發(fā)動機高能直接點火控制技術設計

摘要：針對發(fā)動機電子點火系統(tǒng)的性能要求，以MC9S12DP256微控制器為核心，通過分析點火時序控制方法，設計點火控制程序，結(jié)合外圍硬件設備，設計了六缸發(fā)動機高能直接點火系統(tǒng)。結(jié)果表明，利用MC9S12DP256微控制器的邏輯運算能力和定時控制功能，六缸發(fā)動機高能直接點火系統(tǒng)獲得了精確、可靠的點火時序控制性能，使發(fā)動機電子點火系統(tǒng)獲得了新發(fā)展。
關鍵詞：電子點火；時序控制；發(fā)動機；控制技術

0 引言
電子技術的發(fā)展對發(fā)動機性能提出更高要求，微機控制的電子點火系統(tǒng)逐漸取代了傳統(tǒng)的發(fā)動機點火系統(tǒng)，使點火時刻和點火能量的控制更為精確。在發(fā)動機點火系統(tǒng)中，采用無分電器各缸獨立點火系統(tǒng)，即高能直接點火系統(tǒng)。采用高能直接點火可有效地增加點火線圈初級回路的儲能，減少點火能量的傳導損失，從而提高點火能量，滿足車用發(fā)動機稀薄燃燒、增壓和使用代用燃料(如天然氣、酒精)等新技術的發(fā)展要求。針對六缸車用發(fā)動機高能直接點火控制系統(tǒng)的開發(fā)，進行了以MC9S12DP256微控制器為核心的電子控制單元的軟硬件系統(tǒng)設計。

1 六缸發(fā)動機高能直接點火系統(tǒng)
六缸發(fā)動機的高能直接點火系統(tǒng)電路設計原理圖如圖1所示。

系統(tǒng)由輸入信號傳感器、電子控制單元(ECU)及點火執(zhí)行器三部分組成。其中，點火執(zhí)行器包括每缸獨立的點火線圈和火花塞，共六組。點火線圈通過初次級繞組線圈之間進行電磁感應，將蓄電池的電壓升壓后用于激勵火花塞電極間產(chǎn)生電火花，使汽缸內(nèi)的混合氣點燃。由電子控制單元發(fā)出的控制信號經(jīng)過點火器中的功率三極管的放大為驅(qū)動信號，用于對初級電路進行通斷電控制。
為保證發(fā)動機的性能要求，六缸發(fā)動機高能直接點火系統(tǒng)需按點火順序、點火時刻和點火能量的控制要求，實現(xiàn)六個獨立點火線圈初級電路的適時通、斷電，即電子控制單元要完成多通道的復雜時序控制。

2 ECU的硬件結(jié)構設計
適用于六缸發(fā)動機高能直接點火系統(tǒng)的電子控制單元(ECU)結(jié)構如圖2所示。

ECU以MC9S12DP256微控制器為核心，結(jié)合電源、輸入信號整形處理、輸出驅(qū)動放大電路、通信接口電路等功能模塊構成。
結(jié)構設計中，兩個定時通道設置為輸入捕捉功能，對經(jīng)過整形處理后的曲軸位置信號和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號進行采集處理；另六個定時通道設置為輸出比較功能，用于六個汽缸的點火線圈初級電路的通斷電控制。