CZ20003091A3

CZ20003091A3 - Způsob detekce selhávky ve spalovacím motoru a zařízení k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ20003091A3
Application number: CZ20003091A
Authority: CZ
Inventors: Massimo Ceccarani; Corrado Rebottini; Riccardo Bettini; Piero Campi
Original assignee: Automobili Lamborghini S.P.A.
Priority date: 1998-02-24
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2000-12-13
Also published as: IT1298944B1; KR100557667B1; CN1138976C; ES2172196T3; EP1056999B1; CA2320082C; JP2002505418A; YU52100A; TR200002455T2; WO1999044028A1; BG63832B1; EE200000490A; RU2198389C2; HRP20000534A2; DE69803945D1; CA2320082A1; DE69803945T2; AU750684B2; BR9815684A; IL137630A

Description

ZPŮSOB DETEKCE SELHÁVKY VE SPALOVACÍM MOTORU A ZAŘÍZENÍ K PROVÁDĚNÍ TOHOTO ZPŮSOBU

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká způsobu detekce selhávky ve spalovacím motoru, zejména způsobu, který může být použit pro detekci selhávky v jednom nebo více válcích spalovacího motoru. Předkládaný vynález se také týká zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že pro sledování výkonu spalovacího motoru, zejména závodního motoru s velkým počtem válců, je žádoucí detekovat výskyt nežádoucího výbuchu směsi paliva v jednom nebo více válcích. Známý způsob provádění této detekce, která má důležitou roli v současné době, kdy se stále zpřísňují pravidla kontroly znečišťujících výfukových plynů, sestává z měření náhlého kolísání v rychlosti otáčení klikového hřídele pomocí elektronického senzoru umístěného v blízkosti setrvačníku. Tento senzor je napojen na řídící jednotku, umístěnou uvnitř vozidla, která přijímá všechna data týkající se motoru, snímaná vhodnými senzory. Výpočtem na základě údajů o kolísání v rychlosti podle dodávaného kroutivého momentu je možné identifikovat možnou selhávku některého válce motoru. Nicméně tento způsob neumožňuje přesně určit ve kterém válci k selhávce došlo, a navíc při něm relativně často dochází k chybám, zejména v případech,

80471 (80471a) • · kdy je jedoucí vozidlo vystaveno prudkým oscilacím, způsobených například vadami povrchu vozovky, které mohou dočasně ovlivňovat rychlost otáčení klikového hřídele.

Pro odstranění těchto nedostatků bylo navrženo měřit kolísání tlaku výfukových plynů motoru v čase. Ačkoliv jsou tlakové senzory, dostupné na trhu, velmi přesné a reagují téměř v reálném čase, jsou známé způsoby detekce selhávky na základě měření kolísání tlaku výfukových plynů stále velice nepřesné a velmi málo spolehlivé, zejména u motorů s velkým počtem válců.

Podstata vynálezu

Proto je úkolem předkládaného vynálezu poskytnout způsob detekce selhávky, který by nevykazoval výše uvedené nedostatky. Dalším úkolem předkládaného vynálezu je poskytnout zařízení, které by tento proces provádělo. Tyto úkoly řeší způsob a zařízení jejichž hlavní charakteristiky jsou uvedeny v prvním resp. osmém patentovém nároku.

Díky vzorkování a následující frekvenční analýze hodnot tlaku detekovaných ve výfukových trubicích poskytuje způsob podle předkládaného vynálezu větší přesnost a spolehlivost nežli způsoby z dosavadního stavu techniky. Skutečně, je-li běh motoru pravidelný, vytváří periodické otevírání výfukových záklopek válců tlakové pulsy ve výfukových trubicích, které mají stejnou frekvenci a podobný tvar vlny. Naproti tomu v případě selhávky v některém z válců motoru se odpovídající tlakový puls změní, a tím změní tvar křivky hodnot tlaku. Podklady pro synchronizaci s pulsní frekvencí jsou okamžitě odvoditelné z hodnot senzorů, detekujících

16B0471 /80471 al • 99 ···· 99 otočení klikového hřídele a/nebo vačkového hřídele.

Další výhodou způsobu podle předkládaného vynálezu je, že frekvenční analýzou navzorkovaného signálu je možné stanovit, došlo-li pouze k jedné selhávce, nebo k více selhávkám během jediného cyklu motoru. Skutečně, amplituda modulů různých harmonických navzorkovaného signálu závisí na počtu válců, ve kterých došlo k selhávce.

Ještě další výhodou způsobu podle předkládaného vynálezu je, že frekvenční analýzou navzorkovaného signálu je možné stanovit nejen došlo-li k selhávce, ale také polohu válce, ve kterém k ní došlo. Skutečně, znalost pořadí zapalování a porovnání fáze první harmonické navzorkovaného signálu s fází prvního válce poskytují fázový rozdíl, který určuje polohu válce, ve kterém došlo k selhávce.

Přehled obrázku na výkresech

Tyto a další výhodné charakteristiky způsobu a zařízení podle předkládaného vynálezu budou blíže vysvětleny na základě následujícího detailního popisu příkladu jejich vytvoření, zobrazeného na připojených výkresech, na nichž představuje

obr.	1	schematické předkládaného	zobrazení vynálezu,	zařízení	podle
obr.	2	vývojový předkládaného	diagram vynálezu,	způsobu	podle
obr.	3a, 3b, 3c	tři grafy	tlaku jako	funkce	otočení

80471 í80471al • a· • · klikového hřídele,

obr.	4a,	4b,	4c	jiné tři grafy tlaku jako funkce klikového hřídele,	otočení
obr.	5a,	5b,	5c	tři grafy indexu selhávky jako počtu cyklů motoru,	funkce
obr.	6			Fourierovu transformaci grafu z 3a, a	obrázku
obr.	7a,	7b,	7c	tři grafy v polárních souřadnicích první

harmonické tlaku z grafů na obrázcích 3a, 3b a 3c.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je vidět, že zařízení podle předkládaného vynálezu způsobem o sobě známým zahrnuje řídící jednotku 2 (naznačenou čárkovaně), která potom zahrnuje dvojici navzájem spojených elektronických regulátorů 2, 2' , přičemž každý z nich ovládá jednu ze dvou řad válců 2' 3' motoru. V tomto příkladu provedení je popsán V12 motor, který má dvě řady, každou po šesti válcích 2' 3^f, ale ^v jiných vytvořeních se může počet válců a/nebo řad samozřejmě měnit. Regulátory 2/, 2' jsou napojeny známým způsobem na dvojici senzorů 4, 4' teploty chladícího media, a dva páry senzorů 5, 5' resp. 5, 6' detekující teplotu resp. tlak vzduchu ve vstupních rozdělovačích 7, V_. Regulátory 2, 2' jsou také napojeny na dvojici lambda senzorů 2/ 8' pro analýzu obsahu kyslíku ve výfukových trubicích 9, 9', na dvě řady vstřikovacích trysek 10, 10', vstřikujících palivo do

80471 (80471a) » · • · * · ·· ··· · ·

C _ · «· ··»· ····

MM »· ·· ·· ·* ·· vstupních trubic 11, 11' válců 3, 3', a na dvojici zapalovacích cívek 12, 12' . Výfukové trubice 9, 9' jsou s výhodou opatřeny také dvojicí senzorů teploty 13, 13', napojených na regulátory 2, 2' .

Příklad zařízení podle předkládaného vynálezu vhodně zahrnuje senzor 14, detekující otočení setrvačníku 15, integrovaného s klikovým hřídelem, a dále dvojici senzorů 16, 16', detekujících otočení vačkového hřídele 17. Tyto senzory 14, 16 a 16' jsou napojeny na regulátory 2_, 2' , takže tyto jsou na základě přijatých dat schopny vypočítávat v reálném čase rychlost a úhel otočení klikového hřídele během cyklu motoru. Přítomnost senzorů 14, 16 a 16' je nezbytná díky tomu, že setrvačník 15 ve čtyřtaktním motoru udělá dvě otáčky (720°) na jeden cyklus, přičemž údaje poskytnuté senzory 16, 16' umožňují rozlišit první otáčku od druhé.

K provádění způsobu podle předkládaného vynálezu jsou ve dvou výfukových trubicích 9, 9' vhodně uspořádané dva senzory 18, 18' tlaku s vysokou přesností, napojené na regulátory 2, 2', přičemž tyto senzory v reálném čase přenášejí elektrický signál, jehož napětí je úměrné naměřenému tlaku. Navíc jsou regulátory 2, 2' napojeny na dvojici světelných kontrolek 19, 19' umístěných uvnitř vozidla, na port 20 pro připojení externího procesoru, a také na senzor 21 detekující polohu škrtící klapky 22 motoru.

Na obrázku 2 je vidět, že způsob podle předkládaného vynálezu po určité době od spuštění motoru provede první krok periodické kontroly stavu běhu motoru, např. každou sekundu. Ve skutečnosti, aby bylo způsobem dosaženo

80471 f80471a1

4 44 • 4

	- 6	• 4 4 · · · 4 ” «··· ·· M	• 4· 4 44 4·
spolehlivých	výsledků, je tato	kontrola s výhodou	prováděna
pouze pokud	jsou některé	parametry motoru	v určitém

přednastaveném rozmezí hodnot. Konkrétně je příkladný způsob podle předkládaného vynálezu aktivován pouze pokud jsou teplota chladicího media, měřená senzory 4, 4* , teplota vzduchu, měřená senzory 5, 5' a tlak vzduchu, měřený senzory 6, 6*, v rozdělovačích Ί_, 7', nad určitou prahovou hodnotou, uloženou v paměti regulátorů 2, 2* . Navíc tyto regulátory ověřují, zda je počet otáček za minutu (rpm - revolutions per minuté) , detekovaný senzorem 14, v přednastaveném rozmezí hodnot.

Následujíc tabulka 1 ukazuje příklad hodnot splňujících podmínky pro spuštění procesu podle způsobu.

minimální počet otáček	990 rpm
maximální počet otáček	7550 rpm
perioda ověřování stavu	1 s
prodleva od spuštění motoru	10 s
minimální teplota chladicí kapaliny	20° C
minimální teplota vzduchu	20° C
minimální absolutní tlak v rozdělovačích 7, 7*	250 mrtiHg

Tabulka 1: Počáteční podmínky

Dalších podmínek pro spuštění procesu podle způsobu může být dosaženo zjištěním určitého otevření Škrtící klapky 22, jak je snímáno senzorem 21.

Jsou-li tyto podmínky splněny, začnou regulátory 2, 2* na začátku cyklu motoru, odpovídajícímu určité poloze vačkového hřídele 17, jak je detekována senzory 16, 16* , vzorkovat elektrické signály přenášené senzory 18, 18'

1RR0471 fRn471a'i • 44 η _ «44 4 · · · 4 4 4 4 ~ ’ 4444 4 · *4 <4 ·4 44 v poměru k tlaku uvnitř výfukových trubic 9, 9' . Tyto analogové signály jsou známým způsobem převáděny do digitálního tvaru a potom ukládány do vyrovnávací paměti v každém z regulátorů 2., 2' . Vzorkovací frekvence je vhodně synchronizována s rychlostí otáčení setrvačníku 15, jak je snímána senzorem 14, takže na konci cyklu motoru, detekovaného senzory 16 a 16', máme uložen určitý počet, např. 64, navzorkovaných hodnot tlaku. Ačkoliv je odpověď senzorů 18, 18' tlaku téměř okamžitá, berou regulátory 2, 2', aby se přesně synchronizovaly s motorem, v úvahu zpoždění, které je téměř konstantní, způsobené dobou, kterou potřebuje tlakový puls, aby se dostal výfukovými trubicemi 9, 9' z výfukových záklopek válců 3' k senzorům tlaku 18, 18' . Díky senzorům 13, 13' teploty je možné kompenzovat i velice malé kolísání v tomto zpoždění, způsobené kolísáním teploty v trubicích 9, 21·

Jakmile jsou navzorkovány, jsou hodnoty tlaku, odpovídající cyklům motoru, zpracovány regulátory 2, 2', které současně vzorkují další řady hodnot tlaku, které jsou uloženy v další vyrovnávací paměti pro následující zpracování.

Toto zpracováni, prováděné každým procesorem regulátorů 2, 2' s výhodou zahrnuje analýzu frekvenční oblasti, zejména Fourierovu transformaci navzorkovaného signálu, čímž se získají dvě řady koeficientů, odpovídajících reálné a imaginární části prvních harmonických signálu. Například v předkládaném příkladu provedení se počítají koeficienty prvních 32 harmonických navzorkovaného signálu, ale je samozřejmě možné v jiných vytvořeních počítat jiný počet harmonických podle potřeby.

16BOd71 Íňnd71a\ • 99

- a ” * · · ···· « ♦ · · *··· ·· ·· ·9 99 ··

Tyto koeficienty se použijí pro výpočet modulu prvních harmonických, například prvních tří, známým způsobem, a potom se kombinací hodnot těchto modulů získá index, který umožňuje detekovat selhávku v jednom nebo více válcích 3, 3'. Tento index selhávky může být vypočítán různými způsoby, například sčítáním nebo násobením modulů prvních harmonických. Před tímto sčítáním nebo násobením mohou být tyto moduly vynásobeny nebo umocněny určitými koeficienty pro každou harmonickou, takže se získá vážený součet nebo součin. V předkládaném příkladu vytvoření je index selhávky počítán jednoduše sčítáním modulů prvních tří harmonických.

Jakmile je jednou tento index vypočítán, je porovnán s přednastavenými prahovými hodnotami, uloženými v regulátorech 2, 2' . Následující tabulka 2 ukazuje příklad prahových hodnot indexu selhávky, experimentálně získaných, v závislosti na otáčkách motoru, detekovaných senzorem 14 a tlaku v rozdělovačích 7_, 7' , snímaného senzory 6, 6' .

tlak (mmHg)	1100	počet otáček za minutu (rpm)	7500
2000	3000	4000	5000	6000	7000
300	110	110	124	130	144	148	156	168
450	115	120	148	156	180	188	196	204
600	130	140	180	188	236	248	256	268
760	150	162	224	264	292	300	312	320

Tabulka 2; Prahové hodnoty indexu selhávky

Regulátor 2 nebo 2', který detekuje překročení těchto prahových hodnot, indikuje světelnými kontrolkami 19 nebo 19', že došlo k selhávce v odpovídající řadě válců 3 nebo

3' .

80471 f80471 al • · * ·· • 9 9 · · · 9 9 · 9 9 · _ O _ 9 9« 4 9 4 9 9 4 ·· ···· 4» ·· ♦ · 94 99

V tomto okamžiku regulátor 2 nebo 2', který detekuje selhávku, s výhodou porovná moduly každé z prvních tří harmonických s přednastavenými prahovými hodnotami, také uloženými v závislosti na otáčkách motoru a tlaku v odpovídajícím rozdělovači 7 nebo 21· Jsou-li všechny tři moduly v oblasti mezi minimální prahovou hodnotou a maximální prahovou hodnou, znamená to, že došlo pouze k jedné selhávce, tj . k selhávce pouze v jednom z válců 3 nebo 3', v jiném případě je detekováno více selhávek, tj. k selhávce došlo v alespoň dvou válcích 2 nebo 3j_, patřících k příslušné řadě.

Následující tabulky 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1 a 5.2 ukazují příklad minimálních hodnot a amplitud prahového rozsahu pro moduly prvních tří harmonických.

tlak (mmHg)	1100	počet otáček za minutu (rpm)	7500
2000	3000	4000	5000	6000	7000
300	8	28	48	40	56	84	84	84
450	8	24	56	40	80	96	96	96
600	12	36	60	72	116	104	104	104
760	24	44	72	108	160	144	144	144

Tabulka 3.1: Minimální prahové hodnoty pro modul první harmonické

tlak (mmHg)	1100	počet otáček za minutu (rpm)	7500
2000	3000	4000	5000	6000	7000
300	128	108	92	180	144	188	192	196
450	120	140	148	184	168	192	196	200
600	96	128	176	144	192	200	224	244
760	68	144	196	188	244	224	228	232

► 9 9 9

99 • 19 9 · *

Tabulka 3.2: Šířkový rozsah pro modul první harmonické

tlak (mmHg)	1100	počet otáček za minutu (rpm)	7500
2000	3000	4000	5000	6000	7000
300	20	8	8	4	12	16	24	28
450	24	12	8	8	16	16	28	36
600	20	12	8	16	24	16	24	32
760	24	16	8	28	40	36	36	36

Tabulka 4.1: Minimální prahové hodnoty pro modul druhé harmonické

tlak mmHg	počet otáček za minutu (rpm)
1100	2000	3000	4000	5000	6000	7000	7500
300	48	64	72	96	80	72	56	52
450	48	80	112	92	104	68	52	48
600	72	108	140	124	136	96	80	60
760	96	124	172	168	160	136	88	72

Tabulka 4.2: Šířkový rozsah pro modul druhé harmonické

tlak mmHg	počet otáček za minutu (rpm)
1100	2000	3000	4000	5000	6000	7000	7500
300	0	0	0	0	0	0	0	0
450	0	0	0	0	0	0	0	0
600	8	4	4	4	8	4	0	0
760	4	4	4	12	12	8	4	4

Tabulka 5.1: Minimální prahové hodnoty pro modul třetí harmonické tlak (mmHg)

1100

2000 počet otáček za minutu (rpm)

3000

4000

5000

6000

7000

7500

1Rfin471 /Rnd71a\ > · · ’ > · · ·· * · ι··· ··

300	92	72	52	124	40	132	144	152
450	92	88	84	88	64	84	64	60
600	88	104	112	68	96	48	28	24
760	88	124	160	136	160	80	80	80

Tabulka 5.2: Šířkový rozsah pro modul třetí harmonické

Je-li detekována selhávka pouze v jednom ze šesti válců 3 nebo 3', může příslušný regulátor 2 nebo 2' určit pozici válce, ve kterém k selhávce došlo, tím, že způsobem o sobě známým vypočte fázi první harmonické. Potom se odečtením fáze první harmonické od fáze prvního válce cyklu motoru, uložené v regulátorech 2, 2' , pomocí tabulky v závislosti na otáčkách motoru, získá fázový rozdíl, který přibližně odpovídá fázi válce, ve kterém došlo k selhávce.

Například jestliže je při určitých otáčkách motoru fáze prvního válce cyklu motoru 210°, tak k selhávce došlo v prvním, resp. druhém, resp. třetím, resp. čtvrtém, resp. pátém, resp. šestém válci v pořadí zapalování je-li fáze první harmonické mezi 180° a 240°, resp. 120° a 180°, resp. 60° a 120°, resp. 0° a 60°, resp. 300° a 360°, resp. 240° a 300°.

Následující tabulka 6 ukazuje vztah mezi otáčkami motoru a fází prvního válce, aby se podle ní dala určit pozice válce, ve kterém došlo k selhávce.

počet otáček za minutu (rpm)	fáze
510	164°
990	140°
1500	106°
2010	80°

• · * • · * ···· ··

2490	58°
3000	36°
3510	16°
3990	0°
3990	360°
4500	348°
5010	338°
5490	328°
6000	320°
6510	312°
6990	302°
7500	292°

Tabulka 6; Vztah mezi otáčkami motoru a fází prvního válce

Každá detekce selhávky v některém z válců motoru je, stejně jako poloha odpovídajícího válce v případě každé selhávky, zaznamenávána ve vhodných čítačích v paměti regulátorů 2, 2' . Tato paměť může být přes port 20 čtena externím procesorem když je vozidlo v servisu, takže je možno diagnostikovat možnou poruchu motoru.

Co se týče obrázků 3a až 3c, je na nich vidět, na základě měření prováděných v pokusných testech, při kterých byly v testovaném motoru vyvolávány selhávky, jak se signál přenášený senzory 18, 18' tlaku mění jako funkce selhávky v některém z válců 3, 3' . Konkrétně obrázek 3a ukazuje, že při 2000 rpm při zatížení motoru kolem 15 % je napětí (ve Voltech) na svorkách senzorů 18, 18' tlaku v poměru k tlaku ve výfukových trubicích 9, 9' téměř shodné se šesti periodickými oscilacemi během cyklu motoru (vyznačenými úhlem otočení klikového hřídele od -180° do 540°). Toto

1600471 f60471al napětí je naznačeno tenkou čarou, zatímco tlustá čára představuje napětí při selhávce v prvním válci. V tomto případě je jasně vidět, že křivka napětí má první nepravidelnost kolem 240°, a druhou nepravidelnost 480°. Nicméně obrázek 3b ukazuje, že při 4000 rpm, při zatíženi motoru přibližně 100 %, je křivka napětí v případě pravidelného běhu motoru komplikovanější, nežli v předchozím případě. Nicméně křivka napětí v případě selhávky v prvním válci (stále naznačena tlustou čarou) se kolem 400° odchyluje od křivky napětí v případě pravidelného běhu motoru {stále naznačena tenkou čarou). Také obrázek 3c ukazuje, že při 6000 rpm, při zatížení motoru přibližně 100 %, je křivka senzorů 18, 18' napětí odlišná v případě selhávky v prvním válci, a sice kolem 470°.

Podobně pokud jde o obrázky 4a až 4c, je na nich vidět, též na základě měření prováděných v pokusných testech, jak se signál přenášený senzory 18, 18' tlaku mění jako funkce selhávky v některém z válců 3, 3', bez ohledu na to, zda byla selhávka způsobena selháním vstřikování paliva nebo selháním zapalování ve válci. Skutečně, je vidět, že křivka napětí v případě selhání vstřikování (naznačena tlustou čarou) je v podstatě shodná s křivkou napětí v případě selhání zapalování (naznačena tečkované). Tato shoda nastane jak při nízkých otáčkách, tj. kolem 2000 rpm a při zatížení motoru kolem 15 % (obrázek 4a), při středních otáčkách, tj . kolem 4000 rpm a při zatížení motoru kolem 55 % (obrázek 4b), tak i při vysokých otáčkách, tj. kolem 6000 rpm a při zatížení motoru přibližně 100 % (obrázek 4c).

Pokud jde nyní o obrázky 5a až 5c, je na nich vidět, že index selhávky, měřený jako funkce cyklů motoru (vynesených na horizontální ose) vykazuje okamžitě rozeznatelná ostrá

80471 /80471»!

a · ·

«··· ·* » ·· • · * ’ ·· ¹ • 0 ·· maxima, která odpovídají okamžikům, kdy byla v některém z válců experimentálně vyvolána selhávka. Tyto jsou rozeznatelné jak při nízkých otáčkách, tj . kolem 1000 rpm a při zatížení motoru kolem 15 % (obrázek 4a), při středních otáčkách, tj . kolem 3000 rpm a při zatížení motoru kolem 55 % (obrázek 4b), tak i při vysokých otáčkách, tj. kolem 5000 rpm a při zatížení motoru přibližně 100 % (obrázek 4c).

Co se týče obrázku 6, je na něm vidět, že modul prvních deseti harmonických signálu (ve voltech) přenášeného senzory 18, 18' se zřejmě mění od případu pravidelného běhu všech válců motoru (naznačeného bílými sloupci) k případu selhávky v prvním válci (naznačenému šedými sloupci). Obrázek představuje prvních deset harmonických, vypočítaných v případě motoru běžícího při 2000 rpm a při zatížení kolem 15 %, tj. v případě zobrazeném na obrázku 3a a na obrázku 4a. Obrázek zřetelně ukazuje, že v případě pravidelného běhu motoru je modul šesté harmonické výrazně větší, než všechny ostatní moduly, zatímco v případě selhávky v prvním válci je významný také nárůst modulů prvních harmonických, konkrétně prvních tří. Je zřejmé, že nárůst modulu každé harmonické závisí na některých faktorech, které je nutno brát v úvahu při stanovování prahových hodnot indexu selhávky. Těmito faktory jsou například tvar výfukových trubic 9, 9' a počet a pořadí zapalování válců 2/ 3' každé řady.

A konečně pokud jde o obrázky 7a až 7c, je na nich vidět, že fáze prvních harmonických se mění jako funkce polohy válce, ve kterém došlo k selhávce. Skutečně je možné rozlišit šest oddělených oblastí, ve kterých jsou soustředěny polární souřadnice modulu a fáze první harmonické v okamžiku selhávky, přičemž každá z těchto oblastí odpovídá jednomu válci motoru. Konkrétně je vidět,

80471 (80471 al t'·· · »· * l · ··· ·· * • · * · · · ·

Β ·· ·· «Μ· ·· • 99 9 * • » že tyto souřadnice jsou soustředěny v šesti oblastech, přičemž každá z nich má velikost 60°, a jejich pořadí je dáno pořadím zapalování, které je v předkládaném příkladu provedení 1-4-2-6-3-5 pro řadu válců 3. Vezmeme-li v úvahu fázi motoru, můžeme tuto shodu najít jak při nízkých otáčkách, tj . kolem 2000 rpm a při zatížení motoru kolem 15 % (obrázek 7a), při středních otáčkách, tj. kolem 4000 rpm a při zatížení motoru kolem 55 % (obrázek 7b) , tak i při vysokých otáčkách, tj . kolem 6000 rpm a při zatížení motoru přibližně 100 % (obrázek 7c) .

Odborník z oboru může k výše popsanému a znázorněnému provedení přidat další součásti nebo kroky, a/nebo na některých provést změny, aniž by to šlo nad rámec vynálezu. Je zřejmé, že způsob vzorkování, frekvenční analýzy a zejména způsobu výpočtu indexu selhávky může být měněn podle druhu motoru, který má být monitorován. Podobně se mohou také na základě experimentálních testů, prováděných na tom kterém druhu motoru, měnit prahové hodnoty.

Konečně je zřejmé, že způsob podle předkládaného vynálezu může být použit v kombinaci s některým nebo s více ze způsobů z dosavadního stavu techniky.

Zastupuje:

Dr, Miloš Všetečka v.r.

dG aru7l /nnz!71a\

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY JUDr. Miloš Všetečka advokát 120 00 Praha 2, Hálkova 2

1. Způsob detekce selhávky v jednom nebo více válcích (3, 3') spalovacího motoru, vyznačující se tím, že zahrnuje následující pracovní kroky

- vzorkování hodnot tlaku výfukových plynů během alespoň *· jednoho cyklu motoru, přičemž vzorkovací frekvence je úměrná rychlosti rotace klikového hřídele;

- analýzu navzorkovaného signálu ve frekvenční oblasti;

- výpočet indexu selhávky jako funkce výsledku této analýzy;

- porovnání tohoto indexu s jednou nebo více prahovými hodnotami.

2') .

2. Způsob podle předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že uvedená analýza frekvenční oblasti s výhodou zahrnuje Fourierovu transformaci navzorkovaného signálu.

3. Způsob podle předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že výpočet indexu selhávky zahrnuje kombinaci modulů některých harmonických navzorkovaného signálu.

4. Způsob podle předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že výpočet indexu selhávky zahrnuje součet modulů alespoň prvních tří harmonických navzorkovaného signálu.

5. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vzorkování hodnot tlaku začíná na počátku cyklu motoru.

* * * »· · • « ···· ··

6. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje porovnání modulu alespoň jedné harmonické navzorkovaného signálu s jednou nebo více prahovými hodnotami.

• 94 » • 9 9 · * • 4 ». . » ·· 9·

·· ··

7. Způsob podle předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že zahrnuje výpočet fáze první harmonické navzorkovaného signálu a výpočet rozdílu mezi touto fází a fází alespoň jednoho válce (3, 3') motoru.

7. Způsob podle předcházejícího nároku vyznačující se tím, že zahrnuje výpočet fáze první harmonické navzorkovaného signálu a výpočet rozdílu mezi touto fází a fází alespoň jednoho válce (3, 3') motoru.

8 až 12, vyznačující se tím, že zahrnuje senzor (21) detekující polohu škrtící klapky (22) motoru, přičemž tento senzor (21) je napojen na uvedenou řídící jednotku (1, 2,

8 až 10, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jeden senzor (4, 4'), detekující teplotu chladícího media, a na alespoň dva senzory (5, 5', 6, 6'), detekující teplotu resp. tlak vzduchu ve vstupních rozdělovačích (7, 7'), přičemž tyto senzory (4, 4', 5, 5', 6, 6') jsou napojeny na uvedenou řídící jednotku (1, 2, 2’ ) .

8. Zařízení k provádění způsobu podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jeden senzor (18, 18'), detekující tlak ve výfukových trubicích (9, 9') a alespoň jeden senzor (14), detekující otočení klikového hřídele, přičemž tyto senzory (14, 18, 18') jsou napojeny na alespoň jednu řídící jednotku (1, 2, 2') zahrnující prostředky pro analogově-digitální převod elektrického signálu, přenášeného senzory (18, 18'), detekujícími tlak ve výfukových trubicích (9, 9'), prostředky pro vzorkování signálu zkonvertovaného do digitální podoby, přičemž je vzorkovací frekvence úměrná rychlosti otáčení klikového hřídele, paměťové prostředky pro uložení navzorkovaného signálu, a také prostředky pro analýzu navzorkovaného signálu ve frekvenční oblasti, výpočet indexu selhávky jako funkce výsledku této analýzy a porovnání tohoto indexu s jednou nebo více prahovými hodnotami.

8 až 13, vyznačující se tím, že uvedená řídící jednotka (1, 2, 2') je napojena na senzor (21) detekující polohu škrtící klapky (22) motoru.

15. Zařízení podle některého z předcházejících nároků 8 až 14, vyznačující se tím, že uvedená řídící jednotka (1, 2, 2') je napojena na alespoň jeden senzor (13, 13'), detekující teplotu ve výfukových trubicích (9, 9').

16. Vozidlo vyznačující se tím, že zahrnuje systém podle některého z předcházejících nároků 8 až 15 pro detekci selhávky v jednom nebo více válcích (3, 3') motoru.

Zastupuj e:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

• · · · ·♦ · Σ ’ i ·* ··· * · · · * * i *»»tlpravcna^astrana

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

PATENTOVÉ NÁROKY

- 16 1. Způsob detekce selhávky v jednom nebo více válcích (3, 3') spalovacího motoru, vyznačující se tím, že zahrnuje následující pracovní kroky

- vzorkování hodnot tlaku výfukových plynů během alespoň jednoho cyklu motoru, přičemž vzorkovací frekvence je úměrná rychlosti rotace klikového hřídele;

- analýzu navzorkovaného signálu ve frekvenční oblastí;

- výpočet indexu selhávky jako funkce výsledku této analýzy;

- porovnání tohoto indexu s jednou nebo více prahovými hodnotami.

8 až 12, vyznačující se tím, že uvedená řídící jednotka (1, 2, 2') je napojena na alespoň jednu světelnou kontrolku (19, 19'), indikující selhávku v alespoň jednom válci motoru.

8 až 11, vyznačující se tím, že uvedená řídící jednotka (1, 2, 2') je napojena na alespoň jeden senzor (4, 4'), detekující teplotu chladícího media, a na alespoň dva senzory (5, 5', 6, 6'), detekující teplotu resp. tlak vzduchu ve vstupních rozdělovačích (7, 7').

8. Zařízení k provádění způsobu podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jednu řídící jednotku (1, 2, 2'), napojenou na alespoň jeden senzor (18, 18'), detekující tlak ve výfukových trubicích (9, 9') a alespoň jeden senzor (14), detekující otočení klikového hřídele.

9 · 9 * 9»

JUDr. Miloš Všetečka -13 advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

9 9 ·

9 9 · •••9 ··

Upravená strana

9 9 • *

9. Zařízení podle předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jeden senzor (16, 16'), detekující otočení vačkového hřídele (17).

9 9

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

Uprav^nárstrana ···· ··

9 ·

9· ··

9 9·· • 9 9 9 9 · • 9 9 9 ·

10. Zařízení podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že zahrnuje prostředky pro přizpůsobování vzorkovací frekvence uvedených vzorkovacích prostředků podle signálu přenášeného senzorem (14), detekujícím rychlost rotace klikového hřídele.

10. Zařízení podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že uvedená řídící jednotka (1, 2, 2') zahrnuje prostředky pro analogově-digitální převod elektrického signálu, přenášeného senzory (18, 18'), detekujícími tlak ve výfukových trubicích (9, 9'), prostředky pro vzorkování signálu zkonvertovaného do digitální podoby, a také paměťové prostředky pro uložení navzorkovaného signálu.

11. Zařízení podle některého z předcházejících nároků

11. Zařízení podle předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že vzorkovací frekvence uvedených vzorkovacích prostředků je přizpůsobena podle signálu přenášeného senzorem (14), detekujícím rychlost rotace klikového hřídele.

12. Zařízení podle některého z předcházejících nároků 8 až 11, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jednu světelnou kontrolku (19, 19'}, indikující selhávku v alespoň jednom válci motoru, přičemž tato světelná kontrolka (19, 19') je napojena na uvedenou řídící jednotku (1, 2, 2') .

12. Zařízení podle některého z předcházejících nároků

13. Zařízení podle některého z předcházejících nároků

14. Zařízení podle některého z předcházejících nároků 8 až 13, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jeden senzor (13, 13'), detekující teplotu ve výfukových trubicích (9, 9'), přičemž tento senzor (13, 13') je napojen na uvedenou řídící jednotku (1, 2, 2').

• * *· « · · • · · ·· »» « · · ! · * llprávena*strana

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2 ···

14. Zařízení podle některého z předcházejících nároků

15. Vozidlo vyznačující se tím, že zahrnuje systém podle některého z předcházejících nároků 8 až 14 pro detekci selhávky v jednom nebo více válcích (3, 3') motoru.