电控点火系统
第四章 电控点火系统
提示：传感器的输出特性出厂时都已调整好，使用 中拧紧力矩不得随意调整。
学习目标二：桑塔纳轿车爆震传感 器的检修
1. 爆震传感器导线的检测
桑塔纳2000GSi、3000型轿车爆震传感器电路连 接及插头与插座上端子位置如图所示，检修时用 万用表电阻OHM×100KΩ 档测量传感器电阻。 第一步：断开点火开关，拔下传感器线束插头， 检查结果应符合规定。 判断：若电阻过大或为无穷大，说明线束与端子 接触不良或断路，应予以维修。
【点评】
点火线圈受热后出现匝间短路，不能储 存足够的能量，使点火电压达不到额定电 压，造成发动机燃烧不完全，而出现冒黑 烟的故障。因此，发动机的点火系统必须 能够提供足够高的点火电压和点火能量， 才能击穿火花塞间隙，充分引燃可燃混合 气。
【引言】
发动机混合气燃烧不完全，废气缺氧， 氧传感器输出低电压信号（0.45V以下）, 一般情况下ECU认为是空气流量计故障，通 过检查确认流量计或其他传感器工作良好 时，就要考虑点火系是否工作正常。
次级线 圈检查
学习目标四：点火器的检测
1）霍尔效应式电子点火系点火控制器检测 第一步：接通点火开关，用万能表测量1与4端子之间的电阻 应为0.52～0.76Ω，2与4端子之间的电压应为12V，3与5端子 之间的电压应为11～12V。 第二步：慢慢转动分电器轴，测3与6端子之间的电压。 判断：若电压交替在0.3～0.4V和11～12V范围内变化，则点 火控制器检测良好；否则，点火控制器有故障，应更换。 第三步：把万能表接在点火线圈的“+”与“-”接线柱上，接通 点火开关，观察电压表读数。 判断：若电压大于2V，且经1～2s后电压将为0，则点火线圈 良好；否则，点火线圈有故障，应更换。
图6 初级电路接反
点火系统
混合气燃烧推动活塞做 功，气缸震动，将震动 被安装在气缸上的爆震 传感器检测到
火花塞产生的 电火花点燃气 缸中的混合气
无分电器式点火系统的独立点火
1-ECU 2-点火控制器 3-点火线圈 4-火花塞
单缸独立点火系统电路图
第四节 点火提前角
1、概念：
点火提前角是指从火花塞跳火开始到活塞至压缩上止点时刻曲轴 转过的角度。
3、有分电器的电控点火系统
含分电器电控点火系统结构
凸轮轴位置传感器CMP E C U
曲轴位置传感器CKP
点火器
点火线圈
分电器
爆震传感器KS
混合气燃烧推动活塞做 功，气缸震动，将震动 被安装在气缸上的爆震 传感器检测到
火花塞产生的 电火花点燃气 缸中 的混合气
火花塞
分缸线
从上述结构图中，不难看出，有爆震传感器的点火系统是属于闭环控制，其中 的爆震传感器KS属于反馈传感器。
点 火 系 统
第一节 概述
1、点火系的功用： 将蓄电池或发电机供给的低电压变成高电压，并 根据发动机各缸的工作顺序和点火时间要求，适 时、准确地点燃各汽缸的可燃混合器。 2、点火系的分类：
传统点火系统 非电控点火系统 电子点火系统 点火系统 单缸独立点火 无分电器式 电控点火系统 有分电器式 双缸同时点火
有分电器的电控点火系统原理
工作原理： 工作原理： 如左图。点火开关接通 IG2，点火器、点火线 圈和ECU通电，ECU根 据各种传感器输入的 信号，确定出发动机 最佳点火时刻，向点 火器发出触发点火信 号“IGT”，切断初级 IGT” 电路，使次级绕组感 应出高压电经分电器 送到各缸火花塞。发 动机每点1次火，点火 器向ECU反馈1个点火 确认信号“IGF”，作为 自诊断系统监控信号。 若ECU连续4次未收到 “IGF”信号，即判定点 火系出现故障。
汽车电控点火系统的工作原理
汽车电控点火系统的工作原理
汽车电控点火系统是现代汽车上的一种关键系统，主要作用是在
发动机正常运转时，提供准确的火花时间和火花能量，使燃油得到充
分燃烧，从而使发动机达到更高的燃油效率和动力输出。
下面就让我
们来看看汽车电控点火系统的工作原理。
汽车电控点火系统主要由以下几个部分组成：点火线圈、点火开关、点火控制模块、点火火花塞和电源等。
当发动机正常运转时，电控点火系统会对发动机的运行状态进行
监测，并且根据发动机的转速和负荷，计算出火花爆发的时间和强度。
接着，点火控制模块会向点火线圈发送指令，使得点火线圈内部的磁
场发生变化，产生高压电能，然后将高压电荷传递到火花塞中，与燃
料混合物产生爆燃。
需要注意的是，汽车电控点火系统不仅要能够提供准确的火花时
间和强度，同时还需要能够适应不同的发动机负载和温度变化。
例如，在发动机启动时，因为发动机温度较低，点火线圈需要提供更高的电压，以确保起动的成功性。
此外，电控点火系统还需要自动检测火花塞的状况。
如果火花塞
不能正常工作，系统会自动通知驾驶员进行维修。
这种自动检测功能
有助于防止因为电控点火系统的故障，而导致发动机的燃烧不完全和
燃油效率下降。
总之，汽车电控点火系统能够为汽车提供可靠且高效的点火控制，从而提高发动机的性能和效率。
随着车辆的智能化和自动化不断提高，电控点火系统也在不断地优化和发展。
第四章 电控发动机点火系统
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3.2 基本点火提前角：
发动机正常运转时，电控 单元按怠速工况和非怠速 工况两种情况，确定基本 点火提前角。 发动机处于怠速工况时， 电控单元根据节气门位置 信号（怠速触点闭合）、 发动机转速信号及空调开 关信号，确定基本点火提 前角，如右图所示。
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发动机处于非怠速工况时，电控单元根据发动机转速和节气门位置信 号，从预置在储存器中的数据表中查出相应的基本点火提前角，如下 图所示。
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4.2.1 有分电器的电控点火的结构
凸轮轴位置传感器CMP 曲轴位置传感器CKP 爆震传感器KS E C U 点火器 点火线圈 分电器
混合气燃烧推动活塞做 功，气缸震动，将震动 被安装在气缸上的爆震 传感器检测到
火花塞产生的 电火花点燃气 缸中 的混合气
火花塞
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②过热修正： 发动机处于正常运行 过热修正： 工况时（怠速触点断开），若冷却水温 度过高，为了避免产生爆震，应将点火 提前角推迟。发动机处于怠速工况时 （怠速触点闭合），若冷却水温度过高， 为了避免发动机长时间过热，应将点火 提前角增大。过热修正值的变化规律如 右图所示。 过热修正的主要控制信号包括冷却 水温度信号（ECT）、节气门开度信号 （TPS）等。
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4.4.2单缸独立点火系统工作原理 单缸独立点火系统工作原理
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4.4.3单缸独立点火系统车型举例 单缸独立点火系统车型举例
现在的汽车大多采用无分电器式单缸独立点火， 点火线圈和点火模块继承在一起。 例如：奇瑞QQ、Passat B5、Audi A6 、东风雪 铁龙、别克君悦、丰田凯美瑞等。
计算机点火系统
图8-37
下午3时36分
开环、闭环控制方式框图
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爆震控制最主要的传感器是爆震传感器，它用于检测发动机是否发生爆震，一般每台发动机安装一 到两只。低标号燃油，点火过早等原因引起的发动机爆震会造成发动机损坏 爆震传感器安装位置：3缸发动机安装在第2缸缸体中间；4缸发动机安装在2、3缸缸体之间。工作原 理：爆震传感器（如图8-38、8-39所示）是一种振动加速度传感器，装在发动机气缸体上。
图8-39
爆震传感器结构图
下午3时36分
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③ 通电时间的控制： 导通角即前述的闭合角，它主要影响点火线圈初级绕组的通电时间和点火线圈的储存能量，而点火 线圈通电时间和储存能量取决于发动机转速和蓄电池的供电电压。控制原理框图如图8-40所示。在发动 机转速上升和蓄电池电压下降时，延长初级线圈的通电时间，即相当于闭合角加大，防止初级线圈储能 下降，确保点火能量（电压×电流×持续时间）。
实际点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角
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微机控制单元确定修正点火提前角时主要包括：暖机修正、怠速稳定性修 正、过热修正、空燃比（氧传感器信号）、反馈修正和爆震反馈修正。
下午3时36分
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（1）点火系统有关的传感器及开关信号 电子控制点火系统中所用到的主要传感器有曲轴转角/转速传感器、曲轴基准位置传感器 （点火基准传感器）和爆震传感器，另外，还根据进气压力传感器或空气流量传感器、进气温度 传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器以及起动开关信号、空调开关信号、空挡开关信 号等开关信号对各种工况下的点火提前角进行必要的修正。
任务9检查与维修电子控制点火系统
学习任务9 电控点火系统的检测与维修学习目标完成本学习任务后，你应当能1.回顾传统点火系统的基本组成及工作原理；2.叙述点火系统的发展历史及分类；3.叙述电控点火系统的组成与工作原理，对比电控点火系统各组成元件与传统点火系统各组成元件的异同；4.正确检查电控点火系统各组成元件及IGT、IGF、G信号的波形；5.能按照给定的排查计划排除电控点火系统的故障。
建议完成本学习任务为24课时学习内容的结构学习任务描述一台电控发动机由于火花塞的火花不良导致发动机性能故障,需对电控点火系统各元件及其电路进行检查，确定故障部位，并维修或更换。
汽油发动机正常工作的三要素：良好的空气－燃油混合气，足够高的气缸压缩压力，正确的点火时刻及强烈的火花。
而点火系统的作用就是在最佳点火时刻产生强烈的电火花，点燃空气－燃油混合气。
一、学习准备（一）点火系统的发展与分类随着汽车发动机技术的高速发展，点火系先后经历了传统触点式点火系统、晶体管点火系统和计算机控制的电子点火系统3个阶段，其中电控点火系统又分为有分电器电控点火和无分电器电控点火两个阶段。
*1.回忆传统触点式点火系统的组成与工作原理。
图9-1 传统触点式点火系统，参考相关书籍，将下列表格补充完毕。
元件代号名称安装位置1 蓄电池发动机舱左前2345672.对照图9-1将传统触点式点火系统各元件用导线连接起来。
□任务完成3.打开点火开关，转动分电器轴，观察火花塞是否有火花？□有□没有小提示火花塞跳火时的点火电压在10000V左右，因此转动分电器轴时，手不能接触高压线、分电器盖、火花塞等部位。
4.若断开点火开关与点火线圈之间的导线，重复步骤3，观察火花塞是否有火花？□有□没有5.若断开点火线圈与分电器之间的导线，重复步骤3，观察火花塞是否有火花？□有□没有6.拆下分电器上的中央高压线，让中央高压线直接连接一个火花塞，打开分电器盖。
□任务完成7.转动分电器轴，当火花塞跳火时，观察断电器触点是否打开？每次跳火时，分电器的分火头是否改变？8.通过以上的实验，回忆传统触点式点火系统的点火线圈如何产生高压电，如何将产生的高压电分配到各个气缸的火花塞？*2.晶体管点火系统是由哪些元件组成，与传统点火系统有什么不同？图9-2晶体管点火系统系统用取代了传统点火系中的触点，根据信号发生器产生的电信号来控制点火线圈初级电流的通断。
简述电控发动机点火控制内容
简述电控发动机点火控制内容电控发动机点火控制是现代汽车发动机控制系统中的一个重要部分。
它负责控制发动机点火时机和点火能量的调节，以确保发动机的正常工作和高效燃烧。
电控发动机点火控制的主要目的是在适当的时机提供足够的火花能量，点燃气缸内的混合气体，从而驱动活塞运动，推动发动机工作。
它的实现主要依靠发动机控制单元（ECU）和传感器的协作。
ECU通过传感器获取发动机运行的相关参数，如转速、负荷、水温等。
这些参数对于确定点火时机和点火能量都至关重要。
然后，ECU根据事先设定的点火时序表和点火能量表，计算出当前工况下的最佳点火时机和点火能量，以保证发动机的高效工作。
点火时机的控制是根据发动机的转速和负荷情况来决定的。
一般来说，点火时机应该在气缸活塞上止点之前的一段时间点火，这样可以保证燃烧过程充分完成，并使发动机获得最大的功率输出。
根据不同的转速和负荷，点火时机会有所变化，ECU会根据传感器的反馈信号进行实时调整。
点火能量的控制是通过调节火花塞的高压电流来实现的。
火花塞是点火系统中的关键部件，它能够产生高压电弧，点燃气缸内的混合气体。
在发动机运行过程中，ECU会根据负荷大小和发动机工作状态，调节火花塞的电流，以控制火花的强度和持续时间。
这样可以保证燃烧过程的稳定性和高效性。
除了点火时机和点火能量的控制之外，电控发动机点火控制系统还具备其他功能。
例如，它可以监测火花塞的工作状态，诊断是否存在点火故障；它还可以根据发动机运行情况，自适应地调整点火时序和点火能量，以适应不同的工况要求；此外，它还能够与其他系统进行协同控制，如燃油喷射系统、排放控制系统等。
电控发动机点火控制是现代汽车发动机控制系统的核心部分之一。
它通过控制点火时机和点火能量，确保发动机的正常工作和高效燃烧，从而提高汽车的性能和经济性。
随着技术的不断发展，电控发动机点火控制系统将会越来越智能化和精细化，以适应未来汽车发展的需求和挑战。
7.4.1点火控制-电控点火系统的功能-教案
记录作业
3分钟
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号（IGt信号），以控制点火器中晶体管的导通时间。
3.控制点火提前角的基本方法
发动机起动时，按ECU内存储的初始点火提前角（设定值）对点火提前角进行控制。起动时点火提前角的设定值随发动机而异，对一定的发动机而言，起动时的点火提前角是固定的，一般为10°左右。
发动机正常运转时（起动后），ECU根据发动机的转速和负荷信号，确定基本点火提前角，并根据其他有关信号进行修正，最后确定实际的点火提前角，并向电子点火控制器输出点火指今信号，以控制点火系的工作。
第一节 点火控制-电控点火系统的功能
一、点火提前角的控制
1．点火提前角对发动机性能的影响
2．最佳点火提前角确定依据
3．控制点火提前角的基本方法
4．点火提前角的修正
二、通电时间的控制
1．通电时间对发动机工作的影响
2．通电时间的控制方法
3．点火线圈的恒流控制
三、爆燃的控制
课 后
小 结
教 学 过 程
教 学
发动机起动后在除怠速以外的工况下运转时， ECU根据发动机的转速和负荷（单位转数的进气量或基本喷油量）确定基本点火提前角。
6．点火提前角的修正
不同的发动机控制系统中，对点火提前角的修正项目和修正方法也不同。修正方法有修正系数法和修正点火提前角法两种 。主要修正项目有：
（1）水温修正；
（2）怠速稳定修正；
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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
佳通电时间。
在有些点火装置中，为了提高点火能量，采用了初级线圈电阻很
小的高能点火线圈，其饱和电流可达30A以上。但在发动机低速工作
时，则会由于闭合时间过长而使点火线圈的电流过大，会使点火线圈
和点火电子组件过热而损坏，因此在点火控制电路中增加了恒流控制
电路 。
4、 爆震控制
爆震传感器安装在气缸体上，ECU通过爆震传感器输入信号和
比较电路判别发动机有无爆震，并依据爆震强度，由ECU推迟点火时
间。爆震越强，推迟点火角度越大，直到爆震消失为止。而后又以—
固定的角度逐渐增加点火提前角，当发动机再次出现爆震时ECU又使
点火提前角再次推迟，调整过程反复进行。这样一来，一方面可以有
效地抑制爆震，另一方面，又可以更好地提高发动机的功率。