第3章 电控发动机原理与检修

同。电脑则以此点为记数基准点。
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第二节 微机控制点火系统

第三步:开始累计记数 以1缸压缩上止点时刻72°为基准，微机开始累计42个1° 信号后截止初级点火线圈的大功率晶体管，此时恰好为点火 提前角30°。
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第二节 微机控制点火系统

第四步:多缸点火 以上说的只是1个缸的点火，下面假设发动机是4缸(点火顺 序:1-3-4-2，点火间隔角180° )，在1缸压缩上止点前72°信 号出现，距3缸压缩上止点为180° + 72° = 252°。若点火
冷却水温在50℃以下、车速不大于8 km/h、发动机转速在1
200 r/min以上时，点火提前角几乎保持在上止点前10°。其 目的是推迟点火，加速发动机及催化反应器达到正常工作温
度。
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第三节 点火提前角的确定

3.启动时点火提前角的控制 发动机启动时，即微机进入启动时点火提前角的控制模式， 如图3 -9所示。从图中看出，当水温在0℃时启动时，其点火 提前角均为16°。而当水温在0℃以下时，根据冷却水温适当


动态的实际点火提前角由微机控制，从而使发动机在各种工
况都可最佳地调整点火时刻，而不影响其他范围的点火调整。

(2)修正点火角中最主要的是爆振修正。一旦爆振，电脑推
迟点火角，它保证在各种工况下将点火提前到发动机刚好不至
于产生爆振的范围。
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第二节 微机控制点火系统


一、点火时刻控制
下面以大众车型的例子说明点火时刻控制。如图3-2所示为 点火时刻控制图。电脑的作步骤如下:

图3 -4所示为横轴发动机转速以400 r/min单位，纵轴负荷
以喷油脉宽0. 25 ms为单位当发动机转速为1 800~2 200 r/min, 喷油脉宽为1. 50 ms时，基本点火为A。实际应用时要如图3-5
所示那样进行编码
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第三节 点火提前角的确定

如图3 -5所示为存于存储器中的点火提前角数据。它有两 个轴，分别代表发动机转速和负荷。例如当从转速和负荷传 感器接收到的数字信号是3和2时，从其交点可读出30代表在 此工况下的最佳基本点火提前角为30°。但是基本点火提前
第二节 微机控制点火系统

需要说明的是丰田车系，累计记数基准点信号出现时距离1 缸压缩上止点10 ° ，实际点火角都比10 °大，此时点火来 不及了。在应用时，实际压缩上止点前10 °开始输入的压缩 上止信号并不直接为本缸应用，它是为下一工作缸的点火做
准备。假设为6缸机，做功间隔角为120 ° ，此信号出现时，

记数基准点信号的具体产生方法见本章具体车型记数基准
点信号产生方法。 转速信号是电脑产生1°信号的必备信号，没有转速信号点

火和喷油则不能进行。1°信号的具体产生见本章具体车型的
1°信号产生方法。
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第二节 微机控制点火系统

大众汽车发动机电脑通过凸轮轴信号轮上的标记点信号确 定1缸活塞到达压缩上止点前72°,即在压缩行程活塞上行时， 曲轴再转72°到达压缩上止点。这里72°是大众车系的使用 值，不同车设计的1缸压缩上止点前标记距离上止点的度数不
火提前角;

(2)当发动机转速在400 r/min以下时; (3)当TDCL端头短路或节气门位置传感器怠速触点闭合时，
或当车速在2 km/h以下时;

(4)当发动机ECU内后备系统开始工作时。
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第三节 点火提前角的确定

2.基本点火提前角 基本点火提前角储存在微机的存储器ROM中。它分为怠速 的基本点火提前角和平常行驶时的基本点火提前角两种。 怠速的基本点火提前角，是指节气门位置传感器的怠速触
第二节 微机控制点火系统

以下是常见车系的累计记数基准点，即信号出现时距离1缸 压缩上止点度数: 大众车系:累计记数基准点信号出现时距离1缸压缩上止点 72°。


尼桑车系:累计记数基准点信号出现时距离1缸压缩上止点
70°。 丰田车系:累计记数基准点信号出现时距离1缸压缩上止点

10°。
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第三节 点火提前角的确定

一、日产汽车ECCS系统的点火提前角确 定方法
日产汽车ECCS系统依据发动机工况不同，对点火提前角

采用控制方法如下:

1.平常行驶时点火提前角的控制 当微机接收到节气门位置传感器的怠速触点断开的信号时，
即进入平常行驶时点火提前角的控制模式。其实际点火提前
角为:

实际点火提前角=基本点火提前角×水温修正系数
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第二节 微机控制点火系统

第一步:确定点火提前角 在某种运转状态下，电脑综合发动机转速信号(决定离心点 火提前角)、发动机负荷信号(决定真空点火提前角)，从存储 器中选出最适当的点火提前角，这个点火提前角称为基本点
火提前角。这个基本点火提前角经其他如发动机水温、节气
门怠速开关状态、氧传感器的反馈信号、外加负荷如空调介 入、动力转向介入、挂挡介入、用电器负荷介入等修正信号
地增加点火提前角。

当启动转速低于100 r/min时，为防止点火后发动机反转， 点火提前应根据启动转速的下降而适当降低点火提前角。
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第三节 点火提前角的确定

二、丰田汽车TCCS系统的点火提前角确 定方法
丰田汽车TCCS系统依据下列因素对点火提前角进行控制。

其计算公式为:

实际点火提前角=原始设定点火提前角+基本点火提前角+ 修正点火提前角
况的传感器;处理信号、发出指令的微处理机;响应微机发出 指令的点火器、点火线圈等。
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第一节 概述

该点火系统主要有以下优点: (1)废除真空、离心点火提前装置，由发动机负荷信号和发 动机转速信号代替控制基本点火角。实际点火角的计算公式为: 实际点火角=初始点火角+基本点火角+修正点火角
修正，如果有爆振发生，最后还要经过爆振传感器确定的爆
振推迟角修正，假设最后这个工况最佳点火提前角为30°。
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第二节 微机控制点火系统

第二步:确定累计记数基准点 由于点火在压缩上止点前发生，所以向电脑反映1缸压缩上 止点前XX°的信号出现的时刻必须要比点火提前角要早得多， 否则第三步的累计记数就来不及了。

真空机构确定的动态角)
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第一节 概述

微机控制的点火系统则能解决以上缺点。它除能随发动机 转速控制初级线圈的通电时间外，还可以通过电子手段控制 发动机各工况时的点火提前角，使发动机在功率、经济性、 加速性和排放等方面达到最优。

微机控制点火系统主要由下列元件组成:监测发动机运行状
第3章 点火系统的控制与检修



第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
概述 微机控制点火系统 点火提前角的确定 记数基准点和1°信号的确定 气缸不做功的判断 点火系统常见故障 火花塞常见故障 点火系统典型故障
第一节 概述

普通点火系统点火模块内虽增加了闭合角控制、恒流控制 等，大大提高了点火系统的性能，但普通点火系提前角仍采 用真空和离心机械式点火提前机构进行控制。其主要缺点为:

点闭合时的基本点火提前角，其值又根据空调是否工作而略
有不同。空调工作时其基本点火提前角为8°，不工作时其值 为4°。也就是在同样怠速运转、空调工作时，其实际点火提
前角将从上止点前14°增加到18°，以防因空调负荷使发动
机运转不稳。
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第三节 点火提前角的确定

平常行驶的基本点火提前角，是指节气门位置传感器怠速 触点打开时的基本点火提前角。其值是微机根据发动机的转 速和负荷(用进气量表示)，从微机的ROM中进行查表，选出 最佳点火提前角。
角不变，电脑在基准点出现后累计252°-30°=222个1°信号
开始点火，以此类推，直到电脑综合发动机转速信号(决定离 心点火提前角)、发动机负荷信号(决定真空点火提前角)、其
他修正信号及爆振推迟角修正后，计算出最适当的点火提前
角不再是30°时，累计记数的数值也跟随改变，即“点火角 刷新”。
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(1)点火提前角的控制不精确，考虑影响点火提前角的因素
(如发动机水温)不全面。

(2)为了避免大负荷时的爆振，必然采用妥协方式降低点火 提前角。
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第一节 概述

(3)仍脱离不开机械控制范围造成点火提前角脉谱图上山顶 较平缓图3-1所示为数字化后的机械式点火提前角脉谱图。 传统点火提前角的计算公式为: 传统点火提前角=辛烷值调整器确定的初始角+(离心机构和
发动机尽快暖机;当水温较高时，如超过90 ℃，为避免发动
机过热，其点火提前角必须减少。
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第三节 点火提前角的确定

如图3-11所示为稳定怠速点火提前角特性，为了使怠速稳 定运转而控制修正点火提前角，即随着怠速转速的上下变动 而改变点火提前角。稳定怠速点火提前特性如图3-12所示。 例如当空调等作用时，微机通过传感器检测到发动机转速下
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第三节 点火提前角的确定

3.修正点火提前角 原始设定点火提前角加上基本点火提前角所得点火提前角， 必须根据相关因素加以修正。修正的点火提前角具有暖机和 稳定怠速两种点火提前特性，分述如下:

如图3-10所示为暖机点火提前特性，指在节气门位置传感
器怠速触点闭合时，微机根据发动机冷却水温进行修正点火 提前角。当冷却水温较低时，必须增大点火提前角，以促使
可进行简化。
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第三节 点火提前角的确定

因点火提前角的大小会对发动机油耗、功率、排放污染、 爆振、行驶特性等产生较大影响，而影响点火提前角大小的 两个主要因素是发动机的转速和负荷。根据汽车实际运行状 况及不同工况的各种要求，在实验室中将获得的各种工况下
的最佳点火提前角数据写在微机的存储器中。例如在怠速时，
角不能直接用作点火提前角。如果直接用这个提前角，与传
统的真空和离心机构确定的点火提前角就没什么分别了。

基本点火提前角从存储器中取出后，实际点火提前角的确
定，依据厂家不同，其控制方法也不相同。下面分别以日产
汽车ECCS系统和丰田汽车TCCS系统为例，讲述控制其实际 点火提前角的方法。
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第三节 点火提前角的确定

基本点火提前角存于微机的存储器中，根据发动机转速和 负荷可查表得到各种工况下最佳基本点火提前角，如图3-6所 示。 水温修正系数是微机根据水温传感器，查表得到各种水温

的修正系数，如图3-7所示。
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第三Biblioteka Baidu 点火提前角的确定

2.怠速及减速时点火提前角控制 当节气门位置传感器怠速触点闭合时，微机即进入怠速或 减速时的点火提前角控制模式。此时，微机根据发动机转速、 冷却水温及车速控制点火提前角的大小，如图3 -8所示，当

1.原始设定点火提前角
原始设定点火提前角，也称为固定点火提前角，其值为上 止点前10°。
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第三节 点火提前角的确定

对于丰田汽车的发动机，在下列情况时，实际点火提前角 为直接使用固定点火提前角，不用后边再加基本点火提前角 和修正点火提前角。

(1)当发动机启动时，发动机转速变化大，无法正确计算点
最佳点火提前角就是使有害气体排放量最低、运转平稳和油 耗最小的点火提前角;在部分负荷范围，主要要求提高行驶特 性和降低油耗;而在大负荷工况，重点是提高最大扭矩，避免 产生爆振。
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第三节 点火提前角的确定

图3 -3所示是存于存储器中的一个标准的三维电子点火特 性曲线图。图中三个轴分别代表发动机转速、负荷和点火提 前角。如已知转速和负荷就可以从图中z轴找出相应的最佳点 火提前角，即z轴方向的高度
距离下一工作缸活塞到压缩上止点前则为130 °。

对不同车系，思路都一样，都是先看此工况的点火角多少
度最佳，再等压缩上止点前XX °信号出现，压缩上止点前
XX °信号出现后，向后开始累记减点火角XX个1 °信号点 火。
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第二节 微机控制点火系统


二、闭合角的控制
闭合角的控制即点火线圈初级大功率晶体管导通时间的控 制。实际应用中不是根据发动机的转速和曲轴的转角确定通 电时间。一般是点火模块根据电源电压，从点火模块内存储 器中查得导通时间。发动机运转时转速越高，发电电压在调 节范围内越高，所以电压可以反映发动机转速。这样设计是 考虑发动机转速和初级线圈的电感抗都与电瓶电压有关系，