第九节第九节微机控制点火系微机控制点火系1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成 这种点火系统主要由与点火有关的这种点火系统主要由与点火有关的各种传感器、电子控制器（各种传感器、电子控制器（ECU电脑电脑）、）、点火电子组件（点火器）、点火线圈、点火电子组件（点火器）、点火线圈、配电器、火花塞等组成，如图所示。配电器、火花塞等组成，如图所示。1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成1、传感器、传感器 传感器传感器用来用来不断地检测与点火有关不断地检测与点火有关的发动机工作状况信息的发动机工作状况信息，并将检测结果并将检测结果输入电子控制器，作为运算和控制点火输入电子控制器，作为运算和控制点火时刻的依据。时刻的依据。各车型使用的传感器类型、各车型使用的传感器类型、数量、结构及安装位置不同，但其作用数量、结构及安装位置不同，但其作用大同小异。微机控制的电子点火系统中大同小异。微机控制的电子点火系统中所用的传感器主要有以下几种：所用的传感器主要有以下几种： 1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成1、传感器、传感器 各类传感器以及所传递的信号各类传感器以及所传递的信号 l）曲轴位置传感器：检测两个信号：曲轴位置传感器：检测两个信号： 曲轴转角曲轴转角 (或发动机转速或发动机转速) ，检测，检测发发动机转速信号动机转速信号 曲轴基准位置（点火基准传感器曲轴基准位置（点火基准传感器,活活塞上止点位置）：检测塞上止点位置）：检测基准缸活塞上止基准缸活塞上止点位置信号（凸轮轴位置传感器）点位置信号（凸轮轴位置传感器）1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成1、传感器、传感器 各类传感器以及所传递的信号各类传感器以及所传递的信号 2）空气流量计（进气管负压传感器）空气流量计（进气管负压传感器）检测进气量信号检测进气量信号 ； 3）冷却液温传感器：检测）冷却液温传感器：检测水温信号水温信号v 4）氧传感器：检测）氧传感器：检测空燃比浓稀信号空燃比浓稀信号 1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成1、传感器、传感器 各类传感器以及所传递的信号各类传感器以及所传递的信号 5）节气门位置传感器：检测）节气门位置传感器：检测节气门的开度节气门的开度和加速信号和加速信号 ； 6）车速传感器：检测）车速传感器：检测车速信号；车速信号； 7）空档开关：检测）空档开关：检测变速器空档信号；变速器空档信号； 8）点火开关：检测）点火开关：检测点火状态还是起动状态点火状态还是起动状态信号信号 ； 1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成1、传感器、传感器 各类传感器以及所传递的信号各类传感器以及所传递的信号 9）空调开关：检测）空调开关：检测空调是开还是关信号空调是开还是关信号 10）蓄电池：检测）蓄电池：检测电池电压信号电池电压信号v 11）进气温度传感器：检测）进气温度传感器：检测进气温度信号进气温度信号 12）爆震传感器：检测）爆震传感器：检测爆震信号爆震信号 1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成2电子控制器（电子控制器（ECU） 控制电脑一般被称为控制电脑一般被称为ECU，英文为英文为（Electronic Control Unit） 它它是点火控制系统和喷油控制系统的中枢是点火控制系统和喷油控制系统的中枢，作用是作用是接收上述各有关传感器信号，并按照特接收上述各有关传感器信号，并按照特定的程序进行判断、运算后，给点火电子组件定的程序进行判断、运算后，给点火电子组件输出最佳点火提前角和初级电路导通时间的控输出最佳点火提前角和初级电路导通时间的控制信号制信号。在现代发动机集中控制系统中，。在现代发动机集中控制系统中，点火点火系统仅是电子控制器的一个子系统。系统仅是电子控制器的一个子系统。 1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成2电子控制器电子控制器（ECU）（）（电脑）电脑） 电子控制器电子控制器（ECU电脑板）主电脑板）主要有：中央处理器要有：中央处理器（CPU）、）、存储器存储器（RAM、ROM）、）、输入输入/输出接口输出接口（I/O）、）、总线及电总线及电源供给电路等部分源供给电路等部分组成。组成。 1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成 3点火器点火器 点火器是综合控制的执行器之一，点火器是综合控制的执行器之一，点火器的作用是根据点火器的作用是根据ECU的指令，通过的指令，通过内部的大功率三极管的导通和截止，控内部的大功率三极管的导通和截止，控制初级电流的的通断，完成点火工作。制初级电流的的通断，完成点火工作。 1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成3点火器点火器 各种发动机的点火器结构各不相同，各种发动机的点火器结构各不相同，有的点火器除接通、切断初级电路的功有的点火器除接通、切断初级电路的功能外，还有恒流控制、闭合角控制、气能外，还有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。缸判别、点火监视等功能。 也有的发动机不设点火器，控制初也有的发动机不设点火器，控制初级电路的大功率三极管设在控制器级电路的大功率三极管设在控制器（ECU）内部内部 1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成4、点火线圈点火线圈 与微机控制电子点火系所匹配的点与微机控制电子点火系所匹配的点火线圈为专用高能点火线圈，一般采用火线圈为专用高能点火线圈，一般采用闭磁路，能量损失小，对外电磁干扰小闭磁路，能量损失小，对外电磁干扰小。 1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成5、分电器、分电器 微机控制点火系的分电器结构随发动微机控制点火系的分电器结构随发动机型号的不同有较大差异机型号的不同有较大差异 由配电器和凸轮轴位置传感器成；由配电器和凸轮轴位置传感器成； 现在，不少汽车发动机取消了分电器现在，不少汽车发动机取消了分电器称无分电器微机控制点火系称无分电器微机控制点火系 1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成6、火花塞、火花塞 2、微机控制点火系的分类微机控制点火系的分类 微微机机控控制制点点火火系系统统，按按照照是是否否保保留留传传统统的的分分电电器器（实实质质上上指指配配电电器器），可可分为两大类分为两大类： 1.有分电器点火系统有分电器点火系统; 2.无分电器点火系统无分电器点火系统 同时点火方式同时点火方式 单独点火方式单独点火方式。2、微机控制点火系的分类微机控制点火系的分类1.有分电器点火系统（非直接点火系统）有分电器点火系统（非直接点火系统） 仍保留分电器的微机控制点火系称仍保留分电器的微机控制点火系称为为非直接点火系统非直接点火系统 。 该系统中，点火线圈的该系统中，点火线圈的高压电高压电是是经经配电器进行分配配电器进行分配的，即由分火头和分电的，即由分火头和分电器盖组成的配电器，依照点火顺序适时器盖组成的配电器，依照点火顺序适时地将高压电分配至各气缸，使地将高压电分配至各气缸，使各缸火花各缸火花塞依次点火塞依次点火 。2、微机控制点火系的分类微机控制点火系的分类2.无分电器点火系统无分电器点火系统 (直接点火系统直接点火系统 ) 该系统中点火线圈上的高压线直接该系统中点火线圈上的高压线直接与火花塞相连，工作时，点火线圈产生与火花塞相连，工作时，点火线圈产生的高压电直接送到各火花塞、由微机根的高压电直接送到各火花塞、由微机根据各传感器输入的信息，依照发动机的据各传感器输入的信息，依照发动机的点火顺序，适时地控制各缸火花塞点火。点火顺序，适时地控制各缸火花塞点火。 2、微机控制点火系的分类微机控制点火系的分类 2.无无分分电电器器点点火火系系统统 (直直接接点点火火系系统统 ) 无无分分电电器器点点火火系系统统，按按照照目目前前常常见见的型式又大致可分为两种类型：的型式又大致可分为两种类型： 同时点火方式点火系统同时点火方式点火系统 单独点火方式点火系统单独点火方式点火系统两缸两缸同时点火同时点火各缸各缸单单独点火独点火日日产产无无分分电电器器点点火火系系第十节微机控制点火系应用实例第十节微机控制点火系应用实例丰田汽车发动机微机控制系统，常叫丰田汽车发动机微机控制系统，常叫TCCS系统。系统。 它是一种它是一种综合性控综合性控制系统或制系统或者叫集中者叫集中控制系统控制系统如图如图 曲轴转交曲轴转交传感器传感器水温传感器水温传感器空气流量计空气流量计氧传感器氧传感器节气门位节气门位置传感器置传感器变速器空挡变速器空挡空调信号空调信号进气温度进气温度爆震传感器爆震传感器蓄电池电压蓄电池电压丰田点火系丰田点火系丰田汽车微机控制点火系统丰田汽车微机控制点火系统247页页 丰田车微机控制点火系统，其主要作丰田车微机控制点火系统，其主要作用是控制点火提前角用是控制点火提前角;常叫常叫ESA系统，系统， 甩掉了传统的离心和真空调节机构，甩掉了传统的离心和真空调节机构，其点火提前角完全由微机进行控制其点火提前角完全由微机进行控制 该系统为非直接点火系统，即保留分该系统为非直接点火系统，即保留分电器中的配电器，点火线圈产生的高压电器中的配电器，点火线圈产生的高压电。经配电器送至各缸火花塞。电。经配电器送至各缸火花塞。 丰田汽车微机控制点火系统丰田汽车微机控制点火系统1、曲轴位置转角传感器、曲轴位置转角传感器 1.功用：功用： 曲轴位置传感器是微机控制点火系中最重要曲轴位置传感器是微机控制点火系中最重要的传感器之一，它是微机控制点火系中必不可的传感器之一，它是微机控制点火系中必不可少的信号源，向电子控制器输入少的信号源，向电子控制器输入活塞位置（上活塞位置（上止点）、曲轴转速止点）、曲轴转速等信息。等信息。 2.类型：类型： 常用的曲轴位置转角传感器型式有：磁感应常用的曲轴位置转角传感器型式有：磁感应式、光电式、霍尔式等。式、光电式、霍尔式等。 丰田汽车微机控制点火系统丰田汽车微机控制点火系统1、曲轴位置转角传感器、曲轴位置转角传感器 3.安装位置：（常见有一下几种）安装位置：（常见有一下几种） 1) 飞轮壳上飞轮壳上 2）曲轴前端曲轴前端 3）凸轮轴前端）凸轮轴前端 4) 分电器内分电器内 丰田的丰田的曲轴位置转角传感器在曲轴位置转角传感器在分电器内，分电器内，采用磁电式，结构如下图采用磁电式，结构如下图丰田汽车微机控制点火系统丰田汽车微机控制点火系统 1、曲轴位置转角传感器、曲轴位置转角传感器 4. 结构结构及原理及原理: 曲轴曲轴位置转位置转角传感角传感器包括器包括两个传两个传感器：感器：分电器分电器曲轴基准位置传感曲轴基准位置传感器（器（G信号）信号）曲轴转角传感器曲轴转角传感器（Ne信号）信号）Ne信号发生器信号发生器4. 结构及原理结构及原理: 曲轴位置转曲轴位置转角传感器包角传感器包括两个传感括两个传感器：器：曲轴转角传曲轴转角传感器感器（Ne信信号发生器）号发生器） 作用：检测曲作用：检测曲轴转角及发轴转角及发动机转速信动机转速信号号每转一圈产生每转一圈产生24个信号个信号G信号信号 发生器发生器4. 结构及原理结构及原理: 曲轴位置转角传感器包括两个曲轴位置转角传感器包括两个传感器：传感器： 曲轴基准位置传感器曲轴基准位置传感器 G信号信号 发生器发生器 作用：判别活塞上止点位置。作用：判别活塞上止点位置。 由信号转子和两个传感线圈由信号转子和两个传感线圈组成，分别产生组成，分别产生G1、G2两个两个信号。信号。 G1信号用来检信号用来检测第六缸上止点测第六缸上止点位置位置 G2信号用来检信号用来检测第一缸上止点测第一缸上止点位置位置 实际检测上止实际检测上止点前点前10 G信号和信号和Ne信信号的关系如图号的关系如图644所示。所示。G信号和信号和Ne信号的信号的关系关系丰田点火系丰田点火系丰田汽车微机控制点火系统丰田汽车微机控制点火系统2、电子控制器（电脑）、电子控制器（电脑） 1） 在电子控制器的存储器在电子控制器的存储器（ROM）中，存储着点火控制程序和点中，存储着点火控制程序和点火提前角的数据。火提前角的数据。 点火提前角的数据是在各种工况下，点火提前角的数据是在各种工况下，通过大量实验获得的，它可使发动机在通过大量实验获得的，它可使发动机在任何工况下，都能得到理想的或者最佳任何工况下，都能得到理想的或者最佳的点火时刻。的点火时刻。 电脑选出最佳点火提前角电脑选出最佳点火提前角 2） 在发动机工作中，电子控制器在发动机工作中，电子控制器（电脑）根据各传感器输入的发动机信（电脑）根据各传感器输入的发动机信息，经过处理再从储器中选则出最佳电息，经过处理再从储器中选则出最佳电火时间，火时间，电脑输出控制信号电脑输出控制信号IGt3）根据曲轴转角传感器输入的）根据曲轴转角传感器输入的G1、G2信号信号与与Ne信号信号,判断出发动机曲轴（活塞）到达规定的判断出发动机曲轴（活塞）到达规定的位置时，适时的输出点火控制信号位置时，适时的输出点火控制信号IGt至点火至点火器器. 当当IGt信号变成低电位时，点火器中大功信号变成低电位时，点火器中大功率三极管截止，点火线圈的初级绕组电路被切率三极管截止，点火线圈的初级绕组电路被切断，次级统组产生高压电（约断，次级统组产生高压电（约2035kV），），通通过配电器至火花塞处产生火花。过配电器至火花塞处产生火花。丰田点火系丰田点火系ESA系统比传统精确的多系统比传统精确的多 ESA系统可以根据发动机每时运转状系统可以根据发动机每时运转状况，对点火时刻作出最佳调整，因而点况，对点火时刻作出最佳调整，因而点火时刻控制比传统的离心、真空调节装火时刻控制比传统的离心、真空调节装置要精确的多。置要精确的多。 丰田丰田ESA系统系统点火提前角的计算点火提前角的计算实际点火提前角实际点火提前角初始点火提前角基本点火提前角修初始点火提前角基本点火提前角修正点火提前角正点火提前角固定值固定值试验得出试验得出的数据的数据怠速修正怠速修正暖机修正暖机修正爆震修正爆震修正ESA系统在发动机起动时一个系统在发动机起动时一个固定的初始点火提前角固定的初始点火提前角（BTDC10） 在发动机起动时，不经过微机计算，在发动机起动时，不经过微机计算，点火时刻直接由传感器信号控制一个固点火时刻直接由传感器信号控制一个固定的初始点火提前角（定的初始点火提前角（BTDC10），），在在发动机转速超过一定值时，自动转换成发动机转速超过一定值时，自动转换成由微机输出的点火时刻信号由微机输出的点火时刻信号IGt进行控制。进行控制。日日产产无无分分电电器器点点火火系系奥奥迪迪五五缸缸无无分分电电器器点点火火系系