发动机爆震的基本知识

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发动机爆震是指气缸中的燃料和空气混合物不受控制地点燃，而不是由火花塞点燃。发动机爆震会显著增加气缸压力，破坏发动机部件，导致发出声音“砰”响。

内燃机在正常燃烧状态下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。由于燃料空气混合物需要一定的时间才能完全燃烧，而且时间随着发动机速度和负载的变化而变化。若定时合适，最大气缸压力将在活塞通过正上方顶点后产生几个曲轴角度。燃烧完全的燃料空气混合物以最大的力量推动活塞下降，形成每个周期对曲轴施加的最大扭矩。经过精心设计，目前的发动机不仅可以减少排放，还可以最大限度地提高功率和燃油经济性。该应用程序可以通过优化定时点火火花来最大化扭矩。通过这种定时控制，火花塞不仅可以从火点点燃燃料空气混合物到气缸壁，还可以以一定的速度均匀燃烧。如果偏离正常燃烧，如点火过快，会导致发动机爆震。而且在极端情况下会对发动机造成永久性损坏。引起发动机爆震的其他情况包括使用错误的辛烷值汽油或二次点火部件。

信号调节器接口

现代汽车有爆震传感器系统，用于检测每个气缸的爆震情况，称为爆震窗。该系统通常由压电传感元件和信号调节器组成。传感器可以检测振动，而信号处理器可以处理信号，并将电压信号发送到发动机控制模块。该模块可以解释爆震信号，不仅可以控制定时，还可以提高发动机效率。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

图2所示的简化图是德州仪器 （TI） 提供的TPIC可连接爆震传感元件和发动机控制模块的8101双通道高集成信号调节器接口。两个内宽带放大器(图3)可为压电传感器提供界面。放大器的输出为通道选择多路复用器开关（图2），然后提供三阶假信号滤波器 （AAF）。模数转换器随后在可编程增益级之前使用 （ADC） 完成转换。该信号可以发送给可编程带通滤波器，用于处理与发动机和爆震传感器相关的特定频率组件。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操作。当每个爆震窗口启动时，积分器输出复位。通过数模转换器通过积分信号 （DAC） 转换为模拟格式，但可直接连接到微处理器。该处理器不仅可以读取数据，还可以根据负载和发动机转速优化燃油效率，同时调节火花定时点火。

图3：输入放大器接口详情

积分器从0到B工作N次。这将覆盖输入的正极。全波整流可以通过其他增益系数进行补偿。VIN，从0到1/TI一级代理fBP积分。

表1:TPIC8101产品说明书第10页的一部分SPI查找表

图4:GUI值

图5：示例波形

输入振动器频率6MHz，在通道数量中输入1.GUI值应与图4中所示的相似。

图5所示的波形可根据上述步骤进行操作。对于不同范围调制的更多波形，请参考1TIDA-00152参考设计测试数据。

结论

发动机爆震控制必须实现理想的发动机性能和保护。TPIC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。