[發明專利]一種汽車點火控制系統

有效

• 申請號: 201710333159.9
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107035599B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 朱梁;單家芳;劉甫坤;吳大俊;王中麗;李妙輝;唐宇剛;吳文偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: F02P23/00
• 分類號: F02P23/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種汽車點火控制系統，包括有固態源、前級功放模塊、一級功放模塊、二級功放模塊、耦合模塊、阻抗測量模塊，所述固態源、前級功放模塊、一級功放模塊、二級功放模塊、耦合模塊依次相連，固態源的信號輸出端作為本地參考射頻信號與阻抗測量模塊連接，耦合模塊的信號輸出端作為入射功率輸入端、反射功率輸入端與阻抗測量模塊連接，阻抗測量模塊的信號輸出端與控制部分的信號輸入端連接，控制部分的信號輸出端與固態源反饋控制連接，控制部分與汽車電控單元雙向通信。本發明充分利用固態微波源空間小、集成度高的特點，徹底解決了以往利用磁控管體積大、安裝不方便、電源不兼容的缺點。

技術領域

本發明涉及汽車點火領域，尤其是一種汽車點火控制系統。

背景技術

火花點火一直是汽油發動機的技術核心，它利用火花塞產生火花，點燃壓縮后的可燃混合氣體。然而，在上述燃燒過程中有很多潛在的能量未被利用，據統計，采用火花點火的汽車，燃燒的熱能大約只有35-40%用于實際行駛。浪費大量能源的同時，由于混合氣燃燒不充分產生了大量的有害物質，加劇環境污染。微波點火是一種新興的汽車點火技術，這種技術可以大幅度拓展發動機稀釋極限，相對于傳統火花點火技術，有助于燃燒更穩定、充分、迅速，具有顯著的節能和減排潛力。當今研究的微波點火大體分為三類：微波諧振炬點火、微波輻射空間點火和微波助燃。三種微波點火方式在節能減排方面的效果均得到實驗驗證。微波點火是一種很有前景的點火方式，但目前微波點火技術還沒成熟，問題主要出現在下面兩個方面：

1、體積大：現有汽車微波點火技術基本上是由磁控管、環形器、定向耦合器、微波傳輸系統等一系列微波器件組成，磁控管不但體積較大，使本來就狹小的發動機空間更加局促，而且磁控管所需要的電源220V，而汽車所能提供的電源只有12V，存在電源不兼容的問題；

2、固定頻率：頻率不能隨著發動機內部等離子阻抗的變化而改變，微波饋入后，在諧振器末端產生等離子體，由于等離子體阻抗的出現使原有諧振頻率發生漂移，對于采用固定頻率的實驗平臺來說，必然引起反射的增加。

發明內容

近年來興起的固態微波源無疑為微波點火提供了一種新的選擇，固態微波源具有體積小、易安裝、重量輕、供電方便等優勢，結合高速數字處理技術、高速采集技術，提出了一種以固態微波源為核心的具備實時測控功能的汽車點火控制系統。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種汽車點火控制系統，包括有固態源、前級功放模塊、一級功放模塊、二級功放模塊、耦合模塊、阻抗測量模塊，所述固態源、前級功放模塊、一級功放模塊、二級功放模塊、耦合模塊依次相連，固態源的信號輸出端作為本地參考射頻信號與阻抗測量模塊連接，耦合模塊的信號輸出端作為入射功率輸入端、反射功率輸入端與阻抗測量模塊連接，阻抗測量模塊的信號輸出端與控制部分的信號輸入端連接，控制部分的信號輸出端與固態源反饋控制連接，控制部分與汽車電控單元雙向通信。

所述的一種汽車點火控制系統，所述固態源上集成了FPGA和ARM控制采集模塊和反射功率測量模塊。

所述的一種汽車點火控制系統，所述阻抗測量模塊包括有衰減模塊、正交解調模塊、ADC采樣模塊、檢波模塊一和檢波模塊二，固態源的信號輸出端作為本地參考射頻信號與阻抗測量模塊的衰減模塊連接，耦合模塊的信號輸出端作為入射功率輸入端、反射功率輸入端與阻抗測量模塊的衰減模塊連接，衰減模塊的信號輸出端與正交解調模塊、檢波模塊一、檢波模塊二的信號輸入端連接，正交解調模塊的信號輸出端與ADC采樣模塊的信號輸入端連接，ADC采樣模塊的信號輸出端與控制部分的信號輸入端連接。

本發明通過對反射功率的測量及等離子體阻抗的計算分析，實現反饋調節，頻率和功率大小可以根據反射功率的變化而改變，開展實時自適應匹配狀態下的微波炬點火研究。

本發明的優點是：