點(diǎn)火系統(tǒng)的控制策略

1、第三節(jié)點(diǎn)火系統(tǒng)的控制策略一、點(diǎn)火提前角控制（1）點(diǎn)火提前角的控制方法（）點(diǎn)火提前角控制方法概述根據(jù)汽油機(jī)的各種工況信號(hào)對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻控制。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力信號(hào)從存貯器數(shù)據(jù)找到相應(yīng)的基本點(diǎn)火提前角，根據(jù)有關(guān)傳感器信號(hào)值加于修正，得出實(shí)際點(diǎn)火提前角。初始點(diǎn)火提前角是指汽油機(jī)在各種工況可能具有的最小提前角。點(diǎn)火定時(shí)控制方法的兩種基本類型：?jiǎn)?dòng)期間的點(diǎn)火時(shí)刻控制；以及正常運(yùn)行期間的點(diǎn)火時(shí)刻控制。實(shí)際點(diǎn)火時(shí)基本點(diǎn)火提前角初始點(diǎn)火提前角（）啟動(dòng)點(diǎn)火定時(shí)控制備用電路控制在啟動(dòng)期間，當(dāng)汽油機(jī)轉(zhuǎn)速在規(guī)定轉(zhuǎn)速（50轉(zhuǎn)0/分）以下時(shí)，由于進(jìn)氣歧管壓力或進(jìn)氣量信號(hào)不穩(wěn)定，點(diǎn)火時(shí)刻固定為初始點(diǎn)火提前角。這一提前角

2、由中的備用電路控制,不需計(jì)算處理。根據(jù)水溫控制冷卻水溫度（度）如日產(chǎn)汽車的系統(tǒng)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在10轉(zhuǎn)0/分以下超低速運(yùn)行時(shí)，把從點(diǎn)火至活塞到達(dá)上止點(diǎn)的時(shí)間定為常量；轉(zhuǎn)速大于一百時(shí)，根據(jù)水溫選擇最佳點(diǎn)火提前角。其中，在零攝氏度以下時(shí)應(yīng)特別加大點(diǎn)火提前角。（）正常運(yùn)行期間的點(diǎn)火時(shí)刻控制發(fā)動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，根據(jù)進(jìn)氣歧管壓力和轉(zhuǎn)速確定基本點(diǎn)火提前角，然后根據(jù)其它相關(guān)信號(hào)來修正?；军c(diǎn)火提前角怠速觸點(diǎn)斷開：接收如下信號(hào)：進(jìn)氣歧管壓力或進(jìn)氣量信號(hào)；汽油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)；節(jié)氣門位置信號(hào)；燃油選擇開關(guān)；爆震信號(hào)。怠速觸點(diǎn)斷開，發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常工況運(yùn)行，根據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)確定基本點(diǎn)火提前角。具有爆震控制功能的系統(tǒng)，在中裝有

3、專門用于爆震控制的點(diǎn)火時(shí)刻控制數(shù)據(jù)。怠速觸點(diǎn)閉合：接收的信號(hào)有：節(jié)門位置信號(hào)；汽油機(jī)轉(zhuǎn)速；空調(diào)信號(hào)。怠速觸點(diǎn)閉合，怠速工況運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)汽油機(jī)與空調(diào)開關(guān)的接通確定基本點(diǎn)火提前角；空調(diào)開關(guān)接通，由于怠速旁通氣量和在噴油增加，點(diǎn)火提前角增大。在怠速工況基本點(diǎn)火提前角如圖在接通空調(diào)1發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速更大，而燃燒速度在相對(duì)低的發(fā)動(dòng)止諧速)5左右完成，那么必發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高后，在給轉(zhuǎn)速下是不會(huì)跟隨變化的，如須使點(diǎn)火時(shí)刻提前。如發(fā)動(dòng)機(jī)在/的怠速時(shí)，點(diǎn)火提前角為，而轉(zhuǎn)速增加到0時(shí)，點(diǎn)火提前角增大到。但當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加時(shí)，由于混合氣壓力與溫度的提高及進(jìn)氣擾流的增強(qiáng)，會(huì)使燃燒速度加快，為避免發(fā)生爆燃，最佳點(diǎn)火提前角的增加速度

4、就要適當(dāng)減慢。、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在輕載和節(jié)氣門部分開度時(shí)，進(jìn)氣管內(nèi)的真空度較高，吸進(jìn)進(jìn)氣管和汽缸內(nèi)的空燃混合氣的數(shù)量少。這些稀薄的混合氣在壓縮終了的壓力較低，燃燒速度較慢，為了在上止點(diǎn)后左右完成燃燒，點(diǎn)火時(shí)刻必須提前。在大負(fù)荷時(shí)，節(jié)氣門全開，大量的空燃混合氣被吸入汽缸，并且進(jìn)氣管的真空度低，這就會(huì)導(dǎo)致燃燒壓力增高，燃燒速度加快。在這樣的情況下，必須推遲點(diǎn)火提前角，以防止氣體在上止點(diǎn)后以前全部燃燒完畢。3、辛烷值汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，點(diǎn)火提前角可適當(dāng)增大；辛烷值越低，抗爆性越差點(diǎn)火提前角則應(yīng)相應(yīng)減小，否則容易產(chǎn)生爆燃。修正點(diǎn)火提前角1、暖機(jī)修正發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)起動(dòng)后，冷卻液溫度較低且汽油霧化不良，此

5、時(shí)應(yīng)增大點(diǎn)火提前角。在暖機(jī)過程中，隨冷卻液溫度的升高，點(diǎn)火提前角修正值逐漸減小。修正值的變化規(guī)律及大小隨發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)修正的主要控制信號(hào)如：冷卻液溫度信號(hào)、空氣流量信號(hào)、節(jié)氣門位置信號(hào)等有關(guān)。2、怠速穩(wěn)定性修正發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速工況運(yùn)行時(shí)，由于負(fù)荷變化使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，電控單元要調(diào)整點(diǎn)火提前角，使發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況時(shí)，電控單元不斷地計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)速，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低于規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，電控單元根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速差值的大小相應(yīng)地增大點(diǎn)火提前角；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于目標(biāo)轉(zhuǎn)速時(shí)，則減小點(diǎn)火提前角。調(diào)節(jié)范圍一般在土。怠速穩(wěn)定性修正的控制信號(hào)主要有：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、節(jié)氣門

6、位置信號(hào)、車速信號(hào)和空調(diào)信號(hào)等。3、空燃比反饋修正現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)都裝有氧傳感器，根據(jù)氧傳感器的反饋出來的電信號(hào)對(duì)空燃比進(jìn)行修正。隨著修正噴油量的增加或減少，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。為了提高怠速的穩(wěn)定性，在反饋修正油量減少時(shí)，點(diǎn)火提前角會(huì)適當(dāng)?shù)卦黾??？杖急确答佇拚目刂菩盘?hào)主要有：氧傳感器信號(hào)、節(jié)氣門位置信號(hào)、冷卻液溫度信號(hào)、車速信號(hào)等。4、過熱修正發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常運(yùn)行工況時(shí)（怠速觸點(diǎn)斷開），如果冷卻液溫度過高，很可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃，此時(shí)應(yīng)將點(diǎn)火提前角適當(dāng)推遲。而在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況時(shí)（怠速觸點(diǎn)閉合），若冷卻液溫度過高，為了避免發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間過熱，應(yīng)將點(diǎn)火提前角增大（提高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速）過熱時(shí)修正的

7、主要控制信號(hào)有：冷卻液溫度信號(hào)、節(jié)氣門位置信號(hào)等。二通電時(shí)間控制點(diǎn)火線圈的通電時(shí)間是以建立磁場(chǎng)形式蓄積點(diǎn)火能量的時(shí)間，對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為閉合角；通電時(shí)間控制的原則是在不影響火花放電的前提下，在保證點(diǎn)火線圈有足夠時(shí)間蓄積能量下而不造成過熱損失和破壞；蓄電池電壓變化影響點(diǎn)火線圈磁場(chǎng)建立。電壓下降，通電時(shí)間加長(zhǎng)，關(guān)系如圖。通電時(shí)間三、爆震控制爆震控制系統(tǒng)的任務(wù)發(fā)動(dòng)機(jī)如較長(zhǎng)時(shí)間工作在爆燃狀態(tài)下，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p壞。爆震控制可防止因爆震導(dǎo)致的損壞，即使在不利的條件下盡可能利用低等級(jí)燃油并考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)工況來提高經(jīng)濟(jì)性鑒于燃油可利用性的邏輯優(yōu)點(diǎn)在整個(gè)大負(fù)荷區(qū)，具有低消耗、高扭矩輸出。爆震控制系統(tǒng)的功能當(dāng)出現(xiàn)爆

8、震，點(diǎn)火滯后會(huì)持續(xù)幾個(gè)工作循環(huán)，然后再逐漸恢復(fù)到原來的點(diǎn)火時(shí)刻?？梢詫?duì)各氣缸組獨(dú)立地進(jìn)行點(diǎn)火滯后調(diào)整（有選擇性地氣缸組調(diào)整）。1、爆震定義汽油發(fā)動(dòng)機(jī)利用火花塞提供電火花將混合氣點(diǎn)燃，火焰在混合氣不斷傳播完成燃燒過程；期間如果某種原因?qū)е聣毫ι?，一些部位混合氣（末端混合氣）不等火焰?zhèn)鞯?，就自行燃燒，造成瞬時(shí)爆發(fā)燃燒。2、爆震危害破壞燃燒室壁的激冷層，導(dǎo)致散熱量增加，發(fā)動(dòng)機(jī)各部分溫度上升，結(jié)果功率下降，嚴(yán)重時(shí)活塞燒結(jié)，活塞環(huán)粘著，軸承破壞，氣門燒蝕。z二“X轉(zhuǎn)速IIii爆震與點(diǎn)火時(shí)刻的關(guān)系爆震區(qū)域2有爆震控制3-無-爆震控制4安全余量最大扭矩提前角3、爆振傳感器爆震傳感器：安裝在缸體上專門檢測(cè)發(fā)

9、動(dòng)機(jī)的爆燃狀況，提供給根據(jù)信號(hào)調(diào)整點(diǎn)火提前角。壓力傳感器主要用于檢測(cè)氣缸負(fù)壓、大氣壓、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的升壓比、氣缸內(nèi)壓、油壓等。吸氣負(fù)壓式傳感器主要用于吸氣壓、負(fù)壓、油壓檢測(cè)。汽車用壓力傳感器應(yīng)用較多的有電容式、壓阻式、差動(dòng)變壓器式（）、表面彈性波式（）。溫度傳感器主要用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。溫度用傳感器有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。三種類型傳感器各有特點(diǎn)，其應(yīng)用場(chǎng)合也略有區(qū)別。線繞電阻式溫度傳感器的精度高，但響應(yīng)特性差；熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高，響應(yīng)特性較好，但線性差，適應(yīng)溫度較低；熱偶電阻式溫度傳感器的精度高，測(cè)量溫度范圍寬

10、，但需要配合放大器和冷端處理一起使用。爆振傳感器的作用是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸壓力或其他能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)爆振做出判斷的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并將信號(hào)送入發(fā)動(dòng)機(jī)C常見的爆振傳感器有兩種，磁致伸縮式爆振傳感器，壓電式爆振傳感器。a磁致伸縮式爆震傳感器：利用磁致伸縮效應(yīng)的加速度計(jì)。爆震使傳感器在特定的頻率產(chǎn)生異常高輸出電壓，把這個(gè)異常信號(hào)分離出來作為爆震信號(hào)。7-hr/-r等子爆電應(yīng)振測(cè)壓效H髓、6電氣接頭2配重；3壓電元件4外殼、58安裝部螺紋7壓電元件4、爆震控制原理點(diǎn)火過早時(shí)，由于上止點(diǎn)附近的壓力升高率迅速增大，使末端混合氣的壓力顯著上升因而爆震容易發(fā)生；相反，推遲點(diǎn)火則可以減輕甚至避免爆震。爆震控制的目的就是

11、根據(jù)爆震傳感器的信號(hào)調(diào)整點(diǎn)火時(shí)刻使汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作在臨界爆震狀態(tài)。爆振控制系統(tǒng)組成如圖正量慢慢恢復(fù)rp復(fù)硬軟件調(diào)整利用控制點(diǎn)火時(shí)刻公式中的一個(gè)修正項(xiàng)。檢測(cè)到爆震，把點(diǎn)火時(shí)刻修正項(xiàng)變?yōu)闇笾?，并以固定的角度逐步推遲點(diǎn)火；當(dāng)爆震信號(hào)削除，以一固定的角度使點(diǎn)火時(shí)刻增加；當(dāng)再出現(xiàn)爆震，點(diǎn)火提前角再次推遲；點(diǎn)火提前角實(shí)行爆震反饋控制，這種調(diào)整過程反復(fù)進(jìn)行，直到穩(wěn)定為止。5、造成爆震的原因一般的爆震是因?yàn)槿紵覂?nèi)油氣點(diǎn)火后，火焰波尚未完全擴(kuò)散，遠(yuǎn)程未燃的油氣即因?yàn)楦邷鼗蚋邏憾匀迹浠鹧娌ㄅc正規(guī)燃燒的火焰波撞擊而產(chǎn)生極大壓力，使得引擎產(chǎn)生不正常的敲擊聲。造成爆震最主要有以下幾點(diǎn)原因：一、點(diǎn)火角過于提前：為了

12、使活塞在壓縮上死點(diǎn)結(jié)束后，一進(jìn)入動(dòng)力沖程能立即獲得動(dòng)力，通常都會(huì)在活塞達(dá)到上死點(diǎn)前提前點(diǎn)火（因?yàn)閺狞c(diǎn)火到完全燃燒需要一段時(shí)間）。而過于提早的點(diǎn)火會(huì)使得活塞還在壓縮行程時(shí)，大部分油氣已經(jīng)燃燒，此時(shí)未燃燒的油氣會(huì)承受極大的壓力自燃，而造成爆震。二、引擎過度積碳：引擎于燃燒室內(nèi)過度積碳，除了會(huì)使壓縮比增大（產(chǎn)生高壓），也會(huì)在積碳表面產(chǎn)生高溫?zé)狳c(diǎn)，使引擎爆震。三、引擎溫度過高：引擎在太熱的環(huán)境使得進(jìn)氣溫度過高，或是引擎冷卻水循環(huán)不良，都會(huì)造成引擎高溫而爆震。四、空燃比不正確：過于稀的燃料空氣混合比，會(huì)使得燃燒溫度提升，而燃燒溫度提高會(huì)造成引擎溫度提升，當(dāng)然容易爆震。五、燃油辛烷值過低：辛烷值是燃油抗爆

13、震的指標(biāo)，辛烷值越高，抗爆震性越強(qiáng)。壓縮比高的引擎，燃燒室的壓力較高，若是使用抗爆震性低的燃油，則容易發(fā)生爆震。6、爆震的判斷爆震強(qiáng)度的兩種表示方法（1）用一個(gè)燃燒循環(huán)爆震傳感器輸出信號(hào)的最大幅值表示。幅值越大，爆震越強(qiáng)。（2）用爆震循環(huán)的百分比表示。在一定數(shù)量的工作循環(huán)中，發(fā)生爆震的循環(huán)所占的百分比越高，爆震越強(qiáng)。爆震檢測(cè)原理爆震傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)過放大，濾波處理，由峰值檢測(cè)電路將爆震傳感器信號(hào)的最大幅值記錄下來，與爆震檢測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)比較，如峰值信號(hào)大于基準(zhǔn)信號(hào)說明發(fā)生爆震。為防止點(diǎn)火雜波的干擾而產(chǎn)生錯(cuò)誤的判斷，所以規(guī)定爆震檢測(cè)區(qū)域?yàn)辄c(diǎn)火上止點(diǎn)后度（曲軸轉(zhuǎn)角）?；鶞?zhǔn)信號(hào)大小計(jì)算理想的基準(zhǔn)信號(hào)是

14、發(fā)動(dòng)機(jī)在爆震臨界狀態(tài)下爆震傳感器的輸出信號(hào)峰值。VRKVMVOS爆震檢測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)，一一爆震傳感器信號(hào)在檢測(cè)區(qū)間的平均，一一放大倍數(shù)，一一基準(zhǔn)信號(hào)的閾值爆震強(qiáng)度越大，傳感器的輸出信號(hào)越大，所以傳感器信號(hào)的峰值與基準(zhǔn)信號(hào)的差越大說明爆震的強(qiáng)度越大。爆震檢測(cè)方法存在的問題（1）高速時(shí)，不易從背景噪音信號(hào)中區(qū)分出爆震；（2）發(fā)動(dòng)機(jī)存在著制造誤差，因而不同發(fā)動(dòng)機(jī)存在著不同的檢測(cè)基準(zhǔn)。上面的檢測(cè)方法確定爆震檢測(cè)基準(zhǔn)是大量發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)平均。（3）若確定理想的檢測(cè)基準(zhǔn)，就需對(duì)每一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)做實(shí)驗(yàn)，這是十分困難和昂貴。自動(dòng)修正檢測(cè)基準(zhǔn)爆震檢測(cè)方法ECU四、恒流控制1基本功能）發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，分電器軸帶動(dòng)霍爾信號(hào)

15、發(fā)生器的觸發(fā)葉輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)觸發(fā)葉輪的葉片進(jìn)入空氣隙時(shí)，信號(hào)發(fā)生器輸出高電壓信號(hào),使點(diǎn)火控制器集成電路中末級(jí)大功率三極管導(dǎo)通，點(diǎn)火系初級(jí)電路接通：電源“+”一點(diǎn)火線圈一點(diǎn)火控制器（三極管）一搭鐵。）當(dāng)觸發(fā)葉輪的葉片離開空氣隙時(shí)，信號(hào)發(fā)生器輸出的低電壓信號(hào)，使點(diǎn)火器大功率三極管截止，初級(jí)電路切斷，次級(jí)產(chǎn)生高壓?；魻栯娮狱c(diǎn)火系工作過程一葉片位置一霍爾電壓一信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)一點(diǎn)火器大功率管一點(diǎn)火線圈初級(jí)回路一進(jìn)入空氣隙一不產(chǎn)生一高電位一適時(shí)導(dǎo)通一接通一離開空氣隙一產(chǎn)生低電位一截止一切斷一次級(jí)繞組產(chǎn)生高壓。U/02限流控制（恒流為保證發(fā)動(dòng)機(jī)在7小，初級(jí)電流增長(zhǎng)快上升特性見圖。r大，若制,電路電阻小，電感

16、而損壞。初級(jí)電流尢功率簷辱逓列間（ms）圖4-35一般型和恒流控制型點(diǎn)火線圈初級(jí)電流上升特性控制電路原理圖見圖。圖中為點(diǎn)火器末級(jí)大功率管，為采樣電阻，為點(diǎn)火集成塊。當(dāng)采樣電阻值一定時(shí)，采樣電阻兩端的電壓值與通過點(diǎn)火線圈的初級(jí)電流成正比，工作中，采樣電阻壓降值反饋到點(diǎn)火集成塊中的限流控制電路，使限流控制電路工作，從而保持流過點(diǎn)火線圈的初級(jí)電流恒定不變。+電擴(kuò)Rs-75jnQ基本工作情況：當(dāng)大通時(shí)II時(shí)，初級(jí)電流逐漸增大；當(dāng)初級(jí)電流限流值丄放丄丄使更加導(dǎo)通，集電極電位下降，向截止區(qū)偏移，初級(jí)電流下降；當(dāng)初級(jí)電流略低于限流值時(shí)，反饋電壓使放大器輸出端電壓下降，使趨于截止，集電極電位上升，趨于導(dǎo)通，初級(jí)電流上升。.閉合角控制閉合角是指點(diǎn)火控制器的末級(jí)大功率開關(guān)管導(dǎo)通期間，分電器軸轉(zhuǎn)過的角度，也稱導(dǎo)通角。由于點(diǎn)火線圈采用了高能點(diǎn)火線圈，即初級(jí)繞組的電阻很小W,這樣點(diǎn)火系初級(jí)電路的飽和電流可達(dá)以上，為防止初級(jí)電流過大燒壞點(diǎn)火線圈，點(diǎn)火控制器必須控制末級(jí)大功率開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，使初級(jí)電流控制在額定電流值，保證點(diǎn)火系可靠工作。裝與未裝