内蒙工业大学本科毕业论文
图3-2 微机系统结构图
微机的功用是根据发动机的转速、负荷、曲轴转角、冷却水温度、进气温度和大气压力等信号，计算出点火正时并输出指令，由电子点火器执行，将点火线圈产生的高压电送到火花塞点火。
CPU是微机的核心,由控制单元及算术逻辑单元组成。其主要功能是取出存储器中存储的数据，经计算、判断等过程得出结果，同时输出指令给执行机构。RAM的作用是存储各传感器输入的反映发动机运行工况随时变化的信息,当切断电源时，储存于RAM中的所有信息将完全消失。ROM的功用是存储固定数据及处理数据的程序，当切断电源时，其存储的信息、数据并不消失。
I/O电路是CPU与输入、输出装置间数据传递的控制电器，通常与传输总线（BUS）连接。从上述可见，点火系统控制用微机的主要功能归纳起来有4项，即判断点火气缸、计算点火提前角、计算点火间隔角及把点火信号分配到指定气缸。
3.1.3 电子点火器
在DLI系统中，电子点火器是微机控制系统的执行机构。它执行微机的指令，通过功率三级管控制点火线圈初级电流的通断。图3-3是电子点火器的原理图。从图3-3中可知，电子点火器本身还具有闭合角控制、恒流控制、气缸判断、防止爆震、过电压保护以及产生点火安全信号等多种功能。
闭合角控制电路的功用，是将初级电路的接通时间控制在一定的范围且基本保持不变，从而确保发动机高速运转时有足够高的点火能量和次级电压，避免产生高速断火，同时又可防止低速时点火线圈和点火器功率三级管过热而损坏。恒流控制电路的作用，是将初级电流限制在某一恒定数值，以保护点火线圈和点火器不致过热而损坏。
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气缸判断电路被用来接受微机输入的气缸辨别信号（IGdA、IGdB），辨认需要点火的气缸。当点火线圈初级电路被切断时，点火安全信号电路产生一个反电动势,触发点火安全信号发生电路，使其输出一个点火安全信号（IGf）给控制微机。如果电子点火器发生故障，点火系统有3-5次不产生高压电时 ,微机便发出指令，使燃油喷射系统中止喷油，以免火花塞污染。
图3-3 电子点火器原理图
3.1.4 点火线圈
DLI系统采用小型闭磁路点火线圈。这种点火线圈能量转换效率高，约为75% (开磁路点火线圈仅为60% )，且线圈的匝数少,，初级电路的时间常数小，初级电流的增长速度快。
DLI系统中点火线圈的配置通常有两种形式，一种是每个气缸配置一个点火线圈，各缸独立点火；另一种是每两缸配装一个点火线圈,即一个点火线圈有两个高压输出端，分别供给两个气缸的火花塞同时串联点火，为通常所说的双缸点火方式。此外，还有一种四火花点火线圈，即一个点火线圈供给四个气缸的点火火花。这种点火线圈的初级绕组分成两部分，通过两个功率输出级来触发，并且在次级绕组的两端各有两个根据初级电流方向而成对地导通的高压二极管。
图3-4是日本丰田公司皇冠车上DLI系统采用的点火线圈结构图。该车六缸发动机双缸点火的气缸组合是1、6缸为一组,，2、5缸为另一组，3、4缸为第3组。
采用双缸点火方式时气缸组合的原则是：当某一缸(如第1缸)处于压缩行程末期(点火)时，其对应缸(第6缸)应处于排气行程末期。曲轴旋转360°后，两缸所进行的行程正好相反。由于压缩气缸的气缸压力较高，放电较为困难，因此所需跳火电压较高。而排气缸内压力较低放电容易，所需跳火电压较低，例如火花塞电极间隙为l㎜
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时，在大气压力下的跳火电压仅为1KV。所以，当压缩缸与排气缸的两火花塞串联同时跳火时，在图 3-5所示的双缸串联点火电路中，压缩缸承受大部分电压降。与传统点火系中只有一个火花塞跳火的情况相比，压缩缸的跳火电压相差不多，而排气缸损失的电能也并不大。在图3-5所示的双缸点火电路中，点火线圈次级高压电路中串联了一只高压二极管D，其作用是避免功率三极管导通的瞬间，点火线圈次级绕组产生的感应电动势造成火花塞跳火现象，其工作原理如图3-6所示。
图3-4 日本丰田皇冠DLI系统
图3-5 双缸点火电路 图3-6 双缸点火系统工作原理图
由传统点火系原理可知，高压电产生于初级电路断开瞬间，即断电器触点张开的瞬间。但是在初级电路接通时，即断电器触点闭合瞬间,点火线圈的次级绕组也将产生感应电势，只是数值较小，为1.5-2.5KV所以不能击穿火花塞电极间隙。在DLI系统中，在功率三极管截止瞬间，点火线圈可产生30-40KV的高压电，而在功率三极管导通瞬间，点火线圈次级绕组也会产生大约1KV的感应电势。如上所述，在传统点火系中，1KV的电压是根本不可能使火花塞跳火的。而在DLI系统中，1KV的电压是完全有可能使火花塞跳火的，其原因是：一是由于取消了高压配电器，消除了分火头与分电器盖旁电极的间隙，因此使得次级绕组产生的1KV电压全部作用于火花塞上；二是功率三极管导通的时刻大约发生在进气行程末期与压缩行程初期之间，
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这期间气缸压力较低，甚至低于大气压力，所以1KV的电压即可能使火花塞跳火，尤其在火花塞间隙过小,发电机调节电压又大于规定值(13.5-14.5V)时。采用在次级绕组电路内串接高压二极管的方法，即可避免上述现象的发生。
3.2 DLI系统的工作原理
3.2.1 凸轮位置传感器结构及信号产生
凸轮位置传感器的结构如图3-7所示。该传感器主要由3个信号线圈（G1、G2、Ne）、2个正时转子G1(G2)、Ne、永久磁铁和铁芯等组成，用以判断气缸、检测曲轴转角以及明确原始设定的点火时间。
图3-7 凸轮位置传感器的结构
a、G1信号
Gl信号用于发动机第6缸的判断和点火信号的重设。该信号产生的原理与无触点电子点火系统磁感应式信号发生器相同，如图3-8所示。在图3-8中，当Gl(G2)正时转子转动，其凸缘接近或远离铁芯时，空气隙即发生变化，磁路中的磁阻也随之发生变化，使得信号线圈Gl中通过的磁通也发生变化，于是在Gl信号线圈内即产生了感应电势（G1信号)。G1（G2）正时转子转1圈(曲轴转2圈)，产生1个Gl信号。G1信号的产生标志着第6缸已完成点火准备，其后就由Ne信号来确定第6缸的点火时间。
图3-8 信号发生器
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b、G2信号
G2信号用第1缸的判断和点火信号的重设。由于G2信号是在G1信号产生后，且G1正时转子旋转180°时产生的，因此其波形与G1信号是波形相同的，只是相差180°凸轮轴转角。G2信号的产生标志着第6缸已完成点火准备，然后便由其后产生的Ne信号确定第6缸的点火时间。
c、Ne信号
Ne信号是检测曲轴转角和点火时间的信号。Ne正时转子具有24个齿,它每转一周，Ne信号线圈便产生24个感应电势（Ne信号）波形。此信号除了作为点火时间的基准信号外，还可作为电控燃油喷射发动机的转速信号。
3.2.2 发动机点火正时
凸轮位置传感器产的G1、G2信号与Ne信号的关系如图3-9所示：
图3-9 凸轮位置传感器产的G1、G2信号与Ne信号的关系
由图3-9可知，当G1信号或G2信号产生时，则以该信号为基准，由Ne信号控制其后3次的点火信号，即每4个Ne信号产生1次点火信号。每产生3次点火信号后，再由G2(或G1)信号重设其后的3次点火。假如发动机起动瞬间已超过了产生G1信号的时间，而G2信号还未产生，此时由于无法判断点火气缸，因此必须要等到G2信号产生而确实判断出点火气缸时，才能实际执行点火控制，其点火正时如图3-10所示。
3.2.3 发动机点火时间控制
发动机实际的点火提前角由原始设定提前角、依据进气量和发动机转速信号从微机存储器中取出的基本点火提前角和根据有关传感器信号加以修正的修正点火提前角组成。对于确定的发动机，原始设定的点火提前角是固定的，发动机在起动期间即采用固定点火提前角点火。在发动机起动后的正常运行间，点火时间则由基本点火提前角和修正点火提前角决定.而这两项均由微机控制。修正点火提前角的项目随发动
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