DE2923056C2 - Vorrichtung zum Erkennen unerwünschter Verbrennungsverläufe bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen - Google Patents

Vorrichtung zum Erkennen unerwünschter Verbrennungsverläufe bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen

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DE2923056C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erkennen unerwünschter Verbrennungsverläufe bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen mittels eines Beschleunigungssensors und eines auf die Frequenz der Klopfschwingung abgestimmten Bandpaßfilters, dessen Ausgangsgröße mit einem Referenzwert verglichen wirH und wobei das Vergleichsergebnis den zu erkennenden unerwünschten Verbrennungsverläufen zugeordnet ist.
Eine solche Vorrichtung ist der US-PS 40 12 942 zu entnehmen, welche mittels eines zweiten Sensors ein der Motordrehzahl zugeordnetes Signal und aus diesem ein Grundgeräusch-Referenz-Signal erzeugt, welches vom quadrierten Ausgangssignal des Bandpaßfilters subtrahiert wird und so ein »Klopfstärke«-Signal bildet, welches seinerseits mit einem anderen drehzahlabhängigen »Klopf«-Grenzwert verglichen wird. Das Ergebnis dieses Vergleichs ist ein Signal, welches Stärke und Frequenz des »Klingeins« erkennen läßt.
Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, daß der Zusammenhang von Grundgeräusch und Drehzahl eines Motors sowohl typ- als auch exemplarabhängig ist und somit eine genaue Justierung erfordert, welche in Abständen wiederholt werden muß, da sie infolge mech., therm, u.a. Einflüsse nicht konstant ist. Ein weiterer Nachteil ist, daß zwei verschiedene Sensoren mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten verwendet werden, deren Änderungen ebenfalls das Meßergebnis beeinflussen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche weder drehzahl- noch exemplarabhängig ist und keine Nachjustierungen in gewissen Intervallen erfordert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für daß vom Beschleunigungssensor empfangene und durch das Bandpaßfilter gelaufene Körperschallsignal ein Gleichrichter vorgesehen ist, in welchem es zum Klopfsignal gleichgerichtet wird, daß die Reihenschaltung eines auf die Klopffrequenz abgestimmten Bandsperrfilters, eines Effektivwert-Gleichrichters und
ίο eines Verstärkers vorgesehen ist, durch weiche diS vom Beschleunigungssensor empfangene Körperschallsignal zum Referenzsignal umgewandelt wird und daß ein Komparator vorgesehen ist, in welchem das Referenzsignal und das Klopfsignal miteinander verglichen
is werden, wobei ein Ausgangssignal erscheint, wenn das fHopfsignal das Referenzsignal überschreitet
Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß nur ein Sensor erforderlich ist, von welchem Meß- und Referenzsignal gewonnen werden, wodurch eine automatische Justierung erfolgt. Außerdem ist sie infolge des geringeren Bauelementebedarfs preiswerter in der Herstellung.
Zur Anpassung an die gegebenen Verhältnisse kann es zweckmäßig sein, daß das Referenzsignal eine lineare oder nichtlineare Verstärkung aufweist
Das sogenannte »Klingeln« eines Verbrennungsmotors entsteht, wenn das Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht nur vom Zündfunken ausgehend verbrennt sondern vor der sich ausbreitender? Flammenfront durch Druck- und Temperaturanstieg auch eine Selbstentzündung ent-
steht Diese unkontrollierte Verbrennung ist schädlich für den Motor; sie verursacht eine höhere mechanische und thermische Betastung. Dieses »Klingeln« kann unter anderem durch Laständerungen am Motor hervorgerufen werden. Eine Möglichkeit, aus diesem Zustand wieder herauszukommen, ist die Verstellung der Zündung.
Das Geräuschspektrum, welches vom »Klingeln« hervorgerufen wird, liegt in einem Frequenzbereich um 7 kHz. Erschwerend für die Erkennung ist, daß ähnliche Geräusche, beispielsweise von Ventüschlägen herrührend, ebenfalls in diesem Frequenzbereich liegen und daß sich der gesamte Geräuschpegel über den Drehzahlbereich vom Leerlauf bis zur maximalen Drehzahl ca. um den Faktor 10 ändert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung, die ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung wiedergibt, ist ein Beschleunigungssensor 1 dargestellt, beispielsweise
so ein den Körperschall aufnehmender Piezo-Kristall-Geber, der an einer geeigneten Stelle des Motors, etwa am Zylinderkopf, angeordnet ist Diesem Geber folgt ein Eingangsverstärker 2, dessen Ausgang mit einem Bandpaßfilter 3 und mit einem Bandsperrfilter (5)
verbunden ist. Auf das Bandpaßfilter 3 folgt ein Gleichrichter 4 und auf das Bandsperrfilter folgt ein Effektivwertgleichrichter 6a und ein linearer Verstärker 6b. Dieser Verstärker kann gegebenenfalls eine nichtlineare Verstärkung aufweisen oder in gewissen
Anwendungsfällen auch entfallen. Die Ausgänge des Gleichrichters 4 und des Verstärkers 66 führen auf die Eingänge eines Kömpäfätors J Bandpaßfilter 3 und Bandsperrfilter 5 sind auf die Klopffrequenz fK bei KHz eingestellt. D. h., das Bandpaßfilter verstärkt und das Bandsperrfilter unterdrückt diese Frequenz.
Das Körperschallsignal UE des Beschleunigungsgebers 1 wird im Eingangsverstärker 2 auf den erforderlichen Pegel angehoben und gleichzeitig den
η Filtern angeboten. Im Bandpaßfilter 3 wird bei indensein ein Signal mit der Frequenz fK verstärkt inderen Frequenzen gedämpft) und im Glejchriehgleichgerichtet und bildet das Klopfsignal UK. Im Sperrfilter 5 wird das Signal mit der Frequenz ίκ npft. Die restlichen Signalbestandteile bilden nach ilaufen des Effektivwertgleichrichters 6a den Iwert des Körperschallsignals, welcher nach er Verstärkung im Verstärker 6b einen Schwellfür das Klopfsignal, das Referenzsignal Ur :11t Beide Signale werden im Komparator 7
miteinander verglichen Übersteigt das Klopfsignal Uk das Referenzsignal Ur, so gibt der Komparator ein Ausgangssignal U* ab, welches beispielsweise zur Verschiebung des Zündzeitpunktes herausgezogen werden kann.
Der Komparator liefert immer dann ein Signal Ua, wenn mit dem Eingangssignal U£ Schwingungen des Frequenzbereiches ίκ aufgenommen werden und diese einen bestimmten Pegel im Verhältnis zu den übrigen Frequenzen übersteigen. Es erfolgt ein relativer Vergleich, der ein laufendes Justieren erübrigt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Erkennen unerwünschter Verbrennungsverläufe bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen mittels eines Beschleunigungssensors und eines auf die Frequenz der Klopfschwingung abgestimmten Bandpaßfilters, dessen Ausgangsgröße mit einem Referenzwert verglichen wird und wobei das Vergleichsergebnis den zu erkennenden unerwünschten Verbrennungsverläufen zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß für das vom Beschleunigungssensor (1) empfangene und durch das Bandpaßfilter (3) gelaufene Körperschallsignal (Ue) ein Gleitrichter (4) vorgesehen ist, in welchem es zum Klopfsignal (Uk) gleichgerichtet wird, daß die Reihenschaltung eines auf die Frequenz der Klopfschwingung (fc) abgestimmten Bandsperrfilters (5), eines Effektivwert-Gleichrichters (6a) und eines Verstärkers (6b) vorgesehen ist, durch welche das vom Beschleunigungssensor (1) empfangene Körperschallsignal (Uf) zum Referenzsignal (Ur) umgewandelt wird und daß ein Komparator (7) vorgesehen ist, in welchem das Referenzsignal (Ur) und das Klopfsignal (Uk) miteinander verglichen werden, wobei ein Ausgangssignal (Ua) erscheint, wenn das Klopfsignal (Uk) das Referenzsignal (Ur) überschreitet.
Z Vorrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (6b) eine lineare Verstärkung aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (6b) eine nichtlineare Verstärkung aufweist.
DE2923056A 1979-06-07 1979-06-07 Vorrichtung zum Erkennen unerwünschter Verbrennungsverläufe bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen Expired DE2923056C2 (de)

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