4.4 计算机控制点火系统（课件） 《汽车常规电气设备构造与维修》同步教学（高教版）

4.4 计算机控制点火系统 一、计算机控制点火系统的组成、原理 计算机控制点火系统的优点：①废除了真空提前装置和离心提前装置。②将点火提前到发动机刚好不致于产生爆震的范围。③对于无分电器点火方式，减少了点火能量损失，保证发动机在高速时有足够的电压和能量。④具有自诊断功能。 1. 计算机控制点火系统的组成 计算机控制点火系统主要由传感器、电子控制器（ECU）、点火器、点火线圈等组成，见图4-47。 图4-47计算机控制点火系组成 （1）传感器 　　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。 （2）电子控制器 　　电子控制器的作用是根据发动机各传感器输入的信息及内存的数据，进行运算、处理、判断，然后输出指令(信号)控制有关执行器(如点火器)的动作，达到快速、准确控制发动机工作的目的。 电子控制器的基本组成见图4-48，它包括输入回路、输出回路、A/D转换器、微型计算机以及电源电路、备用电路等。 图4-48 电子控制器的基本组成 在计算机的只读存储器ROM中，存放着各种程序和该车在各种工况下最优化的点火提前角等数据。发动机工作时，计算机根据各传感器及开关信号输入的发动机信息，时刻检测曲轴位置及发动机负荷和转速。根据此时的发动机负荷和转速，查出此时此刻的基本点火提前角，并根据此时的工况进行修正，计算出最佳点火提前角。计算机适时按最佳点火提前角向输出回路发出指令，控制点火器切断点火线圈初级电流，产生高压电，并按发动机的点火顺序分配到各缸火花塞进行点火。 （3）电子点火模块 在微机控制点火系中，电子点火模块是电子控制单元的执行器之一。电子点火模块的作用是根据电子控制单元输出的指令，通过内部的大功率三极管的导通和截止，控制点火线圈初级电流的通断，完成点火工作。 各种发动机的点火模块内部结构也不一样，有的只有大功率三极管，单纯起“开关作用”，有的除“开关”作用外，还有电流控制、闭合角控制、判别缸位、点火监视等功能。有的发动机还另设点火模块，大功率三极管组合在电子控制单元ECU内部，由ECU直接控制点火线圈中初级电流的通断。 （4）点火线圈等高压部件 无机械提前式电子点火系高压部件有点火线圈、中央线、分火头、分缸线及火花塞，它们的结构与无触点式电子点火系高压部件相同。 2. 微机控制点火系的工作原理 发动机运行时，ECU 不断的接收传感器采集的发动机的工况信息，并与微机内存储器中预先储存的最佳控制参数进行比较，确定出该工况下最佳点火提前角和初级电路的最佳导通时间，并以此向点火控制模块发出指令。控制模块根据ECU的指令，控制点火线圈初级电路的导通和截止。 计算机对点火时刻的控制方式分为开环控制方式和闭环控制方式。开环控制是指计算机检测发动机的各种工作状态信息，并根据这些信息从内部存储器中查出相应的点火提前角，然后输出控制信号对点火时刻进行控制。这种控制方法对控制结果不予以反馈。开环控制所用的控制数据是经过大量的试验优化的结果，是综合考虑到经济性、动力性、排放等要求而确定的。闭环控制是指计算机以一定的点火提前角控制发动机工作时，同时还不断地检测发动机的有关工作状态，然后根据检测到的信息(反馈信号)再对点火提前角进行控制(修正)。在进行闭环控制时，反馈信号可以有多种，如爆震信号、转速信号、汽缸压力信号等，但目前汽车上最实用的是使用爆震传感器检测发动机是否有爆震信号，对点火提前角实现最佳控制。 二、微机控制点火系的控制功能 1. 点火提前角控制 （1）发动机启动期间点火提前角控制： 起动时将点火时刻固定在设定的初始点火提前角。其值因发动机而异，例如，桑塔纳轿车发动机固定在初始点火提前角12°，部分丰田汽车的TCCS系统固定在初始点火提前角10°。 （2）发动机正常运行期间点火提前角控制 发动机正常运行期间实际点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角 ①初始点火提前角： 由发动机结构及曲轴位置传感器安装位置决定，未经电子控制单元修正的点火提前角。不同的发动机初始点火提前角有所不同。 ②基本点火提前角： 由电子控制单元根据发动机的转速和负荷确定的点火提前角，基本点火提前角由储存在只读存储器(ROM)中的实验数据决定，其它工况由CPU在工作时用插值法计算得出。如图4-49基本点火提前角脉谱图，图4-50基本点火提前角标准数据点阵。 图4-49基本点火提前角脉谱图 图4-50基本点火提前角标准数据点阵 ③修正点火提前角： 由电子控制单元ECU中的CPU根据发动机转速的负荷以外信号对点火提前