学习情境微机控制点火系故障的检修.ppt
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1、学习情境微机控制点火系故障的检修现在学习的是第1页,共30页 随着电子技术的高速发展,超微计算机在汽车工业广泛应用。采用微机控制点火系统,发动机实际点火提前角接近理想点火提前角。在各种运转条件下,点火提前角可获得复杂而精确的控制:怠速时,最佳点火提前角使发动机运转更平稳、排放污染最低、油耗最小;部分负荷时,可降低油耗和提高行驶特性;大负荷时,能满足发动机最大转矩输出和避免工作中产生爆震的要求。现在学习的是第2页,共30页一、微机控制点火的组成及功能1.1.微机控制点火系的组成微机控制点火系的组成 微机控制的点火系主要由传感器、电子控制单元(ECU)、执行器(点火器、点火线圈、火花塞等)组成,如
2、图所示。传感器(包括各种开关)主要有曲轴位置传感器、空气流量计(或绝对压力传感器)、水温传感器、进气温度传感器、氧(O2)传感器、节气门位置传感器、车速传感器、爆震传感器、空调开关信号等。电子控制单元(ECU)的作用是根据发动机各传感器输入的信息及内存的数据,进行运算、处理、判断,然后输出指令(信号)控制有关执行器(如点火器)动作,实现对点火系的精确控制。执行器根据电子控制单元(ECU)或其它控制元件的指令(信号),执行各自的功能。现在学习的是第3页,共30页现在学习的是第4页,共30页2.2.微机控制点火系的作用与分类微机控制点火系的作用与分类 微机控制点火系统的功能主要包括点火提前角、通电
3、时间及爆燃控制三个方面。微机控制的点火系统按有无分电器,可分为有分电器的微机控制点火系统和无分电器的微机控制点火系统两大类。目前有分电器的微机控制点火系统正在被淘汰,而广泛应用无分电器的微机控制点火系;按微机控制的方式分,可分为开环控制和闭环控制两种。开环控制是指微机检测发动机各种工作状态信息,并根据这些信息从内部存储器中调出相应的点火提前角(这一点火提前角是综合考虑到经济性、动力性、排放等要求,并经过大量的试验优化的结果),然后输出控制信号对点火时刻进行控制。这种控制方式对控制结果不予以反馈。现在学习的是第5页,共30页 闭环控制是指微机以一定的点火提前角控制发动机工作的同时,还不断地检测发
4、动机的有关工作状态,然后将检测到的有关信息反馈给控制单元(ECU),控制单元(ECU)根据需要对点火提前角进行修正,如图所示。闭环控制的反馈信号可以有多种,如爆震信号、转速信号汽缸压力信号等。目前广泛采用的是通过检测爆震传感器的爆震信号,来判断点火时刻的早晚,进而实现点火提前角的最佳控制。现在学习的是第6页,共30页现在学习的是第7页,共30页二二.微机控制点火系的工作原理微机控制点火系的工作原理 在了解微机控制点火系统的控制原理之前,首先让我们来了解微机控制点火系统是怎样实现点火提前角、通电时间及爆燃控制三个主要功能的。其中通电时间的控制(也就是闭合角的控制)在普通电子点火系统中已作描述,这
5、里不再赘述。1.1.点火提前角的控制点火提前角的控制 在微机控制点火系统的控制单元(ECU)内,首先存储了通过实验得出的发动机在各种工况及运行条件下最理想的点火提前角。并按起动时点火提前角控制、起动后点火提前角控制两种模式来实现控制。发动机起动时,按ECU内存储的初始点火提前角(设定值)对点火提前角进行控制。起动时点火提前角的设定值随发动机而异,对某一发动机而言,起动时的点火提前角一般设定固定值10左右。现在学习的是第8页,共30页 发动机起动后为正常运转模式,此时ECU根据发动机的转速和负荷信号,确定基本点火提前角,再根据其它有关信号进行修正,最后确定实际的点火提前角,并向电子点火控制器输出
6、执行点火信号,以控制点火系的工作。发动机正常运转模式下,实际点火提前角的确定(计算)方法各车型有所不同,主要有以下两种类型:丰田车系:实际的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 日产车系:实际的点火提前角基本点火提前角点火提前角修正系数现在学习的是第9页,共30页1)起动模式点火提前角的控制 在发动机起动过程中,发动机转速变化大,且由于转速较低(一般低于500rmin),进气管绝对压力传感器信号或空气流量计信号不稳定,ECU无法正确计算点火提前角,故一般将点火提前角设定为某一初始值(10左右)。此时的主控制信号是发动机转速信号(Ne信号)和起动开关信号(STA信号)。现在学习的
7、是第10页,共30页2)发动机正常运转模式点火提前角的控制 (1)基本点火提前角的确定 发动机起动后正常运转模式时,ECU根据发动机的转速和负荷(单位转数的进气量或基本喷油量)确定基本点火提前角,不同转速和负荷时的基本点火提前角数值存储在ECU内的存储器中,当ECU检测到发动机某一转速和某一负荷时,即调取相对应的存储值作为点火控制的基本点火提前角。发动机起动后正常运转模式主控信号有:进气管绝对压力传感器信号(PIM信号)或空气流量计信号(Vs信号)、发动机转速信号(Ne信号)、节气门位置传感器信号(IDL信号)、燃油选择开关或插头信号(RP)、爆燃信号(KNK)等。现在学习的是第11页,共30
8、页(2)点火提前角的修正 不同的微机控制点火系统,对点火提前角的修正项目和修正方法也有所不同。修正方法有修正系数、修正点火提前角两种。修正系数(或修正点火提前角)与修正项目之间的关系曲线都是存储在ECU中,ECU根据初始点火提前角、基本点火提前角和修正系数(或修正点火提前角)计算出实际点火提前角来作为输出指令控制点火执行器。微机控制点火系的主要修正项目有:水温修正。怠速稳定修正。空燃比反馈修正。现在学习的是第12页,共30页2.2.爆震控制爆震控制 爆震是可燃混合气不正常燃烧时,高压气体的冲击波反复撞击缸壁时所发出尖锐的敲缸声。产生爆震的原因很多,如点火提前角过早,可燃混合气的浓度与质量、燃油
9、辛烷值不符合要求等。其中点火提前角是最主要的原因,消除爆震最有效的途径就是减小点火提前角。因此发动机的爆震控制也就是点火提前角的控制。现在学习的是第13页,共30页 在控制单元ECU中存储某一设定时间T,如果ECU在tT的时间段没有收到爆震信号,则ECU将实际执行的点火时间提前角在原提前角的基础上提前某一角度,如下图中的t1、t2时间段大于等于设定时间T,则点火提前角得到了提前;如果ECU在tT的时间段内收到了爆震信号,则ECU将实际执行的点火时间提前角在原提前角的基础上减小某一角度,如下图中的t3时间段小于设定时间T,则点火提前角被减小,再收到,再减小。这样,微机控制的点火系统总能将点火提前
10、角控制在爆震的边缘,从而等到最佳的点火提前角控制。现在学习的是第14页,共30页现在学习的是第15页,共30页3、微机控制点火系的工作过程 1)有分电器微机控制点火系的工作过程有分电器微机控制的点火系统如下图所示,为丰田1S-E发动机用微机控制的点火系统。该系统将点火线圈、点火模块、传感器等部件设计在分电器内,减少了外部线路的连接,从而降低了故障率。其工作过程如下:发动机工作时,ECU根据接收到的各传感器信号,通过运算确定该工况下最佳点火提前角和点火线圈初级电路闭合角(通电时间),并以此向点火器发出指令(IGt)。点火器则根据ECU的执令,控制点火线圈初级电路的导通和截止。当电路导通时,有电流
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