DE102016207305B3 - Method and device for monitoring a hand-held or hand-carried internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer handgeführten oder handgetragenen Brennkraftmaschine (4) mit einem Verbrennungsmotor (6) und einer damit gekoppelten Zündvorrichtung (16), wobei bei einer Zündung der Zündvorrichtung (16) ein impulsförmiges Zündsignal (62) generiert wird, welches leitungslos an ein mobiles Bedien- und Anzeigegerät (64), insbesondere ein Smartphone, übertragen wird, und wobei im Bedien- und Anzeigegerät (64) eine Anwendungssoftware (78) hinterlegt ist, mit welcher eine Anzahl von zeitlich aufeinanderfolgenden Zündsignalen (62) zur Bestimmung eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine (4) ausgewertet wird.The invention relates to a method for monitoring a hand-held or hand-carried internal combustion engine (4) with an internal combustion engine (6) and an ignition device (16) coupled thereto, wherein when the ignition device (16) is ignited, a pulse-shaped ignition signal (62) is generated, which is wireless to a mobile operating and display device (64), in particular a smartphone, is transmitted, and wherein in the operating and display device (64) an application software (78) is deposited, with which a number of temporally successive ignition signals (62) for determining a Operating state of the internal combustion engine (4) is evaluated.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer handgeführten oder handgetragenen Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor und einer damit gekoppelten Zündvorrichtung. Die Erfindung betrifft weiterhin eine nach einem derartigen Verfahren arbeitende Vorrichtung.The invention relates to a method for monitoring a hand-held or hand-carried internal combustion engine with an internal combustion engine and an ignition device coupled thereto. The invention further relates to a device operating according to such a method.
Handgeführte oder handgetragene Brennkraftmaschinen als Arbeitsgeräte, wie beispielsweise Kettensägen, Laubsauger (Laubblasgeräte) oder Rasenmäher, werden üblicherweise motorisch angetrieben. Sofern diese Arbeitsgeräte im Wesentlichen autark oder über einen vergleichsweise langen Zeitraum betrieben werden sollen, wird als Antriebsmotor üblicherweise ein Verbrennungsmotor eingesetzt. Grund hierfür ist, dass ein Nachfüllen eines Kraftstoffes vergleichsweise zeitsparend zu bewerkstelligen ist und lediglich vergleichsweise robuste Werkzeuge benötigt werden. Auch ist das Lagern derartig angetriebener Arbeitsgeräte über einen vergleichsweise langen Zeitraum möglich, wohingegen bei mittels einer Batterie betriebenen elektromotorischen Arbeitsgeräten vor dem Einsatz eine etwaige Entladung der Batterie berücksichtigt werden muss.Hand-held or hand-held internal combustion engines as implements, such as chainsaws, leaf vacuum (Laubblasgeräte) or lawn mower, are usually driven by a motor. If these implements are to be operated essentially independently or over a comparatively long period of time, an internal combustion engine is usually used as the drive motor. The reason for this is that refilling a fuel can be done comparatively time-saving and only comparatively robust tools are needed. Also, the storage of such powered implements over a relatively long period is possible, whereas when operated by a battery electromotive equipment before use any discharge of the battery must be considered.
Zur Reduzierung der Herstellungskosten weisen die Verbrennungsmotoren typischerweise einen einstellbaren Vergaser auf, mit welchem das Mischungsverhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Brennraum des Verbrennungsmotors von einem Benutzer eingestellt werden kann. Die Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem Brennraum während des verbrennungsmotorischen Betriebs erfolgt üblicherweise mittels einer Zündvorrichtung. Derartige Zündvorrichtungen erzeugen einen die Verbrennung auslösenden Zündfunken beziehungsweise Zündimpuls, welcher durch eine Entladung eines Zündkondensators an einer Zündkerze innerhalb des Brennraums entsteht. Die Zündkerze ist hierbei mittels eines Zündkabels an den Zündkondensator kontaktiert, wobei der Zündkondensator im Betrieb mittels einer mit einem Magnetgenerator gekoppelten Ladespule geladen wird beziehungsweise worden ist.To reduce manufacturing costs, the internal combustion engines typically have an adjustable carburetor with which the mixing ratio of an air-fuel mixture in a combustion chamber of the internal combustion engine can be adjusted by a user. The ignition of the air-fuel mixture in the combustion chamber during internal combustion engine operation is usually carried out by means of an ignition device. Such igniters generate a spark initiating combustion or ignition pulse, which is produced by a discharge of a starting capacitor at a spark plug within the combustion chamber. The spark plug is in this case contacted by means of an ignition cable to the ignition capacitor, wherein the ignition capacitor is charged in operation by means of a coupled to a magnetic generator charging coil or has been.
Bei dem Betrieb von Brennkraftmaschinen werden hohe Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Zündvorrichtungen gestellt, so dass existierende Richtlinien hinsichtlich Geräuschemission und der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) sowie anwendungsspezifische Sicherheitsbestimmungen erfüllt werden. So entsteht beispielsweise zum Zeitpunkt des Zündfunkens im Zündkabel und an der Zündkerze durch die Kondensatorentladung ein impulsförmiges Hochfrequenzsignal, welches mit dem Zündkabel in der Funktion nach Art einer Antenne abgestrahlt wird.In the operation of internal combustion engines, high demands are placed on the performance of the ignition devices, so that existing guidelines regarding noise emission and electromagnetic compatibility (EMC) as well as application-specific safety regulations are met. Thus, for example, at the time of the spark in the ignition cable and the spark plug by the capacitor discharge creates a pulse-shaped high-frequency signal, which is emitted with the ignition cable in the function of an antenna.
Um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Brennkraftmaschine beziehungsweise des Arbeitsgeräts sicherzustellen, ist es notwendig, stets ein möglichst optimales Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Brennraums zu erzeugen. Das optimale Mischungsverhältnis ist hierbei unter anderem abhängig von dem verwendeten Kraftstoff sowie von äußeren Einflüssen wie der Umgebungstemperatur und dem Umgebungsdruck. Dadurch ist es für den Benutzer mitunter notwendig entsprechende Ventile des Vergasers vor oder während des Betriebs einzustellen beziehungsweise zu justieren. Die Einstellung erfolgt hierbei typischerweise in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl, sodass für den Benutzer der Bedarf besteht, die aktuelle Motordrehzahl im Betrieb der Brennkraftmaschine möglichst exakt zu bestimmen und/oder zu überwachen.In order to ensure a safe and reliable operation of the internal combustion engine or the working device, it is necessary to always produce the best possible air-fuel mixture within the combustion chamber. Among other things, the optimum mixing ratio depends on the fuel used as well as on external influences such as the ambient temperature and the ambient pressure. As a result, it is sometimes necessary for the user to adjust or adjust corresponding valves of the carburettor before or during operation. The setting is typically carried out as a function of an engine speed, so that there is a need for the user to determine the current engine speed as accurately as possible during operation of the internal combustion engine and / or to monitor.
Zu diesem Zwecke ist es möglich, sogenannte Drehzahlmesser oder Tachometer als Messsysteme einzusetzen, welche die Motordrehzahl beispielsweise optisch mittels einer Reflektion eines Laserstrahls bestimmen können. Ebenso denkbar sind kapazitive oder induktive Messsysteme, welche das Hochfrequenzsignal am Zündkabel empfangen und aus dessen Wiederholungsrate den Geschwindigkeits- beziehungsweise Drehzahlverlauf des Verbrennungsmotors bestimmen. Der Benutzer benötigt somit nachteiligerweise ein zusätzliches Gerät zur Erfassung der Motordrehzahl. Dies bedeutet, dass benutzerseitig zusätzliche Kosten für die Anschaffung eines derartigen Messsystems entstehen.For this purpose, it is possible to use so-called tachometers or speedometers as measuring systems which can determine the engine speed, for example optically by means of a reflection of a laser beam. Also conceivable are capacitive or inductive measuring systems which receive the high-frequency signal at the ignition cable and determine from the repetition rate of the speed or speed curve of the internal combustion engine. The user thus disadvantageously requires an additional device for detecting the engine speed. This means that additional costs for the purchase of such a measuring system arise on the user side.
Aus der
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes und benutzerfreundliches Verfahren zur Überwachung einer handgeführten oder handgetragenen Brennkraftmaschine anzugeben. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine nach einem derartigen Verfahren arbeitende Vorrichtung anzugeben.The invention has for its object to provide a particularly suitable and user-friendly method for monitoring a hand-held or hand-carried internal combustion engine. Furthermore, the invention has for its object to provide a working device according to such a method.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.With regard to the method, the object with the features of claim 1 and in terms of the device with the features of claim 5 is achieved according to the invention. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the respective subclaims.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist für die Überwachung einer handgeführten oder handgetragenen Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor und einer damit gekoppelten Zündvorrichtung geeignet und eingerichtet. Zu diesem Zwecke wird ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfasst und ausgewertet. Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird bei einer Zündung der Zündvorrichtung, das bedeutet bei der Erzeugung eines Zündfunkens zur Auslösung der Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einer Brennkammer des Verbrennungsmotors, ein impulsförmiges Zündsignal generiert. Bei dem Verbrennungsmotor handelt es sich vorzugsweise um einen Zweitaktmotor, sodass das Zündsignal lediglich einmal je Motorumdrehung generiert wird. Das Zündsignal wird leitungslos an ein mobiles Bedien- und Anzeigegerät übertragen.The inventive method is suitable for monitoring a hand-held or hand-carried internal combustion engine with an internal combustion engine and an ignition device coupled thereto and set up. For this purpose, an operating state of the internal combustion engine is detected and evaluated. During operation of the internal combustion engine, a pulse-shaped ignition signal is generated during ignition of the ignition device, that is to say in the generation of a spark for triggering the combustion of an air-fuel mixture in a combustion chamber of the internal combustion engine. The internal combustion engine is preferably a two-stroke engine, so that the ignition signal is generated only once per engine revolution. The ignition signal is transmitted wirelessly to a mobile operating and display device.
Das Bedien- und Anzeigegerät ist beispielsweise ein Mobiltelefon, insbesondere ein Mobiltelefon mit einer Computerfunktion beziehungsweise ein Smartphone oder auch ein Tabletcomputer. Das Bedien- und Anzeigegerät weist verfahrensgemäß eine hinterlegte Anwendungssoftware auf, mit welcher eine Anzahl von zeitlich aufeinanderfolgenden Zündsignalen zur Bestimmung des Betriebszustands ausgewertet wird. Die Anwendungssoftware (Application software) ist hierzu vorzugsweise als eine sogenannte App oder Mobile App (Mobilanwendung, Smartphone-App) auf dem Bedien- und Anzeigegerät installierbar beziehungsweise installiert.The operating and display device is for example a mobile phone, in particular a mobile phone with a computer function or a smartphone or even a tablet computer. According to the method, the operating and display device has a stored application software with which a number of chronologically successive ignition signals are evaluated for determining the operating state. For this purpose, the application software (application software) is preferably installed or installed on the operating and display device as a so-called app or mobile app (mobile application, smartphone app).
Das Zündsignal ist ein im Betrieb auftretendes Störsignal der Brennkraftmaschine. Unter einem Störsignal ist hierbei insbesondere ein elektromagnetisches und/oder akustisches Signal zu verstehen, welches senderlos an das Bedien- und Anzeigegerät übertragen wird. Dabei wird auf vorteilhafte Weise der Umstand genutzt, dass während des Betriebs der Brennkraftmaschine bereits charakteristische Signale an und/oder in der Brennkraftmaschine entstehen, welche zur Bestimmung des Betriebszustands geeignet sind. Insbesondere werden hierdurch keine zusätzlichen Sender oder Anschlüsse zum Abgriff des Zündsignals benötigt, wodurch sowohl herstellungs- als auch benutzerseitig Kosten reduziert werden. Verfahrensgemäß ist es hierbei vorgesehen, dass das Zündsignal von der Brennkraftmaschine als eine Störstrahlung oder Störabstrahlung, beispielsweise in Form von Funk- und/oder Schallwellen, an das Bedien- und Anzeigegerät übertragen wird.The ignition signal is an interference signal of the internal combustion engine that occurs during operation. In this case, an interference signal is to be understood as meaning, in particular, an electromagnetic and / or acoustic signal which is transmitted to the operating and display device in a senderless manner. In this case, the fact is advantageously used that during operation of the internal combustion engine already characteristic signals to and / or arise in the internal combustion engine, which are suitable for determining the operating state. In particular, this does not require any additional transmitters or connections for picking up the ignition signal, which reduces costs both in terms of production and on the part of the user. According to the method, it is provided here that the ignition signal is transmitted from the internal combustion engine as an interference or noise emission, for example in the form of radio and / or sound waves, to the operating and display device.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass moderne Bedien- und Anzeigegeräte, wie insbesondere Smartphones oder Tabletcomputer, in der heutigen Gesellschaft weit verbreitet sind und einem Benutzer generell jederzeit verfügbar und zugänglich ist. Insbesondere weist der Benutzer der Brennkraftmaschine mit großer Wahrscheinlichkeit im Wesentlichen ein derartiges Bedien- und Anzeigegerät in seinem Haushalt auf.The invention is based on the consideration that modern control and display devices, in particular smartphones or tablet computers, are widely used in today's society and a user is generally available and accessible at all times. In particular, the user of the internal combustion engine with great likelihood essentially has such an operating and display device in his household.
Moderne Smartphones sind heutzutage weiterhin standardmäßig mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Sensor- und Messsystemen, wie beispielsweise Beschleunigungs- und Gyrosensoren, akustische (Mikrofon) und optische (Kamera) Sensoren oder magnetische Hall-Sensoren, ausgerüstet, wodurch das Zündsignal prinzipiell auf unterschiedliche Weise detektierbar ist. Dadurch benötigt der Benutzer kein zusätzliches, separates Messsystem zur Überwachung der Brennkraftmaschine, sondern es ist möglich, durch ein (nachträgliches) Herunterladen und/oder Installieren der Anwendungssoftware sein bereits vorhandenes Smartphone zur Bestimmung und Auswertung des Betriebszustands zu verwenden. Auf diese Weise werden benutzerseitige Kosten bei einer Überwachung und/oder Wartung der Brennkraftmaschine vorteilhaft reduziert.Modern smartphones today are still standard with a variety of different sensor and measuring systems, such as acceleration and gyro sensors, acoustic (microphone) and optical (camera) sensors or magnetic Hall sensors, equipped, whereby the ignition signal is detectable in principle in different ways , As a result, the user does not need an additional, separate measuring system for monitoring the internal combustion engine, but it is possible to use his already existing smartphone for determining and evaluating the operating state by (subsequently) downloading and / or installing the application software. In this way, user-side costs are advantageously reduced during monitoring and / or maintenance of the internal combustion engine.
Die typischerweise als Touchscreens ausgebildeten Oberflächen von Smartphones oder Tabletcomputern erlauben weiterhin eine besonders einfache und intuitive Bedienung der Anwendungssoftware des dadurch gebildeten Bedien- und Anzeigegeräts. Dadurch ist ein Smartphone oder Tabletcomputer besonders kostengünstig für die Überwachung der Brennkraftmaschine nachrüstbar. In einer bevorzugten Ausführungsform sind mittels der Anwendungssoftware insbesondere der aktuelle Betriebszustand oder ein zeitlicher Verlauf des überwachten Betriebszustands auf einer Anzeigeeinheit des Bedien- und Anzeigegeräts darstellbar. Die Anzeigeeinheit ist typischerweise das Display beziehungsweise der Touchscreen des Smartphones.The typically designed as touch screens surfaces of smartphones or tablet computers continue to allow a particularly simple and intuitive operation of the application software of the operating and display device formed thereby. As a result, a smartphone or tablet computer can be retrofitted in a particularly cost-effective manner for monitoring the internal combustion engine. In a preferred embodiment, by means of the application software in particular the current operating state or a time profile of the monitored operating state can be displayed on a display unit of the operating and display device. The display unit is typically the display or the touchscreen of the smartphone.
Die Brennkraftmaschine ist als ein handgeführtes oder handgetragenes Arbeitsgerät ausgeführt und weist insbesondere ein vom Verbrennungsmotor angetriebenes (Schneid-)Werkzeug auf. Das Werkzeug ist zum Beispiel als ein rotierendes Messer oder dergleichen ausgeführt, wobei das Arbeitsgerät beispielsweise ein Rasenmäher oder eine Motorsense ist. Alternativ ist das Arbeitsgerät ein Trennschleifer, eine Kettensäge oder eine Heckenschere, wobei das Werkzeug entsprechend angepasst und ausgestaltet ist. The internal combustion engine is designed as a hand-held or hand-held working device and in particular has a (cutting) tool driven by the internal combustion engine. The tool is designed, for example, as a rotating knife or the like, wherein the implement is, for example, a lawnmower or a brushcutter. Alternatively, the implement is a power cutter, a chainsaw or a hedge trimmer, the tool being adapted and configured accordingly.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird als Betriebszustand eine Drehzahl des Verbrennungsmotors bestimmt. Dadurch ist es möglich, bei einer Ausführung der Anwendungssoftware, das Bedien- und Anzeigegerät zur Einstellung und Wartung eines Vergasers der Brennkraftmaschine zu verwenden. Somit werden zu diesem Zwecke keine zusätzlichen Drehzahlmesser oder Tachometer benötigt.In a preferred embodiment, a speed of the internal combustion engine is determined as the operating state. This makes it possible to use in an embodiment of the application software, the operating and display device for setting and maintenance of a carburetor of the internal combustion engine. Thus, no additional tachometer or tachometer are needed for this purpose.
In einer zweckmäßigen Ausbildung wird der Betriebszustand, insbesondere die Drehzahl des Verbrennungsmotors, anhand eines zeitlichen Abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zündsignalen bestimmt. Die impulsförmigen Zündsignale entstehen jeweils bei einer Zündung der Zündvorrichtung, wodurch aus dem zeitlichen Abstand zwischen zwei derartigen Zündsignalen auf einfache Art und Weise die (Zünd-)Funkenwiederholungsrate und somit der Geschwindigkeits- oder Drehzahlverlauf des Verbrennungsmotors bestimmbar ist.In an expedient embodiment, the operating state, in particular the rotational speed of the internal combustion engine, is determined on the basis of a time interval between two successive ignition signals. The pulse-shaped ignition signals occur in each case with an ignition of the ignition device, whereby from the time interval between two such ignition signals in a simple manner, the (ignition) spark repetition rate and thus the speed or speed curve of the engine can be determined.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst im Wesentlichen die Brennkraftmaschine sowie das Bedien- und Anzeigegerät. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist das Bedien- und Anzeigegerät hierbei ein erstes Sensorsystem zum Empfang des Zündsignals sowie einen Controller auf, der programmtechnisch zur Auswertung der Zündsignale eingerichtet ist. Dadurch ist eine besonders kostengünstige Integrationslösung für das Verfahren realisiert.The device according to the invention for carrying out the method according to the invention described above essentially comprises the internal combustion engine and the operating and display device. In an expedient embodiment, the operating and display device in this case has a first sensor system for receiving the ignition signal and a controller which is set up by the program to evaluate the ignition signals. As a result, a particularly cost-effective integration solution for the process is realized.
Der interne Controller des Bedien- und Anzeigegeräts ist zumindest im Kern durch einen Mikrocontroller mit einem Prozessor und einem Datenspeicher gebildet, in dem die Funktionalität zur Durchführung des Verfahrens in Form der Anwendungssoftware programmtechnisch implementiert ist, so dass das Verfahren beziehungsweise die Bestimmung des Betriebszustands – gegebenenfalls in Interaktion mit dem Benutzer – bei Ausführung der Anwendungssoftware in dem Mikrocontroller automatisch durchgeführt wird.The internal controller of the operating and display device is formed at least in the core by a microcontroller with a processor and a data memory, in which the functionality for implementing the method in the form of application software is implemented programmatically, so that the method or the determination of the operating state - if necessary in interaction with the user - when running the application software in the microcontroller is performed automatically.
In einer geeigneten Ausgestaltung weist das Zündsignal eine elektromagnetische Signalkomponente auf, welche induktiv mit dem ersten Sensorsystem koppelt. Bei der elektromagnetischen Signalkomponente handelt es sich insbesondere um ein Hochfrequenzsignal, welches zum Zeitpunkt des Zündfunkens in einem Zündkabel beziehungsweise einer Zündkerze der Zündvorrichtung entsteht. Die Signalkomponente wird an dem Zündkabel nach Art eines Senders beziehungsweise einer Antenne als elektromagnetisches Wechselfeld (elektromagnetische Welle, Funkwelle) abgestrahlt.In a suitable embodiment, the ignition signal to an electromagnetic signal component, which inductively coupled to the first sensor system. The electromagnetic signal component is, in particular, a high-frequency signal which arises at the time of the spark in an ignition cable or a spark plug of the ignition device. The signal component is radiated on the ignition cable in the manner of a transmitter or an antenna as an alternating electromagnetic field (electromagnetic wave, radio wave).
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das erste Sensorsystem hierbei insbesondere als eine Elektronik des Bedien- und Anzeigegeräts ausgestaltet. Die Elektronik weist zweckmäßigerweise eine Anzahl von Leiterbahnen auf, welche als Empfänger für die elektromagnetische Signalkomponente des Zündsignals wirken.In a preferred embodiment, the first sensor system is designed here in particular as an electronics of the operating and display device. The electronics expediently has a number of printed conductors, which act as receivers for the electromagnetic signal component of the ignition signal.
Hierbei wird auf vorteilhafte Art und Weise die Tatsache genutzt, dass erfindungsgemäße Bedien- und Anzeigegeräte wie Smartphones oder Tabletcomputer vergleichsweise komplexe elektronische Schaltungen aufweisen, in denen der elektromagnetische Störimpuls der Signalkomponente auf den Leitungen der Schaltungen eine Spannung induziert. Jeder Leitungsabschnitt beziehungsweise jede Leiterbahn wirkt aufgrund der vergleichsweise hohen Intensität dieser Störstrahlung als eine Antenne beziehungsweise ein Empfänger. Hierbei ist es beispielsweise denkbar, dass die induzierten Spannungen einen oder mehrere Eingangs- oder Differenzverstärker der Elektronik in einen Fehlerzustand versetzen, da zum Beispiel deren Gleichtaktunterdrückung gestört wird oder entsprechende maximal zulässige Signalpegel überschritten werden.In this case, the fact is advantageously used that operating and display devices according to the invention such as smartphones or tablet computers have comparatively complex electronic circuits in which the electromagnetic interference pulse of the signal component induces a voltage on the lines of the circuits. Each line section or each track acts as an antenna or a receiver due to the relatively high intensity of this interference. In this case, it is conceivable, for example, for the induced voltages to put one or more input or differential amplifiers of the electronics in an error state, since, for example, their common-mode suppression is disturbed or corresponding maximum permissible signal levels are exceeded.
Durch eine Auswertung und Analyse dieser Spannungen und/oder der dadurch auftretenden Fehlerzustände ist somit auf eine konstruktiv besonders einfache Art und Weise eine Detektion der elektromagnetischen Signalkomponente des Zündsignals ermöglicht. Insbesondere werden hierbei keine zusätzliche Sensor- oder Messsysteme des Bedien- und Anzeigegeräts benötigt, sondern lediglich die stets vorhandene Elektronik. Da die Brennkraftmaschine entsprechenden EMV-Richtlinien unterliegt, ist hierbei stets sichergestellt, dass die Elektronik bei einer derartigen Störung oder Beeinflussung durch die elektromagnetische Signalkomponente nicht dauerhaft geschädigt wird.By evaluating and analyzing these voltages and / or the error states occurring thereby, a detection of the electromagnetic signal component of the ignition signal is thus made possible in a structurally particularly simple manner. In particular, no additional sensor or measuring systems of the operating and display device are needed, but only the always existing electronics. Since the internal combustion engine is subject to corresponding EMC guidelines, it is always ensured that the electronics are not permanently damaged in the event of such a disturbance or influence by the electromagnetic signal component.
Zusätzlich oder alternativ ist es beispielsweise ebenso denkbar, dass die elektromagnetische Signalkomponente mittels eines Funk- oder Radioempfängers als erstes Sensorsystem empfangen wird. Der Radioempfänger wandelt hierbei die analoge elektromagnetische Signalkomponente in ein digitales Signal. Dieses digitale Signal wird anschließend mittels des Controllers beziehungsweise der Anwendungssoftware ausgewertet.Additionally or alternatively, it is also conceivable, for example, that the electromagnetic signal component is received by means of a radio or radio receiver as the first sensor system. The radio receiver converts the analogue electromagnetic signal component into a digital signal. This digital signal is then evaluated by means of the controller or the application software.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Zündsignal eine akustische Signalkomponente auf, die parallel zu der elektromagnetischen Signalkomponente von der Brennkraftmaschine übertragen wird. Die akustische Signalkomponente ist mit einem zweiten Sensorsystem, insbesondere mit einem Mikrofon, des Bedien- und Anzeigegeräts empfangbar. Unter der akustischen Signalkomponente ist hierbei insbesondere ein durch den Zündfunken ausgelöstes Geräusch im Verbrennungstrakt beziehungsweise der Brennkammer des Verbrennungsmotors zu verstehen, welches über die Umgebungsluft als Schallwelle übertragen wird. Mit anderen Worten ist die akustische Signalkomponente nicht das (kontinuierliche) Motorgeräusch welches aufgrund des normalen Motorbetriebs beziehungsweise der Motorumdrehungen entsteht. Die akustische Signalkomponente entsteht vielmehr aufgrund des vergleichsweise hohen Temperaturanstiegs und der dadurch bedingten Gemischausdehnung während der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Brennkammer. Dies bedeutet, dass die akustische Signalkomponente – ähnlich zu der elektromagnetischen Signalkomponente – ein impulsförmiges Störsignal ist. Die entsprechenden Schallwellen sind anschließend mit einem Mikrofon empfangbar. In an advantageous development, the ignition signal to an acoustic signal component, which is transmitted in parallel to the electromagnetic signal component of the internal combustion engine. The acoustic signal component is receivable with a second sensor system, in particular with a microphone, of the operating and display device. Under the acoustic signal component is in this case in particular a triggered by the spark noise in the combustion tract or the combustion chamber of the internal combustion engine to understand, which is transmitted via the ambient air as a sound wave. In other words, the acoustic signal component is not the (continuous) engine noise that arises due to normal engine operation or engine revolutions. Rather, the acoustic signal component is due to the relatively high temperature rise and consequent mixture expansion during combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber. This means that the acoustic signal component - similar to the electromagnetic signal component - is a pulse-shaped interference signal. The corresponding sound waves can then be received by a microphone.
Smartphones als Bedien- und Anzeigegeräte weisen funktionsgemäß Mikrofone sowie entsprechende Wandlerbausteine zur digitalen Weiterverarbeitung des Audiosignals der akustischen Signalkomponente auf. Die Anwendungssoftware analysiert hierbei vorzugsweise das Audiosignal und bestimmt hieraus die Funken- beziehungsweise Verbrennungswiederholrate. Aus dieser Wiederholungsrate ist anschließend die Drehzahl des Verbrennungsmotors als Betriebszustand bestimmbar.Smartphones as operating and display devices have functionally microphones and corresponding converter modules for digital processing of the audio signal of the acoustic signal component. The application software in this case preferably analyzes the audio signal and determines from this the spark or combustion repetition rate. From this repetition rate, the rotational speed of the internal combustion engine can then be determined as the operating state.
Zum Zwecke einer möglichst exakten und zuverlässigen Bestimmung des Betriebszustands ist in einer vorteilhaften Ausführung vorgesehen, dass der Controller beziehungsweise die darauf installierte Anwendungssoftware die elektromagnetische Signalkomponente und die akustische Signalkomponente gemeinsam auswertet.For the purpose of the most accurate and reliable determination of the operating state, it is provided in an advantageous embodiment that the controller or the application software installed thereon jointly evaluate the electromagnetic signal component and the acoustic signal component.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in vereinfachten und schematischen Darstellungen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. In it show in simplified and schematic representations:
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.
In der
Der Verbrennungsmotor
In dem Blockschaltbild der
Beim Rotieren induziert das mittels des Magnetgenerators
Der Zündtransformator
Über die Ladespule
Der Controller
Die Zündvorrichtung
Alternativ wird das Synchronisationssignal S1 – entsprechend einer in der
Zur Erfassung der durch die Ladespule
Bei einer Zündung der Zündvorrichtung wird ein impulsförmiges Zündsignal
Das Zündsignal
In dem Ausführungsbeispiel ist der Abstand zwischen der Brennkraftmaschine
Bei dem in
Die Elektronik
Die Funk- oder Radioantenne
Die Elektronik
Die akustische Signalkomponente
Ein beispielhafter Verlauf des mit dem Smartphone
Die Anwendungssoftware
Dadurch ist es einem Benutzer der Brennkraftmaschine
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus ableitbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiment described above. On the contrary, other variants of the invention can be derived by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the exemplary embodiment can also be combined with each other in other ways, without departing from the subject matter of the invention.
So ist es beispielsweise denkbar, dass das Bedien- und Anzeigegerät
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Vorrichtungcontraption
- 44
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 66
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 88th
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US5442553A (en) * | 1992-11-16 | 1995-08-15 | Motorola | Wireless motor vehicle diagnostic and software upgrade system |
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-
2016
- 2016-04-28 DE DE102016207305.2A patent/DE102016207305B3/en active Active
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