DE3215683A1 - Verfahren und einrichtung zum feststellen des motorklopfens - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum feststellen des motorklopfens

Info

Publication number
DE3215683A1
DE3215683A1 DE19823215683 DE3215683A DE3215683A1 DE 3215683 A1 DE3215683 A1 DE 3215683A1 DE 19823215683 DE19823215683 DE 19823215683 DE 3215683 A DE3215683 A DE 3215683A DE 3215683 A1 DE3215683 A1 DE 3215683A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
engine
signal
signals
smoothing circuit
vibration signals
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
DE19823215683
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Yokosuka Kanagawa Takeuchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Publication of DE3215683A1 publication Critical patent/DE3215683A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing 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
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/152Digital data processing dependent on pinking
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00Devices 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
    • G01L23/22Devices 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00Devices 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
    • G01L23/22Devices 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
    • G01L23/221Devices 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
    • G01L23/225Devices 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 circuit arrangements therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Description

Verfahren und Einrichtung zum Feststellen des Motorklopfens
B e sehr e i b u η g
Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein Verfahren und eine Einrichtung zum Feststellen des Motorklopfens und insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung zum Feststellen des Motorklopfens, mit denen exakt Motorklopfen-Schwingungssignale von Hintergrundgeräuschsignalen auf der Basis von Signalformen der festgestellten Motorschwingungssignale getrennt werden können.
Es werden verschiedene bekannte Motorklopffeststellverfahren und -einrichtungen zur Feststellung des Motorklopfens in Kraftfahrzeugmotoren verwendet. Bei diesen bekannten Feststellverfahren und -einrichtungen werden Motorklopfen-Schwingunssignale mittels eines Schwingungssensors festgestellt und über ein Bandpaßfilter gefiltert. Hiernach werden die gefilterten Signale in zwei Signale aufgeteilt, nämlich ein Motorklopfen-Schwingungssignal und ein Hintergrundgeräuschsignal und zwar durch Gleichrichten und Glätten der festgestellten Schwingungssignale. Diese beiden Signale x^erden mittels eines Vergleichers verglichen, um zu bestimmen, ob ein Motorklopfen aufgetreten ist oder nicht.
Da jedoch bei den bekannten Motorklopfen-Feststellverfahren und -einrichtungen der Schwingungssensor auch verschiedene andere mechanischen Schwingungen als die Motorklopf-Schwingungen feststellt und da zusätzlich die Glättungsschaltung nicht genau kleine Motorklopfen-Schwingungssignale von vergleichbaren
■*■ f
Hintergrundgeräuschsignalen oder anderen mechanischen
Schwingungssignalen unterscheiden kann, sind die bekannten Motorklopfen-Peststellverfahren und -einrichtungen nicht genügend zuverlässig. 5
Die Anordnung und Arbeitsweise einer bekannten Motorklopf en-Eeststelleinrichtung wird in größerer Einzelheit unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Zusammenhang mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele erläutert werden.
Unter Berücksichtigung der vorgenannten Probleme ist es somit die hauptsächliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein zuverlässiges Motorklopfen-Feststellverfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Yerfahrens anzugeben, bei denen Motorklopfen-Schwingungssignale genau von Hintergrundgeräuschsignalen oder anderen mechanischen Schwingungssignalen auf der Basis 2Q von Signalformen der festgestellten Motorklopfen-Schwingungssignale getrennt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Motorklopfen-Feststellverfahren, das gekennzeichnet ist durch die Schritte Abfühlen von Motorschwingungen, Filtern von Frequenzkomponenten der abgefühlten Motorschwingungssignale, Gleichrichten der gefilterten Motorschwingungssignale, Glätten der Signale unter Mittelwertbildung ihrer Signalpegel über eine niedrige vorbestimmte Zeitkonstante, die der Däapfungseinhüllenden von Motorklopfschwingungen entspricht, Glätten unter Mittelwertbildung ihrer Signalpegel über eine obere vorbestimmte Zeitkonstante, die Hintergrundgeräuschsignalen entspricht und Vergleichen der beiden Signale zur Erzeugung eines Klopfanzeigesignals.
'*'·."·.::. 3215G83 ρ
Zur Lösung der Aufgabe dient erfindungsgemäß eine Motorklopfen-Feststelleinrichtung, die gekennzeichnet ist durch ein Bandpaßfilter mit einem Durchlaßbereich
von 6 bis 9 kHz, einer ersten Glättungsschaltung, die 5
nur elektrische Motorschwingungssignale mit Hüllkurven abgeben kann, die Zeitkonstante von 1,5 ms oder mehr besitzen, und eine zweite Glättungsschaltung, die nur Hintergrundgeräuschsignale mit Hüllkurven abgeben kann,
die Zeitkonstante von 50 ms oder mehr besitzen. Diese 10
Schaltungen sind zusätzlich zu einem Schwingungssensor, Verstärkern, einem Gleichrichter und einem Vergleicher vorgesehen. Der Grund für eine derartige Einrichtung ist, daß die Motorklopfen-Schwingungssignale
Frequenzanteile zwischen 6 und 9 ^Hz und Zeitkonstante 15
zwischen 1,5 und ^O ms der Dämpfungseinhüllenden besitzen.
Die Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Motorklopfen-Feststellverfahrens und der Einrichtung zur 20
Durchführung des Verfahrens gegenüber der bekannten Einrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente oder Einheiten in allen Figuren bezeichnen.
Es zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Beispiels einer
bekannten Motorklopfen-Feststelleinrichtung,
Fig. 2 (A) eine grafische Darstellung der Signalformen der Motorklopfen-Schwingingssignale und der Hintergrundgeräuschsignale,
Fig. 2 (B) eine grafische Darstellung der Signalform von Motorklopfen-Anzeigesignalen,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Motorklopfen-Feststelleinrichtung,
Fig. 4- eine grafische Darstellung des Spektrums
der Motorklopfen-Schwingungssignale,
Fig. 5 (A) eine grafische Darstellung des Spektrums der Motorklopfen-Schwingungs-Dämpfungseinhüllenden, die sich ergeben, wenn eine erste Motorkurbelwelle mit einer Drehzahl von 1200 U/min rotiert, klassifiziert nach drei Graden, nämlich leichtes Klopfen, spurenweises Klopfen und kein Klopfen,
Fig. 5 (B) eine grafische Darstellung des Spektrums von Motorklopfen-Schwingungs-Däiapfungseinhüllenden, klassifiziert nach drei Graden der Klopfintensität bei einer Drehzahl
von 2400 U/min der ersten Motorkurbelwelle,
Fig. 5 (C) eine grafische Darstellung des gleichen Spektrums wie in Fig. 5(A) oder (B) bei
' einer Drehzahl von 4-800 U/min der ersten
Motorkurbelwelle,
Fig. 5 (D) eine grafische Darstellung des gleichen
Spektrums wie in den Figuren 5(A), (B) oder (G) bei einer Drehzahl von 24-00 U/ain
einer zweiten Motorkurbelwelle,
Fig. 6 (A) eine grafische Darstellung der Signalform von Motorschwingungssignalen hinter dem Bandpaßfilter,
Fig. 6 (B) eine grafische Darstellung der Signalform
des in einer Verbrennungskammer erzeugten Druckes,
Fig. 6 (G) eine grafische Darstellung der Signalform
von Motorschwingungssignalen infolge des Druckes in der Verbrennungskammer hinter dem Bandpaßfilter,
!Pig. 7 (A) eine grafische Darstellung der Signalform
von Motorschwingungssignalen hinter dem Bandpaßfilter,
Fig. 7 (B) eine grafische Darstellung der Signalformen von Motorklopfen-Schwingungssignalen, die nach der ersten Glättungsschaltung (1,5 ms) abgegriffen wurden, sowie verstärkten Geräuschsignalen, die sich nach der zweiten Glättungsschaltung (50 ms) ergeben,
l':g. 7 (C) ein grafische Darstellung der Signalform von Motorklopfen-Anzeigesignalen,
Fig. 7 (D) eine grafische Darstellung der Signalform
eines integrierten Motorklopfen-Anzeigesignals,
Fig. 8(A)-1, -2 und -3 grafische Darstellungen der Signalformen der integrierten Motorklopfenanzeigesignale, die sich bei einer Drehzahl von 2400 U/min der ersten Motorkurbelwelle ergeben mit einem leichten Motorklopfen, einem spurenweisen Motorklopfen bzw. keinem Motorklopfen,
Fig. 8(B)-1, -2 und -3 grafische Darstellungen der gleichen Wellenformen wie in den Figuren 8(A) bei einer Drehzahl von 2400 U/min der zweiten Motorkurbelwelle,
Fig. 8(C)-1, -2 und -3 grafische Darstellungen der gleichen Wellenformen wie in den Figuren 8(A) oder 8(B), jedoch bei einer Drehzahl von 1200 U/min der ersten Motorkurbelwelle,
Fig. 8(D)-1, -2 und -3 grafische Darstellungen der gleichen Wellenformen wie in den Figuren 8(A), (B) oder (C), jedoch bei einer Drehzahl von
4800 U/min der ersten Motorkurbelwelle, 15
und
Fig. 9 ein Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der Motorklopfen-Feststelleinrichtung.
20
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zuerst ein Beispiel einer bekannten Motorklopfen-Feststelleinrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt die bekannte Einrichtung mit einem Schwin gun gs s en s or 1, etwa .einem piezoelektrischen Wandler, der an einem Motorblock für die Feststellung von Motorschwingungen und für die Umwandlung der Schwingungen
g0 in entsprechende elektrische Schwingungssignale angebracht ist, einem Pufferverstärker 2 zur Verstärkung der umgewandelten elektrischen Schwingungssignale vom Schwingungssensor Λ , einem Bandpaßfilter 3 zum Durchlassen nur der Frequenzanteile von Motorklopfsignalen zwisehen 6 und 9 ^Hz (des Frequenzbandes der Motorklopfsignalanteile) , einem Gleichrichter 4 zum Gleichrichten der Motorklopfsignale vom Bandpaßfilter 3» einer Glättungsschaltung 5 zum Glätten der gleichgerichteten Mo-
torklopfsignale, einem Verstärker 6 zum Verstärken der geglätteten Motorklopfsignale, d.h.. des Hintergrundgeräuschpegelsignals (das sich durch Gleichrichten und Glätten der Motorklopfen-Schwingungssignale ergibt), und einem Vergleicher 7 zum Vergleichen der Motorklopfen-Schwingungssignale direkt -am Ausgang des Bandpaßfilters 3, mit dem vom Verstärker 6 abgegebenen Hintergrundgeräuschpegelsignals um ein Motorklopfen-Anzeigesignal zu erzeugen, wenn die Motorklopfen-Schwingungssignale einen höheren Spannungspegel als das Hintergrundgeräuschpegelsignal besitzen. Unter Ansprechen auf dieses Motorklopfen-Anzeigesignal wird die Zündungszeitgäbe des Motors derart gesteuert, daß sie geeignet verzögert wird.
Da jedoch bei der bekannten Motorklopfen-Feststelleinrichtung die Spannungspegel _a oder d. (Fig. 2(A), die verschiedene andere mechanische Schwingungen als das Motorklopfen darstellen, sehr oft den Hintergrundgeräuschsignalpegel übertreffen oder da die Spannungspegel b_ oder £, entsprechend den Motorklopfsignalen oft unter den Hintergrundgeräuschsignalpegel fallen, besteht ein Problem darin, daß es unmöglich ist, zuverlässig nur die Motorklopfschwingungen festzustellen.
Fig. 2(B) zeigt ferner Signalformen der Motorklopfen-Anzeigesignale, die von dem Vergleicher 7 abgegeben werden, wenn der Motorklopfsignalpegel den Hintergrundgeräuschsignalpegel übertrifft.
Unter Berücksichtigung dieser Ausführungen wird nun das erste Ausführungsbeispiel der Motorklopfen-Feststelleinrichtung beschrieben.
Zuerst sei der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung wie folgt erläutert: Da Messungen von MotorklopfSignalen anzeigen, daß die Zeitkonstanten der Dämpfungseinhüllen-
den von Motorklopfschwingungen im Bereich von 1,5"ms his
50 ms liegen, werden die umgewandelten Motorklopfen-Schwingungssignale zuerst durch ein Bandpaßfilter gefiltert, um nur diejenigen Signale auszuwählen, deren Fre-5
quenzanteile zwischen 6 und 9 Mz liegen. Als nächstes erfolgt eine Glättung über zwei parallele Glättungsschaltungen, um die Motorklopfen-Schwingungssignale mit Einhüllenden mit Zeitkonstanten von mehr als 1,5 ms von den Hintergrundgeräuschsignalen zu trennen, die Einhüllende mit Zeitkonstanten von mehr als 50 ms besitzen. Ferner haben andere mechanische Schwingungssignale als die Motorklopfsignale gewöhnlich Einhüllende mit Zeitkonstanten von 1,5 ms oder weniger.
Gemäß Pig. 3 weist die Motorklopfen-Feststelleinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels auf: einen Schwingungssensor 1, einen Pufferverstärker 2, ein Bandpaßfilter 3 und einen Gleichrichter 4-, ähnlich wie bei der bekannten Einrichtung nach Fig. 1. Das Bandpaßfilter läßt nur Frequenzen zwischen 6 und 9 kHz durch, da das Frequenzband der Motorklopfen-Schwingungsanteile diesem Bereich entspricht .
Eine erste Glättungsschaltung 10 läßt nur Schwingungssignale durch, die Dämpfungseinhüllende mit Zeitkonstanten von 1,5 ras oder mehr haben. Es ist somit möglich, die Schwingungssignale mit Zeitkonstanten von 1,5 ms oder weniger zu eliminieren, die durch verschiedene andere mechanische Vorgänge als das Motorklopfen hervorgerufen werden.
Eine zweite Glättungsschaltung 11 läßt nur Schwingungssignale mit Dämpfungseinhüllenden mit Zeitkonstanten von 50 ms oder mehr hindurch. Es ist somit möglich, Motorklopfen-Schwingungssignale mit Zeitkonstanten zwischen 1,5 und 50 ms zu eliminieren und somit nur die Hinter-
grundgeräuschsignale mit Zeitkonstanten von 50 ms oder mehr durch geeignete Glättung auszuwählen.
Diese beiden Glättungsschaltungen sind im wesentlichen aus einer Vielzahl von Kondensatoren und Widerständen gemäß allgemein bekannter Zeitintegrationsschaltungen aufgebaut.
Ein Verstärker 6 und ein Vergleicher 7 entsprechen denjenigen der bekannten Einrichtung nach 3?ig. 1.
Die Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels des Motorklopfen-Feststellverfahrens und der dazugehörigen
Einrichtung wird nun beschrieben.
15
Motorschwingungen werden durch den Schwingungssensor 1 festgestellt und in entsprechende elektrische Schwingungssignale umgewandelt. Das umgewandelte Schwingungssignal wird mittels der Verstärkers 2 verstärkt und durch das Bandfilter 3 gefiltert, um nur diejenigen Frequenzanteile der Motorklopfen-Schwingungssignale zwischen 6 und
9 kHz auszuwählen.
9_ Nach Gleichrichtung durch den Gleichrichter 4- werden diese gefilterten und gleichgerichteten Schwingungssignale parallel an die erste und zweite Glättungsschaltung 10 bzw. 11 angelegt. Da die erste Glättungsschaltung
10 so aufgebaut ist, daß sie nur Veränderungen in dem
QQ Signalpegel mit einer Zeitkonstanten von mehr als 1,5 ms •hindurchläßt, werden Motorklopfen-Schwingungssignale, die frei von anderen mechanischen Schwingungen mit Zeitkonstanten von 1,5 ms oder weniger sind, von der ersten Glättungsschaltung abgegeben und an den negativen Eingang des Vergleichers 7 angelegt. Da andererseits die zweite Glättungsschaltung 11 derart aufgebaut ist, daß sie nur Änderungen in dem Signalpegel mit einer Zeit-
konstante von mehr als 50 ms hindurchläßt, werden Hintergrundgeräuschsignale, die frei von Motorklopfen-Schwingungssignalen mit einer Zeitkonstanten zwischen 1,5 und
50 ms sind, von der zweiten Glättungsschaltung abgegeben 5
und an den positiven Eingang des Vergleichers angelegt.
Der Vergleicher 7 vergleich die beiden geglätteten Signale und gibt ein Motorklopfen-Anzeigesignal ab, wenn die Motorklopfen-Schwingungssignale von der ersten Glättungsschaltung 10 das Hintergrundgeräuschsignal von der zweiten Glättungsschaltung 1.1 bezüglich des Spannungspegels übertreffen. Ansprechend auf dieses Motorklopfenanzeigesignal wird die Zündungszeitgabe eines Motors derart gesteuert, daß sie entsprechend verzögert wird.
Es wird nun auf die grafischen Darstellungen verschiedener Signalformen gemäß den Figuren 4 bis 8 Bezug genommen und die der Erfindung zugrundeliegende Theorie In weiteren Einzelheiten beschrieben.
Fig. 4 zeigt das Spektrum (Frequenzanteile) der Motorklopf schwingungen . Diese Figur gibt an, daß mehrere Spitzen vorhanden sind; da jedoch große Kondensatoren erforderlich sind, um niederfrequente Signale aufzunehmen, wird der Bereich von 6 bis 9 ^Hz als repräsentativer Frequenzanteil der Motorklopfschwingungen verwendet.
Die Figuren 5(A) bis 5(D) zeigen FrequenzSpektren von Motorklopfen-SchwIngungsdämpfungseinhüllenden, die sich bei Drehzahlen von 1200, 2400 und 4800 U/min einer ersten Motorkurbelwelle und bei einer Drehzahl von 2400U/min einer zweiten Motorkurbelwelle bei drei unterschiedlichen mit Klopfen behafteten Zuständen ergeben: leichtes Klopfen, spurenweises Klopfen und kein Klopfen.
Diese Figuren zeigen an, daß eine Differenz von annähernd 10 dB zwischen dem Vorhandensein und NIchtvorhan-
Vr- Ai
densein von Motorklopfen in dem Frequenzbereich, zwischen 0 und 100 Hz besteht. Zusätzlich geben die Figuren 5(B) und 5(D) an, daß die Differenz zwischen den Spektren des ersten Motors und des zweiten Motors nicht groß ist, d.h. daß die Spektren für verschiedene Motoren grob gesprochen die gleichen sind.
Mit anderen Worten zeigen diese Figuren an, daß das Motor klopfen wirksam auf der Basis der Dämpfungseinhüllenden von Motorklopfschwingungen festgestellt werden können und die Frequenzanteile der Dämpfungseinhüllenden in dem Bereich zwischen 0 und 100 Hz liegen.
, _ Fig. 6(A) zeigt die Signalform von Motorschwingungs-15
Signalen hinter dem Bandpaßfilter 3- Fig· 6(B) zeigt die Signalform des Druckes,der in einer Verbrennungskammer erzeugt wird (Indikatordiagramm). Fig.(G) veranschaulicht die Signalform von MotorSchwingungssignalen, __ die aufgrund des in der Verbrennungskammer erzeugten Druckes sich ergeben und zwar nach dem Durchlaufen des Bandpaßfilters 3·
Diese Figuren veranschaulichen, daß die Motorschwingungssignale aufgrund des Explosionsdruckes in einer Verbrennungskammer eine Zeitkonstante von etwa 1,5 ms haben.
Die Figuren 7(A) bis 7(D) zeigen verschiedene Signalformen, wie sie in der Einrichtung des ersten Ausführungs-
QQ beispiels auftreten. Fig. 7(A) gibt Motorschwingungssignale einschließlich MotorklopfSignalen und Hintergrundgeräuschsignalen an, wie sie sich nach, dem Bandpaßfilter 3 darstellen. Fig. 7(B) zeigt geglättete Motorklopfen-Schwingungssignale am Ausgang der ersten Glättungsschaltung 10 (1,5 ms oder mehr) und Hintergrundgeräuschsignale, die durch die zweite Glättungsschaltung 11 (50 ms oder mehr) geglättet und durch den Verstärker 6
verstärkt wurden. Fig. 7(0) veranschaulicht die Klopfanzeigesignale am Ausgang des Vergleichers 7, wenn die Klopfschwingungssignale die Hintergrundgeräuschsignale
übersteigen. Fig. 7(D) zeigen ein integriertes Motor-5
klopfen-Anzeigesignal, wie es sich durch Integration der Klopfanzeigesignale am Ausgang des Verstärkers 7 ergibt. Da die Breite dieser Klopfanzeigesignale sich proportional zur Stärke des Motorklopfens ändert, stellt die Amplitude dieses integrierten Motorklopfen-Anzeigesignals die Motorklopfstärke dar.
Die Fig. 8(A) bis 8(C) zeigen verschiedene integrierte Motorklopfen-Anzeigesignale, wie_ sie sich ergeben, wenn
eine erste Motorkurbelwelle bei Drehzahlen von 1200 (C), 15
2400 (A) und 4800 (D) sowie eine zweite Motorkurbelwelle bei einer Drehzahl von 2400 (B) rotieren. Hieraus ergibt sich, daß es möglich ist, Motorklopfen zuverlässig bei unterschiedlicher Klopfstärke (z.B. leichtem, spurenweisem oder keinem Klopfen) bei verschiedenen Motoren festzustellen.
Fig. 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Motorklopfen-Feststelleinrichtung, bei dem die zweite Glättungsschaltung 11 (50 ms oder mehr) mit einem Punkt P hinter der ersten Glättungsschaltung. 10 (1,5 ms oder mehr)angeschlossen ist. Da bei diesem Ausführungsbeispiel das Hintergrundgeräuschsignal sich dadurch ergibt, daß zuerst Signale mit einer Zeitkonstanten von 1,5 ms
QQ oder weniger aus den umgewandelten Schwingungssignalen über die erste Glättungsschaltung 10 eliminiert und dann Signale mit Zeitkonstanten von 50 ms oder weniger aus den Schwingungssignalen ausgeblendet werden, ist es möglich, andere spurenweise mechanische Schwingungen als das Motorklopfen zuverlässig zu eliminieren, so daß ein repräsentatives Hintergrundgeräuschsignal gewährleistet wird.
-te
Aus dem Vorstehenden ergbit sich, daß "bei der erfindungsgemäßen Motorklopfen-Feststelleinrichtung aufgrund der Elimination aller mechanischer Schwingungssignale,
ausgenommen der Motorklopfen-Schwingungssignale,durch 5
die erste Glättungsschaltung und der hochfrequenten Hintergrundgeräuschsignale durch die zweite Glättungsschaltung exakte Motorklopfen-Schwingungssignale und genaue Hintergrundgeräuschsignale erzeugt werden können, so daß sich das Nutz-ZStörsignalverhältnis in den umgewandelten Schwingungssignalen verbessert und die Zuverlässigkeit der Motorklopfen-Feststellung erhöht wird.

Claims (8)

  1. GRÜNECKER, KINKELDEY, STOCKMAIR & PARTNER
    32156G3
    PATENTANWÄLTE ζ JW^EJJl ΡΑΓΕΜΤ A
    A SRÜNECKER. an. ~a
    Cn H. KINKELDEY on r~<s
    D= W STOCKMAiR. WV ~i.'Ei x>
    D=? K. SCHUMANN, ο«. >~-i
    P- H. JAKOB. Q(V «α
    D=? G. BEZOLD. ο>ι_.»«μ
    W MEISTER. Ort !Mi
    H. HILGERS. an. .<s
    Cf» H. MEYER-PLATH. 01«
    ©COO MÜNCHEN 22
    27- April 1982 P 17 115-57/ar
    NISSAN MOTOR CO., LTD. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-slii, Kanagawa-ken, Japan
    Verfahren und Einrichtung zum Feststellen des Motorklopfens
    Patentan sprüclie
    / 1.Λ Motorklopfen-Feststelleinrichtung mit einem Schwin-V--gungssensor zum Feststellen von Motorschwingungen und Umwandeln der festgestellten Kotorschwingungen in entsprechende elektrische Motorschwingungssignale und einem mit dem Schwingungssensor verbundenen Bandpaßfilter zum Dämpfen aller Signale, ausgenommen diejenigen in einem ausgewählten Bereich der Frequenzanteile der umgewandelten Kotorschwingungssignale, gekennzeichnet durch
    Ρ—
    eine erste Glättungsschaltung (10), die an das Bandpaßfilter (3) zum Glätten der sich ergebenden Motorschwingungssignale angeschlossen ist und nur Motorschwingungssignale mit Zeitkonstanten größer als ein 5
    unterer Grenzwert abgibt,
    eine zweite Glättungsschaltung (11), die mit dem Bandpaßfilter (3) verbunden und parallel zur ersten Glättungsschaltung (10) zum Glätten der Motorschwingungssignale geschaltet ist und nur Motorschwingungssignale mit Zeitkonstanten größer als ein oberer Grenzwert abgibt,
    einen Vergleicher (7)> an dessen einen Eingang die erste Glättungsschaltung (10) und an dessen anderen Eingang die zweite Glättungsschaltung (11) angeschlossen ist, und der die Amplitude der Motorschvingungssignale von der ersten Glättungsschaltung (10) mit derjenigen der Signale von der zweiten Glättungsschaltung (11) vergleicht und Motorklopfen-Anzeigesignale abgibt, wenn die Amplitude der Motorschwingungssignale von der ersten Glättungsschaltung (10) diejenige der Signale von der zweiten Glättungsschaltung
    (11) übersteigt, wodurch Motorklopfschwingungen mit Zeitkonstanten zwischen dem unteren Grenzwert und dem oberen Grenzwert festgestellt werden können.
  2. 2. Motorklopfen-Feststelleinrichtung mit einem Schwingungssensor zum Feststellen von Motorschwingun gen und Umwandeln der festgestellten Motorschwingungen in entsprechende Motorschwingungssignale und einem mit dem Schwingungssensor verbundenen Bandpaßfilter zum Dämpfen aller umgewandelten Motorschwingungssigna-Ie, ausgenommen derjenigen, die in einem ausgewählten Bereich von Frequenzkomponenten liegen, gekennzeichnet durch
    eine mit dem Bandpaßfilter (3) verbundene erste Glättungsschaltung (ΊΟ) zum Glätten der sich, ergehenden Motorschwingungssignale und zum Abgehen nur von solchen Motorschwingungssignalen, deren Zeitkonstanten größer als ein unterer Grenzwert sind,
    eine mit der ersten Glättungsschaltung (10) in Reihe geschaltete zweite Glättungsschaltung (11) zum Glätten der Motorschwingungssignale und zum Abgehen nur derjenigen Motorschwingungssignale mit Zeitkonstanten größer als ein oberer Grenzwert,
    einem Vergleicher (7)» dessen einer Eingang mit der ersten Glättungsschaltung (10) und dessen zweiter Eingang mit der zweiten Glättungsschaltung (11) verbunden ist, und der die Amplituden der Motorschwingungssignale der ersten Glättungsschaltung (10) und der zweiten Glättungsschaltung (11) vergleicht und Motorklopfen-Anzeigesignale abgibt, wenn die Amplitude der Motorsehwingungssignale von der ersten Glättungsschaltung über derjenigen der Signale der zweiten Glättungsschaltung liegt, wodurch Motorklopfschwingungen mit Zeitkonstanten zwischen dem unteren und dem oberen Grenzwert festgestellt werden können.
  3. 3- Motorklopfen-Ifeststelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Bandpaßfilter (3) einen Durchlaßbereich von 6 bis 9 kHz besitzt.
  4. 4. Motorklopfen-Feststelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß die erste Glättungsschaltung (10) nur Motor-Schwingungssignale mit Zeitkonstanten von 1,5 ms oder mehr abgibt.
  5. 5. Motorklopfen-Feststelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die zweite Glättungsschaltung (11) nur Motorschwingungssignale mit Zeitkonstanten von 50 ms oder
    mehr abgibt.
  6. 6. Verfahren zum Feststellen eines Motorklopfens in einer Verbrennungsmaschine unter Abfühlen von Motorschwingungen und Erzeugen eines ersten Signals, dessen Amplitude und Frequenz den abgefühlten Motorschwingungen entspricht und Filtern der Frequenzkompontenten des ersten Signals, um alle Frequenzen ausgenommen diejenigen eines ausgewählten Frequenzbereichs zu dämpfen, der repräsentativ für ein Motor-
    klopfen ist, und Gleichrichten des gefilterten ersten Signals unter Erzeugung eines zweiten Signals, gekennzeichnet durch
    Glätten des zweiten Signals unter Mittelwertbil-20
    dung seines Signalpegels über eine untere vorbestimmte Zeitkonstante, die repräsentativ ist für die Dämpfungseinhüllende der Motorklopfschwingungen, um ein drittes Signal zu erzeugen,
    Glätten des zweiten Signals unter Mittelwertbildung seines Signalpegels über eine obere vorbestimmte Zeitkonstante, die repräsentativ für Hintergrundmotorschwingungen ist, um ein viertes Signal zu erzeugen, und
    Vergleichen des dritten und vierten Signals und Abgeben eines Klopfanzeigesignals, wenn das dritte Signal den Pegel des vierten Signals überschreitet.
  7. 7- Verfahren zum Feststellen eines Motorklopfens in einer Verbrennungsmaschine unter Abfühlen von Motor-
    schwingungen und Erzeugen eines ersten Signals, dessen Amplitude und Frequenz der abgeführten Motorschwingungen entspricht und Filtern der Frequenzkomponenten des ersten Signals, um alle Frequenzen ausgenommen diejenigen eines ausgewählten Frequenzbereichs zu dämpfen, der repräsentativ für ein Motorklopfen ist, und Gleichrichten des gefilterten ersten Signals unter Erzeugung eines zweiten Signals,, gekennzeichnet durch
    Glätten des zweiten Signals unter Mittelwertbildung seines Signalpegels über eine untere vorbestimmte Zeitkonstante, die repräsentativ ist für die .
    Dämpfungseinhüllende der Motorklopfschwingungen, um 15
    ein drittes Signal zu erzeugen,
    Glätten des dritten Signals unter Mittelwerbildung seines Signalpegels über eine obere vorbestimmte Zeitkonstante, die repräsentativ für Hintergrundmotorschwingungen ist, um ein viertes Signal zu erzeugen , und
    Vergleichen des dritten und vierten Signals und
    Abgeben eines Klopfanzeigesignals, wenn das dritte 25
    Signal den Pegel des vierten Signals überschreitet.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet , daß die untere und obere vorbestimmte Zeitkonstante 1,5 ms bzw. 50 ms ist.
    Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der ausgewählte Frequenzbereich zwischen 6 und 9 kHz liegt.
DE19823215683 1981-04-27 1982-04-27 Verfahren und einrichtung zum feststellen des motorklopfens Ceased DE3215683A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56063671A JPS57178114A (en) 1981-04-27 1981-04-27 Knocking detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3215683A1 true DE3215683A1 (de) 1982-11-11

Family

ID=13236043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823215683 Ceased DE3215683A1 (de) 1981-04-27 1982-04-27 Verfahren und einrichtung zum feststellen des motorklopfens

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4455862A (de)
JP (1) JPS57178114A (de)
DE (1) DE3215683A1 (de)
FR (1) FR2504592A1 (de)
GB (1) GB2098326B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3342466A1 (de) * 1983-11-24 1985-06-05 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zur erkennung klopfender verbrennungen bei brennkraftmaschinen
DE3404019A1 (de) * 1984-02-06 1985-08-08 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Einrichtung zur klopferkennung

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60164232A (ja) * 1984-02-07 1985-08-27 Nissan Motor Co Ltd ノツキング・レベル制御装置
DE3523230A1 (de) * 1984-06-29 1986-01-02 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Einrichtung und verfahren zum regeln des zuendzeitpunktes in einer brennkraftmaschine
US4640249A (en) * 1984-06-30 1987-02-03 Nissan Motor Company, Limited System for controlling an ignition timing in an internal combustion engine and method therefor
JPS6116266A (ja) * 1984-06-30 1986-01-24 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の点火時期制御装置
FR2580336B1 (fr) * 1985-04-16 1989-06-30 Solex Dispositif de detection de cliquetis a auto-adaptation de seuil
GB8705023D0 (en) * 1987-03-04 1987-04-08 Lucas Elect Electron Syst Knock detection system
JPH0681923B2 (ja) * 1988-05-19 1994-10-19 三菱自動車工業株式会社 内燃機関のノック抑制装置
US5400644A (en) * 1992-09-29 1995-03-28 Motorola, Inc. Knock detection system
US6456927B1 (en) * 1993-03-22 2002-09-24 Motorola, Inc. Spectral knock detection method and system therefor
US5537855A (en) * 1994-06-30 1996-07-23 Motorola, Inc. Knock detection method and apparatus with dual integration windows
DE19806787A1 (de) * 1998-02-18 1999-08-19 Busch Dieter & Co Prueftech Vorrichtung zur Erkennung oder zur Analyse von Maschinenschäden
US6338267B1 (en) * 2000-02-17 2002-01-15 Delphi Technologies, Inc. System for rejecting noise in ignition knock data
US6591682B1 (en) 2000-08-14 2003-07-15 Pruftechnik Dieter Busch Ag Device and process for signal analysis
IT1315994B1 (it) * 2000-10-24 2003-03-26 Consiglio Nazionale Ricerche Procedimento e relativo dispositivo per la supervisione automatica del grado di usura degli utensili impiegati nelle lavorazioni meccaniche
US8150602B2 (en) * 2007-11-08 2012-04-03 Honeywell International Inc. Method and system for estimating in-cylinder pressure and knocking utilizing an in-cylinder pressure sensor
CN102811034A (zh) * 2011-05-31 2012-12-05 财团法人工业技术研究院 信号处理装置及信号处理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4111035A (en) * 1977-11-07 1978-09-05 General Motors Corporation Engine knock signal generating apparatus with noise channel inhibiting feedback
DE2918420A1 (de) * 1979-05-08 1980-11-20 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum erkennen des klopfens bei brennkraftmaschinen

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3247705A (en) * 1961-07-14 1966-04-26 Sinclair Research Inc Method and apparatus for measuring knock
FR2063377A5 (de) * 1969-10-13 1971-07-09 Mobil Oil France
FI53169C (fi) * 1976-05-06 1979-06-11 Valmet Oy Drivanordning foer oever manteln driven vals
US4409937A (en) * 1979-01-01 1983-10-18 Nissan Motor Company, Ltd. Spark timing control device for an internal combustion engine
FR2449798A1 (fr) * 1979-02-23 1980-09-19 Sev Marchal Dispositif electronique permettant de detecter le cliquetis au cours du fonctionnement d'un moteur a combustion interne
JPS55156262A (en) * 1979-05-25 1980-12-05 Nissan Motor Co Ltd Ignition lead angle controller
JPS55177623U (de) * 1979-06-06 1980-12-19
US4384473A (en) * 1980-05-14 1983-05-24 General Motors Corporation Engine knock control with detector and filter
US4346586A (en) * 1980-07-22 1982-08-31 Motorola Inc. Engine knock signal processing circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4111035A (en) * 1977-11-07 1978-09-05 General Motors Corporation Engine knock signal generating apparatus with noise channel inhibiting feedback
DE2918420A1 (de) * 1979-05-08 1980-11-20 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum erkennen des klopfens bei brennkraftmaschinen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3342466A1 (de) * 1983-11-24 1985-06-05 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zur erkennung klopfender verbrennungen bei brennkraftmaschinen
DE3404019A1 (de) * 1984-02-06 1985-08-08 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Einrichtung zur klopferkennung

Also Published As

Publication number Publication date
GB2098326B (en) 1985-03-20
JPS57178114A (en) 1982-11-02
FR2504592A1 (fr) 1982-10-29
US4455862A (en) 1984-06-26
GB2098326A (en) 1982-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3215683A1 (de) Verfahren und einrichtung zum feststellen des motorklopfens
DE2942250C2 (de)
EP0126946B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung des Klopfens einer Brennkraftmaschine
EP0408877B1 (de) Verfahren zur Drehzahlermittlung einer Brennkraftmaschine
DE3543058A1 (de) Verfahren und schaltungsanordnung zur aufbereitung des ausgangssignals eines drehzahlsensors
DE3027103C2 (de) Einrichtung zum Erfassen der Klopfstärke in einem Verbrennungsmotor
DE2918420A1 (de) Vorrichtung zum erkennen des klopfens bei brennkraftmaschinen
EP1444494B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur störgeräuschausblendung bei der klopferfassung in einer brennkraftmaschine
EP0780689B1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Drehzahlermittlung eines mit einem Generator gekoppelten Verbrennungsmotors
DE2805478C2 (de) Schaltungsanordnung zur Diskriminierung von Sprachsignalen
DE3044745C2 (de)
DE2852760A1 (de) Schaltungsanordnung zum automatischen unterdruecken des grundstoerpegels in einer vorrichtung zum messen der klopffestigkeit einer verbrennungskraftmaschine
DE3213587C2 (de) Vorrichtung zum Erzeugen eines das Klopfen einer Brennkraftmaschine charakterisierenden Signals
DE3911554A1 (de) Verfahren und einrichtung zur klopfsignalerfassung
EP0171639B1 (de) Vorrichtung zur Auswertung von Klopfsignalen
DE2153724C3 (de) Schaltungsanordnung zum Prüfen der Umsetzgenauigkeit eines durch einen Analog-Digital-Umsetzer und einen Digital-Analog-Umsetzer gebildeten Kreises
EP0152523A2 (de) Verfahren zur Ortung von Signalquellen mit Störsignalunterdrückung
DE102008060385B4 (de) Verfahren und Vorrichtung für eine zeitoptimierte Ermittlung des Frequenzganges von in einem Messobjekt erzeugten Harmonischen
EP0988554B1 (de) Verfahren zur bestimmung der drehzahl einer verbrennungskraftmaschine
DE3404019C2 (de)
EP0308526A1 (de) Geräuschbeurteilung von Fahrzeugpumpen
DE2828554A1 (de) Seismisches untersuchungsverfahren
DE10135674A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Auswertung von Meßsignalen
EP0881497A1 (de) Anordnung zur Drehzahlmessung an einer Brennkraftmaschine
DE2541176A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur serienmaessigen qualitaetskontrolle periodisch bewegter maschinenelemente

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection