汽车发动机构造与维修课件：微机控制点火系

微

机

控

制

点

火一、概述分电器上的离心式和真空式点火提前装置受其机械结构及性能的限制，调节能力是有限的，很难实现点火提前角随发动机的转速、负荷、起动及怠速、水温、汽油的辛烷值、压缩比等的不同

而精确调节，有时为了避免大负荷时的爆燃，不得不减小点火提前角。微机控制点火系的特点：(1)

、发动机在各种工况下都有最佳的点火提前角，提高了发动机的动力性和经济性，且保证排放污染最小。(2)、将点火提前到发动机刚好不致于产生爆燃的范围

。传感器电子点火器空气流量计水温传感器EFI

I

EE节气门位置传感器空调开关车速传感器起动信号空挡起动开关G1G2

Ne加速状态

检测电路分电器图3-66二、微机控制点火系(ESA)的组成1.

微机控制点火系的组成及功能点火执行器ESA

系的组成框图IGf

信号发生电路闭合角

控制电路过电压保护电路放大电路控制中断供油ESA控制点火时间ECUECU恒流控

制电路锁止保

护电路1

至转

速

表

等滤波

电路火花塞功率管ESA各组成部分的功能组成部分功能传

感

器空气流量计检测进气量进气(支)管绝对压力传感器检测曲轴角度(发动机转速)分电器Ne信号检测线圈检测曲轴角度基准位置G1、G2信号检测线圈向主ECU输入点火提前角修正信号节气门集团传感器检测发动机的冷却水温水温传感器检测发动机是否正处于起动状态起动开关检测自动变速器的选挡杆是否置于N

位或P位空档起动开关检测车速，向主ECU输入车速信号车速传感器检测空调的工作状态(ON或OFF)空调开关A/C检测发动机爆燃信号爆燃传感器向主ECU输入电源电压信号电源电压传感器检测进气量组成部分功能执行机构电子点器与点火线圈根据主ECU输出的点火控制信号，控制点火线圈一次侧电路的通断，

产生二次侧高压使火花塞点火；同

时，把点火确认信号IGf反馈给ECU发动机控制器(主ECU)根据各传感器输入的信号，计算出

最佳的点火提前角，并向电子点火

器输出点火控制信号2.

微机控制点火系统的主要电路(1)

、

点火确认信号(1Gf信号)发生电路(见图)(2)、过电压保护电路

(见图)(3)、闭合角控制电路

(见图)ESA各组成部分的功能(续表)空气流量计水温传感器节气门位置传感器

空调开关车速传感器起动信号空挡起动开关分电器电子点火器IGf

信号发生

电路滤波

闭合角电路

控制电路锁止保

护电路加速状态检测电路ESA控制点火时间

IGtG1

G2NeECUEFI控制中断供油图3-66

ESA系的组成框图过电压保护电路恒流控

制电路1

至转速表等点火开关放大电路点火线圈④

一功率管火花塞IGf。(4)、锁止保护电路(见图)(5)、恒流控制电路(见图)(6)、加速状态检测电路(见图)三、微机控制点火系的控制功能点火提前角控制主要控制功能：通电时间控制爆燃控制1.点火提前角控制微机控制点火系中，点火提前角按发动机起

动期间与正常运行期间两种基本工况实现控制。①)起动期的点火提前控制：ECU检测信号：Ne信

号

、SIA

信

号点火提前予设角：10°(2)发动机正常运行期的点火提前控制：接通空调基本点火提前角怠速工况的基本点火提前角模型o发动机转速图3-4怠速时基本点火提前角的确定①基本点火提前角：如图

：a)按喷油量和Ne确定图中数值为点火提前角/(°)242428

313235

3735

40

4340

42

4739

44

43

49

5044

44

50

50o

44

46

50

50发动机转速

发动机转速a)

b)图3

-

5基本点火提前角控制模型b)按进气量和Ne确定a)按喷油量和转速确定b)

按进气量和转速确定基本喷油脉宽图中数

24值为点火提前24283132353735404340424739444349504444505044465050图3-5

基本点火提前角控制模型a)按喷油量和转速确定b)按进气量和转速确定发动机转速a)发动机转速b)单位转数的进气量图中数值为点火提前角/(°)基本喷油脉宽角/(°)00接通空调0发动机转速图3-4

怠速时基本点火提前角的确定基本点火提前角②修正点火提前角：暖机修正：刚起动时冷却水温度较低时，应增大点火提前角，以使发动机尽快暖机。控制暖机修正量的主要信号有冷却水温度信号、进气流量信号和节气

门开度信号。过热修正：发动机正常运行时，若冷却水温过高，为了避免发动机过热，应减小点火提前角。控制过热修正量的主要信号有冷却水温度信号和节气门开度信号。怠速稳定性修正：为了能保持怠速下稳定运转，当检测到的实际转速低于怠速目标转速时，应相应增大

点火提前角。相反，应减小点火提前角。控制怠速稳定性修正量的主要信号有发动机转速信号、节气

门开度信号、车速信号、空调信号等。空调断开空调接通025

50

75与怠速目标转速的差值/(r·min-1)图3-8

点火提前角的怠速稳定修正曲线IDL通0IDL

断80100

120冷却液温/℃3-7

点火提前角的过热修正曲线提前或推迟提前角修正值→

推迟角度提前角度暖机修正40

602.通电时间控制30006000电源电压/V发动机转速/r/min图3-68通电时间与电源电压的关系闭合角与转速的关系通电时间进行控制，就是对点火闭合角进行控制。闭合角的大小取决于发动机转速和电源电压的大小。0图3-67闭合角一通电

时

间

/

m

s大

。3.

爆燃控制爆燃控制的组成：ECU检测电路控制电路点火执行器图3-69

爆燃控制器爆燃传感器校正电路(℃A)爆震发生时渐渐不产生爆震时，又渐渐增大点火提前角减少点火提前角度

时间图4

-

73

点火提前角的控制图3-70

爆燃与点火时刻的关系爆震辨别信号爆燃控制曲线：转速n/10³(r/min)点火时期四、微机控制直接点火系1、

主要优点：(1)节省了安装空间(2)能量损失减少(3)高速时点火能量有保证(4)电磁辐射减小2、控制方式：(1)开环控制(2)闭环控制同时点火装置3

、

分

类

：独立点火装置曲轴位置感测器

Ne4、工作过程：c13◎

{C₂发动机控制电脑(ECU)

点火器图3

-

71

丰田皇冠汽车无分电器点火系No.1D

+BQNo.2{+BgNo.3点火线圈(1)同时点火系统IGdBIGdA

点火CPU

恒流控制#6#5_#2#3#4火花塞产生安全

信号产生转速信号VT₁VT2vT₃+Bo#1IGfTAC气缸辨别电路输入介面闭角

控制输出介面转速表IGt曲轴位置感测器NeOGi1

◎

G2输入介面发动机控制电脑(ECU)

点火器图3

-

71

丰田皇冠汽车无分电器点火系+B

9No.1+BQNo.2+BQNo.3点火线圈IGdBIGdA点火#1#6#5#2#3#4火花塞产生安全

信号产生转速信号VT₁VT2VT₃IGfTAC气缸辨别电路恒流控制闭

角

控制输出介面转速表CPUIGtG1、G2和Ne三个信号，用于判别气缸、检测曲轴转角和确定初始点火提前角。同时还向点火器输出IGt、IGdA、IGdB三个信号。其中IGt信号是点火正时信号，

IGdA和IGdB信号是ECU输送给点火器的判断信号。发动机ECU根据G1、G2、

Ne信号查表选择IGdA

、IGdB的信号状态(见表3—15),以确定各缸的点火顺序。图3-

72

IGdA、IGdB

信号01IGdAIGdB101001信号状态点火线圈IGdAIGdB结果No.1

No.601点火No.5

No.200点火No.3

No.410点火表3-15

IGdA、IGdB

信号状态0℃A360℃A720℃A一

曲轴转角图3-17

ECU

输出的点火控制信号IGd₂

一I一I2

一☆I₃

一△3、4缸★点水1、6缸2、5缸☆IGtIGd₁★

点No.1点火线圈#1#6No.2点火线圈#5#2No.3点火线圈#3#4六缸发动机气缸组合形式+12VVT₁VT₂VT₃图3

-

73ECUGc)d)图3-74

无分电器单独点火系1

一

点火线圈2

—

火花塞3

一

点火器4

一

发动机

ECU

5—各传感器和开关输入信号a)

地线1

缸

2

缸

3

4

缸5