北京城市学院 《发动机电控技术》教学教案 第1页总13页 第十讲 第三章计算机控制点火系统的组成及工作原理(1/4) 【课题】§3-1计算机控制点火系统的组成及工作原理(1/3) 【课程性质】理论课 【授课对象】汽车检测与维修专业 【巩固上讲内容】其他传感器的结构与工作原理 【散学目的与要求】了解点火提前角控制的基本原理 掌握点火提前控制的方式 【教学里点】点火提前控制的方式 【教学难点】点火提前角控制的基本工作原理 【授课方法】讲授法、多媒体教学法、现场教学法 【课时分布】巩固上讲内容 5分钟 点火提前角控制的基本工作原理 40分钟 点火提前角的控制方式 40分钟 小结与答疑 5分钟 【作业】影响点火提前角的因素有哪些？ 【教学内容】 §3-1计算机控制点火系统的组成及工作原理(1/3) 一、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。 二、电子点火提前控制系统的组成和工作原理 (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CU、 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
北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第1页 总13页 第十讲 第三章 计算机控制点火系统的组成及工作原理(1/4) 【课 题】 §3-1 计算机控制点火系统的组成及工作原理(1/3) 【课程性质】 理论课 【授课对象】 汽车检测与维修专业 【巩固上讲内容】 其他传感器的结构与工作原理 【教学目的与要求】 了解点火提前角控制的基本原理 掌握点火提前控制的方式 【教学重点】 点火提前控制的方式 【教学难点】 点火提前角控制的基本工作原理 【授课方法】 讲授法、多媒体教学法、现场教学法 【课时分布】 巩固上讲内容 5 分钟 点火提前角控制的基本工作原理 40 分钟 点火提前角的控制方式 40 分钟 小结与答疑 5 分钟 【作 业】影响点火提前角的因素有哪些？ 【教学内容】 §3-1 计算机控制点火系统的组成及工作原理(1/3) 一、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。 二、电子点火提前控制系统的组成和工作原理 （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
北京城市学院 《发动机电控技术》教学教案 第2页总13页 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“十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。 点火开关 发动机EC AM 至速表 火是点火器 蓝电池 GF 丰田皇冠30轿车点火控制电路 (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）。CT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一GEL发动机 其值为上止点前10°，在下列情况下，IG一GL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2k/h时，或节气门位置传感器怠速(IDL)触点闭合时： ④当CU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。 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
北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第2页 总13页 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。 丰田皇冠 3.0 轿车点火控制电路 （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。 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
北京城市学院 《发动机电控技术》教学教案 第3页总13页 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，CU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)入节气门位置信号(IDL)入、燃油选择开关或插头(R一P)、爆震信号(KNK)等。 在某些发动机中，按燃油辛烷值不同，在存储器中存放者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 ②点火提前角的修正 )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(T)进气歧管压力或进气量信 号。节气门位置信号(DL)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，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.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
北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第3页 总13页 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 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.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
北京城市学院 《发动机电控技术》教学教案 第4项总13页 第十一讲 第三章计算机控制点火系统的组成及工作原理(2/4④) 【课题】§3-1计算机控制点火系统的组成及工作原理(2/3) 【课程性质】理论课 【授课对象】汽车检测与维修专业 【巩固上讲内容】计算机控制点火系统的组成及工作原理 【教学目的与要求】掌握无分电器点火的基本原理 掌握无分电器点火系统的检修 【教学重点】无分电器点火系统的检修 【教学难点】无分电器点火的基本原理 【授课方法】讲授法、多媒体教学法、现场教学法 【课时分布】 巩固上讲内容 5分钟 无分电器点火系统的工作原理 40分钟 无分电器点火系统的检修 40分钟 小结与答疑 5分钟 【作业】影响点火提前角的因素有哪些？ 【教学内容】 §3-1计算机控制点火系统的组成及工作原理(2/3) 三、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
北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第4页 总13页 第十一讲 第三章 计算机控制点火系统的组成及工作原理(2/4) 【课 题】 §3-1 计算机控制点火系统的组成及工作原理(2/3) 【课程性质】 理论课 【授课对象】 汽车检测与维修专业 【巩固上讲内容】 计算机控制点火系统的组成及工作原理 【教学目的与要求】 掌握无分电器点火的基本原理 掌握无分电器点火系统的检修 【教学重点】 无分电器点火系统的检修 【教学难点】 无分电器点火的基本原理 【授课方法】 讲授法、多媒体教学法、现场教学法 【课时分布】 巩固上讲内容 5 分钟 无分电器点火系统的工作原理 40 分钟 无分电器点火系统的检修 40 分钟 小结与答疑 5 分钟 【作 业】影响点火提前角的因素有哪些？ 【教学内容】 §3-1 计算机控制点火系统的组成及工作原理(2/3) 三、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
北京城市学院 《发动机电控技术》教学教案 第5页总13页 曲轴位置传感器 生安金 +B9 36 转速表 +B9 输入介面 点火线 文花 恒流控制 发动机ECU 图310丰田皇冠汽车无分电器电子点火系统 (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。 ③e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e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。 注意：当发动机起动的瞬间，己超过了产生G1信号时期，而2信号又未产生，此时无法 判别气缸，因此必须等到产生G信号判别气缸后才能执行实际点火控制。 当G1或2信号产生时，可用来判别第6缸或第1缸处于压缩上止点前，因此必须对该缸 完成点火准备，G1或G2信号产生后所产生的e信号即成为第6缸第1缸的点火正进的基准
北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第5页 总13页 （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。 注意：当发动机起动的瞬间，已超过了产生 G1 信号时期，而 G2 信号又未产生，此时无法 判别气缸，因此必须等到产生 G 信号判别气缸后才能执行实际点火控制。 当 G1 或 G2 信号产生时，可用来判别第 6 缸或第 1 缸处于压缩上止点前，因此必须对该缸 完成点火准备，G1 或 G2 信号产生后所产生的 Ne 信号即成为第 6 缸第 1 缸的点火正进的基准