1、第七章 發動機電子控制技術 第二節 微機控制點火系統一、電子控制點火技術發展概況與特點二、電子控制點火系統分類三、電子控制點火系統控制原理四、電子控制點火系統結構原理 傳統的點火系統，其點火時刻的調整是依靠機械離心式調節裝置和真空式調節裝置完成的，由于機械的滯后、磨損及裝置本身的局限性，故不能保證點火時刻在最佳值。而用ECU控制的點火系統，則可方便地解決以上問題。因為用微機可考慮更多的對點火提前角影響的因素，使發動機在各種工況下均能達到最佳點火時刻，從而提高發動機的動力性、經濟性、改善排放指標。 一、電子控制點火技術發展概況與特點1、電子控制點火技術發展概況2、機械式點火提前調節的不足（1）點

2、火提前角調節達不到實際需要溫度、壓力、混合氣濃度等因素均會對燃燒速度產生影響，機械式點火不能調節。（2）對溫度等其它影響燃燒的因素不能起到調節作用轉速和負荷的變化是非線性的，機械式點火不可能調節到最佳微機控制電子點火系統具有以下優點：可實現最佳點火時間控制可針對各種影響因素修正點火時間可與其他電子控制系統實現協調控制如采用無分電器點火控制系統還有以下優點：點火能量損失小點火系統的故障率低點火能量與次級電壓更加穩定3、微機控制電子點火系統的優點電控點火系可分為有分電器式和無分電器式兩種型式。 1）分電器式點火系（機械高壓配電式）ECU根據各輸入信號，確定點火時刻，并將點火正時信號IGt送至點火器

3、，當IGt 信號變為低電平時，點火線圈一次側被切斷，二次線圈中感應出高壓電，再由分電器送至相應缸火花塞點火。二、電控點火系統的分類 點火線圈分配式無分電器點火系統是將來自點火線圈的高壓電直接分配給火花塞，有同時點火和單獨點火兩種形式。 無分電器點火系統（電子高壓配電式） 1）開環控制的基本點火提前角是靠預先在臺架上用實驗方法測得的數據來確定的。這些數據存入ECU的只讀存儲器ROM中，工作時，ECU根據發動機的工況來選擇調取。 2）閉環控制方式是根據發動機實際運行結果的反饋信息來控制點火提前角的，所以閉環控制又稱為反饋控制。通常，閉環控制方式是利用爆震傳感器反饋爆震信號來控制點火提前角的。 目前

4、廣泛應用的電控點火系統，是在開環控制方式的基礎上再配以閉環控制方式的混合控制方式。 按有無反饋控制可分為開環控制和閉環控制兩種（1）點火提前角對發動機性能的影響點火提前角是從火花塞發出電火花，到該缸活塞運行至壓縮上止點時曲軸轉過的角度。 當汽油機保持節氣門開度、轉速以及混合氣濃度一定時，汽油機功率和耗油率隨點火提前角的改變而變化。對應于發動機每一工況都存在一個“最佳”點火提前角 適當點火提前角，可使發動機每循環所做的機械功最多（ 曲線陰影部分） 三、微機控制點火系統的控制原理 1、點火提前角的控制方式發動機轉速 隨著轉速的升高點火提前角增大。采用電控點火系統，更接近理想的點火提前角。發動機負荷

5、 歧管壓力高（真空度小、負荷大），點火提前角小，反之點火提前角大。采用電控點火（ESA）系統時，可以使發動機的實際點火提前角接近于理想的點火提前角。 燃料性質 汽油辛烷值越高，抗爆性越好，點火提前角可增大，反之應減小。其他因素 燃燒室形狀、燃燒室內溫度、空燃比、大氣壓力、冷卻水溫度。（2）最佳點火提前角確定依據 發動機起動時，按ECU內存儲的初始點火提前角（設定值）對點火提前角進行控制。起動時點火提前角的設定值隨發動機而異，對一定的發動機而言，起動時的點火提前角是固定的，一般為10左右。發動機正常運轉時（起動后），主ECU根據發動機的轉速和負荷信號，確定基本點火提前角，并根據其他有關信號進行修

6、正，最后確定實際的點火提前角，并向電子點火控制器輸出點火執今信號，以控制點火系的工作。 （3）控制點火提前角的基本方法 （4）點火提前角的控制內容實際點火提前角初始提前角+基本提前角+修正提前角發動機起動過程中，進氣管絕對壓力傳感器信號或空氣流量計信號不穩定，ECU無法正確計算點火提前角，一般將點火時刻固定在設定的初始點火提前角。此時的控制信號主要是發動機轉速信號（Ne信號）和起動開關信號（STA信號）。2、起動時點火提前角的控制 3起動后基本點火提前角的確定 1）發動機起動后怠速運轉時，ECU根據節氣門位置傳感器信號（IDL信號）、發動機轉速傳感器信號（Ne信號）和空調開關信號（AC信號）確

7、定基本點火提前角。 2）發動機起動后在除怠速以外的工況下運轉時， ECU根據發動機的轉速和負荷（單位轉數的進氣量或基本噴油量）確定基本點火提前角。 （1）基本點火提前角的確定轉速和負荷確定基本點火提前角MAP圖不同的發動機控制系統中，對點火提前角的修正項目和修正方法也不同。修正方法有修正系數法和修正點火提前角法兩種 。主要修正項目有：1）水溫修正；2）怠速穩定修正；3）空燃比反饋修正； 4）過熱點火提前角控制； 5）發動機爆燃點火提前角控制； 6）最大提前和推遲控制。（2）修正點火提前角控制1）水溫修正水溫修正又可分為暖機修正和過熱修正。發動機冷車起動后的暖機過程中，隨冷卻水溫的提高，混合氣的

8、燃燒速度加快，燃燒過程所占的曲軸轉角減小，點火提前角也應適當減小，如右圖所示。 （2）修正點火提前角控制ECU根據實際轉速與目標轉速的差來修正點火提前角，低于目標轉速，應增大點火提前角，反之，推遲點火提前角。控制信號有：發動機轉速信號（Ne信號）、節氣門位置傳感器信號（IDL信號）、車速傳感器信號（SPD信號）、空調開關信號（AC信號） 2）怠速穩定修正（2）修正點火提前角控制由于空燃比反饋控制系統，是根據氧傳感器的反饋信號調整噴油量的多少來達到最佳空燃比控制的，所以這種噴油量的變化必然帶來發動機轉速的變化。為了穩定發動機轉速，點火提前角需根據噴油量的變化進行修正，如右圖所示。 3）空燃比反饋

9、修正（2）修正點火提前角控制4）過熱點火提前角控制 過熱產生爆震，減小點火提前角5）發動機爆燃點火提前角控制 產生爆震，減小點火提前角6）最大提前和推遲控制 極限值（2）修正點火提前角控制4、點火線圈通電時間控制（1）通電時間對發動機工作的影響（2）通電時間的控制方法（3）點火線圈的恒流控制（1）通電時間對發動機工作的影響在發動機工作時，必須保證點火線圈的初級電路有足夠的通電時間。但如果通電時間過長，點火線圈又會發熱并增大電能消耗。要兼顧上述兩方面的要求，就必須對點火線圈初級電路的通電時間進行控制。 閉合角控制的作用閉合角控制電路的作用是：根據發動機轉速和蓄電池電壓調節閉合角，以保證足夠的點火

10、能量。在發動機轉速上升和蓄電池電壓下降時，閉合角控制電路使閉合角加大，即延長一次側電路的通電時間，防止一次側儲能下降，確保點火能量。 點火線圈的次級電壓是和初級電路斷開時的初級電流成正比。通電時間短時，初級電流小，會使感應的次級電壓偏低，容易造成失火。初級電流大，對點火有利；但通電時間過長，會使點火線圈發熱，甚至燒壞，還會使能耗增大。因此要控制一個最佳通電時間。 現代電控點火系統和傳統的分電器不同，傳統的點火線圈初級電路的通電時間取決于斷電器觸點的閉合角和發動機轉速。而現代點火線圈初級電路的通電時間由ECU控制，根據發動機的轉度信號和電源電壓信號確定最佳的閉合角（通電時間），并控制點火器輸出指

11、令信號（IGt信號），以控制點火器中晶體管的導通時間。 （2）通電時間的控制方法（3）點火線圈的恒流控制 由于采用了高能點火線圈，改善點火性能。為了防止初級電流過大燒壞點火線圈，在部分電控點火系統的點火控制電路中增加了恒流控制電路。恒流的基本方法是：在點火器功率晶體管的輸出回路中增設一個電流檢測電阻，用電流在該電阻上形成的電壓降反饋控制晶體管的基極電流，只要這種反饋為負反饋，就可使晶體管的集電極電流穩定，從而實現恒流控制。爆燃的危害 會導致冷卻液過熱，功率下降油耗上升。控制方法 推遲點火提前角，利用爆震傳感器中的壓電晶體的壓力效應。 5、爆燃的控制 閉環控制所用的反饋信息可以是發動機的爆震信號

12、、轉速信號或氣缸的壓力信號等。最常見的是利用發動機的爆震信號作為反饋信息，用來控制大負荷等工況下的點火提前角； 爆震傳感器將發動機的爆震狀況反饋給ECU，一旦爆震程度超過規定的標準，ECU立即發出點火系統推遲點火；當爆震程度低于規定的標準時，ECU又會將點火時刻提前，循環調節點火時刻的結果，使發動機始終處于臨界爆震的工作狀態。 5、爆燃的控制若用發生爆震的循環次數與實際工作循環的次數之比值（爆震率）來衡量爆震強度，可以定量地把爆震分為四個等級：爆震率在5以下時為微爆震510為輕爆震1025為中爆震25以上為重爆震。 當發動機出現15的輕微爆震時，其動力性、經濟性接近最佳值。閉環控制方式即按輕微爆震來確定最佳點火提前角。 5、爆燃的控制一定時間內無爆震時，就逐步增大點火提前角，直至發生輕微爆震；爆震率大于5時，又將點火提前角減小，直至爆震消除。 5、爆燃的控制5、爆燃的控制5、爆燃的控制5、爆燃的控制根據點火線圈的數量和高壓電分配方式的不同，該火系統又可分為：1)二極管配電點火方式； 2)點火線圈同時點火方式；3)獨立點火方式。6、高壓配電原理(1)、高壓配電電路原理6、高壓配電原理1）二極管配電點火方式特點：四個氣缸共用一個點火線圈。 2)點火線圈分配同時點火方式1、點火線圈 2、火花塞 3、點火器 4、ECU 5、各種傳感器