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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
2、获得最佳的燃烧过程。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 a
3、nd fuel economy 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, in a
4、 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 current
5、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 best.
6、 This study is the development 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62.3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
7、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123.3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 174.2工作原理175电控点火系统故障诊断135.1故障诊断的基本方法175.2电控点火系统主要部件检测方法 176丰田皇冠典型案例分析 18结束语21参考文献231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
8、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
9、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根据检测结果对点火提前角实施反馈控制。通过爆震反馈控制
10、, 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 最佳点火器提前工况下工作，以输出
11、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（点火提前角）、确认曲轴位置的信
12、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 起来工作一一确定基本点火时刻。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火的
13、 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
14、头同轴， 由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
15、止点的信号。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
16、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是把节气门的位置或开度转换成电压信号， 传输给电控单元，作为电控单元判定发动机运行工况的，实现不用节气门 开度下的喷油量的控制。节气门只为传感器它实质上是一只可变电阻器， 安装于节气门体上。电阻器的转轴与节气门联动，它有两个触点：全开触 点和怠速触点。当节气门处于怠速位置时，怠速触点闭合，向计算机输出 怠速信号，当节气门处于其它位置时，怠速触点张开，输出相对于节气门 不同转角的电压信号，计算机便根据加速踏板的位置（发动机的负荷）向 喷油嘴发出喷油的
