汽车发动机微机控制点火系统认识

低 压
（5）点火线圈 （6）分电器
高 压
（3）电控单元 （4）点火控制器
电 路
（7）高压线 （8）火花塞
电 路
学 3.1.3 微机控制点火系统的类型 习 小
结 传统点火系
普通电子点火系
微机控制有分电器点火系
微机控制点火系
微机控制无分电器点火系
初级电路不同 次级电路不同
同时点火方式 单独点火方式
学 3.1.4 微机控制点火系统的工作原理
闭合角控制的作用
闭合角控制电路的作用是：根据发动机转速和蓄电 池电压调节闭合角，以保证足够的点火能量。在发 动机转速上升和蓄电池电压下降时，闭合角控制电 路使闭合角加大，即延长一次侧电路的通电时间， 防止一次侧储能下降，确保点火能量。
点火线圈的次级电压是和 初级电路断开时的初级电 流成正比。通电时间短时， 初级电流小，会使感应的 次级电压偏低，容易造成 失火。初级电流大，对点 火有利；但通电时间过长， 会使点火线圈发热，甚至 烧坏，还会使能耗增大。 因此要控制一个最佳通电 时间。
爆震传感器将发动机的爆震状况反馈给ECU，一旦爆震程度超 过规定的标准，ECU立即发出点火系统推迟点火；当爆震程度低于 规定的标准时，ECU又会将点火时刻提前，循环调节点火时刻的结 果，使发动机始终处于临界爆震的工作状态。
5、爆燃的控制
若用发生爆震的循环次数与实际工作循环的次数之比值 （爆震率）来衡量爆震强度，可以定量地把爆震分为四个 等级：
任 务 载 体
怠速抖动，急 加速不良
现代索纳塔汽车
火花塞型号错误， 更换后故障排除。
发动机是如何点火的-------点火系统工作原理？
学 1.能够识别微机控制点火系统。
习 要
2.理解微机控制点火系控制功能。
求
学
习
内 容
3.8.1 微机控制点火系统的功能
3.8.2 微机控制点火系统的组成
3.8.3 微机控制点火系统的类型
1.点火提前角控制
起动时
起动后
3.1.5微机控制点火系统的控制策略 1.点火提前角控制 起动后
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 1）初始点火提前角 • 初始点火提前角是原始设定的，又称固定点火提前角。初始点火提前
角一般为上止点前5°～10° 。
2）基本点火提前角 • 基本点火提前角是电脑根据主要
爆燃修正 调整传动比修正 极限值控制
自
主
学
课下作业
习
1.发动机起动时点火时刻如何控制？
2.发动机起动后在正常工况下运转时，控制 点火提前角的信号主要有哪些？
知识拓展 1、两缸同时点火系统的电子控制 2、每缸独立点火系统的电子控制
3.1.5 微机控制点火系统的控制策略 （2）爆震控制
有爆震
推迟点火
最佳点火时刻
提前点火
无爆震
爆震传感器
5、爆燃的控制
➢爆燃的危害 会导致冷却液过热，功率下 降油耗上升。
➢控制方法 推迟点火提前角，利用爆震传 感器中的压电晶体的压力效应。
5、爆燃的控制
闭环控制所用的反馈信息可以是发动机的爆震信号、转速信号 或气缸的压力信号等。最常见的是利用发动机的爆震信号作为反馈 信息，用来控制大负荷等工况下的点火提前角；
（3）点火线圈的恒流控制
由于采用了高能点火线圈，改善点火性能。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。
恒流的基本方法是：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。
故障码
丰田4A-GE发动机有分电器点火系统
丰田7M-GTE发动机同时点火系统
缸序判别
3.1.5 微机控制点火系统的控制策略
1.点火提前角的控制
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
点 起动时 火 提 前 角 的 控 制 起动后
固定角 初始角 基本角
怠速：转速、空调 非怠速：转速、负荷
（1）电源
低
（5）点火线圈
高
（2）传感器
压
（6）分电器
压
（3）电控单元 （4）点火控制器
电 路
（7）高压线 （8）火花塞
电 路
图 微机控制点火系统的组成
3.1.2 微机控制点火系统的组成及功能
判定发动机工况
确定点火提前角 判定活塞位置
点火提前角控制 爆震控制
缸序判别
闭合时间控制
ECU执行器 闭合时间控制 点火确认 恒流控制
习 小
微机控制有分电器点火系
结
微机控制无分电器同时点火方式
微机控制无分电器单独点火方式
学 3.1.5 微机控制点火系统的控制策略
习 小 结
点 火 提
起动时
固定角
前
角
初始角
的 控 制 起动后
基本角
怠速：转速、空调 非怠速：转速、负荷
修正角
1.点火提前角的控制 2.初级电路闭合时间控制
暖机修正 怠速稳定修正 超温修正 空燃比修正
（2）通电时间的控制方法
现代电控点火系统和传统的分电器不同，传统的点 火线圈初级电路的通电时间取决于断电器触点的闭合角 和发动机转速。而现代点火线圈初级电路的通电时间由 ECU控制，根据发动机的转度信号和电源电压信号确定 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。
丰田7M-GTE发动机同时点火系统
缸序判别
3.1.4 微机控制点火系统的工作原理
（2）单独点火方式
• 无分电器，点火线圈直接与火花塞相连，一个点火线圈连接一个缸的火 花塞，无高压线。
• 一个点火器，多个点火器
3.1.4 微机控制点火系统的工作原理 回头看
IGT信号：上升沿接通充电，
喷油
下降沿触发点火
5、爆燃的控制
5、爆燃的控制
5、爆燃的控制
1）二极管配电点火方式
特点：四个气缸共用一个点火线圈。
案 案例：火花塞型号错误。
例 车型：奔驰S320 分 症状：怠速抖动，急加速不良 析 诊断：
A、读故障码：24-氧传感器故障 B、检测氧传感器：4线。 Ⅰ、加热元件电阻为7欧，电压为13.7V，正常 Ⅱ、信号始终为0.1-0.2V，没有变化，不正常 Ⅲ、氧传感器至控制单元无断路、短路，正常 C、检查进气系统，发现真空管老化脱落。 D、检查点火系统，发现高压正常，点火延续时间过短，发现火花
塞型号F8DC4（BOSCH），而要求为F8DCO。 修复：更换真空管、火花塞后正常。
分析：真空管老化脱落和点火不可靠，排气中的氧多，氧传感器信 号持续偏低。
学 3.1.1 微机控制点火系统的功能 习 小 点燃混合气 结
点火时刻
点火能量
学 3.1.2 微机控制点火系统的组成
习 小
（1）电源
结 （2）传感器
3.1.3 微机控制点火系统的类型
传统点火系
普通电子点火系
微机控制有分电器点火系
微机控制点火系
微机控制无分电器点火系
初级电路不同 次级电路不同
同时点火方式 单独点火方式
3.1.3 微机控制点火系统的类型
传 统 点 火 系
图1.1 传统点火系组成 Fig 1.1 composition of tradition ignition system
因素确定的点火提前角。 3）修正点火提前角 • 修正点火提前角是电脑根据其他
因素对点火提前角进行的修正。
3.1.5微机控制点火系统的控制策略
2）基本点火提前角 （1）怠速时的基本点火提前角
转速
ON 空调
基本点火提前角
转速传感器 空调开关
ECU
点火
3.1.5微机控制点火系统的控制策略
• （2）正常运行时的基本点火提前角 • 发动机工作稳定，基本点火提前 角是根据转速和负荷的信息，通 过查找储存在MAP图中的值来确 定的。
3.1.4 微机控制点火系统的工作原理
IGT信号：上升沿接通充电，
喷油
下降沿触发点火
故障码
丰田4A-GE发动机有分电器点火系统
3.1.4 微机控制点火系统的工作原理 2．微机控制无分电器点火系 • 微机控制无分电器点火系又叫直接点火系，无分电器，
点火线圈的高压电直接加于火花塞。 • 由ECU和点火控制器确定点火顺序。
3.1.3 微机控制点火系统的类型
普 通 电 子 点 火 系
3.1.3 微机控制点火系统的类型
微 机 控 制 点 火 系
3.1.4 微机控制点火系统的工作原理
1．微机控制有分电器点火系 有分电器，一个点火线圈供多缸火花塞。点火线圈产生的高压电经分电器 中的配电器按点火顺序分配至各气缸。 PCM只需判别活塞点火位置，无需判别哪个缸（缸序）。
3.8.4 微机控制点火系统的工作原理★
3.8.5 微机控制点火系控制策略★
发动机的工作过程
3.1.1 微机控制点火系统的功能
火
花
塞
高
压
点
点燃混合气
燃
混
合
气
高压的产生
3.1.1 微机控制点火系统的功能
点火时刻
压缩上止点 TDC
点火能量
点火时刻 BTDC φ°
压力最高点 ATDC10°
3.1.2 微机控制点火系统的组成及功能
进气控制 怠速阀 节气门
排放控制 EGR阀 EVAP阀
情境3 发动机微机控制点火系统的检修
学习单元3.1 发动机微机控制点火系统的认识 学习单元3.2 发动机微机控制点火系统的故障诊断 学习单元3.3 爆燃传感器电路的检修
学
习
导
1
航
2
3
4
5
6
任务载体 学习要求 学习内容 案例分析 学习小结 自主学习
修正角
2.初级电路闭合时间控制
暖机修正 怠速稳定修正 超温修正 空燃比修正
爆燃修正 调整传动比修正 极限值控制
3.1.5微机控制点火系统的控制策略
1.点火提前角控制
起动时
起动开关信号
发动机转速信号（一般 300r/min以下）
ECU
判定起动工况 固定为一个设定值（初始点火提 前角）。
3.1.5微机控制点火系统的控制策略
4、点火线圈通电时间控制
（1）通电时间对发动机工作的影响 （2）通电时间的控制方法 （3）点火线圈的恒流控制
（1）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。
转速 负荷
基本点火提前角
转速传感器 进气流量、压力
ECU
点火Baidu Nhomakorabea
转速和负荷确定基本点火提前角MAP图
3.1.5 微机控制点火系统的控制策略
3）修正点火提前角 （1）暖机修正 • 怠速，随着冷却液温度的升
高，逐渐减小点火提前角。
冷却液温度 传感器
ECU
点火
3.1.5 微机控制点火系统的控制策略
（3）怠速稳定修正 • 怠速，当发动机负载变化，
爆震率在5％以下时为微爆震 5％～10％为轻爆震 10％～25％为中爆震 25％以上为重爆震。 当发动机出现1％～5％的轻微爆震时，其动力性、经济 性接近最佳值。闭环控制方式即按轻微爆震来确定最佳点 火提前角。
5、爆燃的控制
一定时间内无爆震时，就逐步增大点火提前角，直至发 生轻微爆震；爆震率大于5％时，又将点火提前角减小， 直至爆震消除。
北京现代汽车独立点火系统故障检修
授课人：冯德军 教研室：汽修教研室
传感器
空气流量传感器 进气压力传感器
发动机转速/ 曲轴位置传感器
凸轮轴位置传感器
节气门位置传感器
进气温度传感器 冷却液温度传感器
氧传感器 爆震传感器
发 动 机 控 制 单 元
PCM
执行器
供油控制 燃油泵 喷油器
点火控制 点火器
点火线圈
（1）同时点火方式
（2）单独点火方式
3.1.4 微机控制点火系统的工作原理
（1）同时点火方式 • 无分电器，点火线圈的高压线直接与火花塞相连，一个点火线圈连接两个
缸的火花塞。 • 两缸火花塞串联，同时点火。 • 配对缸工作相位相差360°，一缸处于压缩（作功缸），一缸处于排气
（废火缸）。
• 工作缸击穿电压 高，损耗缸击穿 电压低，点火能 量大部分都分配 于工作缸。
引起发动机转速的波动， ECU根据实际转速与目标转 速的差值修正点火提前角， 以稳定怠速。
转速传感器
ECU
点火
3.1.5微机控制点火系统的控制策略
点 起动时 固定角 火
提
前
角
初始角
的
控 制
起动后
基本角
怠速：转速、空调 非怠速：转速、负荷
修正角
暖机修正 怠速稳定修正 超温修正 空燃比修正
爆燃修正 调整传动比修正 极限值控制