- 相關推薦
基于MC9S12微控制器的發動機高能直接點火控制
摘要：發動機高能直接點火系統需按點火順序、點火時刻和點火能量的要求實現各點火線圈的獨立控制。介紹了以MC9S12DP256微控制器為核心的電子控制單元的軟硬件系統設計。利用MCU的增強型捕捉定時器，該將輸入捕捉與輸出較功能相配合，滿足了6個點火線圈初級電路通斷電的復雜時序控制要求。該系統在某稀燃天然氣發動機的開發中進行了應用，結果表明：在各種工況下，都能獲得可靠的點火。關鍵詞：微控制器 增強型捕捉定時器 點火系統
隨著電子技術的發展及對發動機性能要求的提高，微機控制的電子點火系統逐漸取代了傳統的發動機點火系統，實現了更為精確的點火時刻和點火能量的控制。在發動機點火系統中，采用的每個發動機汽缸各帶一個點火線圈，對各缸點火線圈進行獨立控制的點火系統，稱為無分電器各缸獨立點火系統，也叫高能直接點火系統。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，滿足車用發動機機稀薄燃燒、增壓和使用代用燃料（如天然氣、酒精）等新技術的發展要求。對于多缸發動機，這種高能直接點火系統由于控制事件多，要求的控制電路和控制軟件復雜，因而對微控制器的性能和控制軟件均有較高的要求[1]。
MC9S12系列是MOTOROLA公司開發的一種高性能16們微控制器（MCU），具有豐富的輸入輸出接口功能、較強的數值運算和邏輯運算能力，特別還具有較強的定時控制功能，使其適用于復雜時序控制技術的應用中[2]。本文針對六缸車用發動機高能直接點火控制系統的開發，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設計。
1 高能直接點火系統及控制要求
圖1所示為六缸發動機的高能直接點火系統電路原理圖。系統由輸入信號傳感器、電子控制單元（ECU）及點火執行器三部分組成。其中，點火執行器包括每缸獨立的共六組點火線圈和火花塞。點火線圈作為儲能元件，由匝數比很高的次級繞組和初級繞組構成，其作用相當于變壓器。當初級繞組電路（初級電路）導通時，初級繞組電感線圈中的電流按照指數規律增加，從蓄電池獲得的能力以磁場以能的形式儲存在初級線圈中；當初級電路斷電時，次級繞組感應出高壓電，使火花塞電極間產生電火花，將汽缸內的混合氣點燃。在圖1所示的系統中，由微控制器發出的控制信號經過點火器中的功率三極管的驅動放大，實現了對初級電路的通斷電控制。與傳統點火系統只使用一個點火線圈相比，這種直接點火控制方式可利用更長的時間積蓄點火能量，并可將點火線圈與火花塞安裝在一起，減少高壓電流的傳遞損失，從而獲得較高的點火能量。
點火控制包括點火順序控制、點火定時控制和點火能量控制。點火系統應按發動機的工作順序進行點火，即點火順序應與發動機的工作順序一致，否則不能適時點著混合氣，發動機就不能正常工作。點火定時控制的目的是使發動機功率輸出大、油耗低、爆震小和排放低，點火系統必須在最有利的時刻點火，并需在上述目標之間進行折衷。點火時刻用點火提前角來表示，從火花塞開始跳火到活塞運行至壓縮行程上止點的時間內曲軸轉過的角度被稱為點火提前角。發動機在不同工況下的最佳點火提前角是不同的。在微機控制的點火系統中，根據發動機轉速、負荷等傳感器的信號確定發動機運行工況，計算出最佳的點火時刻，并由微控制器輸出控制信號，使功率三極管截止、初級電路斷電，從而實現控制。
點火能量直接影響發動機的著火情況。對于使用增壓、稀燃及替代燃料等新技術的發動機，只有點火能量足夠高，才能可靠燃燒，達到提高經濟
[1] [2] [3] [4]
【基于MC9S12微控制器的發動機高能直接點火控制】相關文章：
發動機地面試驗點火時序控制研究04-28
基于BACKSTEPPING理論的直接自適應飛行控制05-03
微控制器控制模擬移相器04-30
一種姿態控制發動機點火裝置簡介05-01
什么是微控制器類型04-26