汽车发动机微机控制点火系统认识.ppt

1、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,发 动 机 控 制 单 元 PCM,空气流量传感器,燃油泵,喷油器,点火器,点火线圈,进气压力传感器,节气门位置传感器,进气温度传感器,发动机转速/ 曲轴位置传感器,凸轮轴位置传感器,冷却液温度传感器,氧传感器,爆震传感器,点火控制,供油控制,执行器,怠速阀,节气门,进气控制,EGR阀,EVAP阀,排放控制,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,发动机微机控制点火系统的认识,1,2,3

2、,4,任务载体,学习要求,学习内容,案例分析,5,学习小结,学习导航,6,自主学习,现代索纳塔汽车,任务载体,发动机是如何点火的-点火系统工作原理,1.能够识别微机控制点火系统。 2.理解微机控制点火系控制功能,学习要求,学习内容,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,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,3.8.1 微机控制点火系统的功能,发动机的工作过程,3.1.1 微机控制点火系统的功能,点燃混合气,火花塞高压点燃混合气,高压的产生,3.1.1 微机控制点火系统的功能,点火时刻,点火能量,压缩上止点 TDC,压力最高

3、点ATDC10,点火时刻 BTDC,图 微机控制点火系统的组成,1）电源 （2）传感器 （3）电控单元 （4）点火控制器,5）点火线圈 （6）分电器 （7）高压线 （8）火花塞,高压电路,低压电路,3.1.2 微机控制点火系统的组成及功能,判定活塞位置,确定点火提前角,判定发动机工况,点火提前角控制,闭合时间控制,爆震控制,闭合时间控制,点火确认,恒流控制,缸序判别,ECU执行器,3.1.2 微机控制点火系统的组成及功能,传统点火系 普通电子点火系 微机控制点火系,微机控制有分电器点火系 微机控制无分电器点火系,同时点火方式 单独点火方式,初级电路不同,次级电路不同,3.1.3 微机控制点火系

4、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,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,3.1.3 微机控制点火系统的类型,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,3.1.4 微机控制点火系统的工作原理,喷油,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,IGT信号：上升

5、沿接通充电，下降沿触发点火,故障码,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。 （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,3.1.4 微机控制点火系统的工作原理,丰田7M-GTE发动机同时点火系统,缸

6、序判别,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,2）单独点火方式,3.1.4 微机控制点火系统的工作原理,24,丰田1MZ-FE电控独立点火系统,一个点火器：点火线圈共用，火花塞有两条低压线,3.1.4 微机控制点火系统的工作原理,25,多个点火器：点火线圈独自配用，集成一体，火花塞有三条低压线,丰田V6 1MZ-FE电控独立点火系统,3.1.4 微机控制点火系统的工作原理,喷油,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,IGT信号：上升沿接通充电，下降沿触发点火,回头看,故障码,丰田7M-GT

7、E发动机同时点火系统,缸序判别,微机控制点火系统的外观识别,火花塞,有高压线,无高压线,有分电器,无分电器,有分电器点火系统,无分电器同时点火系统,两条低压线,三条低压线,火花塞、点火线圈一体 一个点火器,火花塞、点火线圈、点火器一体,单独点火系统,3.1.4 微机控制点火系统的工作原理,点火提前角的控制,起动时,起动后,初始角,基本角,修正角,固定角,怠速：转速、空调,非怠速：转速、负荷,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,2.初级电路闭合时间控制,1.点火提前角的控制 实际点火提前角=初始点火提前角+基

8、本点火提前角+修正点火提前角,1.点火提前角控制,3.1.5微机控制点火系统的控制策略,起动时,ECU,1.点火提前角控制,3.1.5微机控制点火系统的控制策略,起动时,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510,2）基本点火提前角 基本点火提前角是电脑根据主要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,起动后,1.点火提前角控制,2）基本点火提前角 （1）怠速时的基本点

9、火提前角,转速,空调,基本点火提前角,ON,转速传感器 空调开关,点火,ECU,3.1.5微机控制点火系统的控制策略,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,2）正常运行时的基本点火提前角,转速,负荷,基本点火提前角,转速传感器 进气流量、压力,点火,ECU,3.1.5微机控制点火系统的控制策略,转速和负荷确定基本点火提前角MAP图,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,点火,ECU,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，引起发动机转速

10、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,点火,ECU,3.1.5 微机控制点火系统的控制策略,点火提前角的控制,起动时,起动后,初始角,基本角,修正角,固定角,怠速：转速、空调,非怠速：转速、负荷,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,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

11、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,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,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

12、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,2）通电时间的控制方法,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,

13、2）爆震控制,3.1.5 微机控制点火系统的控制策略,有爆震,推迟点火,提前点火,无爆震,最佳点火时刻,爆震传感器,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； 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

14、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： 爆震率在5以下时为微爆震 510为轻爆震 1025为中爆震 25以上为重爆震。 当发动机出现15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,5、爆燃的控制,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,车型：奔驰S320 症状：怠速

15、抖动，急加速不良 诊断： A、读故障码：24-氧传感器故障 B、检测氧传感器：4线。 、加热元件电阻为7欧，电压为13.7V，正常 、信号始终为0.1-0.2V，没有变化，不正常 、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,案例分析,案例：火花塞型号错误,3.1.1 微机控制点火系统的功能,点燃混合气,学习小结,点火时刻,点火能量,1）电源 （2）传感器 （3）电控单元 （4）点火控制器,5）点火线圈 （6）分电器 （7）高压线 （8）火花塞,高压电路,低压电路,3.1.2 微机控制点火系统的组成,学习小结,传统点火系 普通电子点火系 微机控制点火系,微机控制有分电器点火系 微机控制无分电器点火系,同时点火方式 单独点火方式,初级电路不同,次级电路不同,3.1.3 微机控制点火系统的类型,学习小结,3.1.4 微机控制点火系统的工作原理,微机控制无分电器单独点火方式,微机控制无分电器同时点火方式,微机控制有分电器点