湖北职业技术学院机电工程系
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湖北职业技术学院机电工程系第三章
计算机控制点火系统的
组成及工作原理
3.1.1 影响点火提前角的因素
（1）发动机转速发动机转速的升高点火提前角均应增大。采用ESA控制系统相对于机械离心式点火提前系统，更接近理想的点火提前角。（2）发动机负荷歧管压力高（真空度小、负荷大），点火提前角小，反之点火提前角大。
（3）燃油辛烷值辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增大，反之应减小。
（4）其他因素燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却水温度。
电子点火提前控制系统的组成和工作原理
3.1.2
（一）点火提前角控制系统的组成
电子点火提前控制系统的组成主要由监测发动机运行状态的传感器、处理信号、发出指令的ECU、响应指令的点火器以及点火线圈等组成。
（二）点火提前角控制系统的基本工作原理
以丰田皇冠3.0轿车点火控制电路为例，维修时用万用表检测“＋B”端子和点火线圈的“＋”端子与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。怠速时检查点火器“IGT”端子与搭铁之
间应有脉冲信号，检查ECU的“IGF”端子与搭铁之间应有脉冲信号。
3.1.2 电子点火提前控制系统的组成和工作原理
（三）点火提前角的控制方式
1、点火提前角的计算
对丰田汽车计算机控制系统（TCCS）而言，其实际点火提前=初始点火提前+基本点火提前+修正点火提前（或延迟角）。ECT根据进气歧管压力或进气量和发动机转速，从存储器存储的数据中找到相应的基本点火提前角，再根据有关传感器信号值加以修正，得出实际点火提前角。
（1）初始点火提前角：初始点火提前角也称固定点火提前角。如：丰田汽车的IC--—GEL发动机，其值为上止点前10°，在下列情况下，IG—GEL发动机的实际点火提前角为固定点火提前角。
①当发动机起动时，以动机的转速变化大，无法正确计算点火提前角；
②当发动机的转速低于400r/min；
③当车速在2km/h时，或节气门位置传感器怠速（IDL）触点闭合时；
④当ECU由后备系统控制工作时。
（2）基本点火提前角：ECU根据发动机转速信号和进气歧压力信号(或进气量信号)等，从存储器中获得。
（3）修正点火提前角：初始点火提前角和基本点火相加得到的点火提前必须根据相关因素加以修正。修正项目因发动机而异,且应根据发动机各自的特性曲线进行修正。
3.1.2 电子点火提前控制系统的组成和工作原理
（三）点火提前角的控制方式
2.点火提前角的控制
点火提前的控制包括起动期间的点火时间控制和起动后以动机正常运行期间的点火时间控制。
（1）起动期间的点火时间控制在起动期间，其实际点火提前角等于初始点火提前（因发动机而异）。此时的控制信号主要是发动机转速信号（Ne）和起动开关信号(STA).
（2）起动后点火时间控制
①基本点火提前角的控制：怠速时的基本点火提前角是指节气门位置传感器怠速触点
闭合时，ECU根据发动机转速和空调开关是否接通而确定的基本点火提前角。
在空调工作时,其基本点火提前角要大一些,以防因空调负荷使发动机工作不稳。
在怠速工况下运转时，节气门位置传感器的怠速(IDL)触点断开,ECU根据存储器的数据确定基本点火提前角。
在正常运行工况下运转时，节气门位置传感器的怠速（IDL）触点断开，ECU根据存储器的数据确定基本点火提前角。
在正常运行工况运行时，控制信号主要有：进气歧管压力或进气量信号、发动机转速信号（Ne）、节气门位置信号（IDL）、燃油选择开关或插头（R—P）、爆震信号（KNK）等。
在某些发动机中，按燃油辛烷值不同，在存储器中存放着两张基本点火提前角的数据表格。驾驶员可根据使用燃油的辛烷值，通过燃油选择开关或插头进行选择
3.1.2 电子点火提前控制系统的组成和工作原理
（三）点火提前角的控制方式
2.点火提前角的控制
点火提前的控制包括起动期间的点火时间控制和起动后以动机正常运行期间的点火时间控制。（1）起动期间的点火时间控制在起动期间，其实际点火提前角等于初始点火提前（因发动机而异）。此时的控制信号主要是发动机转速信号（Ne）和起动开关信号(STA).
（2）起动后点火时间控制
②点火提前角的修正
a)暖机修正：暖机点火提前角是指节气门位置传感器怠速触点闭合时，ECU根据水温
传感器进行修正的点火提前角。当发动机冷却水温度较低时，应增大点火提前角，以促使发动机尽快暖机，当水温较高时，超过90℃，为避免发动机过热，其点火提前角必须减小。暖机过程中，控制信号主要有，冷却水温度信号（THW）进气歧管压力或进气量信号。节气门位置信号（IDL）等。
b)怠速稳定性的修正：稳定怠速点火提前控制是指为了使怠速稳定运转而对点火提前
角进行修正。由于发动机负荷变化等原因引起发动机转速变化时，ECU根据转速信号和规定的怠速转速进行比较，相应地增加或减小点火提前角，以保证发动机怠速时稳定运转，防止发动机怠速熄火。
3.1.2 电子点火提前控制系统的组成和工作原理
（三）点火提前角的控制方式
3.点火提前角的控制方法
发动机工作中，点火时刻的控制要求用1°曲轴角的指令精度进行控制。当发动机转速为6000r/min时，若将1°曲轴转角换算成时间为36ms。为了进行这样精确的计时控制，需要具有能够准确检测曲轴转角位置的曲轴位置传感器和高速运算的微机，另外还需要有能够巧妙运用它们的控制方式。
3.1.3 无分电器点火系统的工作原理
1．无分电器点火系统的方式：
（1）同时点火方式。指两个气缸合用一个点火线圈，即一个点火线圈有两个高压输出端，分别与一个火花塞相连，负责对两个气缸点火。
（2）单独点火方式。指导每个气缸的火花塞上配用一个点火线圈，单独对本缸进行点火。
丰田皇冠汽车所采用的无分电器点火系统：如下图所示
3.1.3 无分电器点火系统的工作原理
3.1.3 无分电器点火系统的工作原理
（1）来自曲轴位置传感器的信号：曲轴位置传感器由G1、G2及Ne三个线圈组成，其功能是判别气缸，检测曲轴的转角，以决定点火时期的原始设定位置。
①G1信号：利用G1信号可判别出第6缸在压缩上止点的附近。G1传感线圈产生电压波形，
是设定在第6缸压缩上止点附近时产生的，因此只要G1线圈产生指导，就表示第6缸处于压缩上止点附近，其点火提前角和闭合角由ECU根据Ne信号决定。
②G2信号：G2信号与G1信号波形相同，G1信号与G2信号相隔180°(曲轴转角360°)。当
G2信号产生时，即表示第1缸活塞处于压缩上止点的附近。应完成其点火准备，点火正时也由Ne信号决定。
③Ne信号正时转子有24个齿，它每转一转，产生24个信号波形，其波形与G1、G2信号波
形相似，每个波形表示Ne正时转子角度为15°或发动机曲轴转角30°。这个数值在点火控制中会引起较大误差，为了保持一定的精度，需将这些脉冲电压信号整形，再通过转角脉冲发生器，把24个脉冲转变为曲轴一转产生720个脉冲，即转变为每0.5°曲轴转角发生1个脉冲。
3.1.3 无分电器点火系统的工作原理
（2）ECU的输出信号：ECU通过曲轴位置传感器接收到G1、G2、Ne信号，向点火器输出IGT、IGdA、IGdB三个信号。
1）IGT信号：IGT信号就是点火正时信号。
当G1或G2信号产生时，ECU以此信号为基准，根据Ne信号控制其后的三次点火信号，即每4个Ne信号产生一次点火信号（4个Ne信号为60°，相当于曲轴转角为120°），而每产生三次点火信号后，再经G信号重新设定其后的三次点火信号。点火提前角的控制仍然由ECU利用各传感器检测到的发动机转速、进气压力（真空度）、节气门位置、水温等信号进行控制。闭合角由点火器中的闭合角控制电路进行控制。
2）IGdA、IGdB信号：IGdA、IGdB信号是ECU输送给点火器的判缸信号，它存于ECU的存储器中，ECU根据G1、G2及Ne信号查表选择IGdA、IGdB信号状态，以确定各缸的点火顺序。
3.1.3 无分电器点火系统的工作原理
（2）ECU的输出信号：ECU通过曲轴位置传感器接收到G1、G2、Ne信号，向点火器输出IGT、IGdA、IGdB三个信号。
3）点火器：点火器内有气缸判别、闭合角控制、恒流控制、安全信号等电路，其主要功能是接收ECU发出的IGT、IGdA、IGdB信号，并依次驱动各个点火线圈工作。另外它还向ECU输入安全信号（IGF）。其具体工作过程如下：4）安全信号IGF：将点火器继续点火线圈的初级电流的信号反馈给ECU的信号，使点火器具有安全功能。
5）点火线圈：一般传统点火线圈的二次线圈的一端通过配电器接火花塞，一端与一次线圈相接。无分电器点火系统采用小型闭磁路的点火线圈，二次线圈的两端分别与两个气缸上的火花塞相联接。
3.1.4 通电时间的控制
1．通电时间对发动机性能的影响
初级电路被断开的瞬间，初始电流能达到的值与初级电路接通的时间长短有关，只有通电时间一定值时，初级电流才可能达到饱和。由于断开电流影响次级电压的最大值，次级电压的高低又直接影响点火系工作的可靠性。所以，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。
2．通电时间的控制方法
现代电控点火系统和传统的分电器不同，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，根据发动机的转速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号（IGt信号），以控制点火器中晶体管的导通时间。
3.1.4 通电时间的控制
3．点火线圈的恒流控制
由于现代车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馈，就可使晶体管的集电极电流稳定，从而实现恒流控制。
1．爆震与点火时刻的关系
爆震与点火时刻有密切的关系，点火提前角越大，燃烧的最大压力就越高，越容易产生爆震。
2．爆震控制原理
1）组成（如图）
2）原理：爆震传感器安装在缸体上，利用压电晶体的压电效应，把爆震传到气缸体上的机械振动转换成电信号输入ECU，ECU通过爆震传感器输入信号判别发动机有无爆震，并依据爆震强度推迟点火时间。爆震越强，推迟点火角越大，知道爆震消失为止。
3.1.5
爆震控制
3.1.5 爆震控制
3．爆燃强度的确定
ECU根据爆燃信号超过基准值的次数来判定爆燃强度，次数越多，爆燃强度越大，反之越小。而后又以一固定的角度增加点火提前角，当发动机再次出现爆震时，ECU又使点火提前角推迟，调整过程反复进行。
3.1.5 爆震传感器
功能：检测发动机有无爆燃发生及爆燃强度。
类型：电感式和压电式两种，压电式又分为共振式、非共振式和火花塞座金属垫型。
1．电感式爆燃传感器
构造：主要由铁心、永久磁铁、线圈及外壳等组成。
原理：利用电磁感应原理检测发动机爆燃。
2．压电式爆燃传感器
原理：利用压电效应原理检测发动机爆燃。
（1）压电式共振型爆燃传感器
由压电元件、振子、基座、外壳等组成。当发生爆燃时，振子与发动机共振，压电元件输出的信号电压也有明显增大，易于测量。
（2）压电式非共振型爆燃传感器
与共振式相比，非共振式内部无震荡片，但设一个配重块，以一定的预紧压力压紧在压电元件上。当发动机发生爆燃时，配重块以正比于振动加速度的交变力施加在压电元件上，压电元件则将此压力信号转变成电信号输送给ECU。
（3）压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器
安装在火花塞的垫圈处，每缸一个，根据各缸的燃烧压力直接检测各缸的爆燃信息，并转换成电信号输送给ECU。
爆震传感器
3.1.5
3．爆震传感器控制电路如图所示：
1）曲轴位置传感器电阻的检查：如表所示
2）曲轴位置传感器输出信号的检查
3）传感器线圈与信号转子的间隙检查
曲轴位置传感器电阻值：
3.2.1 曲轴位置传感器的诊断与维修
线圈初级线圈次级线圈
检查条件
冷态
（-10～50℃）
热态
（50～100℃）
冷态
（-10～50℃）
热态
（50～100℃）
检查标准 1.11～1.75Ω 1.41～2.05Ω9.0～15.7kΩ11.4～18.8kΩ
3.2.2 点火线圈诊断与维修
拔下点火线圈的连线，用万用表的电阻挡测量点火线圈的电阻。
霍尔效应式电子点火系统的组成及工作原理 教学目的：掌握霍尔效应式电子点火系统的组成及工作原理。 教学的重点：掌握霍尔效应电子点火系统的工作过程。 教学的难点：掌握霍尔信号发生器的工作原理。 教学方法：讲授教学法、分组教学法、多媒体演示法、探究式教学法、尝试教学法、分析点评法、实物教学法 教具准备：多媒体课件、多媒体设备；蓄电池、点火开关、分电器、点火线圈、点火控制器、火花塞、导线。 教学课时：35分钟 教学过程： 一、霍尔效应式电子点火系统的组成（如图一所示）…………（3分钟） 作用：依据发动机的做功顺序，产生电火花，点燃混合气。 组成：由装在分电器内的霍尔信号发生器、点火控制器、火花塞、点火线圈、蓄电池、点火开关等组成。
图一 （一）、霍尔信号发生器……………………（14分钟） 1、霍尔信号发生器的组成……………………（3分钟） 1）作用：向点火控制器输出点火控制信号。 2）霍尔信号发生器位于分电器内，其结构如图二所示，主要由分电器轴带动的触发叶轮、永久磁铁、霍尔集成电路等组成。 图二 2、霍尔效应的原理……………………（2分钟） 如图三所示，当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向和磁场方向垂直，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。
图三 3、霍尔集成电路，内部结构如图四所示。……………………（3分钟） 1）作用：产生霍尔电压并对外输出电压信号。 2）霍尔集成电路输出电压信号的规律是： 霍尔元件（半导体基片）产生20mv的电压，输出～的电压信号,称为低电位。 霍尔元件不产生电压，输出11～12V的电压信号,称为高电位。 图四 4、霍尔信号发生器工作原理……………………（6分钟） 如图五所示，分电器轴带动触发叶轮转动，当叶片进入磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压为0V，霍尔集成电路末级三极管截止，信号发生器输出高电位达11～12V 。当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁的磁力线通过霍尔元件而产生20mV的霍尔电压，集成电路末级三极管
第二节微机控制的点火系统的组成与原理 微机控制的点火系是70年代末开始使用无触点点火装置后的又一重大进展，其最大的成功在于实现了点火提前角的自动控制，即可根据发动机的工况对点火提前角进行适时控制。因而可获得混合气的最佳燃烧，从而能最大限度的改善发动机的高速性能，提高其动力性、经济性，减少排气污染。而普通的无触点点火系采用机械方式调整点火时刻，因为机械装置本身的局限性，无法保证在各种状况下点火提前角均处于最佳。此外，由于分电器中的运动部件的磨损，又会导致驱动部件松旷，影响点火提前角的稳定性和均匀性。全电子点火系则可完全避免此类现象产生。 在微机控制的点火系统中，点火控制包括点火提前角的控制、通电时间控制和爆燃控制 等三个方面，并具有以下特点: 1)在所有的工况及各种环境条件下，均可自动获得理想的点火提前角，从而使发动机在动力性、经济性、排放性及工作稳定性等方面均处于最佳。 2)在整个工作范围内，均可对点火线圈的导通时间进行控制。从而使线圈中存储的点火能量保持恒定不变，提高了点火的可靠性，可有效地减少能源消耗，防止线圈过热二此外，该系统可很容易实现在整个工作范围内提供稀薄燃烧所需恒定点火能量的目标。 3)采用闭环控制技术后，可使点火提前角控制在刚好不发生爆燃的状态，以此获得较高的燃烧效率，有利于发动机各种性能的提高。 微机控制的点火系统一般由电源、传感器、电子控制系统(ECU)、点火控制模块、分电器、火花塞等组成，如图5-1所示。 l）电源一般由蓄电池和发电机共同组成，可供给点火系统所需的点火能量。 2)点火线圈能将点火瞬间所需的能量存储在线圈的磁场中，还可将电源提供的低压电转变为足以在电极间产生击穿点火的15 --- 20kV高压电。 3)分电器可根据发动机的工作时序，将点火线圈产生的高压电依次送到各缸火花基。 4)火花塞将具有一定能量的电火花引人气缸，点燃气缸内的混合气。 5)传感器主要用于检测发动机各种运行参数的变化，为ECU提供点火提前角的控制依据。其中，最主要的传感器是转速传感器、曲轴位置传感器和空气进气量传感器。 6)电子控制系统是点火系统的中枢。在发动机工作时，它不断地采集各传感器的信息，按事先设置的程序计算出最佳点火提前角，并向点火控制装置发出点火指令。 7)点火控制模块是ECU的一个执行机构。它可将电子控制系统输出的点火信号进行功率放大后，再驱动点火线圈下作。 其工作原理及控制过程如图5-1所示。
【第三章计算机控制点火系统结构与工作原理】 一、填空题 1 . 在传统的汽油机点火系中，断电器触点的开闭是由__________________ 来控制的。 2 . 点火线圈初级电路的接通时间取决于__________________ 和_______________ 。 3 . 使发动机产生最大输出功率的点火提前角称为_________________ 。 4 . 电控点火系统一般由_________ 、__________ 、_______ 、________ 、点火线圈、分电器、火花塞等组成。 5 . _________________ 是爆燃控制系统的主要元件，其功能是_________________________ 。 6 . 对应发动机每一工况都存在一个_____________ 点火提前角。 7 . 最佳点火提前角的数值与_______ 、______ 、______ 、______ 等很多因素有关。 8 . 点火提前角的主要修正项目有______________ 、__________ 、__________ 等。 9 . 水温修正可分为____________ 、_____________ 修正。 10 . 随发动机转速提高和电源电压下降，初级电流通电时间需__________ 。 11 . 爆燃传感器向ECU 输入爆燃信号时，电控点火系统采用__________ 模式。 12 . 发动机工作时，ECU 根据_______________ 信号判断发动机负荷大小。 13 . 点火系一般是由___________ 、__________ 、_________ 三部分组成。 14 . 初级电路包括__________ 、_____________ 、_____________ 及所有相关的电线和接头。 15 . 在点火系统中必须对____________ 、____________ 、___________ 三方面进行控制。 16 . 点火提前角随着发动机的负荷增大而________ 。 17 . 点火提前角的控制包括___________________ 、________________ 两种基本工况控制。 18 . 汽油机电控点火系统的功能主要包括___________、___________ 、___________ 及三个方面。 19 . 汽油的辛烷值越高，抗爆性越___________ ，点火提前角可适当___________ 。 20 . 采用___________ 系统时，可使发动机的实际点火提前角接近于理想点火提前
点火系统的种类与特点 由于发动机点火时刻和初级线圈电流的不同控制方法，产生了不同的点火系统。按点火系统的不同发展阶段可分为：传统机械触点点火系统、无触点点火系统、微机控制式电子点火系统和微机控制式无分电器电子点火系统。 1．传统机械式触点点火系统： 传统的点火系统其点火时刻和初级线圈电流的控制是由机械传动的断电器触点来完成的。由发动机凸轮轴驱动的分电器轴控制着断电器触点的张开、闭合的角度和时刻与发动机工作行程的关系。为了使点火提前角能随发动机转速和负荷的变化自动调节，在分电器上装有离心式机械提前装置和真空式提前装置来感知发动机的转速和负荷的变化。机械式点火系统最大的缺点是因为断电器与驱动凸轮之间机械联动因此闭合角不能变化，而闭合时间和发动机转速的变化有很大的关系，当发动机转速升高时触点闭合时间缩短，初级线圈电流减小点火能量降低；当发动机转速降低时闭合时间又过长，造成线圈中电流过大容易损坏。这是机械触点点火系统无法克服的缺点。 2．无触点电子点火系统： 为了避免机械触点点火系统触点容易烧蚀损坏的缺点，在晶体管技术广泛应用后产生了非接触式传感器作为控制信号，以大功率三极管为开关代替机械触点的无触点电子点火系统。这种系统显著优点在于初级电路电流由晶体三极管进行接通和切断，因此电流值可以通过电路加以控制。不足之处在于这种系统中的点火时刻仍采用机械离心提前装置和真空提前装置，对发动机工况适应性差。 3．微机控制式电子点火系统： 为了提高点火系统的调整精度和各种工况的适应性，在电子点火系统的基础上，采用了微机控制。系统的特点是：不但没有分电器，而且在提前角的控制方面也没有离心提前装置和真空提前装置。从初级线圈电流的接通时间到点火时刻全部采用微机进行控制。其工作原理如下：微机系统通过传感器检测发动机的转速和负荷的大小，由此查阅存在内部存储器中的最佳控制参数，从而获得这一工况下的最佳点火提前角和点火线圈初级电路的最佳闭合角，通过控制三极管的通断时间实现控制目的。 四．无触点电子点火系统（CDI点火器） 无触点电子点火系统一般由曲轴传感器、电子点火器、点火线圈、火花塞等构成。出触点电子点火系统采用晶体管作为点火初级电路的电子开关，因此初级电流的控制比触点点火系统容易且控制精度较高。在机械式式触点点火系统中，触点的闭合时间与曲轴转角靠机械关系连接，也就是靠触点提供发动机曲轴转角信号；但在无触点电子点火系统中点火系统无机械触点，故需要曲轴位置传感器。测量曲轴转角的传感器一般有三种： 磁脉冲式、光电式、霍尔式。电子点火器的作用是控制点火线圈中初级电路电流的接通时间和断开时间。为此，它必须对来自曲轴位置传感器的脉冲信号进行放大、处理、识别。由曲轴位置传感器的脉冲信号求
电控点火系统 概述： 普通电子点火系仍然使用真空和离心机械式点火提前机构对点火提前角进行控制。其主要缺点是：点火提前角的控制精度不高，不能充分地考虑各影响因素；为了避免出现大负荷时的爆震现象，其采用妥协的方式减小点火提前角；仍然离不开机械控制范围。 而电子控制的点火系统则能很好地根据转速、负荷等因素进行综合考虑，以电子的手段控制发动机各工况下的点火提前角，并进行通电时间控制和爆震控制，使发动机的功率、经济性和排放各方面达到最佳。 控点火系统控制内容主要是点火提前角控制、通电时间控制和爆震控制。 1、电控点火系统的组成 与电控燃油喷射系统相同，电控点火系统也是由信号输入装置、ECU和执行器三部分组成。 在所有用的传感器中，除爆燃传感器为电控点火系统所专用之外，其他传感器基本上都与电控燃油喷射系统所共用，而且都由一个ECU集中控制。 有的车型甚至将点火器也集成在ECU中，这样电路更简单，结构紧凑，又有助于提高系统的控制精度和工作可靠性。
点火提前控制系统的组成 1—转速传感器；2—基准位置传感器；3—空气流量计；4—水温传感器；5—节气门位置传感器；6—启动信号；7—空调开关A/C；8—车速传感器；9—输入接口回路；10—输入接口回 路； 11—A/D转换器；12—输出接口回路；13—存储器；14—恒定电压电源；15—点火器；16—IG线圈；17—分电器 2、电控点火系统的工作原理 在发动机工作过程中，各个传感器将检测到的反映发动机运行状况
的信号输送至ECU。 ECU根据各传感器信号确定出最佳点火提前角，并在适当时刻向点火控制器发出点火信号。 D点火控制器通过其内部的功率三极管控制点火系初级电路周期性通断，点火线圈产生高压电，使火花塞跳火，点燃缸内的可燃混合气体。 3、电控点火系统的控制 1.点火提前角控制 在电控点火系统中，根据汽油机运行工况，ECU对点火提前角的控制分为起动时点火提前角的控制和起动后点火提前角的控制。 在起动期间，转速变化剧烈，无法实行最佳点火提前角控制，此时ECU主要是根据发动机转速（Ne）信号和起动开关（STA）信号，以预先设定的点火提前角点火，当转速超过一定值时（一般大于500r/min),转入最佳点火提前角控制。 汽油机起动后，电控点火系统实行最佳点火提前角控制。实际点火提前角=初始点火提前角十基本点火提前角十修正点火提前角 2、闭合角与恒流控制 闭合角是沿用了传统点火系的概念。在电子控制的点火系统中是指初级电路接通的时间。点火线圈的次级电压是和初级电路断开时的初级电流成正比。通电时间短时，初级电流小，会使感应的次级电压偏低，容易造成失火。初级电流大，对点火有利；但通电时间过长，会使点火线圈发热，甚至烧坏，还会使能耗增大。因此要控制一个最
编号：QD-751b-20 流水号： 郑州交通技师学院 授课教案首页 课程汽车电气构造与维修教师: 李世朋第10 周课次8
编号：QD-751b-20 流水号： 一、复习提问 1.简述电子点火系的组成。 2.简述常见的点火信号传感器及工作原理。 二、导入新课 上两次课我们主要讲解的是传统点火系的结构、工作原理。我们知道传统点火系有很多不足之处，这一节我们来学习电子点火系。 三、新课讲授 一）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各种传感器、电子控制器（ECU电脑）、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。 1、传感器 传感器用来不断地检测与点火有关的发动机工作状况信息，并将检测结果输入电子控制器，作为运算和控制点火时刻的依据。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：
编号：QD-751b-20 流水号：l）曲轴位置传感器：检测两个信号： ①曲轴转角 (或发动机转速) ，检测发动机转速信号 ②曲轴基准位置（点火基准传感器,活塞上止点位置）：检测基准缸活塞上止点位置信号（凸轮轴位置传感器） 2）空气流量计（进气管负压传感器）检测进气量信号； 3）冷却液温传感器：检测水温信号 4）氧传感器：检测空燃比浓稀信号 5）节气门位置传感器：检测节气门的开度和加速信号； 6）车速传感器：检测车速信号； 7）空档开关：检测变速器空档信号； 8）点火开关：检测点火状态还是起动状态信号； 9）空调开关：检测空调是开还是关信号 10）蓄电池：检测电池电压信号 11）进气温度传感器：检测进气温度信号 12）爆震传感器：检测爆震信号 2．电子控制器（ECU） 控制电脑一般被称为ECU，英文为（Electronic Control Unit） 它是点火控制系统和喷油控制系统的中枢，作用是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，给点火电子组件输出最佳点火提前角和初级电路导通时间的控制信号。在现代发动机集中控制系统中，点火系统仅是电子控制器的一个子系统。
学习好资料欢迎下载 任务九电控点火系统的检测与维修授课教师授课时数16课时授课地点 教学目的知识目标 （1）叙述电控点火系统的组成与工作原理。 （2）了解传统点火与电控点火的异同 技能目标 （1）正确检查点火系统各个组成元件及IGT\IGF信号的波形 （2）按照给定的计划排除电控点火系的故障 （3）练习万用表、示波器、解码器的使用 素养目标 （1）培养团队精神和集体主义观念。 （2）养成环境保护和安全工作的习惯。 （3）树立为客户服务的观念。 教研组审批 年月日 教学部门审批 年月日 教学重点电控点火系统的组成与原理教学难点示波器的波形分析 任务内容 教学思路 教法学法教法主要有问题引导法、知识竞赛法、任务驱动法和知识迁移法；学生采用的学法主要有小组合作法、实训操作法和自主探究法等。 教学准备 设备的准备、工具的准备、要求学生任务相关内容的预习、查阅工具书、电脑； 理实一体化教室、制作多媒体课件和评价表。 课前准备能力测试任务描述知识准备调查、采集信息小组讨论 难点教师讲解 方案制定 小组讨论 动作示范 完善方案 任务实施 评价反馈 教师了解学生基础学生自主找寻解决问题的途径 教师方向引领 教师讲解示范 学生为主体自主学习教师讲解巡视指导 师生共同完成 教师下达任务 教师组织教学
一体化电子教案模板 教学过程 教学环节内容提要师生活动 一、组织教学1、检查学生考勤、着装 2、教材、工作页的准备 3、强调实训安全，实操现场 5s管理。 教师：1、教师查点学生，强调安全注意事项 2、检查小组分组情况 学生：按照实训室布置就坐，携带相关实训资料 修改建议： 二、能力测试 以作业表的形式进行任务 相关知识的测试。 教师：下发测试表，组织学生完成测试，了解学生情况 学生：如实完成测试 修改建议： 三、任务下发创设情景，任务下发 教师：描述案例，导入任务 学生：明确任务 修改建议： 四、学习准备起动系统的相关理论知识： 1、传统点火的安装位置（活动： “找一找”） 2、晶体管式点火的分类（活动： “说一说”） 教师：1、引导学生积极思考，小组合作，完成知识准备 2、设计问题组织活动，组织小组竞赛，激发学习积极性 3、讲解起动系统的类型 学生：配合教师，积极思考。 1、需要完成工作页的内容。 2、通过手册、教材认知主要的零件 3、每个小组推选代表进行答题 修改建议： 五、任务实施电控点火系统的组成及信号测 试： 1、工具的正确选用 2、计划的制定 3、计划实施 教师：1、引导学生完成工作计划的制定 2、引导学生使用维修手册、电子查询设备（每个小组准备 一本维修手册） 3、对各小组的工作计划进行完善、评价。选取操作小组 4、学生操作时，播放测试波形的标准视频（或者用视频设 备进行直播） 5、教师演示操作工具的使用突破重点 学生：1、每个小组派代表完成仪器的选取 2、每个小组的派代表讲解工作计划 3、讨论完善计划 4、观察操作完成工作页 5、学生进行仪器工具的操作 6、小组制定初步计划、小组展示计划、教师点评完善计划 修改建议： 电控点火不启动故障排除 1、工具的正确选用 2、计划的制定 3、计划实施 教师：1、组织学生完成装配计划的制定。 2、引导完善的计划，强调注意事项 学生：1、小组讨论、完成波形测试计划 2、完成发动机跳火的实验 修改建议： 六、评价反馈1、个人自我评价 2、小组评价 3、教师总体评价。 教师：小组、小组成员进行评价，总体评价 学生：1、小组成员根据所学完成工作页自测题和 2、小组长对组员评价、实训心得。 修改建议：
电控发动机模块五考试试题 班级__________ 姓名__________ 座号________ 分数_______________ 一、填空题（每空1分，共45分） 1.使发动机产生最大输出功率的点火提前角称为__最佳点火提前角_______________。 2.电控点火系统一般由__电源_______、__传感器________ 、_ ECU______ 、__点火器______、点火线圈、分电器、火花塞等组成。 3.对应发动机每一工况都存在一个____最佳_________点火提前角。 4.最佳点火提前角应使发动机气缸内的最高压力出现在上止点后_10度________。 5.最佳点火提前角的数值与__燃料性质_____、__转速____、_负荷_____、__燃烧室的形状____ 等很多因素有关。 6.辛烷值较低的汽油抗暴性较___差_______。点火提前角则应___减小______。 7.日本丰田车系中，实际的点火提前角等于_ 初始点火提前角__ 、_基本点火提前角________ 和__修正点火提前角_ _____之和。 8.点火提前角的主要修正项目有___水温修正____ 、__怠速稳定修正____、__空燃比反馈修正__、_爆震传感器_____。 9.水温修正可分为___暖机修正____、___过热修正_ 修正。 10.爆燃传感器一般安装在__气缸体上______。
11.起动时点火提前角的控制信号主要是___发动机转速信号_____和____起动开关信号___。 12.点火提前角随着发动机的负荷增大而__减小______。 13.点火提前角的控制包括__起动时点火提前角的控制____ 、___起动后点火提前角的控制___两种基本工况控制。 14.汽油机电控点火系统的功能主要包括点火提前角、 通电时间、爆燃控制及三个方面。 15.汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可适当增 大。 16.爆燃传感器有电感式和压电式两种 类型。 17.一般采用发动机振动的方法来判断有无爆燃 及爆燃强度。 18.点火提前角随着发动机转速升高而增大。 19.爆震和点火时刻有密切关系，同时还与汽油的辛烷 值有关。 20.发动机正常运转时，主ECU根据发动机转速和负荷 信号确定基本点火提前角。 21.压电式非共振爆燃传感器中，当发生爆燃时，压电元件将压力信号转变为电信号输送给ECU。 22.点火过晚会造成____发动机性能下降、排气管温度过热-。 23.IGT为___点火正时__________ 信号，IGF为___点火确认
模块四微机控制点火系的组成与工作原理 教案首页课程汽车电气构造与维修教师: 李世朋 第10 周课次8授课班级授课日期节次缺课学生名单处室检查09高中汽修技师 10、271-2 （签字）教务处抽查授课题目模块四 微机控制点火系的组成与工作原理教学目的及要求 1、理解微机控制点火系统工作原理 2、理解点火提前角的控制方式 3、理解无分电器点火系统高压电的分配方式重点难点重点：微机控制点火系的组成，点火提前角的控制及高压电的分配难点：点火提前角的控制方法教具（实习设备、工具等）理论课 一、复习提问 1、简述电子点火系的组成。 2、简述常见的点火信号传感器及工作原理。 二、导入新课上两次课我们主要讲解的是传统点火系的结构、工作原理。我们知道传统点火系有很多不足之处，这一节我们来学习电子点火系。 三、新课讲授一）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各种传感器、电子控制器（ECU电脑）、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。
1、传感器传感器用来不断地检测与点火有关的发动机工作状况信息，并将检测结果输入电子控制器，作为运算和控制点火时刻的依据。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： l）曲轴位置传感器：检测两个信号：①曲轴转角 (或发动机转速)，检测发动机转速信号②曲轴基准位置（点火基准传感器,活塞上止点位置）：检测基准缸活塞上止点位置信号（凸轮轴位置传感器）2）空气流量计（进气管负压传感器）检测进气量信号；3）冷却液温传感器：检测水温信号4）氧传感器：检测空燃比浓稀信号5）节气门位置传感器：检测节气门的开度和加速信号；6）车速传感器：检测车速信号；7）空档开关：检测变速器空档信号；8）点火开关：检测点火状态还是起动状态信号；9）空调开关：检测空调是开还是关信号10）蓄电池：检测电池电压信号11）进气温度传感器：检测进气温度信号12）爆震传感器：检测爆震信号 2、电子控制器（ECU）控制电脑一般被称为ECU，英文为（Electronic Control Unit）它是点火控制系统和喷油控制系统的中枢，作用是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，给点火电子组件输出最佳点火提前角和初级电路导通时间的控制信号。在现代发动机集中控制系统中，点火系统仅是电子控制器的一个子系统。
郑州交通技师学院 授课教案首页 课程汽车电气构造与维修教师: 李世朋第10 周课次8
一、复习提问 1.简述电子点火系的组成。 2.简述常见的点火信号传感器及工作原理。 二、导入新课 上两次课我们主要讲解的是传统点火系的结构、工作原理。我们知道传统点火系有很多不足之处，这一节我们来学习电子点火系。 三、新课讲授 一）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各种传感器、电子控制器（ECU电脑）、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。 1、传感器 传感器用来不断地检测与点火有关的发动机工作状况信息，并将检测结果输入电子控制器，作为运算和控制点火时刻的依据。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： l）曲轴位置传感器：检测两个信号：
①曲轴转角 (或发动机转速) ，检测发动机转速信号 ②曲轴基准位置（点火基准传感器,活塞上止点位置）：检测基准缸活塞上止点位置信号（凸轮轴位置传感器） 2）空气流量计（进气管负压传感器）检测进气量信号； 3）冷却液温传感器：检测水温信号 4）氧传感器：检测空燃比浓稀信号 5）节气门位置传感器：检测节气门的开度和加速信号； 6）车速传感器：检测车速信号； 7）空档开关：检测变速器空档信号； 8）点火开关：检测点火状态还是起动状态信号； 9）空调开关：检测空调是开还是关信号 10）蓄电池：检测电池电压信号 11）进气温度传感器：检测进气温度信号 12）爆震传感器：检测爆震信号 2．电子控制器（ECU） 控制电脑一般被称为ECU，英文为（Electronic Control Unit） 它是点火控制系统和喷油控制系统的中枢，作用是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，给点火电子组件输出最佳点火提前角和初级电路导通时间的控制信号。在现代发动机集中控制系统中，点火系统仅是电子控制器的一个子系统。 电子控制器（ECU电脑板）主要有：中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入/输出接口（I/O）、总线及电源供给电路等部分组成。
湖北职业技术学院机电工程系 1 湖北职业技术学院机电工程系第三章 计算机控制点火系统的 组成及工作原理
3.1.1 影响点火提前角的因素 （1）发动机转速发动机转速的升高点火提前角均应增大。采用ESA控制系统相对于机械离心式点火提前系统，更接近理想的点火提前角。（2）发动机负荷歧管压力高（真空度小、负荷大），点火提前角小，反之点火提前角大。 （3）燃油辛烷值辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增大，反之应减小。 （4）其他因素燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却水温度。
电子点火提前控制系统的组成和工作原理 3.1.2 （一）点火提前角控制系统的组成 电子点火提前控制系统的组成主要由监测发动机运行状态的传感器、处理信号、发出指令的ECU、响应指令的点火器以及点火线圈等组成。 （二）点火提前角控制系统的基本工作原理 以丰田皇冠3.0轿车点火控制电路为例，维修时用万用表检测“＋B”端子和点火线圈的“＋”端子与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。怠速时检查点火器“IGT”端子与搭铁之 间应有脉冲信号，检查ECU的“IGF”端子与搭铁之间应有脉冲信号。
3.1.2 电子点火提前控制系统的组成和工作原理 （三）点火提前角的控制方式 1、点火提前角的计算 对丰田汽车计算机控制系统（TCCS）而言，其实际点火提前=初始点火提前+基本点火提前+修正点火提前（或延迟角）。ECT根据进气歧管压力或进气量和发动机转速，从存储器存储的数据中找到相应的基本点火提前角，再根据有关传感器信号值加以修正，得出实际点火提前角。 （1）初始点火提前角：初始点火提前角也称固定点火提前角。如：丰田汽车的IC--—GEL发动机，其值为上止点前10°，在下列情况下，IG—GEL发动机的实际点火提前角为固定点火提前角。 ①当发动机起动时，以动机的转速变化大，无法正确计算点火提前角； ②当发动机的转速低于400r/min； ③当车速在2km/h时，或节气门位置传感器怠速（IDL）触点闭合时； ④当ECU由后备系统控制工作时。 （2）基本点火提前角：ECU根据发动机转速信号和进气歧压力信号(或进气量信号)等，从存储器中获得。 （3）修正点火提前角：初始点火提前角和基本点火相加得到的点火提前必须根据相关因素加以修正。修正项目因发动机而异,且应根据发动机各自的特性曲线进行修正。
课程名称 微机控制点火系统 的控制过程 时间年月日第学时 教学目标知识目标：掌握微机控制点火系统的组成。 掌握微机控制点火的原理。 能力目标：通过掌握微机控制点火的原理，培养学生积极思考的习惯。 德育目标：培养学生自主学习的能力。 教学重点微机控制点火原理 教学难点微机控制点火系统点火提前角的确定 教学环境多媒体教室 教学过程 一、检查学生的课前准备 二、课堂导入 三、预习、分组讨论 1、微机控制点火系统的组成？ 2、哪些传感器向ECU提供发动机负荷信号，用以计算确 定计算点火提前角？ 3、哪些传感器向ECU提供修正点火提前角的信号？ 4、微机控制的点火提前角由哪几部分组成？ 5、什么是最佳点火提前角？ 6、根据图2-5，简述微机控制点火系统的控制原理。 7、点火提前角会影响发动机的哪些方面？ 8、哪些情况下采用固定的点火提前角？ 9、发动机工况不同，需要的最佳点火提前角也不相同， 那么怠速时的最佳点火提前角是为了满足什么条件？部分 负荷时的点火提前角是为了满足什么条件？大负荷时的最 佳点火提前角是为了满足什么条件？ 10、初始点火提前角的值的大小取决于哪些条件？ 备注
四、展示 1、曲轴位置传感器向ECU提供发动机转速、曲轴转角信 号，转速信号用于计算确定点火提前角，转角信号用于控制 点火时刻。空气流量传感器和节气门位置传感器向ECU提供 发动机负荷信号，用于计算确定点火提前角。冷却液温度信 号、进气温度信号、车速信号、空调开关信号以及爆震传感 器信号用于修正点火提前角。 2、微机控制点火系统控制原理（图2—5） 发动机工作时，CPU通过传感器把发动机的工况信息采集 到随机存储器中，并不断检测凸轮轴位置传感器信号，判断 是哪一缸即将到达压缩上止点。当接收到信号后，CPU立即 开始对曲轴转角信号进行计数，以便控制点火提前角。与此 同时，CPU根据反映发动机工况的转速信号、负荷信号以及 与点火提前角有关的传感器信号，从只读传感器中查询出相 应工况下的最佳点火提前角。在此期间，CPU一直对曲轴转 角信号进行计数，判断点火时刻是否到来。当曲轴转角等于 最佳点火提前角时，CPU立即向点火控制器发出控制指令， 是功率三极管截止，点火线圈初级电流切断，次级绕组产生 高压，并按发动机点火顺序分配到各缸火花塞跳火点着可燃 混合气。 3、微机控制点火系统点火提前角的确定 点火提前角由初始点火提前角，基本点火提前角和修正 点火提前角组成。 五、课堂检测 六、课堂小结 板书设计教学后记