离子电流检测系统的抗干扰设计
2012-12-03曹银波张志永李理光
同济大学学报(自然科学版) 2012年9期
曹银波,张志永,沈 康,李理光
(同济大学 汽车学院,上海200092)
在火花塞点火式发动机中,当燃烧发生时,产生大量的离子.如果在火花塞两极之间加上适当的直流偏置电压就会形成离子电流[1].通过该电流可以对发动机燃烧状态进行在线检测,从而实现对发动机的实时监测,是一种基于发动机工作循环,获得精确的着火和燃烧信息的缸内燃烧检测技术.该项技术可以被应用于所有采用火花塞(或装有类似的电极)的内燃机,不需要任何额外的植入式传感器,且无须对发动机进行大规模的改动即可实现.此外该技术也不受发动机结构布局和燃料类型限制,能够应用于几乎所有燃料的内燃机[2].
发动机的工作环境决定了它随时都可能受到内外界的电磁干扰,这种干扰可能以冲击脉冲的形式进入控制系统内部,干扰破坏某些电子器件的工作,也可能以噪声的形式串入传感器信号中,影响控制系统对发动机运行状况的判断[3].当发动机的工作模式由SI(spark ignition)燃烧模式向 HCCI(homogeneous charge compression ignition)燃烧模式过渡时,必然会有火花点火.由于采用火花塞作为离子电流传感器,点火放电干扰必然会显著影响离子电流信号波形.为了确保系统可靠地工作和获得理想的离子电流信号,必须充分考虑整个离子电流检测系统的抗干扰性.
1 发动机干扰源分析及抗干扰评价方法
1.1 点火系统瞬时高压干扰
发动机点火系统主要由蓄电池、点火控制模块、点火开关、点火线圈、高压阻尼线以及火花塞组成,其结构简化电路如图1所示[4].其中:I1表示电流;……
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