点火系统最基本的原理是通过控制点火线圈初级电流的大小和断电的时刻，从而控制点火的能量和时刻，保证发动机气缸内的混合气彻底燃烧。点火装置的控制主要包括通电时间、点火提前角和爆燃控制部分。

1.闭合角的控制

所谓闭合角就是点火线圈初级侧的通电时间。为了保证点火系统工作时的点火能量，ECU必须根据蓄电池电源电压和发动机转速，由计算机内存储器存储的数据，确定闭合角。

由于点火能量的高低是由点火初级线圈电流的大小决定的，而该电流是按指数规律变化的，通电时间越长，其值越接近幅值，断电后在次级线圈中产生的感应电动势越高，点火能量就越大。因此，通常希望点火初级线圈侧的通电时间长一些。但是，该电流过大会造成点火线圈发热乃至损坏以及电能损耗的加大。因此，科学地控制点火线圈初级侧的通电时间，是点火控制的要素之一。

在现代电控点火系统中，由于使用半导体开关（通常是功率晶体管）来控制电流的通断，所以通电时间的控制是通过半导体开关的导通时间来实现的。由于电控点火系统中所使用的点火线圈均为高能型的，其电流幅值可达30A以上，为防止点火线圈损坏，有些系统中，在控制通电时间的同时，还加入了恒流控制。

恒流控制的基本方法是在点火器功率晶体管的输出回流中设置一个电流采样电阻，用采样电流在该电阻上形成的压降反馈控制晶体管的基极电流，只要这种反馈为负反馈，就可以稳定晶体管的集电极电流，从而达到恒流控制的目的。

2.点火提前角和爆燃的控制

影响发动机点火前提角的因素有很多，如发动机转速、负荷、进气压力、进气温度、大气压力等，但其中最主要的是转速和负荷。ECU内存储了大量的数据，发动机在工作时，各种传感器分别将每个瞬间的发动机转速、负荷、冷却液温度等信号输入ECU，ECU再对各种信号进行处理来决定点火提前角。

点火提前角也称为点火时刻，实际上的点火时刻都在压缩上止点之前的某一曲轴转角处。点火提前角是汽油发动机运行中的一个重要参数，它对发动机的动力性、经济性和环保性都有重大的影响。在自动变速器换档时，点火正时延迟以降低输出转矩和缓冲换档中的冲击。

在发动机电控系统中，点火提前角通常包括三部分内容：初始点火提前角、基本点火提前角和修正点火提前角，实际的点火提前角为这三部分之和，即：

最佳点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角

日本丰田汽车公司的TCCS系统采用这种点火提前角控制方法。现对丰田IG-GEL发动机的原始点火提前角、基本点火提前角及修正点火提前角分别介绍如下。

原始点火提前角（也称为固定点火提前角）为上止点前10°，适用以下工况：

1）发动机起动。

2）发动机转速在400r/min以下。

3）节气门位置传感器怠速触点闭合。

4）车速为2km/h。

5）发动机ECU内后备系统开始工作。

基本点火提前角分为怠速和平常行驶两种情况。

怠速的基本点火提前角在空调系统工作时为8°，空调不工作时为4°。由于怠速时点火提前角不必修正，所以实际的点火提前角为原始点火提前角加上怠速时的基本点火提前角，即空调系统工作时的实际点火提前角=原始点火提前角+空调系统工作时的基本点火提前角=10°+8°=18°。

空调系统不工作时的实际点火提前角=原始点火提前角+空调系统不工作时的基本点火提前角=10°+4°=14°。

平常行驶时的基本点火提前角以表格的形式存储在ECU的存储器中，如图5-9所示。

图5-9 丰田IG-GEL发动机平常行驶时的基本点火提前角

修正点火提前角分为暖机和稳定怠速两种特性，如图5-10和图5-11所示。

图5-10 丰田IG-GEL发动机暖机时的点火提前角特性

图5-11 丰田IG-GEL发动机稳定怠速时的点火提前角特性

平常行驶时，发动机的实际点火提前角就是上述三种点火提前角之和。

点火提前角的修正，除暖机和稳定怠速修正外，在有的车型上还采用空燃比反馈修正。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，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，喷油量与点火提前角的关系如图5-12所示。

气缸内混合气的正常燃烧是由火花塞处有序地向外推进的。因为某种原因而使部分混合气的温度和压力都很高，以致在火花塞点燃的火焰前锋到来之前自燃，形成无方向的爆炸燃烧，简称爆燃。爆燃会引起发动机的强烈振动并伴有金属敲击声。爆燃是一种非正常燃烧，危害极大，它使发动机的动力下降、经济性变差、排污加重；使发动机过热，各机件的热负荷加重，冷却液温度失控；局部产生强烈的冲击波，破坏气缸壁上的润滑油膜，使发动机的工作条件恶化。

产生爆燃的主要原因：发动机温度过高、负荷过大，或者是汽油本身的抗爆性差。

推迟点火是消除爆燃的有效办法，但是如果点火时刻远离爆燃，那么发动机的动力性将下降，油耗也增加。现在的点火爆燃控制的目标是点火时刻在爆燃的界面上。

爆燃控制的点火提前角如图5-13所示，爆燃控制系统实际就是加了爆燃传感器的点火控制闭环系统。

图5-12 喷油量与点火提前角的关系

图5-13 爆燃控制的点火提前角

爆燃传感器安装在发动机气缸体上，它把缸体的振动转换成电信号输入ECU，经ECU内部滤波电器，滤除与爆燃无关的信号，而只允许含有爆燃信号的特定频率范围的信号通过。然后，再将此信号与设定的爆燃强度基准值进行比较，若该信号大于基准值，说明该振动信号是由爆燃引起的，则比较器输出爆燃信号至ECU，以便进行爆燃控制处理。

由于发动机振动频繁与剧烈，为防止错误的爆燃判别，ECU只在容易发生爆燃的任何气缸点火之后的一段时间内，允许振动信号进入比较电路进行比较，即只在此时间范围内进行爆燃判别。(www.daowen.com)

当ECU有爆燃信号输入时，点火控制系统采用闭环控制方式，并在原点火提前角的基础上推迟点火提前角；如果爆燃不消失，则再推迟点火，直至爆燃消失。当爆燃消失后，在一段时间内维持当前的点火提前角。若无爆燃发生，则逐渐加大点火提前角一直到爆燃发生，然后又重复上述控制过程。可见，这是一种反馈控制过程，其控制原理如图5-14所示。

图5-14 爆燃反馈控制原理

3.点火提前角的检查及调整

检查点火正时一般使用点火正时仪，正常范围为8°～38°，检查方法如图5-15所示。有分电器的点火系统正时调整：逆着分电器凸轮旋转方向（逆时）转动分电器外壳，点火提前；顺着分电器凸轮旋转方向（顺时）转动分电器外壳，点火延迟。无分电器的点火系统正时一般不能调整。

图5-15 点火提前角的检查

为了避免伤人和破坏喷射及点火系统，在使用与维修过程中要注意：在发动机运转或处于起动转速时不允许触摸或拔下点火高压线；只能在关闭点火开关时才能拆下或连接喷射与点火系统以及测试仪器的导线；如果需要使发动机处于起动转速但不起动，如在进行压缩压力检测时，要分开转速传感器的插头连接。完成工作后要查询故障码。

（1）丰田车系直接点火发动机点火正时的检查

1）起动发动机使其达到正常工作温度。

2）发动机熄火后，连接转速表及正时灯到发动机上，变速杆置于N位。

3）起动发动机并加速到2500r/min，保持90s，然后降回怠速。

4）检查怠速应为750r/min。

5）发动机熄火，将诊断座中TEI与E1脚利用导线连接。

6）再起动发动机并保持在（750±25）r/min怠速运转，检查基本正时，应为10°。如果不正确，则检查正时带是否跳齿，或检查节气门怠速接点（ID与E2）之间是否接通。

7）如果传动带正常、怠速接点良好，检测空气流量计、压力传感器及冷却液温度传感器。另外要注意发动机是否漏气，若一切均正常则发动机ECU不正常。

（2）丰田车系采用分电器发动机基本点火正时的检查与调整

1）起动发动机达到正常工作温度。

2）发动机熄火，接上转速表及正时灯到发动机上，变速杆置于N位。

3）利用导线跨接诊断座中TEI与E1脚。

4）检查点火正时，在（750±25）r/min时应为10°。

5）如果正时不在标准范围内则直接调整分电器。

（3）本田点火正时的检测

1）如图5-16所示，将本田PGM测试仪或者本田诊断系统（HDS）连接到数据传输插接器（DLC）上，然后检查DTC。如果出现DTC，在检查点火正时之前，诊断故障原因，并进行维修。

2）起动发动机，让发动机无负载（空档）保持在3000r/min，直到散热器风扇开始运转，然后，让发动机怠速运转。

3）检查发动机的怠速是否平稳且在规定的范围内。

图5-16 检查点火提前角

4）根据测试仪的提示，将测试仪转到“SCS”模式。

5）把服务环路从线束上断开，然后，把正时灯连接到服务环路上。

6）将正时灯对准曲轴带轮上的指针（A）。在无负载情况下检查点火正时：前照灯、散热风扇、后窗除雾器和空调不工作。

点火正时：空档怠速时，为8°±2°BTDC（上止点）（红色标记B）。

7）如果点火正时与技术规格不同，要更新ECM/PCM。如果没有最新软件，更换一个确认良好的ECM/PCM，然后重新检查。如果系统工作正常，则更换原来的ECM/PCM。

8）断开本田PGM测试仪或者HDS以及正时灯。

9）用导线扎带将服务回路与线束扎紧。

（4）用读取数据流的方法检查点火提前角 捷达王的数据流见表5-1。

表5-1 捷达王的数据流

点火提前角：怠速时应为6°～12°（BTDC）。如果显示大于12°，可能有漏气，应检查进气系统。如果显示值小于6°，可能有附加电器设备用电，应关闭附加电器；转向盘处于某侧极限位置，应将转向盘回正。