控制装置便以此设定一个比120°滞后4°的点火时刻基准信号。由于120°信号设定在各缸压缩行程前70°处,故实际的点火时刻基准设定在各缸压缩行程上止点前66°处。 控制装置以点火时刻基准为依据,再根据各传感器的输人信号从CPU的ROM中查找出最佳点火提前角及最佳导通角,并以此计算最佳Z值(Z=66°—最佳点火提前角)。CPU在接到点火时刻基准信号的同时,其计数器开始计数曲轴转角传感器的1°信号,当计数值等于Z时,便向点火控制模块发出点火指令。点火控制模块立即切断点火线圈的初级电流,使次级线圈产生高压,并在火花塞电极处产生击穿跳火。
此外,控制系统可根据最佳通电时间及发动机的转速计算最佳导通角6,完成对点火线圈储能过程的控制,使点火能量保持恒定,以此节省能源消耗,防止线圈过热。实际上,在RDM中存放的初级线圈导通时间并不是常数,可根据蓄电池电压进行修正(参见图5-11).
日产ECCS系统对于点火系的控制,随发动机的工况不同则有所不同,主要分为以下三种控制模式;
1.正常行驶时点火提前角的控制
当ECU得到节气门位置传感器的怠速触点打开的信号时,即进人正常行驶时点火提前角的控制模式。其实际点火提前角的控制内容可用下式表示:
实际点火提前角=基本点火提前角x水温修正系数
式中的基本点火提前角已被事先设定并存储在CPU的ROM存储器中。只要根据发动机实际转速和负荷便可从中查出各种工况所对应的最佳点火提前角。
水温修正系数的特性曲线如图5-12所示。水温修正系数也是微机根据水温传感器的信号利用查表法从ROM中求得。由此便可得到当前条件下的最佳点火提前角。
2.怠速及滑行时点火提前角控制
当节气门位置传感器怠速触点闭合时,即进人怠速或滑行时的点火提前角控制模式。此时,主要是根据发动机转速、冷却水温度及车速来控制点火提前角,其工作特性如图5-13所示。
当发动机怠速或汽车滑行时,通常是根据转来控制点火时刻,当怠速的转速低于1000r/min时,点火提前角设定为15°;反之,则应根据水及车速来控制点火时刻(参见图5-12)。当冷却水温低于50℃、车速低于8km/h时,应按B特性曲线来推迟点火时刻,以此加快发动机及催化反应器达到正常工作温度的速度,使运转稳定。但是当冷却水温大于50℃或车速高于8km/h时,则应按A特性曲线来加大点火提前角,即利用进气管真空度的上升,补偿着火延迟期。滑行时,也希望混合气在气缸内燃烧完全,以保护排气净化用的三元催化装置。
3.起动时点火提前角的控制
发动机起动时,起动开关处于“ON”状态,控制系统即进人点火提前角的起动控制模式。为使发动机尽快着火运转,应根据冷却水的温度选择最佳点火提前角(如图5一14所示)。
从图5-14中看出,当发动机在水温0℃上起动时,其点火提前角为设定16°,而当水温在0℃以下时,则应根据冷却水温度适当地增加点火提前角.
但是当起动转速低于100r/min时,为了可靠点火,应根据起动转速的下降而适当降低点火提前角,其点火提前角为:
第四节无分电器点火系统
无分电器点火(DLI)系统是在微机控制的基础上将点火系中的分电器总成用电子控制装置取而代之后制造而成,又称直接点火系。它利用电子分火控制技术将点火线圈的次级绕组直接与火花塞相连,即把点火线圈产生的高压电直接送给火花塞进行点火,由此实现了点火系全电子化的目标。
由于无分电器点火系统改变了传统的机械式分火方式,即用微机控制电子配电方式取而代之,故失误率小、无机构磨损、无需调整,且高压电由点火线圈直接作用在火花塞上,故可减小无线电于扰及能量损失。DLI系统的组成如图5-15所示。
与前面介绍的点火控制系统不同的是,DLI系统的点火控制模块同时还具备电子配电功能,即可控制点火线圈组中的点火线圈导通与截止的时序,以此控制火花塞依次击穿点火的时序,完成点火控制过程。
DLI系统根据配电方式又可分为单独点火的配电方式、双缸同时点火的配电方式及二极管配电点火方式三种类型(参见图5-16 )。其中,单独点火配电方式可将点火线圈直接安装在火花塞的顶上,这样不仅取消了分电器也同时取消了高压线,故分火性能较好,相比而言, 其结构与点火控制电路最为复杂。
双缸同时点火配电方式因两个火花塞共用一个点火线圈且同时点火,故这种分火方式只能用在缸数为双数的发动机上。此外,与单独点火配电方式相比,其结构与点火控制电路相对简单,仍保留了点火线圈与火花塞之间的高压线,因此能量损失略大。其次,串联在高压回路的二极管,可用来防止点火线圈在初级绕组导通瞬间所产生的次级电压(约1000-2000V)加在火花塞上后发生的误点火。目前这种分火方式应用得较多。
双缸同时点火配电方式要求共用一个点火线圈的两个气缸工作相位相差360°曲轴转角,以确保点火线圈点火时,同时点火的两个气缸中,处于排气行程的气缸由于缸内气体的压力较小,且缸内混合气又处于后燃期,易产生火花,故放电能量损失很少口而大部分的点火高压和点火能量被加在压缩行程的火花塞上,故处于压缩行程的火花塞的跳火情况与单独点火的火花塞跳火情况基本相同。
二极管配电点火方式的特点是四个气缸共用一个点火线圈,但点火线圈则为内装双初级绕组、双输出次级绕组的特制点火线圈,且利用四个二极管的单向导电性交替完成对1、4缸和2、3缸配电过程。这种点火配电方式与双缸同时点火配电方式相比,具有相同的特性,但对点火线圈要求较高,而且发动机的气缸数应是数字4的倍数。
此外,无分电器点火系同样可采用点火提前角自动控制方式(参见图5-17)。图中所示的 DLI系统是一种典型的双缸同时点火配电方式无分电器点火系统。其ECU的输人信号主要来自于进气歧管压力传感器、水温传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器、空调开关信号、起动开关信号等。其中,曲轴位置传感器分别输出G1、 G2和Ne信号。G1与G2用于提供各缸点火时刻基准及判缸信号,Ne除了向控制系统提供用于计量的1°曲轴转角信号外,还可提供发动机转速信号。
图5-18为日本丰田公司1G-GZEU型发动机采用的DLI系统电路图,ECU除向点火控制模块输出点火信号IGt外,还可同时输出气缸判别信号IGdA、 IGdB,为点火控制模块提供气缸的点火时序。下面以此为例加以说明。
1.来自曲轴位置传感器的信号
曲轴位置传感器由G1、G2及 Ne等三个线圈组成(参见图5-17 ) ,其功能是用于判别气缸及检测曲轴转角的位置,以此来确定点火提前角和导通角。
(1) G1信号 G1信号产生的原理与普通磁电式信号发生器的工作原理相同。因为G1传感线圈的曲轴转角位置对应于第六缸压缩行程上止点附近。因此只要G1线圈信号波峰出现时,就表示第六缸处于压缩行程上止点附近,该信号主要用于点火时刻基准的确定。 (2) G2信号 G2信号与G1信号相同,但由于G2线圈与G1线圈相位相差360°曲轴转角,因此当G2信号波峰出现时,即表示第一缸活塞处于压缩行程上止点的附近。其作用与G1信号相同。
(3) Ne信号 Ne转子有24个齿,它每转一转将产生24个信号,其信号产生原理同上。但信号的周期长度为15°分电器轴转角或30°发动机曲轴转角。此外,为了保证点火精 度,需将这个脉冲信号整形,再通过电路将24个脉冲进行720个脉冲分频,即可产生1°曲轴转角信号。该信号主要用于计量点火提前角和点火线圈的导通角。 2.微机的输出信号
当ECU检测到发动机的转速、进气量、水温、起动开关等信号后,便可精确计算点火