无分电器ECU控制点火系统测试诊断与维修

1、会计学1无分电器无分电器ECU控制点火系统测试诊断与控制点火系统测试诊断与维修维修 一一 任务引入任务引入 无分电器无分电器ECU控制点火系统又称为直接点火系控制点火系统又称为直接点火系统（见图统（见图6-22），其特点是彻底取消了分电器，原分），其特点是彻底取消了分电器，原分火头的分电功能也由火头的分电功能也由ECU取代，取代，ECU不仅要控制点不仅要控制点火正时，还要控制点火顺序。该系统没有任何可运动火正时，还要控制点火顺序。该系统没有任何可运动的机械装置，因而机械运动与磨损方面的故障被彻底的机械装置，因而机械运动与磨损方面的故障被彻底消除。该点火系统的电路及有关部件发生故障，同样消除。该

2、点火系统的电路及有关部件发生故障，同样会造成发动机不能运转或运转不良。会造成发动机不能运转或运转不良。 无分电器无分电器ECU控制点火系控制点火系统的配电方式有统的配电方式有二极管分电、点二极管分电、点火线圈分电两种火线圈分电两种，点火方式也有，点火方式也有双缸同时点火、双缸同时点火、各缸独立点火两各缸独立点火两种，如图种，如图6-23所所示。类型不同，示。类型不同，系统构成及电路系统构成及电路原理会有所不同原理会有所不同，故障检查的方，故障检查的方法也会有所差别法也会有所差别。 1.各缸独立式各缸独立式ECU控制点火系统控制点火系统 如图如图6-22所示所示，每个火花塞都单，每个火花塞都单独

3、配置一个点火线独配置一个点火线圈，其位置一般在圈，其位置一般在火花塞的顶部，所火花塞的顶部，所产生的高压电直接产生的高压电直接送给火花塞，因而送给火花塞，因而取消了高压线，避取消了高压线，避免了高压线方面的免了高压线方面的故障，而且结构紧故障，而且结构紧凑，安装方便，因凑，安装方便，因此，在现代汽车发此，在现代汽车发动机上的应用日益动机上的应用日益广泛。广泛。 基本控制电路如图基本控制电路如图6-24所示，该电路中，点火器与点火所示，该电路中，点火器与点火线圈制为一体。有些车型上，点火器则单独设置，依靠相关线圈制为一体。有些车型上，点火器则单独设置，依靠相关线路与各点火线圈及线路与各点火线圈及

4、ECU等相连，如图等相连，如图6-25所示。所示。 各缸独立式点火系统中，各缸独立式点火系统中，ECU按点火顺序向点火器提供点按点火顺序向点火器提供点火控制信号（火控制信号（IGT1、IGT2），点火器则按同样的顺序控制各），点火器则按同样的顺序控制各点火线圈的工作，各点火器所产生的点火确认信号点火线圈的工作，各点火器所产生的点火确认信号IGF统一送回统一送回ECU，以实现对点火系统工作的监测。，以实现对点火系统工作的监测。 2.双缸同时点火式双缸同时点火式ECU控制点火系统控制点火系统 所谓双缸同时点火是指对同时到达上止点的两个汽缸实施所谓双缸同时点火是指对同时到达上止点的两个汽缸实施同时点

5、火，其中必然有一个缸为压缩上止点，其点火为有效火同时点火，其中必然有一个缸为压缩上止点，其点火为有效火，另一个缸为排气上止点，其点火为无效火（或称废火）。，另一个缸为排气上止点，其点火为无效火（或称废火）。 该点火系统有点火线圈配电和二极管配电两种方式。该点火系统有点火线圈配电和二极管配电两种方式。 1）点火线圈配电）点火线圈配电 2）二极管配电）二极管配电 1）点火线圈配电）点火线圈配电 点火线圈配电双点火线圈配电双缸同时点火的工作原缸同时点火的工作原理如图理如图6-27所示，各所示，各点火线圈都有两个高点火线圈都有两个高压线接头，分别与同压线接头，分别与同时到达上止点的两个时到达上止点的两

6、个汽缸的火花塞相连，汽缸的火花塞相连，这样以来，点火线圈这样以来，点火线圈的数量仅为汽缸数的的数量仅为汽缸数的一半，但需要设置高一半，但需要设置高压线。高压电路中一压线。高压电路中一般串联有高压二极管般串联有高压二极管，目的是为了防止初，目的是为了防止初级电路接通时次级线级电路接通时次级线圈所产生的感应电动圈所产生的感应电动势（势（10002000V）引起误点火。引起误点火。 图为丰田公司直列六缸发动机双缸同时点火系统，其同时点火的汽缸分别为：1缸和6缸、2缸和5缸、3缸和4缸，其控制电路如图6-29 所示，工作原理如下： ECU根据各传感器信号共向点火器输出根据各传感器信号共向点火器输出3个

7、信号：个信号：IGT、IGDA和和IGDB，其中，其中，IGT为点火控制信号，主要用于点火正时为点火控制信号，主要用于点火正时的控制；的控制；IGDA和和IGDB为汽缸判别信号，主要用于点火顺序的为汽缸判别信号，主要用于点火顺序的判断。三个信号之间的关系如图判断。三个信号之间的关系如图6-30所示。所示。 IGDA和和IGDB信号各有两种状态，即高电平（用逻辑值信号各有两种状态，即高电平（用逻辑值1表示表示）和低电平（用逻辑值）和低电平（用逻辑值0表示）。当表示）。当IGDA和和IGDB分别为分别为0、0时，时，点火器的判缸电路就用点火器的判缸电路就用IGT 信号来控制功率三极管信号来控制功率

8、三极管V2的通电和断的通电和断电，即控制电，即控制2号点火线圈工作，次级线圈所产生的高压电动势经高号点火线圈工作，次级线圈所产生的高压电动势经高压线同时送到压线同时送到2、5缸火花塞进行点火；同理，当缸火花塞进行点火；同理，当IGDA和和IGDB分分别为别为1、0时，时，3、4缸同时点火；当缸同时点火；当IGDA和和IGDB分别为分别为0、1时，时，则则1、6缸同时点火。缸同时点火。 另外，另外，ECU还接收一个来自点火器的还接收一个来自点火器的IGF信号，该信号称为点信号，该信号称为点火确认信号，是由点火器根据各点火线圈初级电流自感电动势产火确认信号，是由点火器根据各点火线圈初级电流自感电动

9、势产生的，主要用于生的，主要用于ECU对点火系统的监测。对点火系统的监测。 ECU一旦连续一旦连续6次或次或8次接次接受不到受不到IGF信号，就会判定点信号，就会判定点火系统发生故障，火系统发生故障，ECU会在储会在储存存14号故障代码的同时停止喷号故障代码的同时停止喷油，以防汽油冲刷汽缸表面。油，以防汽油冲刷汽缸表面。此外，发动机转速表还可以通此外，发动机转速表还可以通过过IGF信号获取转速信号信号获取转速信号TAC。 IGF信号产生的方法：信号产生的方法：ECU通过通过IGF信号线向点火器信号线向点火器发送一个发送一个5V的参考电压，每点的参考电压，每点火成功一次，点火器就将该电火成功一次

10、，点火器就将该电压接搭铁一次，压接搭铁一次，IGF参考电压参考电压变为变为0V一次。一次。 图图6-31为奥迪为奥迪V6发动机无发动机无分电器点火系统，其同时点火分电器点火系统，其同时点火的汽缸分别为：的汽缸分别为：1缸和缸和6缸、缸、2缸和缸和4缸、缸、3缸和缸和5缸。缸。2）二极管配电）二极管配电 该系统所用点火线圈及基本电路如图该系统所用点火线圈及基本电路如图6-32所示，其点火线圈所示，其点火线圈的初级线圈有一个中心抽头，将初级线圈分为的初级线圈有一个中心抽头，将初级线圈分为L1、L2两个部分两个部分，中心抽头通电源电路，另外两个抽头分别接点火器的功率三极，中心抽头通电源电路，另外两个

11、抽头分别接点火器的功率三极管；次级线圈的两端分别有两个高压输出端，共形成四个高压输管；次级线圈的两端分别有两个高压输出端，共形成四个高压输出端，通过四根高压线与四个汽缸的火花塞相连，每个高压电路出端，通过四根高压线与四个汽缸的火花塞相连，每个高压电路中各串联一个高压二极管。中各串联一个高压二极管。 当初级线圈当初级线圈L1断电时，次级线圈产生左负、右正的高压感断电时，次级线圈产生左负、右正的高压感应电动势，应电动势，1、4缸的高压二极管导通，使缸的高压二极管导通，使1、4缸同时点火；当缸同时点火；当初级线圈初级线圈L2断电时，次级绕组产生左正、右负高压电动势，断电时，次级绕组产生左正、右负高压

12、电动势，2、3缸的高压二极管导通，使缸的高压二极管导通，使2、3缸同时点火。缸同时点火。 该点火方式的电路控制原理如图该点火方式的电路控制原理如图6-33所示。所示。3.点火线圈的结构点火线圈的结构 无分电器点火系统无分电器点火系统的点火线圈有多种形式的点火线圈有多种形式：各缸独立点火式点火：各缸独立点火式点火系统的点火线圈只有一系统的点火线圈只有一个高压接口，并各自独个高压接口，并各自独立地安装在火花塞上方立地安装在火花塞上方，此时，由于点火线圈，此时，由于点火线圈和火花塞相连，使高压和火花塞相连，使高压电流流过的距离缩短，电流流过的距离缩短，因而电压损失和电磁干因而电压损失和电磁干扰也减少

13、，点火系统的扰也减少，点火系统的可靠性也得到提高。某可靠性也得到提高。某些车型上，点火线圈还些车型上，点火线圈还与点火器制成一体，形与点火器制成一体，形成点火器成点火器- 点火线圈组点火线圈组件，如图件，如图6-34所示。所示。 双缸同时点火式点火系统的点火线圈有两个高压接口。各双缸同时点火式点火系统的点火线圈有两个高压接口。各点火线圈一般组合成一体，其点火器也可与点火线圈制成一体，点火线圈一般组合成一体，其点火器也可与点火线圈制成一体，形成点火器形成点火器点火线圈组件，并依靠高压线与各火花塞相连，如点火线圈组件，并依靠高压线与各火花塞相连，如图所示。图所示。实训项目一：点火系统故障诊断实训项

14、目一：点火系统故障诊断 注意事项：发动机正在运转时，不允许断开蓄电池的接线。注意事项：发动机正在运转时，不允许断开蓄电池的接线。1)跳火试验跳火试验 单独进行各缸火花塞的跳火试验，可查明哪个汽缸不产生火单独进行各缸火花塞的跳火试验，可查明哪个汽缸不产生火花。花。 拆下所有喷油器的连接器，使其不能喷射燃料；拆下所有喷油器的连接器，使其不能喷射燃料； 拆下点火器连接器，拆下点火线圈（带点火器）和火花塞；拆下点火器连接器，拆下点火线圈（带点火器）和火花塞； 重新将火花塞装入点火线圈内；重新将火花塞装入点火线圈内； 连接点火器连接器，将火花塞壳体搭铁；连接点火器连接器，将火花塞壳体搭铁； 接通电源，起

15、动发动机，检查火花塞是否产生火花。接通电源，起动发动机，检查火花塞是否产生火花。 如果某个汽缸的火花塞不跳火，则说明该路点火存在故障。如果某个汽缸的火花塞不跳火，则说明该路点火存在故障。注意：跳火试验时，曲轴运转不得超过注意：跳火试验时，曲轴运转不得超过510s。2)故障检测、诊断与排除（以丰田汽车、故障检测、诊断与排除（以丰田汽车、14 号故障代码为例）号故障代码为例）(1)读取故障代码并分析故障原因读取故障代码并分析故障原因 利用发动机自诊断系统，读取故障代码（读码方法见课题利用发动机自诊断系统，读取故障代码（读码方法见课题9），得出故障代码为），得出故障代码为“14”；查阅维修手册，得知

16、故障代码为；查阅维修手册，得知故障代码为“14”的含义为的含义为“ECU连续连续6次接收不到次接收不到IGF信号信号”；分析；分析14号号故障代码产生的原因，如图故障代码产生的原因，如图6-36所示。所示。 (2)确定故障区域确定故障区域 可以通过跳火实验、测量可以通过跳火实验、测量IGT信号、测量信号、测量IGF参考电压等多种参考电压等多种方法进行故障区域划分。方法进行故障区域划分。 通过跳火实验划分故障区域的方法见图。其他划分方法请结通过跳火实验划分故障区域的方法见图。其他划分方法请结合电路控制原理自己分析。合电路控制原理自己分析。 3）检查各可能发）检查各可能发生故障的元件及线路生故障的

17、元件及线路 检查检查IGT信号、信号、IGF信号及相应线路信号及相应线路 检查检查IGDA、IGDB信号及相应线路信号及相应线路。 拆下各缸喷油器连拆下各缸喷油器连接器；拆下点火器连接接器；拆下点火器连接器，测连接器线束侧器，测连接器线束侧IGDA、IGDB端子端子车车身搭铁之间的电压，并身搭铁之间的电压，并起动发动机，应有脉冲起动发动机，应有脉冲，否则检查，否则检查IGDA、IGDB 线路，线路正常线路，线路正常，则检查曲轴位置传感，则检查曲轴位置传感器及线路、器及线路、ECU电源系电源系统，一切正常，则更换统，一切正常，则更换ECU。 检查点火器。检查点火器。 拆下点火器，按照电路图给点火

18、器接上蓄电池电源电压、搭铁、各点火线圈拆下点火器，按照电路图给点火器接上蓄电池电源电压、搭铁、各点火线圈及火花塞；及火花塞； 给点火器给点火器IGT端子与搭铁端子之间提供间断性端子与搭铁端子之间提供间断性4.5V电压，电压，2、5缸火花塞应同缸火花塞应同时跳火；时跳火； 给点火器给点火器IGDA端子与搭铁端子之间提供端子与搭铁端子之间提供4.5V电压，给电压，给IGT端子与搭铁端子之端子与搭铁端子之间提供间断性间提供间断性4.5V电压，电压，3、4缸火花塞应同时跳火；缸火花塞应同时跳火； 给点火器给点火器IGDB端端子与搭铁端子之间子与搭铁端子之间提供提供4.5V电压，给电压，给IGT端子与搭

19、铁端端子与搭铁端子之间提供间断性子之间提供间断性4.5V电压，电压，1、6缸缸火花塞应同时跳火火花塞应同时跳火。 如不符合上述如不符合上述要求，说明点火器要求，说明点火器存在故障，应更换存在故障，应更换。 检查点火线圈。检查点火线圈。 测初级线圈电阻，测初级线圈电阻， 数据符合维修手册的规定（如：数据符合维修手册的规定（如： 冷态冷态0.360.55 ； 热态热态0.450.65），不符合要求），不符合要求则更换。则更换。 测初级线圈两端子测初级线圈两端子车身搭铁之间的电阻，电阻值车身搭铁之间的电阻，电阻值应大于应大于10M，否则更换点火线圈。次级线圈内部有高，否则更换点火线圈。次级线圈内部有

20、高压二极管，因而不能测量其电阻。如果初级线圈正常，压二极管，因而不能测量其电阻。如果初级线圈正常，但点火线圈不能工作，则更换点火线圈。但点火线圈不能工作，则更换点火线圈。 检查高压线。检查高压线。 用万用表检查高压线的电阻值。正常阻值应为用万用表检查高压线的电阻值。正常阻值应为25k，否则应该更换。，否则应该更换。 检查火花塞的绝缘性。检查火花塞的绝缘性。 用万用表测量火花塞高压线接头与壳体之间的电阻用万用表测量火花塞高压线接头与壳体之间的电阻，应大于，应大于10M，否则应更换火花塞。，否则应更换火花塞。实训项目二、点火系统检查（丰田卡罗拉实训项目二、点火系统检查（丰田卡罗拉1ZR-FE发动机

21、）发动机）1）检查点火线圈总成的供电电压）检查点火线圈总成的供电电压2）检查点火线圈总成）检查点火线圈总成IGF信号线路信号线路3）检查点火线圈总成）检查点火线圈总成IGT信号线路信号线路4）检查点火线圈总成搭铁电路）检查点火线圈总成搭铁电路5）检查点火线圈总成电源线路）检查点火线圈总成电源线路6）检查）检查ECU电源电路（见第七章）电源电路（见第七章）基本资料：丰田卡罗拉基本资料：丰田卡罗拉1ZR-FE发动机点火系统如图发动机点火系统如图6-38所示，所示，点火控制电路如图点火控制电路如图6-39所示。其中，各点火器与点火线圈制为所示。其中，各点火器与点火线圈制为一体，形成四个点火线圈总成。

22、一体，形成四个点火线圈总成。1）检查点火线圈总成的供电电压）检查点火线圈总成的供电电压 断开某点火线圈总成连接器，线束侧连接器各端子如图所示，接通点火断开某点火线圈总成连接器，线束侧连接器各端子如图所示，接通点火开关，用万用表测端子开关，用万用表测端子1（+B）端子端子4（GND）之间电压，应为）之间电压，应为914V，否则进入步骤（否则进入步骤（4）。）。 2）检查点火线圈总成）检查点火线圈总成IGF信号线路信号线路 断开断开ECU连接器，连接器，ECU线束测连接器如图所示。用万用表测点火线圈线线束测连接器如图所示。用万用表测点火线圈线束侧连接器端子束侧连接器端子2与与ECU端子端子81之间

23、的电阻，应小于之间的电阻，应小于1；测端子；测端子2或或ECU端端子子81车身搭铁之间的电阻，应大于车身搭铁之间的电阻，应大于10k。 如不符合要求则维修或更换线束或连接器。如不符合要求则维修或更换线束或连接器。3）检查点火线圈总成）检查点火线圈总成IGT信号线路信号线路 参见图参见图6-39，用万用表测点火线圈线束侧连接器端子，用万用表测点火线圈线束侧连接器端子3与与ECU端子端子82（或（或83 或或84或或85）之间的电阻，应小于）之间的电阻，应小于1 ；测端子；测端子2或或ECU端子端子82（或（或83或或84或或85）车身搭铁之间的电阻，应大于车身搭铁之间的电阻，应大于10k。 如不

24、符合要求则维修或更换线束或连接器。如不符合要求则维修或更换线束或连接器。4）检查点火线圈总成搭铁电路）检查点火线圈总成搭铁电路 用万用表测点火线圈线束侧连接器端子用万用表测点火线圈线束侧连接器端子4与车身搭铁之间的与车身搭铁之间的电阻，应小于电阻，应小于1，否则，维修或更换线束或连接器。，否则，维修或更换线束或连接器。 5）检查点火线圈总成电源线路）检查点火线圈总成电源线路 点火线圈总成电源电路如图所示。点火线圈总成电源电路如图所示。 从发动机舱继电器盒上拆下从发动机舱继电器盒上拆下IG2继电器（集成继电器），断开继电器连继电器（集成继电器），断开继电器连接器，如图接器，如图6-43所示。用万

25、用表测点火线圈线束侧连接器端子所示。用万用表测点火线圈线束侧连接器端子1与与1A-4之间之间的电阻，应小于的电阻，应小于1；测端子；测端子1或或1A-4车身搭铁之间的电阻，应大于车身搭铁之间的电阻，应大于10k。 如不符合要求则维修或更换线束或连接器。如不符合要求则维修或更换线束或连接器。6）检查）检查ECU电源电路（见第七章）电源电路（见第七章）4.实训要求实训要求 养成安全防护、使用发动机舱防护罩、养成安全防护、使用发动机舱防护罩、“三件套三件套”的职业习惯。的职业习惯。 注意零件、工具、油水注意零件、工具、油水“三不落地三不落地”。 操作仔细认真，避免造成设备损坏。操作仔细认真，避免造成

26、设备损坏。 故障诊断的思路要清晰。故障诊断的思路要清晰。小结小结 无分电器无分电器ECU控制点火系统的最大特点是：彻底取消了分电器，分电控制点火系统的最大特点是：彻底取消了分电器，分电任务由任务由ECU完成，即完成，即ECU既要控制点火正时，又要控制点火顺序。既要控制点火正时，又要控制点火顺序。 无分电器无分电器ECU控制点火系统的分电方式有二极管分电、点火线圈分电控制点火系统的分电方式有二极管分电、点火线圈分电两种，点火方式也有双缸同时点火、各缸独立点火两种。两种，点火方式也有双缸同时点火、各缸独立点火两种。 各缸独立式各缸独立式ECU控制点火系统中，每个火花塞都单独配置了一个点火线圈控制点

27、火系统中，每个火花塞都单独配置了一个点火线圈，点火线圈分电双缸同时点火系统中，点火线圈的数量为汽缸数的一半，点火线圈分电双缸同时点火系统中，点火线圈的数量为汽缸数的一半，二极管分电双缸同时点火系统只有一个点火线圈，点火线圈内部有二极管分电双缸同时点火系统只有一个点火线圈，点火线圈内部有4个用于个用于分电的高压二极管。分电的高压二极管。 丰田车系中，丰田车系中，ECU共向点火器输出三个信号：共向点火器输出三个信号：IGT、IGDA和和IGDB，其，其中，中，IGT主要用于点火正时的控制；主要用于点火正时的控制；IGDA和和IGDB主要用于点火顺序的判断主要用于点火顺序的判断。另外，。另外，ECU还接收一个来自点火器的点火确认信号（还接收一个来自点火器的点火确认信号（IGF信号）。信号）。 无分电器无分电器ECU控制点火系统的故障诊断也需要读取故障代码，并根据点火控制点火系统的故障诊断也需要读取故障代码，并根据点火电路的工作原理分析故障原因，制订合理的故障诊断方案。电路的工作原理分析故障原因，制订合理的故障诊断方案。 点火系统检查的内容主要包括：点火线圈总成供电电压及电源线路的检点火系统检查的内容主要包括：点火线圈总成供电电压及电源线路的检查、查、IGF信号线路的检查、信号线路的检查、IGT信号线路的检查、点火线