第3章 电子控制点火系统

3.4.1 点火提前角的控制
1．点火提前角对发动机性能的影响

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
•
目前，大多数车型的控制方式是由曲轴位置传感器产生的
180°（四缸）或120°（六缸）曲轴转角的G信号和1°曲轴转
角的Ne信号，以G信号为准，按每1°曲轴转角为频，用既定的
曲轴转角产生点火正时信号（IGT).
3.3
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，点火线圈的数量 比有分电器电控点火系统多。
爆燃等级
用发生暴燃的循环次数与实际工作循环的次数之比来衡量暴燃 强度,可分四个等级: 微暴燃:5%以下 轻暴燃:5%~10% 中暴燃:10%~25% 重暴燃:25%以上 当发动机出现1%~5%的微暴燃时,其动力性,经济性能接近最佳 值,闭环控制方式即按照微暴燃来确定最佳点火提前角。

控制原理: 闭环控制时，ECU测出的暴燃率对点火提前角进行调节。一定时间无暴燃 时，就逐步增大点火提前角，直到发生轻微暴燃；暴燃率大于5%时，又将点火
优缺点：点火性能较好，但其结构和控制电路复杂。
分 类：根据点火线圈的数量和高压电分配方式的不同，该点火系统 又可分为： 1.双缸同时点火方式； 3.二极管配电点火方式。 2.单缸独立点火方式；
3.3.1 双缸同时点火
• 1. 结构性能特点
两个气缸共用一个点火线圈，其二次线圈的两端分别与两个气缸
3.1.3 电控点火系统的组成
电 子 控 制 点 火 系 统 的 组 成 示 意 图
• 点火控制器又称为点火模块（ICM)、点火电子组件、点火 器或功率放大器，是微机控制点火系统的功率输出级，它 接受ECU输出的点火控制信号并进行功率放大，以便驱动 点火线圈工作；同时，点火器还具有向ECU反馈点火器工
可增大，反之应减小。 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。
3. 点火提前角的控制
包括：① 起动时的控制
① 起动时点火提前角的控制
② 起动后的控制
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此时的控制信 号 主 要 是 发 动 机 转 速 信 号 （ Ne 信 号 ） 和 起 动 开 关 信 号 （STA信号）。
作状态的功能。
• 点火控制器的电路、功能与结构根据车型的不同而不同，
有的与ECU制作在同一块电路板上，有的为独立总成，并
用线束与ECU相连。
点 火 控 制 器
3.1.4 电控点火系统的类型
• 1. 按有无分电器分类 （1）有分电器式：
2. 按控制元件不同分类 （1）点火模块控制型：
（2）无分电器式：
有关，值越高对爆燃的控制越好。
在传统的点火系统和无爆燃控制的点火系统中，为防止爆燃 的发生，其点火时刻的设定往往远离爆燃边缘。这样势必就 会降低发动机效率，增加燃油消耗。
具有爆燃控制的点火系统，点火时刻到爆燃边缘只留一个较
小的余量，或者说，就在爆燃界面上工作，这样即控制了爆
燃的发生，又能更有效地得到发动机的输出功率。
①单缸独立点火方式; ②同时点火方式.
（2）主微机控制型：
（3）独立点火控制型：
3.2
3.2.1 组成与原理
有分电器电控点火系统
下一页
3.2.2 基本控制方法
• 发动机工作时，点火时刻的控制要求用1°曲轴转角的指令 精度进行控制。当发动机转速为3000r/min时，则1°曲轴转角 换算成时间为18ms.
提前角减小，直到暴燃消除。具体来说，就是利用爆震传感器中的压电晶体的
压力效应，推迟点火提前角（最有效的方法）。
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
3.5 电控点火系统的故障诊断
3.5.1 电控点火系统主要部件的检测方法
1. 点火线圈的检测 点火线圈应保持清洁、干燥，目测应无裂痕，应无点火线圈填 充物冒出，否则应予以更换。检测时，可用万用表检测其电阻，与 标准值作对比。 2. 点火器的检测 将点火线圈与点火器导线插接器插接好，然后用万用表或示波 器检查发动机ECU端子间的电压，其值应符合课本P100表3—3。 3. 高压线的检测 测量高压线的电阻，其阻值最大为25kΩ。

修正点火提前角：ECU根据各种传感器信号对点火提前角进行修正，使控制更加 准确。
4．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 。 主要修正项目有： （1）暖机修正 （2）过热修正 （3）怠速稳定性的修正 （4）最大和最小提前角控制
3.5.2 电控点火系统故障诊断程序
随发动机而异，一般为10°。

基本点火提前角：ECU根据发动机转速信号和进气歧管压力信号（或进气量信
号），在ROM中查到这一工况下运转时相应的点火提前角。 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。 发动机起动后在除怠速以外的工况下运转时， 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。
第3章 电子控制点火系统
3.1
概
述
3.1.1 汽油机点火系统必须满足的要求
• 1、高压要求 提供足够高的击穿电压，使火花塞极间跳火，其值需超过28kV. • 2、高能要求 火花要具有足够的点火能量；其值需超过80~100mJ. • 3、正时要求 点火系统应按发动机的点火顺序并以最佳时刻（点火提前角）进行 点火。
上的火花塞相连接。而两个气缸必须为同步缸，即一个缸处于压缩行 程的终了，另一个缸处于排气行程的终了。
• 2. 控制特点 ECU输出的指令除控制通电时刻和通电时间的IGf外，还需输出 能够判别是哪一组气缸的指令，即判别缸指令IGd。
3.3.2 单缸独立点火
•
单缸独立点火是指每一个气缸的火花塞上配了一个
点火线圈，单独对本缸火花塞进行点火。
•
这种点火方式中，点火线圈与火花塞制成一体，直 接安装在缸盖上，特别适合于四气门发动机使用，尤其 是V形多缸轿车发动机。
无分电器单缸独立点火系统
3.3.3 二极管分配式点火控制
3.4
3.4.1
3.4.2 3.4.3
点火控制
点火提前角的控制
闭合角的控制 爆燃的控制
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。
3．点火线圈的恒流控制
由于现代车采用高能点火线圈来改善点火性能。为了防止初
级线圈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。 恒流控制的基本方法是：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。
（1）暖机修正 发动机冷车起动后，当发动 机冷却液温度较低时，应增大点 火提前角，暖机过程中，随冷却 液温度升高。点火提前角如右图
（2）过热修正
正常运行工况，当冷却液温度过高时，为了避免产生暴燃，
应减小点火提前角。 怠速时，当冷却液温度过高时，为了避免长时间过热，应 增大点火提前角。
（3）怠速稳定修正
发热并增大电能消耗。为了兼顾上述两方面的要求，因 此必须对点火线圈初级电路的通电时间进行控制。
2．通电时间的控制方法
现代电控点火系统和传统的点火系不同，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
转速信号（Ne）和电源电压信号确定最佳的闭合角（通电时
3.1.2 点火系统的电子化历程：
传统点火系
普通电子点火系 电子控制点火系
传统点火系
普通电子点火系
电子控制点火系统
• 现代轿车电控发动机广泛采用更先进的电子控制点火系统。
• 电子控制点火系统能够对点火全过程进行控制，包括通电 时间控制、点火提前角控制和爆震控制，完全满足汽油机 对点火系统的基本要求，使发动机的动力性、经济性达到 较高的水平，同时排放污染也得到了有效的降低。
环所做的机械功最多（阴影部分）
2．最佳点火提前角确定依据
发动机转速
随着转速的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
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。
控制信号有：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）
（4）最大和最小提前角控制
百度文库
如果实际点火提前角不合理,发动机很难正常运转.受
ECU控制的是基本点火提前角与修正点火提前角,该值应 保证在某一范围，最大点火提前角为 35℃~45℃ ,最小提 前角为 -10℃~0℃ 。
3.4.2 闭合角的控制（通电时间的控制）
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，点火线圈就会
3.4.3 爆燃的控制
爆燃的危害： 爆燃是汽油机运行中最有害的一种故障现象。发动机 工作过程中如果持续产生爆燃，火花塞电极或者是活塞就
可能产生过热、熔损等现象，造成严重故障；同时，会导
致冷却液过热，功率下降油耗上升。因此必须将爆燃控制 在一定范围内。

爆震与点火时刻有密切关系，同时还与汽油的辛烷值
② 起动后点火提前角的控制
发动机正常运转时（起动后），主ECU根据发动机的转速 和负荷信号，确定基本点火提前角，并根据其他有关信号进行修
正，最后确定实际的点火提前角，并向电子点火控制器输出点火
执今信号，以控制点火系的工作。
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
初始点火提前角：根据基准信号（G）和转速信号（Ne）来确定。其值是固定的，