内燃机用控制装置的制作方法 1

内燃机用控制装置的制作方法1

内燃机用掌握装置的制作方法专利名称:内燃机用掌握装置的制作方法技术领域:本创造有关在检测内燃机的爆震来掌握点火时间上、能提高爆震检测精度的内燃机用掌握装置。

背景技术:在车辆用的内燃机上装有通过检测爆震来掌握点火时机从而降低油耗及提高性能等的爆震掌握装置。

常用的爆震掌握装置由从爆震传感器检测出的振动频率中抽出特定的爆震频率的带通滤波器、从带通滤波器的输出中只抽出沟通重量的高通滤波器、通过将偏置电压叠加在高通滤波器的输出上从而抽出正半波的负电压箝位用偏置电路、将该偏置的正半波放大的放大电路、及将放大后的半波电压的峰值保持规定时间的峰值保持电路等几部分构成,为了防止放大电路所用的运算放大器的误动作或损坏,而设置所述负电压箝位用偏置电路。

创造内容在上述一般使用的爆震掌握装置中,例如试对内燃机低速运转时的动作和特性进行说明,则带通滤波器从爆震传感器的输出中抽出特定的频率重量,输出与爆震信号成比例的沟通电压。

设该沟通电压的峰值为,负电压箝位用偏置电路生成的偏置用直流输出电压为,这时峰值保持电路所保持的电压为+,并利用该电压进行爆震掌握。

但是,由于实际的爆震信号为,所以为了爱护放大电路而设定的偏置电压相对爆震信号成为误差电压。

另外,在内燃机高速运转时,虽然爆震信号振幅变大,但在由电容和电阻的电路组成的高通滤波器中,电路结构上形成的充电时间常数和放电时间常数之间就存在明显的差别。

这一时间常数的不同是由于设置在负电压箝位用偏置电路的反相阻断用二极管使高通滤波器对电容的充电电路及放电电路的电路常数发生变化而产生的。

而且这一变化是使充电时间常数较放电时间常数向变大的方向变化,高通滤波器的电容端电压相对地电压沿正电压的方向平行地偏移,结果输出比实际的爆震信号即要高的峰值电压,再将负电压箝位用偏置电路的直流输出电压与该电压相比后,峰值保持电路保持的电压为+,所以误差更大,爆震信号越大,该误差也越大,换言之,转速越快,误差亦越大。

以往一般使用的爆震掌握装置中,如上所述,是将负电压箝位用偏置电路的直流输出电压产生的误差和高通滤波器的充放电时间常数的不同不平衡产生的误差相加,所以就不能得到与爆震信号对应的正常峰值保持电压,最终无法做到高精度的点火时机掌握。

另外,由于偏置电压和充放电时间常数的不同产生的误差使峰值保持电压向高电压一侧偏移,故如以后所述,在较低速运转时,爆震信号电压达到由电源电压打算的规定电压,爆震信号被箝位在该规定电压上,其结果,存在的问题是动态范围变小。

本创造是为解决上述问题而提出的,目的在于获得一种在爆震掌握上有较宽的动态范围、同时能高精度地进行点火时机掌握的内燃机用掌握装置。

本申请涉及的内燃机用掌握装置包括检测内燃机的爆震信号的爆震传感器;从爆震传感器的输出信号中抽出规定频带的爆震信号的带通滤波器;从带通滤波器的输出信号中抽出沟通重量的、由电容和电阻组成的高通滤波器;从高通滤波器的沟通输出中得到正半波的、具有单向导电元件和电阻的整流电路;及从整流电路输出的正半波脉冲中检测出峰值并保持规定时间、向点火时机掌握单元输出的峰值保持电路,由作为通过将负半波短路而得到正半波的负电压箝位单元构成整流电路的单向导电元件,同时设定构成高通滤波器和整流电路的各电路元件的各种常数,使得对电容的充电时间常数和放电时间常数相等。

在采纳上述构成的本创造的内燃机用掌握装置中,由于利用不加偏置电压来爱护运算放大器或峰值保持电路的负电压箝位单元,同时,还设定电路常数,使得对电容的充电时间常数和放电时间常数相等,故能将峰值保持电路对爆震信号的保持电压的误差抑制在最小值,能高精度地进行对爆震信号的点火时机掌握。

图1为本创造实施方式1的内燃机用掌握装置的爆震信号检测用电路图。

图2为说明本创造实施方式1的内燃机用掌握装置动作用的等效电路图。

图3为说明本创造实施方式1的内燃机用掌握装置动作用的等效电路图。

图4为说明本创造实施方式1的内燃机用掌握装置动作用的时序图。

图5为说明本创造实施方式1的内燃机用掌握装置的效果用的特性图。

详细实施例方式实施方式1图1至图5为本创造实施方式1的内燃机用掌握装置用的说明图。

图1为爆震检测用的电路图,图2和图3是为了说明动作而从图1等效地抽出电路的部分电路图,图4为说明动作波形用的时序图,图5为和现有例比较来说明效果状况的特性图。

在图1的爆震检测电路图中,爆震传感器1安装在图中未示出的内燃机上,将爆震产生的振动以电压信号形式输出,爆震传感器1的输出信号通过抽出规定频率重量用的带通滤波器2,供应由高通滤波器和负电压箝位电路组成的整流电路3。

整流电路3由电容1、作为单向导电元件的晶体管4和5、及电阻6、7、8、9构成,由此形成高通滤波器,同时,用晶体管5和电阻6、7、8构成负电压箝位电路单元。

负电压箝位电路为通过将大于等于规定电压的负半波短路、从而将图中的3作为正半波输出的电路,不需要在上述现有的例子中说到的直流偏置,防止后述的峰值保持电路6的运算放大器7的误动作及损坏。

经整流电路3处理过的信号电压3供应峰值保持电路6,而峰值保持电路6是由运算放大器7、二极管8、晶体管9、电阻2、4、5组成的放大电路;及电容2、晶体管10、电阻1、3组成的保持电路构成的混合电路。

放大电路将整流电路3的输出信号电压3进行放大,保持电路在规定的时间里保持放大了的从整流电路3来的输出信号的振幅峰值,并向图中未示出的点火时机掌握单元输出。

以下,参照图2至图4说明所述构成的本创造实施方式1的内燃机用掌握装置的动作。

图4为表示爆震信号的振幅小即低速运转时的波形的时序图,图4为表示爆震信号的振幅大即高速运转时的波形的时序图,各电压波形为表示图1至图3示出的电压1、2、3、、及的波形。

先对图4的爆震信号的振幅幅度小即低速运转时进行说明,直流重量重叠在带通滤波器2的输出信号1上,先用电容1除去直流重量,得到沟通重量电压2。

在爆震信号的振幅小即低速运转时,由于整流电路3的晶体管4及5未进入工作区,所以高通滤波器就变成只由电容1及电阻6、7构成,设充电时的时间常数为τ1、放电时的时间常数为τ2,则τ1=τ2=16+7……1两个时间常数相同。

因此,电压2的波形如图4所示,波形中心维持零电位地电位。

又因无上述现有的例子中说明过的直流偏置,所以整流电路3的输出电压3也同样,波形中心值为地电位,与爆震信号成比例的沟通重量电压峰值保持不变并输出,对于峰值保持电路4的输出即得到无误差的输出值。

还有,晶体管10在输入爆震信号之同时截止,在电容2上保持爆震信号产生的电压,经规定时间后导通,使电容2的电压复位。

在爆震信号的振幅大即高速运转时,如充电时的时间常数和放电时的时间常数相等,则能防止现有例中说明过的电压偏移引起的误差扩大。

因此,本实施方式中将如以后所述那样设定整流电路3的常数。

即图2为爆震信号的振幅幅度大的状态,表示充电时高通滤波器的等效电路。

由于充电时反偏置加在晶体管5上成为截止状态,所以从图1的整流电路3除去晶体管5和电阻8后的电路变成图2的等效电路,此时的充电时等效电阻能以下式表示。

={[]+9}6+7……2式中为晶体管4的放射极和基极间电压、10-2310-19为肯定温度=300,则=、=310-14。

另外,是爆震信号的振幅幅度为大的状态,放电时高通滤波器的等效电路变成图3那样。

由于放电时反偏置加在晶体管4上成截止状态,故从图1的整流电路3除去晶体管4和电阻9、又因晶体管5导通故再除去电阻6后的电路变成图3的等效电路,此时的放电时等效电阻能用下式表示。

={[]+8}7……3式中为晶体管5的放射极和基极间电压,其它的常数和式2相同。

要使充电时的时间常数和放电时的时间常数为相等值,只要充电时等效电阻和放电时等效电阻相等便可,只要设定各电阻6、7、8、9,使式2和式3相等便可。

例如设9为10Ω,,设6=7=8=,从=求得的值的状况下,得到=。

图4中的波形是表示在上述条件下相对于带通滤波器2输出电压波形1的2波形、整流电路3的输出波形3、峰值保持电路6的输出波形。

由于使充电时间常数和放电时间常数相等,所以电压2的波形的波形中心就维持零电位地电位,因无直流偏置,故整流电路3的输出电压3也同样,波形中心值为地电位,与爆震信号成比例的沟通重量峰值保持原样并输出,对于峰值保持电路6的输出即能得到无误差的输出值。

图5表示以上的特性,但将峰值保持电路6的输出电压相对于与爆震信号成比例的带通滤波器2的输出电压1的特性和现有例进行比较。

图中特性表示上述现有装置的特性,因如上述那样充电时和放电时的时间常数不全都,所以带通滤波器2的输出电压1的值为时,峰值保持电路6的输出电压成为虚线特性上的点的值,再加上直流偏置变成特性上的点即+,在图5的轴上的+与之间产生差值,此差值为误差。

相反,本创造实施方式1的内燃机用掌握装置中,由于不使用上述那样的直流偏置来防止误动作及损坏,同时还设定常数使充电时间常数等于放电时间常数,所以如图5的特性所示,在带通滤波器2的输出电压1的值为时,峰值保持电路6的输出电压为特性上的点即,只要1的值在规定范围内,对于电压不会产生误差,另外,若充放电时时间常数不全都,因无直流偏置,则如特性和特性之差所示,爆震掌握的动态范围扩大。

还有,整流电路3的负电压箝位动作如以下所述。

在图1及图4中,电压2的负波一超过-,晶体管5就导通,电压3的负波一侧如图4所示,被箝位在。

这时若6=7,则的值就变成-,能防止运算放大器7和保持电路的误动作和损坏。

另外,为了使得包括温度特性在内的充电时等效电阻和放电时等效电阻全都,设置了晶体管4,利用和晶体管5的相同特性进行温度补偿、及反向阻断用。

,其特征在于,包括检测内燃机的爆震信号的爆震传感器1;从所述爆震传感器的输出信号中抽出规定频带的爆震信号的带通滤波器2;从所述带通滤波器的输出信号中抽出沟通重量的、由电容1和电阻组成的高通滤波器;从所述高通滤波器的沟通输出中得到正半波的、具有单向导电元件5和电阻的整流电路3;及从所述整流电路3输出的正半波脉冲中检测出峰值并保持规定时间、向点火时机掌握单元输出的峰值保持电路6,由作为通过将负半波短路而得到正半波的负电压箝位单元构成所述整流电路3的单向导电元件5,同时设定