DE184536T1 - Absoluter kompressionstest. - Google Patents

Absoluter kompressionstest.

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DE184536T1
DE184536T1 DE198585630181T DE85630181T DE184536T1 DE 184536 T1 DE184536 T1 DE 184536T1 DE 198585630181 T DE198585630181 T DE 198585630181T DE 85630181 T DE85630181 T DE 85630181T DE 184536 T1 DE184536 T1 DE 184536T1
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cylinder
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George Eric Tucson Arizona 85714 Timmerman
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United Technologies Corp
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    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/042—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12
    • G01M15/046—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12 by monitoring revolutions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
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Claims (17)

ÜBERSETZUNG Anmeldung Nr. 85630181.7 United Technologies Corp. Patentansprüche
1. Verfahren zum Messen der absoluten Kompression jedes Zylinders eines Verbrennungsmotors, der bekannte ideale Leistungsparameter hat, beinhaltend die folgenden Schritte: Abfühlen der absoluten Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle eines Motors während wenigstens eines Motorarbeitsspiels, in dem keine Verbrennung stattfindet; Beziehen von besonderen absoluten Teilarbeitsspieldrehzahlveränderungen auf besondere Zylinder; Berechnen der Expansionsarbeit und der Kompressionsarbeit für jeden Zylinder;
Identifizieren jedes Zylinders als fehlerhaften Zylinder, bei dem die Kompressionsarbeit und die Expansionsarbeit kleiner sind als die Kompressionsarbeit bzw. die Expansionsarbeit, die durch einen idealen Zylinder geleistet wurden;
erstens,Korrigieren, wenn mehr als ein fehlerhafter Zylinder identifiziert wird, der scheinbaren Auswirkungen der ver-
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ringerten Arbeit jedes fehlerhaften Zylinders auf die berechnete Arbeit jedes anderen fehlerhaften Zylinders; zweitens, Korrigieren der scheinbaren Auswirkungen der verringerten Arbeit jedes fehlerhaften Zylinders auf die berechnete Arbeit jedes fehlerlosen Zylinders; und Berechnen des absoluten Kompressionsdruckes für jeden Zylinder während des Arbeitsspiels auf der Basis der korrigierten Arbeitsberechnungen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Ab-
fühlens der absoluten Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle die Schritte beinhaltet:
Abfühlen des Vorbeigangs einer Anzahl von Zähnen, die an dem Schwungrad des Motors angeordnet sind; Messen des Zeitintervalls zwischen dem Abfühlen von Zähnen; und
Liefern der absoluten Drehzahl als das Verhältnis der Zahl zu der Gesamtzahl der Zähne an dem Schwungrad dividiert durch die gemessene verstrichene Zeit.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Be-Ziehens der Teilarbeitsspieldrehzahl in dem Arbeitsspiel den Schritt beinhaltet:
Liefern einer periodischen Anzeige des Passierens des Hubes des Kolbens eines ausgewählten Zylinders in bezug auf eine Referenzhubposition für den Kolben, angezeigt durch das Abfühlen der periodischen Verlagerung eines Motorteils, das eine periodische Funktion hat, die in direkter Beziehung zu dem Kolbenhub des ausgewählten Zylinders steht; und
Festsetzen von aufeinanderfolgenden Winkelintervallen innerhalb des Arbeitsspiels, beginnend mit einem Referenzwinkel, der der angezeigten Referenzhubposition entspricht, wobei jedes folgende Winkelintervall erwarteten Teildreh-
zahlveränderungsintervallen aufgrund von besonderen aufeinanderfolgenden Zylindern in der Motorzündfolge entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Berechnens der Expansions- und der Kompressionsarbeit für jeden Zylinder die Schritte beinhaltet:
Bestimmen der Winkelgeschwindigkeitsscheitelwerte, die jedem Zylinder entsprechen, vor dem oberen Totpunkt (BTDC) und nach dem oberen Totpunkt (ATDC) und Quadrieren des BTDC-Drehzahlscheitelwerts und Quadrieren des ATDC-Drehzahlschweitelwerts;
Bestimmen des Winkelgeschwindigkeitstalwertes, der jedem Zylinder entspricht, im wesentlichen im oberen Totpunkt (TDC) und Quadrieren des TDC-Geschwindigkeitstalwertes; Berechnen eines Maßes der Kompressionsarbeit für jeden Zylinder durch Subtrahieren des Quadrats des TDC-Geschwindigkeitstalwerts von dem Quadrat des BTDC-Geschwindigkeitsscheitelwerts; und
Berechnen eines Maßes der Expansionsarbeit für jeden Zylinder durch Subtrahieren des Quadrats des ATDC-Geschwindigkeitsscheitelwerts von dem Quadrat des TDC-Geschwindigkeitstalwerts.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Berechnungsschritte den Schritt beinhalten, jedes Arbeitsmaß mit der Hälfte des Wertes der Trägheit der umlaufenden Teile des Motors zu multiplizieren.
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des ersten Korrigierens, wenn mehr als ein fehlerhafter Zylinder identifiziert wird, für jeden ausgewählten fehlerhaften Zylinder die Schritte beinhaltet:
Berechnen der scheinbaren Änderung in der Arbeit des ausge-
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wählten fehlerhaften Zylinders aufgrund eines zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinders;
Korrigieren der berechneten Arbeit des ausgewählten fehlerhaften Zylinders unter Verwendung der berechneten scheinbaren Änderung in der Arbeit des ausgewählten fehlerhaften Zylinders, um einen ersten korrigierten Arbeitswert zu erzielen;
Berechnen der scheinbaren Änderung in der Arbeit des zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinders aufgrund des ausgewählten fehlerhaften Zylinders unter Verwendung des ersten korrigierten Arbeitswertes des ausgewählten fehlerhaften Zylinders;
Korrigieren der berechneten Arbeit des zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinders unter Verwendung der berechneten scheinbaren Änderung in der Arbeit des zweiten ausgewählten Zylinders, um einen zweiten korrigierten Arbeitswert zu erzielen; und
erneutes Berechnen der Änderung in der Arbeit des ausgewählten fehlerhaften Zylinders aufgrund des zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinders unter Verwendung des zweiten korrigierten Arbeitswertes des zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinders.
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des zweiten Korrigierens für jeden ausgewählten fehlerlosen Zylinder die Schritte beinhaltet:
Berechnen der scheinbaren Änderung in der Arbeit des ausgewählten fehlerlosen Zylinders aufgrund jedes fehlerhaften Zylinders; und
Korrigieren der berechneten Arbeit des ausgewählten fehlerlosen Zylinders unter Verwendung der berechneten scheinbaren Änderungen in der Arbeit des ausgewählten fehlerlosen Zylinders aufgrund jedes fehlerhaften Zylinders, um einen
korrigierten Arbeitswert für den ausgewählten fehlerlosen Zylinder zu erzielen.
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Berechnens des absoluten Kompressionsdruckes den Schritt beinhaltet, einen berechneten Arbeitswert in eine vorbestimmte Gleichung einzusetzen, die den absoluten Kompressionsdruck als Funktion der Arbeit zum Erzielen des absoluten Kompressionsdruckes für jeden Zylinder ausdrückt.
9. Verfahren nach Anspruch 1, weiter beinhaltend den
Schritt des Anzeigens des absoluten Kompressionsdruckes für jeden Zylinder.
10. Vorrichtung zum Messen der absoluten Kompression jeden Zylinders eines Verbrennungsmotors,der bekannte ideale Leistungsparameter hat, mit:
einer ersten Abfühleinrichtung, die so angeordnet werden kann, daß sie auf die Größe eines Motorparameters anspricht, dessen Größe in Verbindung mit der zylinderbezogenen absoluten Winkelgeschwindigkeit einschließlich Teilarbeitsspielauswanderungen in der Motorwinkelgeschwindigkeit als Folge der Kompressions- und Expansionshübe der einzelnen Kolben schwankt, wobei die Abfühleinrichtung ein entsprechendes Motorwinkelgeschwindigkeitssignal liefert;
einer zweiten Abfühleinrichtung, die so angeordnet werden kann, daß sie auf den Hub eines besonderen Motorzylinderkolbens durch eine Referenzkolbenposition anspricht, was sich durch die periodische Verlagerung eines Motorteils äußert, das eine periodische Funktion hat, die in direkter Beziehung zu dem Kolbenhub des besonderen Zylinderkolbens steht, um eine Serie von abgefühlten, periodischen Zylinderidentifikations(CID)-Signalimpulsen zu liefern, die den Hub durch die Referenzkolbenposition darstellen, um Motorarbeitsspiele zu markieren;
einer Datenerfassungseinrichtung, die auf das Winkelgeschwindigkeitssignal und auf die CID-Signalimpulse anspricht, um das. Winkelgeschwindigkeitssignal in bezug auf die CID-Signalimpulse zu registrieren und ein registriertes Winkelgeschwindigkeitssignal für jedes Motorarbeitsspiel zu liefern; und
eine Signal Verarbeitungseinrichtung, die auf das registrierte Winkelgeschwindigkeitssignal aus der Datenerfassungseinrichtung über wenigstens einem Motorarbeitsspiel anspricht, um Signaldarstellungen zu liefern, die die Kompressionsarbeit und; die Expansionsarbeit für jeden Zylinder anzeigen, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung die Größen der Arbeitssignaldarstellungen mit gespeicherten Signalen vergleicht, die Größen haben, welche die Arbeit eines
15: idealen Zylinders anzeigen, und um Zylinderfehlersignale zu liefern, welche diejenigen Zylinder als fehlerhafte Zylinder identifizieren, für die der Vergleich anzeigt, daß die Kompressionsarbeit und die Expansionsarbeit kleiner als ideal sind, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung die Fehlersignale zählt, um die Zahl von erkannten fehlerhaften Zylindern zu zählen, und, wenn mehr als ein fehlerhafter. Zylinder erkannt wird, für jeden fehlerhaften Zylinder Arbeitssignaldarstellungen liefert, die hinsichtlich der scheinbaren Effekte der verringerten Arbeit jedes fehlerhaften Zylinders korrigiert sind, wogegen die Signalverarbeitungseinrichtung für jeden fehlerlosen Zylinder Arbeitssignaldarstellungen liefert, die hinsichtlich der scheinbaren Auswirkungen der verringerten Arbeit jedes fehlerhaften Zylinders korrigiert sind, und wobei die Signalverarbeitungseinrichtung Drucksignale liefert, die Größen haben, welche den absoluten Kompressionsdruck jedes Zylinders anzeigen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die erste Abfühleinrichtung den Vorbeigang einer Anzahl von Zähnen abfühlt, die an dem Schwungrad des Motors angeordnet sind, und das Winkelgeschwindigkeitssignal, das eine Größe hat, die die Zähnezahl angibt, an die Signalverarbeitungseinrichtung abgibt, um ein Signal der verstrichenen Zeit zu liefern, das die Anzahl von Zeitintervallen angibt, die während des Vorbeigangs verstrichen sind, und zum Dividieren der Größe des Winkelgeschwindigkeitssignals durch ein Signal, das eine Größe hat, die die Gesamtzahl der Zähne an dem Schwungrad angibt, um ein Verhältnissignal zu liefern und um die Größe des Verhältnissignals durch die Größe des Signals der verstrichenen Zeit zu dividieren und ein Signal zu liefern, das eine Größe hat, die die absolute Geschwindigkeit des Schwungrades angibt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiter beinhaltend eine Anzeigeeinrichtung, die auf die Drucksignale hin den absoluten Kompressionsdruck jedes Zylinders anzeigt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung periodisch die Größe des registrierten Winkelgeschwindigkeitssignals abtastet und speichert und den gegenwärtig abgetasteten Wert mit den vorher gespeicherten Werten vergleicht, um Änderungen in der Steigung innerhalb von vorgewählten Winkelintervallen zu erkennen, die in bezug auf das CID-Signal registriert sind, wodurch sie die Winkelgeschwindigkeitmaxima und -minima, die den Expansions- bzw. Kompressionshüben der einzelnen Zylinder in wenigstens einem Motorarbeitsspiel separat zugeordnet sind, bestimmt und Geschwindigkeitsmaxima- und -minimasignale liefert, die Größen haben, die diese anzeigen, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung Signale liefert, die Größen haben, welche die Quadrate der Geschwindigkeits-
maxima- und -minimasignale anzeigen, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung ein Maß der Kompressionsarbeit liefert, die durch jeden Zylinder geleistet wird, indem sie für jeden Zylinder ein Signal, das eine Größe hat, die das Quadrat der zugeordneten Winkelgeschwindigkeitsminima im wesentlichen im oberen Totpunkt für jeden Zylinder anzeigt, von einem entsprechenden Signal subtrahiert, das eine
Größe hat, die das Quadrat der zugeordneten Winkelgeschwindigkeitsmaxima vor dem oberen Totpunkt anzeigt, und ein Kompressionsarbeitsdifferenzsignal als Maß der Kompressionsarbeit liefert, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung ein Maß der Expansionsarbeit liefert, die
durch jeden Zylinder geleistet wird, indem sie für jeden Zylinder ein Signal, das eine Größe hat, die das Quadrat der zugeordneten Winkelgeschwindigkeitsmaxima nach dem
oberen Totpunkt anzeigt, von einem entsprechenden Signal subtrahiert, das eine Größe hat, die das Quadrat der zugeordneten Winkelgeschwindigkeitsminima im oberen Totpunkt anzeigt, und ein Expansionsarbeitsdifferenzsignal als
Maß der Expansionsarbeit liefert, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung die Kompressions- und Expansionsarbeitsdif ferenz Signalgrößen mit gespeicherten Signalen vergleicht, die Größen haben, welche die Kompressions- bzw. Expansionsarbeit eines idealen Zylinders anzeigen, und
für jeden Zylinder, bei dem festgestellt worden ist, daß er sowohl Kompressions- als auch Expansionsarbeitsdifferenzsignalgrößen hat, die kleiner als bei einem idealen
Zylinder sind, das Zylinderfehlersignal liefert, welches eindeutig jeden derartigen, weniger als idealen Zylinder als fehlerhaft identifiziert.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung die Größe jedes Differenzsignals mit einem Signal multipliziert, das eine Größe hat, die die
Hälfte der Trägheit der umlaufenden Teile des Motors anzeigt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung, wenn mehr als ein fehlerhafter Zylinder erkannt wird, die scheinbare Änderung in der Arbeit eines ausgewählten fehlerhaften Zylinders aufgrund jedes anderen fehlerhaften Zylinders berechnet, indem sie die Größe der Arbeitsdarstellung des ausgewählten fehlerhaften Zylinders gemäß vorbestimmten Beziehungen ändert, die jede scheinbare Änderung aufgrund jedes anderen fehlerhaften Zylinders als eine Funktion der Arbeit jedes fehlerhaften Zylinders ausdrücken, und jede scheinbare geänderte Größe zu der Größe der Arbeitssignaldarstellung addiert, um eine korrigierte Arbeitssignaldarstellung für den ausgewählten fehlerhaften Zylinder zu erzielen, und den Korrekturprozeß für jeden anderen fehlerhaften Zylinder auf interative Weise unter Verwendung von korrigiertem Arbeitssignaldarstellungen fehlerhafter Zylinder wiederholt, bis sämtliche Arbeitssignaldarstellungen von fehlerhaften Zylindern korrigiert worden sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung, wenn mehr als ein fehlerhafter Zylinder identifiziert wird, die scheinbare Änderung in der Kompressionsarbeit eines ausgewählten fehlerhaften Zylinders im Anschluß an einen zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinder berechnet, indem sie die Größe der Expansionsarbeitssignaldarstellung, die dem zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinder entspricht, gemäß einer ersten vorbestimmten Beziehung ändert, die die Änderung in der Kompressionsarbeit eines fehlerlosen Zylinders als eine Funktion der Expansionsarbeit eines fehlerhaften Zylinders ausdrückt, und die geänderte Größe zu der Größe der Kompressionsarbeitssignal-
darstellung addiert, die dem ausgewählten fehlerhaften Zylinder entspricht, um eine erste korrigierte Kompressionsarbeitssignalgröße für den ausgewählten fehlerhaften Zylinder zu erzielen, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung die scheinbare Änderung in der Kompressionsarbeit des zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinders, der dem ausgewählten fehlerhaften Zylinder vorangeht, berechnet, indem sie die Größe der Kompressionsarbeitssignaldarstellung, welche dem ausgewählten fehlerhaften Zylinder entspricht, gemäß einer vorbestimmten Beziehung ändert, die die Änderung in der Kompressionsarbeit eines vorangehenden fehlerlosen Zylinders als eine Funktion der Kompressionsarbeit eines folgenden fehlerhaften Zylinders ausdrückt, und die geänderte Größe zu der Größe der Kompressionsarbeitssignaldarstellung addiert, die dem zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinder entspricht, um eine korrigierte Kompressionsarbeitssignalgröße für den zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinder zu erzielen, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung die scheinbare Änderung in der Expansionsarbeit des zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinders, der dem ausgewählten fehlerhaften Zylinder vorangeht, berechnet, indem sie die Größe der Kompressionsarbeitssignaldarstellung, die dem ausgewählten fehlerhaften Zylinder entspricht, gemäß einer vorbestimmten Beziehung ändert, die die Änderung in der Expansionsarbeit eines vorangehenden fehlerlosen Zylinders als eine Funktion der Kompressionsarbeit eines folgenden fehlerhaften Zylinders ausdrückt, und die geänderte Größe zu der Größe der Expansionsarbeitssignaldarstellung addiert, die dem zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinder entspricht, um eine korrigierte Expansionsarbeitssignalgröße für den zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinder zu erzielen, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung erneut die scheinbare Änderung in der Kompressionsarbeit des ausgewählten fehlerhaften Zylinders,
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der dem zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinder entspricht berechnet, indem sie die Größe der korrigierten Expansionsarbeitssignalgröße für den zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinder gemäß der ersten vorbestimmten Be-Ziehung ändert und die geänderte Größe zu der Größe der Kompressionsarbeitssignaldarstellung addiert, die dem ausgewählten fehlerhaften Zylinder entspricht, um eine zweite korrigierte Kompressionsarbeitssignalgroße für den ausgewählten fehlerhaften Zylinder zu erzielen, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung den absoluten Kompressionsdruck sowohl des ausgewählten Zylinders als auch des zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinders berechnet, indem sie die korrigierte Kompressionsarbeitssignalgroße für den zweiten ausgewählten fehlerhaften Zylinder und die zweite korrigierte Kompressionsarbeitssignalgroße für den ausgewählten fehlerhaften Zylinder gemäß wenigstens einer Beziehung modifiziert, die den absoluten Zylinderdruck als eine Funktion der Kompressionsarbeit eines fehlerhaften Zylinders ausdrückt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung die scheinbare Änderung in der Arbeit eines ausgewählten fehlerlosen Zylinders aufgrund jedes fehlerhaften Zylinders berechnet, indem sie die Größe der Arbeitssignaldarstellung des fehlerlosen Zylinders gemäß vorbestimmten Beziehungen ändert, die jede scheinbare Änderung als eine Funktion der Arbeit jedes fehlerhaften Zylinders ausdrücken, und jede scheinbare geänderte Größe zu der Größe der Arbeitssignaldarstellung addiert, um eine korrigierte Arbeitssignaldarstellung für den ausgewählten fehlerlosen Zylinder zu erzielen.
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