發動機高能直接點火控制技術設計

摘要：針對發動機電子點火系統的性能要求，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，結合外圍硬件設備，設計了六缸發動機高能直接點火系統。結果表明，利用MC9S12DP256微控制器的邏輯運算能力和定時控制功能，六缸發動機高能直接點火系統獲得了精確、可靠的點火時序控制性能，使發動機電子點火系統獲得了新發展。
關鍵詞：電子點火；時序控制；發動機；控制技術

0 引言
電子技術的發展對發動機性能提出更高要求，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，使點火時刻和點火能量的控制更為精確。在發動機點火系統中，采用無分電器各缸獨立點火系統，即高能直接點火系統。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。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 六缸發動機高能直接點火系統
六缸發動機的高能直接點火系統電路設計原理圖如圖1所示。

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生電火花，使汽缸內的混合氣點燃。由電子控制單元發出的控制信號經過點火器中的功率三極管的放大為驅動信號，用于對初級電路進行通斷電控制。
為保證發動機的性能要求，六缸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控制要求，實現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的硬件結構設計
適用于六缸發動機高能直接點火系統的電子控制單元(ECU)結構如圖2所示。

ECU以MC9S12DP256微控制器為核心，結合電源、輸入信號整形處理、輸出驅動放大電路、通信接口電路等功能模塊構成。
結構設計中，兩個定時通道設置為輸入捕捉功能，對經過整形處理后的曲軸位置信號和發動機轉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。