一种汽车点火控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车点火控制系统，包括有固态源、前级功放模块、一级功放模块、二级功放模块、耦合模块、阻抗测量模块，所述固态源、前级功放模块、一级功放模块、二级功放模块、耦合模块依次相连，固态源的信号输出端作为本地参考射频信号与阻抗测量模块连接，耦合模块的信号输出端作为入射功率输入端、反射功率输入端与阻抗测量模块连接，阻抗测量模块的信号输出端与控制部分的信号输入端连接，控制部分的信号输出端与固态源反馈控制连接，控制部分与汽车电控单元双向通信。本发明专利技术充分利用固态微波源空间小、集成度高的特点，彻底解决了以往利用磁控管体积大、安装不方便、电源不兼容的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种新型汽车点火控制系统
本专利技术涉及汽车点火领域，尤其是一种新型汽车点火控制系统。
技术介绍
火花点火一直是汽油发动机的技术核心，它利用火花塞产生火花，点燃压缩后的可燃混合气体。然而，在上述燃烧过程中有很多潜在的能量未被利用，据统计，采用火花点火的汽车，燃烧的热能大约只有35-40%用于实际行驶。浪费大量能源的同时，由于混合气燃烧不充分产生了大量的有害物质，加剧环境污染。微波点火是一种新兴的汽车点火技术，这种技术可以大幅度拓展发动机稀释极限，相对于传统火花点火技术，有助于燃烧更稳定、充分、迅速，具有显著的节能和减排潜力。当今研究的微波点火大体分为三类：微波谐振炬点火、微波辐射空间点火和微波助燃。三种微波点火方式在节能减排方面的效果均得到实验验证。微波点火是一种很有前景的点火方式，但目前微波点火技术还没成熟，问题主要出现在下面两个方面：1、体积大：现有汽车微波点火技术基本上是由磁控管、环形器、定向耦合器、微波传输系统等一系列微波器件组成，磁控管不但体积较大，使本来就狭小的发动机空间更加局促，而且磁控管所需要的电源220V，而汽车所能提供的电源只有12V，存在电源不兼容的问题；2、固定频率：频率不能随着发动机内部等离子阻抗的变化而改变，微波馈入后，在谐振器末端产生等离子体，由于等离子体阻抗的出现使原有谐振频率发生漂移，对于采用固定频率的实验平台来说，必然引起反射的增加。
技术实现思路
近年来兴起的固态微波源无疑为微波点火提供了一种新的选择，固态微波源具有体积小、易安装、重量轻、供电方便等优势，结合高速数字处理技术、高速采集技术，提出了一种以固态微波源为核心的具备实时测控功能的新型汽车点火控制系统。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种新型汽车点火控制系统，其特征在于：包括有固态源、前级功放模块、一级功放模块、二级功放模块、耦合模块、阻抗测量模块，所述固态源、前级功放模块、一级功放模块、二级功放模块、耦合模块依次相连，固态源的信号输出端作为本地参考射频信号与阻抗测量模块连接，耦合模块的信号输出端作为入射功率输入端、反射功率输入端与阻抗测量模块连接，阻抗测量模块的信号输出端作为ADC采样输与控制部分的信号输入端连接，控制部分的信号输出端与固态源反馈控制连接、与汽车电控单元双向连接。所述的一种新型汽车点火控制系统，其特征在于：所述固态源上集成了FPGA和ARM控制采集模块和反射功率测量模块。所述的一种新型汽车点火控制系统，其特征在于：所述阻抗测量模块包括有衰减模块、正交解调模块、ADC采样模块、检波模块一和检波模块二，固态源的信号输出端作为本地参考射频信号与阻抗测量模块的衰减模块连接，耦合模块的信号输出端作为入射功率输入端、反射功率输入端与阻抗测量模块的衰减模块连接，衰减模块的信号输出端与正交解调模块、检波模块一、检波模块二的信号输入端连接，正交解调模块的信号输出端与ADC采样模块的信号输入端连接，ADC采样模块的信号输出端与控制部分的信号输入端连接。本专利技术通过对反射功率的测量及等离子体阻抗的计算分析，实现反馈调节，频率和功率大小可以根据反射功率的变化而改变，开展实时自适应匹配状态下的微波炬点火研究。本专利技术的优点是：本专利技术充分利用固态微波源空间小、集成度高的特点，彻底解决了以往利用磁控管体积大、安装不方便、电源不兼容的缺点。固态微波源不但集成了微波功放、微波测量模块，还集成了FPGA高速处理芯片、高速AD转换芯片，结合入射反射功率、汽车电控系统馈入到FPGA芯片的发动机温度、气缸内压力等信息，综合判断，通过调节锁相源、可调衰减、高速隔离开关及时对触发时间、频率、功率、脉冲宽度和脉冲间隔时间进行调整。本专利技术是对尚处于起步阶段的发动机微波点火研究的一个比较好的探索，未来具有比较广阔的应用前景。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为阻抗测量模块的结构示意图。具体实施方式如图1、2所示，一种新型汽车点火控制系统，包括有固态源6、前级功放模块7、一级功放模块8、二级功放模块9、耦合模块10、阻抗测量模块11，固态源6、前级功放模块7、一级功放模块8、二级功放模块9、耦合模块10依次相连，固态源6的信号输出端作为本地参考射频信号与阻抗测量模块11连接，耦合模块10的信号输出端作为入射功率输入端、反射功率输入端与阻抗测量模块11连接，阻抗测量模块11的信号输出端作为ADC采样输与控制部分12的信号输入端连接，控制部分12的信号输出端与固态源6反馈控制连接、与汽车电控单元13双向连接。固态源6上集成了FPGA和ARM控制采集模块和反射功率测量模块。阻抗测量模块11包括有衰减模块1、正交解调模块2、ADC采样模块3、检波模块4和检波模块5，固态源6的信号输出端作为本地参考射频信号与阻抗测量模块11的衰减模块1连接，耦合模块10的信号输出端作为入射功率输入端、反射功率输入端与阻抗测量模块11的衰减模块1连接，衰减模块1的信号输出端与正交解调模块2、检波模块4、检波模块5的信号输入端连接，正交解调模块2的信号输出端与ADC采样模块3的信号输入端连接，ADC采样模块3的信号输出端与控制部分12的信号输入端连接。固态源6产生的脉冲微波功率经过三级放大，达到微波点火所需要的功率。之后经过耦合模块10的双定向耦合器通过微波火花塞馈入到发动机中。双定向耦合器按照一定耦合系数将入射功率和反射功率耦合出来，经过正交解调模块2的的解调器得到入射功率和反射功率的大小和相位信息，这些信息反馈到已经集成到固态微波源的FPGA中，经过处理综合做出判断，完成对功率、频率的调节，实现反馈控制的功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型汽车点火控制系统，其特征在于：包括有固态源、前级功放模块、一级功放模块、二级功放模块、耦合模块、阻抗测量模块，所述固态源、前级功放模块、一级功放模块、二级功放模块、耦合模块依次相连，固态源的信号输出端作为本地参考射频信号与阻抗测量模块连接，耦合模块的信号输出端作为入射功率输入端、反射功率输入端与阻抗测量模块连接，阻抗测量模块的信号输出端作为ADC采样输与控制部分的信号输入端连接，控制部分的信号输出端与固态源反馈控制连接、与汽车电控单元双向连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型汽车点火控制系统，其特征在于：包括有固态源、前级功放模块、一级功放模块、二级功放模块、耦合模块、阻抗测量模块，所述固态源、前级功放模块、一级功放模块、二级功放模块、耦合模块依次相连，固态源的信号输出端作为本地参考射频信号与阻抗测量模块连接，耦合模块的信号输出端作为入射功率输入端、反射功率输入端与阻抗测量模块连接，阻抗测量模块的信号输出端作为ADC采样输与控制部分的信号输入端连接，控制部分的信号输出端与固态源反馈控制连接、与汽车电控单元双向连接。2.根据权利要求1所述的一种新型汽车点火控制系统，其特征在于：所述固态源上集成...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱梁，单家芳，刘甫坤，吴大俊，王中丽，李妙辉，唐宇刚，吴文伟，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34