內(nèi)燃機(jī)用控制裝置的制作方法 1

內(nèi)燃機(jī)用控制裝置的制作方法1

內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置的制作方法專利名稱:內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置的制作方法技術(shù)領(lǐng)域:本創(chuàng)造有關(guān)在檢測內(nèi)燃機(jī)的爆震來掌握點(diǎn)火時(shí)間上、能提高爆震檢測精度的內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置。

背景技術(shù):在車輛用的內(nèi)燃機(jī)上裝有通過檢測爆震來掌握點(diǎn)火時(shí)機(jī)從而降低油耗及提高性能等的爆震掌握裝置。

常用的爆震掌握裝置由從爆震傳感器檢測出的振動(dòng)頻率中抽出特定的爆震頻率的帶通濾波器、從帶通濾波器的輸出中只抽出溝通重量的高通濾波器、通過將偏置電壓疊加在高通濾波器的輸出上從而抽出正半波的負(fù)電壓箝位用偏置電路、將該偏置的正半波放大的放大電路、及將放大后的半波電壓的峰值保持規(guī)定時(shí)間的峰值保持電路等幾部分構(gòu)成,為了防止放大電路所用的運(yùn)算放大器的誤動(dòng)作或損壞,而設(shè)置所述負(fù)電壓箝位用偏置電路。

創(chuàng)造內(nèi)容在上述一般使用的爆震掌握裝置中,例如試對內(nèi)燃機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)作和特性進(jìn)行說明,則帶通濾波器從爆震傳感器的輸出中抽出特定的頻率重量,輸出與爆震信號成比例的溝通電壓。

設(shè)該溝通電壓的峰值為,負(fù)電壓箝位用偏置電路生成的偏置用直流輸出電壓為,這時(shí)峰值保持電路所保持的電壓為+,并利用該電壓進(jìn)行爆震掌握。

但是,由于實(shí)際的爆震信號為,所以為了愛護(hù)放大電路而設(shè)定的偏置電壓相對爆震信號成為誤差電壓。

另外,在內(nèi)燃機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),雖然爆震信號振幅變大,但在由電容和電阻的電路組成的高通濾波器中,電路結(jié)構(gòu)上形成的充電時(shí)間常數(shù)和放電時(shí)間常數(shù)之間就存在明顯的差別。

這一時(shí)間常數(shù)的不同是由于設(shè)置在負(fù)電壓箝位用偏置電路的反相阻斷用二極管使高通濾波器對電容的充電電路及放電電路的電路常數(shù)發(fā)生變化而產(chǎn)生的。

而且這一變化是使充電時(shí)間常數(shù)較放電時(shí)間常數(shù)向變大的方向變化,高通濾波器的電容端電壓相對地電壓沿正電壓的方向平行地偏移,結(jié)果輸出比實(shí)際的爆震信號即要高的峰值電壓,再將負(fù)電壓箝位用偏置電路的直流輸出電壓與該電壓相比后,峰值保持電路保持的電壓為+,所以誤差更大,爆震信號越大,該誤差也越大,換言之,轉(zhuǎn)速越快,誤差亦越大。

以往一般使用的爆震掌握裝置中,如上所述,是將負(fù)電壓箝位用偏置電路的直流輸出電壓產(chǎn)生的誤差和高通濾波器的充放電時(shí)間常數(shù)的不同不平衡產(chǎn)生的誤差相加,所以就不能得到與爆震信號對應(yīng)的正常峰值保持電壓,最終無法做到高精度的點(diǎn)火時(shí)機(jī)掌握。

另外,由于偏置電壓和充放電時(shí)間常數(shù)的不同產(chǎn)生的誤差使峰值保持電壓向高電壓一側(cè)偏移,故如以后所述,在較低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),爆震信號電壓達(dá)到由電源電壓打算的規(guī)定電壓,爆震信號被箝位在該規(guī)定電壓上,其結(jié)果,存在的問題是動(dòng)態(tài)范圍變小。

本創(chuàng)造是為解決上述問題而提出的,目的在于獲得一種在爆震掌握上有較寬的動(dòng)態(tài)范圍、同時(shí)能高精度地進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)機(jī)掌握的內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置。

本申請涉及的內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置包括檢測內(nèi)燃機(jī)的爆震信號的爆震傳感器;從爆震傳感器的輸出信號中抽出規(guī)定頻帶的爆震信號的帶通濾波器;從帶通濾波器的輸出信號中抽出溝通重量的、由電容和電阻組成的高通濾波器;從高通濾波器的溝通輸出中得到正半波的、具有單向?qū)щ娫碗娮璧恼麟娐?及從整流電路輸出的正半波脈沖中檢測出峰值并保持規(guī)定時(shí)間、向點(diǎn)火時(shí)機(jī)掌握單元輸出的峰值保持電路,由作為通過將負(fù)半波短路而得到正半波的負(fù)電壓箝位單元構(gòu)成整流電路的單向?qū)щ娫?同時(shí)設(shè)定構(gòu)成高通濾波器和整流電路的各電路元件的各種常數(shù),使得對電容的充電時(shí)間常數(shù)和放電時(shí)間常數(shù)相等。

在采納上述構(gòu)成的本創(chuàng)造的內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置中,由于利用不加偏置電壓來愛護(hù)運(yùn)算放大器或峰值保持電路的負(fù)電壓箝位單元,同時(shí),還設(shè)定電路常數(shù),使得對電容的充電時(shí)間常數(shù)和放電時(shí)間常數(shù)相等,故能將峰值保持電路對爆震信號的保持電壓的誤差抑制在最小值,能高精度地進(jìn)行對爆震信號的點(diǎn)火時(shí)機(jī)掌握。

圖1為本創(chuàng)造實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置的爆震信號檢測用電路圖。

圖2為說明本創(chuàng)造實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置動(dòng)作用的等效電路圖。

圖3為說明本創(chuàng)造實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置動(dòng)作用的等效電路圖。

圖4為說明本創(chuàng)造實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置動(dòng)作用的時(shí)序圖。

圖5為說明本創(chuàng)造實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置的效果用的特性圖。

詳細(xì)實(shí)施例方式實(shí)施方式1圖1至圖5為本創(chuàng)造實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置用的說明圖。

圖1為爆震檢測用的電路圖,圖2和圖3是為了說明動(dòng)作而從圖1等效地抽出電路的部分電路圖,圖4為說明動(dòng)作波形用的時(shí)序圖,圖5為和現(xiàn)有例比較來說明效果狀況的特性圖。

在圖1的爆震檢測電路圖中,爆震傳感器1安裝在圖中未示出的內(nèi)燃機(jī)上,將爆震產(chǎn)生的振動(dòng)以電壓信號形式輸出,爆震傳感器1的輸出信號通過抽出規(guī)定頻率重量用的帶通濾波器2,供應(yīng)由高通濾波器和負(fù)電壓箝位電路組成的整流電路3。

整流電路3由電容1、作為單向?qū)щ娫木w管4和5、及電阻6、7、8、9構(gòu)成,由此形成高通濾波器,同時(shí),用晶體管5和電阻6、7、8構(gòu)成負(fù)電壓箝位電路單元。

負(fù)電壓箝位電路為通過將大于等于規(guī)定電壓的負(fù)半波短路、從而將圖中的3作為正半波輸出的電路,不需要在上述現(xiàn)有的例子中說到的直流偏置,防止后述的峰值保持電路6的運(yùn)算放大器7的誤動(dòng)作及損壞。

經(jīng)整流電路3處理過的信號電壓3供應(yīng)峰值保持電路6,而峰值保持電路6是由運(yùn)算放大器7、二極管8、晶體管9、電阻2、4、5組成的放大電路;及電容2、晶體管10、電阻1、3組成的保持電路構(gòu)成的混合電路。

放大電路將整流電路3的輸出信號電壓3進(jìn)行放大,保持電路在規(guī)定的時(shí)間里保持放大了的從整流電路3來的輸出信號的振幅峰值,并向圖中未示出的點(diǎn)火時(shí)機(jī)掌握單元輸出。

以下,參照圖2至圖4說明所述構(gòu)成的本創(chuàng)造實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置的動(dòng)作。

圖4為表示爆震信號的振幅小即低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的波形的時(shí)序圖,圖4為表示爆震信號的振幅大即高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的波形的時(shí)序圖,各電壓波形為表示圖1至圖3示出的電壓1、2、3、、及的波形。

先對圖4的爆震信號的振幅幅度小即低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行說明,直流重量重疊在帶通濾波器2的輸出信號1上,先用電容1除去直流重量,得到溝通重量電壓2。

在爆震信號的振幅小即低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由于整流電路3的晶體管4及5未進(jìn)入工作區(qū),所以高通濾波器就變成只由電容1及電阻6、7構(gòu)成,設(shè)充電時(shí)的時(shí)間常數(shù)為τ1、放電時(shí)的時(shí)間常數(shù)為τ2,則τ1=τ2=16+7……1兩個(gè)時(shí)間常數(shù)相同。

因此,電壓2的波形如圖4所示,波形中心維持零電位地電位。

又因無上述現(xiàn)有的例子中說明過的直流偏置,所以整流電路3的輸出電壓3也同樣,波形中心值為地電位,與爆震信號成比例的溝通重量電壓峰值保持不變并輸出,對于峰值保持電路4的輸出即得到無誤差的輸出值。

還有,晶體管10在輸入爆震信號之同時(shí)截止,在電容2上保持爆震信號產(chǎn)生的電壓,經(jīng)規(guī)定時(shí)間后導(dǎo)通,使電容2的電壓復(fù)位。

在爆震信號的振幅大即高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),如充電時(shí)的時(shí)間常數(shù)和放電時(shí)的時(shí)間常數(shù)相等,則能防止現(xiàn)有例中說明過的電壓偏移引起的誤差擴(kuò)大。

因此,本實(shí)施方式中將如以后所述那樣設(shè)定整流電路3的常數(shù)。

即圖2為爆震信號的振幅幅度大的狀態(tài),表示充電時(shí)高通濾波器的等效電路。

由于充電時(shí)反偏置加在晶體管5上成為截止?fàn)顟B(tài),所以從圖1的整流電路3除去晶體管5和電阻8后的電路變成圖2的等效電路,此時(shí)的充電時(shí)等效電阻能以下式表示。

={[]+9}6+7……2式中為晶體管4的放射極和基極間電壓、10-2310-19為肯定溫度=300,則=、=310-14。

另外,是爆震信號的振幅幅度為大的狀態(tài),放電時(shí)高通濾波器的等效電路變成圖3那樣。

由于放電時(shí)反偏置加在晶體管4上成截止?fàn)顟B(tài),故從圖1的整流電路3除去晶體管4和電阻9、又因晶體管5導(dǎo)通故再除去電阻6后的電路變成圖3的等效電路,此時(shí)的放電時(shí)等效電阻能用下式表示。

={[]+8}7……3式中為晶體管5的放射極和基極間電壓,其它的常數(shù)和式2相同。

要使充電時(shí)的時(shí)間常數(shù)和放電時(shí)的時(shí)間常數(shù)為相等值,只要充電時(shí)等效電阻和放電時(shí)等效電阻相等便可,只要設(shè)定各電阻6、7、8、9,使式2和式3相等便可。

例如設(shè)9為10Ω,,設(shè)6=7=8=,從=求得的值的狀況下,得到=。

圖4中的波形是表示在上述條件下相對于帶通濾波器2輸出電壓波形1的2波形、整流電路3的輸出波形3、峰值保持電路6的輸出波形。

由于使充電時(shí)間常數(shù)和放電時(shí)間常數(shù)相等,所以電壓2的波形的波形中心就維持零電位地電位,因無直流偏置,故整流電路3的輸出電壓3也同樣,波形中心值為地電位,與爆震信號成比例的溝通重量峰值保持原樣并輸出,對于峰值保持電路6的輸出即能得到無誤差的輸出值。

圖5表示以上的特性,但將峰值保持電路6的輸出電壓相對于與爆震信號成比例的帶通濾波器2的輸出電壓1的特性和現(xiàn)有例進(jìn)行比較。

圖中特性表示上述現(xiàn)有裝置的特性,因如上述那樣充電時(shí)和放電時(shí)的時(shí)間常數(shù)不全都,所以帶通濾波器2的輸出電壓1的值為時(shí),峰值保持電路6的輸出電壓成為虛線特性上的點(diǎn)的值,再加上直流偏置變成特性上的點(diǎn)即+,在圖5的軸上的+與之間產(chǎn)生差值,此差值為誤差。

相反,本創(chuàng)造實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)用掌握裝置中,由于不使用上述那樣的直流偏置來防止誤動(dòng)作及損壞,同時(shí)還設(shè)定常數(shù)使充電時(shí)間常數(shù)等于放電時(shí)間常數(shù),所以如圖5的特性所示,在帶通濾波器2的輸出電壓1的值為時(shí),峰值保持電路6的輸出電壓為特性上的點(diǎn)即,只要1的值在規(guī)定范圍內(nèi),對于電壓不會產(chǎn)生誤差,另外,若充放電時(shí)時(shí)間常數(shù)不全都,因無直流偏置,則如特性和特性之差所示,爆震掌握的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大。

還有,整流電路3的負(fù)電壓箝位動(dòng)作如以下所述。

在圖1及圖4中,電壓2的負(fù)波一超過-,晶體管5就導(dǎo)通,電壓3的負(fù)波一側(cè)如圖4所示,被箝位在。

這時(shí)若6=7,則的值就變成-,能防止運(yùn)算放大器7和保持電路的誤動(dòng)作和損壞。

另外,為了使得包括溫度特性在內(nèi)的充電時(shí)等效電阻和放電時(shí)等效電阻全都,設(shè)置了晶體管4,利用和晶體管5的相同特性進(jìn)行溫度補(bǔ)償、及反向阻斷用。

,其特征在于,包括檢測內(nèi)燃機(jī)的爆震信號的爆震傳感器1;從所述爆震傳感器的輸出信號中抽出規(guī)定頻帶的爆震信號的帶通濾波器2;從所述帶通濾波器的輸出信號中抽出溝通重量的、由電容1和電阻組成的高通濾波器;從所述高通濾波器的溝通輸出中得到正半波的、具有單向?qū)щ娫?和電阻的整流電路3;及從所述整流電路3輸出的正半波脈沖中檢測出峰值并保持規(guī)定時(shí)間、向點(diǎn)火時(shí)機(jī)掌握單元輸出的峰值保持電路6,由作為通過將負(fù)半波短路而得到正半波的負(fù)電壓箝位單元構(gòu)成所述整流電路3的單向?qū)щ娫?,同時(shí)設(shè)定