一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统技术方案

一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统。本发明专利技术具有能够对发动机火花塞离子电流信号实时在线采集并由界面显示，同时对采集信号进行特征值提取，为离子电流检测系统的进一步研究提供参考；并具有稳定性好、操作简单、准确度高的优点。其中包括火花塞、点火控制器、高压硅堆、直流电源、滑动变阻器、上位机、单片机；其结构要点是：直流电源输出供电接给高压硅堆、上位机、滑动变阻器，其中滑动变阻器还与单片机相连接，从花塞中心引出一跟导线分两路，一路连接到点火控制器上，另一路连接到高压硅堆上；火花塞和滑动变阻器分别与地相连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发动机缸的点火领域，具体地是一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统。
技术介绍
传统点火发动机大多以发动机的外部特征参数来进行控制，比如燃料消耗率、动力参数以及排放废气中污染物的含量等，没有直接进行缸内燃烧状况的检测，难以对发动机工况进行精确的诊断和控制。而火花塞离子电流法是利用火花塞作为传感器，实现对发动机缸内燃烧状况的在线监测、分缸监测。该方法具有代价低廉、结构简单，不需要对发动机进行结构修改等优点。目前，研究者主要采用在火花塞两极加上偏置电压，使缸内燃烧和高温下形成的离子定向移动形成离子电流;通过检测离子电流强弱来获得发动机工作过程中的爆震、空燃比、失火等燃烧信息。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统，本专利技术具有能够对发动机火花塞离子电流信号实时在线采集并由界面显示，同时对采集信号进行特征值提取，为离子电流检测系统的进一步研究提供参考；并具有稳定性好、操作简单、准确度高的优点。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用如下技术方案。本专利技术一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统，其中包括火花塞、点火控制器、高压硅堆、直流电源、滑动变阻器、上位机、单片机；其结构要点是：直流电源输出供电接给高压硅堆、上位机、滑动变阻器，其中滑动变阻器还与单片机相连接，从花塞中心引出一跟导线分两路，一路连接到点火控制器上，另一路连接到高压硅堆上；火花塞和滑动变阻器分别与地相连接。作为本专利技术的一种优选方案，所述滑动变阻器能够使信号落在一个合适的电压区间范围内，各电器元件之间采用带屏蔽的线缆连接，以减少外界对离子电流采集信号的干扰。作为本专利技术的另一种优选方案，所述单片机采用本身自带A/D转换模块设置的单片机MC9S12XS128。进一步地，本专利技术所述单片机MC9S12XS128采用CPU12XV2内核，可运行在40MHz总线频率上，具有速度快、功能强、成本低、功耗低等特点，在汽车电子、工业控制、中高档机电产品等应用领域具有广泛的用途；MC9S12XS128是16位单片机，由8KB数据Flash(D-lash)、8kBＲAM、16位中央处理单元(CPU12X)、128kB程序Flash(P-lash)组成；主要功能模块包括:内部PLL锁相环模块、内部存储器、1个串行外设接口SPI、2个异步串口通讯SCI、MSCAN模块、中断定时器模块PIT、16通道A/D转换模块ADC。另外，本专利技术所述A/D转换模块ADC自身可进行12bit精度数据采集，采样时间为4μs，同时芯片内置采样保持电路，能很好地满足实验需要。本专利技术的有益效果是。本专利技术以MC9S12XS128单片机为核心的离子电流检测系统，该系统应用单片机技术以及离子电流回路检测发动机工作时的燃烧信号，通过高压硅堆以及小波降噪技术自动隔离高压、高频信号，然后对火花塞离子电流信号进行在线采集并通过界面显示，有效提取特征参数;完成基于高性能单片机MC9S12XS128的火花塞离子电流检测系统的开发，实现了发动机内离子电流信号的采集、记录和特征参数提取、显示等功能；并具有稳定性好、操作简单、准确度高等优点，为深入分析火花塞离子电流信号与燃烧过程匹配提供了良好的平台。附图说明图1是本专利技术一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统框图。图2是本专利技术一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统主程序流程图。具体实施方式如图1所示，为本专利技术一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统框图。图中包括火花塞、点火控制器、高压硅堆、直流电源、滑动变阻器、上位机、单片机；直流电源输出供电接给高压硅堆、上位机、滑动变阻器，其中滑动变阻器还与单片机相连接，从花塞中心引出一跟导线分两路，一路连接到点火控制器上，另一路连接到高压硅堆上；火花塞和滑动变阻器分别与地相连接。如图2所示，为本专利技术一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统主程序流程图。其中，主程序包括系统初始化、外围电路及模块的初始化、电压测量、复位程序的初始化、相关参数处理以及ＲS-232串口通信，单片机被为一个持续等待上位机指令的从机，在接收到指令后将指令分解并调用相应的子函数进行处理。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统，其中包括火花塞、点火控制器、高压硅堆、直流电源、滑动变阻器、上位机、单片机；其特征在于：直流电源输出供电接给高压硅堆、上位机、滑动变阻器，其中滑动变阻器还与单片机相连接，从花塞中心引出一跟导线分两路，一路连接到点火控制器上，另一路连接到高压硅堆上；火花塞和滑动变阻器分别与地相连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统，其中包括火花塞、点火控制器、高压硅堆、直流电源、滑动变阻器、上位机、单片机；其特征在于：直流电源输出供电接给高压硅堆、上位机、滑动变阻器，其中滑动变阻器还与单片机相连接，从花塞中心引出一跟导线分两路，一路连接到点火控制器上，另一路连接到高压硅堆上；火花塞和滑动变阻器分别与地相连接。
2.根据权利要求１所述的一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统，其特征在于：所述单片机采用本身自带A/D转换模块设置的单片机MC9S12XS128...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁艳，
申请(专利权)人：祁艳，
类型：发明
国别省市：辽宁;21