Der Bericht beschreibt die Möglichkeiten, mit Hilfe der Microcontroller ST10F269 und ST10F280 der Digitalsignalprozessor-Familie ST10 von ST Microelectronics das Klopfverhalten von Kfz-Motoren zu kontrollieren. Motor-Control-Einheiten werden so ausgelegt, dass eine möglichst ökonomische Verbrennung mit minimaler Emission stattfindet. Durch explosionsartige Verbrennung ('Klopfen') werden nicht nur diese diese Ziele verfehlt, sondern der Motor kann auch beschädigt werden. Der Bericht gibt einen Überblick über die einsetzbaren Vibrationssensoren (Resonanz- und Breitbandsensoren) und begründet, warum Analogfiltertechniken trotz der einfachen Anwendbarkeit für die heutigen Abgasnormen nicht mehr einsetzbar sind. Der Bericht beschreibt dann die Möglichkeiten des Digitalfilterns mit Hilfe von IIR-artigen (Infinite Impulse Response) Filtern und ihre Implementierung. Dabei ist insbesondere auf die Analog-Digital-Konversion und die Zeitabhängigkeit der Signalerfassung zu achten, um Genauigkeitsverluste zu vermeiden. Insgesamt ergeben Digitalfilter eine bessere Genauigkeit als Analogfilter. Durch die neuen CPUs mit DSP-Eigenschaften kann der Einsatz externer Asics vermieden werden. Da letzlich DSP-Algorithmen eingesetzt werden, erfordern diese eine genaue Analyse zur Optimierung der Rechenzeit (Abbildung von Operanden, Koeffizienten und Messwerten auf den Speicher, Auswahl zwischen kaskadierten Sektionen 2ter Ordnung in 16*16 Bit- oder einer einfachen Sektion mit 32*16 Bit-Arithmetik). Die neuen CPUs mit DSP erlauben aber auch alternativ die Spektrum-basierte Klopf-Erkennung durch Anwendung von Single-Point-DFT (diskrete Fourier-Transformation). Zusammenhin mit dem OSEK-Echtzeitbetriebssystem, der CAN-Kommunikation erlauben die ST10-CPUs/DSPs eine effiziente Steuerung und Diagnostik für Kfz-Motoren.
Engine knock detection with DSP microcontrollers
Erkennung des Klopfverhaltens von Motoren mit DSP-Mikrocontrollern
2002
15 Seiten, 8 Bilder, 3 Tabellen, 4 Quellen
Conference paper
English
Klopffestigkeit , Kraftfahrzeugelektronik , Kfz (Kraftfahrzeug) , Mikrocontroller , DSP (digitaler Signalprozessor) , akustischer Sensor , Digitalfilter , Schwingungsfrequenz , Analog-Digital-Umsetzung , Algorithmus , diskrete Fourier-Transformation , Echtzeitbetrieb , Betriebssystem , CAN (Controller Area Network)
Engineering Index Backfile | 1942
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|Engineering Index Backfile | 1934
|Engineering Index Backfile | 1929
|Knock Detection in a Hydrogen Engine
SAE Technical Papers | 1997
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