[實用新型]火花塞離子電流檢測電路

無效

• 申請號: 200720097430.5
• 申請日: 2007-11-01
• 公開（公告）號: CN201096827Y
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 李建文;曹亞娟;劉伍權;劉宏威
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事交通學院
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01M19/02
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司
• 代理人: 楊寶蘭

技術領域

本實用新型涉及一種點燃式發動機，特別是涉及一種點燃式發動機中火花塞離子電流檢測電路。

背景技術

點燃式發動機缸內混合氣在火花點火、火核形成、火焰傳播等燃燒過程中會產生大量的自由電子、正負離子和自由基等帶電粒子，使燃氣具有一定的電導性。如果在火花塞兩極間施加一個直流偏置電壓，在外加電場的作用下，帶電粒子發生定向遷移就會形成所謂的火花塞離子電流。

火花塞離子電流信號載有豐富的與發動機缸內燃燒過程相關的信息。隨著人們對火花塞離子電流的認識逐步深入、檢測電路不斷完善及信號處理技術日益成熟，近十年來，國內外學者對火花塞離子電流在內燃機控制方面的應用作了大量的有益的探索性研究。歸納起來主要在爆震控制、配氣相位檢測、失火偵測、空燃比控制及燃燒過程監測等方面。

為了在火花塞電極間產生離子電流，必須在電極兩端加上合適的偏置電壓。然后通過測量分壓電阻上電壓，計算出離子電流的大小。圖1是現有技術中兩種離子電流檢測電路；其中圖1a的檢測電路中離子電流檢測的分壓電路并聯于火花塞電極之間，采用高壓二極管D1和D2作為高壓隔離，采用90V直流電源為火花塞間隙間施加偏置電壓；圖1b的檢測電路中離子電流檢測的分壓電路串聯于火花塞電極和點火次級線圈的放電回路之中，采用電容11在點火放電時被充電至100V左右后，作為火花塞間隙間施加偏置電壓的電壓源。以上兩種離子電流檢測電路存在以下缺點：圖1a高壓隔離效果不夠理想，檢測的離子電流信號中疊加有點火放電時產生的放電電流信號，影響了離子電流信號的準確提取和實際應用；圖1b火花塞離子電流信號受高壓放電點火后次級線圈電壓振蕩信號的影響，二是電容11隨著放電的進行端電壓下降，導致施加在火花塞間隙間的偏置電壓下降，而偏置電壓本身對離子電流影響較大，使得離子電流信號不能準確地反映發動機缸內燃燒狀態。

圖2是現有技術離子電流圖，如圖2所示，離子電流呈3峰值狀態，第一峰值主要是放電過程中的等離子電流，其大小取決于點火系統的結構及其特性，它疊加在正常的火花塞離子電流信號上，使火焰前鋒期離子電流信號很難提取，屬干擾信號，應加以過濾。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，克服已有技術的缺點，提供一種使檢測到的離子電流完全隔離點火放電的影響，施加的偏置電壓恒定，離子電流能夠準確地反映發動機缸內燃燒狀態的離子電流檢測電路。

本實用新型所采用的技術方案是：一種火花塞離子電流檢測電路，包括偏置電壓源電路、分壓電路、點火線圈、火花塞、高壓隔離電路和信號預處理電路，點火線圈的次級通過高壓隔離電路的放電管與火花塞串聯連接，所述偏置電壓源電路的負極與所述分壓電路串聯后入地，所述偏置電壓源電路的正極與所述火花塞之間通過高壓隔離電路中的高壓硅堆串聯連接，被檢測的離子電流信號經分壓電路取出后通過信號預處理電路送入發動機ECU。

所述高壓隔離電路包括陶瓷氣體放電管、高壓硅堆和的高壓電阻，陶瓷放電管型號為Z2R800，高壓硅堆型號為2CL2FK，高壓電阻為5MΩ；所述偏置電壓源電路為DC/DC電源轉換模塊電路，所述電源轉換模塊電路中的PWM電路控制器件選用電流型脈寬調制芯片TL494；所述信號預處理電路采用AD210芯片為核心進行的級間隔離與濾波。

本實用新型的有益效果是：本實用新型采用有效隔離措施，完全隔離了放電過程中等離子電流的影響，使火花塞離子電流信號完整、準確地呈雙峰值狀態。

附圖說明

圖1是現有技術中已有火花塞離子電流檢測電路；

圖2是現有技術中離子電流波形示意圖；

圖3是本實用新型火花塞離子檢測電路原理圖；

圖4是本實用新型偏置電壓源原理框圖；

圖5是本實用新型離子電流信號波形圖。

具體實施方式

如圖3所示，本實用新型離子電流檢測電路由高壓隔離電路3、偏置電壓源電路5、分壓電路以及信號預處理電路4組成。高壓隔離電路阻斷點火系統的點火高壓加至檢測電路，同時提供偏置電壓施加至火花塞2上的通路；偏置電壓源電路能產生500V的直流電壓，R1和R2是偏置回路中的分壓電阻，當合適的偏置電壓使火花塞間隙間游離子定向遷移時即形成離子電流，離子電流流經R2時產生壓降，R2上的電壓大小可以反映離子電流信號的強弱。將R2上電壓信號經信號預處理電路進行隔離放大后送入發動機ECU。