4.4微机控制点火系统

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1、4.4微机控制点火系统微机控制点火系统采用微机控制点火提前角和闭合角。按照系统的组成可分为有分电器和无分电器两类。在发动机电控系统中，微机控制点火系统作为一个子系统。4.4.1微机控制点火系统的组成1—点火线圈2—分电器3—火花塞4—电控单元5—冷却液温度传感器6—节气门位置传感器7—发动机转速传感器和上止点位置传感器8—齿圈9—蓄电池10—点火开关微机控制点火系统主要由各种传感器、电控单元、分电器、点火线圈等组成。4.4.1微机控制点火系统的组成1.传感器其作用是检测发动机运行工况。主要传感器有：发动机转速传感器、曲轴位置传感器、凸

2、轮轴位置传感器、空气流量计（或进气压力传感器）、冷却液温度传感器、进气温度传感器、爆燃传感器、节气门位置传感器等。2.电控单元又称ECU，其作用是根据发动机各传感器输入的信息按照控制程序，控制点火线圈的闭合时间和断开时刻，实现闭合角和点火提前角的控制。电控单元由输入回路、输出回路、A/D转换器、单片机以及电源电路、备用电路等组成。3.点火器其作用是根据电控单元输出信号，通过内部的大功率三极管的导通和截止，控制初级电流的通断完成点火工作。大功率三极管设置在电控单元内部时，系统无点火器。有些点火器只有大功率三极管，有的除开关作用外，还有恒

3、流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。4.4.2微机控制点火系统的基本工作原理1.闭合角控制在传统点火系统中，闭合角是指断电器闭合期间分电器凸轮轴转过的角度。在电子点火系统中，闭合角是指点火器功率输出级三极管饱和导通期间分电器凸轮轴转过的角度，又称为导通角。在微机控制点火系统中，电控单元根据闭合角三维脉谱图控制闭合角。制造厂通过大量实验，确定发动机在不同转速和蓄电池电压下的最佳闭合角，取得闭合角三维脉谱图，并存储在电控单元的存储器内。4.4.2微机控制点火系统的基本工作原理2.点火提前角控制电控单元根据基本点火提前角三维脉谱图

4、控制基本点火提前角。通过大量实验，确定发动机在不同转速和负荷下的最佳点火提前角，取得基本点火提前角三维脉谱图并存储在电控单元的存储器内。4.4.2微机控制点火系统的基本工作原理发动机工作时，电控单元根据基本点火提前角3D-MAP即可查得所对应的基本点火提前角，再根据冷却液温度传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器等输入信号对基本点火提前角控进行修正，再加上固定的初始点火提前角（由曲轴位置传感器的安装位置决定）得到实际的点火提前角，即点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角根据曲轴位置传感器或凸轮轴位置传感器提供的基

5、准信号，控制点火线圈初级绕组的关断，实现点火提前角控制。4.4.2微机控制点火系统的基本工作原理3.爆燃控制实验表明，当点火提前角接近发动机爆燃极限时，发动机的动力性和经济性最佳。为尽可能的增大点火提前角，同时又避免由于点火提前角的增大使发动机产生爆燃，采用爆燃传感器作为点火提前角控制的反馈信号，进行点火提前角的闭环控制。爆燃传感器安装在气缸体上，主要由压电陶瓷晶体、震子等部件组成。发动机爆燃时，产生频率为1~10kHz的压力波，经气缸体传给螺栓和压电陶瓷晶体。碟形弹簧对震子和压电陶瓷晶体产生一定的预加载荷，载荷的大小影响传感器的频率

6、响应和线性度。压电陶瓷晶体随爆燃强度的变化，产生20mV/g的电动势，经输入电路放大、滤波和模/数转换，转换为指示爆燃的数字信号。1—电插头2—套筒3—螺母4—碟形弹簧5—震子6—压电陶瓷晶体7—绝缘片8—接触片当发动机产生爆燃时，电控单元输出控制信号推迟点火提前角；当爆燃停止时，电控单元以一定的角度逐渐增加点火提前角。如此循环往复，使点火时刻接近发动机爆燃极限。当爆燃传感器出现故障时，电控单元推迟点火提前角并终止爆燃控制。点火执行器发动机爆燃传感器电控单元中的爆燃控制回路控制回路爆燃判别回路爆震控制的原理框图4.4.3微机控制点火系

7、统的应用实例丰田汽车TCCS计算机点火系统的组成1.发动机转速和曲轴位置传感器安装在分电器内的曲轴位置传感器采用磁电式，上部分为G信号发生器，检测发动机曲轴位置；下部分为Ne信号发生器，检测发动机转速2.电控单元在发动机工作中，电控单元根据各传感器输入信号，确定发动机最佳点火提前角，然后根据曲轴位置传感器输入的G1、G2信号与Ne信号，判断出发动机曲轴到达规定的位置时适时地输出控制信号IGt至点火器，当IGt信号变成低电位时，点火器中大功率三极管截止，将点火线圈的初级绕组电路切断，次级绕组产生点火高压（约20～35kV），经分电器至各

8、缸火花塞。发动机起动时，将发动机控制在固定的初始点火提前角（BTDC10°），在发动机转速超过一定值时，点火提前角由计算机输出的点火时刻信号IGt进行控制。4.5无分电器点火系统4.5.1无分电器点火系统的组成无分电器点