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分享电控点火系统的控制方法

高工
2026-02-19 07:54:58     打赏

    微机控制点火系统主要由凸轮轴位置(上止点位置)传感器CIS、曲轴位置(曲轴转速与转角)传感器CPS、空气流量(负荷)传感器AFS、节气门位置(负荷)传感器TPS、冷却液温度传感器CTS、进气温度传感器IATS、车速传感器VSS、爆震传感器DS、各种控制开关、电控单元ECU、点火控制器、点火线圈以及火花塞等组成,电控点火系统原理如图下所示:

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    发动机工作时,有关点火控制系统的输入信号分别将每瞬间发动机曲轴位置、凸轮轴位置、负荷(空气流量或进气压力)以及冷却水温度等信号输人ECU。ECU根据转速和负荷信号,在存储器ROM中查到与发动机所处工况对应的最佳基本点火提前角和初级线圈通电时间(闭合角),并根据冷却水温度等修正信号查出相应的点火提前角修正值。ECU再根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器判别出曲轴位置和处于压缩上止点的气缸序号,向点火控制器发送点火正时信号IG,按所需的通电时间,先控制功率三极管导通接通点火线圈初级回路,经过一段最佳的通电时间后,控制功率三极管截止再切断初级回路,同时在次级回路产生高压电,经分电器或直接送到相应气缸火花塞上跳火,点燃混合气做功。

    下面以实例具体说明两种电控点火系统的控制方法。

    (一)分电器式电控点火系统的控制方法尽管判断上止点的曲轴位置参照基准信号的设定和曲轴转角的分度方法会因车型而异,但是点火正时和初级线圈通电时间的控制原理和基本方法是相同的。下面以日产公司ECCS系统点火系统为例来说明。

    例如六缸发动机在某种工况时,发动机转速为2000r/min,ECU计算出的最佳基本点火提前角为上止点前30,初级线圈通电时间为5ms,相当于曲轴转角为60°。

    发动机电控点火系统各种控制信号的时序如图下所示。上止点的识别信号(120°信号,相当于G信号)设定在压缩上止点前70,而ECU是在接收到该信号后4°才开始计算,即点火控制基准信号为上止点前66°。ECU以点火时刻基准为依据,根据各传感器的输入信号从ROM中查出最佳点火提前角,并以此计算最佳Z值(Z=66°最佳点火提前角),CPU在接到点火时刻基准信号的同时,其计数器开始计数曲轴转角传感器的Ne信号(即1°信号),当计数值等于Z(Z=66°一30°=36°),即计数到第36个1°信号(即压缩上止点前30°)时,ECU向点火控制模块发出点火指令,点火正时信号IG,正好处于下降沿,控制功率三极管截止,切断点火线圈初级线圈回路,在次级回路产生高电压送至相应气缸火花塞跳火。六缸发动机点火间隔为120°曲轴转角,而该工况的通电时间为5ms,通电闭合角为60,因此ECU从功率三极管截止开始计数到第61个1°信号时,点火正时信号IG,处于上升沿,使功率三极管导通,初级电路又接通,准备下一个气缸的点火。

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(二)无分电器式电控点火系统的控制方法

    1.点火正时信号

    在无分电器电控点火系统中,点火正时信号IG,必须分别控制多个(等于气缸数或气缸数的一半)点火线圈,因此需要ECU输出判缸信号IGaA和IGa。这两种判缸信号储存于ECU的存储器中。下面以日本丰田公司1G-GZEU型发动机采用的 DLI系统(图下来说明。ECU除向点火控制模块输出点火信号IG:外,还可同时输出气缸判别信号IGaA和IGaB,为点火控制模块提供气缸的点火时序。

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    (1)曲轴位置传感器的信号。曲轴位置传感器由G、G2和Ne三个线圈组成,其功能是用于判别气缸及检测曲轴转角的位置,以此来确定点火提前角和导通角。1)G1信号。G:信号产生的原理与普通电磁式信号发生器的工作原理相同。因为G感应线圈的曲轴转角位置对应于第6缸压缩行程上止点附近,因此只要G,线圈信号波峰出现时,就表示第6缸处于压缩行程上止点附近,该信号主要用于点火时刻基准的确定。2)G2信号。G2信号与G1信号相同,但由于G2线圈与G1线圈相位相差360,因此当G2信号波峰出现时,即表示第1缸活塞处于压缩行程上止点的附近,其作用与G,信号相同。

    (2)Ne信号。Ne转子有24个齿,它每转一转将产生24个信号,信号的周期长度为15°分电器轴转角或30°曲轴转角。此外,为了保证点火精度,须将这个脉冲信号整形,再通过电路将24个脉冲进行720个脉冲分频,即可产生1°曲轴转角信号。该信号主要用于计量点火提前角和点火线圈的导通角。

2.微机的输出信号

    ECU检测到发动机的转速、进气量、水温、空调开关信号和启动开关等信号后,便可计算出最佳点火提前角,以此向点火控制模块发出IGA、IGas及IG,信号。其中,IG为点火信号,用于各缸点火提前角的控制,而信号IGA和IGs为判缸信号。点火控制模块由此可判定发动机气缸的点火次序,依次完成对各点火线圈点火过程的控制,使火花塞跳火,点燃气缸内的混合气。各点火线圈导通角的控制,由点火控制模块中的导通角控制模块完成。

    由于电子控制的燃油喷射系统中,喷油器的驱动信号也来源于曲轴位置传感器,若点火系统出故障使火花塞不点火,而曲轴位置传感器工作正常,喷油器会照常喷油,因此会造成气缸内喷油过多,导致发动机再启动困难或行车时三元催化转化器过热。为了避免这种现象发生,特设定当完成点火过程后,点火控制模块应及时向ECU返回IG点火确认信号,若其3~5次均无IG;信号返回时,ECU则判定点火系统发生故障,便强行断油,使发动机熄火。




关键词: 汽车电子     电控点火    

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