1号爆燃传感器
ECU
2号爆燃传感器
第三节 MCI控制原理
发动机正常 状态下点火 时刻的控制, 起动/怠速/滑 行时,设有专 门的控制程 序和控制方 式
点火提前角和闭合角的控制
点火提前角是从火花塞发出电火花，到该缸活塞运 行至压缩上止点时曲轴转过的角度。 当汽油机保持节气门开度、转速以及混合气浓度一 定时，汽油机功率和耗油率随点火提前角的改变而 变化。对应于发动机每一工况都存在一个最佳点火 提前角。 适当点火提前角，可使发动机每循环所做的机械功 最多（ 曲线阴影部分） 点火提前角过大，易爆燃； 点火提前角过小，排气温度升高，功率降低。
分类：根据点火线圈的数量和高压电分配方式的不同， 分为：
独立点火方式； 同时点火方式； 二极管配电点火方式。
独立点火方式
特点：每缸一 个点火线圈， 即点火线圈的 数量与气缸数 相等。
1缸 2缸 3缸 4缸 5缸 6缸 点火线圈 火花塞
由于每缸都有 点火线圈，即 使发动机转速 很高，点火线 圈也有较长的 通电时间，可 提供足够高的 点火能量。
发动机爆燃的控制
闭环控制原理框图
发动机爆燃的控制
点火提前角的快速调节法
发动机爆燃的控制
点火提前角的慢速调节法
பைடு நூலகம்
过热修正控制信号：冷却液温度传感器信号、节气门位置 传感器信号（IDL信号）
（1）水温修正
提前角
IDL通
←推迟 提前→
IDL断
-40 -20 0 20 40 60 80
冷却液温度/℃
20 40 60 80 100 120
暖机修正
冷却液温度/℃
过热修正
（2）怠速稳定修正
ECU根据实际转速与目标转速的差来修正点火提前角， 低于目标转速，应增大点火提前角，反之，推迟点火 提前角。
线圈
铁心
壳体
输出电压u0
永久磁铁
谐振点
频率f
电感式爆燃传感器
压电式共振型爆燃传感器
【组成】压电元件、 振子、基座、外壳 等组成。
【原理】压电效应原理
电压 爆燃传感器 至ECU 频率
当发生爆燃时，振 子与发动机共振， 压电元件 压电元件输出的信 号电压也有明显增 大，易于测量。
带开路/断路检测电 阻的传感器
喷油量
点火提前角
闭合角控制
• 通电时间对发动机工作的影响
在发动机工作时，必须保证点火线圈的初级电路 有足够的通电时间。
但如果通电时间过长，点火线圈又会发热并增大 电能消耗。 要兼顾上述两方面的要求，就必须对点火线圈初 级电路的通电时间进行控制。 另外还需根据蓄电池电压对通电时间进行修正。
爆燃的控制
各种 传感 器
点火器 ECU
同时点火方式
传感器
特点：点火线圈 的个数等于气缸 数的一半。 当两同步缸同时 到达上止点时， 火花塞跳火，其 中一缸接近压缩 行程上止点，为 有效点火；另一 缸接近排气行程 上止点，为无效 点火。
火花塞 点火线圈 ECU 点火器
二极管配电点火方式
特点：四 个气缸共 用一个点 火线圈。 发动机气 缸数必须 是4的整数 倍。
控制点火提前角的基本方法
基本点火提前角
电控点火数据图
点火正时控制
起动时 初始点火提前角
• 点火提前角常用的计算 方法： 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
基本点火提前角
起动后 修正点火提前角
实际点火提前角
实际点火提前角＝基 本点火提前角×点火提 前角修正系数
点火正时控制
频率（kHz）
压电式非共振型爆燃传感器
压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器
安装在火花塞的垫圈 处，每缸一个，根据 各缸的燃烧压力直接 检测各缸的爆燃信息， 并转换成电信号输送 给ECU。
火花塞
爆燃传感器
爆燃传感器电路及其检修
用万用表在传感器侧检查传感器端子与传感器壳体之 间电阻，应不导通（电阻为无穷大），否则说明内部 短路，应更换传感器。 用敲击传感器的方法来模拟传感器的工作过程，测试 传感器的输出信号。 在发动机急加速的时候，测试传感器的输出信号。
– 其他因素：燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大 气压力、冷却水温度。
控制点火提前角的基本方法
起动：按ECU内存储的初始点火提前角对点火提前 角进行控制。起动时的点火提前角一般是固定的， 为10°左右。 正常运转：ECU根据发动机的转速和负荷信号，确 定基本点火提前角，并根据其他信号修正，以确定 实际的点火提前角，并向电子点火控制器输出点火 信号。
怠速稳定修正控制信号：发动机转速信号（Ne信号）、 节气门位置传感器信号（IDL信号）、车速传感器信号 （SPD信号）、空调开关信号（A/C信号）
修正值 空调断开 空调接通
与怠速目标转速的差值
（3）空燃比反馈修正
由于空燃比反馈控制系统，是根据氧传感器的反馈 信号调整喷油量的多少来达到最佳空燃比控制的， 所以这种喷油量的变化必然带来发动机转速的变化。 为了稳定发动机转速，点火提前角需根据喷油量的 变化进行修正。
第三章 微机控制 点火系统的结构原理
主讲人：肖国权
主要内容
第一节 微机控制点火系统的组成 第二节 MCI主要部件的结构原理 第三节 MCI控制原理
第一节 微机控制点火系统的组成
组成：电源、 传感器、 ECU、点火 器、点火线 圈、分电器 和火花塞等。
第一节 微机控制点火系统的组成
工作原理：发动机工作时，ECU根据传感器信号（G、 Ne等信号），确定出最佳点火提前角和通电时间，并 以此向点火器发出指令（IGt、IGd信号）。点火器根 据指令，控制点火线圈初级电路的导通和截止。当电 路导通时，点火线圈初级电路导通。当初级电路被切 断时，次级线圈中感应出高压，经分电器或直接送至 工作气缸的火花塞。
起动后基本点火提前角的确定
怠速运转
ECU根据节气门位置传感器信号（IDL信号）、发 动机转速传感器信号（Ne信号）和空调开关信号 （A/C信号）确定基本点火提前角。 怠速以外工况
ECU根据发动机的转速和负荷（单位转数的进 气量或基本喷油量）确定基本点火提前角。
点火提前角的修正
不同的发动机控制系统中，对点火提前角的修正 项目和修正方法也不同。修正方法有修正系数法 和修正点火提前角法两种 。
组成：在电控点火系统基础上增加爆燃传感器。
1、爆燃传感器 2、ECU 3、其他传感器 4、点火器和点火线圈 5、分电器 6、火花塞
爆燃的控制
爆燃识别：由缸体上的爆燃传感器检测发动机不 同频率范围内的机械振动，发生爆燃时传感器电 压信号有较大的振幅。
爆燃强度的确定：ECU根据爆燃信号超过基准值 的次数来判定爆燃强度，次数越多，爆燃强度越 大，反之越小。
膜片
ECU
KNK信号波形
压电式非共振型爆燃传感器
与共振式相比，非共振式内部无震荡片，但设一 个配重块，以一定的预紧压力压紧在压电元件上。 当发动机发生爆燃时，配重块以正比于振动加速 度的交变力施加在压电元件上，压力元件则将此 压力信号转变成电信号输送给 ECU。 引线
输出电压（mV） 压电元件 配重块
电感式爆燃传感器
压电式爆燃传感器。这又分为： • 压电式共振型爆燃传感器 • 压电式非共振型爆燃传感器 • 压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器
电感式爆燃传感器
【组成】铁心、永久磁铁、线圈及外壳。
【原理】利用电磁感应原理检测发动机爆燃。
当传感器的固有振动频率与发动机爆燃时的振 动频率相同时，传感器输出的信号电压最大。
起动点火控制 点火正时控制 起动后点火控制
初始点火提前角 预热修正 初始点火提前角 基本点火提前角 修正点火提前角 过热修正 怠速稳定修正 爆燃修正 其他修正等
起动时点火提前角的控制
发动机起动过程中，进气管绝对压力传感器信号 或空气流量计信号不稳定，ECU无法正确计算点 火提前角，一般将点火时刻固定在设定的初始点 火提前角。 控制信号：发动机转速信号（Ne信号）和起动开 关信号（STA信号）。
IGt：点火正时信号
IGd：判缸信号
汽油机点火系统的类型
– 传统点火系统：又分为：
磁电机点火系统；
蓄电池点火系统。缺点：高速易断火，不适合高 速发动机；断电器触点易烧蚀，工作可靠性差； 点火能量低，点火可靠性差。 – 微机控制的点火系统：即电控点火系统。采用计算机 根据各传感器信号对点火提前角进行控制。 • 有分电器式
主要修正项目：
水温修正； 怠速稳定修正； 空燃比反馈修正。
（1）水温修正
水温修正又可分为暖机修正和过热修正。
暖机修正：暖机过程中，随冷却水温的提高，点火提前角 应适当减小。
暖机修正控制信号：冷却液温度传感器信号、进气管绝对 压力传感器信号或空气流量计信号、节气门位置传感器信 号（IDL信号）
过热修正：冷却液温度过高时，点火提前角应适当增大。
第二节 MCI主要部件的结构原理
• 本节主要内容：
– 点火器 – 点火线圈和分电器
– 爆燃传感器
– 点火控制电路
1、点火器
功能：根据ECU的指令，控制点火线圈初级电 路的通电或断电，并在完成点火后向ECU输送 点火确认信号。 检测：用万用表或示波器检查发动机ECU相应 端子间电压。
2、点火线圈和分电器
• 无分电器式
1.有分电器电控点火系统
主要特点：只有1个点火线圈。 组成：凸轮轴/曲轴位置传感器、空气流量计、冷 却液温度传感器、节气门位置传感器、起动开关、 空调开关、车速传感器。
点火 点火 器 线圈
ECU
火 花 塞
分电器
2.无分电器电控点火系统
特点：用电子控制装置取代了分电器，利用电子分火 控制技术将点火线圈产生的高压电直接送给火花塞进 行点火，点火线圈的数比有分电器电控点火系统多。 优缺点：分火性能较好，但其结构和控制电路复杂。