§8.3 微机控制点火系统
任务微机控制点火系统电路分析与检测剖析
任务微机控制点火系统电路分析与检测剖析概述车辆点火系统是引起车辆故障和发动机启动失败最常见的原因之一。
对于现代汽车，微机控制点火系统已经逐渐成为主流，解决了传统点火系统的一些问题，例如点火电容和点火触发装置的损坏。
本文将分析微机控制点火系统电路，并介绍一些常见故障及其检测方法。
微机控制点火系统电路组成微机控制点火系统通常由以下主要部分组成：1.车辆电池：提供电力给整个点火系统。
2.点火线圈：将电池提供的低电压转换为超高电压，点燃发动机内的混合物。
3.点火模块：负责检测汽车点火系统电路，信号放大，控制点火线圈的开关。
4.引擎控制模块(ECM)：负责管理整个点火系统，通过读取传感器数据来计算最佳的点火时间和点火强度。
微机控制点火系统电路分析1.点火线圈电路点火线圈是微机控制点火系统的核心部件之一，它负责将电池提供的低电压转换为超高电压，将电流和电压升高数千倍，使混合物燃烧产生动力。
它通常是由2到4个线圈组成，每一个线圈都对应着一个具体的汽缸。
点火线圈电路的电流是在点火模块的控制下开启和关闭的。
2.点火模块电路位于点火线圈和ECM之间的点火模块是微机控制点火系统的二级控制模块，数据通信使得点火线圈的开关控制更精确。
点火模块电路中最重要的元件是放大电路，因为放大电路的效果将决定点火线圈的电压和电流。
实现这一功能的集成电路有很多，例如三极管、场效应管、双极型晶体管等。
点火模块的高压开关可接通点火系统中的谷歌火线圈，开启或关闭电流，从而实现点火。
3.引擎控制模块(ECM)电路ECM是整个点火系统的核心，ECM负责与各种汽车传感器进行通信，记录各种与发动机相关的重要数据，例如启动时准确的点火时间点、油门增加对点火系统的影响等。
因此，ECM需要可靠的电路连接来完成这些任务。
除了控制传感器数据和计算最佳的点火和点火强度之外，ECM还实现了联接其他控制模块的功能。
微机控制点火系统故障检测1.点火线圈故障检测如果点火线圈的电缆断开，或者点火线圈内的接触不良，将会导致点火失效。
微机点火的工作原理
微机点火的工作原理微机点火系统是现代内燃机上常见的一种点火系统，它采用电子控制单元（ECU）作为中心控制器，通过精确控制点火时机和点火能量，以提高燃油的燃烧效率和减少排放。
微机点火系统的工作原理如下：1. 传感器检测：微机点火系统依赖于各种传感器来获取引擎工作状态的实时信息。
这些传感器可以包括曲轴位置传感器、气缸压力传感器、氧气传感器等，它们将引擎转速、气缸压力、残余气体成分等信息传递给ECU。
2. 数据处理：ECU收集传感器传来的数据，并通过内部的算法进行处理和分析。
基于传感器数据以及预设的工作参数和燃油供应策略，ECU确定最佳点火时机和点火能量。
3. 点火信号发出：ECU根据计算出的点火时机和点火能量，向点火线圈发送控制信号。
点火线圈是负责产生高压电流并将其传送到火花塞的设备。
4. 火花塞点火：点火线圈接收到控制信号后，通过变压器原理将低电压升高到足够高的电压，然后将其传递到火花塞。
火花塞利用这个高压电流产生电火花，将点火混合气体点燃。
5. 燃烧反应：点火产生的火花使得燃烧室内的可燃混合气体燃烧起来。
根据提前点火或者延迟点火的策略，ECU可以控制燃烧过程的时间和速率，以达到最佳的燃烧效率。
6. 反馈控制：ECU根据点火后的传感器反馈信息，如氧气传感器输出值、火花塞电极间隙电压等，进行实时的调整和优化。
这样可以保证连续点火时，系统的工作状态始终处于最佳状态。
通过以上的步骤，微机点火系统可以实现精确控制和调整点火时机和点火能量，以提高发动机的功率、经济性和排放性能。
同时，由于微机点火系统的技术先进和控制精准，还能实现多种点火策略，如多点火、正时点火、连续点火等，以应对不同工况和驾驶需求。
汽车发动机微机控制点火系统的控制策略
汽车发动机微机控制点火系统的控制策略作者：车耕来源：《科学与技术》2014年第02期汽车发动机点火系统的作用就是将汽车电池中的低压直流电转化为高压，并根据发动各气缸的工况适时的提供高压电火花。
在此过程中需要从点火系统的控制方式和控制内容两个方面进行把握。
一、微机控制点火系统微机控制点火系统主要由电子控制单元（ECU）、各类传感器和点火执行器三部分组成。
在发动机运行过程中，传感器将采集到的转速、负荷、水温、进气温度、启动、怠速等各类数据，不断地传递给电子控制单元（ECU），它将这些与发动机运行有关的信号与微机内存中的最佳控制参数进行比较，进而得到最佳控制点火提前角和最佳导通时间，并以此为根据向点火控制模块发送指令，点火控制模块根据电子控制单元（ECU）的指令对点火线圈的初级绕组实行导通和截止控制操作。
当回路导通时，电流流过点火线圈的初级线圈，并将电能存储于磁场中，闭合回路被切断时，次级线圈中将产生高压电动势，然后送至工作气缸的火花塞，形成电火花，能量瞬间被释放，将气缸中的混合气点燃，让发动机完成一次做功过程。
若是在带有爆震传感器的闭合回路中，电子控制单元（ECU）则可以根据爆震传感器的信号来判断发动机的爆震程度，并将点火提前角控制在爆震的范围内。
所谓点火提前角是指在从点火时刻开始，到活塞到达上止点这一过程中，曲轴转过的角度，理论上最小的点火时间角是0°，实际上一般都大于5°而小于60°，因为若提前角过小容易产生爆震，阻碍发动机的上行过程，降低了燃烧效率，若提前角过大，则容易引起耗油量过大，发动机做功困难的问题。
二、汽车发动机微机控制点火系统的控制方式开环方式和闭环方式是汽车发动机点火系统的两种主要的控制方式，它们各有自身特单和优势，彼此互补。
事实上，当前汽车发动机所采用的控制方式多是在开环控制方式的基础上配以闭环控制方式的混合控制方式，用开环方式实施基本调控，用闭环方式实施机密调控。
电控点火系统的组成与工作原理 ppt课件
在6缸发动机上共有3个独立的点火线圈，每 个点火线圈向配对的两个火花塞供电。
点火器中功率三极管的数量与点火线圈的数 量相同，每个功率三极管控制一个点火线圈工作。
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1、同时点火方式：
工作原理：
发动机工作时，ECU向点火器输出点火控制 信号，点火器按点火顺序依次控制功率三极管导 通或截止，使初级电路周期性地通断，点火线圈 周期性地产生高压，高电压使配对的两缸火花塞 跳火。
确认信号。
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一、微机控制点火系统的组成和工作原理
4、微机控制点火系的类型：
（1）有分电器式 （2）无分电器式
①同时点火 ●二极管分配式 ●点火线圈分配式 ②独立点火。
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二、有分电器电控点火系统 DI
丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机点火系原理图：
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二、有分电器电控点火系统 DI
图8—18为实测的点火次级单缸波形(图 中FIRE为击穿电压，BURN为燃烧电压， DUR为闭合时间)。由于点火次级波形受 发动机、燃油系统和点火条件的影响较 大．所以对检测发动机机械部分、燃油 系统及点火系统部件的故障是很有用的。 通过观察波形的特定点及特定段相应的 变化，可判定该缸点火系统相应部件和 系统的故障。显示屏上显示了波形 各部分的判定参数。
有的除起开关作用外，还有气缸判别、闭合角控制、 恒流控制、安全信号等电路（丰田TCCS系统）；
有的发动机不单设点火器，将大功率三极管组合在 电子控制器中，由电子控制器直接控制点火线圈中的初
级电流通断（北京切诺基4.0L发动机）。
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一、点火器
3、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：
任务四 微机控制点 火系统
目前有分电器的微机控制点火系统已逐步被淘汰，而广
02
泛应用无分电器的微机控制点火系。按微机控制的方式，微 机控制点火系统可分为开环控制和闭习环控制两种。
任务描述
一、微机控制点火系统的组成、分类和工作原理
2．微机控制点火系统的分类
开环控制是指微机检测发动机各种工作状态信息，并根 据这些信息从内部存储器中调出相应的点火提前角（这一点 火提前角是综合考虑到经济性、动力性、排放等要求，并经 过大量的实验优化的结果），然后输出控制信号对点火时刻 进行控制。这种控制方式对控制结果不予以反馈。 闭环控制是指微机以一定的点火提前角控制发动机工作
图4-4-4 日产公司磁感应式信号发生器
任务描述
二、微机控制点火系统的主要元件
1．信号发生器
在带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘（用以 产生信号，称为信号盘），它和曲轴带轮一起装在曲 轴上，随曲轴一起旋转。在信号盘的外缘，沿着圆周
⑴
磁惑应式信 号发生器
每隔4°有1个宽度为2°的齿，共有90个齿，并且每 隔120°布置1个凸缘，共3个。安装在信号盘边沿的 传感器是产生电信号的信号发生器。
构造与工作原理请参阅《电控发动机》
等其它参考资料。 执行器根据电子控制单元(ECU)或其它控制 元件的指令（信号），执行各自的功能。
任务描述
一、微机控制点火系统的组成、分类和工作原理
2．微机控制点火系统的分类
微机控制点火系统按有无分电器，可分为有分电器
01
（配电器)的微机控制点火系统和无分电器的微机控制点火 系统两大类。
1．微机控制点火系统的组成
传感器（包括各种开关）主要有 曲轴位置传感器、空气流量计（或绝 对压力传感器）、水温传感器、进气 温度传感器、氧(02)传感器、节气门 位置传感器、车速传感器、爆震传感 器、空调开关信号等。各种传感器的 电子控制单元(ECU)的作用是
第三章 微机控制点火系统的结构原理
IGt：点火正时信号
IGd：判缸信号
汽油机点火系统的类型
– 传统点火系统：又分为：
磁电机点火系统；
蓄电池点火系统。缺点：高速易断火，不适合高 速发动机；断电器触点易烧蚀，工作可靠性差； 点火能量低，点火可靠性差。 – 微机控制的点火系统：即电控点火系统。采用计算机 根据各传感器信号对点火提前角进行控制。 • 有分电器式
点火提前角和闭合角的控制
A：不点火 C：点火适当
B：点火过早 D：点火过迟
最佳点火提前角确定依据
• 最佳点火提前角与下述因素有关：
– 发动机转速：转速升高，点火提前角增大。采用电控 点火系统，更接近理想的点火提前角。
– 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。采用电控点火 （ESA）系统时，可以使发动机的实际点火提前角接 近于理想的点火提前角。 – 燃料性质：汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前 角可增大。
电感式爆燃传感器
压电式爆燃传感器。这又分为： • 压电式共振型爆燃传感器 • 压电式非共振型爆燃传感器 • 压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器
电感式爆燃传感器
【组成】铁心、永久磁铁、线圈及外壳。
【原理】利用电磁感应原理检测发动机爆燃。
当传感器的固有振动频率与发动机爆燃时的振 动频率相同时，传感器输出的信号电压最大。
第二节 MCI主要部件的结构原理
• 本节主要内容：
– 点火器 – 点火线圈和分电器
– 爆燃传感器
– 点火控制电路
1、点火器
功能：根据ECU的指令，控制点火线圈初级电 路的通电或断电，并在完成点火后向ECU输送 点火确认信号。 检测：用万用表或示波器检查发动机ECU相应 端子间电压。
1微机控制火系统的组成
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课堂练习
1.微机控制点火系统主要由( )、( )、点火控制器 (点火器)、点火线圈和火花塞等组成。 2.微机控制点火系统按照有无分电器，分为( )微机控制 点火系统和( )微机控制点火系统。 3.微机控制点火系统按照高压配电方式，分为( )点 火和( )点火两种。单独点火方式的无分电器微机控制点 火系统采用无( )的直接点火方式，到目前为止，是技术 最先进的点火系统。 4.电子控制器或称（ ）用ECU表示。ECU是发动机（ ） 的中枢。通常将电子控制器称为（ ）或（ ）。
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项目一
微机控制点火系统的组成
传感器 用来在发动机工作时不断地检测反映发动机工况的信息， 并输入电子控制器，作为控制系统进行运算和控制的依据或基准。 是监测发动机工况信息的装置。传感器的结构形式和装配数量依车 而异，主要有曲轴位置传感器、空气流量传感器、节气门位置传感 器、爆震传感器、冷却水温度传感器、进气温度传感器、氧传感器 、车速传感器等。项目二ຫໍສະໝຸດ 微机控制点火系统的类型10
项目一
微机控制点火系统的组成
无分电器微机控制点火系统没有配电器，点火线圈次级绕组的两端直接 与火花塞相连，发动机运转时，微机根据传感器信号，直接控制各个点火线 圈产生高压电，使相应火花塞跳火。（2_4_4_5_微机控制点火系统的组成 _9.jpg ）
无分电器微机控制点火系统
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项目一
微机控制点火系统的组成
点火控制器 是发动机控制系统的执行器，其作用是根据微机发出的指令 信号，通过内部大功率三极管的导通与截止来控制点火线圈初级绕组电 路的通断，使点火线圈产生高压电。
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项目二
微机控制点火系统的类型
按照有无分电器来分，微机控制点火系统分为有分电器微机控制点火系 统和无分电器微机控制点火系统。无分电器微机控制点火系统又称为直接点 火系统。
第8章 发动机点火系
发动机点火系教学目的与要求1、掌握点火系的功用及类型。
2、掌握传统点火系和半导体点火系的组成、结构、工作原理。
3、掌握点火线圈和传统点火系分电器的结构与工作原理。
4、理解点火提前角及其影响因素。
5、了解微机控制点火系的特点、结构、工作原理。
重点与难点1、传统点火系的组成、结构与工作原理。
2、点火提前角及其影响因素。
3、点火提前调节装置的结构与工作原理。
基本概念功用：在发动机各种工况和使用条件下，在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃混合气，使汽油发动机实现做功击穿电压：使火花塞两电极间产生电火花所需的电压，称为击穿电压分类：传统点火系、半导体点火系、微机控制点火系、磁电机点火系单线制连线方式（负极搭铁）目录§8.1 传统点火系的组成和工作原理§8.2 点火时刻§8.3 传统点火系主要元件的结构§8.4 半导体点火系§8.5 微机控制点火系§8.6 汽车电源§8.1 传统点火系的组成和工作原理应掌握的知识点1.点火线圈实际上是一个变压器，包括初级绕组（线粗匝数少）、次级绕组（线细匝数多）和铁芯。
2.断电器是一个由凸轮操纵的开关。
曲轴转两圈凸轮转一圈；断电器凸轮的凸棱数等于发动机气缸数。
3.断电器触点和点火线圈的初级绕组是串联的。
4.高压电是在触点分开时产生的。
5.一次电路（初级电路）和二次电路（次级电路）。
6.为什么要有电容和热敏电阻。
电容器：安装在分电器壳上，与断电器触点是并联关系，用于减小断电器触点断开时所产生的电火花，以免触点烧蚀，从而延长触点的使用寿命。
•附加电阻：附加电阻是电阻值随温度变化而迅速变化的热敏电阻，其电阻值随温度升高而增大。
当发动机低速运行时，由于触点闭合时间长，一次电流大，附加电阻温度高，电阻值增大，使一次电路的电阻增大，一次电流适当减小，防止点火线圈过热；发动机高速运行时，一次电流减小，附加电阻的阻值也因温度降低而减小，使一次电流适当增大，二次电压适当升高，可以改善发动机高速性能。
微机控制电子点火系统的组成
微机控制电子点火系统的组成
微机控制点火系统的特点1、取消离心式、真空式等机械式点火提前调节装置，采用微机控制点火提前角。
2、采用爆燃传感器闭环控制，使发动机工作在爆燃的边缘而又不发生爆燃，发动机的热效率高，动力性能、经济性能好。
3、对于无分电器点火方式，减小了点火能量损失(配电器分火头与旁电极之间跳火会损失部分点火能量)，保证发动机在高速时有足够的次级电压和点火能量。
4、具有故障自诊断功能，当点火监测信号3次以上没有反馈信号时，ECU强制切断燃油喷射，并显示点火系统有故障。
子点火系由点火开关、点火信号发生器、点火线圈、火花塞组成。
点火信号发生器负责产生点火信号控制点火初级线圈的通断，次级产生的高压击穿火花塞中心电极和旁电极间的空气隙产生高压火花点燃可燃混合气。
微机控制点火系由传感器、ECU、点火线圈、火花塞组成。
由传感器检测发动机的工况电脑判断是否在压缩行程上止点前某一时刻，若是则控制点火线圈初级通断，产生次级高压由火花塞生成高压电火花点燃可燃混合气。
微机控制点火系统的控制原理教案
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。
10、初始点火提前角的值的大小取决于哪些条件？
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。
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-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？