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第2章 发动机 1. 发动机总述 1.1 发动机概述............................. 2-3 1.2 发动机特征 ［3GR、5GR-FE］ ............. 2-3 1.3 发动机规格 ［3GR-FE、5GR-FE］ .......... 2-6 1.4 发动机截面图 ［3GR-FE、5GR-FE］ ........ 2-8 2. 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2.1 发动机控制系统概述.................... 2-10 2.2 电子燃油喷射（EFI） ................... 2-16 2.3 电控点火提前（ESA） ................... 2-17 2.4 怠速控制（ISC） ....................... 2-19 2.5 ETCS-i 控制........................... 2-20 2.6 双 VVT-i 控制......................... 2-21 2.7 冷却风扇系统.......................... 2-22 2.8 碳罐净化控制.......................... 2-23 2.9 起动保持控制.......................... 2-24 2.10 凸轮轴位置传感器（G2 信号） ........... 2-26 2.11 曲轴位置传感器（Ne 信号） ............. 2-26 2.12 加速踏板位置传感器.................... 2-27 2.13 节气门位置传感器...................... 2-29 2.14 水温传感器............................ 2-31 2.15 加热式氧传感器........................ 2-31 2.16 空燃比传感器.......................... 2-32 2.17 爆震传感器............................ 2-33 2.18 机油液位传感器........................ 2-35 2.19 用于 EVAP 的真空开关阀................ 2-36 3. 燃油（3GR-FE、5GR-FE） 3.1 燃油概述.............................. 2-37 3.2 燃油箱................................ 2-38 3.3 燃油泵、燃油滤清器.................... 2-39 3.4 引射泵................................ 2-41 3.5 燃油传感器............................ 2-41 3.6 燃油输油管............................ 2-42 3.7 喷油器................................ 2-43 3.8 活性碳罐.............................. 2-44 4. 进气（3GR-FE、5GR-FE） 4.1 进气概述.............................. 2-45 4.2 空气滤清器............................ 2-46 4.3 热线型空气流量计...................... 2-47 4.4 单阀门式电子控制节气门体.............. 2-49 4.5 ACIS （谐振控制进气系统）.............. 2-50 4.6 进气歧管气压缓冲器.................... 2-52 5. 发动机机械（3GR-FE、5GR-FE） 5.1 气缸盖配件............................ 2-53 5.2 气缸盖罩.............................. 2-54 5.3 气缸盖................................ 2-55 5.4 气缸体配件............................ 2-56 5.5 气缸体................................ 2-57 5.6 水道隔片.............................. 2-58 5.7 正时链条配件.......................... 2-59 5.8 配气机构.............................. 2-60 5.9 滚筒式摇臂............................ 2-62 第2 章 发动机2–2 5.10 气门间隙调节器........................ 2-63 5.11 VVT-i 控制器.......................... 2-65 5.12 VVT-i 用 OCV .......................... 2-67 5.13 活塞曲轴配件.......................... 2-71 5.14 活塞.................................. 2-72 5.15 附件设计.............................. 2-73 5.16 窜缸混合气体减少装置.................. 2-74 5.17 发动机支座............................ 2-75 6. 排气（3GR-FE、5GR-FE） 6.1 排气概述.............................. 2-76 6.2 排气歧管.............................. 2-77 6.3 排气管................................ 2-78 6.4 消音器................................ 2-79 7. 冷却（3GR-FE、5GR-FE） 7.1 冷却系统概述.......................... 2-80 7.2 散热器................................ 2-81 7.3 冷却风扇、风扇罩壳.................... 2-81 7.4 水泵.................................. 2-82 8. 润滑（3GR-FE、5GR-FE） 8.1 概述.................................. 2-83 8.2 机油泵................................ 2-84 8.3 机油滤清器............................ 2-85 8.4 机油喷嘴.............................. 2-86 9. 点火（3GR-FE、5GR-FE） 9.1 概述.................................. 2-87 9.2 带点火器的点火线圈.................... 2-88 9.3 火花塞................................ 2-89 10. 起动/ 充电（3GR-FE、5GR-FE） 10.1 起动机................................ 2-90 10.2 发电机................................ 2-91 10.3 充电控制系统［3GR-FE］................ 2-93 第2 章 发动机 发动机总述 2–3 1. 发动机总述 1.1 发动机概述 车辆装配了的 3GR-FE （3.0L）和 5GR-FE （2.5L）的 V 型 6 气缸汽油发动机。 和 3GR-FE、5GR-FE 发动机一样，采用了独立式电子节气门系统、双 VVT-i （智能可变气门正时机构）、电控 ACIS （谐振控 制进气系统）、长型双重排气系统，不但提高了性能和动力，还做到了低油耗和低排放。 1.2 发动机特征 ［3GR、5GR-FE］ 发动机特征列表 项目 高性能、 掅桘栒 小型、 轻量 尾气 清洁性 低噪声、 低振动 可靠性 提高 维修性 双 VVT-i （双智能正时可变气门） 滚筒式摇臂 气门间隙调节器 倾斜式挤压燃烧室 铝合金铸件型过共晶式活塞 高精度铝合金气缸体 气缸套的刺状表面加工 水道隔片 铝合金油底壳 滤芯可换式机油滤清器 附属设备支架和发动机缸体一体化 单式高强度正时链条驱动 附件类蛇形传动 带离合器的发电机滑轮 电控 ACIS （谐振控制进气系统） 塑料制气压缓冲器 单阀门式电子控制节气门系统 全纤维空气滤清器 小型插入式热线型空气流量计 与排气歧管一体化的三元催化转化器 不锈钢排气歧管 燃油无回油系统 第2 章 发动机 发动机总述 2–4 (1) 发动机特征（高性能、低油耗） ·通过采用双 VVT-I 系统，可以根据发动机在不同转速范围的工况而设定最佳的气门正时，从而实现高功率、高扭矩和低废气 排放的效果。 ·4 气门双顶置凸轮轴气缸盖采用滚筒式摇臂，使进气和排气阀的夹角缩小为 25.6 度，使燃烧室的形状更加紧凑，从而达到 更佳的S/V*。此外，通过采用长螺纹型铱金火花塞，使气缸套内的冷却水套处于最佳位置，提高了爆震门限。 ·采用倾斜式挤压燃烧室，提高了性能，降低了油耗。 ·采用薄壁铝合金铸件型进气歧管，优化进气歧管的直径、长度和管口的形状，实现发动机在全工况范围内的高扭矩和燃油经 济性。此外，将进气压力损失降到最小，以改善发动机的性能。 ·通过优化排气口和采用不锈钢制作的排气歧管，提高在发动机在中低转速时的扭矩。 ·采用电控 ACIS （谐振控制进气系统）。通过改变进气歧管长度和气压缓冲器容量，以提高在所有转速范围内的扭矩。 ·通过在发电机皮带轮上配置单向离合器，降低附件皮带的摩擦力，以改进燃油经济性。 ·气门的开闭机构采用滚筒式摇臂，活塞上涂抹新型树脂涂层，采用低张力活塞环，通过提高缸径的圆度和使用水道隔片以确 保缸壁温度均匀一致，这些措施大大降低了气门机构和往复运动部件的摩擦力。 [ 参考] * : S/V: 燃烧室表面积和体积的比例。该比例越低，冷却损失越少，燃油越能有效燃烧。 (2) 发动机特征（低废气排放） ·采用不锈钢制作（双重管）的和三元催化转化器一体化的排气歧管。催化剂放置在发动机的正下方，通过对贵金属的最佳使 用，改善了发动机起动后的废气排放性能。 4 孔式喷油器 长螺纹型铱金火花塞 TDI （丰田直接点火系统） TCCS （丰田计算机集中控制系统） 液体填充式，双量孔支座隔离体 机油液位传感器 空燃比传感器 新诊断工具 项目 高性能、 掅桘栒 小型、 轻量 尾气 清洁性 低噪声、 低振动 可靠性 提高 维修性 第2 章 发动机 发动机总述 2–5 (3) 发动机特征（轻量化、紧凑） ·采用铝合金制气缸体，实现了轻量化。 ·通过采用单皮带式驱动附件的蛇行传动系统，缩短了发动机的全长。 ·附件类所用支架与发动机一体化，减少了部件的数目，使结构更加紧凑。 ·采用薄壁铝合金铸件型进气歧管，实现了轻量化。 ·采用不锈钢制排气歧管，且气缸盖的安装部采用薄壁钢板模压制，实现了轻量化。 (4) 发动机特征（低振动、低噪声和安静性） ·采用与加强件一体化的高刚性铝合金制油底壳，改善油底壳和动力源的结合刚性，实现低振动和低噪声。 ·采用高强度、高刚性锻钢制 4 颈轴和 5 配重的曲轴，除实现了轻量化之外，配重的最佳配置，还可降低振动和噪声。 ·发动机前部支座采用液体填充式的双量孔支座隔离体，减少了振动和噪音。 (5) 发动机特征（维修性） ·采用铱金火花塞，延长了保养间隔。 ·采用了滤芯可换式机油滤清器，注重环境保护。 ·采用液压式气门间隙调节器，不再需要调整气门间隙。 第2 章 发动机 发动机总述 2–6 1.3 发动机规格 ［3GR-FE、5GR-FE］ 发动机规格 01HEG01Y 200 180 140 120 100 80 60 40 20 1 2 3 4 5 6 7×103 0 160 150 140 120 110 100 90 80 70 60 1 2 3 4 5 6 7×103 0 130 3GR-FE 5GR-FE kw kw N·m N·m 50 40 30 20 10 320 280 200 240 260 240 200 180 160 220 轴扭矩 轴扭矩 轴输出 轴输出 发动机转速（rmp） 发动机转速（rmp） 3GR-FE 5GR-FE 排气量 [L] 2.995 2.497 气缸数及其排列60°V 型 6 气缸、纵向排列← 燃烧室形状屋脊式← 配气机构双顶置凸轮轴4 气门·链条动← 缸径×冲程 [mm] 87.5 × 83.0 87.5 × 69.2 压缩比10.5 10.0 供油方式EFI ← 最大功率[kW] （rmp） 170 （6200） 145 （6200） 最大扭矩[N·m] （rmp） 300 （4400） 242 （4400） 进气气门正时 开-3 ～ 37°BTDC ← 闭71 ～ 31°ABDC ← 排气气门正时 开64 ～ 29°BBDC ← 闭0 ～ 35°ATDC ← 点火顺序1-2-3-4-5-6 ← 第2 章 发动机 发动机总述 2–7 无负荷运转速度（rpm） 650 700 默认设置点火正时（BTDC°·rpm） 10·650 10·700 使用燃料无铅高级汽油← 净重量［kg］ 171 ← 3GR-FE 5GR-FE 第2 章 发动机 发动机总述 2–8 1.4 发动机截面图 ［3GR-FE、5GR-FE］ 发动机纵截面图 01HEG02Y 第2 章 发动机 发动机总述 2–9 发动机横截面图 01HEG03Y 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–10 2. 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2.1 发动机控制系统概述 采用可以对电子燃油喷射（EFI）、电子点火提前（ESA）、智能电子节气门控制系统（ETCS-i）、智能正时可变气门控制 （VVT-i）进行高精度综合控制的 TCCS （丰田计算机综合控制系统），实现了高性能、高功率、低油耗，并且改进了尾气排放 性能。 采用 CAN 通信（控制器区域网），实现与其他 ECU 之间的数据交换。 配备了新诊断工具和失效保护功能，确保维修性和安全性。 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–11 01H552Y 机油泵压力开关 排气用凸轮轴位置传感器 用于排气 VVT-iOCV 曲轴位置传感器 带点火器的点火线圈 用于 ACIS 的旋转式 电磁阀 水温传感器 爆震传感器 电子控制节气门体 爆震传感器 用于排气 凸轮轴位置传感器 用于进气 VVT-iOCV 用于排气 VVT-iOCV 进气用凸轮轴位置传感器 喷油器 进气用凸轮轴位置传感器 擱桘泵 02 传感器 空燃比传感器 发动机控制 ECU 空气流量计 空燃比传感器 用于 EVAP 的真空开关阀 加速踏板位置传感器 02 传感器 用于进气 VVT-iOCV 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–12 发动机控制系统图 281EG53 空档起动开关电磁阀 起动机继电器 空调开关 停车灯开关 发动机控制 ECU 单向阀 连接器 车速 传感器 警告灯 点火开关 开路继电器 蓄电池 燃油泵 活性碳罐 进气温度传感器 空气流量计 节气门 控制马达 节气门位置 传感器 碳罐净化 真空电磁阀 旋转式 ACIS 电磁阀 凸轮轴位置 传感器（IN） 用于 VVT-i 的 OCV （EX） 用于 VVT-i 的 OCV （IN） 空燃比传感器 三元 催化 转化器 爆震传感器 曲轴位置传感器 喷油器 用于 VVT-i 的 OCV （EX） 凸轮轴位置 传感器（IN） 用于 VVT-i 的 OCV （EX） 02 传感器 水温 传感器 机油泵压力开关 空调电磁 离合器继电器 凸轮轴位置 传感器（EX） 凸轮轴位置 传感器（EX） 空燃比传感器 02 传感器 三元 催化 转化器 三元 催化 转化器 三元 催化 转化器 加速踏板 位置传感器 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–13 发动机控制系统结构图 01H554Y 水温传感器 进气温度传感器 节气门位置传感器 加速踏板位置传感器 曲轴位置传感器 进气用凸轮轴位置传感器× 2 平坦响应式爆震传感器× 2 起动机信号 TC 端子 周围温度传感器 空档起动开关 制动信号 点火钥匙开关* A/C 锁定传感器 车速信号 蓄电池温度传感器 蓄电池电流传感器 调节器L 端子 机油泵压力开关 发动机停机器放大器 排气用凸轮轴位置传感器× 2 转速表输出 用于进气 VVT-i 的OCV × 2 用于排气 VVT-i 的OCV × 2 电子控制节气门马达 用于碳罐净化的真空开关阀 用于 ACIS 的旋转式电磁阀 主继电器 开路继电器 仪表警告灯 02 传感器× 2 空燃比传感器× 2 A/C 电磁离合器继电器 起动机继电器 冷却风扇继电器 DLC3 空燃比传感器× 2 O2 传感器× 2 空气流量计 喷油器#1 ～ #6 点火器#1 ～ #6 A/D 转换器 EFI ECT CPU 发动机控制 ECU 额定电压 电源 通信IC CAN 通信 ·电气负荷信号 ·空调信号 ·空气囊信号 ·发动机转速 ·冷却液温度数据 ·燃油喷射量 *：装备有 3GR-FE 发动机的车型的信号来自点火开关。 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–14 控制列表 [ 参考] *1 : 仅限于配备 3GR-FE 发动机的车辆 *2 : 发动机控制 ECU 使用 CAN 进行信号传输，不能采用旧款的扫描工具 S2000 读取故障信号数据进行故障诊断。 名称功能 电子燃油喷射（EFI） 根据发动机工况计算的基本喷射时间，加上基于各个传感器信号产生的校正量，进行最佳的 燃油喷射。 电控点火提前（ESA） 根据发动机工况计算的基本点火正时，加上基于各个传感器信号产生的校正量，实施最佳的 点火正时。 爆震判断控制（KCS） 根据爆震传感器的信号，检测有无发生爆震。 ECT 换档时的扭矩控制延迟自动变速器换档时的点火正时，以减少换档时的震动。 智能电子节气门控制系统 （ETCS-i） 根据发动机工况计算的节气门开度，加上基于各个传感器信号产生的校正量，将节气门开度 调至最佳。 VSC 控制 （装配有 VSC 的车辆） 控制 VSC 运行时的节气门开度。 最高车速控制当车速达到240km/h 时，节气门关闭，抑制车速的提高。 怠速控制（ISC） 根据发动机冷却液温度，控制快速怠速时的转速以及发动机暖机后 的怠速转速。也能根据燃油喷射量和节气门开度控制怠速时的转 速。 双 VVT-i 控制根据发动机工况控制最佳的进气和排气气门正时。 ACIS （谐振控制进气系统） 控制 根据发动机工况匹配进气歧管的有效吸气管长，分 2 级切换。 电控冷却风扇控制根据冷却液温度和发动机工况，将 2 个冷却风扇马达的转速分 2 级切换。 燃油泵控制 根据起动机信号和发动机转速信号，进行燃油泵的开 / 闭控制。 根据空气囊 ECU 的信号， 停止燃油泵的工作。 发电机充电控制*1 根据发动机的工况控制发电机的发电电压，通过降低发电负荷，降低油耗。 起动保持控制 该控制启动后，在发动机起动前能一直保持向起动机通电，可防止在发动机完全起动前，驾 驶员不小心将点火开关转到 OFF 时所造成的发动机起动失败。 空燃比传感器加热器控制根据冷却液温度和发动机工况，控制空燃比传感器加热器的开 / 闭。 O2 传感器加热器控制根据冷却液温度和发动机工况，控制 O2 传感器加热器的开 / 闭。 碳罐净化控制根据发动机工况，调节活性碳罐净化气流的流量。 空调控制 怠速提升控制后，空调器的电磁离合器进行开闭，以控制发动机怠速时的转速变化。车辆加 速时，暂时断开空调器的电磁离合器。 CAN 通信采用在一根通信线上可大量互相传输信号的通信 IC，与其他的 ECU 进行信号传输。 新诊断工具*2 使用诊断工具，能够读取符合 SAE 标准的诊断故障代码数据，并可进行正确和详细地故障诊 断。 失效保护 当各个传感器信号发生异常时，利用发动机控制 ECU 内的标准值进行判断，是否继续控制或 者停止发动机的运转。 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–15 传感器列表 执行器列表 名称功能和构造EFI ESA ISC VVT-i 空气流量计使用热线，检测进入缸内的空气流量。 进气温度传感器检测进气温度。 凸轮轴位置传感器气缸的识别。 曲轴位置传感器检测曲轴角度。 加速踏板位置传感器安装在加速踏板上，检测加速踏板的开度。 节气门位置传感器检测节气门的开度。 空燃比传感器检测废气中的含氧浓度。 水温传感器检测发动机冷却液温度。 O2 传感器检测废气中的含氧浓度。 点火器传送点火确认信号。 起动机信号发动机起动时，以信号形式传送起动机电压。 空档起动开关检测自动变速器的P 档、N 档、D 档位置。 爆震传感器 通过将压电元件上的压力转换为电压信号，检测发动机的爆 震状态。 车速信号检测车辆速度。 名称功能和构造 主继电器给 EFI、ESA 等系统供应主电源。 开路继电器给燃油泵系统供应电源。 喷油器在最佳正时时喷射最适量的燃油。 空燃比传感器加热器在发动机冷机时，对空燃比传感器加热，促进反馈控制。 O2 传感器加热器在发动机冷机时，对O2 传感器加热，促进反馈控制。 点火器在最佳正时，控制点火线圈电流的开/ 闭。 电子控制节气门马达根据行驶条件控制节气门的开度。 进气 VVT-i 用 OCV 将进气凸轮轴相位控制到最佳气门正时。 排气 VVT-i 用 OCV 将排气凸轮轴相位控制到最佳气门正时。 用于 ACIS 的旋转式电磁阀根据行驶条件开启/ 关闭 ACIS 阀。 用于 EVAP 的真空开关阀碳罐净化量的增减调节。 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–16 2.2 电子燃油喷射（EFI） 采用空气流量计测量进气量，对燃油喷射量进行控制。 发动机控制 ECU 根据各个传感器获得的信号，控制燃油喷射量和喷射正时来适应发动机转速和发动机负荷，以实现最佳燃烧状 态。 (1) 燃油切断 ·瞬间停止燃油喷射，以保护发动机和提高燃油经济性。 燃油切断 减速时燃油切断的回复转速 高速运转时燃油切断的转速 减速时的燃油切断 减速过程中（ECU 探测到气节门关闭），发动机转速超过规定值时，切 断喷油器的驱动信号，停止燃油喷射，以防止由于不点火造成的催化 剂过热，并提高燃油经济性。冷却液温度较低时，燃油切断和回复速 度都较高。 发动机转速过高时的燃油切断发动机转速超过规定值时，停止喷射燃油以防止转速过高。 N 档换至 D 档时的燃油切断 如果发动机转速超过规定值，换档时停止燃油喷射，可达到换档减震 和保护自动变速器的效果。 3GR-FE 5GR-FE 锁止控制作动时[rpm] 700 以上← 锁止控制不作动时[rpm] 1200 以上← 3GR-FE 5GR-FE 转速[rpm] 6500 以上6700 以上 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–17 2.3 电控点火提前（ESA） 根据从各个传感器获得的信号，选择最佳的点火正时，向点火器传送点火信号（IGt）。点火正时可用以下公式表示。点火正时 的默认设置为上止点前 5°。 点火正时的计算 [ 参考] 点火正时＝ A. 默认点火正时　或　B. 基本正时提前 ＋ C. 正时提前校正 (1) 爆震控制系统 ·检测到爆震时，根据爆震的强度，按照一定角度逐次延迟点火正时，直到爆震停止。 ·爆震消失后，按一定角度逐次提前点火正时。如果再次出现发动机爆震，则再次延迟点火正时。 (2) 最大、最小正时提前特性 ·如果点火正时异常提前或延迟，将会对发动机造成损害，因此，最大和最小提前角是固定的。 最大、最小正时提前角 A. 固定正时提前特性 发动机起动期间，点火正时固定在上止点前 5°。如果短接维修端子且气节门关闭时，点 火正时固定在上止点前10°。 B. 基本正时提前特性以传感器信号为基础，从图（Map）中选择最佳点火正时。 C. 正时提前校正特性根据各传感器获得的信号判断发动机的状态，进行适当的正时提前或延时。 C-1 暖机正时提前特性冷却液温度较低时，根据行驶条件进行点火正时提前，提高驾驶性能。 C-2 怠速稳定性正时提前特性怠速转速降低时，点火正时提前以稳定怠速转速。反之，如果转速过高则正时延时。 C-3 瞬间校正正时延迟冷却液温度高于 60 ℃，突然加速时，通过点火正时延时，防止发动机爆震。 C-4 加速正时延时加速过程中进行临时点火正时延时，以提高驾驶操纵性。 C-5 爆震校正正时延时爆震发生时，根据接收到的爆震传感器信号，校正点火正时。 01H004Y 延迟 提前 发生爆震 无爆震 爆震反馈控制循环 最大提前角（BTDC） 48° 最小提前角（ATDC） -16° 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–18 (3) 点火正时的计算 ·以Ne·G2 信号、空气流量计信号、加速踏板开度信号、水温信号为基础，发动机控制 ECU 根据行驶状态计算出最佳点火正 时，向带点火器的点火线圈发送点火信号。 01H034Y VVT-i 变量范围 右列 G2 信号 Ne 信号 曲轴角度 [°] 气缸识别间隔气缸识别间隔 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #1 0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 点火位置 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–19 2.4 怠速控制（ISC） 根据发动机冷却液温度，控制快速怠速时的转速以及发动机暖机后的怠速转速。也能根据燃油喷射量和节气门开度控制怠速转 速。 怠速控制 目标转速 起动时控制发动机起动时，打开节气门增加进气量，提高发动机的起动性能。 预测控制 当系统检测到下述信号时，通过控制节气门的开度，抑制转速的波动。 ·预测到怠速转速变化时。 ·电气负荷发生变化时。 ·切换空调开关的开/ 闭时。 ·换档时。（N → D，D → N） 减速时控制 减速时，通过打开气节门增加空气流量，从而降低进气歧管内的压力，能降低进入燃烧室的机油消 费量，同时可防止由于发动机转速的突然降低而导致的发动机失速，提高驾驶操作性。 起动时控制 测定一段时间内发动机的转速，如果实际转速和目标转速存在差异，通过控制节气门开度，将怠速 转速调节到目标转速。 3GR-FE 5GR-FE 无负荷转速[rpm] 650 700 有电气负荷时[rpm] 650 700 空调打开时[rpm] 低负荷时650 700 高负荷时800 ← 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–20 2.5 ETCS-i 控制 通过发动机控制 ECU 的集中控制，将发动机的动力输出根据加速踏板的开度调整为最佳状态，实现发动机全工况下的良好操控 性能，并提高车辆的稳定性。 将常规的节气门开度控制（非线形控制），怠速速度控制（ISC）、牵引力控制（带 VSC）*1 以及巡航控制*2，通过单阀门式 电子控制节气门体进行控制。 通过传动系和综合控制，实现良好的操纵性能和舒适性的同时，与 ECT 和 VSC 系统的协作控制，确保车辆的稳定性。 控制 ETCS-i 和 EFI 的两个 CPU （中央处理器）互相监控，确保系统的可靠性。 采用双系统，即使车辆出现故障，也能继续行驶，确保了车辆的可靠性。 [ 参考] *1 : 仅限于配置 VSC 的车辆 *2 : 仅限于配置 VSC 的车辆 01H016Y 灯光控制开关 空调控制 ECU 发动机控制 防滑控制ECU 网关 ECU 发动机控制 ECU ETCS 保险丝 蓄电池 1 阀式电子控制节气门体 节气门马达 节气门位置传感器 1 节气门位置传感器 2 加速踏板位置传感器 1 加速踏板位置传感器 2 M+ VTA1 VTA2 VPA1 VPA2 E2 VC BEAN 通信 CAN 通信 副CPU 主CPU 节气门控 巡航控*2 ECT 控制 M- +BM 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–21 ETCS-i 控制列表 [ 参考] * : 仅限于配置 VSC 的车辆 加速踏板位置和节气门开度的关系 2.6 双 VVT-i 控制 发动机采用凸轮轴相位连续可变的 VVT-i （智能正时可变气门控制系统）系统，根据行驶状况调节进气和排气气门的正时，不 但降低了油耗和废气排放，还提高了动力输出。 非线形控制 正常模式非线形控制，易于驾驶，实现卓越的驾驶性能。 雪地模式 非线形控制，使车辆在雪地或易滑路面行驶时，能实现良好的节气门控制。雪地 模式开关打开时，或防滑控制 ECU 自动判断时切换。 ECT ＋ EFI ＋ ETCS-I 综合控制 （换档减震控制） ECT 变速时，通过控制节气门开度，减少升档·降档时的换档震动，以及缩短换 档时间。 最高车速控制当车速达到240km/h 时，节气门关闭，抑制车速的提高。 TRC （VSC）＋ ETCS-i 协作控制* TRC 和 VSC 启动时，通过与防滑控制 ECU 的数据交换，提高车辆的稳定性。 怠速控制 根据发动机冷却液温度，控制快速怠速时的转速以及发动机暖机后的怠速转速。 也能根据燃油喷射量和节气门开度控制怠速转速。 01H017Y 100% 100% 节 气 门 开 度 加速踏板开度 正常模式 雪地模式 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–22 2.7 冷却风扇系统 根据冷却液温度和空调工况，将 2 个冷却风扇马达的转速分 2 级切换。 发动机控制 ECU 采用了直接控制继电器接通和断开的系统。 将 2 个风扇马达按 Lo 时直列（6V），Hi 时并列（12V）方式连接。 冷却风扇马达运行列表 01H522Y +B IG +B 1 号继电器3 号继电器 2 号风扇马达 2 号继电器 FAN Lo 信号 FAN Hi 信号 发动机控制 ECU 水温 空调条件 风扇的状态 开关制冷剂压力 低ON （开启） 高Hi 低ON （开启） 低Lo 低OFF （关闭） 低OFF （关闭） 高ON （开启） 低Hi 高OFF （关闭） 低Hi 高ON （开启） 高Hi 第2 章 发动机 发动机控制系统（3GR-FE、5GR-FE） 2–23 2.8 碳罐净化控制 设定单系统清洗流通道，根据发动机工况，对从活性碳罐流动至净化口的燃油蒸发气体，进行控制。活性碳罐上吸附的燃油蒸 发气被吸入发动机内，抑制燃油蒸发气的排放。 净化口设置于节气门的下游，依照行驶状况使燃油蒸发气进入进气歧管。向排污管中途设置的 VSV 施加电流，将排污量控制在 最佳状态。 01H014Y 进气 气压缓冲器 净化管用于 碳罐净化的 真空开关阀 占空比信号 发动机控制 ECU 活性碳罐 从燃油箱