专利名称：指示器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于活塞式内燃机(例如柴油发动机或燃气发动机) 的指示器。本发明特别涉及爆震指示器。
背景技术：
许多种类的不同指示器用在活塞发动机中以用于观察发动机中的不 同单元和状态。可以测量气缸的温度，可以监控将被供应的燃料流量，
可以测量发动机运转速度等等。发生在发动机气缸中的爆震也可以被监控。
当被引入其中的空气燃料混合物被以不期望的方式点燃时，气缸就
会爆震(knock)。通常当空气燃料混合物或者单独用于点火的燃料被 过早点燃时，就会发生爆震。爆震作用于发动机并且会损坏发动机。 爆震控制用于通过控制每个气缸的点火定时和/或燃料喷射来避免发 动机爆震。爆震控制能够减少发动机负荷。在确有必要的情况下，最 后的选择是甚至关闭发动机。也可以把废气回收到发动机，借此增加 所谓的爆震裕度(knock margin)。爆震裕度表示气缸的运行状态的 单元和引起爆震的状态的单元之间的差异。裕度越大，气缸变成爆震 引起状态的概率就越小。
目前通常借助于加速度传感器从气缸盖、气缸套或者发动机缸体测 量爆震。加速度传感器通常是压阻晶体。由传感器发射的信号在正确 的时刻(例如当曲柄转角合适的时候)被测量，此时爆震最有可能发 生。从信号中滤除噪声和超额频率。经过处理的信号与参考值相比较， 从而有可能推断出气缸是否处于爆震状态。
如果爆震指示传感器和连接到其上的电缆没有被损坏，则爆震能够 被可靠地观测到。但是，如果传感器或者连接到其上的电缆被损坏了， 则由传感器发射的信号就会不正确。基于错误的信号，发动机就会被 错误地控制，因此就存在很大的损坏发动机的风险。发动机产生振动， 该振动最终会损坏传感器、连接到其上的电缆或者电缆接头。
发明内容
本发明的目的是减少上面所述的缺点。该目的按照主要权利要求 中所描述的那样加以实现。从属权利要求描述了本发明的各种实施例。 根据本发明的实施例包括用于形成电压信号的被动式加速度传感
器l，和用于滤波所述电压信号的滤波设备2。这样的指示器装置用于 活塞发动机一一通常用于检测发动机气缸内的爆震。根据本发明的指 示器装置还包括电阻器4，其第一端连接到被动式加速度传感器1和滤 波设备2之间，另一端连接到基底电压(basic voltage)电平。电阻器 的笫一端的接头还连接到输出端5。指示器装置还包括直流电压源3， 其第一端连接到被动式加速度传感器1，而第二端连接到基底电压电 平。从指示器装置的输出端能够检测到电压，以用于检测指示器装置 中的故障。
接下来通过参考附图中的图更详细地描述本发明，在附图中 图l示出了根据本发明的指示器装置的例子。
具体实施例方式
图l作为简单的电路图示出了根据本发明的指示器装置的实施例 的示例。本领域普通技术人员根据该电路图实现根据本发明的设备是 显而易见的。正如上面所提到的，指示器装置用于活塞式 (piston-operated)内燃机中，通常用于指示气缸内发生的爆震。指 示器装置包括用于形成电压信号的被动式加速度传感器1和用于滤波 所述电压信号的滤波设备2。
在本示例的实施模式中，当指示器装置被安装到活塞式内燃机中 时，加速度传感器被配置在气缸盖(cylinder head)中，在这里如果 有爆震现象发生的话加速度传感器就能够检测到。当爆震最有可能发 生时，由传感器发出的信号在适当的时候被测量到。此时由燃料的燃 烧导致并引起爆震的不期望的分力对气缸盖具有影响，其能够通过加 速度传感器检测到。
指示器装置还包括电阻器4、输出端5和DC电压源3。电阻器4的第一端连接到被动式加速度传感器1与滤波设备2之间，而另一端 连接到基底电压电平。电阻器的第一端的接头(即电路的节点)还连 接到输出端5。直流电压源3的第一端连接到被动式加速度传感器1， 同时笫二端连接到基底电压电平。从指示器装置的输出端能够检测到 电压，以用于检测指示器装置中的故障。检测设备7可以被连接到输 出端5以检测指示器装置中的故障。
图1的示例示出了在电阻器4的笫一端的接头和被动式加速度传 感器l之间存在连接，该连接可以是连接导线6，其是实际安装的清楚 描述。加速度传感器1和连接导线6 二者都可能被损坏。例如，发动 机的振动可以作用于传感器和/或连接导线。连接导线可以是几米长。 连接导线的接头也会承受由发动机的振动而引起的应力。
图1的例子中，直流电压源是+10V。直流电压源的电压(主要) 被分在加速度传感器1的内电阻RS和电阻器4的电阻RK上。在这种 情况下，电压UK在电阻器的第一端和基底电压电平之间形成，即，在 电阻器4上。加速度传感器对于经由输出端5监控的电压电平UK有轻 微的影响。应该提到的是，直流电压UK是在输出端被监控的。
当加速度传感器和连接导线(及其接头)处于运行状态时，直流 电压UK处于一定的电压电平。例如，如果加速度传感器的电阻RS是 4. 88MQ且电阻器的电阻RK是1MQ，则电压UK处于正常状态1. 7V。该 电压电平根据加速度传感器的正常运行在正常状态下波动。
让我们检查故障情形，其中连接导线6被断开，从而使得该导线 与通常具有0电压的环境(即以图中所示的基底电压电平)相连。在 这种情况下，基于导线的断点和环境之间的电阻，UK电压电平甚至被 减少到几乎为0。另一示例性情形是加速度传感器内部破损，从而使得 其内电阻减小。这样电压电平UK增加。
当设定某极限值作为电压UK的上限和下限时，在输出端5处的电 压电平能够用于推断指示器装置是否正常工作或者是否存在故障。较 低电压的极限值可以例如是1.2V，当电压低于该值时被认为是故障。 高电压的极限值可以例如是2. 2V，当电压高于该值时被认为是故障。 在较高和较低电压之间的电压范围是正常运行的范围，此时没有故障。 在实践中，检测设备7跟踪值是超过还是低于极限值，基于此可以发 出故障警报。此处所示的电压源、电压值和电阻器值也可以不同于此
5处所描述的。例如基于认为所期望的直流电压是多高来选择合适值。 被动式加速度传感器1可以例如是压电晶体或者是感应传感器。
滤波设备2用于滤除噪声和超额频率(excess frequency )，该噪声和 超额频率干扰从加速度传感器的信号1的爆震测量。在图中滤波设备2 被简单地表示为电容器，但是滤波设备也可以包括其他部分，例如电 阻器。
在图中，基底电压电平被显示为0电压电平，但是也可以使用其 它电压电平作为基底电压电平。
正如所见，可通过多种解决方案来实施根据本发明的实施例。因 此，显然本发明并不局限于本文中所提到的示例。因此，在本发明的 范围内可以实施任何创造性的实施例。
权利要求
1.一种用于活塞式内燃机的指示器装置，其包括用于形成电压信号的被动式加速度传感器(1)和用于滤波所述电压信号的滤波设备(2)，其特征在于该指示器装置包括电阻器(4)，其第一端连接到被动式加速度传感器(1)和滤波设备(2)之间，另一端连接到基底电压电平，所述电阻器的第一端的接头还连接到输出端(5)，该指示器装置还包括直流电压源(3)，该直流电压源(3)的第一端连接到被动式加速度传感器(1)，其另一端连接到基底电压电平，在所述指示器装置的输出端(5)处的电压使得能够检测所述指示器装置中的故障。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于检测设备(7)连接到输出端(5)以用于检测所述指示器装置中的故障。
3. 根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述被动式加速度传感器是压电晶体。
4. 根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述被动式加速度传感器是感应传感器。
5. 根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于在所述电阻器的第一端的接头和所述被动式加速度传感器之间有连接导线(6)。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述基底电压电平是0电压电平。
全文摘要
根据本发明的指示器装置包括电阻器(4)，其第一端连接到被动式加速度传感器(1)和滤波设备(2)之间，其另一端连接到基底电压电平。输出端(5)也连接到电阻器的第一端的接头。该指示器装置还包括直流电压源(3)，其第一端连接到被动式加速度传感器(1)，而另一端连接到基底电压电平。从指示器装置的输出端(5)能够检测到电压，以用于检测指示器装置中的故障。
文档编号G01L23/22GK101680815SQ200880016815
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月13日 优先权日2007年5月21日
发明者A·萨洛贾维, A·赛科南, M·卡利奥, P·拉克索 申请人:瓦特西拉芬兰有限公司