发动机高能直接点火控制技术设计

摘要：针对发动机电子点火系统的性能要求，以MC9S12DP256微控制器为核心，通过分析点火时序控制方法，设计点火控制程序，结合外围硬件设备，设计了六缸发动机高能直接点火系统。结果表明，利用MC9S12DP256微控制器的逻辑运算能力和定时控制功能，六缸发动机高能直接点火系统获得了精确、可靠的点火时序控制性能，使发动机电子点火系统获得了新发展。
关键词：电子点火；时序控制；发动机；控制技术

0 引言
电子技术的发展对发动机性能提出更高要求，微机控制的电子点火系统逐渐取代了传统的发动机点火系统，使点火时刻和点火能量的控制更为精确。在发动机点火系统中，采用无分电器各缸独立点火系统，即高能直接点火系统。采用高能直接点火可有效地增加点火线圈初级回路的储能，减少点火能量的传导损失，从而提高点火能量，满足车用发动机稀薄燃烧、增压和使用代用燃料(如天然气、酒精)等新技术的发展要求。针对六缸车用发动机高能直接点火控制系统的开发，进行了以MC9S12DP256微控制器为核心的电子控制单元的软硬件系统设计。

1 六缸发动机高能直接点火系统
六缸发动机的高能直接点火系统电路设计原理图如图1所示。

系统由输入信号传感器、电子控制单元(ECU)及点火执行器三部分组成。其中，点火执行器包括每缸独立的点火线圈和火花塞，共六组。点火线圈通过初次级绕组线圈之间进行电磁感应，将蓄电池的电压升压后用于激励火花塞电极间产生电火花，使汽缸内的混合气点燃。由电子控制单元发出的控制信号经过点火器中的功率三极管的放大为驱动信号，用于对初级电路进行通断电控制。
为保证发动机的性能要求，六缸发动机高能直接点火系统需按点火顺序、点火时刻和点火能量的控制要求，实现六个独立点火线圈初级电路的适时通、断电，即电子控制单元要完成多通道的复杂时序控制。

2 ECU的硬件结构设计
适用于六缸发动机高能直接点火系统的电子控制单元(ECU)结构如图2所示。

ECU以MC9S12DP256微控制器为核心，结合电源、输入信号整形处理、输出驱动放大电路、通信接口电路等功能模块构成。
结构设计中，两个定时通道设置为输入捕捉功能，对经过整形处理后的曲轴位置信号和发动机转速信号进行采集处理；另六个定时通道设置为输出比较功能，用于六个汽缸的点火线圈初级电路的通断电控制。