点火系统的控制策略

第三节 点火系统的控制策略

一、点火提前角控制

（1）点火提前角的控制方法 （a ）点火提前角控制方法概述

ECU 根据汽油机的各种工况信号对点火时刻控制。

根据发动机的转速和进气压力信号从存贮器数据找到相应的基本点火提前角，根据有关传感器信号值加于修正，得出实际点火提前角。

初始点火提前角是指汽油机在各种工况可能具有的最小提前角。 点火定时控制方法的两种基本类型：启动期间的点火时刻控制；以及 正常运行期间的点火时刻控制。

（b ）启动点火定时控制 备用电路控制

在启动期间，当汽油机转速在规定转速（500转/分）以下时，由于进气歧管压力或进气量信号不稳定，点火时刻固定为初始点火提前角。这一提前角由ECU 中的备用电路控制，不需计算处理。

根据水温控制

如日产汽车的ECCS 系统当发动机转速在100转/分以下超低速运行时，把从点火至活塞到达上止点的时间定为常量；转速大于一百时，根据水温选择最佳点火提前角。其中，在零摄氏度以下时应特别加大点火提前角。

（c ）正常运行期间的点火时刻控制

发动机在正常运行时，ECU 根据进气歧管压力和转速确定基本点火提前角，然后根据其它相关信号来修正。

基本点火提前角

冷却水温度（度）

点

火提前角

信号；节气门位置信号；燃油选择开关；爆震信号。

怠速触点断开，发动机处于正常工况运行，ECU根据存储器的数据确定基本点火提前角。

具有爆震控制功能的系统，在 ECU中装有专门用于爆震控制的点火时刻控制数据。

怠速触点闭合：ECU接收的信号有：节门位置信号；汽油机转速；空调信号。怠速触点闭合，怠速工况运转，ECU根据汽油机与空调开关的接通确定基本点火提前角；空调开关接通，由于怠速旁通气量和喷油增加，点火提前角增大。

怠速工况基本点火提前角如图

影响点火提前角的主要因素

1、发动机转速

发动机转速提高后，在给定的时间内曲轴转过的角度会更大，而燃烧速度在相对低的转速下是不会跟随变化的，如果想使燃烧在上止点后(ATDC)10°～15°左右完成，那么必须使点火时刻提前。如发动机在850r／min的怠速时，点火提前角为6°～12°，而转速增加到4000r／min时，点火提前角增大到28°。但当转速继续增加时，由于混合气压力与温度的提高及进气扰流的增强，会使燃烧速度加快，为避免发生爆燃，最佳点火提前角的增加速度就要适当减慢。

2、发动机负荷

在轻载和节气门部分开度时，进气管内的真空度较高，吸进进气管和汽缸内的空燃混合气的数量少。这些稀薄的混合气在压缩终了的压力较低，燃烧速度较慢，为了在上止点后(ATDC)10°～15°左右完成燃烧，点火时刻必须提前。

在大负荷时，节气门全开，大量的空燃混合气被吸入汽缸，并且进气管的真空度低，这就会导致燃烧压力增高，燃烧速度加快。在这样的情况下，必须推迟点火提前角，以防止气体在上止点后(ATDC)10°～15°以前全部燃烧完毕。

3、辛烷值

汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可适当增大；辛烷值越低，抗爆性越差，点火提前角则应相应减小，否则容易产生爆燃。

修正点火提前角

1、暖机修正

发动机冷机起动后，冷却液温度较低且汽油雾化不良，此时应增大点火提前角。在暖

随发动机暖机修正的主要控制信号如：冷却液温度信号、空气流量信号、节气门位置信号等有关。

2、怠速稳定性修正

发动机在怠速工况运行时，由于负荷变化使发动机转速发生变化，电控单元要调整点火提前角，使发动机在规定的怠速转速内稳定运转。发动机处于怠速工况时，电控单元不断地计算发动机的平均转速，当发动机的转速低于规定的怠速转速时，电控单元根据实际转速与目标转速差值的大小相应地增大点火提前角；当发动机转速高于目标转速时，则减小点火提前角。调节范围一般在±20r/min 。怠速稳定性修正的控制信号主要有：发动机转速信号、节气门位置信号、车速信号和空调信号等。

3、空燃比反馈修正

现在的发动机都装有氧传感器，ECU 根据氧传感器的反馈出来的电信号对空燃比进行修正。随着修正喷油量的增加或减少，发动机转速在一定范围内波动。为了提高怠速的稳定性，在反馈修正油量减少时，点火提前角会适当地增加。空燃比反馈修正的控制信号主要有：氧传感器信号、节气门位置信号、冷却液温度信号、车速信号等。

4、过热修正

发动机处于正常运行工况时(怠速触点断开)，如果冷却液温度过高，很可能造成发动机爆燃，此时应将点火提前角适当推迟。而在发动机处于怠速工况时(怠速触点闭合)，若冷却液温度过高，为了避免发动机长时间过热，应将点火提前角增大（提高发动机的转速）。过热时修正的主要控制信号有：冷却液温度信号、节气门位置信号等。

二 通电时间控制

点火线圈的通电时间是以建立磁场形式蓄积点火能量的时间，对应的曲轴转角为闭合角；

通电时间控制的原则是在不影响火花放电的前提下，在保证点火线圈有足够时间蓄积能量下而不造成过热损失和破坏；

蓄电池电压变化影响点火线圈磁场建立。电压下降，通电时间加长，关系如图。

通电时间

蓄电池电压

三、爆震控制

爆震控制系统的任务发动机如较长时间工作在爆燃状态下，会导致严重损坏。爆震控制可防止因爆震导致的损坏，即使在不利的条件下 尽可能利用低等级燃油并考虑发动机的各个工况来提高经济性 鉴于燃油可利用性的逻辑优点 在整个大负荷区，具有低消耗、高扭矩输出。

爆震控制系统的功能当出现爆震，点火滞后会持续几个工作循环，然

后再逐渐恢复到原来的点火时刻。可以对各气缸组独立地进行点火滞后调整 (有选择性地气缸组调整)。

1、爆震定义

汽油发动机利用火花塞提供电火花将混合气点燃，火焰在混合气不断传播完成燃烧过程；

期间如果某种原因导致压力升高，一些部位混合气（末端混合气）不等火焰传到，就自行燃烧，造成瞬时爆发燃烧。

2、爆震危害

破坏燃烧室壁的激冷层，导致 散热量增加，发动机各部分温度上升，结果功率 下降，严重时活塞烧结，活塞环粘着，轴承破坏，气门烧蚀。

爆震与点火时刻的关系

1—爆震区域 2—有爆震控制 3-- 无爆震控制 4—安全余量

5—最大扭矩提前角(MBT)

3、爆振传感器

爆震传感器：安装在缸体上专门检测发动机的爆燃状况，提供给ECU 根据信号调整点火提前角。压力传感器主要用于检测气缸负压、大气压、涡轮发动机的升压比、气缸内压、油压等。吸气负压式传感器主要用于吸气压、负压、油压检测。汽车用压力传感器应用较多的有电容式、压阻式、差动变压器式（LVDT ）、表面弹性波式（SAW ）。

转速

扭

矩

5

3

2

点火时刻

转速