第十章电子点火控制系统

第十章电子点火控制系统第一页，共126页。第十章电子点火控制系统

第十一章发动机怠速控制系统

第十二章汽车排放控制系统

第十三章发动机集中电子控制系统

第十四章电子控制自动变速器第二页，共126页。第十章电子点火控制系统第一节概述

第二节电子点火控制系统的结构与原理第三页，共126页。第一节概述一、电子点火控制技术发展概况与特点

二、电子点火控制系统分类第四页，共126页。一、电子点火控制技术发展概况与特点1.点火控制技术发展概况

2.机械式点火提前调节的不足

3.电子点火控制系统的优点第五页，共126页。1.点火控制技术发展概况

第六页，共126页。2.机械式点火提前调节的不足(1)点火提前角调节达不到实际需要

(2)对温度等其他影响燃烧的因素不能起调节作用第七页，共126页。2.机械式点火提前调节的不足图10-1真空、离心点火提前调节器点火提前调节特性

a)真空点火提前调节器工作特性b)离心点火提前调节器工作特性第八页，共126页。2.机械式点火提前调节的不足图10-2最佳点火提前角曲面第九页，共126页。(1)点火提前角调节达不到实际需要图10-3某一负荷下的最

佳点火提前角曲线

1—最佳点火时刻曲线2—离心点火提前

调整曲线—初始点火提前角第十页，共126页。(1)点火提前角调节达不到实际需要

第十一页，共126页。(2)对温度等其他影响燃烧的因素不能起调节作用

第十二页，共126页。3.电子点火控制系统的优点①可实现最佳点火时间控制。电子控制点火系统可根据发动机转速与负荷的变化实现非线性控制，使发动机在各种工况下都处于最佳的点火状态。

②可针对各种影响因素修正点火时间。电子控制点火系统的控制器可根据发动机温度、进气压力、混合气浓度等传感器的信号，及时对点火提前角进行修正，使发动机在各种情况下都能处于最佳点火工作状态。第十三页，共126页。3.电子点火控制系统的优点③可与其他电子控制系统实现协调控制。电子点火控制系统可与发动机怠速控制系统、燃油喷射控制系统、自动变速器控制系统、防滑控制系统等其他汽车电子控制系统进行信息交流，可根据其他电子控制系统的相关信号，迅速改变点火提前角，以使发动机的运转和汽车的运行更加平稳。

①点火能量损失小。传统的高压配电方式工作时，配电器分火头与旁电极之间的跳火和具有较高电阻的高压导线均会损失部分点火能量，电子高压配电避免了这部分能量损失，从而提高了有效的点火能量。第十四页，共126页。3.电子点火控制系统的优点②点火系统的故障率较低。配电器在高压下工作，分电器盖、分火头及高压导线等的漏电、烧损是电子点火装置较为多见的故障。采用电子高压配电则避免或减少了这些故障可能，从而提高了点火系统的工作可靠性。

③点火能量与次级电压更加稳定。由于增加了点火线圈(或初级绕组)的数量，每个点火线圈初级绕组的可通电时间增加了2～6倍，因此，确保了发动机在高转速下点火线圈初级绕组有充足的通电时间，从而使发动机在高速时仍有足够高的点火能量和次级电压。第十五页，共126页。①可实现最佳点火时间控制。电子控制点火系统可根据发动机转速与负荷的变化实现非线性控制，使发动机在各种工况下都处于最佳的点火状态。

第十六页，共126页。②可针对各种影响因素修正点火时间。电子控制点火系统的控制器可根据发动机温度、进气压力、混合气浓度等传感器的信号，及时对点火提前角进行修正，使发动机在各种情况下都能处于最佳点火工作状态。

第十七页，共126页。③可与其他电子控制系统实现协调控制。电子点火控制系统可与发动机怠速控制系统、燃油喷射控制系统、自动变速器控制系统、防滑控制系统等其他汽车电子控制系统进行信息交流，可根据其他电子控制系统的相关信号，迅速改变点火提前角，以使发动机的运转和汽车的运行更加平稳。

第十八页，共126页。①点火能量损失小。传统的高压配电方式工作时，配电器分火头与旁电极之间的跳火和具有较高电阻的高压导线均会损失部分点火能量，电子高压配电避免了这部分能量损失，从而提高了有效的点火能量。

第十九页，共126页。②点火系统的故障率较低。配电器在高压下工作，分电器盖、分火头及高压导线等的漏电、烧损是电子点火装置较为多见的故障。采用电子高压配电则避免或减少了这些故障可能，从而提高了点火系统的工作可靠性。

第二十页，共126页。③点火能量与次级电压更加稳定。由于增加了点火线圈(或初级绕组)的数量，每个点火线圈初级绕组的可通电时间增加了2～6倍，因此，确保了发动机在高转速下点火线圈初级绕组有充足的通电时间，从而使发动机在高速时仍有足够高的点火能量和次级电压。

第二十一页，共126页。二、电子点火控制系统分类1.按高压配电方式不同分

2.按是否有发动机爆燃情况反馈控制分第二十二页，共126页。1.按高压配电方式不同分(1)机械高压配电方式

(2)电子高压配电方式第二十三页，共126页。(1)机械高压配电方式

第二十四页，共126页。(2)电子高压配电方式

图10-4电子高压配电方式第二十五页，共126页。2.按是否有发动机爆燃情况反馈控制分(1)开环控制方式

(2)闭环控制方式第二十六页，共126页。(1)开环控制方式

第二十七页，共126页。(2)闭环控制方式

第二十八页，共126页。第二节电子点火控制系统的结构与原理一、电子点火控制原理

二、电子控制点火系统的结构第二十九页，共126页。一、电子点火控制原理1.点火提前角的控制方式

2.起动时点火提前角控制

3.起动后点火提前角控制

4.点火线圈通电时间控制

5.发动机爆燃推迟点火控制

6.高压配电原理第三十页，共126页。1.点火提前角的控制方式(1)最佳点火提前角确定

(2)点火时间控制过程

(3)点火定时脉冲的产生方式

(4)点火提前角控制的基本内容第三十一页，共126页。(1)最佳点火提前角确定

第三十二页，共126页。(2)点火时间控制过程

第三十三页，共126页。(3)点火定时脉冲的产生方式10M5.tif第三十四页，共126页。(3)点火定时脉冲的产生方式图10-5点火定时脉冲信号的产生方式

1、5—磁感应式传感器2—传感器信号3—传感器信号(整流后)4、5、6、7—定时

计数波形8—光耦合元件9—分火头10—信号触发转子

11—整形电路12—1°信号槽13—180°信号槽第三十五页，共126页。(4)点火提前角控制的基本内容表10-1点火提前角控制的基本内容第三十六页，共126页。2.起动时点火提前角控制(1)起动初始点火提前角控制

(2)起动非初始点火提前角控制第三十七页，共126页。(1)起动初始点火提前角控制图10-6起动时的初始点火提前角控制

1—基准点火定时信号发生电路2—接电子

点火模块IC—集成电路第三十八页，共126页。(1)起动初始点火提前角控制10M6.tif第三十九页，共126页。(2)起动非初始点火提前角控制图10-7日产ECCS系统低温起动

点火提前角调整特性第四十页，共126页。(2)起动非初始点火提前角控制10M7.tif第四十一页，共126页。3.起动后点火提前角控制(1)基本点火提前角控制

(2)修正点火提前角控制第四十二页，共126页。(1)基本点火提前角控制1)怠速时基本点火提前角控制

2)正常运转时基本点火提前角控制第四十三页，共126页。1)怠速时基本点火提前角控制图10-8起动后的初始点火提前角控制第四十四页，共126页。1)怠速时基本点火提前角控制109.tif第四十五页，共126页。1)怠速时基本点火提前角控制10M9.tif第四十六页，共126页。1)怠速时基本点火提前角控制图10-9怠速基本点火第四十七页，共126页。2)正常运转时基本点火提前角控制

第四十八页，共126页。(2)修正点火提前角控制1)怠速暖机修正

2)怠速稳定修正

3)空燃比反馈修正

4)过热点火提前角修正

5)发动机爆燃点火提前角修正

6)最大提前和推迟控制第四十九页，共126页。1)怠速暖机修正

第五十页，共126页。2)怠速稳定修正图10-10怠速暖机点火第五十一页，共126页。2)怠速稳定修正图10-11怠速稳定点火第五十二页，共126页。3)空燃比反馈修正

第五十三页，共126页。4)过热点火提前角修正1012.tif第五十四页，共126页。4)过热点火提前角修正10M12.tif第五十五页，共126页。4)过热点火提前角修正图10-12空燃比反馈点火提前角修正第五十六页，共126页。4)过热点火提前角修正图10-13发动机过热点火提前角修正第五十七页，共126页。5)发动机爆燃点火提前角修正

第五十八页，共126页。6)最大提前和推迟控制

第五十九页，共126页。4.点火线圈通电时间控制(1)通电时间控制的作用

(2)通电时间控制原理第六十页，共126页。(1)通电时间控制的作用图10-14蓄电池电压与点火线圈初级电流

1—蓄电池电压高的初级电流曲线

2—蓄电池电压低的初级电流曲线第六十一页，共126页。(1)通电时间控制的作用10M14.tif第六十二页，共126页。(2)通电时间控制原理图10-15蓄电池电压与点火

线圈初级通路时间第六十三页，共126页。(2)通电时间控制原理10M15.tif第六十四页，共126页。5.发动机爆燃推迟点火控制(1)爆燃点火提前角修正控制的作用

(2)爆燃的判别

(3)爆燃推迟点火提前角控制方式第六十五页，共126页。(1)爆燃点火提前角修正控制的作用1)开环电子点火控制系统的不足

2)爆燃推迟点火控制的作用第六十六页，共126页。1)开环电子点火控制系统的不足图10-16插值法计算点火提前角示意图

1—特定工况点火提前角2—插值法计算的点火

提前角线3—开环控制避免产生爆燃

的特定工况点火提前角第六十七页，共126页。1)开环电子点火控制系统的不足10M16.tif第六十八页，共126页。2)爆燃推迟点火控制的作用

第六十九页，共126页。(2)爆燃的判别10M17.tif第七十页，共126页。(2)爆燃的判别图10-17爆燃信号判别电路

1—爆燃传感器2—滤波电路3—爆燃判断区间信号4—峰值检测5—比较基准

产生电路6—爆燃判定比较器7—爆燃信号输出8—微处理器第七十一页，共126页。(2)爆燃的判别图10-18爆燃强度判定

1—爆燃判定期间2—爆燃判定基准值3—爆燃

传感器输出信号4—爆燃判定值第七十二页，共126页。(3)爆燃推迟点火提前角控制方式①发动机爆燃发生时，慢慢地推迟点火，并逐步减小修正量；爆燃消失时，则慢慢恢复点火提前角。这种方式的缺点是会使爆燃持续一会儿。

②发动机爆燃时迅速大幅度推迟点火时间，爆燃消失后，再慢慢恢复到原调定的点火提前角。这种方式可使发动机爆燃迅速消除，缺点是点火过迟的持续时间较长。

⑧发动机爆燃时，迅速大幅度减小点火提前角，然后快速恢复。此种方式可迅速消除爆燃，且可避免较长时间处于点火过迟状态。但其缺点是点火提前角变动大，易引起发动机转矩的波动。第七十三页，共126页。①发动机爆燃发生时，慢慢地推迟点火，并逐步减小修正量；爆燃消失时，则慢慢恢复点火提前角。这种方式的缺点是会使爆燃持续一会儿。

第七十四页，共126页。②发动机爆燃时迅速大幅度推迟点火时间，爆燃消失后，再慢慢恢复到原调定的点火提前角。这种方式可使发动机爆燃迅速消除，缺点是点火过迟的持续时间较长。

第七十五页，共126页。⑧发动机爆燃时，迅速大幅度减小点火提前角，然后快速恢复。此种方式可迅速消除爆燃，且可避免较长时间处于点火过迟状态。但其缺点是点火提前角变动大，易引起发动机转矩的波动。

第七十六页，共126页。6.高压配电原理(1)高压配电电路原理

(2)顺序点火信号的产生原理第七十七页，共126页。(1)高压配电电路原理1)二极管分配同时点火方式高压配电电路原理

2)点火线圈分配同时点火方式高压配电电路原理

3)单独点火方式高压配电电路原理第七十八页，共126页。1)二极管分配同时点火方式高压配电电路原理

第七十九页，共126页。2)点火线圈分配同时点火方式高压配电电路原理1020.tif第八十页，共126页。2)点火线圈分配同时点火方式高压配电电路原理10M20.tif第八十一页，共126页。2)点火线圈分配同时点火方式高压配电电路原理图10-20二极管分配同时第八十二页，共126页。2)点火线圈分配同时点火方式高压配电电路原理图10-21点火线圈分配同时第八十三页，共126页。3)单独点火方式高压配电电路原理1022.tif第八十四页，共126页。3)单独点火方式高压配电电路原理10M22.tif第八十五页，共126页。3)单独点火方式高压配电电路原理图10-22单独点火方式电路原理第八十六页，共126页。(2)顺序点火信号的产生原理1)点火定时信号IGt的产生

2)气缸识别原理第八十七页，共126页。1)点火定时信号IGt的产生

第八十八页，共126页。2)气缸识别原理图10-23电子点火控制系统示例

a)电子点火控制系统电路b)传感器信号波形

1—线圈2—G转子3—线圈4—其他信号输入5—Ne线圈

6—Ne转子7—气缸识别与晶体管驱动电路

ICM—电子点火模块第八十九页，共126页。2)气缸识别原理图10-24ECU输出的I、I及I信号电压波形第九十页，共126页。2)气缸识别原理表10-2气缸识别电路逻辑功能第九十一页，共126页。二、电子控制点火系统的结构1.电子控制点火系统的组成

2.电子控制点火系统部件的结构

1.传统的点火提前调节方式有哪些不足?

2.电子点火控制系统有哪些种类?

3.电子控制系统的基本组成部分有哪些?如何进行点火提前角控制?

4.爆燃推迟点火控制的实际意义是什么?发动机爆燃是如何监测、识别和控制的?

5.电子高压配电的方式有哪些?各种高压配电方式是如何工作的?第九十二页，共126页。二、电子控制点火系统的结构6.点火定时信号如何产生?无分电器电子控制点火系统如何识别需点火气缸的?

7.一些点火线圈分配方式的无分电器电子点火系统，为什么其高压回路串接高压二极管?第九十三页，共126页。1.电子控制点火系统的组成(1)带分电器的电子控制点火系统

(2)无分电器的电子控制点火系统第九十四页，共126页。(1)带分电器的电子控制点火系统10M25.tif第九十五页，共126页。(1)带分电器的电子控制点火系统图10-25带分电器的电子点火控制系统

1—分电器2—转速与曲轴位置信号插接器3—空气流量传感器4—冷却液温度传感器5—节气门

位置传感器6—点火开关7—空调开关8—车速传感器9、10—输入接口11—模/数转换器

12—输出接口13—存储器14—恒压电源15—电子点火模块16—点火线圈第九十六页，共126页。(2)无分电器的电子控制点火系统10M26.tif第九十七页，共126页。(2)无分电器的电子控制点火系统图10-26博世(BOSCH)VZ无分电器点火系统

1—飞轮2—火花塞3—双点火线圈4—节气门位置传感器5—真空管6—电子控制器(ECU)

7—发动机转速传感器8—曲轴位置传感器9—冷却液温度传感器第九十八页，共126页。2.电子控制点火系统部件的结构(1)点火线圈

(2)电子点火模块

(3)分电器第九十九页，共126页。(1)点火线圈1)适用于二极管分配的点火线圈

2)适用于点火线圈分配的点火线圈

3)单独点火方式的点火线圈第一百页，共126页。1)适用于二极管分配的点火线圈

第一百零一页，共126页。2)适用于点火线圈分配的点火线圈10M27.tif第一百零二页，共126页。2)适用于点火线圈分配的点火线圈图10-27二极管分配同时点火方式的点火线圈(内装式)

a)点火线圈内部电路b)点火线圈外形

1—低压插接器端子2—初级绕组3—次级绕组4—高压二极管5—高压接线柱第一百零三页，共126页。2)适用于点火线圈分配的点火线圈10M28.tif第一百零四页，共126页。2)适用于点火线圈分配的点火线圈图10-28二极管分配同时点火方式的点火线圈(外接式)

a)点火线圈连接线路b)点火线圈内部结构

1—点火线圈2—高压二极管3、11—接电子点火模块4—弹簧5—初级绕组Ⅰ

6—初级绕组Ⅱ7—铁心8、16—高压导电片9、18—电源接线柱

10、19—高压线插座12—外壳13—导磁板14—衬纸

15—次级绕组17—变压器油第一百零五页，共126页。2)适用于点火线圈分配的点火线圈10M29.tif第一百零六页，共126页。2)适用于点火线圈分配的点火线圈图10-29点火线圈分配同时点火方式的点火线圈(Ⅰ)

1—点火线圈A高压线插座2—点火线圈B高压线插座3—点火线圈C高压

线插座4—点火线圈低导线插座5—点火线圈内部电路第一百零七页，共126页。2)适用于点火线圈分配的点火线圈图10-30点火线圈分配同时点火方式的点火线圈(Ⅱ)

a)点火线圈外形b)点火线圈内部结构

1—支架2—点火线圈3—低压插座4—高压二极管

5—高压引线6—盖7—填充材料8—低压接线柱

9—外壳10、13—铁心11—次级绕组12—初级绕组第一百零八页，共126页。2)适用于点火线圈分配的点火线圈

第一百零九页，共126页。3)单独点火方式的点火线圈图10-31点火线圈分配同时

点火高压回路二极