一種基于單片機(jī)技術(shù)的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動機(jī)缸的點火領(lǐng)域，具體地是一種基于單片機(jī)技術(shù)的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)點火發(fā)動機(jī)大多以發(fā)動機(jī)的外部特征參數(shù)來進(jìn)行控制，比如燃料消耗率、動力參數(shù)以及排放廢氣中污染物的含量等，沒有直接進(jìn)行缸內(nèi)燃燒狀況的檢測，難以對發(fā)動機(jī)工況進(jìn)行精確的診斷和控制。而火花塞離子電流法是利用火花塞作為傳感器，實現(xiàn)對發(fā)動機(jī)缸內(nèi)燃燒狀況的在線監(jiān)測、分缸監(jiān)測。該方法具有代價低廉、結(jié)構(gòu)簡單，不需要對發(fā)動機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修改等優(yōu)點。
[0003]目前，研究者主要采用在火花塞兩極加上偏置電壓，使缸內(nèi)燃燒和高溫下形成的離子定向移動形成離子電流；通過檢測離子電流強(qiáng)弱來獲得發(fā)動機(jī)工作過程中的爆震、空燃比、失火等燃燒信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明就是針對上述問題，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于單片機(jī)技術(shù)的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)，本發(fā)明具有能夠?qū)Πl(fā)動機(jī)火花塞離子電流信號實時在線采集并由界面顯示，同時對采集信號進(jìn)行特征值提取，為離子電流檢測系統(tǒng)的進(jìn)一步研究提供參考；并具有穩(wěn)定性好、操作簡單、準(zhǔn)確度高的優(yōu)點。
[0005]為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0006]本發(fā)明一種基于單片機(jī)技術(shù)的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)，其中包括火花塞、點火控制器、高壓硅堆、直流電源、滑動變阻器、上位機(jī)、單片機(jī)；其結(jié)構(gòu)要點是:直流電源輸出供電接給高壓硅堆、上位機(jī)、滑動變阻器，其中滑動變阻器還與單片機(jī)相連接，從花塞中心引出一跟導(dǎo)線分兩路，一路連接到點火控制器上，另一路連接到高壓硅堆上；火花塞和滑動變阻器分別與地相連接。
[0007]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述滑動變阻器能夠使信號落在一個合適的電壓區(qū)間范圍內(nèi)，各電器元件之間采用帶屏蔽的線纜連接，以減少外界對離子電流采集信號的干擾。
[0008]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述單片機(jī)采用本身自帶Α/D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)置的單片機(jī) MC9S12XS128。
[0009]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述單片機(jī)MC9S12XS128采用CPU12X V2內(nèi)核，可運(yùn)行在40MHz總線頻率上，具有速度快、功能強(qiáng)、成本低、功耗低等特點，在汽車電子、工業(yè)控制、中高檔機(jī)電產(chǎn)品等應(yīng)用領(lǐng)域具有廣泛的用途；MC9S12XS128是16位單片機(jī)，由8KB數(shù)據(jù) Flash ( D-lash) ,8 kBRAM、16 位中央處理單元(CPUl2X) ,128 kB 程序 Flash (Ρ-lash)組成；主要功能模塊包括:內(nèi)部PLL鎖相環(huán)模塊、內(nèi)部存儲器、I個串行外設(shè)接口SPI,2個異步串口通訊SC1、MSCAN模塊、中斷定時器模塊PIT、16通道A/D轉(zhuǎn)換模塊ADC。
[0010]另外，本發(fā)明所述A/D轉(zhuǎn)換模塊ADC自身可進(jìn)行12bit精度數(shù)據(jù)采集，采樣時間為4 μ S，同時芯片內(nèi)置采樣保持電路，能很好地滿足實驗需要。
[0011]本發(fā)明的有益效果是。
[0012]本發(fā)明以MC9S12XS128單片機(jī)為核心的離子電流檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)以及離子電流回路檢測發(fā)動機(jī)工作時的燃燒信號，通過高壓硅堆以及小波降噪技術(shù)自動隔離高壓、高頻信號，然后對火花塞離子電流信號進(jìn)行在線采集并通過界面顯示，有效提取特征參數(shù)；完成基于高性能單片機(jī)MC9S12XS128的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)的開發(fā)，實現(xiàn)了發(fā)動機(jī)內(nèi)離子電流信號的采集、記錄和特征參數(shù)提取、顯示等功能；并具有穩(wěn)定性好、操作簡單、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點，為深入分析火花塞離子電流信號與燃燒過程匹配提供了良好的平臺。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明一種基于單片機(jī)技術(shù)的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)框圖。
[0014]圖2是本發(fā)明一種基于單片機(jī)技術(shù)的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)主程序流程圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，為本發(fā)明一種基于單片機(jī)技術(shù)的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)框圖。圖中包括火花塞、點火控制器、高壓硅堆、直流電源、滑動變阻器、上位機(jī)、單片機(jī)；直流電源輸出供電接給高壓硅堆、上位機(jī)、滑動變阻器，其中滑動變阻器還與單片機(jī)相連接，從花塞中心引出一跟導(dǎo)線分兩路，一路連接到點火控制器上，另一路連接到高壓硅堆上；火花塞和滑動變阻器分別與地相連接。
[0016]如圖2所示，為本發(fā)明一種基于單片機(jī)技術(shù)的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)主程序流程圖。其中，主程序包括系統(tǒng)初始化、外圍電路及模塊的初始化、電壓測量、復(fù)位程序的初始化、相關(guān)參數(shù)處理以及R S-232串口通信，單片機(jī)被為一個持續(xù)等待上位機(jī)指令的從機(jī)，在接收到指令后將指令分解并調(diào)用相應(yīng)的子函數(shù)進(jìn)行處理。
【主權(quán)項】
1.一種基于單片機(jī)技術(shù)的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)，其中包括火花塞、點火控制器、高壓硅堆、直流電源、滑動變阻器、上位機(jī)、單片機(jī)；其特征在于:直流電源輸出供電接給高壓硅堆、上位機(jī)、滑動變阻器，其中滑動變阻器還與單片機(jī)相連接，從花塞中心引出一跟導(dǎo)線分兩路，一路連接到點火控制器上，另一路連接到高壓硅堆上；火花塞和滑動變阻器分別與地相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)技術(shù)的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)采用本身自帶Α/D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)置的單片機(jī)MC9S12XS128。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于單片機(jī)技術(shù)的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī) MC9S12XS128 采用 CPU12X V2 內(nèi)核，由 8KB 數(shù)據(jù) Flash ( D-lash)、8 kBRAM、16 位中央處理單元(CPU12X)、128 kB 程序 Flash( Ρ-lash)組成。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于單片機(jī)技術(shù)的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述Α/D轉(zhuǎn)換模塊ADC自身可進(jìn)行12bit精度數(shù)據(jù)采集，采樣時間為4 μ s,同時芯片內(nèi)置采樣保持電路。
【專利摘要】一種基于單片機(jī)技術(shù)的火花塞離子電流檢測系統(tǒng)。本發(fā)明具有能夠?qū)Πl(fā)動機(jī)火花塞離子電流信號實時在線采集并由界面顯示，同時對采集信號進(jìn)行特征值提取，為離子電流檢測系統(tǒng)的進(jìn)一步研究提供參考；并具有穩(wěn)定性好、操作簡單、準(zhǔn)確度高的優(yōu)點。其中包括火花塞、點火控制器、高壓硅堆、直流電源、滑動變阻器、上位機(jī)、單片機(jī)；其結(jié)構(gòu)要點是：直流電源輸出供電接給高壓硅堆、上位機(jī)、滑動變阻器，其中滑動變阻器還與單片機(jī)相連接，從花塞中心引出一跟導(dǎo)線分兩路，一路連接到點火控制器上，另一路連接到高壓硅堆上；火花塞和滑動變阻器分別與地相連接。
【IPC分類】F02P17/12
【公開號】CN105508119
【申請?zhí)枴緾N201410496887
【發(fā)明人】祁艷
【申請人】祁艷
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年9月25日