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1、 摘要 随着科学技术的飞跃发展，各种先进的汽车电子控制技术被广泛应用到汽车上，先进的电子控制技术使汽车的动力性和燃油经济性得到了很大的提高，也减少了空气污染，汽车电子控制技术大大促进了汽车工业的发展。而汽车的电子控制是从发动机开始的，而发动机的控制技术是从控制点火开始的，在各种工况下，可以通过ECU控制各个执行器从而获得最佳的点火提前角，使发动机的动力性、经济性、排放性及稳定性均处于最佳。在整个工作过程中，都可对点火线圈初级电路的通电时间和电流进行控制，不仅提高了点火的可靠性，而且可有效地减少电能消耗，防止点火线圈烧损。采用爆燃控制功能后，可使点火提前角控制在爆燃的临界状态，以此获得最佳的燃烧
2、过程。本文研究的是电控点火系统的发展历史，组成及工作原理，及丰田汽车的典型案例分析。 关键词：点火提前角 爆燃控制 Abstract：With the rapid development of science and technology, all kinds of advanced automotive electronic control technology is widely applied to vehicles, advanced electronic control technology makes the automobile power performance and fue
3、l economy has been greatly improved, and reduces air pollution, greatly promoted the development of the automobile industry and the automobile electronic control technology. Electronic control car is starting from the engine, and the control technology of engine ignition control is from the start, i
4、n a variety of conditions, through the ECU control of each actuator so as to obtain the optimal ignition advance angle, so that the engine power, economy, emission performance and stability were in the best. In the whole process of the work, it can control the ignition coil primary circuit and curre
5、nt time, not only improves the reliability of ignition, but also can effectively reduce the energy consumption, to prevent the loss of ignition coil. The knock control function, can make the ignition advance angle control in the critical state of detonation combustion process, in order to get the be
6、st. This study is the development history of electronic ignition system, composition and working principle, typical case analysis and Toyota car.Keywords: Detonation ignition advance Angle control 目录1 汽车电控点火系统的发展历史12 电控点火系统(ESA)22.1电控点火系统的定义22.2电控点火系统的组成22.2.1传感器22.2.2电子控制单元(ECU)62.2.3点火器62.2.4点火线圈6
7、2.3电控点火系统的分类72.3.1按有无分电器分类72.3.2按控制元件不同分类82.4电控点火系的工作原理83 电控点火系统的点火控制103.1 点火提前角的控制103.1.1最佳点火提前角的确定 113.2 闭合角控制113.3爆震控制103.4汽油机电控点火的要求133.4.1高压要求133.4.2高能要求134 丰田电控点火系统134.1电控点火系统的组成164.2工作原理165 电控点火系统故障诊断135.1故障诊断的基本方法165.2电控点火系统主要部件检测方法166 丰田皇冠典型案例分析18结束语21参考文献23 1汽车电控点火系统的发展历史在汽油发动机中，气缸中的混合气是由高
8、压点火花点燃的，而产生的高压电火花的任务是点火系统来完成的。因此，点火系统的功用是保证在各种工况和使用条件下，可靠、准确地点燃气缸中的可燃混合气。目前，汽车上应用的点火系统类型多样，通常按照点火系统的结构和发展历程，可分为三种基本类型：传统点火系统，电子点火系统，电控点火系统。本文主要讲解电控点火系统。普通电子点火系它采用信号发生器,从根本上消除了由触点引起的缺点和故障。由于普通电子点火系统对点火提前角的调整仍然采用机械式真空提前装置和离心式提前装置，所以不能对点火提前角进行精确调整,同时它不能对爆震进行反馈控制,为了避免爆震，它的实际点火提前角小于最佳点火提前角,以至汽油机车的潜能得不到充分
9、的发挥，于是更先进的电控点火系酝酿而生。它弥补了普通电子点火系的不足,从而更大的发挥了汽车的潜能。电控点火系统与其他电控系统一样,也是由传感器、ECU和执行器3部分组成。在工作时,微机根据曲轴位置传感器提供的信号,判断出发动机各缸的活塞位置,并根据此信号计算出发动机转速值,再通过节气门位置传感器或空气流量计来确定负荷大小,ECU从存储单元中查出对应工况的点火提前角和点火初级电流通电时间,据此对电子点火器进行控制,从而实现对点火系统的精确控制。另外,ECU还根据其他影响因数对这两个参数进行修正,以实现对点火系统的智能控制。同时,电控点火系统采用爆震信号传感器对爆震信号进行检测,ECU根据检测结果
10、对点火提前角实施反馈控制。通过爆震反馈控制,可以使实际点火提前角比较接近理想最佳点火提前角，从而使汽油机的动力性经济性和有害物控制的控制排放达到较高水平。丰田车的点火系统也可以分为传统点火系统和电子控制点火系统两种，传统的电子点火系统正逐渐的被电子控制点火系统所取代。电控点火起着举足轻重的地位。2电控点火系统(ESA)2.1电控点火系统的定义电子控制点火系统也称微机控制的点火系统，是现代轿车广泛应用的一种新型点火系统。电子控制的点火系统主要由监测发动机运行状况的传感器，处理信号和发出点火指令的电控单元，对点火指令作出响应的点火器和点火线圈等组成。该系统使发动机在不同转速，进气量等条件下，在最佳
11、点火器提前工况下工作，以输出最大功率和转矩，是油耗和排放降到最低限度。2.2电控点火系统的组成 电控（计算机控制）点火系统由各种传感器、电子控制单元（ECU），点火器和点火线圈等组成，如图2-1所示。图2-1电控点火系统的组成2.2.1传感器 传感器用来检测与点火有关的发动机工作的状况信息，并将检测结果输入ECU，作为计算和控制点火时刻的依据。这些传感器大多与燃油喷射系统、怠速控制系统等电子控制系统共用。包括曲轴位置传感器，凸轮轴位置传感器，节气门位置传感器，爆震传感器，节气门位置传感器，等。（1）曲轴位置传感器 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻（点火提前
12、角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁电感应式、光电式和霍尔式三大类。曲轴位置传感器的作用就是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角。它通常要配合凸轮轴位置传感器一起来工作确定基本点火时刻。通过曲轴位置传感器，可以知道哪缸活塞处于上止点，通过凸轮轴位置传感器，可以知道哪缸活塞是在压缩冲程中。这样，发动机电脑知道了该什么时候给哪缸点火了。 工作原理：曲轴位置传感器通常安装在分电器内，是控制系统中最重要的传感器之一。其作用有：检测发动机转速，因此又称为转速传感器；检测活塞上止点位置，故也称为上止点传感器，包括检测用于控制点
13、火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。1）磁电感应式：磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器分上、下两层安装在分电器内。传感器由永磁感应检测线圈和转子（正时转子和转速转子）组成，转子随分电器轴一起旋转。正时转子有一、二或四个齿等多种形式，转速转子为24个齿。永磁感应检测线圈固定在分电器体上。若已知转速传感器信号和曲轴位置传感器信号，以及各缸的工作顺序，就可知道各缸的曲轴位置。磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器的转子信号盘也可安装在曲轴或凸轮轴上。 2）霍尔效应式：霍尔效应式转速传感器和曲轴位置传感器是一种利用霍尔效应的信号发生器。霍尔信号发生器安装在分电器内，与分火头同轴，由
14、封装的霍尔心片和永久磁铁作成整体固定在分电器盘上。触发叶轮上的缺口数和发动机气缸数相同。当触发叶轮上的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间，霍尔触发器的磁场被叶片旁路，这时不产生霍尔电压，传感器无输出信号；当触发叶轮上的缺口部分进入永久磁铁和霍尔元件之间时，磁力线进入霍尔元件，霍尔电压升高，传感器输出电压信号。3）光电式：光电式曲轴位置传感器一般装在分电器内，由信号发生器和带光孔的信号盘组成。其信号盘与分电器轴一起转动，信号盘外圈有 360 条光刻缝隙，产生曲轴转角 1 的信号；稍靠内有间隔 60 均布的 6 个光孔，产生曲轴转角 120 的信号，其中1个光孔较宽，用以产生相对于 1 缸上止点的信号
15、。信号发生器安装在分电器壳体上，由二只发光二极管、二只光敏二极管和电路组成。发光二极管正对着光敏二极管。信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间，由于信号盘上有光孔，则产生透光和遮光交替变化现象。当发光二极管的光束照到光敏二极管时，光敏二极管产生电压；当发光二极管光束被档住时，光敏二极管电压为0 。这些电压信号经电路部分整形放大后，即向电子控制单元输送曲轴转角为 1 和 120 时的信号，电子控制单元根据这些信号计算发动机转速和曲轴位置 曲轴位置传感器固定到变速箱的二个螺栓是特制的，以保证传感器与飞轮之间有一个正确的间隙，不允许装用其他螺栓代替特制的螺栓。把导线插头连接到曲轴位置传感器上，装上传感器线束卡子，把卡子装到燃油管安装螺栓上，拧上卡子的安装螺母。（2） 节气门位置传感器， 如图2-2所示。 图2-2节气门系统原理图节气门位置传感器又称为节气门开度传感器或节气门开关。如图2-2所示，节气门位置传感器的作用
