微机控制点火系

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控制信号——发动机转速信号(Ne信号)和起动
开关信号(STA信号)。
起动后基本点火提前角的确定:
怠速运转时—— ECU根据节气门位置传感器信号
(IDL信号)、发动机转速传感器信号(Ne信号) 和空调开关信号(A/C信号)确定基本点火提前角 。
怠速以外工况——ECU根据发动机的转速和负荷
确定基本点火提前角。
上述传感器与电控燃油喷射系统共用。
2、ECU
——接收传感器输入信号,按预先编制的程序进 行计算、分析、判断,向点火控制器发出接通与 切断点火线圈初级电路的控制信号。
在发动机集中控制系统中,即发动机ECU。
3、点火控制器
——根据ECU输出的点火控制信号,控制点火线圈 的初级电路的接通与切断,产生次级高压,使火 花塞点火;同时把点火确认信号反馈给ECU。
•空调断开
•空调接通
•与怠速目标转速的差值
•修正值
(3)空燃比反馈修正
空燃比反馈修正——ECU根据氧传感器的反馈信号 调整喷油量的多少来达到最佳空燃比控制。
空燃比反馈修正控制信号——氧传感器信号。
•点火提前角
•喷油量
日产汽车点火提前角确定方法
1、平常行驶时点火提前角的控制
实际点火提前角=基本点火提前角*水温修正系数
转速和进气管真空度两个影响因素。 (3)存在机械滞后、机械磨损等缺陷。
2、微机控制点火系的优点
(1)最佳的点火时刻控制——点火提前角控制。 (2)最适宜的点火时间控制——通电时间控制。 (3)最理想的防爆震控制——爆燃控制。 使发动机在任何工况下都处于最佳的点火状态,
提高了发动机的动力性,改善了发动机的经济性 ,降低了发动机的排放污染。
每个气缸都配有一个点火线圈,直接安装在火花 塞的上方;在点火控制器中,配置与点火线圈数 目相同的功率三极管,分别控制每个线圈初级绕 组的接通与断开。
独立点火方式
独立点火的微机控制点火系
4.4.2 微机控制点火系的控制
一、点火提前角的控制
1、点火提前角——从火花塞开始点火到
该缸活塞运行至压缩上止点时曲轴转过的 角度。
ECU根据爆震、冷却液温度、进气温度、车速等信 号来判断发动机的爆震程度,将点火提前角控制 在爆震界限的范围内,使发动机始终处于最佳的 燃烧状态。
7、点火提前角常用的计算方法
(1)实际点火提前角=初始点火提前角+ 基本点火提前角+修正点火提前角
(2)实际点火提前角=基本点火提前角× 点火提前角修正系数
(4)需根据蓄电池电压对通电时间进行修正。
2、点火导通角(通电时间)
点火导通角——在点火线圈初级电路的功率三极 管导通期间,发动机曲轴所转过的角度。
对点火导通角进行控制,可保证点火线圈既能产 生足够高的次级电压,又能防止通电时间过长, 导致点火线圈过热而烧坏。
控制方法:ECU根据电源电压、发动机转速,从预 先试验并储存在存储器中的点火导通时间脉谱图 中查询并确定导通时间。
8、微机控制的点火提前角的确定
——点火提前角 ——初始点火提前角 ——基本点火提前角 ——修正点火提前角
(1)初始点火提前角
初始点火提前角又称为固定点火提前角,大小取 决于发动机的结构型式,由曲轴位置传感器的初 始位置确定,一般为压缩上止点前8°-12°。
在发动机起动时、转速低于400r/min时、检查初 始点火提前角时,点火提前角不能精确控制,采 用固定的初始点火提前角,其实际点火提前角等 于初始点火提前角。
二、微机控制点火系的组成及分类
(一)微机控制点火系的基本组成
1、传感器
——用来检测与点火有关的发动机工作信息和状 态信息,将检测结果输入ECU,作为计算和控制点 火时刻的依据。
包括发动机转速传感器、凸轮轴相位传感器、空 气流量传感器、节气门位置传感器、进气温度传 感器、冷却液温度传感器、爆震传感器、车速传 感器、起动开关、空档起动开关、空调开关等。
比、大气压力、冷却水温度。
6、控制点火提前角的基本原理
发动机工作时,ECU不断采集发动机的转速、转角 、负荷信号,与微机内存中预先储存的最佳控制 参数进行比较,确定出该工况下最佳点火提前角 和初级电路的最佳导通时间,向点火控制模块发 出指令。点火控制模块根据ECU的点火指令,控制 初级回路的导通与截止。
点火控制模块根据ECU的点火指令,控制初级回路的导通 与截止。(当初级回路导通时,点火线圈将点火能量以磁 场的形式储存起来。当初级线圈中的电流被切断时,次级 线圈中产生15-30kV的高压电,送给火花塞,点燃可燃混 合气。)
ECU根据爆震、冷却液温度、进气温度、车速等信号来判 断发动机的爆震程度,将点火提前角控制在爆震界限的范 围内,使发动机始终处于最佳的燃烧状态。
优点:
(1)节省安装空间。 (2)能量损失减少。 (3)高速时点火可靠。 (4)电磁辐射减少。
1、分组点火方式
(1)结构特点——每两缸共用一个独立的点火线 圈(双缸同时点火)。
(2)控制原理—— ECU按点火顺序交替控制点火 控制器中功率三极管的导通与截止,控制每个点 火线圈产生高压电,交替对1、4缸和2、3缸进行 点火控制。
包括点火器、点火线圈、(分电器)、火花塞等 。
(二)微机控制点火系的分类
1、按配电方式分 2、按微机控制的方式分
闭环控制
三、微机控制点火系的工作原理
发动机工作时,ECU不断采集发动机的转速、转角、负荷 信号,与微机内存中预先储存的最佳控制参数进行比较, 确定出该工况下最佳点火提前角和初级电路的最佳导通时 间,向点火控制模块发出指令。
(2)正常运转时——ECU根据发动机的转速和负 荷信号,确定基本点火提前角,并根据其他信号 进行调节和修正,以确定实际点火提前角,并向 电子点火控制器输出点火信号。
点火提前角控制脉谱图
•基本点火提前角
不同工况下点火提前角的控制过程
•起动时 •起动后
•初始点火提前角 •基本点火提前角 •修正点火提前角
五、微机控制点火系统的配电方式
(一)机械配电方式(有分电器)
——由分电器分火头将高压电分配至分电器盖旁 电极,经高压分缸线输送到各缸火花塞。
缺点: (1)分火头与分电器旁电极间的间隙损失一部分
能量,易产生无线电干扰。 (2)采用高阻抗高压线,消耗一部分能量。 (3)分火头、分电器盖、高压线漏电,易导致高
10、点火提前角的修正
主要修正方法:
不同的发动机控制系统中,对点火提前角的修正 项目和修正方法也不同。主要修正方法有:
主要修正项目:
(1)水温修正
水温修正又可分为暖机修正和过热修正。 暖机修正——暖机过程中,随冷却水温的提高,
点火提前角应适当减小。 暖机修正控制信号——冷却液温度传感器信号、
(2)基本点火提前角
基本点火提前角是发动机最主要的点火提前角, 是设计微机控制点火系统时确定的点火提前角, 是点火提前角实现最佳控制的依据。
基本点火提前角的确定一般采用发动机台架试验 ,综合考虑发动机的动力性、经济性、排放性、 稳定性,使发动机达到最佳运行状态时所确定的 点火提前角。
点火提前角控制脉谱图
四缸发动机分组点火
六缸发动机分组点火
2、二极管配电点火方式
(1)结构特点——四缸共用一只双初级绕组、
双输出次级绕组。
(2)控制原理——ECU按点火顺序交替控制点
火控制器中两只功率三极管,每个功率三极管分 别控制一个初级绕组,利用四个二极管,交替对1 、4缸和2、3缸进行点火控制。
3、独立点火方式
(3)大负荷时:增大输出转矩,提高动力性。
5、最佳点火提前角确定依据
影响最佳点火提前角的因素: (1)发动机转速 转速升高,点火提前角增大。 (2)发动机负荷 歧管压力高(真空度小、负荷大),点火提前角小,
反之点火提前角大。 (3)燃料性质 汽油辛烷值越高,抗爆性越好,点火提前角可增大。 (4)其他因素——燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃
压火花弱、缺火或断火。 (4)分电器的机械磨损会影响点火的控制精度。 (5)分电器的安装影响发动机的结构布置。
丰田IS-E发动机用微机控制的点火系
(二)电子配电方式(无分电器)
——在点火器的控制下,点火线圈的高压电按照发 动机的作功顺序,直接加到各缸的火花塞上。 又称为微机控制直接点火系统(DIS)。
发动机转速和负荷确定基本点火角
水温对点火提前角的修正
2、怠速及减速时点wk.baidu.com提前角控制
3、起动时点火提前角控制
二、通电时间控制
1、通电时间对发动机工作的影响
(1)在发动机工作时,必须保证点火线圈的初级 电路有足够的通电时间。
(2)如果通电时间过长,点火线圈又会发热并增 大电能消耗。
(3)要兼顾上述两方面的要求,就必须对点火线 圈初级电路的通电时间进行控制。
3、最佳点火提前角
使发动机发出的功率最大,油耗最低,应在最佳 点火提前角点火。
•A:不点火
B:点火过

•C:点火适当 D:点火过

选择适当的点火提前角,可使发动机每循环所
做的机械功最多。
4、点火提前角的控制
(1)怠速时:使怠速运转平稳、减低有害气体排 放、减少燃油消耗量。
(2)部分负荷时:减少燃油消耗量和有害气体排 放,提高经济性和排放性能。
微机控制点火系
教学内容:
1、微机控制点火系的组成与工作原理 2、微机控制点火系的控制
4.4.1 微机控制点火系的组成与工作原理
一、微机控制点火系的优点
1、电子点火系统的缺点
——仍采用机械式点火提前角调节装置。 (1)只能对点火提前角作范围有限的、粗
略的线性调节。 (2)对点火提前角的调节仅考虑了发动机
(3)修正点火提前角
为使实际点火提前角能适应发动机的运转状况, 使发动机具有良好的动力性、经济性、排放性, 根据相关因素,对点火提前角进行相关的修正。
根据进气温度、冷却液温度、节气门位置、空燃 比、起动开关、空调开关等传感器信号进行修正 。
9、不同工况下点火提前角的确定
(1)起动时——按ECU内存储的初始点火提前角 对点火提前角进行控制。起动时的点火提前角一 般是固定的,一般为10°左右。
•IDL断
• 20 40 60 80 100 120
•冷却液温度/℃
•←推迟 提前→
(2)怠速稳定修正
怠速稳定修正——ECU根据实际转速与目标转速的 差来修正点火提前角,低于目标转速,应增大点 火提前角,反之,推迟点火提前角。
怠速稳定修正控制信号——发动机转速信号(Ne 信号)、节气门位置传感器信号(IDL信号)、车 速传感器信号(SPD信号)、空调开关信号(A/C 信号)。
3、通电时间的控制方法
点火线圈初级电路的通电时间由ECU控制,根据发 动机转速信号和电源电压信号,从储存在存储器 中的点火导通时间脉谱图中查询并确定导通时间 确定最佳的闭合角(通电时间),并控制点火器 输出指令信号(IGt信号),以控制点火器中晶体 管的导通时间。
4、点火线圈的恒流控制
控制原理——为了防止初级电流过大烧坏点火线 圈,在部分电控点火系统的点火控制电路中增加 了恒流控制电路。
恒流的基本方法——在点火器功率晶体管的输出 回路中增设一个电流检测电阻,用电流在该电阻 上形成的电压降反馈控制晶体管的基极电流,只 要这种反馈为负反馈,就可使晶体管的集电极电 流稳定,从而实现恒流控制。
进气管绝对压力传感器信号(或空气流量计信号 )、节气门位置传感器信号(IDL信号)
•-40 -20 0 20 40 60 80
•冷却液温度/℃
•提前角
过热修正——冷却液温度过高时,点火提前角应 适当增大。
过热修正控制信号——冷却液温度传感器信号、 节气门位置传感器信号(IDL信号)。
•IDL通
•实际点火提前角
•起动点火控制 •点火正时控制
•起动后点火控制
•初始点火提前角
•初始点火提前角 •基本点火提前角 •修正点火提前角
•预热修正 •过热修正 •怠速稳定修正 •爆燃修正 •其他修正等
起动时点火提前角的控制:
发动机起动过程中,进气管绝对压力传感器信号 或空气流量计信号不稳定,ECU无法正确计算点火 提前角,一般将点火时刻固定在设定的初始点火 提前角。
2、点火提前角对发动机性能的影响
当汽油机保持节气门开度、转速以及混合气浓度 一定时,汽油机功率和耗油率随点火提前角的改 变而变化。对应于发动机每一工况都存在一个最 佳点火提前角。
点火提前角过大→易爆燃,起动困难,怠速不稳 ,发动机动力不足。
点火提前角过小→起动困难,怠速不稳,易出现 进气回火或排气管放炮现象,排气温度升高,功 率降低。
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