微机控制点火系统

1、第三节，微机控制点火系统，点火系统的发展：传统点火系统-半导体辅助点火系统-普通电子点火系统-微机控制电子点火系统-无分电器点火系统。普通点火系统采用离心或真空点火提前装置来控制点火提前角，这受机械系统滞后效应、磨损和装置本身机械记忆的影响。点火系统不能保证点火时间处于最佳值。逐渐被微机控制的点火系统所取代。微机控制点火系统是自20世纪70年代末使用非接触式点火装置以来的又一重大进步。其最大的成功在于实现了点火提前角的自动控制，即根据发动机工况及时控制点火提前角。因此，可以获得混合物的最佳燃烧，从而可以最大程度地提高发动机的高速性能，提高发动机的动力性能和经济性，并且可以减少排气污染。其特点是

2、微机控制点火系统能在各种工况和各种环境下自动获得理想点火提前角，使发动机在功率、经济性、排放和工作稳定性方面处于最佳状态。在整个工作范围内，点火线圈的导通角可以控制。储存在线圈中的点火能量可以保持恒定。采用闭环控制后，点火提前角可以控制在刚刚爆震的状态，从而获得更高的燃烧效率，有利于发动机各项性能的提高。微机控制的点火系统的组成主要由与点火有关的各种传感器、电子控制器(电子控制单元计算机)、点火电子元件(点火器)、电源、点火线圈、分电器和火花塞组成，如图所示。分类、传感器、传感器用于连续检测与点火相关的发动机工况信息，并将检测结果输入电子控制器，作为计算和控制点火时间的依据。不同车辆使用的传感

3、器类型、数量、结构和安装位置不同，但功能相似。微机控制的电子点火系统中使用的传感器主要有以下几种类型：(1)各种传感器和传输信号；(2)曲轴位置传感器包括以下两部分：曲轴转角(或发动机转速)，它将发动机曲轴转角转换成电信号并输入到电子控制单元。曲轴参考位置(点火参考传感器，活塞上止点位置):当曲轴旋转到一个特殊位置时，如气缸1的上止点或上止点前一定角度，输出一个脉冲信号。微型计算机将该脉冲信号作为计算曲轴位置的参考点，并与曲轴角度信号一起计算曲轴在任何时候的具体位置。磁脉冲型、霍尔效应型和光电型。原理与信号发生器相同。2)空气流量计(进气管负压传感器)检测进气量信号，该信号用于计算基本燃油喷射

4、持续时间，也可用作负载信号来计算基本点火提前角；3)冷却液温度传感器：检测水温信号，反映发动机的工作温度，修正基本点火提前角，并在起动或暖机时控制点火提前角；4)氧传感器：检测空燃比浓和稀信号；5)节气门位置传感器：检测节气门开度和加速度信号，用于判断发动机工况和修正点火提前角；6)车速传感器：检测车速信号；7)空档开关：检测变速器空档信号；8)点火开关：检测点火状态或启动状态信号；9)空调开关：检测空调是开还是关。10)电池：检测电池电压信号11)空气温度传感器：检测进气温度信号以校正点火提前角12)爆震传感器：检测发动机是否爆震并将信号发送至控制单元以校正点火提前角。实现了点火提前角的闭环

5、控制。测试方法：气缸压力、发动机机体振动、燃烧噪音等。电子控制器是点火控制系统和燃油喷射控制系统的核心，其控制计算机一般称为电子控制单元。其功能是接收上述相关的传感器信号，按照特定的程序进行判断和计算，然后输出最佳点火提前角和主电路导通时间的控制信号给点火电子元件。在现代发动机集中控制系统中，点火系统只是电子控制器的一个子系统。输出电路、电子控制装置、输入电路、A/D转换器、微型计算机、输出电路和输出电路具有主要功能：微型计算机输出的数字信号具有低电压，因此通常不可能用该数字信号驱动致动器，因此需要将其转换成能够驱动致动器按照输出电路的要求工作的信号。输出电路输出的控制信号通常包括喷油器驱动信

6、号、点火控制信号和电动汽油泵驱动信号。微型计算机的主要功能是根据汽车的运行状况，对各种传感器发出的信号进行处理，并将处理结果发送给输出电路。微型计算机由中央处理器、输入输出设备和存储器组成。点火器是综合控制的执行机构之一。点火器用于根据电子控制单元的指令控制一次电流的通断。点火器(点火电子元件)不同发动机的点火器有不同的结构。有些点火器具有恒流控制、关闭角度控制、气缸识别、点火监控等功能。除了打开和关闭初级电路的功能之外。一些发动机没有点火器，用于控制主电路的大功率三极管位于控制器(电子控制单元)内。微机控制点火系统和微机控制点火系统的分类根据是否保留传统的分电器(本质上是分电器)可分为两类：

7、1 .带分配器的点火系统；2.无分电器点火系统的同时点火模式和独立点火模式。带有分配器(间接点火系统)但仍保留分配器的微机控制点火系统称为间接点火系统。在该系统中，点火线圈的高压通过分电器进行分配，即由分电器头和分电器盖组成的分电器按照点火顺序及时将高压分配到每个气缸，使每个气缸的火花塞依次点火。2。无分电器点火系统(直接点火系统)在该系统中，点火线圈上的高压线直接与火花塞相连。工作时，点火线圈产生的高压直接送至各火花塞，微机根据各传感器输入的信息和发动机的点火顺序控制各气缸火花塞的点火。无分电器点火系统(直接点火系统)无分电器点火系统按目前常用的类型大致可分为两种：双缸同时点火系统(最常用的

8、)单点火系统，无分电器：高压线直接与火花塞连接，每缸单独点火。虽然在两个气缸之间共用一个点火线圈取消了分电器，但火花塞由于废火而加速腐蚀，所以现在已被采用。虽然这种方法很昂贵，但发动机可以获得更好的发动机性能。点火系统控制的主要内容是点火提前角的确定、关闭角的控制、爆震控制、点火提前角的控制，它直接影响发动机的动力性、燃油消耗率和排气净化等性能，因此必须加以控制。然而，很难找到精确的数学模型，因为点火提前角的控制本身是一个相当复杂的多元解问题。然而，考虑到影响发动机点火提前角的主要因素是转速和负荷，人们一般采用实验的方法来获得不同转速和负荷下发动机对应的最佳点火提前角，从而找出三维控制模型图，

9、并将其转化为二维表格。点火提前角控制系统根据制造商开发的不同类型的点火装置而有所不同。下面重点介绍丰田微机控制点火系统(简称TCCS系统)点火提前角的控制原理和过程。在日产ECCS系统中，点火提前角是在起动时确定的。在发动机起动期间，速度低，进气歧管的进气流量信号或绝对压力信号不稳定，点火时间通常固定在某个初始点火提前角。起动时点火提前角、发动机转速、起动开关和冷却液温度等主要控制信号。启动丰田汽车TCCS系统后点火提前角的控制、初始点火提前角、基本点火提前角、点火提前角的校正-预热校正、怠速稳定性校正、过热校正、空燃比反馈校正、关闭角控制。只有当通电时间达到一定值时，初级电流才能达到饱和。二

10、次电压的最大值与断开电流成正比，因此有必要保证一定的上电时间，使二次电压达到规定值。但是，如果通电时间过长，线圈将会发热，功耗将会增加。因此，有必要控制点火线圈初级电路的通电时间(即闭合角度)。爆震控制，避免爆震的措施：延迟点火。爆震控制系统、微机控制点火系统的应用实例、丰田汽车发动机的微机控制系统，常称为TCCS系统。它是一个综合控制系统或集中控制系统，如曲轴角度传感器、水温传感器、空气流量计、氧传感器、节气门位置传感器、变速器空档、空调信号、进气温度、爆震传感器、蓄电池电压、丰田点火系统、丰田微电脑控制点火系统、丰田微电脑控制点火系统，其主要功能是控制点火提前角；常被称为ESA系统，它摆脱

11、了传统的离心和真空调节机构，点火提前角完全由微机控制。该系统是一个间接点火系统，也就是说，它保留了分配器和分配器中点火线圈产生的高电压。通过动力分配器发送到每个气缸的火花塞。丰田汽车1号的微机控制点火系统。曲轴位置和角度传感器1。功能：曲轴位置传感器是微机控制点火系统中最重要的传感器之一，是微机控制点火系统中不可缺少的信号源，它向电子控制器输入活塞位置(上止点)和曲轴转速等信息。2.类型：常用的曲轴位置和角度传感器有：磁感应式、光电式、霍尔式等。丰田微电脑控制点火系统1，曲轴位置和角度传感器3。安装位置：(以下类型很常见)1)飞轮壳2)曲轴前端3)凸轮轴前端4)分配器中的丰田曲轴位置和角度传感

12、器是磁电式的，具有以下结构。4.结构和原理：曲轴位置角度传感器包括两个传感器：分配器，位于上部的曲轴参考位置传感器(G信号)，位于下部的曲轴角度传感器(Ne信号)，Ne信号发生器，4。曲轴位置角传感器包括两个传感器：曲轴角度传感器(Ne信号发生器)功能：检测曲轴角度和发动机转速信号，信号转子上有24个齿，固定在分配器轴上，感应线圈固定在外壳上。其原理与普通电子点火系统中的磁感应信号发生器相同。转子转一圈相当于曲轴转两圈。因此，每次产生交流信号，就相当于曲轴旋转30度。电子控制单元通过内部特殊角度脉冲信号将30分为30等份，使角度步长为1，G信号发生器，4。曲轴位置角传感器包括两个传感器：曲轴参

13、考位置传感器G信号发生器功能：判断活塞上止点位置。它由一个信号转子和两个感应线圈组成，分别产生两个信号G1和G2。G1信号用于检测第六气缸G2的上止点位置，信号用于检测上止点位置g信号和Ne信号，丰田微机控制点火系统2，电子控制器(计算机)，1)在电子控制器的存储器(只读存储器)中，存储点火控制程序和点火提前角数据。点火提前角数据是在各种工况下通过大量实验获得的，可以使发动机在任何工况下都获得理想或最佳的点火时间。计算机选择最佳点火提前角；2)发动机工作时，电子控制器(计算机)根据各传感器输入的发动机信息，经过处理后，从储存器中选择最佳电点火时间。3)根据曲轴转角传感器输入的G1信号、G2信号和Ne信号，当判断发动机曲轴(活塞)到达指定位置时，点火控制信号IGt及时输出给点火器。当IGT信号变为低电位时，点火器中的大功率三极管关断，点火线圈的初级绕组电路被切断，次级