汽车发动机电子控制系统培训课件.ppt

汽车电子控制技术
沈阳大学凌永成
第2章发动机电子控制系统
电控点火系统
在发动机控制系统中,点火控制包括点火提前角控制、通电时间控制和爆燃控制三个方面。
与传统的触点式点火系统相比,普通无触点电子点火系统在提高点火能量、改善工作特性方面有很大提高。
但对于点火提前角的控制,仍然由离心式和真空膜片式两套机械点火提前角调节装置来完成。
由于机械系统的滞后效应、磨损及装置本身的机械结构的限制等因素的影响,对于点火提前角的调节与控制,就很难保证发动机在各种工况及工作条件下都能处于最佳状态。
此外最佳点火提前角除与发动机的转速和负荷(进气管真空度)有关之外,还与发动机燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、汽油辛烷值、大气压力、冷却液温度等因素有关。
这些对于机械式点火提前调节装置是无能为力的。
电控点火系统,不仅能随发动机转速控制初级绕组的通电时间(闭合角)和实现恒流控
制,保证在发动机各种工况及工作条件下都能得到足够高的次级电压和跳火持续时间,还能在发动机各种工况及工作条件下都能得到最佳点火提前角。
当采用由爆燃传感器组成的点火提前角闭环控制系统时,则能把点火提前角控制在发动机刚好不至于发生爆燃的状态,即能做到使发动机点火提前角曲线沿着爆燃界限变化,两者之间仅留有较小的安全角。
因此,电控点火系统能使发动机在各种工况及工作条件下均获得理想的点火正时,从而使发动机在动力性、运转平稳性、经济性和尾气排放方面达到最佳状况。
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,。
由该图可看出,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。
2. 电子点火控制系统工作过程
现代的点火控制系统都是由计算机控制的电子控制系统。
按高压配电方式可分为两大类:一类是有分电器的,另一类是无分电器的。
无分电器式点火系统的高压配电方式有二极管分配式和点火线圈分配式两种形式。
点火线圈分配式点火系统又有双缸同时点火和各缸独立点火方式。
1) 分电器式电控点火系统
。
ECU根据各输入信号,确定点火时间,并将点火正时信号IGt送至点火控制器(简称点火器)。
当IGt信号变为低电平时,点火线圈初级电路由于功率晶体管的截止而被切断,次级感应出高电压,再由分电器按发火顺序送至相应气缸的火花塞上产生电火花。
在该种点火系统的分电器中,有的除保留了传统的机械式配电结构外,不再有传统的分电器中的断电器、离心式和真空式点火提前角调节器。
在有些车型的分电器中可装有曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器(Ne信号和G信号)。
为了产生稳定的次级电压和保证系统的可靠工作,在点火器中设有闭合角控制回路和点火确认信号(IGf)发生电路。
闭合角控制回路的作用是根据发动机转速和蓄电池电压(电源电压)的变化调节闭合角,保证闭合时间(初级绕组通电时间)稳定,以保证足够的点火能量和次级电压。
在发动机转速上升和蓄电池电压下降时,闭合角控制电路使闭合角增大,延长初级绕组的通电时间,防止初级储能下降,确保点火能量。
点火确认信号发生电路的作用是在点火线圈初级电流切断,初级绕组产生自感电动势时,输出点火确认信号IGf给ECU,以监视点火控制电路是否工作正常。
当点火器中的功率晶体管不能正常导通和截止时,ECU就接收不到由点火器反馈回来的点火确认信号IGf,表明点火系统发生故障,ECU将切断燃油喷射脉冲信号,使电磁喷油器停止喷油。
如果由于某种原因,偶尔出现一次不正常信号,ECU并不会判定为故障,一般需点火器六次没有点火确认信号(IGf)反馈给ECU,才判定为点火系统故障,停止喷油。
2) 无分电器式电控点火系统
无分电器式电控点火系统高压配电方式有二极管分配式和点火线圈分配式两种。
(1) 二极管分配式
二极管分配式无分电器点火系统采用同时点火方式,。
点火顺序为1—3─4─2的四缸发动机,当ECU接收到曲轴位置传感器相应信号时,向点火控制器发出触发点信号,控制器的控制回路使Tr1截止,初级绕组A中的电流被切断,在次级绕组中感应出下“+”上“-”的高压电,经四缸和一缸火花塞构成回路,两个火花塞均跳火,