DE2637315C2

DE2637315C2 - Measuring device for determining the mean ignition voltage value or the mean burning voltage value of an ignition system for internal combustion engines

Info

Publication number: DE2637315C2
Application number: DE19762637315
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. 7317 Wendlingen Blum
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-08-19
Filing date: 1976-08-19
Publication date: 1984-11-22
Also published as: DE2637315A1

Description

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Durch Ermittlung des Zündspannungsmittelwertes aller oder nur eines einzelnen Zylinders de- Brennkraftmaschine ist es möglich, Rückschlüsse auf die Gemischaufbereitung, die Vergasersynchronisierung oder auf den Zustand der Zündanlage der Brennkraftmaschine zu ziehen. Ähnliche Rückschlüsse lassen sich durch Ermitteln des Brennspannungsmittelwertes an den Elektroden einer Zündkerze der Zündanlage einer Brennkraftmaschine ableiten. So gibt der Brennspannungsmittelwert Aufschluß über einen zu hohen Entstörwiderstand des Verteilerfingers oder der Zündspule einer Zündanlage, auf einen defekten Entstörwiderstand oder auf verschmutzte Kerzen der Zündanlage. Mit der in F i g. 1 dargestellten Meßeinrichtung ist es möglich, den Zündspannungsmittelwert der Zündspannung aller Zylinder der Brennkraftmaschine als auch einzelner Zylinder zu ermitteln und außerdem den Brennspannungsmittelwert eines oder mehrerer Zylinder festzustellen.By determining the mean ignition voltage value for all or just a single cylinder of the internal combustion engine it is possible to draw conclusions about the mixture preparation, the carburetor synchronization or on to pull the state of the ignition system of the internal combustion engine. Similar conclusions can be drawn by determining the average burning voltage at the electrodes a spark plug of the ignition system of an internal combustion engine. So gives the average burning voltage Information about an excessively high interference suppression resistance of the distributor finger or the ignition coil of a Ignition system, a defective interference suppression resistor or dirty ignition system candles. With the in F i g. 1 it is possible to determine the ignition voltage mean value of the ignition voltage of all cylinders of the internal combustion engine as well as individual cylinders and also the mean value of the combustion voltage determine one or more cylinders.

An eine Klemme einer Zündspule 10, von der eine Zündleitung zu einem nicht dargestellten Zündverteiler einer Zündanlage führt, ist ein kompensierter Widerstandsteiler mit Widerständen 11 und 12 sowie mit Kondensatoren 13 und 14 angeschlossen. Durch diesen kompensierten Widerstandsteiler 11,12,13 und 14 wird das Hochspannungssignal der Zündspule 10 auf ein zur Weiterverarbeitung der Meßeinrichtung geeignetes Signalniveau gebracht. Das der Zündspule 10 abgenommene Signal ist in F i g. 2a dargestellt.To a terminal of an ignition coil 10, from which an ignition line to an ignition distributor, not shown an ignition system is a compensated resistor divider with resistors 11 and 12 and capacitors 13 and 14 connected. With this compensated resistance divider 11, 12, 13 and 14 the High-voltage signal from the ignition coil 10 on for further processing brought the measuring device suitable signal level. The one removed from the ignition coil 10 Signal is in FIG. 2a shown.

Der Abgriff des Spannungsteilers 11,12,13 und 14 ist über einen Widerstand 15 mit einem invertierenden Verstärker 16 verbunden, dem ein Gleichrichter 17 und ein erster Speicher 18, im vorliegenden Fall ein Kondensator, nachgeschaltet sind. An den Verbindungspunkt des Gleichrichters 17 und des Kondensators 18 ist ein Verstärker 19 angeschlossen, dessen Ausgang ein Schalter 20 nachgeschaltet ist, der wiederum mit einem zweiten Speicher 21 verbunden ist. Vom Verbindungspunkt des Schalters 20 und des zweiten Speichers 21 führt eine Leitung zu einem Verstärker 22, dem eine Widerstands-Kondensator-Kombination 23, 24 zur Mittelwertbildung nachgeschaltet ist. Am Verbindungspunkt des Widerstandes 23 und des Kondensators 24 ist ein Widerstand 25 angeschlossen, der mit einem Anzeigeinstrument 26 verbunden ist.The tap of the voltage divider 11, 12, 13 and 14 is Connected via a resistor 15 to an inverting amplifier 16 to which a rectifier 17 and a first memory 18, in the present case a capacitor, are connected downstream. To the connection point the rectifier 17 and the capacitor 18, an amplifier 19 is connected, the output of which is a switch 20 is connected downstream, which in turn is connected to a second memory 21. From the connection point the switch 20 and the second memory 21 leads a line to an amplifier 22, which is a resistor-capacitor combination 23, 24 is connected downstream for averaging. At the junction of the resistance 23 and the capacitor 24, a resistor 25 is connected to a display instrument 26 is connected.

Parallel zu dem ersten Speicher 18 ist ein Entladeschalter 27 angeordnet, der von einem Auslöseimpuls ansteuerbar ist, der von einem Differenzierglied 28 geliefert wird. Der erste Ausgang des Differenziergliedes ist außer mit dem Entladeschalter 27, der zweite mit einem Inverter 29 verbunden, dessen Ausgang an dem ersten Eingang eines UND-Gliedes angeleg» ist. Der zweite Eingang des UND-Gliedes ist mit einem SchalterA discharge switch 27, which is activated by a trigger pulse, is arranged parallel to the first memory 18 is controllable, which is supplied by a differentiating element 28. The first output of the differentiator in addition to the discharge switch 27, the second is connected to an inverter 29, the output of which is connected to the first input of an AND element is applied. The second input of the AND element is with a switch

31 verbunden der dazu dient, zu bestimmen, ob der Zündspannungs- oder der Brennspannungsmittelwert gemessen werden soll. Der Ausgang des UND-Gliedes 30 ist mit einem Schalter 32 verbunden, der in geschlossenem Zustand eine Aufladung des ersten Speichers 18 verhindert und damit eine Mittelwertbildung unterdrückt. 31 which is used to determine whether the ignition voltage or the burning voltage mean value should be measured. The output of the AND gate 30 is connected to a switch 32, which is in the closed State prevents charging of the first storage device 18 and thus suppresses averaging.

Aus der Zündanlage der Brennkraftmaschine wird zur Kennzeichnung einer bestimmten Phase des Zündablaufes bzw. zur Kennzeichnung einer bestimmten Drehwinkelstellung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ein Signal zur Betätigung der Schalter 20, 27 undThe ignition system of the internal combustion engine is used to identify a specific phase of the ignition sequence or to identify a certain angle of rotation position of the crankshaft of the internal combustion engine a signal to operate the switches 20, 27 and

32 abgeleitet, wobei zweckmäßigerweise das Schließwinkelsignal hierzu verwendet wird. Anstelle des Schließwinkelsignales kann jedoch auch ein beliebiges anderes Signal verwendet werden, das an irgendeiner Stelle in der Zündanlage der Brennkraftmaschine abgegriffen wird. Das Schließwinkelsignal, das an einer Klemme 33 vorliegen soll, wird an den ersten Eingang eines UND-Gliedes 34 angelegt. An den zweiten Eingang des UND-Gliedes 34 ist ein Auswahlschalter 35 angeschlossen, dar beispielsweise mit einem Zähler in Verbindung steht, der auf die Zündfolge der Brennkraftmaschine synchronisiert ist und jeweils den Zündvorgang in den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine kennzeichnet Je nach Stellung des Auswahlschalters 35 kann damit ein einzelner Zylinder gekennzeichnet werden oder aber ein Signal bei den Zündvorgängen in allen Zylindern der Brennkraftmaschine gewonnen werden. Entsprechend der Stellung des Auswahlschalters 35 wird deshalb der Zündspannungs- bzw. Brennspannungsmittelwert eines einzigen Zylinders oder aller Zylinder der Brennkraftmaschine gebildet. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 34 ist über ein Differenzierglied mit dem Schalter 20 verbunden und löst diesen entsprechend der Stellung des Auswahlschalters 35 aus. Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende.32 derived, expediently the dwell angle signal is used for this. Instead of the closing angle signal, however, any one can also be used Another signal can be used, which is tapped at some point in the ignition system of the internal combustion engine will. The dwell angle signal, which should be present at a terminal 33, is sent to the first input an AND gate 34 is applied. A selection switch 35 is connected to the second input of the AND element 34 connected, for example with a counter in Connection is related to the firing order of the internal combustion engine is synchronized and the ignition process in each of the cylinders of the internal combustion engine identifies Depending on the position of the selector switch 35, an individual cylinder can thus be identified or a signal can be obtained during the ignition processes in all cylinders of the internal combustion engine. The ignition voltage or burning voltage mean value is therefore corresponding to the position of the selection switch 35 a single cylinder or all cylinders of the internal combustion engine. The output signal of the AND element 34 is connected to the switch 20 via a differentiating element and releases it according to the position of the selection switch 35. The mode of operation of the arrangement described is the following.

Das am Abgriff des Spannungsteilers 11,12,13 und 14 anliegende Signal, das in Fig.2a aufgetragen ist, wird von dem Verstärker 16 invertiert, verstärkt und anschließend gleichgerichtet und danach in den ersten Speicher 18 gespeichert. Eine nachfolgende kleinere Zündspannungsnadel würde nicht erkannt werden, wenn nicht der erste Speicher 18 kurz vor Eintreffen dieser Zündnadel entladen würde. Dies geschieht bei der Anordnung nach F i g. 1 mit Hilfe des Entladeschalters 27. Bei geschlossenem Schalter 20 wird das in dem Kondensator 18 gespeicherte Signal in den zweiten Speicher 21 übernommen, wobei für eine ordnungsgemäße Übernahme zweckmäßigerweise der Verstärker 19 vorgesehen ist. Eine andere Möglichkeit für eine ordnungsgemäße Übernahme des in dem ersten Speicher 18 gespeicherten Signales in den zweiten Speicher 21 besteht darin, den ersten Kondensator 18 sehr groß gegenüber dem zweiten Kondensator 21 zu machen.The one at the tap of the voltage divider 11, 12, 13 and 14 applied signal, which is plotted in Fig.2a inverted by the amplifier 16, amplified and then rectified and then in the first Memory 18 saved. A subsequent smaller ignition voltage needle would not be recognized, if the first memory 18 were not discharged shortly before this ignition needle arrives. This happens at the arrangement according to FIG. 1 with the help of the discharge switch 27. When the switch 20 is closed, this is in the The signal stored in the capacitor 18 is transferred to the second memory 21, with a proper Takeover expediently the amplifier 19 is provided. Another option for proper Transfer of the signal stored in the first memory 18 to the second memory 21 is to make the first capacitor 18 very large compared to the second capacitor 21.

Die Ansteuerung der Schalter 21,27 und 32 geschieht auf folgende Weise. An einer Klemme 33, beispielsweise am Zündverteiler der Zündanlage einer Brennkraftmaschine wird ein Schließwinkelsignal abgenommen, daß in Fig.2b aufgetragen ist. Fig.2c zeigt das invertierte Schließwinkelsignal. Durch das Differenzierglied 28 wird eine Impulsfolge aus dem invertierten Schließwinkelsignal gebildet, die in Fig. 2d aufgetragen ist. Mit den in Fig.2d aufgetragenen Impulsen wird kurzzeitig der Entladeschalter 27 geschlossen und entlädt jeweils vor Eintreffen der Zündnadel gemäß F i g. 2a den ersten Speicher 18. An dem ersten Speicher erhält man somit Spannungsimpulse gemäß F i g. 2f, deren Höhe gleich der Zündspannung ist und deren Breiten durch das Schließwinkelsignal bestimmt sind.The activation of the switches 21, 27 and 32 takes place in the following way. At a terminal 33, for example at the distributor of the ignition system of an internal combustion engine, a dwell angle signal is picked up that is plotted in Fig.2b. Fig.2c shows the inverted Dwell angle signal. The differentiator 28 produces a pulse sequence from the inverted dwell angle signal formed, which is plotted in Fig. 2d. With the pulses plotted in Fig. 2d is briefly the discharge switch 27 is closed and discharges in each case before the ignition needle arrives according to FIG. 2a the first Memory 18. Voltage pulses according to FIG. 1 are thus obtained at the first memory. 2f, the height of which is the same the ignition voltage and the widths of which are determined by the dwell angle signal.

Ähnlich wie das Schließwinkelsignal wird das Auswahlsignal der Schaltung zugeführt. Das Auswahlsignal ist in Fig.2e dargestellt und kennzeichnet den Zündvorgang des betreffenden Zylinders, im vorliegenden Fall des Zylinders 1. Über das UND-Glied entsteht aus dem Schließwinkelsignal gemäß F i g. 2b, c und dem Auswahlsignal gemäß Fig. 2e unter Auswertung der jeweils positiven Flanke des Schließwinkelsignales gemäß Fig. b ein Übernahmesignal gemäß Fig. 2g, das den Schalter 20 schließt und damit einer Übernahme des Signales aus dem ersten Speicher 18 in den zweitenSimilar to the dwell angle signal, the selection signal is fed to the circuit. The selection signal is shown in Fig.2e and characterizes the ignition process of the relevant cylinder, in the present case cylinder 1. Via the AND element, results from the dwell angle signal according to FIG. 2b, c and the selection signal according to FIG. 2e, evaluating the in each case positive edge of the dwell angle signal according to FIG. b, an acceptance signal according to FIG. 2g, which the switch 20 closes and thus a transfer of the signal from the first memory 18 to the second

Speicher 21 ermöglicht. In dem zweiten Speicher 21 werden die Zündspannungswerte eines ausgewählten Zylinders oder ggf. bei entsprechender Stellung des Auswahlschalters 35 aller Zylinder gespeichert. Der Verstärker 22 dient als Spannungsfolger zur hochohmigen Anpassung der Einrichtung 23,24 zur Mittelwertbildung. An dem Anzeigeinstrument 26 erhält man damit eine Gleichspannung, welche dem Mittelwert der einzelnen Zündspannungswerte entspricht. Der angezeigte Wert, der praktisch gleich der über dem Kondensator 24 in abfallenden Spannung ist, ist in F i g. 2h dargestellt.Memory 21 allows. In the second memory 21, the ignition voltage values of a selected Cylinder or, if necessary, stored in the appropriate position of the selection switch 35 of all cylinders. Of the Amplifier 22 serves as a voltage follower for high-resistance matching of device 23, 24 for averaging. A DC voltage is thus obtained on the display instrument 26, which is the mean value of the individual Ignition voltage values. The displayed value, which is practically equal to that across capacitor 24 in decreasing voltage is shown in FIG. 2h shown.

Wird der Schalter 31 geschlossen und an das UND-Glied 30 damit ein bestimmter Spannungspegel angelegt, so wird nicht der Zündspannungsmittelwert, sondern der Mittelwert der Brennspannung gemessen. Das Ansteuerungssignal für den Schalter 32 entsteht dabei aus dem differenzierten Schließwinkelsignal, das mit dem über den Schalter 31 abgegebenen Signal in der UND-Schaltung 30 logisch verknüpft wird. Das Ansteuerungssignal für den Schalter 32 ist in F i g. 2i aufgetragen. Der Schalter 32 schließt bei Anlegen des Steuersignales gemäß F i g. 2i jeweils für die Dauer der Zündspannung das Eingangssignal am Abgriff des Spannungsteilers 11,12,13,14 kurz. Damit liegt während der Dauer des in Fig. 2g dargestellten Übernahmesignals, also dem Ansteuerungssignal für den Schalter 20 an dem ersten Speicher der jeweilige Wert der Brennspannung an und wird dort gespeichert. Die weitere Verarbeitung des Signales erfolgt dann wie bei der Ermittlung des Mittelwertes der Zündspannung und wird deshalb nicht noch einmal beschrieben.If the switch 31 is closed and a certain voltage level is applied to the AND element 30, in this way, it is not the mean ignition voltage value that is measured, but the mean value of the operating voltage. That The control signal for the switch 32 arises from the differentiated dwell angle signal that is included with the signal emitted via the switch 31 is logically linked in the AND circuit 30. The control signal for the switch 32 is shown in FIG. 2i applied. The switch 32 closes when the control signal is applied according to FIG. 2i the input signal at the tap of the voltage divider for the duration of the ignition voltage 11,12,13,14 short. Thus lies during the Duration of the takeover signal shown in Fig. 2g, so the control signal for the switch 20 on the first memory the respective value of the burning voltage and is stored there. Further processing of the signal then takes place as with the determination of the mean value of the ignition voltage and is therefore not described again.

Im vorliegenden Fall sind die Schalter 20, 27 und 32 einfach als mechanische Kontakte dargestellt. In der Praxis werden dafür zweckmäßigerweise elektronische Schalter verwendet werden.In the present case the switches 20, 27 and 32 are shown simply as mechanical contacts. In the In practice, electronic switches are expediently used for this.

Mit der beschriebenen Meßeinrichtung ist eine genaue Ermittlung der Mittelwerte der Zünd- bzw. Brennspannung von Zündanlagen in Brennkraftmaschinen möglich, aus denen dann wieder Rückschlüsse auf den Zustand der Zündanlage bzw. der Gemischaufbereitungsanlage des Kraftfahrzeuges abgeleitet werden können. Die Schaltung ist besonders einfach in ihrem Aufbau und eignet sich deshalb auch besonders für den rauhen Betrieb in einer Kraftfahrzeugwerkstatt.With the measuring device described, the mean values of the ignition or operating voltage can be determined precisely of ignition systems in internal combustion engines possible, from which conclusions can then be drawn about the State of the ignition system or the mixture preparation system of the motor vehicle can be derived can. The circuit is particularly simple in its structure and is therefore particularly suitable for the rough operation in a motor vehicle workshop.

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Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

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⁵⁵ I ⁵⁵ I.

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Claims

Patent claims:

1. Measuring device for determining the mean ignition voltage value and / or the mean burning voltage an ignition system for internal combustion engines with the aid of a device for rectification and for storing the respective peak value taken from the ignition system by means of a first memory, which is followed by a switch which, with the help of a signal from the ignition system, is switchable in particular the dwell angle signal, derived switching signal, characterized in that that the first memory (18) designed as a capacitor, via the switch (20), has another one designed as a capacitor Memory (2J) to take over the first: memory (18) is connected downstream of the removable signal that the capacitor used as a memory of the first memory (18) is larger than the capacitor used as a memory of the second memory (21) and that the second memory (21) has a switching device (22, 24) known per se for averaging is downstream.

2. Device according to claim 1, characterized in that a switch (32) for preventing the Storing signals in the first memory (18) during certain phases of the ignition sequence or certain rotational angle ranges of the crankshaft is provided, the switch (32) with Using one derived from a signal from the ignition system, in particular the dwell angle signal Switching signal can be actuated.

3. Device according to claim 2, characterized in that the switch (32) at the entrance of the Measuring device short-circuits applied measuring voltage.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a selection switch (35) is provided for the selection of certain cylinders of the internal combustion engine, their ignition voltage mean value or burning voltage mean value is to be measured individually, with the output signal of the selection switch (35) with the signal derived from the ignition system in a logic Switching device (34) can be linked and is used to actuate the switch (20).

State of the art

The invention is based on a measuring device according to the preamble of the main claim. It is already one Such a measuring device is known in which a peak voltage rectifier is provided which the saves and displays the highest voltage value on the spark plug, the ignition voltage. Such However, measuring devices have the disadvantage that the

ίο Fluctuations in the ignition voltage are not recorded. , A single misfire can z. B. the supposed ignition voltage up to the open circuit voltage of the ignition system increase and the measurement result corresponds to the storage time constant of the peak value rectifier unusable for many seconds. To avoid this disadvantage, the time constant is already known of the peak voltage rectifier. However, the disadvantage of this is that it is highly falsified of the measurement result at low speeds.

DE-OS 23 35 539 discloses a circuit arrangement with storage capacitors for ignition voltage peaks known in internal combustion engines. The circuit arrangement shown there is used to increase the amount of to record and save so-called bias line until an analog-digital conversion is possible is. This requires capacitors that can store the peak value for the required period of time uno must therefore be correspondingly large. When measuring the mean ignition voltage or the The circuit shown there has the disadvantages already mentioned above. DE-AS 20 40 913 shows a device for automatic detection of the timing of the ignition voltage in an internal combustion engine. For this purpose, time windows can be switched on so that only certain Areas of the ignition voltage are measured. The circuit arrangement described there is in principle also suitable for measuring the mean ignition voltage value or mean burning voltage value. Of the The circuitry complexity is enormous, however, so that a cheaper production of the described there Circuit arrangement is not possible.

The invention is therefore based on the object of providing a measuring device of the type specified in the generic type to improve so that on the one hand, for example, in the event of brief misfires, the measuring device immediately is ready for operation again and, on the other hand, no falsification of the measurement result even at low speeds takes place.

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summary

A measuring device is used to determine the mean ignition voltage value or the mean burning voltage value proposed an ignition system, which has a first peak value memory, which has a Memory a second peak value memory for taking over the signal from the first peak value memory is downstream. The switch between the two peak value memories is dependent on one The ignition signal derived from the ignition system is switched. The second memory is a device for Averaging downstream. With such a measuring device, each individual ignition voltage or burning voltage mean value can be recorded and used to form the mean value.

Advantages of the invention

The arrangement according to the invention with the characterizing features of the main claim has on the other hand the advantage that each individual measured value is recorded and used to form the mean value will. Another advantage is that the circuit arrangement is simple overall.

drawing

the loading

An embodiment of the invention is shown in
Drawing shown and in the following
Writing explained in more detail. It shows

F i g. 1 a simplified circuit diagram with partial Block display and

2 shows a pulse diagram to explain the circuit diagram according to Fig. 1.