丰田锐志轿车3GR-FE发动机电源系电路由DENSO电装的SC交流发电机 （带G型单片式集成电路电压调节器）、 发动机ECU、 网关ECU、 电流传感器、 蓄电池温度传感器和组合仪表等组成， 论述其工作原理。

The circuit of power system for 3GR-FE engine on TOYOTA REIZ is comprised of the DENSO SC

alternator with G -type voltage regulator, engine ECU, gateway ECU, current sensor, battery temperature sensor andcombination instruments. The author introduces its working principle.

1 丰田锐志轿车3GR-FE发动机电源系电路

丰田DNA REIZ锐志于2005年10月在国内上市，具有V型6缸双VVT-i （Variable ValveTiming， 智能可变气门正时系统） 发动机、 手自一体式6档自动变速器。 其主力级别车型具有大型车顶照明系统、 HID （ High IntensityDischarge， 高 压 气 体 放 电 灯 ） 氙 气 前 照 灯（自动水平调节及前照灯清洗装置）、驾驶席膝部SRS空气囊、 定速巡航控制系统等多种先进电气系统作为标准配置，其配置的3GR-FE发动机的电源电路也是当今技术最先进的电路之一， 如图1所示。

1.1 组成

该电源电路由蓄电池、 DENSO电装的SC整体式交流发电机（带G型单片式集成电路电压调节器）、发动机ECU、 网关ECU、 电流传感器、蓄电池温度传感器、组合仪表、点火开关、空调ECU等组成 ， 使用了多路通信和计算机控制等新技术。

值得注意的是，文章中所述的丰田锐志轿车3GR-FE发动机电源系电路， 是根据丰田汽车公司的TOYOTA REIZ电路图简化的， 去除了一些插接器， 保留了所有的其它元件 。具体丰田锐志轿车的系列不同， 电路可能会有所不同。

1.2 功能及原理

1） SC整体式交流发电机的作用是汽车运行时给所有用电设备供电， 同时给蓄电池充电。 发动机ECU的作用是根据汽车工作状态和电流传感器、 蓄电池温度传感器信号调节发电机的输出电压。 同时通过网关ECU和组合仪表控制充电指示灯的亮暗变化。 网关ECU的作用是在高速动力控制网 （CAN网） 和低速丰田车身局域网 （BEAN网） 这两种不同总线系统上的控制单元ECU之间进行信息交换和通信， 实现汽车数据的同步性和共享。

2） 电流传感器和蓄电池温度传感器安装在蓄电池旁 （图1中为避免电路图线条交叉、 保持图面清晰， 没有画在蓄电池旁边）。 电流传感器的电感线圈环绕在蓄电池正极电源线上， 通过电磁感应将蓄电池电流大小的信号传给发动机ECU； 蓄电池温度传感器紧贴着蓄电池外壳， 通过其半导体负温度系数的可变电阻， 将蓄电池温度大小的信号传给发动机ECU。

3） 空调ECU、 车身ECU和前照灯ECU等串联连接在丰田车身局域网(BEAN网) 上 （与电源电路没有直接关系的ECU在图1中没有画出）， 通过网关与其它ECU实现汽车数据的同步性和共享。 发动机ECU在对电源电压进行控制的同时， 通过网关和丰田车身局域网将信号传给空调ECU， 实现对空调系统的同时控制。

4） 组合仪表连接2个电源。 来自蓄电池的电源

提供给组合仪表的时钟和仪表ECU中存储器的记忆电源；来自IG2继电器的电源给组合仪表提供工作电源。当点火开关断开后，组合仪表停止工作，但时钟的工作和仪表ECU的储存信息仍能正常保持 。组合仪表（带仪表ECU） 里面的充电指示灯通过亮暗和闪烁起到指示、报警作用。

2 SC整体式交流发电机的组成及原理

丰田锐志轿车3GR-FE发动机使用DENSO （电装）的SC整体式交流发电机由SC （矩形截面） 交流发电机、 G型单片式集成电路电压调节器（丰田REIZ-GRX121.122锐志使用GC1M 或GC2M的G型多功能集成电路电压调节器，发电机的定子（电枢）绕组具有两组独立的三相线圈和整流器， 这两组三相线圈的电相位角相差 30° ，可减小定子磁性的变动， 大幅度降低发电机所发出的噪声和输出电压的脉动， 同时提高发电机输出功率。

电枢绕组的线圈使用矩形截面后， 使线圈与铁心的线接触变成面接触， 如图2所示， 增大了线圈与铁心的接触面积， 提高了散热效果。 同时增大了图2 SC发电机电枢（分段焊接矩形截面）线圈连接导线的横截面积， 减小了导线的长度和电阻， 从而减小了发电机的体积、 质量， 并大大增大了发电机的输出功率。

2.1 内部G型电压调节器

SC交流发电机内部的G型电压调节器 （参见图1） 的场效应管T1用于控制发电机励磁绕组的电流，从而控制发电机输出电压； 场效应管T2用于产生控制组合仪表充电指示灯的信号， 当电源系电路工作时起指示和报警作用 （实际上， 场效应管T2也可直接用于控制充电指示灯的亮暗，当电源系电路工作时起指示和报警作用）；三极管T3用于向发动机ECU提供一个励磁绕组导通率的信号，即发电机负荷信号；二极管D1用于吸收励磁绕组电流被切断瞬间的自感电动势，保护场效应管T1。

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