汽车电控点火系统

1、电控点火系统电控点火系统的功能电控点火系统的功能是对三方面的控制： 点火提前角控制（点火时刻） 通电时间控制 爆震控制一、点火提前角控制一、点火提前角控制 什么是点火提前角？ 为什么要控制点火提前角？ 怎样控制点火提前角？1、点火提前角对发动机性能的影响 点火提前角：点火提前角： 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（火花塞电极间开始跳火时距上止点间的曲轴转角）称为点火提前角。曲轴压缩行程的运动状态曲轴压缩行程的运动状态点火提前角的概念 点火 开始燃烧（火焰开始传播） 最大燃烧压力 燃烧结束 对应于发动机每一工况都存在对应于发动机每一工况都存在一个一个“最佳最佳”点火提

2、前角；点火提前角；最佳点火提前角不仅保证发动最佳点火提前角不仅保证发动机的动力性和燃油经济性都达机的动力性和燃油经济性都达到最佳值，还必须保证排放污到最佳值，还必须保证排放污染最小；染最小；点火提前角对发动机性能的影响：点火提前角对发动机性能的影响： 点火过早，功率下降，易爆震； 点火过迟，功率、热效率降低；2、最佳点火提前角确定的依据 最佳点火提前角应随发动机转速、负荷、燃料性质、温度、空燃比、大气压力等因素的影响。 发动机转速 负 荷 燃料的性质 其 他因 素 发动机转速 随着转速的升高点火提前角增大。 负 荷 定义：发动机在某一转速之下的负荷就是当时发动机发出的功率与同一转速下所可能发出

3、的最大功率之比，以百分数表示； 随着负荷的减小，最佳点火提前角增大；负荷增大，最佳点火提前角减小；（原因P46） 燃料的性质 辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可适当增大，以提高发动机性能。反之应减小。 其他因素 除了上面几项外，还应考虑发动机燃烧室形状，燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却水温度等方面的影响。3、控制点火提前角的基本方法实际点火提前角的控制模式因厂而异多数汽车点火提前角的控制模式如下实际点火提前角=初始点火提前角+ 基本点火提前角+修正点火提前角实际点火提前角=基本点火提前角 修正点火提前角点火提前角控制可分为起动时点火提前角控制和起动后点火提前角控制（1 1）初始点火提前角

4、：）初始点火提前角： 又称为固定点火提前角，其值大小取决于发动机型式，并由凸轮轴位置传感器的初始位置决定，一般为上止点前60120。在下列工况下，发动机的实际点火提前角就是初始点火提前角： 发动机启动时。 发动机转速在400r/min以下时。 检查初始点火提前角时。 此时有三个条件：T端子（诊断插座测试端子）短路、节气门位置传感器怠速触点闭合、车速低于2km/h时。 当发动机ECU内后备系统开始工作时。4、起动时点火提前角的控制起动时各种信号不稳定，不能准确的反映这时发动机的工作状况，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（N

5、e信号）和起动开关信号（STA信号）5 起动后基本点火提前角的确定（2 2）基本点火提前角：）基本点火提前角： 是设计微机控制点火系统时确定的。 国内外普遍采用台架试验方法，利用发动机最佳运行状态下的实验数据，描绘出以转速和负荷为变量的三维点火特性脉谱图。 将脉谱图以数据形式存储在ECU的只读存储器ROM中，汽车行驶时，微机根据发动机转速和负荷信号，从ROM中查询出相应的基本点火提前角来控制点火。三维点火特性脉谱图基本点火提前角按两种情况确定基本点火提前角按两种情况确定怠速时的基本点火提前角： ECU根据发动机转速和空调开关是否接通确定基本点火提前角。空调工作时的基本点火提前角比不工作时大，例

6、：(丰田)在空调工作时为80，在空调不工作时为40。控制信号：节气门位置传感器信号（IDL信号负荷信号）、发动机转速信号和空调开关信号正常行驶时的基本点火提前角： 该基本点火提前角由微电脑根据发动机的转速和负荷信号从内部存储器中选出控制信号： 进气管绝对压力信号或空气流量计信号（空气量信号）、发动机转速信号、节气门传感器信号（负荷信号）、燃油选择开关、爆燃信号；6、点火提前角的修正（3 3）修正点火提前角）修正点火提前角为使实际点火提前角适应发动机的运转状况，以便得到良好的动力性、经济性和排放性，必须根据相关因素（冷却液温度、进气温度、开关信号等）适当增大或减小点火提前角，即对点火提前角进行必

7、要的修正。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 。修正的项目有多有少，各个厂家各有不同；主要有暖机修正、过热修正、怠速稳定性修正、空燃比反馈修正； 暖机修正：暖机修正： 是指节气门位置传感器怠速触点闭合时，微电脑根据冷却水温度对点火提前角进行修正。 水温较低时，为缩短暖机时间，增大了点火提前角，随水温升高，点火提前角的变化如图。 控制信号：P48 过热修正 发动机处于正常运行工况（怠速触点断开），水温过高时，为避免爆震，应减小点火提前角。 发动机处于怠速运行工况（怠速触点闭合），水温过高时，为避免长时间过热，应增大点火提前角

8、。 怠速稳定性修正发动机怠速运行期间，由于发动机负荷变化使发动机转速变化，ECU要根据实际转速与目标转速的差值调整点火提前角，使发动机在规定的怠速转速下稳定运转。 发动机转速低于目标转速时，增大点火提前角；反之，则减小。 空燃比反馈修正 进行空燃比反馈控制时，根据氧传感器的反馈信号调整喷油量来达到理论空燃比，这种喷油量的变化必然引起发动机转速变化。为了稳定发动机转速，点火提前角需根据喷油量的变化进行修正。总 结发动机实际点火提前角是上述（发动机实际点火提前角是上述（1 1） （2 2） （3 3）三个点火提前角之和。）三个点火提前角之和。 发动机每转一圈，ECU计算处理后就输出一个提前角信号。

9、因此，当传感器检测到发动机转速、负荷、水温发生变化时，ECU就自动调整点火提前角。 当ECU确定的点火提前角超过允许的最大或最小时，发动机很难正常运转，此时ECU将以最大或最小点火提前角允许值进行控制。 最大：3545；最小：-100IDL怠速A/C空调PIM压力传感器Vs空气流量计KS爆燃传感器VG空气流量计R_P燃油开关信号KNK爆燃信号THW冷却液温度传感器SPD车速传感器OX氧传感器PSW节气门全开VTA节气门开度信号二、通电时间控制二、通电时间控制1通电时间对发动机工作的影响通电时间对发动机工作的影响2通电时间的控制方法通电时间的控制方法3点火线圈的恒流控制点火线圈的恒流控制1、通电

10、时间对发动机工作的影响 由理论可知：当点火线圈结构一定时，点火线圈次级电压的最大值与初级断开电流成正比。 而在初级电路结构一定时，初级断开电流与蓄电池电压成正比，且随初级电路导通时间按指数规律增长，并逐渐趋于极限值。 通电时间初级断开电流次级电压点火能量点火系工作的可靠性。 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，保证点火能量。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。 当次级电压（即火花塞击穿电压）一定时，应根据蓄电池电压来调整初级电路的导通时间。蓄电池电压高时，所需的通电时间较短；蓄电池电压低时

11、，所需的通电时间就长。 初级断开电流还受蓄电池电压的影响。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 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现代电控点火系统 ECU首先根据电源电压的高低，在存储器存储的导通时间脉谱图中查询选择导通时间，然后根据发动机转速确定导通时间（闭合角）的大小。 控制信号：Ne信号、电源电压 信号3、点火线圈的恒流控制 在电控点火系统中，采用了初级线圈

12、电阻很小的高能点火线圈，其初级电流可达30A以上。为防止初级电流过大烧坏点火线圈，以点火控制电路中增加了恒流控制电路，保证在任何转速下初级电流均为规定值（7A）。三、爆燃控制三、爆燃控制 爆燃的定义 发动机的爆震燃烧是指在正常火焰传播过程中，处于最后燃烧位置的那部分未燃混合气（末端混合气），进一步受到压缩和热辐射的作用，如果在火焰前锋尚未到达之前，末端混合气已经自燃的现象1、爆燃的危害 理论与实践证明：剧烈的爆震会使发动机的动力性和经济性严重恶化，会导致冷却液过热，功率下降油耗上升发出尖锐的敲缸声等等（P50） 当发动机工作在爆震的临界点或有轻微爆震时，发动机热效率最高，动力性和经济性最好。2

13、、对爆燃的控制方法： 点火提前角是影响爆燃的主要因素之一，推迟点火是消除爆燃的最有效措施。爆燃控制实际是点火提前角控制的附加功能。控制： 将发动机控制在爆燃的临界状态下工作；以一个固定角度变化，在临界点左右摆动点火提前角； 发动机负荷较小时，发生爆燃的倾向几乎为零（点火提前角很小，不会引起爆燃），采用开环控制模式（爆燃信号对控制没有影响）。 负荷超过一定值时，转入闭环控制模式，取得爆燃信号。工 作 原 理各处传感器信号ECU确定最佳点火提前角和通电时间发指令初级导通和截止次级线圈产生电压爆燃控制信号火花塞放电点火燃烧电控系统中的五信号 1、G信号 2、Ne信号 3、IGt信号 4、IGd信号

14、5、IGf信号1、G信号 是指活塞运行到上止点位置的判别信号； 由于点火控制和喷油控制中都需要准确的知道活塞运动的具体位置，要准确的测量到曲轴1转角 凸轮轴位置传感器产生； 传输中产生的滞后现象 G1,G2信号（P54)2、Ne信号 Ne信号发动机曲轴转角信号（转速信号） 确定一定角度转过的时间，从而确定点火时刻和通电时间。3、IGt信号 是ECU向点火器发出的通断控制信号 给初级线圈通、断电信号， 有分电器的电控点火系统中，点火顺序由分电器利用机械的方式控制； 无分电器的电控点火系统中，需要有点火顺序信号，确定该时刻是那个缸需要点火；4、IGd信号 点火顺序信号 在无分电器的电控点火系统中才

15、会存在此信号5、IGf信号 发动机完成点火后，点火器向ECU输送的点火确认信号。 若有35次均收不到返回的点火确认信号，ECU认为点火西有故障，且强行停止电控燃油喷射系统继续喷油，致使发动机熄火。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。优缺点：分火性能较好，但其结构和控制电路复杂。 根据点火线圈的数量和高压电分配方式的不同，该火系统又可分为：1.独立点火方式；2.同时点火方式；3.二极管配电点火方式。1.独立点火方式一种是点火线圈共用一个点火器的；另一种是每个点火线圈都有一个

16、单独的点火器，并且点火器和点火线圈集成一体6个点火线圈共用一个点火器丰田1MZ-FE电控独立点火系统 丰田1MZ-FE独立点火系统中点火器内部结构 一个点火线圈一个点火器2.同时点火方式丰田7M-GTE发动机同时点火系统 IGdA、IGdB信号是根据G1、G2和Ne信号向点火器输送的判缸信号。 点火器根据IGdA、IGdB信号的状态决定接通哪条初级电路。IGdA为为0、IGdB为为1VT1导通，导通，1缸或缸或6缸点火。缸点火。IGdA为为1、IGdB为为0VT2导通，导通，2缸或缸或5缸点火。缸点火。IGdA为为0、IGdB为为0VT3导通，导通，3缸或缸或4缸点火。缸点火。 同步点火高压线

17、路中串接二极管的作用 防止点火线圈初级电路导通的瞬间所产生的二次电压加在火花塞上后发生误点火3.二极管配电点火方式五、爆燃控制系统 1、爆燃控制系统的组成（反馈控制）1、爆燃传感器、爆燃传感器 2、ECU 3、其他传感器、其他传感器 4、点火器和点火线圈、点火器和点火线圈5、分电器、分电器 6、火花塞、火花塞3、检 查（1）将点火线圈与点火器的导线连接器插接好，用电压表或示波器检查发动机ECU端子间的电压，应符合要求：端子标准电压条件+B接地914V点火开关“ON”IGt接地脉冲发生发动机工作IGf接地脉冲发生发动机工作 (2) (2)检查检查IGIGf f的接地电压。的接地电压。 拔下点火器

18、的导线连接器，当点火开关位于“ON”位置时，用电压表检查发动机ECU的IGF端子与接地之间的电压，标准电压值为4.55V。 (3)(3)检查检查IGIGt t的接地电压。的接地电压。 拔下点火器的导线连接器，当用起动机带动发动机时，用电压表检查发动机ECU的IGT端子与接地间的电压，其标准电压为0.51.0V。 火花试验火花试验 点火电路采用独立式点火，点火线圈与点火模块集成一体，内嵌二极管； 点火模块线脚功能 1#.点火电源2#.电源负极或地线3#.点火信号线电路结构A.检查点火线圈供电电路 测试工艺：1. 断开点火开关2. 断开点火线圈线束插头3. 打开点火开关 4. 检测点火线圈1号端口

19、与接地之间的电压。B.B.检查点火线圈接地电路检查点火线圈接地电路 检查点火线圈接地电路是否开路或者短路1. 断开点火开关 2. 检查点火线圈端口2与发动机接地之间的线束是否导通，标准是：导通接近标准是：导通接近00C.检查点火线圈输出信号电路 检查点火线圈输出信号电路是否开路或者短路 1. 断开ECM线束插头 2. 检查ECM的9/10/11/12号端口和点火线圈3号端口之间线束的导通性标准是：导通接近标准是：导通接近003. 还应检查线束是否对地短路和对电源短路 D.检查点火输出信号电路E.带功率晶体管的点火线圈检查 带功率晶体管的点火线圈 1.断开带有功率晶体管线束插头的点火线圈 2.依

20、照图表检查带有功率晶体管的点火线圈电阻 如果不正常，更换带有功率晶体管的点火线圈总成!案例一 金杯海狮4G22/20系列发动机，怠速抖动，加速不良，故障灯亮（故障码P0300失火）。 引起失火的原因有哪些？ 故障排查 检查发现发动机抖动缺缸，但感觉上每个缸都有缺火现象。 遂拆检火花塞检查，发现火花塞上存有大量白色燃烧后的沉积物，判断为燃油品质差导致。 建议客户更换火花塞后，将燃油也一并换掉，故障排除。 故障车火花塞图片：（仔细观察火花塞电极处的白色粉状生成物劣质燃油导致） 问题批量出现在北京地区，时间段为08年4月5月份，因为燃油品质差导致。 案例二 德尔福MT20U2系统，金杯车4G20/22系列发动机，车辆怠速运行感觉正常，但急加速时无力、抖动，较正常提速要慢。 点火系统可能引起的原因？ 检测波形 故障波形（急加油瞬间的测试记录）正常波形（根据手册确定）点火系统漏电、接触不良、锈蚀导致的发动机抖动 正常的双缸点火波形对比缸和缸异常的双缸对比波形上图号通道为点火缸信号应尽可能多的在维修点火系统相关