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1、汽车发动机微机控制点火系汽车发动机微机控制点火系统认识统认识传感器传感器发发动动机机控控制制单单元元PCM空气流量传感器空气流量传感器燃油泵燃油泵喷油器喷油器点火器点火器点火线圈点火线圈进气压力传感器进气压力传感器节气门位置传感器节气门位置传感器进气温度传感器进气温度传感器发动机转速发动机转速/曲轴位置传感器曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器冷却液温度传感器冷却液温度传感器氧氧传感器传感器爆震爆震传感器传感器点火控制点火控制供油控制供油控制执行器执行器怠速阀怠速阀节气门节气门进气控制进气控制EGR阀阀EVAP阀阀排放控制排放控制情境情境情境情境3 3 发动机微机控制点火系统的检修发
2、动机微机控制点火系统的检修发动机微机控制点火系统的检修发动机微机控制点火系统的检修 学习单元学习单元3.1 发动机微机控制点火系统的认识发动机微机控制点火系统的认识 学习单元学习单元3.2 发动机微机控制点火系统的故障诊断发动机微机控制点火系统的故障诊断学习单元学习单元3.3 爆燃传感器电路的检修爆燃传感器电路的检修1234任务载体学习要求学习内容案例分析5学习小结学习导航学习导航6自主学习怠速抖动，急怠速抖动，急加速不良加速不良火花塞型号错误，更换后故障排除。更换后故障排除。现代索纳塔汽车现代索纳塔汽车任务载体任务载体发动机是如何点火的发动机是如何点火的-点火系统工作原理？点火系统工作原理？
3、1.能够识别微机控制点火系统。能够识别微机控制点火系统。2.理解微机控制点火系控制功能。理解微机控制点火系控制功能。学习要求学习要求学习内容学习内容3.8.2 微机控制点火系统的组成微机控制点火系统的组成3.8.3 微机控制点火系统的类型微机控制点火系统的类型3.8.4 微机控制点火系统的工作原理微机控制点火系统的工作原理3.8.5 微机控制点火系控制策略微机控制点火系控制策略3.8.1 微机控制点火系统的功能微机控制点火系统的功能发动机的工作过程3.1.1 微机控制点火系统的功能点燃混合气火花塞高压点燃混合气高压的产生3.1.1 微机控制点火系统的功能点火时刻点火能量压缩上止点压缩上止点TD
4、C压力最高点压力最高点ATDC10点火时刻点火时刻BTDC 图图 微机控制点火系统的组成微机控制点火系统的组成微机控制点火系统的组成微机控制点火系统的组成（1 1）电源）电源）电源）电源（2 2）传感器）传感器）传感器）传感器（3 3）电控单元）电控单元）电控单元）电控单元（4 4）点火控制器）点火控制器）点火控制器）点火控制器（5 5）点火线圈）点火线圈）点火线圈）点火线圈（6 6）分电器）分电器）分电器）分电器（7 7）高压线）高压线）高压线）高压线（8 8）火花塞）火花塞）火花塞）火花塞高压电路高压电路低压电路低压电路3.1.2 微机控制点火系统的组成及功能判定活塞位置判定活塞位置确定点
5、火提前角确定点火提前角判定发动机工况判定发动机工况点火提前角控制点火提前角控制闭合时间控制闭合时间控制爆震控制爆震控制闭合时间控制闭合时间控制点火确认点火确认恒流控制恒流控制缸序判别缸序判别ECU执行器执行器3.1.2 微机控制点火系统的组成及功能传统点火系传统点火系普通电子点火系微机控制点火系微机控制点火系微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系微机控制无分电器点火系微机控制无分电器点火系微机控制无分电器点火系微机控制无分电器点火系同时点火方式同时点火方式同时点火方式同时点火方式单独点火方式单独点火方式单独点火方式单独点火方式初级电路不同次级电
6、路不同3.1.3 微机控制点火系统的类型传传统统点点火火系系图1.1 传统点火系组成Fig 1.1 composition of tradition ignition system3.1.3 微机控制点火系统的类型普通电子点火系3.1.3 微机控制点火系统的类型微微机机控控制制点点火火系系3.1.3 微机控制点火系统的类型1微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系有分电器有分电器，一个点火线圈一个点火线圈供多缸火花塞。点火线圈产生的高压电经分电器供多缸火花塞。点火线圈产生的高压电经分电器中的中的配电器按点火顺序分配配电器按点火顺序分配至各气缸。至各气缸。PCM只需只需判别活塞点火位置，无需
7、判别哪个缸判别活塞点火位置，无需判别哪个缸（缸序）。（缸序）。3.1.4 微机控制点火系统的工作原理喷油喷油丰田4A-GE发动机有分电器点火系统3.1.4 微机控制点火系统的工作原理IGT信号：上升沿接通充电，下降沿触发点火故障码故障码2微机控制无分电器点火系微机控制无分电器点火系微机控制无分电器点火系又叫直接点火系，微机控制无分电器点火系又叫直接点火系，无分电器无分电器，点，点火线圈的高压电直接加于火花塞。火线圈的高压电直接加于火花塞。由由ECU和点火控制器确定点火顺序和点火控制器确定点火顺序。（1）同时点火方式）同时点火方式（2）单独点火方式）单独点火方式3.1.4 微机控制点火系统的工作
8、原理（1）同时点火方式）同时点火方式无分电器，点火线圈的高压线直接与火花塞相连，无分电器，点火线圈的高压线直接与火花塞相连，一个点火线圈连接一个点火线圈连接两个两个缸缸的火花塞。的火花塞。两缸火花塞串联，同时点火两缸火花塞串联，同时点火。配对缸工作相位配对缸工作相位相差相差360，一缸处于压缩（作功缸），一缸处于排气（废，一缸处于压缩（作功缸），一缸处于排气（废火缸）。火缸）。工作缸击穿电压工作缸击穿电压高高，损耗缸击穿，损耗缸击穿电压低，点火能电压低，点火能量大部分都分配量大部分都分配于工作缸。于工作缸。3.1.4 微机控制点火系统的工作原理 丰田7M-GTE发动机同时点火系统 缸序判别无分
9、电器，点火线圈直接与火花塞相连，无分电器，点火线圈直接与火花塞相连，一个点火线圈连接一个缸的火一个点火线圈连接一个缸的火花塞，无高压线。花塞，无高压线。一个点火器，多个点火器一个点火器，多个点火器（2 2）单独点火方式）单独点火方式）单独点火方式）单独点火方式3.1.4 微机控制点火系统的工作原理喷油喷油丰田4A-GE发动机有分电器点火系统3.1.4 微机控制点火系统的工作原理IGT信号：上升沿接通充电，下降沿触发点火回头看故障码故障码 丰田7M-GTE发动机同时点火系统 缸序判别点火提前角的控制起动时起动后初始角基本角修正角固定角怠速：转速、空调非怠速：转速、负荷暖机暖机修正修正怠速怠速稳定
10、修正稳定修正超温修正超温修正空燃比修正空燃比修正爆燃爆燃修正修正调整传动比修正调整传动比修正极限值控制极限值控制3.1.5 微机控制点火系统的控制策略2.2.初级电路闭合时间控制初级电路闭合时间控制初级电路闭合时间控制初级电路闭合时间控制1.1.点火提前角的控制点火提前角的控制点火提前角的控制点火提前角的控制实际点火提前角实际点火提前角=初始点火提前角初始点火提前角+基本点火提前角基本点火提前角+修正点火提前角修正点火提前角1.点火提前角控制点火提前角控制3.1.5微机控制点火系统的控制策略起动时ECUECU起动开关信号起动开关信号起动开关信号起动开关信号发动机转速信号（一般发动机转速信号（一
11、般发动机转速信号（一般发动机转速信号（一般300r/min300r/min以下）以下）以下）以下）判定起动工况判定起动工况判定起动工况判定起动工况固定为一个设定值（固定为一个设定值（初始点火提初始点火提前角前角）。1.点火提前角控制点火提前角控制3.1.5微机控制点火系统的控制策略起动时起动后实际点火提前角实际点火提前角=初始点火提前角初始点火提前角+基本点火提前角基本点火提前角+修正点火提前角修正点火提前角1）初始点火提前角）初始点火提前角初始点火提前角是原始设定的，又称固定点火提前角。初始点火提前初始点火提前角是原始设定的，又称固定点火提前角。初始点火提前角一般为上止点前角一般为上止点前5
12、10。2）基本点火提前角）基本点火提前角基本点火提前角是电脑根据主要基本点火提前角是电脑根据主要因素确定的点火提前角。因素确定的点火提前角。3）修正点火提前角）修正点火提前角修正点火提前角是电脑根据其他修正点火提前角是电脑根据其他因素对点火提前角进行的修正。因素对点火提前角进行的修正。3.1.5微机控制点火系统的控制策略起动后1.点火提前角控制点火提前角控制2）基本点火提前角）基本点火提前角（1）怠速时的基本点火提前角）怠速时的基本点火提前角转速转速空调空调基本点火提前角基本点火提前角ON转速传感器转速传感器转速传感器转速传感器空调开关空调开关空调开关空调开关点火点火点火点火ECUECU3.1
13、.5微机控制点火系统的控制策略发动机工作稳定，基本点火提前发动机工作稳定，基本点火提前角是根据角是根据转速转速和和负荷负荷的信息，通的信息，通过查找储存在过查找储存在MAP图中的值来确图中的值来确定的。定的。（2）正常运行时的基本点火提前角）正常运行时的基本点火提前角转速转速负荷负荷基本点火提前角基本点火提前角转速传感器转速传感器转速传感器转速传感器进气流量、压力进气流量、压力进气流量、压力进气流量、压力点火点火点火点火ECUECU3.1.5微机控制点火系统的控制策略转速和负荷确定基本点火提前角转速和负荷确定基本点火提前角MAP图图3）修正点火提前角）修正点火提前角（1）暖机修正）暖机修正怠速
14、，随着怠速，随着冷却液温度冷却液温度的升的升高，逐渐减小点火提前角。高，逐渐减小点火提前角。冷却液温度冷却液温度传感器传感器传感器传感器点火点火点火点火ECUECU3.1.5 微机控制点火系统的控制策略（3）怠速稳定修正）怠速稳定修正怠速，当发动机负载变化，怠速，当发动机负载变化，引起发动机引起发动机转速转速的波动，的波动，ECU根据实际转速与目标转根据实际转速与目标转速的差值修正点火提前角，速的差值修正点火提前角，以稳定怠速。以稳定怠速。转速转速传感器传感器传感器传感器点火点火点火点火ECUECU3.1.5 微机控制点火系统的控制策略点火提前角的控制起动时起动后初始角基本角修正角固定角怠速：
15、转速、空调非怠速：转速、负荷暖机修正暖机修正怠速稳定修正怠速稳定修正超温修正超温修正空燃比修正空燃比修正爆燃修正爆燃修正调整传动比修正调整传动比修正极限值控制极限值控制3.1.5微机控制点火系统的控制策略4、点火线圈通电时间控制、点火线圈通电时间控制（1）通电时间对发动机工作的影响）通电时间对发动机工作的影响（2）通电时间的控制方法）通电时间的控制方法（3）点火线圈的恒流控制）点火线圈的恒流控制（1）通电时间对发动机工作的影响）通电时间对发动机工作的影响在发动机工作时，必须保证点火线圈的初在发动机工作时，必须保证点火线圈的初级电路有足够的通电时间。但如果通电时间过级电路有足够的通电时间。但如果
16、通电时间过长，点火线圈又会发热并增大电能消耗。要兼长，点火线圈又会发热并增大电能消耗。要兼顾上述两方面的要求，就必须对点火线圈初级顾上述两方面的要求，就必须对点火线圈初级电路的通电时间进行控制。电路的通电时间进行控制。闭合角控制的作用闭合角控制的作用闭合角控制电路的作用是：根据发动机转速和蓄电闭合角控制电路的作用是：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。在发池电压调节闭合角，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，闭合角控制电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，即延长一次侧电路的通电时间，路使闭合角加大，即延长一次侧电路的通电时间
17、，防止一次侧储能下降，确保点火能量。防止一次侧储能下降，确保点火能量。点火线圈的次级电压是和点火线圈的次级电压是和初级电路断开时的初级电初级电路断开时的初级电流成正比。通电时间短时，流成正比。通电时间短时，初级电流小，会使感应的初级电流小，会使感应的次级电压偏低，容易造成次级电压偏低，容易造成失火。初级电流大，对点失火。初级电流大，对点火有利；但通电时间过长，火有利；但通电时间过长，会使点火线圈发热，甚至会使点火线圈发热，甚至烧坏，还会使能耗增大。烧坏，还会使能耗增大。因此要控制一个最佳通电因此要控制一个最佳通电时间。时间。现代电控点火系统和传统的分电器不同，传统的点现代电控点火系统和传统的分
18、电器不同，传统的点火线圈初级电路的通电时间取决于断电器触点的闭合角火线圈初级电路的通电时间取决于断电器触点的闭合角和发动机转速。而现代点火线圈初级电路的通电时间由和发动机转速。而现代点火线圈初级电路的通电时间由ECU控制，根据发动机的转度信号和电源电压信号确定控制，根据发动机的转度信号和电源电压信号确定最佳的闭合角（通电时间），并控制点火器输出指令信最佳的闭合角（通电时间），并控制点火器输出指令信号（号（IGt信号），以控制点火器中晶体管的导通时间。信号），以控制点火器中晶体管的导通时间。（2）通电时间的控制方法）通电时间的控制方法（3）点火线圈的恒流控制）点火线圈的恒流控制 由于采用了高能点
19、火线圈，改善点火性能。为了防止由于采用了高能点火线圈，改善点火性能。为了防止初级电流过大烧坏点火线圈，在部分电控点火系统的点初级电流过大烧坏点火线圈，在部分电控点火系统的点火控制电路中增加了恒流控制电路。火控制电路中增加了恒流控制电路。恒流的基本方法是：在点火器功率晶体管的输出回路恒流的基本方法是：在点火器功率晶体管的输出回路中增设一个电流检测电阻，用电流在该电阻上形成的电中增设一个电流检测电阻，用电流在该电阻上形成的电压降反馈控制晶体管的基极电流，只要这种反馈为负反压降反馈控制晶体管的基极电流，只要这种反馈为负反馈，就可使晶体管的集电极电流稳定，从而实现恒流控馈，就可使晶体管的集电极电流稳定
20、，从而实现恒流控制。制。（2）爆震控制）爆震控制3.1.5 微机控制点火系统的控制策略有爆震有爆震推迟点火推迟点火提前点火提前点火无爆震无爆震最佳点火时刻最佳点火时刻爆震爆震传感器传感器传感器传感器爆燃的危害爆燃的危害 会导致冷却液过热，功率下降会导致冷却液过热，功率下降油耗上升。油耗上升。控制方法控制方法 推迟点火提前角，利用爆震传感推迟点火提前角，利用爆震传感器中的压电晶体的压力效应。器中的压电晶体的压力效应。5、爆燃的控制、爆燃的控制 闭环控制所用的反馈信息可以是发动机的爆震信号、转速信号闭环控制所用的反馈信息可以是发动机的爆震信号、转速信号或气缸的压力信号等。最常见的是利用发动机的爆震
21、信号作为反馈或气缸的压力信号等。最常见的是利用发动机的爆震信号作为反馈信息，用来控制大负荷等工况下的点火提前角；信息，用来控制大负荷等工况下的点火提前角；爆震传感器将发动机的爆震状况反馈给爆震传感器将发动机的爆震状况反馈给ECUECU，一旦爆震程度超，一旦爆震程度超过规定的标准，过规定的标准，ECUECU立即发出点火系统推迟点火；当爆震程度低于立即发出点火系统推迟点火；当爆震程度低于规定的标准时，规定的标准时，ECUECU又会将点火时刻提前，循环调节点火时刻的结又会将点火时刻提前，循环调节点火时刻的结果，使发动机始终处于临界爆震的工作状态。果，使发动机始终处于临界爆震的工作状态。5、爆燃的控制
22、、爆燃的控制若若用用发发生生爆爆震震的的循循环环次次数数与与实实际际工工作作循循环环的的次次数数之之比比值值（爆爆震震率率）来来衡衡量量爆爆震震强强度度，可可以以定定量量地地把把爆爆震震分分为为四四个个等级：等级：爆震率在爆震率在5 5以下时为微爆震以下时为微爆震5 51010为轻爆震为轻爆震10102525为中爆震为中爆震2525以上为重爆震。以上为重爆震。当发动机出现当发动机出现15的轻微爆震时，其动力性、经济的轻微爆震时，其动力性、经济性接近最佳值。闭环控制方式即按轻微爆震来确定最佳点性接近最佳值。闭环控制方式即按轻微爆震来确定最佳点火提前角。火提前角。5、爆燃的控制、爆燃的控制一定时间
23、内无爆震时，就逐步增大点火提前角，直至发一定时间内无爆震时，就逐步增大点火提前角，直至发生轻微爆震；爆震率大于生轻微爆震；爆震率大于5时，又将点火提前角减小，时，又将点火提前角减小，直至爆震消除。直至爆震消除。5、爆燃的控制、爆燃的控制5、爆燃的控制、爆燃的控制5、爆燃的控制、爆燃的控制5、爆燃的控制、爆燃的控制1）二极管配电点火方式）二极管配电点火方式特点：四个气缸共用一个点火线圈。特点：四个气缸共用一个点火线圈。车型：奔驰车型：奔驰S320S320症状：怠速抖动，急加速不良症状：怠速抖动，急加速不良诊断：诊断：A A、读故障码：、读故障码：24-24-氧传感器故障氧传感器故障B B、检测氧
24、传感器：、检测氧传感器：4 4线。线。、加热元件电阻为、加热元件电阻为7 7欧，电压为欧，电压为13.7V13.7V，正常，正常、信号始终为、信号始终为0.1-0.2V0.1-0.2V，没有变化，不正常，没有变化，不正常、氧传感器至控制单元无断路、短路，正常、氧传感器至控制单元无断路、短路，正常C C、检查进气系统，发现、检查进气系统，发现真空管老化脱落真空管老化脱落。D D、检查点火系统，发现高压正常，点火延续时间过短，发现火花、检查点火系统，发现高压正常，点火延续时间过短，发现火花塞塞型号型号F8DC4F8DC4（BOSCHBOSCH），而要求为），而要求为F8DCOF8DCO。修复：更换
25、真空管、火花塞后正常。修复：更换真空管、火花塞后正常。分析：真空管老化脱落和点火不可靠，排气中的氧多，氧传感器信分析：真空管老化脱落和点火不可靠，排气中的氧多，氧传感器信号持续偏低。号持续偏低。案例分析案例分析案例：案例：火花塞型号错误。3.1.1 微机控制点火系统的功能点燃混合气学习小结学习小结点火时刻点火能量（1 1）电源）电源）电源）电源（2 2）传感器）传感器）传感器）传感器（3 3）电控单元）电控单元）电控单元）电控单元（4 4）点火控制器）点火控制器）点火控制器）点火控制器（5 5）点火线圈）点火线圈）点火线圈）点火线圈（6 6）分电器）分电器）分电器）分电器（7 7）高压线）高压
26、线）高压线）高压线（8 8）火花塞）火花塞）火花塞）火花塞高压电路高压电路低压电路低压电路3.1.2 微机控制点火系统的组成学习小结学习小结传统点火系传统点火系普通电子点火系微机控制点火系微机控制点火系微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系微机控制无分电器点火系微机控制无分电器点火系微机控制无分电器点火系微机控制无分电器点火系同时点火方式同时点火方式同时点火方式同时点火方式单独点火方式单独点火方式单独点火方式单独点火方式初级电路不同次级电路不同3.1.3 微机控制点火系统的类型学习小结学习小结3.1.4 微机控制点火系统的工作原理微机控制无分电器单独点火方式微机控制无分电器单独点火方式微机控制无分电器同时点火方式微机控制无分电器同时点火方式微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系学习小结学习小结点火提前角的控制起动时起动后初始角基本角修正角固定角怠速：转速、空调非怠速：转速、负荷暖机修正暖机修正怠速稳定修正怠速稳定修正超温修正超温修正空燃比修正空燃比修正爆燃修正爆燃修正调整传动比修正调整传动比修正极限值控制极限值控制3.1.5 微机控制点火系统的控制策略2.2.初级电路闭合时间控制初级电路闭合时间控制初级电路闭合时间控制初级电路闭合时间控制1.1.点火提前角的控制点火提前角的控制点火提前角的控制点火提前角的控制学习小结学习小结