汽车发动机电控技术,主编廖发良,第3章 电控点火系统,3.1 概述 3.2 带分电器电控点火系统 3.3 无分电器电控点火系统(DLI) 3.4 点火控制 3.5 电控点火系统故障诊断,3.1 概述,3.1.1 汽油机点火系统的要求 3.1.2 电控点火系统的组成 3.1.3 电控点火系统的类型,3.1.1 汽油机点火系统的要求,1.高压要求 火花塞电极击穿而产生火花时所需要的电压称为击穿电压。 2.高能要求 电火花应具有足够的点火能量(电火花的能量火花塞电极间的电压火花塞电极间流过的电流电火花持续时间)，点火能量越大，着火性能越好。 3.正时要求 点火系统除按发动机各缸工作顺序依次点火外，还必须在最佳点火时刻点火。,3.1.2 电控点火系统的组成,1.传感器 在所有用的传感器中，除爆燃传感器为电控点火系统所专用之外，其他传感器基本上都与电控燃油喷射系统共用。 2.电子控制单元(ECU) ECU一般都与电控燃油喷射系统共用。 3.点火器 点火器常采用集成芯片，故又称点火模块，即ICM。,图3-1 电控点火系统的组成示意图,3.1.2 电控点火系统的组成,4.点火线圈 现代电控发动机点火线圈都采用闭磁路式，因为其铁心是闭合的，磁通全部经过铁心内部，铁心的导磁能力约为空气的10000倍。,3.1.3 电控点火系统的类型,1.按有无分电器分类 (1)带分电器电控点火系统：该系统保留了分电器，点火线圈产生的高压电是经过分电器中的配电器分配至各缸，使各缸火花塞按点火顺序依次点火。 (2)无分电器电控点火系统(直接点火系统)：该点火系统取消了分电器，点火线圈上的高压线直接与火花塞相连。 2.按控制元件不同分类 (1)点火模块控制型点火系统：点火模块控制型点火系统如图3-3所示。 (2)主微机控制型点火系统：主微机控制型点火系统如图3-4所示。 (3)独立点火型点火系统：独立点火型点火系统如图3-5所示。,3.1.3 电控点火系统的类型,图3-2 无分电器点火系统 a)单缸独立点火 b)同时点火,3.1.3 电控点火系统的类型,图3-3 点火模块控制型点火系统,3.1.3 电控点火系统的类型,图3-4 主微机控制型点火系统,3.1.3 电控点火系统的类型,图3-5 独立点火型点火系统,3.2 带分电器电控点火系统,3.2.1 结构性能特点 3.2.2 基本控制方法,3.2 带分电器电控点火系统,图3-6 带分电器的电控点火系统的原理,3.2.1 结构性能特点,控点火系统的分电器与传统的分电器相比，取消了断电器等装置，不再承担点火线圈一次线圈电路的通断控制任务，仅起对高压电进行分配的作用。大多数情况下，该种分电器都内装凸轮轴位置传感器，为ECU提供凸轮轴位置和上止点信号。有的车型甚至将点火线圈和点火器全都集成在一个分电器内。工作时，ECU根据各传感器的信号，经过处理，从存储器中选择最佳点火提前角，根据GNe信号，判断发动机曲轴到达规定位置时，发出控制信号IGt至点火器。当IGt信号为低电位时，大功率晶体管截止，一次线圈电路切断，二次线圈产生高压电。同时触发点火确认反馈信号IGf发生电路，并输出反馈信号IGf给ECU。由于在电控燃油喷射系统中，喷油器的驱动信号来自于曲轴位置传感器，所以当点火系统出现故障使火花塞不点火，而曲轴位置传感器正常工作时，喷油器会照常喷油，造成气缸内喷油过多，结果将导致车辆再起动困难或行车时三元催化转化器过热。为避免这种现象发生，当IGf信号连续35次无反馈信号送入ECU时，则ECU判断点火系统有故障，并强行中止喷油工作。,3.2.2 基本控制方法,图3-7 点火时刻基准信号,3.3 无分电器电控点火系统(DLI),3.3.1 双缸同时点火系统 3.3.2 单缸独立点火系统,3.3.1 双缸同时点火系统,1.结构性能特点 双缸同时点火系统是指两个气缸共用一个点火线圈，其二次线圈的两端分别与两个气缸上的火花塞相连接(见图3-8)。,图3-8 点火线圈配电方式,3.3.1 双缸同时点火系统,图3-9 功率晶体管导通时反电动势,3.3.1 双缸同时点火系统,图3-10 高压二极管的作用,3.3.1 双缸同时点火系统,2.控制特点 在无分电器双缸同时点火系统中， ECU输出的指令除控制通电时刻和通电时间的IGt外，还须输出能够判别是哪一组气缸的指令，即判别缸指令IGd。,图3-11 无分电器双缸同时点火系统,3.3.1 双缸同时点火系统,表3-1 判缸指令与发动机点火气缸之间的关系,3.3.2 单缸独立点火系统,图3-12 无分器单缸独立点火系统 1点火线圈 2火花塞 3点火器 4ECU 5各种传感器和开关信号,3.4 点火控制,3.4.1 点火提前角的控制 3.4.2 闭合角的控制 3.4.3 爆燃的控制,3.4.1 点火提前角的控制,1.起动时点火提前角的控制 在起动期间或发动机转速在规定转速(通常为500r/min)以下时，由于进气歧管压力或进气流量不稳定，因此点火提前角设为固定值，通常将此值定为初始点火提前角或固定点火提前角。 2.起动后点火提前角的控制 发动机起动后，ECU对最佳点火提前角的计算和控制一般按照如下步骤进行：根据基准(G)信号与转速(Ne)信号确定初始点火提前角。,图3-13 起动时点火提前角的控制框图,3.4.1 点火提前角的控制,图3-14 起动后点火提前角的控制框图,3.4.1 点火提前角的控制,(1)初始点火提前角：初始点火提前角大小随发动机不同而不同。 (2)基本点火提前角：怠速工况时，ECU根据发动机转速、空调开关和动力转向开关是否接通确定基本点火提前角(见图3-15)；非怠速工况时，ECU根据发动机转速和进气歧管压力信号(或每转进气量信号)，从ECU存储器中(见图3-16)查出相应工况基本点火提前角。,3.4.1 点火提前角的控制,图3-15 怠速工况基本点火提前角,3.4.1 点火提前角的控制,图3-16 基本点火提前角三维图,3.4.1 点火提前角的控制,(3)修正点火提前角：电子控制单元根据有关传感器的信号，分别求出对应的修正值，它们的代数和就是修正点火提前角。,3.4.1 点火提前角的控制,图3-17 点火提前角的暖机修正,3.4.1 点火提前角的控制,图3-18 点火提前角的过热修正,3.4.1 点火提前角的控制,图3-19 点火提前角的怠速稳定性修正,3.4.1 点火提前角的控制,图3-20 点火提前角的空燃比反馈修正,3.4.1 点火提前角的控制,(4)最大和最小提前角控制：当ECU计算出的实际点火提前角不合理时，发动机将不能正常运转。,3.4.2 闭合角的控制,图3-21 闭合角的控制,3.4.3 爆燃的控制,图3-22 点火提前角对爆燃的影响,3.4.3 爆燃的控制,图3-23 爆燃界限与点火提前角,3.4.3 爆燃的控制,图3-24 爆燃控制过程,3.5 电控点火系统故障诊断,3.5.1 电控点火系统主要部件检测方法 3.5.2 电控点火系统故障诊断程序,3.5.1 电控点火系统主要部件检测方法,1.点火线圈的检测 点火线圈应保持清洁、干燥，目测应无裂纹，应无点火线圈填料冒出，否则应予更换。 2.点火器的检测 将点火线圈与点火器导线插接器插接好，用万用表或示波器检查发动机ECU端子间的电压，其电压值应符合表3-3。 3.高压线的检测 测量高压线的电阻，其阻值最大为25k，否则予以更换。,表3-2 点火线圈的电阻,表3-3 点火器上各端子间的电压,3.5.2 电控点火系统故障诊断程序,图3-25 典型电控点火系统电路 1发动机ECU 2信号转子 3传感线圈 4火花塞 5配电器 6点火器 7点火线圈 8转速表 9点火开关 10蓄电池,3.5.2 电控点火系统故障诊断程序,图3-26 典型电控点火系统故障诊断流程图,