如果点火时间不正确或部件存在故障,发动机汽缸就会发生爆震。现代汽车在发动机上安装了爆震传感器系统,可最大限度减少爆震,进而可最大限度延长发动机使用寿命,提高功率并改善燃油效率。本文将讨论发动机爆震基础知识以及设置爆震传感器信号调节系统的方法。
发动机爆震基础知识
发动机爆震是指气缸中的燃料空气混合物非受控点燃,而不是由火花塞点燃。发动机爆震会显著增大汽缸压力,破坏发动机部件,导致发出一声“砰”响。
在正常燃烧状态下,内燃机以受控方式燃烧燃料空气混合物。燃烧应该在活塞通过正上方顶点之前启动几个曲轴角度。这种定时提前非常必要,因为燃料空气混合物完全燃烧需要一定时间,而且该时间随发动机速度及负载变化而变化。如果定时合适,最大汽缸压力将在活塞通过正上方顶点之后产生几个曲轴角度。完全燃烧的燃料空气混合物随后以最大力量推动活塞下行,形成每个周期对曲轴施加的最大扭矩。当前的发动机经过精心设计,不仅可最小化排放,而且还可最大限度提高功率与燃油经济性。通过优化点火火花定时,可最大化扭矩,从而可实现这一应用。通过这种定时控制,火花塞不仅可从着火点到汽缸壁点燃燃料空气混合物,而且还能够以一定速率均匀燃烧。如果偏离正常燃烧,比如点火过快,就会导致发动机爆震。而且在极端情况下会造成发动机永久性损坏。其它引起发动机爆震的情况包括使用错误辛烷值汽油或次品点火部件。
信号调节器接口
现代汽车都有爆震传感器系统,用来检测越过正上方顶点之后特定时间内每个汽缸的爆震情况,称为爆震窗口。该系统通常由压电传感元件和信号调节器构成。传感器可检测振动,而信号处理器则可处理信号,并将电压信号发送给发动机控制模块。该模块可解读爆震信号,因而不仅可控制定时,而且还可提高发动机效率。爆震传感器一般安装在发动机缸体上(图1)。
图1:安装在发动机缸体上的爆震传感器
图2:带系数的TPIC8101 方框图
系数说明:
VIN=输入电压峰值幅度
VOUT=输出电压
AIN=输入放大器增益设置
AP=可编程增益设置
ABP=带通滤波器增益
AINT=积分器增益
tINT=从0.5mS 到10mS 的积分时间
AOUT=输出缓冲增益
τC=可编程积分器时间常数
VRESET=开始积分计算的复位电压值
图2所示的简化图是德州仪器 (TI) 提供的TPIC8101 双通道高集成信号调节器接口,其可用于连接爆震传感元件和发动机控制模块。两个内部宽带放大器(图3)可为压电传感器提供接口。放大器的输出提供给通道选择多路复用器开关(图2),然后提供给三阶去假信号滤波器 (AAF)。该信号随后在可编程增益级之前使用模数转换器 (ADC) 完成转换。增益级可将该信号馈送给可编程带通滤波器,用于处理与发动机和爆震传感器有关的特定频率组分。带通滤波器的输出经全波整流后,可根据编程后的时间常数和积分时间周期完成积分运算。启动每个爆震窗口时,积分器输出复位。积分信号通过数模转换器 (DAC) 转换为模拟格式,但可直接连接至微处理器。该处理器不仅可读取数据,而且还可调节火花点火定时,从而可在减轻爆震的同时,根据负载及发动机转速优化燃油效率。
图3:输入放大器接口详情
积分器工作从0到B执行N次。这将覆盖输入的正极。全波整流随后可通过其它增益系数进行补偿。替换VIN,从0到1/fBP积分。
表1:TPIC8101产品说明书中第10页的部分SPI查找表
图4:GUI值
图5:示例波形
在振动器频率中输入 6MHz,在通道数量中输入1。GUI值应该与图4中所示的相似。
按以上步骤操作可得出图5所示的波形。对于不同幅度调制的更多波形,请参阅参考1中的TIDA-00152参考设计测试数据。
结论
要实现理想的发动机性能并对发动机进行保护,必须执行发动机爆震控制。TPIC8101爆震传感器接口的双通道输入和高级信号调节功能可降低发动机控制模块上的处理负载。
关键字:德州仪器
引用地址:
如何设置爆震传感器信号调节系统
推荐阅读最新更新时间:2024-11-14 19:09
联想拯救者游戏主机发布:i7-8700K+GTX 1070Ti
联想拯救者刃7000II同样采用了一体式水冷设计,不过相比刃9000II少了侧透机箱盖与氛围灯。联想正式在四川成都大学发布了三款联想拯救者新品,分别是联想拯救者游戏本Y7000、联想拯救者游戏主机刃7000II与刃9000II。 其中拯救者游戏本Y7000搭载了八代酷睿移动标压处理器i5-8300H/i7-8750H处理器,显卡则采用了NVIDIA的GTX1050/GTX1050 Ti,内存存储分别为8GB与128GB SSD+2TB HDD。 屏幕方面,拯救者Y7000采用了15.6英寸1080P超窄边框IPS,最窄边框6.7mm,屏占比达到84%,它也是国内主流游戏本中第一个做到三面窄边框的产品。 设计方面
[手机便携]
TI面向自适应汽车前灯系统推出全面集成型LED矩阵管理器
可扩展的小型解决方案不仅可将板级空间锐减 73%,而且还可在创新型车前灯中控制多达 96 个高亮度 LED。 2014 年 10 月 24 日,北京讯--- 日前,德州仪器 (TI) 宣布推出业界首款面向自适应汽车车前灯系统的全面集成型高亮 LED 矩阵管理器 IC。此次推出的 TPS92661-Q1 是一款小型可扩展解决方案,可帮助汽车制造商创建可动态改变波束模式和强度的创新型 LED 车前灯,从而可实现最佳道路照明效果,并提高了的驾驶员的安全性。 自适应车前灯系统可自动管理高低波束的方向和强度,目前主要用于高端汽车,未来几年还将应用于主流车型。TPS92661-Q1 是一款适用于高亮度 LED 分流 FET 调
[汽车电子]
MSP432P401R TI Drivers 库函数学习笔记(八)ADC
平台:Code Composer Studio 10.4.0 MSP432P401R SimpleLink™ 微控制器 LaunchPad™ 开发套件 (MSP-EXP432P401R) API (机翻) ADC API 官方手册 void ADC_close (ADC_Handle handle) 关闭ADC驱动实例 int_fast16_t ADC_control (ADC_Handle handle, uint_fast16_t cmd, void *arg) 在驱动程序实例上执行特定的实现特性 int_fast16_t ADC_convert (ADC_Handle handle, uint16
[单片机]
TI:一大波汽车抬头显示正在逼近
调一调空调温度,换一换电台节目,扫一眼车速和油表,然后回头照顾一下后座的孩子,顺便拿起手机看看是谁刚发的短信,百忙之中还得注意不要把车上的咖啡打翻,而更重要的是时刻保持双手紧握方向盘。
以上描述的情况相信每一位经常开车的驾驶员都不会感到陌生,很显然,每天开车出行已经变成了一项令人头晕脑胀的复杂任务,虽然我们中的很多人都早已司空见惯,然而,驾驶员注意力不集中往往是导致交通事故的众矢之的。
根据美国国家公路安全局(NHSTA)的调查显示,平均每天都有9个人在由驾驶员注意力不集中而导致的交通事故中丧生,而每天因此受伤的人数也高达1200人。
毫无疑问,面对这种严峻的情况,我们有必要加强和简化现代汽车的驾驶环境,从
[嵌入式]
中国疫情管控致出货放缓 德州仪器下调Q2收入预期10%
当地时间26日,德州仪器发布第二季度财测,营收42亿-48亿美元,低于分析师预估的49.6亿美元,获利每股1.84-2.26美元,低于预估的平均2.28美元。 据彭博社报道,德州仪器表示,由于中国客户关闭了工厂或降低了运营水平,该公司被迫将收入预期下调了约10%。但到目前为止,这家芯片制造商并没有出现大范围订单取消的情况,这表明问题更多地是物流问题,而不是电子产品需求的普遍下降。 首席财务官Rafael Lizardi在接受采访时表示:“很多客户都关门了——他们不收快递了。”他说,现在说这些工厂何时恢复生产、将以多快的速度弥补失去的生产时间,或者中国消费者是否在封锁期间减少了多少支出,还为时过早。 受此消息影响,德州仪器的股价在当
[手机便携]
TI推出首批针对恶劣环境的均流LDO
2013 年 9 月 25 日,德州仪器 (TI) 宣布推出首批针对恶劣环境的均流低压降(LDO) 线性稳压器。3-A TPS7H1101-SP 与 0.5-A TPS7H1201-HT 的均流特性允许设计人员并行使用两个器件实现双倍输出电流。此外,上述器件还可提供优异的噪声性能,并可最大限度降低热耗散,提高电源效率,确保理想的系统可靠性。
TPS7H1101-SP LDO 通过 QML Class V 认证,支持高可靠医疗设备、卫星以及海底布线等温度高达 125 摄氏度的恶劣环境,而 TPS7H1201-HT LDO 则通过认证,能支持井下钻井等高达 210 摄氏度的高温应用。 TPS7
[电源管理]
德州仪器印度公司董事总经理谈印度工程生态系统的优势
德州仪器印度公司董事总经理兼总裁 Santhosh Kumar 最近在接受《电子时报》亚洲版采访时指出,印度生态系统的最大优势之一是工程师。他强调了工程师在印度业务中的关键作用,并指出该国拥有丰富的工程人才资源。 Kumar说:“我们在印度的工程团队对于开发芯片起着至关重要的作用,这些芯片可以实现更安全的汽车雷达感应、节能和智能的个人电子产品、可再生能源的电源管理芯片以及更安全、更强大的空间技术等功能。”这些团队拥有广泛领域的专业知识,包括模拟、数字、软件、电源管理和连接。 Kumar 指出,印度中心的独特之处在于工程师拥有丰富的经验,这在该地区是无与伦比的。TI 员工参与芯片设计过程的每个阶段,从概念化和硬件设计到产品工
[半导体设计/制造]
大联大物联网专区推出TI带Wi-Fi功能的电动车充电站参考设计
2016年12月20日,致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,将在其物联网专区推出基于TI技术的业界首款Wi-Fi®电动车充电装置参考设计,为家用和公共充电站提供独特的远程监控和充电控制功能。 该方案为业内首款将Wi-Fi功能加入电动车充电站中的参考设计,只要透过Wi-Fi连接,电动车车主就可以随时随地远程监控其车辆的充电情况,打造从家庭自动化到搜寻附近公共充电点等多项潜在应用。 电池技术的进步以及相关法规的制定,推动全球新型电动车的数量不断成长。然而,电动车制造商仍然需要建立更多的充电站,为汽车驾驶提供更方便的充电服务。此新参考设计采用了TI的SimpleLink™ Wi-Fi无线微控制器(MC
[物联网]