第三章 微机控制点火系统的结构原理
微机点火的工作原理
微机点火的工作原理微机点火系统是现代内燃机上常见的一种点火系统，它采用电子控制单元（ECU）作为中心控制器，通过精确控制点火时机和点火能量，以提高燃油的燃烧效率和减少排放。
微机点火系统的工作原理如下：1. 传感器检测：微机点火系统依赖于各种传感器来获取引擎工作状态的实时信息。
这些传感器可以包括曲轴位置传感器、气缸压力传感器、氧气传感器等，它们将引擎转速、气缸压力、残余气体成分等信息传递给ECU。
2. 数据处理：ECU收集传感器传来的数据，并通过内部的算法进行处理和分析。
基于传感器数据以及预设的工作参数和燃油供应策略，ECU确定最佳点火时机和点火能量。
3. 点火信号发出：ECU根据计算出的点火时机和点火能量，向点火线圈发送控制信号。
点火线圈是负责产生高压电流并将其传送到火花塞的设备。
4. 火花塞点火：点火线圈接收到控制信号后，通过变压器原理将低电压升高到足够高的电压，然后将其传递到火花塞。
火花塞利用这个高压电流产生电火花，将点火混合气体点燃。
5. 燃烧反应：点火产生的火花使得燃烧室内的可燃混合气体燃烧起来。
根据提前点火或者延迟点火的策略，ECU可以控制燃烧过程的时间和速率，以达到最佳的燃烧效率。
6. 反馈控制：ECU根据点火后的传感器反馈信息，如氧气传感器输出值、火花塞电极间隙电压等，进行实时的调整和优化。
这样可以保证连续点火时，系统的工作状态始终处于最佳状态。
通过以上的步骤，微机点火系统可以实现精确控制和调整点火时机和点火能量，以提高发动机的功率、经济性和排放性能。
同时，由于微机点火系统的技术先进和控制精准，还能实现多种点火策略，如多点火、正时点火、连续点火等，以应对不同工况和驾驶需求。
实验五__微机控制点火系统的结构和工作原理
实验五微机控制点火系统的结构和工作原理一、实验目的1．了解微机控制点火系统的结构和工作原理；2. 掌握电控发动机专用解码仪的使用方法；3. 掌握微机控制点火系统性能测试方法。
二、主要实验设备1．时代超人发动机台架一套；2．DBS－6A电控燃油喷射系统传感器、执行器综合实验台一台；3．V.A.G1552解码仪一套4．数字万用表一个5．常用工具一套三、实验原理1．时代超人AJR型发动机点火系统的工作原理桑塔纳200DGSI型轿车配装AJR型发动机：AJR型发动机在AFE型电喷式发动机的基础上，作了许多改进，与点火系统有关的主要有：取消了分电器．改换了曲轴位置传感器．增加了1个爆燃传感器。
这就减少了电磁辐射的干扰，消除了因机械运动而产生的磨损，点火更可靠，转角信号更准确，控制爆燃的能力进一步加强。
(1)磁感应式曲轴位置传感器CPS：①磁感应式曲轴位置传感器CPS的结构。
桑塔纳2000GSI型轿车是采用磁感应式曲轴位置传感器，它是用螺钉固定曲轴箱内靠近离合器一侧的左侧发动机缸体上，其结构如图14—23所示。
它主要出磁感应式传感器3和信号转子4组成。
磁感应式传感器由永久磁铁、传感线圈和线束插头组成。
传感线圈又称信号线圈，永久磁铁上带有—个磁头，磁头正对安装在曲轴上的齿盘式信号转子，磁头与磁扼(导磁板)连接而构成导磁回路。
在齿盘式信号转子的圆周上间隔均匀地制有58个凸齿、57个小齿缺和一个大齿缺，大齿缺为基准信号标记，对应于1缸或4缸上止点前一定角度。
大齿缺所占的弧度相当于两个凸齿和三个小齿缺所占的弧度。
每个凸齿和小齿缺所占的曲轴转角均3°，大齿缺所占的曲抽转角为15°。
图1 曲轴位置传感器CPS的结构1．缸体2．齿缺(基准标记) 3．磁感应式传感器4．信号转子②磁感应式传感器的工作原理：当信号转子的凸齿接近磁头时，凸齿与磁头间的气隙减小，磁路磁阻减小，磁通量Φ增多，磁通变化率增大，感应电动势E为正(E＞0)。
第三章汽车发动机微机控制点火系统
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第一节微机控制点火系统的结构组成
三、点火控制器
点火控制器又称为点火电子组件或点火器， 点火控制器又称为点火电子组件或点火器，是微机控制点火系统 的功率输出级，它接收ECU输出的点火控制信号并进行功率放大，以 输出的点火控制信号并进行功率放大， 的功率输出级，它接收 输出的点火控制信号并进行功率放大 便驱动点火线圈工作。 便驱动点火线圈工作。 点火控制器的电路、功能与结构依车型而异，有的与ECU制作 点火控制器的电路、功能与结构依车型而异，有的与 制作 在同一块电路板上，如北京切诺基4. 发动机集中控制系统;有的为 在同一块电路板上，如北京切诺基 0 L发动机集中控制系统 有的为 发动机集中控制系统 独立总成，并用线束和连接器与ECU相连接，如丰田轿车采用的 相连接， 独立总成，并用线束和连接器与 相连接 TCCS系统 有的点火控制器与点火线圈安装在一起并配有较大面积的 系统;有的点火控制器与点火线圈安装在一起并配有较大面积的 系统 散热器散热，如桑塔纳2000 GSi , 3000型轿车的点火控制器。 型轿车的点火控制器。 散热器散热，如桑塔纳 型轿车的点火控制器 微机控制点火系统采用的点火线圈、 微机控制点火系统采用的点火线圈、火花塞以及配电器等部件 的结构原理与普通电子点火系统基本相同，故不赘叙。 的结构原理与普通电子点火系统基本相同，故不赘叙。
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第一节微机控制点火系统的结构组成
(六)压力检测式爆震传感器 六 压力检测式爆震传感器 直接检测燃烧压力来检测发动机爆震是测量精度最高的测量方法， 直接检测燃烧压力来检测发动机爆震是测量精度最高的测量方法， 但传感器安装困难且耐久性较差。 但传感器安装困难且耐久性较差。汽车实用的是一种间接检测燃烧压 力的方法，检测燃烧压力的传感器安装在火花塞垫圈下面， 力的方法，检测燃烧压力的传感器安装在火花塞垫圈下面，如图3一7 一 所示。这种传感器又称为垫圈式爆震传感器， 所示。这种传感器又称为垫圈式爆震传感器，奥迪轿车采用过这种传 感器。 感器。
简述微机控制点火系统的工作原理
简述微机控制点火系统的工作原理
微机控制点火系统是一种由微机控制的车辆点火系统，工作原理如下：
1. 传感器检测：微机控制点火系统首先接收来自各种传感器（如水温传感器、氧气传感器、曲轴位置传感器等）的信号。
这些传感器监测车辆各个方面的状态，如发动机温度、空气质量、车速等。
2. 数据处理：微机控制器接收到传感器发送的信号后，将这些数据进行处理和分析。
它根据预设的点火策略和各种参数，计算出最佳的点火时机、燃油喷射量和点火时燃油喷射持续时间等参数。
3. 点火控制：微机控制器发送相应的指令给点火系统，控制点火时机和点火能量。
它通过控制点火线圈的通断，触发点火火花塞，在气缸内点燃混合气体。
点火系统通常由点火线圈、点火模块、火花塞和高压电缆组成。
4. 循环迭代：微机控制点火系统以非常高的频率进行数据采集、处理和控制，以保持发动机的最佳工作状态。
它不断地检测和调整点火时机，以适应不同工况下的发动机需求。
微机控制点火系统工作原理简单来说就是通过传感器采集数据，经过微机控制器的处理和分析，控制点火时机和点火能量，以实现发动机的高效工作。
这种系统可以实时调整点火时机和燃
油喷射量，提高发动机的燃烧效率和动力性能，减少排放和能耗。
简要叙述微机控制点火系统的组成及工作原理
简要叙述微机控制点火系统的组成及工作原理微机控制点火系统是一种采用微机控制技术实现点火功能的系统。
它由以下几个主要组成部分构成：传感器、微机控制器、点火线圈和点火开关。
首先是传感器，传感器是微机控制点火系统中的重要组成部分，用于感知发动机的工作状态和环境条件。
传感器可以测量发动机的转速、曲轴位置、气缸压力、气温、机油温度和氧气含量等参数。
这些传感器会将所测得的参数信号转化为电信号，并传送给微机控制器。
其次是微机控制器，它是整个系统的核心部分。
微机控制器接收传感器传来的信号，并根据程序算法进行处理和分析。
通过与内部存储的点火曲线和参数进行比较，微机控制器可以实现精确的点火时机控制。
此外，微机控制器还可以控制喷油量、燃油喷射时机、进气门开启时间和排气门开启时间等功能，以提高发动机的性能和燃油经济性。
然后是点火线圈，点火线圈是将低电压转化为高电压的装置，用于产生足够大的电压来点燃混合气体。
微机控制器根据点火曲线和参数的要求，向点火线圈发送信号，触发线圈产生高电压脉冲。
该脉冲通过分电器传导到每个火花塞上，引发火花，并将混合气体点燃。
点火线圈的质量和性能直接影响系统的稳定性和可靠性。
最后是点火开关，点火开关控制整个点火系统的启停。
在启动发动机时，点火开关被旋转至“ON”位置，此时点火线圈随即开始工作，并通过脉冲电流使火花塞点燃混合气体，从而启动发动机。
当发动机工作正常时，点火开关通常位于“RUN”位置。
而需要停止发动机时，点火开关被旋转至“OFF”位置，此时点火系统停止工作。
微机控制点火系统的工作原理是基于精确的点火时机控制，以实现最佳的燃烧效率和发动机性能。
微机控制器接收传感器传来的数据，分析所需点火时机，并发送控制信号给点火线圈。
点火线圈根据控制信号产生高电压脉冲，使火花塞点燃混合气体。
通过微机控制，可以实现精确的点火时机调整，使发动机在各种工作状态下都能获得最佳的燃烧效率和动力输出。
总结起来，微机控制点火系统由传感器、微机控制器、点火线圈和点火开关组成。
微机控制点火系统原理过程
微机控制点火系统原理过程微机控制点火系统是一种现代化的汽车点火系统，它采用微机作为控制核心，通过精确的计算和控制，实现点火时机的精确控制和优化，以提高发动机的燃烧效率和动力输出。
下面将详细介绍微机控制点火系统的原理过程。
一、点火系统的基本原理点火系统是汽车发动机正常工作的重要组成部分，其基本原理是通过点火装置产生高压电火花，引燃混合气，从而使发动机正常运转。
传统的点火系统通常采用机械分配器和点火线圈来实现，但相较之下，微机控制点火系统具有更高的精确度和可靠性。
二、微机控制点火系统的工作原理微机控制点火系统主要由传感器、微机、点火线圈和火花塞等组成。
其工作原理如下：1. 传感器检测：微机控制点火系统通过多个传感器来检测发动机的工作状态，如曲轴位置、气缸压力、进气温度和排气氧含量等。
这些传感器会将检测到的信息转换成电信号，并传输给微机进行处理。
2. 信号处理：微机接收传感器传来的信号，并经过精确的计算和分析，确定最佳的点火时机。
微机会根据发动机的工作状态和负载情况，实时调整点火时机，以提高燃烧效率和动力输出。
3. 点火信号发出：微机根据计算结果，生成点火信号，并将其发送给点火线圈。
点火线圈会将低电压信号转换成高电压信号，然后通过高压导线传输给火花塞。
4. 火花塞点火：当高压电信号到达火花塞时，电极之间的电电压会迅速增加，形成电火花，点燃混合气。
这个过程非常迅速，几乎是在一瞬间完成的。
5. 点火时机调整：微机会根据实时的工作状态和负载情况，不断调整点火时机。
在发动机高速运转时，微机会提前点火，以确保充分燃烧；在负载较大时，微机会延迟点火，以避免爆震。
三、微机控制点火系统的优势相较于传统的机械点火系统，微机控制点火系统具有以下优势：1. 点火时机更加精确：微机通过实时的计算和分析，可以精确地调整点火时机，以适应不同工况下的发动机要求，提高燃烧效率和动力输出。
2. 负载适应能力强：微机可以根据实时的负载情况，灵活调整点火时机，使发动机在不同负载下都能获得较好的燃烧效果。
第三章 微机控制点火系统的结构原理
IGt：点火正时信号
IGd：判缸信号
汽油机点火系统的类型
– 传统点火系统：又分为：
磁电机点火系统；
蓄电池点火系统。缺点：高速易断火，不适合高 速发动机；断电器触点易烧蚀，工作可靠性差； 点火能量低，点火可靠性差。 – 微机控制的点火系统：即电控点火系统。采用计算机 根据各传感器信号对点火提前角进行控制。 • 有分电器式
点火提前角和闭合角的控制
A：不点火 C：点火适当
B：点火过早 D：点火过迟
最佳点火提前角确定依据
• 最佳点火提前角与下述因素有关：
– 发动机转速：转速升高，点火提前角增大。采用电控 点火系统，更接近理想的点火提前角。
– 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。采用电控点火 （ESA）系统时，可以使发动机的实际点火提前角接 近于理想的点火提前角。 – 燃料性质：汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前 角可增大。
电感式爆燃传感器
压电式爆燃传感器。这又分为： • 压电式共振型爆燃传感器 • 压电式非共振型爆燃传感器 • 压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器
电感式爆燃传感器
【组成】铁心、永久磁铁、线圈及外壳。
【原理】利用电磁感应原理检测发动机爆燃。
当传感器的固有振动频率与发动机爆燃时的振 动频率相同时，传感器输出的信号电压最大。
第二节 MCI主要部件的结构原理
• 本节主要内容：
– 点火器 – 点火线圈和分电器
– 爆燃传感器
– 点火控制电路
1、点火器
功能：根据ECU的指令，控制点火线圈初级电 路的通电或断电，并在完成点火后向ECU输送 点火确认信号。 检测：用万用表或示波器检查发动机ECU相应 端子间电压。
微机控制点火系统
电子控制器（ECU）
控制电脑一般被称为ECU，英文为 （Electronic Control Unit）
它是点火控制系统和喷油控制系统的中枢， 作用是接收上述各有关传感器信号，并按照特 定的程序进行判断、运算后，给点火电子组件 输出最佳点火提前角和初级电路导通时间的控 制信号。在现代发动机集中控制系统中，点火 系统仅是电子控制器的一个子系统。
微机控制点火系统
电子控制装置
A/D转换器 微型计算机
输出回路的主要作用：微机输出的 数字信号电压较低，用这种输 出数字信号一 般不能驱动执行元件，需要回采用输出回 路将其转换成可以驱动执行路元件按要求 工作的信号，
输入回路 输出回路
输出回路输出的控制信号通常有： 喷油器驱动信号，点火控制信号和电动 汽油泵驱动信号。
1.有分电器点火系统; 2.无分电器点火系统 同时点火方式
单独点火方式。
微机控制点火系统
1.有分电器点火系统（非直接点火系统） 仍保留分电器的微机控制点火系称
为非直接点火系统 。 该系统中，点火线圈的高压电是经
配电器进行分配的，即由分火头和分电 器盖组成的配电器，依照点火顺序适时 地将高压电分配至各气缸，使各缸火花 塞依次点火 。
5）节气门位置传感器：检测节气门的 开度和加速信号 ，用于判断发动机工况， 对点火提前角进行修正；
6）车速传感器：检测车速信号； 7）空档开关：检测变速器空档信号； 8）点火开关：检测点火状态还是起动 状态信号 ；
微机控制点火系统
9）空调开关：检测空调是开还是关信号。 10）蓄电池：检测电池电压信号 11）进气温度传感器：检测进气温度信号，用 于修正点火提前角 12）爆震传感器：检测发动机有无爆震，并将 信号送入控制单元，对点火提前角进行修正。 实现了点火提前角的闭环控制。 检测方法：汽缸压力、发动机机体振动、燃烧噪 声等。
简要叙述微机控制点火系统的组成及工作原理
简要叙述微机控制点火系统的组成及工作原
理
1 微机控制点火系统的构成
微机控制点火系统是现代汽车的重要组成部分，用于控制汽车的
点火时间和燃烧过程。
它由电子控制单元、火花塞、传感器等设备组成。
2 电子控制单元
电子控制单元(ECU)是给汽车发动机提供控制信息的主要处理芯片，它将控制信息通过传感器传递给火花塞，控制汽车的点火时间和燃烧
过程。
ECU通过多种控制方式，如智能控制、过程控制等，为汽车避免点火不良现象和燃油节省问题提供了可靠的解决方案。
3 火花塞
火花塞是现代汽车的重要部件，由金属丝和高压导线组成，具有
良好的防腐性能，可以承受高压和高温的环境，是汽车点火系统的核
心部件。
当汽车ECU发出信号，火花塞就会放出电弧，电弧穿过火花
塞提供的间隙，使汽油发生可燃化燃烧。
4 传感器
传感器是汽车上最重要的组件之一。
传感器可以检测发动机的温度、压力、位置等参数，将这些数据传递给ECU，让ECU更好地控制汽车的发动机和点火时间。
5 工作原理
当汽车的发动机启动时，ECU控制系统会获取传感器采集的发动机参数，并按照设定的点火规则控制火花塞，使之放出火花电弧，火花电弧穿过发动机腔体的空气和燃烧室中的燃料，空气温度和压力就会升高，从而实现发动机的点火。
微机控制点火系统可以控制发动机点火时间和发动机燃烧时间，提高燃油节省率，降低汽车排放，节约能源，并且可以防止点火不良现象的发生，保证汽车的发动机的正常运行。
微机控制点火系课件
微机控制点火系的组成
微机控制点火系的工作原理
微机控制点火系的工作原理是， 通过传感器采集发动机的运转信 息，并将信息输入控制单元进行
处理。
控制单元根据采集到的信息，按 照预设的控制策略计算出最佳的 点火时间和点火能量，并将控制
指令输出给执行器。
执行器根据控制指令进行点火操 作，实现发动机的可靠点火和优
再通电。
03
功能测试
在各工况下进行点火实验，观察 火焰形成、燃烧状况等，发现问
题及时调整。
02
通电后调整
通过示波器等工具观察信号波形， 调整传感器、放大器等组件的参
数，确保信号正常传递。
04
可靠性验证
进行长时间运行试验，观察系统 运行稳定性和耐久性，对发现的
问题进行改进和优化。
优化的方法与步骤
参数优化
05
微机控制点火系的应用与发展趋势
应用领域与实例
汽车工业 航空航天 工业过程控制
发展趋势与展望
智能化 集成化 安全性
06
相关问题与解决方案
问题一：如何提高微机控制点火系的性能？
采用高性能的微处理器和控制器 优化算法和软件设计 采用传感器技术
问题二：如何降低微机控制点火系的成本？
选用低成本的微处理器和控制器
化性能。
02
微机控制点火系的硬件组成
传感器
01
02
曲轴位置传感器
爆震传感器
03 空气流量传感器
微机控制系 统
微处理器 存储器 输入/输出接口
执行器
点火控制器
根据微机控制系统的指令，产生高压电火花，点燃混合气。
油泵控制器
根据微机控制系统的指令，控制油泵的运转，确保燃油的供给。
4.4微机控制点火系统
4.4.2 微机控制点火系统的基本工作原理
2. 点火提前角控制 电控单元根据基本点火 提前角三维脉谱图控制 基本点火提前角。通过 大量实验，确定发动机 在不同转速和负荷下的 最佳点火提前角，取得 基本点火提前角三维脉 谱图并存储在电控单元 的存储器内。
4.4.2 微机控制点火系统的基本工作原理
442微机控制点火系统的基本工作原理理?发动机工作时电控单元根据基本点火提前角3dmap即可查得所对应的基本点火提前角再根据冷却液温度传感器进气温度传感器节气门位置传感器等输入信号对基本点火提前角控进行修正再加上固定的初始点火提前角由曲轴位置传感器的安装位置决定得到实际的点火提前角即即?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?根据曲轴位置传感器或凸轮轴位置传感器提供的基准信号控制点火线圈初级绕组的关断实现点火提前角控制
4.4.2 微机控制点火系统的基本工作原理
1.闭合角控制 在传统点火系统中，闭合角是指 断电器闭合期间分电器凸轮轴转 过的角度。在电子点火系统中， 闭合角是指点火器功率输出级三 极管饱和导通期间分电器凸轮轴 转过的角度，又称为导通角。 在微机控制点火系统中，电控单 元根据闭合角三维脉谱图控制闭 合角。制造厂通过大量实验，确 定发动机在不同转速和蓄电池电 压下的最佳闭合角，取得闭合角 三维脉谱图，并存储在电控单元 的存储器内。
4.5 无分电器点火系系统的组成 无分电器点火系统又称直接点火系统，英语简 称DIS（Distributorless Ignition System或 Direction Ignition System）。该种类型的 微机控制点火系统，除采用电控单元控制闭合 角、点火时刻和爆燃控制外，还取消了分电器， 电控单元控制点火线圈模块实现点火高压的分 配。
微机控制点火系
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）
五、微机控制点火系统的配电方式
机械配电方式
电子配电方式双缸同时点火点二火极线管圈分分配配式式
各缸单独点火
（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
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。
（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。
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。
（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
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
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
电控点火系统的组成与工作原理
1、同时点火方式：
两个气缸共用一个点火线圈，该点火 线圈的高压电同时送往两缸的火花塞，同 时跳火。
1、同时点火方式：
同时跳火的两缸必须满足如下条件： 当一缸处于压缩行程上止点时，另一缸处于 排气行程上止点。曲轴旋转一圈后，两缸所处的 行程正好相反。 如6缸发动机，第一缸与第六缸、第二缸与 第五缸、第三缸与第四缸共用一个点火线圈，火 花塞串联，同时点火。
同时点火系的高压配电方式有两种： 二极管分配方式、点火线圈分配方式。
1、同时点火方式：
（1）二极管分配方式：
1、同时点火方式：
结构特点：
有两个初级绕组和一个次级绕组（4缸发动 机），次级绕组的两端分别通过高压二极管与4 个火花塞形成回路。
当发动机点火顺序为1-3-4-2时，1缸和4缸、 2缸和3缸分别配对，同时点火。 点火器内部有两个功率三极管，分别控制 点火线圈中的两个初级绕组。
(3)无分电器点火次级高压波形、 图8—19所示为无分电器双缸同时点火系统(一个点火线圈给两个气缸点火) 波形测试。采用示波器的两个通道，以测试做功和排气的点火波形。由于压缩压 力的不同，其中做功的气缸所需要的点火电压较高。
2．点火初级波形 由于点火初级和次级线圈有互感作用，在次级线圈产生高压时还会反馈给初级 电路。点火初级波形如图8—20所示。 点火初级陈列波主要用于检查火花塞、高压线的短路或断路故障，及火花塞 是否污损。当点火次级不易测试时(例如，无火花塞高压线的汽车)，就需测试点 火初级波形。 让发动机怠速运转、急加速或路试汽车，使行驶性能或点火不良等故障现象 再现，并确认各缸信号的幅值、频率、形状和脉冲宽度等是否一致。观察各缸点 火击穿峰值电压高度是否相对一致。如果一个缸的点火峰值电压明显比其他缸高 出很多，则说明这个气缸的点火次级线路中电阻过高，如点火高压线开路或阻值 太高；如果一个缸的点火峰值电压比其他缸低，则说明点火高压线短路或火花塞 间隙过小、火花塞破裂或污浊。 点火初级单缸波形的测 试内容、项目和方法与 分电器次级单缸波形完 全相同，只是测试时要 确认一下闭合角是否随 发动机的负荷和转速变 化而改变。
微机控制点火系的基本工作原理_汽车电气设备与检修_[共4页]
![微机控制点火系的基本工作原理_汽车电气设备与检修_[共4页]](https://img.taocdn.com/s3/m/bab794d2cc1755270622081a.png)
汽车电气设备与检修
5.4.3 微机控制点火系的基本工作原理
1．闭合角控制
电控单元根据闭合角三维脉谱图控制闭合角。
制造厂通过大量的实验，确定发动机不同转速和蓄电池电压的最佳闭合角，取得闭合角三维脉谱图，如图5-51所示，并存储在电控单元的存储器内。
发动机工作时，电控单元根据发动机转速传感器输入的转速信号和蓄电池电压即可查看所对应的闭合角，控制点火线圈初级绕组的接通时间。
图5-51 闭合角脉谱图
2．点火提前角控制
在微机控制点火系统的控制单元内，首先存储了通过实验得出的发动机在各种工况及运行条件下最理想的点火提前角，并按起动时点火提前角控制、起动后点火提前角控制两种模式来实现控制。
（1）起动控制。
发动机起动时，由于转速与负荷都不稳定，故一般设定一个初始点火提前角（10°左右）来满足起动点火的需要，即初始点火提前角为固定值，与发动机其他信号无关。
（2）起动后控制。
发动机起动后为正常运行模式，此时ECU根据发动机的转速和负荷信号，在ECU存储器中查找这一工况下对应的基本点火提前角，然后ECU再根据得到的修正信号对点火提前角进行修正，确定实际的最佳点火提前角，如图5-52所示，即
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
图5-52 实际点火提前角的构成。
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ECU
2号爆燃传感器
第三节 MCI控制原理
发动机正常 状态下点火 时刻的控制, 起动/怠速/滑 行时,设有专 门的控制程 序和控制方 式
点火提前角和闭合角的控制
点火提前角是从火花塞发出电火花，到该缸活塞运 行至压缩上止点时曲轴转过的角度。 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。 适当点火提前角，可使发动机每循环所做的机械功 最多（ 曲线阴影部分） 点火提前角过大，易爆燃； 点火提前角过小，排气温度升高，功率降低。
分类：根据点火线圈的数量和高压电分配方式的不同， 分为：
独立点火方式； 同时点火方式； 二极管配电点火方式。
独立点火方式
特点：每缸一 个点火线圈， 即点火线圈的 数量与气缸数 相等。
1缸 2缸 3缸 4缸 5缸 6缸 点火线圈 火花塞
由于每缸都有 点火线圈，即 使发动机转速 很高，点火线 圈也有较长的 通电时间，可 提供足够高的 点火能量。
发动机爆燃的控制
闭环控制原理框图
发动机爆燃的控制
点火提前角的快速调节法
发动机爆燃的控制
点火提前角的慢速调节法
பைடு நூலகம்
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）
（1）水温修正
提前角
IDL通
←推迟 提前→
IDL断
-40 -20 0 20 40 60 80
冷却液温度/℃
20 40 60 80 100 120
暖机修正
冷却液温度/℃
过热修正
（2）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。
线圈
铁心
壳体
输出电压u0
永久磁铁
谐振点
频率f
电感式爆燃传感器
压电式共振型爆燃传感器
【组成】压电元件、 振子、基座、外壳 等组成。
【原理】压电效应原理
电压 爆燃传感器 至ECU 频率
当发生爆燃时，振 子与发动机共振， 压电元件 压电元件输出的信 号电压也有明显增 大，易于测量。
带开路/断路检测电 阻的传感器
喷油量
点火提前角
闭合角控制
• 通电时间对发动机工作的影响
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。
但如果通电时间过长，点火线圈又会发热并增大 电能消耗。 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。 另外还需根据蓄电池电压对通电时间进行修正。
爆燃的控制
各种 传感 器
点火器 ECU
同时点火方式
传感器
特点：点火线圈 的个数等于气缸 数的一半。 当两同步缸同时 到达上止点时， 火花塞跳火，其 中一缸接近压缩 行程上止点，为 有效点火；另一 缸接近排气行程 上止点，为无效 点火。
火花塞 点火线圈 ECU 点火器
二极管配电点火方式
特点：四 个气缸共 用一个点 火线圈。 发动机气 缸数必须 是4的整数 倍。
控制点火提前角的基本方法
基本点火提前角
电控点火数据图
点火正时控制
起动时 初始点火提前角
• 点火提前角常用的计算 方法： 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
基本点火提前角
起动后 修正点火提前角
实际点火提前角
实际点火提前角＝基 本点火提前角×点火提 前角修正系数
点火正时控制
频率（kHz）
压电式非共振型爆燃传感器
压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器
安装在火花塞的垫圈 处，每缸一个，根据 各缸的燃烧压力直接 检测各缸的爆燃信息， 并转换成电信号输送 给ECU。
火花塞
爆燃传感器
爆燃传感器电路及其检修
用万用表在传感器侧检查传感器端子与传感器壳体之 间电阻，应不导通（电阻为无穷大），否则说明内部 短路，应更换传感器。 用敲击传感器的方法来模拟传感器的工作过程，测试 传感器的输出信号。 在发动机急加速的时候，测试传感器的输出信号。
– 其他因素：燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大 气压力、冷却水温度。
控制点火提前角的基本方法
起动：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， 为10°左右。 正常运转：ECU根据发动机的转速和负荷信号，确 定基本点火提前角，并根据其他信号修正，以确定 实际的点火提前角，并向电子点火控制器输出点火 信号。
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）
修正值 空调断开 空调接通
与怠速目标转速的差值
（3）空燃比反馈修正
由于空燃比反馈控制系统，是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的， 所以这种喷油量的变化必然带来发动机转速的变化。 为了稳定发动机转速，点火提前角需根据喷油量的 变化进行修正。
第三章 微机控制 点火系统的结构原理
主讲人：肖国权
主要内容
第一节 微机控制点火系统的组成 第二节 MCI主要部件的结构原理 第三节 MCI控制原理
第一节 微机控制点火系统的组成
组成：电源、 传感器、 ECU、点火 器、点火线 圈、分电器 和火花塞等。
第一节 微机控制点火系统的组成
工作原理：发动机工作时，ECU根据传感器信号（G、 Ne等信号），确定出最佳点火提前角和通电时间，并 以此向点火器发出指令（IGt、IGd信号）。点火器根 据指令，控制点火线圈初级电路的导通和截止。当电 路导通时，点火线圈初级电路导通。当初级电路被切 断时，次级线圈中感应出高压，经分电器或直接送至 工作气缸的火花塞。
起动后基本点火提前角的确定
怠速运转
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（单位转数的进 气量或基本喷油量）确定基本点火提前角。
点火提前角的修正
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。修正方法有修正系数法 和修正点火提前角法两种 。
组成：在电控点火系统基础上增加爆燃传感器。
1、爆燃传感器 2、ECU 3、其他传感器 4、点火器和点火线圈 5、分电器 6、火花塞
爆燃的控制
爆燃识别：由缸体上的爆燃传感器检测发动机不 同频率范围内的机械振动，发生爆燃时传感器电 压信号有较大的振幅。
爆燃强度的确定：ECU根据爆燃信号超过基准值 的次数来判定爆燃强度，次数越多，爆燃强度越 大，反之越小。
膜片
ECU
KNK信号波形
压电式非共振型爆燃传感器
与共振式相比，非共振式内部无震荡片，但设一 个配重块，以一定的预紧压力压紧在压电元件上。 当发动机发生爆燃时，配重块以正比于振动加速 度的交变力施加在压电元件上，压力元件则将此 压力信号转变成电信号输送给 ECU。 引线
输出电压（mV） 压电元件 配重块
电感式爆燃传感器
压电式爆燃传感器。这又分为： • 压电式共振型爆燃传感器 • 压电式非共振型爆燃传感器 • 压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器
电感式爆燃传感器
【组成】铁心、永久磁铁、线圈及外壳。
【原理】利用电磁感应原理检测发动机爆燃。
当传感器的固有振动频率与发动机爆燃时的振 动频率相同时，传感器输出的信号电压最大。
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 预热修正 初始点火提前角 基本点火提前角 修正点火提前角 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。 控制信号：发动机转速信号（Ne信号）和起动开 关信号（STA信号）。
IGt：点火正时信号
IGd：判缸信号
汽油机点火系统的类型
– 传统点火系统：又分为：
磁电机点火系统；
蓄电池点火系统。缺点：高速易断火，不适合高 速发动机；断电器触点易烧蚀，工作可靠性差； 点火能量低，点火可靠性差。 – 微机控制的点火系统：即电控点火系统。采用计算机 根据各传感器信号对点火提前角进行控制。 • 有分电器式
主要修正项目：
水温修正； 怠速稳定修正； 空燃比反馈修正。
（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、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）
过热修正：冷却液温度过高时，点火提前角应适当增大。
第二节 MCI主要部件的结构原理
• 本节主要内容：
– 点火器 – 点火线圈和分电器
– 爆燃传感器
– 点火控制电路
1、点火器
功能：根据ECU的指令，控制点火线圈初级电 路的通电或断电，并在完成点火后向ECU输送 点火确认信号。 检测：用万用表或示波器检查发动机ECU相应 端子间电压。
2、点火线圈和分电器
• 无分电器式
1.有分电器电控点火系统
主要特点：只有1个点火线圈。 组成：凸轮轴/曲轴位置传感器、空气流量计、冷 却液温度传感器、节气门位置传感器、起动开关、 空调开关、车速传感器。
点火 点火 器 线圈
ECU
火 花 塞
分电器
2.无分电器电控点火系统
特点：用电子控制装置取代了分电器，利用电子分火 控制技术将点火线圈产生的高压电直接送给火花塞进 行点火，点火线圈的数比有分电器电控点火系统多。 优缺点：分火性能较好，但其结构和控制电路复杂。