的供油量大小不同，（低速时需要供油少，高速时需要供油大）一般的燃油泵高低速时的供油量是相同的，为了满足发动机高速需要,所以燃油泵的实际供油量是按照高速时的需要而设计的，这样在低速时燃油泵所供的油要远远大于发动机所需的供油量。为了克服这个缺点所以燃油泵设计成高低速控制燃油泵，发动机低速转动时，燃油泵低速转供油量少，发动机高速转动时燃油泵高速转供油量多。1）使用燃油泵电阻的燃油泵控制电路：适用车型：凌志ES300 LS3003VZ-FE4VZ-GE皇冠3.02JZ-GE使用燃油泵电阻的燃油泵控制电路如图2—47所示。  电阻器式燃油泵转速控制电路。它在燃油泵控制电路中，增设一个电阻器（降压电阻）和电阻器旁路继电器。发动机工作时，ECU根据转速和负荷，对电阻器旁路继电器进行控制。电阻器旁路继电器则控制电阻器是否串入燃油泵电路中，以达到控制电源加到燃油泵电动机上的不同电压，进而实现燃油泵转速变化。发动机在低速或中小负荷下工作时，电阻器旁路继电器触点B闭合，电阻器串入燃油泵电路中，燃油泵低速运转；当发动机处于高速或大负荷下工作时，ECU输出信号，切断电阻器旁路继电器线圈的电路，使继电器触点A闭合，此时电阻器被旁路，燃油泵电动机直接与电源相通，燃油泵处于高速运转。点火开关接于“ON”位置，ECU端子IGSW有电，端子M-REL输出12V电压，控制主继电器工作，点火开关转至“ST”位置时，断路继电器L2线圈产生吸力触点闭合，电流经燃油泵继电器向燃油泵供电，燃油泵转动以便于起动车，当发动机转动运时，ECU收到NE信号，控制FC线接地，L1线圈工作（L型控制方式，FC线是通过空气流量计内的燃油泵开关接地）当着车后ECU收到低转速小负荷信号（空气流量计信号和节气门信号）控制FP线接地，B触点闭合燃油泵电路中串联一个电阻燃油泵以低速转，当ECU收到高转速大负荷信号时ECU切断FPR线燃油泵继电器A触点闭合，电路中无电阻燃油泵以高速转动。检查要点2）使用燃油泵ECU的燃油泵控制电路适车型LS400、1UZ-FE、V型8缸发动机皇冠3.02JZ-GE发动机使用燃油泵ECU的燃油泵控制电路原理如图2-48所示采用这种控制方式时，为了对燃油泵进行控制，特别是对转速进行控制，专设一个电子控制单元ECU。燃油泵ECU对燃油泵转速（泵油量）的控制，也是通过控制加到燃油泵电动机上的不同电压来实现的。当发动机在起动阶段或高速、大负荷下工作时，发动机ECU向燃油泵的端子FPC输入一个高电位信号，此时燃油泵ECU的端子FP向燃油泵电动机供给较高的电压（相当于蓄电池电源电压），使燃油泵高速运转。发动机起动后，在怠速或小负荷下工作时，发动机ECU向燃油泵ECU的端子FPC（燃油泵控制）输入一个低电位信号，此时燃油泵ECU的端子FP，向燃油泵电路供给低于蓄电池的电压（约9V），使燃油泵低速运转。当发动机的转速低于最低转速（如120r/min）时，燃油泵ECU断开燃油泵电路，使燃油泵停止工作，此时尽管点火开关处于接通状态，燃油泵也不工作。点火开关接于“ON”位置，ECU端子IGSW有电，端子M-REL输出12V电压，主继电器工作，向燃油泵ECU提供电源，当起动车时ECU收NE信号端子FPC 输出信号给燃油泵控制ECU，燃油泵控制ECU输出电压控制燃油泵转动，当发动机ECU收到高转速大负荷信号时，发动机ECU通过FPC输出一个高信号，燃油泵控制ECU输给燃油泵12V电压燃油泵以高速转，当发动机ECU端子FPC给燃油泵控制ECU低信号，燃油泵控制ECU输出一个9V电压，燃油泵以低速转。燃油泵控制ECU端子DI给发动机ECU一个故障诊断监控信号。检查要点：用万用表检查燃油泵控制ECU各端子的电压，应符合表2-1的电压值。如不符，检查连接线路或更换燃油泵控制ECU。表2—1燃油泵控制脑各端子的电压标准值测量端发动机状态标准值线表笔黑表笔0   E 地     D1 地     FP 地突然加速怠速 12—14V  8—10V   +B 地  点火开关置于“ON”  8—16V   FC 地急加速到6000r/min怠速  4—16V   2．5V（4）微机直接控制燃油泵电路随着发动机功率的增大，燃油泵的泵油量也必然增大，因而导致燃油泵消耗的电功率和燃油泵的噪声都比较大。为了尽可能减少电能的消耗和噪声污染，近年来研制成功一种微机直接控制式，由微机直接控制燃油泵的工作电压（驱动电压），如图2—49所示。 发动机工作时，发动机ECU原则上根据燃油消耗量，需要的回油量和供油量装置的温度等，通过内部的控制回路IC，控制功率三极管VT进行高频率（约定20kHz）的导通和截止，控制A点的平均降值（分压值），使燃油泵保持在所需的工作电压。燃油泵工作电压与发动机负荷成正比变化。微机在进行实际控制时，燃油泵的工作电压主要随发动机转速（r/min）变化，如图2—50所示。2—49中的二极管VD为反馈二极管。在功率三极管VT工作中截止的瞬间，反馈电流经过二极管构成回路，此时不仅可以平缓工作电流，而且也可节省电功率。采用这种方式，电功率可节省40%，燃油泵运转噪声也降低很多。表2—2为日产汽车VG30E发动机各种工况下的燃油泵工作电压值。表2—2   各种工况下燃油泵工作电压值              工    况电  压/V1．点火开关转到‘ON’后5s内发动机被驱动时2．发动机起动后25.5s内（温度超过50℃）3．发动机温度超过90℃4．发动机温度低于10℃约13.4除以上情况                                     9.4—13.4在微机直接控制方式中，有的还装有燃油泵继电器，如图2—49中虚线所示。装有燃油泵电器的油工作情况见表2—3所示。          表2—3  燃油泵工作情况点火开关位置发动机情况油泵继电器油泵情况接通(ON)未转断开工作5s起动接通30s工作运转断开工作熄火后断开1s内停止工作2．广州本田（HONDA）公司燃油泵控制电路   适用车型广州本田雅阁（ACCORD）2.0L EXI轿车F23A2.3LVTI轿车F23A33.0L V6轿车。广州本田雅阁燃油泵控制电路如图2—51所示：    1）主继电器作用是给ECM/PCM提供电源2）燃油泵继电器作用是控制燃油泵3）D1当电瓶线接反时，阻止电流通过防S1触点吸合4）D2、D3反向截止，阻止IGP1、IGP2与STS短路5）R1防止L2线圈电流过大烧毁3、日产（NISSAN）公司的燃油泵控制电路适用车型日产风度（CEFIRO）A32 VG2.0发动机 日产风度燃油泵控制电路如图2-53所示 点火开关接于“ON”位置，ECCS（ECU）端子24有电压，控制端子4接地，ECCS继电器工作向ECCS(ECU)端子67、端子42提供电源,当ECCS收到电源后,控制端子11接地燃油泵继电器工作，燃油泵转2-3S后停转，当起动车时ECCS端子20收到转速信号，控制燃油泵继电器工作，燃油泵转动。当发动机运转时ECCS收到转速信号控制燃油泵正常转动，当发动机熄火时转速信号丢失，燃油泵自动停转。4、美国通用（GM）公司燃油泵控制电路适用车型 雪佛菜3.8L旁帝克3.8L 鲁米娜3.8L别克33L通用3.8L燃油泵控制电路如图2-53所示测试头与其它公司不同，单独一根线在进气管附近，当燃油泵不转时可用跨接线将测试头与火线跨接正常时燃油泵应转动。燃油泵继电器安装在右大灯后侧。机油压力开关按装在发动机的右前侧，位于机油滤芯上。压力开关上三根线，本身外壳接地，内部有两个触点。 点火开关接于“ON”位置，机油压力报警灯亮，PCM/ECM（ECU）BA2端子收到电压，BC4端子输出12V电压，燃油泵继电器的触点闭合，燃油泵转动2-3S以建立起动车时的工作油压。当起动车发动机转动达到一定转速时，油压开关K1断开K2闭合，向燃油泵供电，同时PCM/ECM收到转速信号后，控制燃油泵继电器工作，燃油泵获得双电源，使燃油泵工作更可靠。5、福特FORD公司燃油泵控制电路适用车型：福特水星、黑貂（MERCURYSABLE）3.0L轿车福特公司燃油泵控制电路燃油泵控制电路如图2-55所示汽车行驶中撞车事故常有发生,如果把油管碰裂，燃油漏出，还会出现火灾，这样给交通事故雪上加霜。为了避免出现此种情况出现，在燃油泵电路中串联进一个惯性开关。此开关当出现猛烈撞击后，会自动断开燃油泵自动停转，从而对燃油泵电路起到保护作用。   点火开关接于“ON”位置，PCM主继电器工作，PCM（ECU）VPWR端子有工作电源控制FPMP端子接地燃油泵继电器工作燃油泵转动2-3S以建立工作油压。当起动车时PCM收到转速信号控制燃油泵正常转动，当汽车行驶过程中出现猛烈撞击，燃油泵开关自动断开燃油泵自动停转。惯性开关安装在行李箱内汽车碰撞时惯性开关断开，燃油泵停止转动，在开关上有一个复位按钮修复按下后开关可接通。组合继电器内的二极管的作用是当电源极性接反时截止，防止继电器吸合。