（1）功用 电子点火系统的控制单元ECU根据凸轮轴/曲轴位置传感器、节气门位置传感器、爆燃传感器等主要传感器所提供的转速（含第一缸压缩上止点位置、判缸信号）、负荷及点火反馈（用于点火闭环控制）等信号，按照发动机的工作循环和点火顺序的要求，将发电机或蓄电池的低压电（12V）通过点火控制器由点火线圈转变成高压电（20000～30000V），通过火花塞引入到燃烧室中，并准确及时地在火花塞两极间产生电火花而依次点燃各缸可燃混合气，使发动机正常工作。
（2）结构类型
1）有分电器式电子控制点火系统。该类型点火系由于仍然保留了部分机械装置，无法保证在各种工况下点火提前角均处于最佳状态。此外，由于分电器在工作运转过程中有磨损的情况，所以也无法保证点火提前角的稳定性与准确性。目前已基本取消。
2）无分电器式电子控制点火系统。该类型点火系由于不存在机械磨损，因此不存在各间隙间跳火的能量损失及由于机械的不确定性对点火的干扰；无分电器也使得发动机上的构件在布置上更加方便、合理，便于检测与维护；外界的人为因素不再改变点火时刻，消除了在维护作业中的失误情况（如在安装的时候，由于装配不到位而使点火时刻不准确的现象等）。目前大多采用无分电器式的同时点火（也称分组点火）或独立点火电子控制点火系统。以下只介绍这两种电子点火系统。
2.电控汽油机电子点火系统的组成及工作原理
（1）同时点火式电子控制点火系统
1）结构组成。如图4-137所示，同时点火式电子控制点火系统主要由传感器部分（与发动机电子喷油系统共享）、电子控制单元ECU（与发动机电子喷油系统共用）、执行器部分（点火控制器、点火线圈）和火花塞等组成。
图4-137 同时点火式电子控制点火系统的组成
2）工作原理。同时点火系统也称为分组点火系统，如图4-138所示，其工作原理以工作顺序为1-3-4-2的四缸发动机为例。1、4缸，2、3缸的活塞分别同时到达上止点，称为同步缸，两同步缸共用一个点火线圈，两个缸的火花塞与共用的点火线圈中的次级线圈串联。当点火线圈初级电路断电时，一个气缸接近压缩行程的上止点，火花塞跳火点燃该缸可燃混合气，称为有效点火；而另一气缸接近排气行程的上止点，火花塞跳火不起作用，称为无效点火。
图4-138 同时点火式电子控制点火系统的原理
同时点火式电子控制点火系统按其控制部件不同，又分为二极管分配式和线圈分配式两种结构。二极管分配高压电方式点火系统工作原理如图4-139所示。其特点是：四个气缸共用一个点火线圈，点火线圈为内装A、B组初级线圈、双输出次级线圈的特制点火线圈，利用四个二极管的单向导电特性交替完成对1、4缸和2、3缸的配电过程。
点火线圈分配高压电方式点火系统工作原理如图4-140所示。其特点是两个气缸共用一个点火线圈，即点火线圈数量为气缸数量的一半。桑塔纳2000GSi、捷达AT、GTX等型乘用车点火系统采用了这种配电方式。
图4-139 二极管分配高压同时点火原理及点火线圈实物
图4-140 点火线圈分配高压同时点火原理及点火线圈实物
（2）独立点火式电子控制点火系统
1）结构组成。如图4-141所示，独立点火式电子控制点火系统主要由传感器、ECU、点火控制器、点火线圈和火花塞等组成。
图4-141 独立点火式电子控制点火系统的组成及点火线圈实物
2）工作原理。独立点火式电子控制点火系统的工作原理如图4-142所示。其特点是每个气缸配有一个或者两个点火线圈，单独对该缸进行点火，点火线圈的数目一般与火花塞的数目相等。独立点火方式省去了高压线，点火能量损失少。而且，高压部分安装在发动机气缸盖上的金属罩内，减少了对无线电设备的干扰。该类型点火系统由于点火能量高、使用寿命长、便于安装布置，已越来越多地被汽车生产厂商使用。
图4-142 独立点火式电子控制点火系统的原理
3.电控汽油机电子点火系统主要元件的构造及原理
（1）点火线圈
1）功用。点火线圈的作用是将蓄电池或发电机的低电压（12V）转换成高电压（20000～30000V），用于击穿火花塞电极而实现点火。
2）结构类型及工作原理。根据点火线圈铁心形状和磁路的不同，点火线圈分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈两种。开磁路点火线圈因体积大、能量小（漏磁严重）已不再使用于电子点火系统中，取而代之的是体积小、能量高、寿命长、好安装的闭磁路点火线圈。如图4-143所示，它主要由铁心、初级线圈、次级线圈及外壳等组成。
图4-143 闭磁路点火线圈的外形及结构组成
（2）火花塞
1）功用。火花塞的功用是利用点火线圈次级绕组产生的高压电，击穿火花塞两极间隙获得电火花，从而点燃发动机气缸内的可燃混合气。
2）结构及分类。如图4-144所示，火花塞主要由中心电极、侧电极、钢壳、瓷绝缘玻璃等组成。在中心电极和侧电极之间形成一个可以被高压击穿的间隙（传统点火间隙为0.6～0.9mm，电子点火间隙为1.0～1.2mm）。
如图4-144所示，火花塞的类型很多。按照材料可分为普通火花塞、铱金火花塞和白金火花塞等类型；按照电极可分为单级火花塞和多级火花塞；根据火花塞的热特性又可以分为热型、中型和冷型火花塞。
图4-144 火花塞的组成及结构类型
（3）点火控制器（点火模块及ECU）
1）功用。点火模块也叫点火放大器或点火控制器。其主要功用是根据ECU输出的点火指令，控制点火线圈初级线圈的通断，使次级线圈产生高压，并把点火确认信号反馈给ECU。
2）结构及原理。如图4-145所示为本田雅阁点火模块的结构及原理图。四个接线柱分别接电源线、搭铁线、来自ECU的控制线及控制点火线圈通断的控制线。有些点火模块上还加装有点火反馈信号和转速信号线。如图4-146所示为奥迪4缸电喷汽油发动机点火模块的安装位置。
图4-145 本田雅阁点火模块
图4-146 奥迪4缸电喷汽油发动机点火系组件
（4）传感器及电子控制单元ECU 电子点火系的传感器主要是凸轮轴/曲轴位置传感器、爆燃传感器、节气门位置传感器和冷却液温度传感器等，与电子燃油喷射系统共享。电子控制单元ECU也与电子燃油喷射系统的共用。这里不再赘述。
4.电控汽油机电子点火系统的基本控制
电控汽油机电子点火系统工作性能的好坏，将直接影响到汽车的动力性、经济性和环保性等性能指标，故其各项控制过程显得尤为重要。其基本控制包括点火提前角控制、通电时间控制和爆燃控制三个方面。
（1）点火提前角控制(www.xing528.com)
1）点火提前角对发动机性能的影响。点火提前角是指从火花塞发出电火花，到活塞运行至压缩上止点时曲轴所转过的角度。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变化而变化。对应于发动机每一工况都存在一个最佳点火提前角。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。实验证明：发动机的最佳点火提前角，应使发动机气缸内的最高压力出现在上止点后10°～15°范围之内。
2）最佳点火提前角的确定依据。最佳点火提前角主要与以下因素有关。
①发动机转速：转速升高，点火提前角增大。采用电控点火系统（简称ESA），更接近理想的点火提前角，如图4-147a所示中虚线，下面的实线为传统点火系所能调节的点火提前角，与理想值相差较远。
②发动机负荷：歧管压力高（真空度小、负荷大），点火提前角小，反之点火提前角大。采用电控点火（简称ESA）系统时，可以使发动机的实际点火提前角接近于理想的点火提前角，如图4-147b所示中虚线，下面的实线为传统点火系所能调节的提前角，与理想值相差较远。
图4-147 影响发动机最佳点火提前角的主要因素
a）发动机转速对点火提前角的影响 b）发动机负荷对点火提前角的影响
③燃料性质：汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可适当增大。
④其他因素：燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却液温度。
3）点火提前角的确定方法。通常有两种方法确定：
①实际最佳点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角，如图4-148所示。
图4-148 最佳点火提前角的组成及基本点火提前角的控制原理
②实际点火提前角=基本点火提前角×点火提前角修正系数。这种方式主要应用在日产车系中。
下面以丰田汽车公司TCCS系统IG-GEL发动机的点火提前角控制方式为例，介绍其最佳点火提前角的确定方法如下：
①初始点火提前角（也叫固定点火提前角）：一般为上止点前10°，适用于以下工况：
a.发动机起动。
b.发动机转速在400r/min以下。
c.节气门位置传感器怠速触点闭合。
d.车速为2km/h。
e.发动机ECU内后备系统开始工作。
②基本点火提前角：分为怠速和平常行驶两种情况。
怠速时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°。平常行驶时的基本点火提前角以表格形式存储于ECU的存储器中，如图4-149所示。
③修正点火提前角：
a.冷却液温度修正：冷却液温度修正又可分为暖机修正和过热修正。发动机冷车起动后的暖机过程中，随冷却液温度的提高，混合气的燃烧速度加快，燃烧过程所占的曲轴转角减小，点火提前角也应适当减小，如图4-150所示。
图4-149 丰田IC-GEL发动机平常行驶的基本点火提前角
图4-150 冷却液温度修正
b.稳定怠速修正：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。如图4-151所示。
c.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，如图4-152所示。点火提前角随喷油量的减小而增加。
图4-151 稳定怠速修正
图4-152 空燃比反馈修正
（2）通电时间控制 通电时间控制又称为点火闭合角控制，是指点火线圈初级线圈的通电时间。它主要影响点火线圈初级线圈的通电时间和点火线圈的储存能量，而点火线圈通电时间和储存能量取决于发动机转速和蓄电池的供电电压。其控制原理如图4-153所示。现代汽车点火线圈初级电路的通电时间由ECU控制，根据发动机的转速信号和电源电压信号确定最佳的闭合角（通电时间），并控制点火控制器输出指令信号（IGt信号），以控制点火器中晶体管的导通时间。
图4-153 通电时间控制原理图
恒流控制的基本方法是，在点火控制器大功率晶体管的输出回路中增设一个电流检测电阻，用电流在该电阻上形成的电压降反馈控制晶体管的基极电流。只要这种反馈为负反馈，就可使晶体管的集电极电流稳定，实现恒流控制，从而使点火能量保持稳定。恒流控制电路如图4-154所示。
图4-154 恒流控制电路框图
（3）爆燃控制 爆燃控制原理。减少爆燃发生的最有效方法是减小点火提前角。如图4-155所示为电子点火系统闭环控制的组成及原理示意图。如图4-156所示，当爆燃传感器感受到发动机有爆燃时，则逐渐减少点火提前角（推迟点火），直到爆燃消失为止。无爆燃时，则通过增大点火提前角（提前点火），使发动机燃烧速度增加到接近爆燃为止。
从最佳点火提前角控制原理可知，为了最大限度地发挥汽油机的功率，应把点火提前角控制在接近临界爆燃点，同时又不能使发动机发生爆燃的边缘。
图4-155 爆燃控制原理
图4-156 爆燃反馈控制过程
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