[go: up one dir, main page]

RU2214586C1 - Method of and device for revealing knocking in internal combustion engine - Google Patents

Method of and device for revealing knocking in internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2214586C1
RU2214586C1 RU2002115078A RU2002115078A RU2214586C1 RU 2214586 C1 RU2214586 C1 RU 2214586C1 RU 2002115078 A RU2002115078 A RU 2002115078A RU 2002115078 A RU2002115078 A RU 2002115078A RU 2214586 C1 RU2214586 C1 RU 2214586C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrical signals
rectified
integrating capacitor
detonation
value
Prior art date
Application number
RU2002115078A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.П. Язынин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НПО ИТЭЛМА"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НПО ИТЭЛМА" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НПО ИТЭЛМА"
Priority to RU2002115078A priority Critical patent/RU2214586C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2214586C1 publication Critical patent/RU2214586C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; testing facilities. SUBSTANCE: according to invention vibration signals are measured in preset time interval with subsequent conversion into electric signals, which are then amplified and filtered, then full-wave rectification of electric signals is done in signal rectifying unit, integral value of rectified signals is determined by means of integrating capacitor installed in parallel with outputs of signal full-wave rectifying unit so that in case of voltage value across integrating capacitor exceeding chosen threshold value, rectified signal is acted upon by current pulse applied through shaper and metering device onto integrating capacitor to reduce voltage across integrating capacitor, number of pulses is recorder and integral value rectified signal is determined as product of resistance values at input of full-wave rectifying unit in pulse and pulse length by number of pulses and parameter of vibration signal is determined using integral value of rectified signals ion basis of which knocking of engine is evacuated. EFFECT: improved accuracy of checking, simplified method of checking and design of device used for checking. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике диагностики двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано при выявлении детонации как при испытаниях двигателей внутреннего сгорания, так и при их эксплуатации. The invention relates to techniques for diagnosing internal combustion engines and can be used to detect detonation both in testing internal combustion engines and in their operation.

Известен способ выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания, включающий измерение в заданном интервале времени рабочего цикла обусловленных процессом сгорания топливовоздушной смеси вибросигналов с последующим преобразованием их в электрические сигналы, усиление и фильтрацию этих электрических сигналов, двухполупериодное выпрямление электрических сигналов при помощи блока выпрямления электрического сигнала, определение интегральной величины выпрямленных электрических сигналов, определение с использованием интегральной величины выпрямленных электрических сигналов параметра вибросигнала, на основе которого производят оценку наличия детонации в двигателе, а также устройство для выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания, содержащее включенные последовательно датчик детонации, усилитель, полосовой фильтр, блок двухполупериодного выпрямления электрических сигналов, устройство для определения интегральной величины выпрямленных электрических сигналов, блок вычисления параметра вибросигнала и оценки наличия детонации (см. описание схемы HIP9011, представленное в проспекте фирмы Intersil Corporation, 1999). К недостаткам известного способа можно отнести недостаточно высокую достоверность выявления детонации, обусловленную невозможностью точного интегрирования величины выпрямленных электрических сигналов в широком амплитудном диапазоне, наличием помех (коммутационных и собственных шумов), а также сложностью реализации способа ввиду необходимости осуществления трудоемких операций по определению постоянной времени устройства для определения интегральной величины выпрямленных электрических сигналов и использования аналого-цифрового преобразования электрических сигналов после интегрирования. К недостаткам известного устройства можно отнести недостаточно высокую надежность выявления детонации, обусловленную ограниченными возможностями нормального функционирования устройства для определения интегральной величины выпрямленных электрических сигналов в широком амплитудном диапазоне, наличием помех (коммутационных и собственных шумов), а также его сложность ввиду наличия различных дополнительных узлов, обеспечивающих нормальную работу устройства для определения интегральной величины выпрямленных электрических сигналов, а также аналого-цифрового преобразователя. A known method for detecting detonation in an internal combustion engine, including measuring in a predetermined time interval of the working cycle the vibration signals caused by the combustion process of the air-fuel mixture, followed by converting them into electrical signals, amplifying and filtering these electrical signals, half-wave rectifying electric signals using an electric signal rectification unit, determining integral value of rectified electrical signals, determination using integral the magnitude of the rectified electrical signals of the vibration signal parameter, on the basis of which the presence of detonation in the engine is estimated, and also a device for detecting detonation in the internal combustion engine, comprising a detonation sensor, an amplifier, a bandpass filter, a half-wave rectification unit of electrical signals, a device for determining the integral the magnitude of the rectified electrical signals, the unit for calculating the parameter of the vibration signal and evaluating the presence of detonation (see HIP9011 schematic description presented in Intersil Corporation prospectus, 1999). The disadvantages of this method include the insufficiently high reliability of detecting detonation due to the impossibility of accurately integrating the values of rectified electrical signals in a wide amplitude range, the presence of interference (switching and intrinsic noises), and the complexity of the method because of the need for labor-intensive operations to determine the device time constant for determination of the integrated value of rectified electrical signals and the use of analog-digital converting electrical signals after integration. The disadvantages of the known device include the insufficiently high reliability of detonation detection, due to the limited capabilities of the normal functioning of the device to determine the integrated magnitude of the rectified electrical signals in a wide amplitude range, the presence of interference (switching and intrinsic noise), and its complexity due to the presence of various additional nodes that provide normal operation of the device for determining the integral value of the rectified electrical signal As well as analog-to-digital converter.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению в части способа является способ выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания, включающий измерение в заданном интервале времени рабочего цикла обусловленных процессом сгорания топливовоздушной смеси вибросигналов с последующим преобразованием их в электрические сигналы, усиление и фильтрацию этих электрических сигналов, двухполупериодное выпрямление электрических сигналов при помощи блока выпрямления электрических сигналов, определение интегральной величины выпрямленных электрических сигналов, определение с использованием интегральной величины выпрямленных электрических сигналов параметра вибросигнала, на основе которого производят оценку наличия детонации в двигателе, а в части устройства устройство для выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания, содержащее включенные последовательно датчик детонации, усилитель, полосовой фильтр, блок двухполупериодного выпрямления электрических сигналов, устройство для определения интегральной величины выпрямленных электрических сигналов, блок вычисления параметра вибросигнала и оценки наличия детонации (см. патент РФ 2078323, МПК 7 G 01 L 23/22, 1997). Известному техническому решению как в части способа, так и устройства присущи недостатки, аналогичные недостаткам описанного выше технического решения. The closest in technical essence to the proposed technical solution in terms of the method is a method for detecting detonation in an internal combustion engine, comprising measuring in a predetermined time interval of the duty cycle the vibration signals caused by the combustion process of the air-fuel mixture, followed by converting them into electrical signals, amplifying and filtering these electrical signals, two-half-wave rectification of electrical signals using a block of rectification of electrical signals, the definition of integ the total value of the rectified electric signals, determining, using the integral value of the rectified electric signals, the parameter of the vibration signal, based on which the presence of detonation in the engine is estimated, and in the part of the device, a device for detecting detonation in an internal combustion engine, comprising a knock sensor, an amplifier, a bandpass filter , a unit of half-wave rectification of electrical signals, a device for determining the integral value of rectified e ektricheskih signals vibration parameter calculating unit and evaluating the presence of detonation (see. RF patent 2078323, IPC 7 G 01 L 23/22, 1997). The known technical solution, both in terms of the method and the device, has disadvantages similar to the disadvantages of the technical solution described above.

Предлагаемое техническое решение как в части способа, так и устройства направлено на решение задачи, состоящей в повышении достоверности выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания и, соответственно, в упрощении реализации способа и устройства для его осуществления. The proposed technical solution, both in terms of the method and the device, is aimed at solving the problem of increasing the reliability of detecting detonation in an internal combustion engine and, accordingly, simplifying the implementation of the method and device for its implementation.

Данная задача решается тем, что в способе выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания, включающем измерение в заданном интервале времени рабочего цикла обусловленных процессом сгорания топливовоздушной смеси вибросигналов с последующим преобразованием их в электрические сигналы, усиление и фильтрацию этих электрических сигналов, двухполупериодное выпрямление электрических сигналов при помощи блока выпрямления электрических сигналов, определение интегральной величины выпрямленных электрических сигналов, определение с использованием интегральной величины выпрямленных электрических сигналов параметра вибросигнала, на основе которого производят оценку наличия детонации в двигателе, определение интегральной величины выпрямленных электрических сигналов осуществляют при помощи установленного параллельно выходам блока двухполупериодного выпрямления электрических сигналов интегрирующего конденсатора таким образом, что при изменении величины напряжения на интегрирующем конденсаторе выше выбранного порогового значения воздействуют на выпрямленный электрический сигнал путем подачи на интегрирующий конденсатор импульса тока, уменьшающего величину напряжения на интегрирующем конденсаторе на дискретную величину, равную dU=Iutu/Cинт, где Iu - величина тока в импульсе, tu - длительность импульса, Cинт - емкость интегрирующего конденсатора, фиксируют количество импульсов и определяют интегральную величину выпрямленного электрического сигнала как произведение величин сопротивления на входе блока двухполупериодного выпрямления электрических сигналов R, тока в импульсе и длительности импульса на количество импульсов.This problem is solved in that in a method for detecting detonation in an internal combustion engine, which includes measuring in a predetermined time interval of the duty cycle the vibration signals caused by the combustion process of the air-fuel mixture, followed by converting them into electrical signals, amplifying and filtering these electrical signals, half-wave rectification of electrical signals using unit for rectification of electrical signals, determination of the integral value of rectified electrical signals, determination of c and using the integral value of the rectified electric signals of the vibration signal parameter, on the basis of which the detonation in the engine is estimated, the integral value of the rectified electric signals is determined using the half-wave rectification of the signals of the integrating capacitor installed in parallel with the outputs of the unit so that when the voltage value on the integrating capacitor changes above selected thresholds affect rectified electrical signal by supplying the integrating current pulse the capacitor, reducing the voltage on the integration capacitor at the discrete value equal to dU = I u t u / C int, where I u - value of the current pulse, t u - pulse duration, C int - capacity an integrating capacitor, the number of pulses is fixed and the integrated value of the rectified electric signal is determined as the product of the resistance values at the input of the half-wave rectification unit of the electrical signals R, current in the pulse and duration mpulsa the number of pulses.

Данная задача решается также тем, что в устройстве для выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания, содержащем включенные последовательно датчик детонации, усилитель, полосовой фильтр, блок двухполупериодного выпрямления электрических сигналов, устройство для определения интегральной величины выпрямленных электрических сигналов, блок вычисления параметра вибросигнала и оценки наличия детонации, устройство для определения интегральной величины выпрямленных электрических сигналов выполнено в виде интегрирующего конденсатора, установленного параллельно выходам блока двухполупериодного выпрямления электрических сигналов, выводы которого подсоединены к компаратору, выход которого подключен к первому входу формирователя импульсов тока, ко второму входу которого подключен источник сигналов тактовой частоты, причем выход формирователя импульсов тока подсоединен к входу дозирующего устройства и к блоку вычисления параметра вибросигнала и оценки наличия детонации, а выходы дозирующего устройства подключены к выводам интегрирующего конденсатора. This problem is also solved by the fact that in a device for detecting detonation in an internal combustion engine containing a knock sensor, an amplifier, a band-pass filter, a half-wave rectification unit for electric signals, a device for determining the integral value of rectified electric signals, a unit for calculating a vibration signal parameter and evaluating the presence detonation, a device for determining the integral value of rectified electrical signals is made in the form of an integrating condensation a torus installed parallel to the outputs of the half-wave rectification block of electrical signals, the outputs of which are connected to a comparator, the output of which is connected to the first input of the current pulse shaper, to the second input of which a clock signal source is connected, and the output of the current pulse shaper is connected to the input of the dosing device and to the block calculating the parameter of the vibration signal and evaluating the presence of detonation, and the outputs of the metering device are connected to the terminals of the integrating capacitor.

Определение интегральной величины выпрямленных электрических сигналов осуществляют при помощи установленного параллельно выходам блока двухполупериодного выпрямления электрических сигналов интегрирующего конденсатора таким образом, что при изменении величины напряжения на интегрирующем конденсаторе выше выбранного порогового значения воздействуют на выпрямленный электрический сигнал путем подачи на интегрирующий конденсатор импульса тока, уменьшающего величину напряжения на интегрирующем конденсаторе на дискретную величину, равную dU=Iutu/Cинт, где Iu - величина тока в импульсе, tu - длительность импульса, Cинт - емкость интегрирующего конденсатора, фиксируют количество импульсов и определяют интегральную величину выпрямленного электрического сигнала как произведение величин сопротивления на входе блока двухполупериодного выпрямления электрических сигналов R, тока в импульсе и длительности импульса на количество импульсов, позволяет повысить достоверность выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания за счет возможности точного интегрирования выпрямленных электрических сигналов с использованием интегрирующего конденсатора в широком амплитудном диапазоне этих сигналов, который имеет место при работе двигателя внутреннего сгорания, и упрощает реализацию способа за счет того, что интегральная величина выпрямленных электрических сигналов определяется посредством простого расчетного соотношения, в котором необходимо знать только текущее значение количества импульсов, и при этом может не требоваться аналого-цифрового преобразования для последующего определения параметра вибросигнала, на основе которого производят оценку наличия детонации.The integral value of the rectified electrical signals is determined using the half-wave rectification unit installed in parallel with the outputs of the electric signals of the integrating capacitor so that when the voltage across the integrating capacitor changes above the selected threshold value, the rectified electric signal is applied by applying a current pulse to the integrating capacitor that reduces the voltage on an integrating capacitor at discrete quantities Equal to dU = I u t u / C int, where I u - value of the current pulse, t u - pulse duration, C int - capacitance of the integrating capacitor, fixed number of pulses and determining the integral value of the rectified electrical signal as the product of the values at the input resistance the unit of half-wave rectification of electrical signals R, current in a pulse and pulse duration by the number of pulses, allows to increase the reliability of detecting detonation in an internal combustion engine due to the possibility of accurate integration into direct electric signals using an integrating capacitor in a wide amplitude range of these signals, which occurs during operation of the internal combustion engine, and simplifies the implementation of the method due to the fact that the integral value of the rectified electric signals is determined by a simple calculated ratio in which it is necessary to know only the current value the number of pulses, and in this case, an analog-to-digital conversion may not be required for the subsequent determination of the vi parameter rosignala, based on which the evaluation is the availability of detonation.

Выполнение в предлагаемом техническом решении устройства для определения интегральной величины выпрямленных электрических сигналов в виде интегрирующего конденсатора, установленного параллельно выходам блока двухполупериодного выпрямления электрических сигналов, выводы которого подсоединены к компаратору, выход которого подключен к первому входу формирователя импульсов тока, ко второму входу которого подключен источник сигналов тактовой частоты, причем выход формирователя импульсов тока подсоединен к входу дозирующего устройства и к блоку вычисления параметра вибросигнала и оценки наличия детонации, а выходы дозирующего устройства подключены к выводам интегрирующего конденсатора, позволяет повысить достоверность выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания за счет возможности точного интегрирования выпрямленных электрических сигналов при помощи интегрирующего конденсатора в широком амплитудном диапазоне этих сигналов, который имеет место при работе двигателя внутреннего сгорания, а также малых относительных уровней собственных шумов и коммутационных помех ввиду отсутствия аппаратного стробирования, что обусловлено выбором указанных выше элементов, входящих в это устройство. Упрощение устройства для выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания в целом достигается за счет реализации устройства для определения интегральной величины выпрямленных электрических сигналов на основе простой и надежной схемотехники при возможности исключения аналого-цифрового преобразователя. The implementation in the proposed technical solution of a device for determining the integrated value of rectified electrical signals in the form of an integrating capacitor installed parallel to the outputs of the half-wave rectification unit of electrical signals, the outputs of which are connected to a comparator, the output of which is connected to the first input of the current pulse shaper, to the second input of which a signal source is connected clock frequency, and the output of the current pulse shaper is connected to the input of the dosing device in addition to the unit for calculating the parameter of the vibration signal and evaluating the presence of detonation, and the outputs of the metering device are connected to the terminals of the integrating capacitor, which improves the accuracy of detecting detonation in the internal combustion engine due to the possibility of accurate integration of the rectified electric signals with the help of an integrating capacitor in a wide amplitude range of these signals, which takes place during operation of an internal combustion engine, as well as small relative levels of intrinsic noise and comm Discount interference due to the lack of hardware strobe, due to the aforementioned one for the elements included in the device. The simplification of the device for detecting detonation in an internal combustion engine is generally achieved through the implementation of a device for determining the integral value of rectified electrical signals based on simple and reliable circuitry with the possibility of eliminating an analog-to-digital converter.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства для выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания, а на фиг.2 - вариант возможного выполнения блока двухполупериодного выпрямления электрических сигналов. Figure 1 presents a diagram of the proposed device for detecting detonation in an internal combustion engine, and figure 2 is a variant of the possible implementation of the unit of half-wave rectification of electrical signals.

Устройство для выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания содержит включенные последовательно датчик 1 детонации, установленный, например, на стенках блока цилиндров, усилитель 2, полосовой фильтр 3, блок 4 двухполупериодного выпрямления электрических сигналов, который может быть выполнен на операционном усилителе с диодным мостом (см. фиг.2). Параллельно выходам блока 4 двухполупериодного выпрямления электрических сигналов установлен интегрирующий конденсатор 5, выводы которого подсоединены к компаратору 6, выход которого подключен к первому входу формирователя 7 импульсов тока, ко второму входу которого подключен источник 8 сигналов тактовой частоты (в качестве источника тактовой частоты может быть использован подходящий по частоте частотный выход микропроцессора). Выход формирователя 7 импульсов тока подсоединен к входу дозирующего устройства 9 и к блоку 10 вычисления параметра вибросигнала и оценки наличия детонации, а выходы дозирующего устройства 9 подключены к выводам интегрирующего конденсатора 5. A device for detecting detonation in an internal combustion engine contains a detonation sensor 1 connected in series, mounted, for example, on the walls of a cylinder block, an amplifier 2, a bandpass filter 3, a half-wave rectification unit 4 of electrical signals, which can be performed on an operational amplifier with a diode bridge (see Fig. 2). In parallel with the outputs of unit 4 of the half-wave rectification of electrical signals, an integrating capacitor 5 is installed, the outputs of which are connected to a comparator 6, the output of which is connected to the first input of the current pulse shaper 7, to the second input of which a clock signal source 8 is connected (a clock source can be used microprocessor suitable frequency output). The output of the shaper 7 of the current pulses is connected to the input of the metering device 9 and to the block 10 for calculating the parameter of the vibration signal and assess the presence of detonation, and the outputs of the metering device 9 are connected to the terminals of the integrating capacitor 5.

В качестве формирователя 7 импульсов тока может быть использован, например, D-триггер К-МОП быстродействующий любой фирмы или микросхема 74AHC74PW фирмы Phillips. As a current pulse shaper 7, for example, a K-MOS D-flip-flop fast-acting of any company or a Phillips microcircuit 74AHC74PW can be used.

В качестве дозирующего устройства 9 могут быть использованы, например, резистивно-диодные цепи, подсоединенные с одной стороны к выходам D-триггера или контактам 8 и 9 микросхемы 74AHC74PW, а с другой - к выводам интегрирующего конденсатора 5, управляемые источники тока или переключаемый конденсатор с аналоговыми ключами. As the metering device 9, for example, resistive-diode circuits can be used, connected on the one hand to the outputs of the D-flip-flop or contacts 8 and 9 of the 74AHC74PW microcircuit, and on the other hand, to the conclusions of the integrating capacitor 5, controlled current sources or a switched capacitor with analog keys.

Блок 10 вычисления параметра вибросигнала и оценки наличия детонации (микропроцессор, в котором имеется счетный вход количества импульсов) оперирует с уже полученными до него интегральными величинами выпрямленных электрических сигналов (с учетом преобразования количества импульсов в значение интеграла), и его конкретное выполнение зависит от конкретного параметра, на основе которого осуществляется оценка наличия детонации, и алгоритма такой оценки, и, соответственно, может быть реализован аналогичным образом, как, например, в описанных выше технических решениях. The unit 10 for calculating the parameter of the vibration signal and evaluating the presence of detonation (a microprocessor in which there is a counting input of the number of pulses) operates with the integral values of the rectified electrical signals already received before it (taking into account the conversion of the number of pulses into the value of the integral), and its specific implementation depends on the specific parameter on the basis of which an assessment is made of the presence of detonation, and an algorithm for such an assessment, and, accordingly, can be implemented in a similar way, as, for example, described above technical solutions.

Предлагаемый способ выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания осуществляется при помощи описанного выше устройства следующим образом. The proposed method for detecting detonation in an internal combustion engine is carried out using the device described above as follows.

В заданном интервале времени рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания измеряют обусловленные процессом сгорания топливовоздушной смеси вибросигналы при помощи датчика 1 детонации, например, пьезоэлектрического типа, которые на его выходе преобразованы в электрический сигнал (электрическое напряжение). Эти электрические сигналы, аналогичным образом как в прототипе, усиливаются при помощи усилителя 2, фильтруются при помощи полосового фильтра 3 и поступают на вход блока 4 двухполупериодного выпрямления электрических сигналов, в котором через конденсатор С1, обеспечивающий отделение полезного сигнала от постоянной и низкочастотной составляющей, через резистор R1, задающий коэффициент преобразования по току, инвертирующий вход операционного усилителя, операционный усилитель, диодный мост подводятся к выводам интегрирующего конденсатора 5 и заряжают его током Iвх=Uвх/R, где Uвх - величина напряжения электрического сигнала на выходе блока 4 двухполупериодного выпрямления электрических сигналов. R - сопротивление на входе этого блока, которое в основном определяется сопротивлением резистора R1, при том, что резистор R2 минимизирует смещение выхода операционного усилителя для снижения искажения при выпрямлении сигнала малой амплитуды. При этом величина напряжения на интегрирующем конденсаторе увеличивается и, соответственно, увеличивается величина напряжения на входе в компаратор 6. При превышении этой величиной напряжения порогового значения величины напряжения компаратора 6 последний выдает сигнал (логический уровень) на формирователь 7 импульсов тока, который, в соответствии с тактовой частотой источника 8 тактовой частоты, вырабатывает сигнал на дозирующее устройство 9, вызывающий формирование импульса тока, поступающего на интегрирующий конденсатор 5 и уменьшающего напряжение на нем на один дискрет dU=Iutu/Cинт, где Iu - величина тока в импульсе, tu - длительность импульса тока, Cинт - емкость интегрирующего конденсатора. При этом формирователь 7 импульсов тока также выдает сигнал, поступающий на внешний счетный вход блока 10 вычисления параметра вибросигнала и оценки наличия детонации.In a predetermined time interval of the duty cycle of the internal combustion engine, vibration signals caused by the combustion process of the air-fuel mixture are measured using a detonation sensor 1, for example, of the piezoelectric type, which are converted into an electrical signal (electrical voltage) at its output. These electrical signals, similarly to the prototype, are amplified by an amplifier 2, filtered by a band-pass filter 3, and fed to the input of a half-wave rectification unit 4 of electric signals, in which through a capacitor C 1 , which separates the useful signal from the constant and low-frequency components, through a resistor R 1 defining a ratio of current transformation, the inverting input of the operational amplifier, the operational amplifier, a diode bridge are supplied to the terminals of the integrating condensate pa 5 and its charge current I Rin Rin = U / R, where U Rin - the electrical signal voltage value at the output of block 4 full-wave rectifying the electrical signal. R is the resistance at the input of this block, which is mainly determined by the resistance of the resistor R 1 , while the resistor R 2 minimizes the output bias of the operational amplifier to reduce distortion when rectifying a small amplitude signal. In this case, the voltage value at the integrating capacitor increases and, accordingly, the voltage value at the input to the comparator 6 increases. If this voltage exceeds the threshold value of the voltage value of the comparator 6, the latter generates a signal (logic level) to the current pulse shaper 7, which, in accordance with the clock frequency of the clock source 8, generates a signal to the metering device 9, causing the formation of a current pulse supplied to the integrating capacitor 5 and reducing voltage is present on it in one discrete dU = I u t u / C int, where I u - value of the current pulse, t u - the duration of the current pulse, C int - capacitance of the integrating capacitor. In this case, the current pulse shaper 7 also provides a signal supplied to the external counting input of the vibration signal parameter calculating unit 10 and detonation assessment.

При дальнейшем (после поступления импульса тока от дозирующего устройства 9) повышении величины напряжения на интегрирующем конденсаторе 5, обусловленного соответствующей амплитудой электрического сигнала после блока 4 двухполупериодного выпрямления электрических сигналов, и превышении этой величины порогового значения компаратора 6 последний, аналогичным образом как и описано выше, выдает сигнал на выработку следующего импульса тока и счетный вход блока 10 вычисления параметра вибросигнала и оценки наличия детонации. With a further (after the receipt of the current pulse from the metering device 9), the voltage value at the integrating capacitor 5 increases, due to the corresponding amplitude of the electric signal after the half-wave rectification unit 4 of the electric signals, and the threshold value of the comparator 6 is exceeded, the latter, in the same way as described above, gives a signal to generate the next current pulse and the counting input of the block 10 calculates the parameter of the vibration signal and estimates the presence of detonation.

Если, в соответствии с тактовой частотой в момент предполагаемого формирования следующего импульса, величина напряжения на интегрирующем конденсаторе 5 не успела превысить порогового значения компаратора 6, последний не выдает сигнал на формирователь 7 импульсов тока и счетный вход блока 10 вычисления параметра вибросигнала и оценки наличия детонации и, соответственно, импульс тока не формируется, то есть не подается на интегрирующий конденсатор. If, in accordance with the clock frequency at the time of the formation of the next pulse, the voltage on the integrating capacitor 5 did not manage to exceed the threshold value of the comparator 6, the latter does not give a signal to the shaper 7 of the current pulses and the counting input of the block 10 for calculating the vibration parameter and evaluating the presence of detonation and accordingly, a current pulse is not formed, that is, it is not supplied to an integrating capacitor.

Таким образом, чем больше амплитуда электрического сигнала, поступающего с выхода блока 4 двухполупериодного выпрямления электрических сигналов, за один и тот же промежуток времени и, соответственно, больше интегральная величина этого сигнала, тем быстрее возрастает напряжение на интегрирующем конденсаторе 5 и тем большее количество импульсов тока должно поступить на интегрирующий конденсатор 5 для компенсации роста напряжения на нем. Thus, the larger the amplitude of the electric signal coming from the output of unit 4 of the half-wave rectification of electric signals for the same period of time and, accordingly, the larger the integral value of this signal, the faster the voltage at the integrating capacitor 5 increases and the greater the number of current pulses should go to the integrating capacitor 5 to compensate for the increase in voltage on it.

В соответствии с отмеченным выше можно считать

Figure 00000002

Figure 00000003

Figure 00000004

где K - количество импульсов.In accordance with the above, we can consider
Figure 00000002

Figure 00000003

Figure 00000004

where K is the number of pulses.

Значение величины количества импульсов, полученных в результате описанных выше операций, осуществляемых при помощи соответствующей схемотехники, поступает на счетный вход блока 10 вычисления параметра вибросигнала и оценки наличия детонации, в котором интегральная величина выпрямленных электрических сигналов используется для определения какого-либо конкретного параметра вибросигнала и оценки на его основе наличия детонации в двигателе внутреннего сгорания, что не является предметом настоящего изобретения. The value of the number of pulses obtained as a result of the above operations carried out using the appropriate circuitry is supplied to the counting input of the block 10 for calculating the parameter of the vibration signal and evaluating the presence of detonation, in which the integral value of the rectified electrical signals is used to determine any specific parameter of the vibration signal and estimate based on it, the presence of detonation in an internal combustion engine, which is not the subject of the present invention.

Таким образом, предлагаемое техническое решение как в части способа, так и устройства позволяет с высокой достоверностью выявить наличие детонации в двигателе внутреннего сгорания при использовании простой и надежной схемотехники. Thus, the proposed technical solution, both in terms of the method and the device, allows with high reliability to detect the presence of detonation in the internal combustion engine using simple and reliable circuitry.

Claims (2)

1. Способ выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания, включающий измерение в заданном интервале времени рабочего цикла обусловленных процессом сгорания топливовоздушной смеси вибросигналов с последующим преобразованием их в электрические сигналы, усиление и фильтрацию этих электрических сигналов, двухполупериодное выпрямление электрических сигналов при помощи блока выпрямления электрических сигналов, определение интегральной величины выпрямленных электрических сигналов, определение с использованием интегральной величины выпрямленных электрических сигналов параметра вибросигнала, на основе которого производят оценку наличия детонации в двигателе, отличающийся тем, что определение интегральной величины выпрямленных электрических сигналов осуществляют при помощи установленного параллельно выходам блока двухполупериодного выпрямления электрических сигналов интегрирующего конденсатора таким образом, что при изменении величины напряжения на интегрирующем конденсаторе выше выбранного порогового значения воздействуют на выпрямленный электрический сигнал путем подачи на интегрирующий конденсатор импульса тока, уменьшающего величину напряжения на интегрирующем конденсаторе на дискретную величину, равную dU=Iutu/Cинт, где Iu - величина тока в импульсе, tu - длительность импульса, Cинт - емкость интегрирующего конденсатора, фиксируют количество импульсов и определяют интегральную величину выпрямленного электрического сигнала как произведение величин сопротивления на входе блока двухполупериодного выпрямления электрических сигналов R, тока в импульсе и длительности импульса на количество импульсов.1. A method for detecting detonation in an internal combustion engine, comprising measuring in a predetermined time interval of the duty cycle the vibration signals caused by the combustion process of the air-fuel mixture with their subsequent conversion into electrical signals, amplification and filtering of these electrical signals, half-wave rectification of electrical signals using a rectification block of electrical signals, determination of the integrated value of rectified electrical signals, determination using the integrated led ranks of the rectified electrical signals of the vibration signal parameter, on the basis of which the presence of detonation in the engine is estimated, characterized in that the integral value of the rectified electrical signals is determined using the half-wave rectification unit of the electrical signals of the integrating capacitor installed in parallel with the outputs so that when the voltage value on the integrating voltage changes a capacitor above a selected threshold value acts on the rectified electricity signal by applying a current pulse to the integrating capacitor, which reduces the voltage across the integrating capacitor by a discrete value equal to dU = I u t u / C int , where I u is the current value in the pulse, t u is the pulse duration, C int is the capacitance an integrating capacitor, the number of pulses is fixed and the integrated value of the rectified electric signal is determined as the product of the resistance values at the input of the half-wave rectification unit of the electrical signals R, current in the pulse and pulse duration by number of pulses. 2. Устройство для выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания, содержащее включенные последовательно датчик детонации, усилитель, полосовой фильтр, блок двухполупериодного выпрямления электрических сигналов, устройство для определения интегральной величины выпрямленных электрических сигналов, блок вычисления параметра вибросигнала и оценки наличия детонации, отличающееся тем, что устройство для определения интегральной величины выпрямленных электрических сигналов выполнено в виде интегрирующего конденсатора, установленного параллельно выходам блока двухполупериодного выпрямления электрических сигналов, выводы которого подсоединены к компаратору, выход которого подключен к первому входу формирователя импульсов тока, ко второму входу которого подключен источник сигналов тактовой частоты, причем выход формирователя импульсов тока подсоединен к входу дозирующего устройства и к блоку вычисления параметра вибросигнала и оценки наличия детонации, а выходы дозирующего устройства подключены к выводам интегрирующего конденсатора. 2. A device for detecting detonation in an internal combustion engine, comprising a detonation sensor, an amplifier, a band-pass filter, a half-wave rectification unit for electrical signals, a device for determining the integral value of rectified electric signals, a unit for calculating a vibration signal parameter and evaluating the presence of detonation, characterized in that a device for determining the integral value of rectified electrical signals is made in the form of an integrating capacitor, setting parallel to the outputs of the half-wave rectification block of electrical signals, the outputs of which are connected to a comparator, the output of which is connected to the first input of the current pulse shaper, to the second input of which the clock signal source is connected, and the output of the current pulse shaper is connected to the input of the dosing device and to the parameter calculation unit vibration signal and estimates of the presence of detonation, and the outputs of the metering device are connected to the terminals of the integrating capacitor.
RU2002115078A 2002-06-07 2002-06-07 Method of and device for revealing knocking in internal combustion engine RU2214586C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002115078A RU2214586C1 (en) 2002-06-07 2002-06-07 Method of and device for revealing knocking in internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002115078A RU2214586C1 (en) 2002-06-07 2002-06-07 Method of and device for revealing knocking in internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2214586C1 true RU2214586C1 (en) 2003-10-20

Family

ID=31989238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002115078A RU2214586C1 (en) 2002-06-07 2002-06-07 Method of and device for revealing knocking in internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2214586C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8205489B2 (en) 2007-05-30 2012-06-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Knocking determination device and knocking determination method for internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8205489B2 (en) 2007-05-30 2012-06-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Knocking determination device and knocking determination method for internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4565087A (en) Method and apparatus for recognition of knocking in an internal combustion engine
EP0396665B1 (en) Power measurement apparatus
JPH0545890B2 (en)
RU2287780C2 (en) Device for detecting errors and malfunctions in signal processing digital device
US11448609B2 (en) Method for operating a gas sensor arrangement and gas sensor arrangement
CA1069178A (en) Testing compression in engines from starter motor current waveform
JPH0312249B2 (en)
RU2214586C1 (en) Method of and device for revealing knocking in internal combustion engine
US5416316A (en) Optical sensor arrangement for presence detection with variable pulse repetition frequency
JP2016205818A (en) Capacitance detection device and deterioration diagnosis device
JP2000146648A (en) Measuring apparatus
RU32275U1 (en) Device for detecting detonation in an internal combustion engine
JP2006220629A (en) Internal impedance measuring device for storage battery, and internal impedance measuring method of the storage battery
CN211178306U (en) Bridge type vibrating wire strain gauge based on online correction
US4503505A (en) Method for recognizing irregular combustion processes in an internal combustion engine and apparatus for performing the method
JP3516778B2 (en) Frequency measurement method for semiconductor test equipment
JPH06213755A (en) Piezoelectric conversion device and method for detecting in-cylinder pressure using the device
RU82051U1 (en) ONBOARD DISPERSION CALCULATOR
RU2532990C2 (en) Analyser of operation of internal combustion engine systems
SU1647300A1 (en) Method and device for determining the power capacity of i c engine
RU2244314C2 (en) Method for statistical evaluation of nonlinear distortions and device for realization of said method
JPS6152927B2 (en)
SU1462214A1 (en) Device for checking change of air clearance of synchronous electric machine
SU1758253A1 (en) Method for determining alternating voltage cycle
SU1112094A1 (en) Method and device for measuring effective operation of machine

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20081229

PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20091124

RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20100520

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150608