DE2942250C2 - - Google Patents
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
- F02P5/1526—Digital data processing dependent on pinking with means for taking into account incorrect functioning of the pinking sensor or of the electrical means
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
- G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des
Hauptanspruchs und des Nebenanspruchs.
Das unter bestimmten Bedingungen auftretende, unerwünschte Klopfen
einer Brennkraftmaschine wird mit Hilfe von Sensoren, die Schwingun
gen an Teilen des Motors registrieren, ermittelt. Als Sensoren wer
den Druck-, Kraft- oder Beschleunigungsaufnehmer verwendet. Das vom
Klopfsensor abgegebene Signal ist meistens mit einem Grundrauschen,
hervorgerufen durch das Hintergrundgeräusch, behaftet, das durch den
normalen Motorbetrieb und Klopfen entsteht. Das Hintergrundgeräusch
verändert sich im allgemeinen in unmittelbarer Abhängigkeit von der
Maschinengeschwindigkeit und der Maschinenbelastung. Das nur bei
klopfender Verbrennung auftretende Nutzsignal einer bestimmten Fre
quenz muß aus diesem Grundrauschen mit Hilfe einer Auswerteschaltung
eindeutig und sicher erkannt werden.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-AS 24 45 067 bekannt, bei
der von dem von einem Meßwandler abgegebenen Gesamtsignal, das so
wohl das Klopfen als auch das Grundrauschen umfaßt, ein Korrektur
signal subtrahiert wird, das der durchschnittlichen Intensität des
Grundrauschens vor Beginn des Klopfens entspricht. Das Korrektursi
gnal wird dabei durch Mittelwertbildung über einen längeren Zeitraum
erzeugt, so daß Fehler durch momentane Schwankungen nicht auftreten
können.
In der US-PS 38 22 583 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Messung des Klopfens bei einer Brennkraftmaschine und zur Bestimmung
der Oktanzahl beschrieben. Die Signale des Sensors dieser Vorrich
tung, hervorgerufen durch die Motorhintergrundgeräusche und die
Klopfgeräusche, werden dann in dem bevorzugten Klopffrequenzbereich
gefiltert und verstärkt. Die Motorsignale einschließlich der Klopf
signale werden mit dem durchschnittlichen Hintergrundgeräuschniveau
verglichen, wobei die positive Differenz integriert wird und als Re
gelsignal zur Zündzeitpunktsteuerung verwendet wird.
Alle diese Vorrichtungen haben den gemeinsamen Nachteil, daß der
Ausfall eines Klopfsensors nicht erkannt werden kann. Bei einem Sen
sorausfall könnten ähnliche Signale wie bei einem nicht klopfenden
Motor geliefert werden. Eine Regelung würde dann den Motor weit ins
Klopfgebiet fahren.
Eine Überwachung eines Schwingungssensors am Beispiel eines Geophons
für seismische Bodenuntersuchungen ist aus der DE-PS 40 03 018 be
kannt. Hierbei wird die Testsignalantwort einer im Feld installier
ten Reihe von Geophonen aufgenommen, um einen Defekt oder eine Ver
stimmung zu Erkennen und durch Reparatur oder Austausch beheben zu
können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich
tung zur Erfassung beim Klopfen einer Brennkraftmaschine auftreten
den Schwingungen mit einem Sensor zur Aufnahme der Schwingungssi
gnale zu finden, die einen Ausfall des Sensors erkennt.
Gelöst wird die Aufgabe durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen
mit den Merkmalen des Hauptanspruchs oder des Nebenanspruchs.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Hauptanspruchs oder des Nebenanspruchs hat den besonderen Vor
teil, daß eine laufende Überwachung des Sensors während des Betriebs
der Brennkraftmaschine möglich ist. Dadurch kann bei Ausfall des
Sensors rasch reagiert werden, um beispielsweise die Klopfregelung
abzuschalten und auf eine für alle Betriebszustände der Brennkraft
maschine gefahrlose Steuerung zu schalten.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merk
malen des Hauptanspruchs wird eine passive Sensorausfallerkennung
durchgeführt. Sie beruht auf der Plausibilitätsbetrachtung, daß bei
intaktem Sensor das vom Sensor abgegebene Signal einen Pegel auf
weist, der innerhalb eines vom jeweiligen Betriebszustand der Brenn
kraftmaschine abhängigen Bereichs liegt.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merk
malen des Nebenanspruchs wird eine aktive Sensorausfallerkennung
durchgeführt. Sie beruht auf der Plausibilitätsbetrachtung, daß bei
Erregung des Sensors mit einem Prüfsignal eine bestimmte Reaktion
nur dann auftritt, wenn der Sensor intakt ist.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vor
richtungen sind in den Unteransprüchen angegeben und in der nachfol
genden Beschreibung näher erläutert.
Die Fig. 1 und Fig. 3 bis 5 zeigen verschiedene Ausfüh
rungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In Fig. 2
ist der zeitliche Verlauf des Druckes im Zylinder, der
Meßphase, der Prüfphase und der Löschphase für das Spei
cherelement für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dar
gestellt.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist ein Klopfsensor 1, der als piezoelektrischer Kraft-,
Druck-, Beschleunigungsaufnehmer oder Biegeschwinger aus
gebildet sein kann, mit einer Signalaufbereitungsschal
tung 2 verbunden. Diese Signalaufbereitungsschaltung 2
kann z. B. ein Filter, einen Gleichrichter und einen
Integrierer aufweisen. Der Ausgang der Signalaufberei
tungsschaltung 2 wird über einen Schalter 3, der im
Ruhezustand die Verbindung herstellt, auf den positiven
Eingang eines Komparators 4 geführt. Weiterhin ist der
Ausgang des Klopfsensors 1 über einen weiteren Schalter
5, der in seiner Ruhestellung im geöffneten Zustand ist,
an eine Schaltung zur Schwellenbildung 6, die z. B. einen
Gleichrichter und eine Tiefpaß mit einer großen Zeit
konstante aufweist, angeschlossen. Die Schaltung zur
Schwellenbildung 6 ist über ein Speicherelement 7 , das im
einfachsten Falle als Kondensator ausgebildet ist, und
einem sich in Ruhestellung befindenden Schalter 8 mit
dem invertierenden Eingang des Komparators 4 und dem
nicht invertierenden Eingang eines weiteren Komparators
9 verbunden. Nach Umschalten des Schalters 8 ist das
Speicherelement zur Entladung mit Masse verbunden. Am
invertierenden Eingang des weiteren Komparators 9 liegt
eine Spannung, die als Maximalpegel dient. Diese Spannung
kann im einfachsten Falle von einer Gleichspannungsquelle
10 geliefert werden. Nach dem Umschalten des Schalters 3
liegt am nichtinvertierenden Eingang des Komparators 4
eine Spannung, die als Mindestpegel dient und im ein
fachsten Fall von einer zweiten Gleichspannungsquelle 11
geliefert wird. Weiterhin ist eine Steuerschaltung 12
vorgesehen, die die Schalter 3, 4 und 8 steuert. Die
Steuerschaltung 12 liefert die der Meßphase, der Prüf
phase und der Entladung des Speicherelementes 7 entspre
chenden Torzeiten. Der Ausgang 13 der Steuerschaltung 12
ist mit den Schaltern 3 und 5, der Ausgang 14 mit dem
Schalter 8 verbunden. Eine entsprechende drehzahlsynchrone
Steuerschaltung ist in der deutschen Patentanmeldung
P 29 18 420.1 beschrieben. Die Ausgänge der Komparatoren
4 und 9 sind auf die beiden Eingänge eines ODER-Gatters
15 geführt. Außerdem ist der Ausgang des Komparators 4
mit dem ersten Eingang eines ersten UND-Gatters 16 ver
bunden. Am zweiten, invertierenden Eingang des ersten
UND-Gatters 16 liegt der Ausgang 13 der Steuerschaltung
12, der außerdem mit dem einen Eingang eines zweiten
UND-Gatters verbunden ist. Der Ausgang 14 der Steuer
schaltung 12 ist an den invertierenden Eingang des zweiten
UND-Gatters 17 angeschlossen. Die Ausgänge des zweiten
UND-Gatters und des ODER-Gatters sind auf ein drittes
UND-Gatter 18 geschaltet, an dessen Ausgang 19 das Signal
für einen möglichen Ausfall des Klopfsensors 1 abgenommen
werden kann. Am Ausgang 20 des ersten UND-Gatters 16 kann
das Signal Klopfen ja/nein abgenommen werden.
Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 soll
mit Hilfe der Diagramme aus Fig. 2 beschrieben werden.
Fig. 2a zeigt den Druckverlauf im Arbeitszylinder eines
Viertaktmotors in Abhängigkeit vom Zündverstellwinkel bzw.
Kurbelwinkel. Der Zündzeitpunkt des komprimierten Kraft
stoff-Luft-Gemisches ist im Punkt 21 angedeutet. Danach
wächst der Druck im Zylinder der Brennkraftmaschine an, er
reicht ein Maximum und nach diesem Maximum treten Druck
überhöhungen auf, die als Klopfschwingungen bezeichnet
werden. In dem mit 22 bezeichneten Bereich, der als Meß
phase definiert ist, sollen die Klopfschwingungen er
mittelt werden. In dem Bereich 23, der Prüfphase, kann
der Klopfsensor 1 auf Ausfall getestet werden. Während
der Prüfphase 23 liegt der Ausgang 13 der Steuerschaltung
12 auf einem positiven Potential, das den HIGH-Zustand
definiert und in der positiven Logik, die hier verwendet
werden soll, mit 1 bezeichnet wird. Dadurch werden die
Schalter 3 und 5 umgeschaltet, d. h. der Klopfsensor 1 ist
direkt mit der Schaltung zur Schwellenbildung 6 verbunden
und der Gleichspannungsgenerator 11 ist mit dem positiven
Eingang des Komparators 4 verbunden. Die Signale des Klopf
sensors 1, die durch die Hintergrundgeräusche des Motors
hervorgerufen werden, gelangen über die Schaltung zur
Schwellenbildung 6 und über das Speicherelement 7 direkt
auf die Komparatoren 4 und 9. Gleichzeitig werden sie im
Speicherelement 7 gespeichert. An dem zweiten Eingang des
Komparators 4 liegt über den Schalter 3 eine Spannung, die
den Mindestpegel darstellt, während am zweiten Ausgang
des Komparators 9 eine Spannung anliegt, die den Maxi
malpegel angibt. Die Grenzwerte (Mindestpegel und Maxi
malpegel) können in der Abhängigkeit von Motorgrößen
(z. B. Drehzahl, Last) vorgegeben werden und selbstver
ständlich auch in anderer als in der dargestellten Weise
geliefert werden. In dem Komparator 4 werden die Signale
des Klopfsensors 1 mit dem Mindestpegel, in dem Komparator
9 mit dem Maximalpegel verglichen. Liegen die Signale
des Klopfsensors 1 zwischen den Grenzwerten, so liegen
die Ausgänge der Komparatoren 4 und 9 auf 0, das bedeutet
auf niedrigen Potential, z. B. 0 Volt (LOW-Zustand). Erreicht
das Signal des Klopfsensors 1 nicht den Mindestwert, d. h.
ist der Sensor 1 defekt oder gibt es einen Kurzschluß in
der Schaltung, so liegt am Ausgang des Komparators 4
und des ODER-Gatters 15 eine 1 (HIGH-Zustand). Liegt am
zweiten Eingang des dritten UND-Gatters 18 ebenso eine 1,
so liegt an seinem Ausgang 19 auch eine 1 und der Aus
fall des Klopfsensors wird angezeigt. Überschreitet das
Signal des Klopfsensors 1 den Maximalpegel, was z. B. bei
Leitungsunterbrechung der Fall ist, so liegt der Ausgang
des Komparators 9 auf 1, der Ausgang des Komparators 4
auf 0, so daß wie eben beschrieben am Ausgang 19 ebenso
eine 1 liegt und der Ausfall angezeigt wird. Während der
Meßphase 22 liegt das Potential des Ausgangs 13 der Steuer
schaltung 12 auf dem Potential 0 und die Schalter 3 oder
5 befinden sich in Ruhestellung, d. h. in dem in Fig. 1
gezeigten Zustand. Das Signal des Klopfsensors 1 gelangt
dann über die Signalaufbereitungsschaltung 2 und den
Schalter 3 direkt auf den positiven Eingang des Kompa
rators 4, an dessen invertierenden Eingang die Klopf
schwelle, d. h. der Vergleichswert liegt. Diese Klopf
schwelle wird während der Prüfphase 23 durch die Schal
tung zur Schwellenbildung 6 aus den durch die Hintergrund
geräusche des Motors hervorgerufenen Signale des Klopf
sensors 1 gebildet und in dem Speicherelement 7 gespei
chert. Überschreitet das Klopfsignal die Klopfschwelle,
so liegt am Ausgang des Komparators 4 eine 1 und am in
vertierenden Eingang des ersten UND-Gatters 16 eine 0, d. h.
an seinem Ausgang 20 liegt eine 1 und das Klopfen wird ange
zeigt. Zu Beginn jeder Prüfphase 23 soll das Speicherelement
7 gelöscht werden. Dazu wird der Schalter 8, gesteuert
durch die Steuerschaltung 12, wie in Fig. 2c durch den
Bereich 24 angedeutet, kurzzeitig auf Masse gelegt. Der
Ausgang 14 der Steuerschaltung 12 liegt dann auf positi
vem Potential. Die Torzeit 24 kann ebenso wie die Prüf
phase 23 bzw. Meßphase 22 analog zu der Schaltung aus
der Patentanmeldung P 29 18 420.1 gebildet werden. Sie
kann aber auch durch eine monostabile Kippstufe, die an
den Ausgang 13 der Steuerschaltung 12 geschaltet wird und
mit dem Schalter 8 verbunden wird, realisiert werden. Die
Zeit zum Löschen des Speicherelementes 7 ist dann aber
unabhängig von der Drehzahl des Motors.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 werden die Bauele
mente, die schon in Fig. 1 enthalten sind und gleiche Funk
tion haben, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der
Klopfsensor 1 ist wiederum über die Signalaufbereitungs
schaltung 2 mit dem nicht invertierenden Eingang eines
Komparators 25 und mit dem invertierenden Eingang eines
weiteren Komparators 26 verbunden. Eine Schaltung zur Er
zeugung der Klopfschwelle 27 ist einerseits über den
Summenpunkt 28 an den invertierenden Eingang des Kompa
rators 25 und andererseits über den Summenpunkt 29 an den
nicht invertierenden Eingang des Komparators 26 angeschlos
sen. Eine negative Spannung U, die durch eine Spannungs
quelle geliefert werden kann, ist über den Schalter 30, der
in seiner Ruhestellung im geöffneten Zustand ist, auf den
Summenpunkt 28 geführt. Eine positive Spannung U, die
ebenfalls von einer Spannungsquelle geliefert werden
kann, ist über einen entsprechenden Schalter 31 auf den
Summenpunkt 29 geführt. Der Ausgang 13 der Steuerschal
tung 12 ist mit den Schaltern 30 und 31 verbunden. Die
Ausgänge der Komparatoren 25 und 26 sind mit den Eingän
gen eines NAND-Gatters 32 verbunden, dessen Ausgang eben
so wie der Ausgang 13 der Steuerschaltung 12 auf die
Eingänge eines UND-Gatters 34 geführt ist. Weiterhin ist
der Ausgang des Komparators 25 mit dem ersten Eingang eines
weiteren UND-Gatters 33 verbunden, dessen zweiter, inver
tierender Eingang mit dem Ausgang 13 der Steuerschaltung
12 verbunden ist. Am Ausgang 35 des UND-Gatters 33 kann
das Signal Klopfen ja/nein und am Ausgang 36 des UND-Gat
ters 34 das Signal Ausfall ja/nein abgenommen werden. Die
Funktionsweise des in Fig. 3 angegebenen Ausführungsbei
spiels ist ähnlich der des in Fig. 1 angegebenen Ausfüh
rungsbeispiels. In der Meßphase 22 gelangt das Signal des
Klopfsensors 1 über die Signalaufbereitungsschaltung 2
an den nicht invertierenden Eingang des Komparators 25
und an den invertierenden Eingang des Komparators 26.
An den entsprechenden zweiten Eingängen der Komparatoren
25, 26 liegt die Klopfschwelle, die durch die Schaltung
zur Erzeugung der Klopfschwelle 27 geliefert wird. Die
Klopfschwelle kann als feste oder verstellbare Kennlinie
vorgesehen werden, die abhänig von den Motorgrößen (z. B.
Drehzahl, Last) veränderbar ist. Am Ausgang 13 der Steuer
schaltung 12 liegt während der Meßphase 22 das Potential 0,
so daß die Schalter 30, 31 im, in der Fig. 3 gezeichneten,
geöffneten Zustand bleiben. Übersteigt das Signal des
Klopfsensors 1 die Klopfschwelle, so liegt am Ausgang des
Komparators 25 eine logische 1 und am Ausgang des Kompa
rators 26 eine logische 0. Am Ausgang 35 kann dann das
Signal Klopfen ja und am Ausgang 36 das Signal Ausfall nein
abgenommen werden. Während der Prüfphase 23 liegt am Ausgang
13 der Steuerschaltung 12 ein hohes Potential, d. h. eine
logische 1. Damit werden die Schalter 30, 31 in ihren ge
schlossenen Zustand gesteuert. Über den Summenpunkt 28
wird die negative Spannung -U addiert, damit liegt am
invertierenden Eingang des Komparators 25 eine kleinere
Spannung als die Klopfschwelle an. Über den Summenpunkt 29
wird die positive Spannung +U hinzuaddiert, so daß am nicht
invertierenden Eingang des Komparators 26 eine Spannung
größer als die Klopfschwelle anliegt. Selbstverständlich
können die positiven und negativen Spannungen, die über
den Summenpunkt 28 und 29 hinzuaddiert werden einen unter
schiedlichen Wert haben. An den zweiten Eingängen des
Komparators 25 und 26 liegt das durch die Hintergrund
geräusche des Motors hervorgerufene Signal des Klopf
sensors 1. Liegt das durch den Klopfsensor 1 gelieferte
Signal nicht innerhalb des Toleranzbandes, das durch das
Hinzuaddieren der Spannungen ±U um die Kennlinie der Klopf
schwelle gelegt ist, so wird am Ausgang 36 der Ausfall des
Sensors angezeigt. Der Schalter 31, über den die Spannung
+U auf den Summenpunkt 29 gegeben wird, kann auch entfallen,
so daß die Spannung +U ständig am Summenpunkt 29 anliegt.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Klopfsensor
1 als Biegeschwinger ausgebildet. Der Klopfsensor 1 liegt
in einem Zweig einer Brückenschaltung 37, deren Widerstände
komplex und reell sein sollen. Der Ausgang der Brücken
schaltung 37 ist mit den zwei Eingängen eines Differenz
verstärkers 38 verbunden. Der Ausgang des Differenzver
stärkers 38 ist auf den nicht invertierenden Eingang eines
Komparators 39 geschaltet, dessen invertierender Eingang
mit der Schaltung zur Erzeugung der Klopfschwelle 27 ver
bunden ist. Am Ausgang des Komparators 39 kann das Signal
Klopfen ja/nein und Ausfall ja/nein abgenommen werden. Ein
Generator 40, der z. B. ein Sinusgenerator sein kann, ist
über einen Schalter 41, der in seiner Ruhestellung im ge
öffneten Zustand ist, mit dem Eingang der Brückenschaltung
37 verbunden. Weiterhin wird der Ausgang des Differenzver
stärkers 38 über einen weiteren Schalter 42, der als Schlie
ßer arbeitet, mit dem Eingang der Brückenschaltung 37 ver
bunden. Die Schalter 41 und 42 werden von der Steuerschaltung
12 geschaltet.
Da Biegeschwinger auch über das Ende der Anregung hinaus
weiterschwingen, ist es angebracht, den Biegeschwinger vor
der Meß- und Prüfphase 22, 23 zu dämpfen. In der Dämpfungs
phase soll die Bewegung des Schwingers verhindert werden,
d. h. die bei der mechanischen Verbiegung auftretende
elektrische Spannung muß zu 0 geregelt werden. Dazu wird
in der Dämpfungsphase über den dann geschlossenen Schalter
42 die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 38 wieder
auf den Eingang der Brückenschaltung 37 gegeben, so daß
die Spannung am Biegeschwinger 1 kompensiert wird. Eine
wirksame Dämpfung wird erreicht, wenn die Brückenschal
tung abgeglichen ist. Im Resonanzfall kann der komplexe
Widerstand 44 durch ein R-C-Glied realisiert werden, während
die Widerstände 43 und 45 reell sind. Eine andere Möglich
keit ist, daß die Widerstände 43 und 44 reell sind und für
den Widerstand 45 das R-C-Glied eingesetzt wird. Bei einem
automatischen Abgleich kann für den Kondensator des R-C-
Gliedes eine elektronisch verstimmbare Kapazitätsdiode
eingesetzt werden, so daß dadurch die Alterung und die
Temperaturänderung kompensiert werden kann. Im Gegensatz
zu den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen wird
in dem Beispiel nach Fig. 4 während der Prüfphase, bei
der der Schalter 41 geschlossen und der Schalter 42 ge
öffnet ist, der Klopfsensor 1 nicht durch die Hinter
grundgeräusche des Motors erregt, sondern es wird eine
zusätzliche Prüfspannung auf den Klopfsensor gegeben, die
von dem Generator 40 geliefert wird. Das dann von dem
Klopfsensor 1 abgegebene Signal wird im Komparator 39 mit
der Klopfschwelle verglichen, die im gezeigten Falle auch
die Schwelle für die Ausfallerkennung darstellt. Ebenso
wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 kann während der
Prüfphase die Klopfschwelle durch zusätzliche Maßnahmen
verändert werden und den gewünschten Erfordernissen ange
paßt werden. Auch können analog zu Fig. 1 und 3 andere
Grenzwerte vorgesehen werden, mit denen das Signal des
Klopfsensors 1 während der Prüfphase verglichen werden
kann.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird
der Klopfsensor in der Prüfphase von der vom Generator 40,
der als Sinusgenerator ausgebildet ist, abgegebenen Prüf
spannung angeregt. Dazu sind die Schalter 46 undf 47, die
durch die Steuerschaltung 12 geschaltet werden, geschlossen.
Das vom Klopfsensor gelieferte Signal gelangt einerseits
über die Signalaufbereitungsschaltung 2 auf den einen Ein
gang des Komparators 39 und wird andererseits in dem Spitzen
wertspeicher 48 gespeichert. Weiterhin ist während der
Prüfphase der Schalter 49 geschlossen und der Schalter
50 geöffnet. An dem zweiten Eingang des Komparators 39
liegt dann eine von dem Spannungsteiler 51 bestimmte Span
nung, die als Schwelle für die Ausfallerkennung dient.
In der Meßphase sind die Schalter 46, 47, 49 geöffnet und
Schalter 50 geschlossen. An dem einen Eingang des Komparators
39 liegt dann das Klopfsignal an, während am anderen Eingang
die als Klopfschwelle dienende, in der Prüfphase vom Klopf
sensor abgegebene und im Spitzenwertspeicher 48 gespeicherte
Spannung anliegt. Ebenso wie die im Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 wird z. B. vor der Prüfphase der Spitzenwert
speicher 48 über einen Kondensator 52, der von der Steuer
schaltung 12 gesteuert wird, entladen.
Alle in den Ausführungsbeispielen gezeigten Schalter können
als elektronische Schalter ausgebildet sein.
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Erfassung der beim Klopfen einer Brennkraft
maschine auftretenden Schwingungen
- - mit einem Sensor (1) zur Aufnahme von Schwingungssignalen,
- - mit einer Signalaufbereitungsschaltung (2) zur Aufnahme der Sen sorsignale,
- - mit einer Steuerschaltung (12) zur Festlegung eines ersten Zeit intervalls (22) und eines getrennten zweiten Zeitintervalls (23), wobei das erste Zeitintervall (22) zur Erfassung der Schwingungen vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß eine Komparatorschaltung (4, 9) vorgesehen ist, der während des zweiten Zeitintervalls (23) die von dem Sensor (1) oder von der Signalaufbereitungsschaltung (2) abgegebenen Signale zum Ver gleich mit einem Minimalpegel und/oder Maximalpegel zugeführt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Si
gnalaufbereitungsschaltung (2) ein Filter, einen Gleichrichter und
einen Integrierer aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Minimalpegel und/oder der Maximalpegel von der Drehzahl der
Brennkraftmaschine abhängt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Minimalpegel und/oder der Maximalpegel von dem Lastzustand der
Brennkraftmaschine abhängt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Speicherschaltung (7) zur Speicherung der
während des zweiten Zeitintervalls (23) vom Sensor (1) abgegebenen
Signale zur Verwendung als Klopferkennungsschwelle während des er
sten Zeitintervalls (22) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwei Komparatoren (4, 1, 25, 26) vorgesehen sind,
an deren ersten Eingängen die während des zweiten Zeitintervalls
(23) vom Sensor (1) abgegebenen Signale anliegen und an deren zwei
ten Eingängen jeweils entweder der Minimalpegel oder der Maximal
pegel anliegt.
7. Vorrichtung zur Erfassung der beim Klopfen einer Brennkraftma
schine auftretenden Schwingungen
- - mit einem Sensor (1) zur Aufnahme von Schwingungssignalen,
- - mit einer Signalaufbereitungsschaltung (2) zur Aufnahme der Sen sorsignale,
- - mit einer Steuerschaltung (12) zur Festlegung eines ersten Zeit intervalls (22) und eines getrennten zweiten Zeitintervalls (23), wobei das erste Zeitintervall (22) zur Erfassung der Schwingungen vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß ein Generator (40) vorgesehen ist, der während des zweiten Zeitintervalls (23) den Sensor (1) durch ein Prüfsignal anregt, und
- - daß eine Komparatorschaltung (39) vorgesehen ist, der die Reak tionssignale des Sensors (1) oder der Signalaufbereitungs schaltung (2) auf das Prüfsignal zum Vergleich mit einem Minimal pegel zugeführt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Minimalpegel von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Minimalpegel von dem Lastzustand der Brennkraftmaschine abhängt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Sensor (1) in einer Brückenschaltung (43, 44, 45)
angeordnet ist und daß die gesamte Brückenschaltung durch das Prüf
signal angeregt wird.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß Mittel (42) vorgesehen sind, die den Sensor (1) wenig
stens vor dem zweiten Zeitintervall (23) dämpfen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß das während des zweiten Zeitintervalls (23) vom Klopf
sensor (1) abgegebene und in einem Speicher (48) gespeicherte Si
gnal im ersten Zeitintervall (22) zur Verwendung als Klopfschwelle
vorgesehen ist.
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