第四章电控点火系

1、p 控制内容：控制内容： 点火提前角控制点火提前角控制通电时间控制（闭合角）通电时间控制（闭合角）爆震控制爆震控制 第四章第四章 汽油机点火系统的电子控制汽油机点火系统的电子控制第一节第一节 电控点火系统的组成与工作原理电控点火系统的组成与工作原理ECUECU爆震传感器爆震传感器空气流量传感器空气流量传感器节气门位置传感器节气门位置传感器水温传感器水温传感器转速传感器转速传感器执行器执行器基本参数基本参数执行参数执行参数修修正正参参数数定定位位传传感感器器上止点上止点 TDCTDC曲轴转角曲轴转角 CKPCKP凸轮轴凸轮轴 CMPCMP定位参数定位参数点点火火线线圈圈有有 1 1 多缸多缸无无

2、分分电电器器1 21 2同时同时点火点火1 11 1单独单独点火点火TDC:TDC:凸轮（上止点前某角度）凸轮（上止点前某角度）CKP:CKP:转速（角）转速（角）提前控制提前控制CMP:CMP:一缸压缩上止点一缸压缩上止点反馈参数反馈参数p电控系统的组成：传感器、电控系统的组成：传感器、ECU、执行器、执行器视频o 电子控制点火系统主要有两种形式：电子控制点火系统主要有两种形式： 电子控制有分电器点火系统电子控制有分电器点火系统 电子控制无分电器点火系统电子控制无分电器点火系统一一.电子控制有分电器点火系统电子控制有分电器点火系统 1.电路传感器传感器ECU转速转速负荷负荷点火提前角点火提前

3、角低电平低电平点火正时信号点火正时信号IGt点火器点火器(三极管三极管)点火线圈初级电流被切断，点火线圈初级电流被切断，次级线圈感应出高电压次级线圈感应出高电压触发触发IGf信号发生电路信号发生电路分电器分电器(分配分配)ECU 点火确认信号点火确认信号IGf(若无中止燃油喷射若无中止燃油喷射)闭合角闭合角分电器：分电器：内无断电器，仅起高压电分配作用。 一般内装曲轴和凸轮轴位置传感器。 有的车型点火线圈和点火器都集成在分电器内。点火线圈：点火线圈：开磁路 闭磁路（磁阻小，有效降低线圈的磁动势)，可 与点火器合二为一，甚至与火花塞一体化 。 磁脉冲式曲轴位磁脉冲式曲轴位置传感器，置传感器，6缸

4、缸rpm:2000/r/min,点火提前角：点火提前角：30,闭合角：闭合角：5ms（60）.2.基本控制方法基本控制方法二二.电子控制无分电器点火系统电子控制无分电器点火系统o 直接点火系统：无分电器，点火线圈产生的高压电直接送到火花塞。o 类型：无分电器双缸同时点火、无分电器独立点火方式。(1)工作原理：两缸共用一个点火线圈工作原理：两缸共用一个点火线圈压缩行程的气缸：压缩行程的气缸：气缸压力高，放电困难，所需击穿电压气缸压力高，放电困难，所需击穿电压较高，承受大部分电压降。与只有一个较高，承受大部分电压降。与只有一个火花塞跳火的击穿电压相差不大。火花塞跳火的击穿电压相差不大。1.无分电器

5、双缸同时点火无分电器双缸同时点火排气行程的气缸：排气行程的气缸：气缸压力低，接近大气压，放电容易，气缸压力低，接近大气压，放电容易，所需击穿电压低，承受非常小的电压降，所需击穿电压低，承受非常小的电压降，电能损失也很小。电能损失也很小。l两缸同时点火：两缸同时点火：(2)(2)无分电器双缸同时点火系统的控制无分电器双缸同时点火系统的控制G1G2传感器ECU转速负荷点火提前角低电平点火正时信号IGt点火器(三极管)点火线圈初级电流被切断，次级线圈感应出高电压触发IGf信号发生电路ECU点火确认信号IGf，连续三次无，中止喷油闭合角辨缸信号IGd(IGdA,IGdB，以决定IGt用于哪一组点火线圈

6、)辨别点火气缸实现点火线圈初级电路的接通和切断向ECU反馈点火器工作状态(3) 点火器点火器作用：作用：2.无分电器单缸独立点火方式无分电器单缸独立点火方式每个气缸的火花塞上各配一个点火每个气缸的火花塞上各配一个点火线圈，单独对本缸进行点火。线圈，单独对本缸进行点火。独立点火方式：独立点火方式：第二节 点火系统的控制内容o 一、点火提前角和闭合角的控制 1点火提前角的确定与控制 点火提前角的控制：点火提前角的控制： 发动机起动时点火提前角的控制；发动机起动时点火提前角的控制； 起动后点火提前角的控制。起动后点火提前角的控制。 (1)发动机起动时点火提前角的控制 发动机起动时，电控单元不进行最佳

7、点火提前角调整控制，而是根据发动机转速信号Ne和起动开关信号STA，以固定不变的以固定不变的点火提前角点火点火提前角点火。当发动机转速超过一定值时(大于500rmin)，则自动转入由电控单元控制的最佳点火提前角计算及控制程序。 (2)起动后点火提前角的控制起动后点火提前角的控制 发动机起动后，电控单元对最佳点火提前角的计算和控制一般按照如下步骤进行： 首先根据G信号和Ne信号确定初始点火提前角初始点火提前角(固定值)， 然后根据发动机转速和负荷确定基本点火提前角基本点火提前角， 最后根据有关传感器的信号确定修正点火提前角修正点火提前角， 最佳点火提前角： 最佳点火提前角最佳点火提前角=初始点火

8、提前角初始点火提前角+基本点火提前角基本点火提前角+修正点火提前角修正点火提前角(或点火延迟角）或点火延迟角）初始点火提前角 为了控制点火正时，电控单元根据上止点位置来确定点火提前角。有些发动机电控单元把G1或G2信号出现后第一个Ne信号过零点定位压缩行程上止点前10，并以这个角度作为点火正时计算的基准点，称之为初始点火提前角，其大小随发动机而异同。基本点火提前角基本点火提前角o 发动机正常运转时，电控单元按怠速工况和非怠速工况两种情况，确定基本点火提前角。o 发动机处于怠速工况时，电控单元根据节气门位置信号节气门位置信号(怠怠速触点闭合速触点闭合)、发动机转速信、发动机转速信号及空调开关信号

9、号及空调开关信号，确定基本点火提前角。o 发动机处于非怠速工况时，电控单元根据发动机转速发动机转速和节气节气门位置信号门位置信号，从预置存储在ECU存储器中的数据表中查出 相应工况的基本点火提前角修正点火提前角o 除了转速和负荷外，其他对点火提前角有重要影响的因素均归入到修正点火提前角中。电控单元根据有关传感器的信号，分别求出对应的修正值修正值，它们的代数和代数和就是修正点火提前角。*暖机修正o 发动机冷起动后，当冷却液温度低时，应增大点火提前角。暖机过程中，随冷却液温度升高，点火提前角的变化趋势如图所示。修正曲线的形状与提前角的大小随车型而异。*过热修正 当发动机处于正常运行工况(怠速触点I

10、DL断开)，冷却液温度过高时，为了避免爆燃发生，应将点火提前角推迟。过热修正曲线的变化趋势如图所示。断通*怠速稳定性修正怠速稳定性修正o 发动机在怠速期间，由于发动发动机在怠速期间，由于发动机负荷变化机负荷变化(如空调、动力转向如空调、动力转向等等)而使转速改变，而使转速改变，ECU随时调随时调整点火提前角，使发动机在规定整点火提前角，使发动机在规定的怠速转速下稳定运转。的怠速转速下稳定运转。o 发动机处于怠速工况时，发动机处于怠速工况时，ECU不断地计算发动机的平均转不断地计算发动机的平均转速，当平均转速低于规定的怠速速，当平均转速低于规定的怠速目标转速时，目标转速时，ECU根据两者的差根据

11、两者的差值大小相应地增加点火提前角；值大小相应地增加点火提前角；当平均转速高于规定的怠速目标当平均转速高于规定的怠速目标转速时，相应地推迟点火提前角，转速时，相应地推迟点火提前角，如图所示。如图所示。* *空燃比反馈修正空燃比反馈修正 装有氧传感器的电控燃装有氧传感器的电控燃油喷射系统进行闭环控制时，油喷射系统进行闭环控制时，ECUECU根据氧传感器的反馈信根据氧传感器的反馈信号对空燃比进行修正。随着号对空燃比进行修正。随着修正喷油量的增加和减少，修正喷油量的增加和减少，发动机的转速在一定范围内发动机的转速在一定范围内波动。为了提高发动机转速波动。为了提高发动机转速的稳定性，在反馈修正油量的稳

12、定性，在反馈修正油量减少时，适当地增大点火提减少时，适当地增大点火提前角，如图所示。前角，如图所示。 最大和最小提前角控制 当ECU计算出的实际点火提前角(初始点火提前角十基本点火提前角+修正点火提前角或延迟角)超过一定范围时，发动机将不能正常运转。为了防止出现这种情况，在电控点火系统中，由电控单元对实际点火提前角的数值范围进行限制。最大和最小点火提前角的一般范围为： 最大点火提前角：35-45 最小点火提前角：-10 -0 2闭合角的控制（通电时间控制）o 控制意义： 对于电感储能式点火系而言，当点火线圈的初级通电后，其初级电流是按指数规律增长的。初级线圈被断开瞬间所能达到的断开电流值与初级

13、线圈接通时间长短有关，只有通电时间达到一只有通电时间达到一定值时，初级电流才可能达到饱和定值时，初级电流才可能达到饱和。而次级线圈高压的最大值与初级断开电流成正比，为了获得足够的点火能量，必须使初级电流达到饱和。但是，如果通电时问过长，点火线圈又会发热，并使电能消通电时问过长，点火线圈又会发热，并使电能消耗增大耗增大。因此要控制一个最佳的通电时间，以兼顾上述两方面要求。 影响因素：影响因素：初级线圈通过电流的主要因素有发动机转速发动机转速和蓄电池电蓄电池电压压。为了保证在不同的蓄电池供电电压和不同的转速下都具有相同的初级断开电流，电控单元根据蓄电池电压和发动机转速信号，从预置的闭合角数据表中查

14、出相应的数值，对闭合角进行控制。 当发动机转速升高时，适当增当发动机转速升高时，适当增大闭合角，以防止初级线圈通过电大闭合角，以防止初级线圈通过电流值下降，造成次级高压下降，点流值下降，造成次级高压下降，点火困难。蓄电池电压下降时，基于火困难。蓄电池电压下降时，基于相同的理由，也应适当增大闭合角。相同的理由，也应适当增大闭合角。视频二、爆震控制p 1、爆震：、爆震： 汽油发动机是利用火花塞跳火将汽缸内的混合汽油发动机是利用火花塞跳火将汽缸内的混合气点燃，正常的燃烧是火焰从火花塞处开始被点燃，气点燃，正常的燃烧是火焰从火花塞处开始被点燃，而后火焰前烽迅速向外推进。当发动机由于某种原而后火焰前烽迅

15、速向外推进。当发动机由于某种原因，使汽缸内未燃部分混合气的温度和压力都很高因，使汽缸内未燃部分混合气的温度和压力都很高时，那么，这部分的混合气就会在火焰前峰到来之时，那么，这部分的混合气就会在火焰前峰到来之前自行燃烧。这样，就会在汽缸内形成无方向的爆前自行燃烧。这样，就会在汽缸内形成无方向的爆炸燃烧，简称爆燃，又因为爆燃时会引起强烈的振炸燃烧，简称爆燃，又因为爆燃时会引起强烈的振动，并伴有强烈的金属敲击声，所以，一般又称爆动，并伴有强烈的金属敲击声，所以，一般又称爆震。因此说，爆震是一种非正常燃烧，其危害极大。震。因此说，爆震是一种非正常燃烧，其危害极大。o 爆震的危害： 一是爆震破坏发动机的

16、正常燃烧，从而使发动一是爆震破坏发动机的正常燃烧，从而使发动机动力性、经济性变差，排污加重；机动力性、经济性变差，排污加重； 二是爆震燃烧是在局部产生强烈的冲击波，此二是爆震燃烧是在局部产生强烈的冲击波，此波将破坏发动机汽缸壁上的润滑油膜，使发动波将破坏发动机汽缸壁上的润滑油膜，使发动机工作条件恶化；机工作条件恶化； 三是爆震燃烧容易造成发动机过热使各部机三是爆震燃烧容易造成发动机过热使各部机件热负荷增加，冷却水温度失去控制，时间长件热负荷增加，冷却水温度失去控制，时间长后，将会造成冷却水沸腾而使发动机无法工作。后，将会造成冷却水沸腾而使发动机无法工作。影响因素：点火时刻影响因素：点火时刻点火

17、时刻提前，燃烧压力高，容易爆震。点火时刻提前，燃烧压力高，容易爆震。MBT(最大转矩的点最大转矩的点火时刻火时刻)：爆震点火时：爆震点火时刻刻(爆震界限爆震界限)附近附近减小点火提前角：减小点火提前角：可防止爆震，但发动可防止爆震，但发动机输出转矩降低。机输出转矩降低。2、爆震控制、爆震控制爆震控制：爆震控制：使点火时刻到爆震边缘只有一个较小余量，即使点火时刻到爆震边缘只有一个较小余量，即 可控制爆震发生又可有效得到发动机的输出功可控制爆震发生又可有效得到发动机的输出功率。率。控制方法：控制方法：利用爆震传感器感知发动机有无爆震现象，并利用爆震传感器感知发动机有无爆震现象，并 将信号送至将信号

18、送至ECUECU，ECUECU利用此信号调整点火提前利用此信号调整点火提前角。角。 有：推迟点火；有：推迟点火； 无：提前点火，无：提前点火， 以保证点火提前角都处于接近发生爆震的最佳角度。以保证点火提前角都处于接近发生爆震的最佳角度。爆震检测：爆震检测：气缸压力检测；气缸压力检测；发动机机体振动检测发动机机体振动检测； 燃烧噪声检测燃烧噪声检测（1 1）爆震判别：）爆震判别： 首先必须判断爆震是否产生。来自爆震传感器的信号，先经滤波电路，将爆震信号与其他振动信号分离，只允许特定范围频率的爆震信号通过滤波电路，再将此信号的最大值与爆震强度基准值进行比较，如大于爆震强度的基准值，表大于爆震强度的基准值，表示产生爆震示产生爆震，则将爆震信号输入微机，由微机进行处理。 爆震强度的大小以超过基准值的次数来计量，其次数越多，则爆震强爆震强度的大小以超过基准值的次数来