马瑞利电脑的点火控制电路由曲轴位置传感器、单片机和点火电路组成。 1.曲轴位置传感器： 汽车的磁感应式曲轴位置传感器也称曲轴转速传感器,安装在曲轴箱内靠近离合器一侧的缸体上,主要由信号发生器和信号转子组成,如图4-59所示。 曲轴位置传感器的信号发生器由永久磁铁、传感线圈和线束插头组成。传感线圈绕在永久磁铁上,构成传感器磁头,磁头正对安装在曲轴上的齿盘式信号转子。
信号转子又称信号盘,为齿盘式,在其圆周上均匀间隔地制作有58个凸齿、57个小齿缺和1个大齿缺。大齿缺输出基准信号,对应发动机1缸或4缸压缩上止点前一定角度。大齿缺所占的弧度相当于两个凸齿和三个小齿缺所占的弧度。因为信号转子随曲轴一同旋转,曲轴旋转一圈(360°),信号转子也旋转一圈(360°),所以信号转子圆周上的凸齿和齿缺所占的曲轴转角为360°,每个凸齿和小齿缺所占的曲轴转角均为3°(58×3°+57×3°=345°),大
齿缺所占的曲轴转角为15°(2×3°+3×3°=15°）。
当曲轴位置传感器的信号转子随曲轴旋转时,由磁感应式传感器工作原理可知,在传感线圈上就会产生一个周期性的交变电压信号。信号转子上设有一个产生基准信号的大齿缺,当大齿缺转过磁头时,信号电压所占的时间较长,即输出信号为一个宽脉冲信号,该信号对应于1缸或4缸压缩上止点前一定角度。ECU接收到宽脉冲信号时,便可知道1缸或4缸上止点位置即将到来,由于信号转子上有58个凸齿,因此信号转子每转一圈(发动机曲轴转一圈),传感线圈就会产生58个交变电压信号输入ECU。
每当信号转子随发动机曲轴转动一圈,传感线圈就会向ECU输入58个脉冲信号。如果在1min内ECU接收到曲轴位置传感器116000个信号,ECU便可计算出曲轴转速n为2000r/min(n=116000/55=2000。依此类推,ECU根据每分钟接收曲轴位置传感器脉冲信号的数量,便能计算出发动机曲轴旋转的转速。发动机转速信号和负荷信号是ECU最重要、最基本的传感信号,ECU根据这两个信号就可以计算出基本喷油提前角(时间)、基本点火提前角(时间)和点火导通角三个基本控制参数。
曲轴位置传感器信号转子上大齿缺产生的信号为基准信号,ECU控制喷油时间和点火时间是以大齿缺产生的信号为基准进行控制的。当ECU接收到大齿缺产生的信号后,再根据小齿缺信号来控制点火时间、喷油时间和点火线圈一次电流接通时间。
2.点火控制电路分析：
马瑞利单点电脑的点火控制电路是典型的直接点火系统,其原理如图4-60所示,点火系统是由CPU的端口A(38引脚)来控制的。系统复位后主程序将端口A配置成定时器输出口。
曲轴转速信号如图4-61(a)所示,输入至ECU的11引脚(PIN11)和28引脚(PIN28),经电阻103送至发动机转速监测芯片L9101的6引脚和7引脚。曲轴转速信号经L9101波整形后由10引脚输出如图4-61(b)所示的5V矩形脉冲信号,每个周期由58个窄脉冲和1个宽脉冲组成,该信号送到反向器74HC14D的11引脚,取反后变为如图4-61(c)所示波形,该波形送到单片机42引脚(定时器的输入端口)。
单片机根据收到的转速脉冲信号对点火时间做出判断:当收到宽脉冲(对应两个缺齿)
后开始计数,当20个连续窄脉冲(对应连续齿)出现后判断为1缸或4缸的上止点;而当50个窄脉冲出现后判断为2缸或3缸上止点,由此可计算出1缸、4缸和2缸、3缸的基本点火提前角,然后根据发动机冷却液温度传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器等输入信号,通过存储器中的点火提前角修正表对基本点火提前角进行修正以获得精确的点火时间。
点火电路分为两路:一路由单片机的38引脚输出,给1缸、4缸点火;另一路由36引脚输出(图4-60中没有画出),给2缸、3缸点火。单片机的点火脉冲波形如图4-62所示。
如图4-60所示,单片机的点火脉冲从38引脚输出,经三极管VT1和VT2两级放大,驱动大功率三极管VT3。当驱动VT3的脉冲为高电平时,VT3导
通,电路经电阻Re（阻值很小)接地,点火初级线圈通电充磁;当脉冲为变为低电平时,VT3截止,点火初级线圈磁场磁通量立即减小至零,磁通量的变化率特别大,在次级线圈感应出很高的电压。次级线圈的点火回路是将1缸和4缸的火花塞串联在一起,高电压同时击穿两个火花塞间隙。
由于1缸和4缸、2缸和3缸分别是两组气缸。每组气缸是互补的,一个缸是压缩上止点,另一个就是排气上止点,两组气缸相差180°。例如,以4缸排气上止点为曲轴转动角的0°,1缸是压缩上止点,此时点火(不考虑点火提前角),1缸火花塞跳火点燃混合气做功,称为“真火”,4缸在排气上止点,火花塞也跳火,但对剩余废气不起作用,称为“空火”。
曲轴转动至360°,经过了两个行程,1缸转到排气上止点,4缸转到压缩上止点,此时火花塞跳火,1缸为“空火”,4缸为“真火”。曲轴转动至720°,下一个周期开始。也就是说曲轴每转2圈,4个行程,点火2次,1缸和4缸轮流做功一次,“空火”和“真火”各一次。
由于两组气缸相差180°,两组点火线圈,所以曲轴每转2圈,4个行程,1缸、3缸、4缸、2缸轮流做功一次,“空火”和“真火”各一次。
从上面的马瑞利单点电脑工作原理可以看出,点火电路要正常工作有4个不可缺少的要素:
①正常的传感器信号(曲轴转速信号)送至CPU系统;
②CPU系统能进行正常的信息处理,并输出相应的点火驱动信号;
③执行机构(点火及驱动电路)能正常工作;
④点火监测电路的监测电压信号能正常反馈到CPU系统；
4.点火电路的检修；
金杯单点玛瑞利电脑最常出现的故障现象是不点火,下面介绍其检修过程。
①首先给电脑正常供电,PIN17引脚接地,然后用任意波信号发生器产生如图4-61(a)所示的转速模拟信号加到电脑的PIN11(信号负)和PIN28(信号正)引脚,这样可以使电脑进入工作状态。
②用示波器测量L9101的10引脚,应有如图4-61(b)所示的脉冲信号,如果测不到信号说明L9101及其附属电路有故障。此时应先检查L9101周围的电路,如果没有问题,再检查L9101的6、7引脚接到电脑PIN11、PIN28引脚的线路,若仍然没有问题,应更换L9101。
③上述电路若没有问题,接着测试CPU的42、35引脚。用示波器测量后应有如图4-61(c)所示的波形,如果没有波形请检查74HC14D及周围电路、CPU的42和35引脚至74HC14D的10引脚间的通路、74HC14D的11引脚至L9101的10引脚间的通路。
④上述电路若没有问题,接下来测试CPU的36引脚和38引脚。用示波器测量后应有如图4-62所示的点火驱动信号,如果测不到,说明CPU系统工作不正常。
⑤如果以上电路都正常,却仍然不点火,说明点火执行器件(每路两个驱动三极管和一个点火管)有故障。
