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摘要随着科学技术的飞跃发展，各种先进的汽车电子控制技术被广泛应用到汽车上，先进的电子控制技术使汽车的动力性和燃油经济性得到了很大的提高，也减少了空气污染，汽车电子控制技术大大促进了汽车工业的发展。
而汽车的电子控制是从发动机开始的，而发动机的控制技术是从控制点火开始的，在各种工况下，可以通过ECU控制各个执行器从而获得最佳的点火提前角，使发动机的动力性、经济性、排放性及稳定性均处于最佳。
在整个工作过程中，都可对点火线圈初级电路的通电时间和电流进行控制，不仅提高了点火的可靠性，而且可有效地减少电能消耗，防止点火线圈烧损。
采用爆燃控制功能后，可使点火提前角控制在爆燃的临界状态，以此获得最佳的燃烧过程。
本文研究的是电控点火系统的发展历史，组成及工作原理，及丰田汽车的典型案例分析。
关键词：点火提前角爆燃控制Abstract：With the rapid development of science and technology, all kinds of advanced automotive electronic control technology is widely applied to vehicles, advanced electronic control technology makes the automobile power performance and fuel economy greatly improved, and reduces air pollution, greatly promoted the development of the automobile industry and the automobile electronic control technology. Electronic control car is starting from the engine, and the control technology of engine ignition control is from the start, in a variety of conditions, through the ECU control of each actuator so as to obtain the optimal ignitionadvance angle, so that the engine power, economy, emission performance and stability were in the best. In the whole processof the work, it can control the ignition coil primary circuit and current time, not only improves the reliability of ignition, but also can effectively reduce the energy consumption, to prevent the loss of ignition coil. The knock control function, can make the ignition advance angle control in the critical state of detonation combustion process, in order to get the best. This study is the development system, composition and working principle, typical case analysis and Toyota car.Keywords: Detonation ignition advance Angle control目录1 汽车电控点火系统的发展历史 (1)2 电控点火系统(ESA) (2)2.1电控点火系统的定义 (2)2.2电控点火系统的组成 (2)2.2.1传感器 (2)2.2.2电子控制单元(ECU) (6)2.2.3点火器 (6)2.2.4点火线圈 (6)2.3电控点火系统的分类 (7)2.3.1按有无分电器分类 (7)2.3.2按控制元件不同分类 (8)2.4电控点火系的工作原理 (8)3 电控点火系统的点火控制 (10)3.1 点火提前角的控制 (10)3.1.1最佳点火提前角的确定 (11)3.2 闭合角控制 (12)3.3爆震控制 (10)3.4汽油机电控点火的要求 (13)3.4.1高压要求 (13)3.4.2高能要求 (13)4 丰田电控点火系统 (13)4.1电控点火系统的组成 (17)4.2工作原理 (17)5 电控点火系统故障诊断 (13)5.1故障诊断的基本方法 (17)5.2电控点火系统主要部件检测方法 (17)6 丰田皇冠典型案例分析 (18)结束语 (21)参考文献 (23)1汽车电控点火系统的发展历史在汽油发动机中，气缸中的混合气是由高压点火花点燃的，而产生的高压电火花的任务是点火系统来完成的。
汽车发动机点火系统原理及故障分析摘要：点火系统在发动机上由于工作环境相对于其它系统很恶劣，所以其状态的好坏直接决定着发动机的性能。
本文较为详细的介绍了各种点火系统的组成结构、工作原理和控制内容，并针对常见的点火系统故障作了简要分析。
关键词：点火系统点火正时故障分析汽油发动机正常工作的三要素：良好的空气----燃油混合气，很高的压缩压力，正确的点火正时及强烈的火花，去点燃空气----燃油混合气，从而实现发动机工作。
一、发动机点火系统必备的条件及组成结构（一）、点火系统必备的条件1、强烈电火花在点火系统中产生的强烈电火花应产生于火花塞电极之间，以便于点燃空气---燃油混合气。
因为空气存在空气电阻，这个电阻随空气高度压缩时而增大，所以点火系统必须能产生几万伏的高电压以保证产生强烈火花去点燃空气----燃油混合气。
2、正确的点火正时点火系统必须始终根据发动机的转速和载荷和变化提供正确的点火正时。
3、持久的耐用性点火系统必须具备足够的可靠性以经得住发动机产生的振动和高温。
（二）、点火系统的组成：如图-1;直接点火系统组成：如图-211、直接点火系统元件构成：（1）曲轴位置传感器：（NE）探测曲轴角度位置（发动机转速）。
（2）凸轮轴位置传感器:（G）辨认气缸和行程，并探测凸轮轴正时。
（3）节气门位置传感器:（VTA）探测节气门的开启角。
（4）空气流量计:（VG/PIM）探测进气量。
（5）水温传感器:（THW）探测发动机冷却液温度。
（6）带点火器的点火线圈:在最佳正时时，接通和切断初级线圈电流。
向发动机ECU发送IGF信号。
图1 点火系统的组成图2 直接点火系统的组成（7）爆震传感器:（KNK）探测发动机的爆震。
（8）发动机:ECU根据多个传感器发出的信号，产生IGT信号，并将此信号送往带点火器的点火线圈。
（9）火花塞：产生电火花，引燃空气---燃油混合气。
（10）带点火器的点火线圈：此点火器装置由带点火器的点火线圈所构成的。
（一）、ESA系统的基本控制
点火控制主要信号：
G信号：判缸信号。
Ne信号：曲轴转角信号。
IGT信号：ECU向点火器中功率晶体管发出的通断控制信号。
IGF信号：完成点火后，点火器向ECU输送的点火确认信号。
点火提前角的控制可分为开环控制和闭环控制两种
1）开环控制的基本点火提前角是靠预先在台架上用实验方法测得的数据来确定的。
这些数据存入ECU的只读存储器ROM中，工作时，ECU根据发动机的工况来选择调取。
2）闭环控制方式是根据发动机实际运行结果的反馈信息来控制点火提前角的，所以闭环控制又称为反馈控制。
通常，闭环控制方式是利用爆震传感器反馈爆震信号来控制点火提前角的。
目前广泛应用的电控点火系统，是在开环控制方式的基础上再配以闭环控制方式的混合控制方式。
点火提前角的控制
实际点火提前角＝初始提前角+基本提前角+修正提前角
闭合角的控制和发动机爆震的控制
（二）、ESA系统的主要元件
1.点火器：根据ECU输入的指令，按点火顺序控制各个点火线圈工作，同时向ECU输送点火确认信号IGF。
2.点火线圈：将火花塞跳火所需的能量存储在线圈的磁场中，并将电源提供的低电压转变为足以在电极间产生击穿点火的高电压。
3.分电器：根据发动机点火顺序，将点火线圈产生的高电压依次输送给各缸火花塞。
4.点火控制电路。
：ESA系统的主要部件检修
1.点火器检查：
（1）将点火线圈与点火器的导线连接器插接好，用电压表或示波器检查发动机ECU端子间的电压，应符合要求：
端子标准电压条件
+B—接地9～14V点火开关“ON”
IGT—接地脉冲发生发动机工作
IGF—接地脉冲发生发动机工作
（2）检查IGF的接地电压。
拔下点火器的导线连接器，当点火开关位于“ON”位置时，用电压表检查发动机ECU的IGF端子与接地之间的电压，标准电压值为4.5～5V。
(3)检查IGT的接地电压。
拔下点火器的导线连接器，当用起动机带动发动机时，用电压表检查发动机ECU的IGT端子与接地间的
电压，其标准电压为0.5～1.0V。
2.点火线圈检查：拔下点火线圈的连接线，用万用表检测点火线圈的电阻，其值应符合规定。
3.爆震传感器检查：电阻的检测：
点火开关置于“OFF”位置，拔开爆燃传感器导线接头，用万用表Ω挡检测爆燃传感器的接线端子与外壳间的电阻，应为∞（不导通）；若为0Ω（导通）则须更换爆燃传感器。
输出信号的检查
拔开爆燃传感器的连接插头，在发动机怠速时用万用表电压挡检查爆燃传感器的接线端子与搭铁间的电压，应有脉冲电压输出。
如没有，应更换爆燃传感器。
（一）、ESA系统的基本构造
微机控制的点火系统即电控点火系统，废除了真空和离心式点火提前装置。
点火提前角由微机控制，从而使发动机在各种工况下都具有最佳的点火提前角，提高了发动机的动力性和经济性，且保证排放污染最小。
（1）传感器：凸轮轴/曲轴位置传感器、空气流量计或进气歧管压力传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、爆震传感器等。
（2）发动机控制器ECU；
（3）点火执行器：点火模块、大功率三极管、点火线圈、分电器、火花塞。
（二）、ESA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。
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，点火线圈产生高电压，使火花塞跳火，点燃缸内的可燃混合气。
发动机ECU根据记忆中存储的最佳点火正时与发动机工况相对应的情况下，来计算
点火正时，并将点火信号传送给点火器。
最佳点火正时主要由发动机转速和进气量决定。
丰田花冠采用直接点火系统，即点火线圈和输出放大器集成在一个部件上，每缸分配一个点火线圈，安装在各缸火花塞的上方。
各缸的点火线圈和火花塞组合装配并用金属包裹，可大幅度减少电磁干扰，同时保证电子控制系统的正常工作，使发动机点火更加安全可靠。
该直接点火系统为电子控制点火提前系统。
一、电子控制点火提前系统的基本结构
发动机ECU根据G信号、NE信号以及其他各种传感器传来的信号确定点火正时。
点火正时一旦确定，发动机ECU将IGT信号传递给点火器。
当点火信号处于“开”的状态时．初级线圈电流流动至点火线圈；当点火信号关闭时，流向点火线圈的初级线圈电
流被切断。
同时，点火确认信号IGF被传递给发动机ECU。
目前使用的主要点火电路是直接点火系统(简称DIS，是Direct Ignition System 的缩写)。
如图2—2-2所示，发动机ECU按照点火顺序，把各个点火信号传递给点火器，从而将高压电流分配至各汽缸。
1．IGT信号
根据不同传感器的信号，发动机ECU计算优化点火正时并发送IGT信号到点火器，在发动机ECU计算点火正时前，IGT信号被打开，然后断开；当IGT信号断开时．火花塞点火。
2．IGF信号
点火器是利用反电动势把一个IGF信号发送至发动机ECU，起到监控作用，此反电动势是切断施加在点火器线圈的初级电流或利用初级电流量产生的。
当发动机ECU接收到此IGF信号，便确定已点火。
若发动机ECU没有收到IGF信号，则诊断功能DTC被
存人发动机ECU，并且失效保护功能使燃油喷射停止。
二、点火正时控制
点火正时控制包括起动点火和起动后点火两个基本控制。
1．起动点火控制
当发动机起动时，由于其速度较低且进入的空气质量不稳定，因此VG和PIM信号不能被用作控制信号，所以点火时间设定在初始点火提前角。
初始点火提前角是由发动机ECU的备份IC控制的。
此外，NE信号用于确定发动机什么时候被起动，并且当发动机转速小于或等于500 r／min时，表明发动机正在起动：
2．起动后点火控制
起动后点火控制是当发动机起动后正常运转时的有效控制。
起动后点火控制是通过对初始点火正时角和基本点火提前角进行各种校正来完成的。
点火正时=初始点火正时角+基本点火提前角+校正点火提前角
三、校正点火提前角
为了获得良好的动力性、经济性和排故性能．点火提前角需适应发动机的运行状况。
点火提前角必须根据冷却液温度、进气温度、开关信号等因素适当增大或减小点火提前角，即对点火提前角进行必要修正。
基本点火提前角是由NE信号和VG信号或者PIM信号来决定的。
决定基本点火提
前角的NE信号和VG信号被贮存在发动机ECU的内存中。
1．预热校正
当冷却液温度太低而要改善发动机的行车性时．使用点火时间提前角。
某些机型的发动机为了适合进入的空气质量而进行校正提前角。
在极冷的条件下，通过预热校正功能可将点火时问角提前大约15°。
2．过热校正
当冷却液温度极高时，点火时间将被延迟以防止爆震或过热。
这种校正使点火时间角度最大延迟5°。
3稳定怠速校正
如果发动机怠速从目标怠速开始变化，则发动机ECU将会调节点火时间以使发动机转速稳定，发动机ECU会不断地计算发动机的平均速度。
如果发动机转速降至目标怠速以下，发动机ECU将会使预设点火时间提前角。
如果发动机转速高于目标怠速转速，则发动机ECU将延迟预设角度。
通过这种校正．点火时间角度变化值最大为一5°一十5°。
4．爆震修正
如果发动机出现爆震，爆震传感器则会把爆震产生的振动转化为一个电压信号(KNK信号)并把它传给发动机ECU。
首先发动机ECU根据KNK信号的强度来判断爆震是强烈、中等强或弱；随后发动机ECU通过延迟点火时间进行校正，以使点火时间和KNK信号的强度相一致。
当爆震较强烈时，点火时间延迟较长；而当碰撞较弱时，点火时间稍有延迟，当发动机停止爆震，发动机ECU便停止延迟点火时间，而且有时还会稍微地提前点火时间直到再次发生爆震；当爆震再次发生时，通过重新起动点火正时来重复该控制。
通过爆震修正，点火正时角度延迟最大为10°。
实际点火提前角等于初始点火提前角
一般为上止点前6-12。
