第四章-电控发动机点火控制系统及其他控制系统课件.ppt

1、第四章第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统电控发动机点火控制系统及其他控制系统结束结束20222022年年6 6月月9 9日日2汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第四章电控发动机点火控制系统及其他控制系统第四章电控发动机点火控制系统及其他控制系统20222022年年6 6月月9 9日日3汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统 发动机工作时，发动机转速、节气门开度、进气流量发动机工作时，发动机转速、节气门开度、进气流量等基本参数通过相应的传感器检测出来，并输入等基本参数通过相应的传感器检测出来，并输入ECU，由，由ECU从其只读存储器从其只

2、读存储器ROM中查找相应的基本点火提前角中查找相应的基本点火提前角（或由经验式计算得出），再根据冷却液温度、进气温度等（或由经验式计算得出），再根据冷却液温度、进气温度等参数，对查找出的（或计算出的）基本点火提前角进行修正，参数，对查找出的（或计算出的）基本点火提前角进行修正，得到适应当前工况的最佳点火提前角，并存入随机存储器得到适应当前工况的最佳点火提前角，并存入随机存储器RAM中，然后利用发动机转速（或转角）信号和曲轴位置中，然后利用发动机转速（或转角）信号和曲轴位置信号，将最佳点火提前角转换成点火时刻，即一次侧电流的信号，将最佳点火提前角转换成点火时刻，即一次侧电流的切断时刻，切断时刻，

3、第四章电控发动机点火控制系统及其他控制系统第四章电控发动机点火控制系统及其他控制系统20222022年年6 6月月9 9日日4汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第四章电控发动机点火控制系统及其他控制系统第四章电控发动机点火控制系统及其他控制系统 ECU还要根据电源电压、发动机转速等信号，还要根据电源电压、发动机转速等信号，从其只读存储器从其只读存储器ROM中选取并换算成适应当前工中选取并换算成适应当前工况的一次线圈电流导通时间。由况的一次线圈电流导通时间。由ECU以方波的形以方波的形式发出指令，指挥点火控制器或功率晶体管，在式发出指令，指挥点火控制器或功率晶体管，在所

4、确定的时刻导通和切断点火线圈中的一次侧电所确定的时刻导通和切断点火线圈中的一次侧电流，使点火系统正常工作。流，使点火系统正常工作。20222022年年6 6月月9 9日日5汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统一、电控点火系统的组成与功能一、电控点火系统的组成与功能 1.电控点火系统的组成电控点火系统的组成 ECU 控制的点火系统主要由控制的点火系统主要由ECU、传感器和点火执行器、传感器和点火执行器三大部分组成，即由传感器、发动机三大部分组成，即由传感器、发动机ECU、点火模块、点火线、点火模块、点火线圈、高压线和火花塞等组成。圈、高压线和

5、火花塞等组成。ECU控制点火系统的组成简图如控制点火系统的组成简图如图图4-1所示。所示。 图图4-1 ECU控制点火系统的组成简图控制点火系统的组成简图1-传感器，传感器，2-ECU，3-点火控制装置，点火控制装置，4-点火线圈点火线圈20222022年年6 6月月9 9日日6汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统一、电控点火系统的组成与功能一、电控点火系统的组成与功能 2.电控点火系统的功能电控点火系统的功能 （1）ECU。接受各种传感器送来的信号经过。接受各种传感器送来的信号经过数据处理后，输出信号（缸序信号和点火信号）并数据处理后，输

6、出信号（缸序信号和点火信号）并通过电能输出级传到点火执行器。通过电能输出级传到点火执行器。 （2）传感器。在点火系统中应用的传感器主）传感器。在点火系统中应用的传感器主要有空气流量计、发动机转速传感器、节气门位置要有空气流量计、发动机转速传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器及爆震传感器等。传感器、冷却液温度传感器及爆震传感器等。20222022年年6 6月月9 9日日7汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统 （3）点火控制装置。具有缸序判别、闭合角）点火控制装置。具有缸序判别、闭合角控制、恒流控制、安全信号等电路，其主要功能控制、恒流控制、安全信号等电路，其主要功能

7、是接受是接受ECU发出的缸别信号（发出的缸别信号（IGDA、IGDB）和）和点火信号（点火信号（IGt），驱动点火线圈工作，并向），驱动点火线圈工作，并向ECU输入安全信号（输入安全信号（IGf）。）。第一节 电控发动机点火控制系统一、电控点火系统的组成与功能一、电控点火系统的组成与功能20222022年年6 6月月9 9日日8汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统二、电控点火系统分类二、电控点火系统分类 电控点火系统分为有分电器式点火控制系统和无分电器的电控点火系统分为有分电器式点火控制系统和无分电器的点火控制系统。点火控制系统。 1.有分

8、电器式点火控制系统有分电器式点火控制系统 有分电器式点火控制系统由信号发生器、有分电器式点火控制系统由信号发生器、ECU、点火控制、点火控制器、点火线圈和点火开关组成，如图器、点火线圈和点火开关组成，如图4-2所示。所示。 2.无分电器的点火控制系统无分电器的点火控制系统 无分电器的点火控制系统有二极管分配式和点火线圈分配无分电器的点火控制系统有二极管分配式和点火线圈分配式。无分电器点火系统由于取消了分电器，所以可以消除配电式。无分电器点火系统由于取消了分电器，所以可以消除配电部分的磨损和能量损失。同时由于配电部分不再有火花放电现部分的磨损和能量损失。同时由于配电部分不再有火花放电现象，所以极

9、大地减少了电磁干扰。象，所以极大地减少了电磁干扰。20222022年年6 6月月9 9日日9汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统 图图4-2 有分电器式点火系统电路有分电器式点火系统电路1-信号发生器，信号发生器，2-ECU，3-点火控制器，点火控制器，4-点火线圈，点火线圈，5-点火开关点火开关第一节 电控发动机点火控制系统二、电控点火系统分类二、电控点火系统分类20222022年年6 6月月9 9日日10汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工

10、作原理 1.无分电器的点火控制系统二极管分配式工作原理无分电器的点火控制系统二极管分配式工作原理 二极管分配式无分电器点火系统采用同时点火方式，工作二极管分配式无分电器点火系统采用同时点火方式，工作原理如图原理如图4-3所示。所示。 图图4-3 二极管分配式同时点火的无分电器点火系统工作原理图二极管分配式同时点火的无分电器点火系统工作原理图 1-1、4 缸触发信号，缸触发信号，2-电子点火控制器，电子点火控制器，3-控制部分，控制部分，4-稳压器，稳压器，5、8-一次线圈，一次线圈，6-高压二极管，高压二极管，7-二次线圈，二次线圈，9-2、3缸触发信号缸触发信号20222022年年6 6月月

11、9 9日日11汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理 点火顺序为点火顺序为1-3-4-2 的四缸发动机，当的四缸发动机，当ECU接收到接收到曲轴位置传感器相应信号时，向点火控制器发出点火曲轴位置传感器相应信号时，向点火控制器发出点火信号，点火控制器的控制回路使信号，点火控制器的控制回路使VT1截止，一次线圈截止，一次线圈5中的电流被切断，在二次线圈中感应出下中的电流被切断，在二次线圈中感应出下“+”上上“-”的高压电，经的高压电，经4 缸和缸和1缸火花塞构成回路，

12、两个火花塞缸火花塞构成回路，两个火花塞均跳火，此时均跳火，此时1缸接近压缩终了，混合气被点燃，而缸接近压缩终了，混合气被点燃，而4缸正在排气，火花塞点空火。缸正在排气，火花塞点空火。20222022年年6 6月月9 9日日12汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统 曲轴转过曲轴转过180后，后，ECU接收到传感器信号后再次向点接收到传感器信号后再次向点火控制器发出触发信号，火控制器发出触发信号，VT2截止，一次线圈截止，一次线圈8中电流被切中电流被切断，二次线圈感应出上断，二次线圈感应出上“+”下下“-”的高压电，并经的高压电，并经2 缸和缸和3缸火花塞构成回路，同时跳火

13、，此时缸火花塞构成回路，同时跳火，此时3缸点火做功，缸点火做功，2缸火缸火花塞点空火。依次类推，发动机曲轴转花塞点空火。依次类推，发动机曲轴转2圈，各缸做功一次。圈，各缸做功一次。二极管分配式无分电器点火系统是将来自点火线圈的高压二极管分配式无分电器点火系统是将来自点火线圈的高压电直接分配给火花塞，二极管分配式无分电器点火系统有电直接分配给火花塞，二极管分配式无分电器点火系统有同时点火和单独点火两种型式。同时点火和单独点火两种型式。第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理20222022年年6 6月月9 9日日13汽车电子控

14、制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理 2.无分电器的点火控无分电器的点火控制系统同时点火工作原理制系统同时点火工作原理 （1）同时点火：同时）同时点火：同时点火即用一个点火线圈对点火即用一个点火线圈对到达压缩和排气上止点的到达压缩和排气上止点的两个汽缸同时实施点火，两个汽缸同时实施点火，处于压缩的一缸，混合气处于压缩的一缸，混合气被点燃而做功，正在排气被点燃而做功，正在排气的另一缸火花塞点空火，的另一缸火花塞点空火，如图如图4-4所示。所示。图图4-4 丰田皇冠点火线圈分

15、配式同时点火的丰田皇冠点火线圈分配式同时点火的无分电器点火系统无分电器点火系统20222022年年6 6月月9 9日日14汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理 ECU根据凸轮轴位置传感器信号，选择相应点火的汽缸，根据凸轮轴位置传感器信号，选择相应点火的汽缸，并将点火信号送给点火组件，使相应的晶体管并将点火信号送给点火组件，使相应的晶体管VT截止或导通，截止或导通，点火线圈直接向火花塞输出高压电。点火线圈直接向火花塞输出高压电。 （2）点火线圈分配式同时点火系统工

16、作原理点火线圈分配式同时点火系统工作原理：点火线圈分：点火线圈分配式同时点火系统的构成电控无分电器点火系统最主要的特点配式同时点火系统的构成电控无分电器点火系统最主要的特点是完全取消了传统的分电器，由是完全取消了传统的分电器，由ECU中附加的点火控制电路和中附加的点火控制电路和分电电路控制点火控制模块，实现对点火的控制。电控无分电分电电路控制点火控制模块，实现对点火的控制。电控无分电器点火系统按点火方式可以分为点火线圈分配式同时点火系统器点火系统按点火方式可以分为点火线圈分配式同时点火系统和点火线圈分配式独立点火系统两种类型。和点火线圈分配式独立点火系统两种类型。20222022年年6 6月月

17、9 9日日15汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理 点火线圈分配式同时点火系统的组成与工作原理：点火线圈点火线圈分配式同时点火系统的组成与工作原理：点火线圈分配式同时点火系统由曲轴位置和凸轮轴位置传感器、电控单元分配式同时点火系统由曲轴位置和凸轮轴位置传感器、电控单元（ECU）、点火控制模块、点火线圈和火花塞等组成（图）、点火控制模块、点火线圈和火花塞等组成（图4-4）。）。这种点火系统的主要特点是，每两个工作顺序相差这种点火系统的主要特点是，每两个工作顺序相差

18、360的汽缸的汽缸共用一个点火线圈，对于图共用一个点火线圈，对于图4-4所示的六缸机来说，共有所示的六缸机来说，共有3个点火个点火线圈，线圈，1个用于个用于1、6缸，缸，1个用于个用于2、5 缸，缸，1个用于个用于3、4缸。缸。ECU根据来自凸轮轴位置传感器的根据来自凸轮轴位置传感器的G1、G2和和Ne信号，首先向点火器信号，首先向点火器发出点火控制信号发出点火控制信号IGt ，由于来自，由于来自ECU 的的IGt信号必须分配至信号必须分配至3个个点火线圈，点火线圈，ECU就要输出就要输出2个汽缸判别信号（个汽缸判别信号（IGdA和和IGdB）。）。20222022年年6 6月月9 9日日16

19、汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统 点火器根据点火器根据IGdA和和IGdB的电平组合判断，实现点火汽缸的的电平组合判断，实现点火汽缸的判别，通过点火器内部电路，完成一次电流的导通角控制、恒电判别，通过点火器内部电路，完成一次电流的导通角控制、恒电流控制、过电压保护、停车断电保护等，发出点火线圈组件中某流控制、过电压保护、停车断电保护等，发出点火线圈组件中某个点火线圈工作指令，点火器还根据各点火线圈中一次感应电动个点火线圈工作指令，点火器还根据各点火线圈中一次感应电动势，产生点火确认信号势，产生点火确认信号IGf ，并以方波的形式反馈给，并以方波的形式反馈给ECU，以

20、便，以便ECU对点火系统的工作状况进行监测，同时，点火确认信号对点火系统的工作状况进行监测，同时，点火确认信号IGf还向转速表提供转速信号。点火线圈组件中，每个点火线圈分别还向转速表提供转速信号。点火线圈组件中，每个点火线圈分别向两个汽缸的火花塞同时提供高压电，使向两个汽缸的火花塞同时提供高压电，使1、6缸（或缸（或2、5缸，或缸，或3、4缸）同时点火，保证发动机各缸按缸）同时点火，保证发动机各缸按1-5-3-6-2-4的顺序轮流做的顺序轮流做功（表功（表4-1）。）。第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理20222022

21、年年6 6月月9 9日日17汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理表表4-1 IGdA和和IGdB的电平组合判断点火汽缸表的电平组合判断点火汽缸表20222022年年6 6月月9 9日日18汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统 点火系统采用了磁感应式曲轴位置传感器，用来产生曲轴点火系统采用了磁感应式曲轴位置传感器，用来产生曲轴位置、曲轴转角及曲轴转速信号，使位置、曲轴转角及曲轴转速信号，使ECU 实现对点火系统、汽实现对点火系统、汽油喷射系

22、统等的集中控制。由油喷射系统等的集中控制。由G1和和G2信号线圈、信号线圈、G1和和G2信号信号转子、转子、Ne信号线圈、信号线圈、Ne信号转子及永久磁铁等组成，其中信号转子及永久磁铁等组成，其中G1、G2信号转子和信号转子和Ne信号转子共同由发动机的凸轮轴通过专用的转信号转子共同由发动机的凸轮轴通过专用的转子轴驱动，其转速为发动机曲轴转速的子轴驱动，其转速为发动机曲轴转速的1/2。G1、G2信号转子信号转子位于位于Ne信号转子上部，信号转子上部，G1和和G2信号转子上仅有一个凸齿，与信号转子上仅有一个凸齿，与该信号转子对应的该信号转子对应的G1、G2信号线圈分别设置于信号转子的两边，信号线圈

23、分别设置于信号转子的两边，即两者互相间隔即两者互相间隔180（相当于（相当于360曲轴转角），曲轴转角），Ne信号转子信号转子上共有上共有24个凸齿，与个凸齿，与Ne信号转子对应的信号转子对应的Ne信号线圈只有一个。信号线圈只有一个。第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理20222022年年6 6月月9 9日日19汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理 G1利用利用Ne信号为基准准确判信号为基

24、准准确判6缸信号，缸信号，G2利用利用Ne信号为信号为基准准确判基准准确判1缸信号。缸信号。G1信号产生在信号产生在6缸上止点附近，缸上止点附近，G2信号信号产生在产生在1缸上止点附近，缸上止点附近，G1、G2 信号相差信号相差180，Ne信号每转信号每转一圈产生一圈产生24个脉冲，个脉冲，IGt为为6个缸的驱动信号，个缸的驱动信号，IGdA、IGdB根根据据G1、G2和和Ne信号向点火器输出判缸信号。信号向点火器输出判缸信号。 曲轴位置传感器。由曲轴位置传感器。由G1信号线圈、信号线圈、G1和和G2信号转子、信号转子、G2信号线圈、信号线圈、Ne信号转子、信号转子、Ne信号线圈、永久磁铁和转

25、子轴信号线圈、永久磁铁和转子轴组成，曲轴位置传感器结构如图组成，曲轴位置传感器结构如图4-5所，所，G1、G2、Ne信号的产信号的产生原理如图生原理如图4-6所示。所示。20222022年年6 6月月9 9日日20汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统 图图4-5 曲轴位置传感器结构曲轴位置传感器结构1-G1信号线圈，信号线圈，2-G1、G2信号转子，信号转子，3-G2信号线圈，信号线圈，4-Ne信号转子，信号转子，5-Ne信号线圈，信号线圈，6-永久磁铁，永久磁铁，7-转子轴转子轴图图4-6 G1、G2、Ne信号的产生原理信号的产生原理1-空气隙，空气隙，2-铁芯，铁芯

26、，3-信号线圈，信号线圈，4-永永久磁铁，久磁铁，5-转子轴，转子轴，6-磁场回路，磁场回路，7-Ne信号线圈，信号线圈，8-G1、G2信号转子信号转子第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理20222022年年6 6月月9 9日日21汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统感应电动势信号。感应电动势信号。 感应电动势信号如图感应电动势信号如图4-7所示。所示。第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理图图4-7 感应电动势信号波形感应电

27、动势信号波形20222022年年6 6月月9 9日日22汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理 （3）点火器控制原理调整点火器控制原理调整：点火器控制原理调整参考汽缸：点火器控制原理调整参考汽缸判定信号，如图判定信号，如图4-8 所示。所示。图图4-8 汽缸判定信号汽缸判定信号20222022年年6 6月月9 9日日23汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点

28、火控制系统分配式工作原理 （4）点火线圈组件点火线圈组件：由铁芯、高压二极管、：由铁芯、高压二极管、 高压接线柱（插孔）、盖、点火线圈、托架、填充材料、高压接线柱（插孔）、盖、点火线圈、托架、填充材料、低压接线端子、外壳、二次线圈和一次线圈组成。点火线圈组低压接线端子、外壳、二次线圈和一次线圈组成。点火线圈组件如图件如图4-9所示。所示。 图图4-9 点火线圈组件点火线圈组件1-铁芯，铁芯，2-高压二极管，高压二极管，3-高压接线柱（插孔），高压接线柱（插孔），4-盖，盖，5-点火线圈，点火线圈，6-托托架，架，7-填充材料，填充材料，8-低压接线端子，低压接线端子，9-外壳，外壳，10二次线

29、圈，二次线圈，11-一次线圈一次线圈20222022年年6 6月月9 9日日24汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理三、无分电器的点火控制系统分配式工作原理 （5）单独点火单独点火：单：单独点火既为每一个汽缸独点火既为每一个汽缸的火花塞配备一个点火的火花塞配备一个点火线圈，单独直接地对每线圈，单独直接地对每个汽缸点火，如图个汽缸点火，如图4-10所示。这种单独点火系所示。这种单独点火系统由于取消了高压线，统由于取消了高压线，能量损失小，效率高，能量损失小，效率高，电磁干扰少。电磁干扰少。图图4-10

30、单独点火式无分电器点火系统单独点火式无分电器点火系统20222022年年6 6月月9 9日日25汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第一节 电控发动机点火控制系统20222022年年6 6月月9 9日日26汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第二节 点火提前角与闭合角的控制一、点火提前角的控制一、点火提前角的控制 点火提前角的控制方法点火提前角的控制方法：ECU根据汽油机的各根据汽油机的各种工况信号对点火时刻进行控制。首先根据发动机种工况信号对点火时刻进行控制。首先根据发动机的转速和进气压力信号从存储器存的数据中找到相的转速和进气压力信号从存储器

31、存的数据中找到相应的基本点火提前角，然后根据有关传感器信号值应的基本点火提前角，然后根据有关传感器信号值加以修正，得出实际的点火提前角。实际点火提前加以修正，得出实际的点火提前角。实际点火提前角由三部分组成：初始点火提前角、基本点火提前角由三部分组成：初始点火提前角、基本点火提前角和修正点火提前角。角和修正点火提前角。20222022年年6 6月月9 9日日27汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第二节 点火提前角与闭合角的控制一、点火提前角的控制一、点火提前角的控制 1.起动工况的点火时刻控制起动工况的点火时刻控制 在起动期间，发动机转速较低（通常在在起动期间，发动机

32、转速较低（通常在500r/min以下），以下），由于进气歧管压力信号或进气量信号不稳定，一般点火时刻由于进气歧管压力信号或进气量信号不稳定，一般点火时刻固定在初始点火提前角（数值大小随发动机而异）。固定在初始点火提前角（数值大小随发动机而异）。 初始初始点火角由点火角由ECU中的备用模块进行设定。中的备用模块进行设定。 在某些发动机中，在某些发动机中，ECU还需输入起动信号（还需输入起动信号（STA）。起动期间点火时刻控制如）。起动期间点火时刻控制如图图4-11a）所示。此时的控制信号主要是发动机转速（）所示。此时的控制信号主要是发动机转速（Ne）信号和起动开关（信号和起动开关（STA）信号。

33、）信号。20222022年年6 6月月9 9日日28汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统图图4-11 点火时刻控制点火时刻控制第二节 点火提前角与闭合角的控制一、点火提前角的控制一、点火提前角的控制20222022年年6 6月月9 9日日29汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第二节 点火提前角与闭合角的控制一、点火提前角的控制一、点火提前角的控制 2.起动后点火时刻控制起动后点火时刻控制 在正常工况下运转时，节气门位置传感器的怠速触点在正常工况下运转时，节气门位置传感器的怠速触点（IDL）断开，）断开，ECU根据存储器的数据确定基本点火提前角，

34、根据存储器的数据确定基本点火提前角，如图如图4-11b）所示。数据表格存储形式如图）所示。数据表格存储形式如图4-12a）所示。在）所示。在正常运行工况运行时，控制信号主要有：进气歧管压力信号正常运行工况运行时，控制信号主要有：进气歧管压力信号（或进气量信号）、发动机转速信号、节气门位置信号、汽（或进气量信号）、发动机转速信号、节气门位置信号、汽油品种选择开关或插头（油品种选择开关或插头（RP）、爆震信号（）、爆震信号（KNK）等。）等。20222022年年6 6月月9 9日日30汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第二节 点火提前角与闭合角的控制一、点火提前角的控制一

35、、点火提前角的控制图图4-12 点火提前角数据表格存储形式点火提前角数据表格存储形式20222022年年6 6月月9 9日日31汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统 在某些发动机中在某些发动机中,按汽油辛烷值不同，在存储器中存放着按汽油辛烷值不同，在存储器中存放着两张基本点火提前角的数据表格，驾驶员可根据使用汽油的两张基本点火提前角的数据表格，驾驶员可根据使用汽油的辛烷值，通过汽油选择开关或插头进行选择。具有爆震控制辛烷值，通过汽油选择开关或插头进行选择。具有爆震控制功能的点火提前角系统（功能的点火提前角系统（ESA），其），其ECU中还存有专用于爆中还存有专用于爆震控

36、制点火时刻的数据。在怠速工况下运行时，节气门位置震控制点火时刻的数据。在怠速工况下运行时，节气门位置传感器怠速触点闭合，此时，传感器怠速触点闭合，此时，ECU根据发动机转速和空调开根据发动机转速和空调开关是否接通等确定基本点火提前角。关是否接通等确定基本点火提前角。 在怠速工况运行时，控在怠速工况运行时，控制信号主要有：节气门位置信号（制信号主要有：节气门位置信号（IDL）、发动机转速信号）、发动机转速信号（Ne）、空调开关信号（）、空调开关信号（A/C）。）。第二节 点火提前角与闭合角的控制一、点火提前角的控制一、点火提前角的控制20222022年年6 6月月9 9日日32汽车电子控制技术第

37、四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第二节 点火提前角与闭合角的控制一、点火提前角的控制一、点火提前角的控制 （1）基本点火提前角。基本点火提前角。在正常工况下运转时，节气在正常工况下运转时，节气门位置传感器的怠速触点（门位置传感器的怠速触点（IDL）断开，）断开，ECU根据存储根据存储器的数据确定基本点火提前角，数据表格存储形式如图器的数据确定基本点火提前角，数据表格存储形式如图4-12b）所示。）所示。 （2）点火提前角的修正点火提前角的修正：暖机修正、过热修正、空：暖机修正、过热修正、空燃比反馈修正、怠速稳定性的修正、爆震修正、最大和燃比反馈修正、怠速稳定性的修正、爆震修正、最大和

38、最小提前角控制。最小提前角控制。20222022年年6 6月月9 9日日33汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统 暖机修正暖机修正。发动机冷车起动后，当发动机冷却液温度。发动机冷车起动后，当发动机冷却液温度较低时，应增大点火提前角，暖机过程中，随冷却液温度升较低时，应增大点火提前角，暖机过程中，随冷却液温度升高，点火提前角的变化如图高，点火提前角的变化如图4-13所示。修正曲线的形状与提所示。修正曲线的形状与提前角的大小随车型不同而异。前角的大小随车型不同而异。图图4-13 暖机修正曲线暖机修正曲线第二节 点火提前角与闭合角的控制一、点火提前角的控制一、点火提前角的控制

39、20222022年年6 6月月9 9日日34汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第二节 点火提前角与闭合角的控制一、点火提前角的控制一、点火提前角的控制 暖机过程中，控制信号主要有：冷却液温度信号暖机过程中，控制信号主要有：冷却液温度信号（THW）、进气歧管压力（或进气量）信号、节气门位置信）、进气歧管压力（或进气量）信号、节气门位置信号等。号等。 过热修正过热修正。 发动机处于正常运行工况（怠速触点断开），发动机处于正常运行工况（怠速触点断开），当冷却液温度过高时，为了避免产生爆震，应将点火提前角推当冷却液温度过高时，为了避免产生爆震，应将点火提前角推迟。发动机处于正

40、常运行工况（怠速触点闭合），冷却液温度迟。发动机处于正常运行工况（怠速触点闭合），冷却液温度过高时，为了避免长时间过热，应将点火提前角增大。过热修过高时，为了避免长时间过热，应将点火提前角增大。过热修正曲线的变化趋势如图正曲线的变化趋势如图4-14所示。过热修正控制信号主要有：所示。过热修正控制信号主要有：冷却液温度信号（冷却液温度信号（THW）、节气门位置信号（）、节气门位置信号（IDL）。）。20222022年年6 6月月9 9日日35汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第二节 点火提前角与闭合角的控制一、点火提前角的控制一、点火提前角的控制图图4-14 过热修正曲

41、线过热修正曲线20222022年年6 6月月9 9日日36汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第二节 点火提前角与闭合角的控制一、点火提前角的控制一、点火提前角的控制 怠速稳定性的修正怠速稳定性的修正。发动机在怠速运行期间，由于。发动机在怠速运行期间，由于发动机负荷变化使发动机转速改变，发动机负荷变化使发动机转速改变，ECU要调整点火提前要调整点火提前角，使发动机在规定的怠速转速下稳定运转。怠速运转时，角，使发动机在规定的怠速转速下稳定运转。怠速运转时，ECU不断地计算发动机的平均转速。当发动机的转速低于不断地计算发动机的平均转速。当发动机的转速低于规定的怠速转速时，规

42、定的怠速转速时，ECU根据与怠速目标转速差值的大小根据与怠速目标转速差值的大小相应地增大点火提前角，反之，则推迟点火提前角，如图相应地增大点火提前角，反之，则推迟点火提前角，如图4-15所示。怠速稳定修正信号主要有：发动机转速信号所示。怠速稳定修正信号主要有：发动机转速信号（Ne）、节气门位置（）、节气门位置（IDL）、车速（）、车速（SPD）、空调信号）、空调信号（A/C）等。）等。20222022年年6 6月月9 9日日37汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统图图4-15 怠速稳定修正怠速稳定修正第二节 点火提前角与闭合角的控制一、点火提前角的控制一、点火提前角的控

43、制20222022年年6 6月月9 9日日38汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第二节 点火提前角与闭合角的控制一、点火提前角的控制一、点火提前角的控制 最大和最小提前角控制最大和最小提前角控制。如果发动机实际点火提前。如果发动机实际点火提前角（初始点火提前角角（初始点火提前角 基本点火提前角修正点火提前或基本点火提前角修正点火提前或延迟角）不合理，发动机很难正常运转。在初始点火提前延迟角）不合理，发动机很难正常运转。在初始点火提前角已设定时，受角已设定时，受ECU控制的实际点火提前角则为基本点火控制的实际点火提前角则为基本点火提前角与修正点火提前角之和，该值应保证在

44、某一范围内。提前角与修正点火提前角之和，该值应保证在某一范围内。 最大提前角为最大提前角为35 45，最小提前角为，最小提前角为-10 0。20222022年年6 6月月9 9日日39汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第二节 点火提前角与闭合角的控制二、闭合角的控制二、闭合角的控制 闭合角控制电路的作用闭合角控制电路的作用是：根据发动机转速和是：根据发动机转速和蓄电池电压调节闭合角，以保证足够的点火能量。蓄电池电压调节闭合角，以保证足够的点火能量。在发动机转速上升和蓄电池电压下降时，闭合角控在发动机转速上升和蓄电池电压下降时，闭合角控制电路使闭合角加大，即延长一次侧电

45、路的通电时制电路使闭合角加大，即延长一次侧电路的通电时间，防止一次侧储能下降，确保点火能量。在发动间，防止一次侧储能下降，确保点火能量。在发动机转速下降和蓄电池电压较高时，闭合角控制电路机转速下降和蓄电池电压较高时，闭合角控制电路使闭合角减小，即缩减一次侧电路的通电时间，确使闭合角减小，即缩减一次侧电路的通电时间，确保一次线圈的安全。保一次线圈的安全。20222022年年6 6月月9 9日日40汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统 1.ECU对闭合角的控制对闭合角的控制 通常通常ECU根据电源电压查得导通时间，再根据发动机根据电源电压查得导通时间，再根据发动机转速换算成

46、曲轴的转角，以确定闭合角的大小。例如，某转速换算成曲轴的转角，以确定闭合角的大小。例如，某六缸发动机，电源电压为六缸发动机，电源电压为12V，若大功率晶体管导通时间，若大功率晶体管导通时间为为5ms，若发动机转速为，若发动机转速为2000r/min，则导通，则导通5ms相当于曲相当于曲轴转角为：在这种状况下，大功率晶体管从导通到截止，轴转角为：在这种状况下，大功率晶体管从导通到截止，必须保持必须保持60的曲轴转角，即闭合角为的曲轴转角，即闭合角为60。第二节 点火提前角与闭合角的控制二、闭合角的控制二、闭合角的控制20222022年年6 6月月9 9日日41汽车电子控制技术第四章 电控发动机点

47、火控制系统及其他控制系统 又因六缸发动机的做功间隔为又因六缸发动机的做功间隔为120，即大，即大功率晶体管截止到下一次截止为功率晶体管截止到下一次截止为120。大功率。大功率晶体管截止时，曲轴的转角为晶体管截止时，曲轴的转角为120-60 60，那么那么ECU从大功率晶体管截止开始时计数从大功率晶体管截止开始时计数60个个1信号，第信号，第61个个1信号起大功率晶体管开始导信号起大功率晶体管开始导通，即一次侧电流开始导通，如图通，即一次侧电流开始导通，如图4-16所示。所示。第二节 点火提前角与闭合角的控制二、闭合角的控制二、闭合角的控制20222022年年6 6月月9 9日日42汽车电子控制

48、技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统图图4-16 大功率晶体管导通时间的控制大功率晶体管导通时间的控制第二节 点火提前角与闭合角的控制二、闭合角的控制二、闭合角的控制20222022年年6 6月月9 9日日43汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统第二节 点火提前角与闭合角的控制二、闭合角的控制二、闭合角的控制 2.电子点火器中闭合角的控制电子点火器中闭合角的控制 电子点火器末级大功率晶体管的导通时间与发动机转速、电子点火器末级大功率晶体管的导通时间与发动机转速、集成块工作电压以及点火线圈的工作特性有关。例如：桑塔纳集成块工作电压以及点火线圈的工作特性有关。例

49、如：桑塔纳2000点火电子组件（图点火电子组件（图4-17）中闭合角的控制可分成两部分：）中闭合角的控制可分成两部分：第一部分由第一部分由L497集成块与其脚集成块与其脚10上的电容器上的电容器CT，脚，脚12上的偏上的偏流电阻流电阻R7 组成一闭合时间基准定时器。当霍尔输入信号为组成一闭合时间基准定时器。当霍尔输入信号为“ ”（脉冲的上升沿）时，（脉冲的上升沿）时，CT以一恒定电流以一恒定电流I10充电，其充电，其充电电流值一般为：充电电流值一般为： -119.8（UT =5.316V，U10=0.5V，t=1033ms），调节偏流电阻），调节偏流电阻R7，可调整，可调整I10的数值。的数值

50、。20222022年年6 6月月9 9日日44汽车电子控制技术第四章 电控发动机点火控制系统及其他控制系统 第二部分由第二部分由L497集成块与其脚集成块与其脚11 上的电容器上的电容器CW、脚、脚12上的偏流电阻上的偏流电阻R7组成闭合时间控制及调整组成闭合时间控制及调整电路。必须指出的是，电容器电路。必须指出的是，电容器CW上的电压取决于发上的电压取决于发动机转速和集成块的工作电压值的大小，若输入信动机转速和集成块的工作电压值的大小，若输入信号为号为“ ”，CW上的电压亦为上的电压亦为“ ”，若输入的，若输入的霍尔信号下跳为霍尔信号下跳为“ ”，CW以恒定的电流以恒定的电流I11放电，放电