Датчики детонации используются для обнаружения явления детонации при сгорании рабочей смеси в цилиндрах. Контроль за детонацией особенно актуален в современных двигателях с высокой компрессией, так как для их эффективной работы угол опережения зажигания близок к предельному, за которым начинается детонация.
Обнаружение детонации можно производить различными способами: измерением давления непосредственно в цилиндре, измерением ионизационного тока через электроды свечи после воспламенения и т. д. На практике используется метод измерения вибрации цилиндров с помощью пьезоэлектрического датчика детонации. Датчик выполнен таким образом, что его резонансная частота совпадает с частотой детонации двигателя (обычно в диапазоне 6...12 кГц). Датчик закрепляется на блоке цилиндров и реагирует даже на слабую детонацию.
При появлении детонации вибрация двигателя приводит к генерации сигнала на выходе датчика. ЭБУ двигателя фильтрует сигнал с датчика детонации, производит аналого-цифровое преобразование. После момента зажигания (вероятное время появления детонации) производится сравнение сигнала с датчика детонации с заданным уровнем. При обнаружении детонации ЭБУ уменьшает угол опережения зажигания во всех цилиндрах или только в одном. При выходе датчика детонации из строя ЭБУ устанавливает несколько уменьшенное безопасное значение угла опережения зажигания. При исчезновении детонации ЭБУ начинает постепенно увеличивать угол опережения зажигания до появления детонации вновь и т. д. Таким образом ЭБУ с помощью датчика детонации удерживает двигатель в эффективном режиме работы на грани детонации, по без опасности поломок и выхода из строя.
Датчик содержания метанола в топливе
Для уменьшения содержания токсичных веществ в выхлопных газах автомобиля возможно использование смешанных топлив. Предполагается, что положительный эффект может дать добавление метанола (метилового спирта) к бензину. Проблема состоит в том, что для поддержания стехиометрического состава бензиновой и составной (метаноловой) ТВ-смеси требуется разное количество воздуха.
ЭБУ двигателя должен работать с обеими этими смесями и их комбинацией в различных пропорциях. В этом случае необходим датчик, способный определить процентное содержание метанола в топливе. Содержание метанола в топливе здесь определяется по электрической емкости, при этом учитывается температура топлива и его электрическое сопротивление. В соответствии с полученным сигналом программное обеспечение ЭБУ выбирает стратегию управления подачей топлива под конкретный состав ТВ-смеси.
Предполагается, что такие датчики найдут в будущем широкое применение в двигателях и с другими альтернативными видами топлива.
Датчики состояния электрических цепей
Состояние электрических цепей современного автомобиля постоянно контролируется ЭБУ. Датчиками состояния служат, как правило, резистивные шунты и делители напряжения, обмотки токовых реле. Например, для того чтобы можно было различить закрытое и открытое состояние ключа от неисправностей в проводке, в его цепь введены дополнительные резисторы.
На схеме исправной проводке соответствует сопротивление 1 кОм при разомкнутом ключе и 39 Ом при замкнутом. Любые иные значения ЭБУ воспримет как признак неисправности датчика и занесет в память соответствующий код ошибки.
Интеграция датчиков
Имеется тенденция интеграции автомобильных датчиков и увеличения их возможностей по переработке информации. По степени интеграции датчики условно разделяются на следующие уровни.
1. Обычный нулевой уровень. Аналоговый сигнал с датчика передается по линии связи (проводам) в ЭБУ, где и производится вся необходимая обработка. Такой метод наименее помехозащитен.
2. Уровень интеграции 1. В датчик включены цепи предварительной аналоговой обработки сигнала, улучшена помехозащищенность.
3. Уровень интеграции 2. В датчик помимо аналоговой обработки сигнала встроен аналого-цифровой преобразователь. Датчик может быть подключен к цифровой коммуникационной шине, например CAN, улучшена помехозащищенность, сигнал датчика становится доступным локальной сети контроллеров. АОС — аналоговая обработка сигнала, МП — микропроцессор, АЦП — аналого-цифровой преобразователь
4. Уровень интеграции 3. Датчики получают интеллектуальные возможности за счет установки в них микропроцессоров. Цифровой сигнал хорошо помехозащитен, имеются возможности программной установки параметров датчиков под конкретную модель автомобиля, расширены диагностические возможности. Например, датчик положения дроссельной заслонки соответствует обычному уровню, интегральный датчик разрежения во впускном коллекторе соответствует первому уровню интеграции, а радарный датчик скорости и расстояния для целей адаптивного круиз-контроля соответствует третьему уровню.
