Modul Engine Management System

3. EMS
( Engine Management System )
Deskripsi
Engine Management System suatu sistem yang meliputi fungsi –
fungsi dari EFI, ESA, ISC, VVT-i, Fuel pump control, Cooling fan
control, Oxygen sensor control, Air conditioning control, Fail
safe dan Diagnosis guna mengontrol kemampuan kerja mesin.

4. Sensor
Sensor
Sensor
ECU mesin
Actuator
Actuator
Actuator
ECU mesin
EFI ESA ISC
Diagnosis
Fail-safe
& backup
Fungsi lain
Fungsi lain
EMS
( Engine Management System )

5. Sejarah EMS/ TCCS
1979 Pertama kali EFI digunakan dengan sistem
analog pada mesin 4M-E
1981 EFI dilengkapi dengan Dignosis
1983 EMS ( TCCS ) mulai digunakan pada beberapa
kendaraan Toyota

6. Layout Komponen

7. Layout Componen ( Avanza )

8. Layout Componen ( Avanza )

9. Sensor ECU Actuator

10. Sistem komunikasi ( MPX )

11. Engine Control
K o m p o n e n
S F I ( Squential Multi
Fuel Injection )
ESA ( Electronic Spark
Advance )
Fungsi
Mengatur fungsi kerja basic pada sistem EFI, baik pada type “ D “ maupun type “ L “. Dimana pengaturan
injeksi bahan bakarnya secara berurutan
Timing pengapian ditentukan oleh ECU mesin berdasarkan sinyal dari berbagai sensor. ECU mesin
membetulkan timing pengapian sebagai respon terhadap knocking mesin. Sistem ini memilih timing
pengapian yang optimal sesuai dengan sinyal yang ditrima dari sensor dan mengirim sinyal pengapian
(IGT) ke igniter.
Mengontrol secara optimal bukaan katup throttle sesuai dengan jumlah
injakan pedal akselerator dan kondisi mesin maupun kendaraan
Mengatur pengoperasian camshaft intake untuk memastikan valve timing yang optimal sesuai dengan
kondisi operasi mesin
Type stepper jenis motor menggunakan katup kontrol kecepatan mengontrol fast idle dan kecepatan idle.
ETCS-i ( Electronic
Throtlle Control
Sistem-intelegent )
VVT-i ( Variable Valve
Timing Intelegent )
ISC ( Idle Speed
Control )
Fuel Pump Control Kerja pompa bahan bakar dikendalikan oleh sinyal dari ECM
Cooling Fan Control
Heated Oxygen Sensor
Heater Control
Kerja kipas pendingin dikontrol oleh sinyal dari E CM didasarkan pada sinyal sensor suhu air pendingin
mesin.
Menjaga suhu sensor oksigen pada tingkat yang sesuai untuk meningkatkan akurasi deteksi konsentrasi
oksigen dalam gas buang
Air Conditioning Cut
Off Control
Diagnosis
Dengan menghidupkan atau mematikan kompresor air conditioner sesuai
dengan kondisi mesin, kemudahan pengendaraan dapat terpelihara.
Ketika main body E CU mendeteksi malfungsi, E CU mesin mendiagnosis dan
mencatat bagian yang gagal

12. SFI (Squantial Fuel Injection)

13. SFI (Squantial Fuel Injection)
Tipe – Tipe EFI

14. Sistem B a h a n Bakar
SFI (Squantial Fuel Injection)

15. Injeksi B a h a n Bakar )

16. ESA ( Electronic S p a r k Advance )

17. ESA ( Electronic S p a r k Advance )
IDL
Throttle position sensor
Meteran aliran udara
VG
PIM
KNK
G
IGT
IGF
THW
NE OX1A
Sensor oksigen
No.1
Water
temperature sensor
sensor posisi camshaft
Knocking Sensor
Ignition coil
with igniter
Sensor Manifold
pressure
Sensor posisi camshaft
ECU

18. ESA ( Electronic S p a r k Advance )
ECU
Constant
voltage
circuit
Micro-
processor
G
NE
IGT
+B
Drive
circuit
Sinyal IGF
generation
circuit
Spark plug
IGF
ECU
IGT1
IGT3
IGT4
IGT2
IGF
DIS (Direct Ignition System)
No.1 cylinder
No.3 cylinder
No.4 cylinder
No.2 cylinder
Ignition coil with igniter Ignition order
IGT1
IGT3
IGT4
IGT2
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
IGF
Ignition coil dengan igniter

19. ESA ( Electronic S p a r k Advance )
At starting
After starting
sudut waktu pengapian dasar
Corrective ignition advance angle
waktu pengapian aktual
Ignition
timing
control
Starting ignition control sudut waktu pengapian awal
sudut waktu pengapian awal
sudut waktu pengapian dasar
Corrective
ignition
advance
control
Warm-up correction
Over-temperature correction
Stable idling correction
Knocking correction
Other correction
Maximum and minimum advance
angle control
After-start ignition
control
sudut waktu pengapian awal

20. ETCS-i
( Electronic Throttle Cable – intelegent )
ETCS-i digunakan, menghasilkan kontrol throttle yang baik pada semua range
operasi.
Kabel akselerator sudah tidak digunakan lagi, dan digantikan dengan sensor
posisi pedal akselerator pada
pedal akselerator.
Pada throttle body konvensional, sudut buka throttle valve ditentukan secara
beragam dengan
menghitung upaya pedal akselerator. Sebaliknya ETCS-i menggunakan ECU
mesin untuk menghitung
sudut buka throttle yang optimal yang sesuai untuk masing--masing kondisi
pengendaraan dan
menggunakan motor kontrol throttle untuk sudut buka.
ETCS-i mengontrol sistem ISC (Idle Speed Control).
Dalam hal kondisi abnormal, sistem ini mentransfer ke mode fail-safe

21. ETCS-i
( Electronic Throttle Cable – intelegent )

22. ETCS-i
( Electronic Throttle Cable – intelegent )

23. ETCS-i
( Electronic Throttle Cable – intelegent )
ECU mesin menggerakkan motor kontrol throttle
dengan menentukan target sudut buka throttle
Sesuai dengan masing--masing kondisi operasi.
Kontrol Throttle Normal (Kontrol Non-linear)
Kontrol Putaran Idle

24. ETCS-i
( Electronic Throttle Cable – intelegent )

25. VVT-i
( Variable Valve Timing intelegent )
Deskripsi
Secara umum, valve timing itu tetap ( fixed ), tetapi sistem VVT-
i menggunakan tekanan hidraulik untuk menggeser rotasi
intake camshaft dan mem-variasi-kan valve timing.

26. Deskripsi
Sistem ini mengontrol valve timing dengan menggeser rotasi
intake camshaft dalam kisaran 40° dari sudut crankshaft
untuk mendapatkan valve timing yang optimal sesuai dengan
kondisi mesin berdasarkan sinyal dari sensor.
VVT-i
( Variable Valve Timing intelegent
)

27. VVT-i
( Variable Valve Timing intelegent )

28. Konstruksi
Camshaft timing oil control valve
VVT-i
( Variable Valve Timing intelegent
)

29. VVT-i
( Variable Valve Timing intelegent )
Cara Kerja
Maju ( Advance )

30. VVT-i
( Variable Valve Timing intelegent )
Cara Kerja
Mundur ( Retard )

31. VVT-i
( Variable Valve Timing intelegent )
Cara Kerja
Tahan ( Hold )

32. Dual VVT-i
Deskripsi
VVT-i diadopsi untuk camshaft intake dan exhaust

33. ISC ( Idle Speed Control )

34. ISC ( Idle Speed Control )

35. ISC ( Idle Speed Control )

36. ISC ( Idle Speed Control )

37. Fuel P u m p Control
Kontrol P o m p a B a h a n b a k a r
1. Kontrol pompa bahan
bakar

38. Kontrol P o m p a B a h a n b a k a r
2. Kontrol pompa bahan
bakar :
1) Dengan pengatur
kecepatan
Fuel P u m p Control

39. 3. Sistem shut-off
pompa bahan bakar :
1) Saat airbag
mengembang
3. Sistem shut-off pompa bahan
bakar :
1) Saat kendaraan menabrak
atau terguling
Fuel P u m p Control
Kontrol P o m p a B a h a n b a k a r

40. Cooling F a n Control

41. Cooling F a n Control

42. H e a t e d Oxygen S e n s o r
H e a t e r Control
(1/1)
Lapisan
pelindung
udara ambien
Exhaust gas
Flange
Platinum
Zirconia element
Platinum
rasio udara-bahan bakar
o
l
ta
e
g
(V
~
1 teoritikal
v
t
u
tp
u
O
0
Tak ada udara
ke dalam gas
buangan
Lebih
kaya
Lebih
kurus
Bnyak udara
ke dalam gas
buangan
rasio udara-bahan bakar
sensor
oksigen
OX
E1
ECU
0.45V 5V
R

43. H e a t e d Oxygen S e n s o r
H e a t e r Control

44. H e a t e d Oxygen S e n s o r
H e a t e r Control
e
s
n
o
(V)
4.2
ta
a
d
r
s
/F
A
2.2
11 14.7 19
rasio udara-bahan bakar
Output characteristics
(V)
1
0.1
s
e
O n
s
x o
y r
g o
e u
n tp
u
t
sensor rasio udara-bahan
bakar
sensor
oksigen
sensor
rasio
udara-
bahan
AF
bakar
AF
3.3V
3.0V
ECU mesin
High
(rich)
OX sensor
output
Rendah
akselerasi
keras
deselerasi
keras
(sedikit)
Tinggi
(sedikit)
A/F sensor
data
Lebih
rendah
(kaya)

45. Sistem Control AC
relay
kopeling
magnet
A/C
SW
A/C amplifier
ECU mesin
A/C
kopeling
magnet
Berbagai
sensor
Berbagai
sensor
relay
kopeling
magnet
kopeling
magnet
Berbagai sensor
A/C
SW
Berbagai
sensor
ACMG
+B
ACT
ECU mesin
A/C
A/C control
assembly

46. Diagnosis
Sensors
MIL
(Malfunction Indicator Lamp)
Diagnosis
circuit
ECU
DLC3
SIL Hand-held tester

47. Diagnosis
(V)
5
4
3
2
1
0 -50
-58
0 50 100
212
150
302
T
H
v
W
o
l
at
g
e
32 122
Temperatur pendingin
Jangkauan normal untuk for sistem
diagnostik
Jangkauan Abnormal
Jangkauan normal untuk mesin
THW
Contoh: DTC kondisi monitoring untuk sensor oksigen
Kecepatan
mesin
40 km/h
(24 mph)
IG SW OFF
Idling
100 detik
atau lebih
20 detik
atau lebih
20 detik
atau lebih
30 detik
20 detik
atau lebih
20 detik
atau lebih
20 detik
atau lebih
( C)
( F)

48. Diagnosis

49. Misal : Malfungsi rangakaian suhu air
Normal Model
Level Deteksi
Mendeteksi ketika rangkaian
terbuka atau pendek terjadi
terus menerus selama 500 ms
dalam rangkaian THW
Cek Mode
Detection level
Mendeteksi ketika rangkaian terbuka atau
pendek terjadi untuk bahkan 50 ms
dalam rangkaian THW.
Voltase baterai diberikan tiap saat
EFI
fuse
Ignition
switch
Baterai
Relay
utama
ECU
BATT
+B1
+B
E1
Diagnosis

50. Diagnosa
sinyal
Fungsi fail-safe
Rangkaian dengan sinyal
abnormal
Rangkaian sinyal konfirmasi
ignition
Rangkaian sinyal sensor Manifold
pressure
Rangkaian sinyal meteran aliran
udara
Rangkaian sinyal sensor posisi
Throttle
Rangkaian sinyal sensor suhu air
Rangkaian sinyal sensor
Intake air temperature
Rangkaian sinyal sensor ketukan
IGF
PIM
VG
VTA
THA
KNK
Injeksi bahan bakar dihentikan
Durasi injeksi bahan bakar dan ignition timing
dipasang atau disirkulasikan oleh VTA bukaan
throttle dan kecepatan mesin.
Kontrol pada nilai standar.
(sudut bukaan nilai : 0 atau 25 )
Kontrol pada nilai standar
Sudut mundur koreksi dipasang pada nilai
maksimum
Durasi injeksi bahan bakar dan ignition timing
dipasang atau disirkulasikan oleh VTA bukaan
throttle dan kecepatan mesin.
• Fungsi fail-safe
Nama
THW
(Suhu pendingin : 80 )
Kontrol pada nilai standar
(Intake air temperature : 20 )

51. STA
ON
OFF
IDL
ON
OFF
Durasi injeksi bahan bakar
20.0 ms
3.5 ms
6.0 ms
Waktu ignition
BTDC 71/4CA
(Nilai berbeda menurut model.)
Diagnosa
• Fungsi Back Up

52. Diagnosa
OFF
ON
400 rpm
Hysteresis
200 rpm
1 2
MIL ( Mulfuntion Indicator Lamp )
Siklus
menge
#m
1 udi #2 #3 #4 #5 #6
Gagal
1st fault
MIL
ON
5 detik
Kembali ke
normal
OFF
OFF
ON
MIL
(untuk CARB
OBDII and EURO
OBD)
After 3 driving cycles

53. (1/1)
1
Siklus
mengemudi
1st fault
Gagal
MIL
#1
ON
DTC
memory
Freeze
frame data
2
Siklus
mengemudi
#1 #2
2nd
fault
1st fault
Gagal
MIL
DTC
memory
Freeze
frame data
ON
1. Deteksi satu siklus
berkendara MIL-ON
2. Deteksi dua siklus
berkendara MIL-ON
Diagnosa