DE2731249C3 - Verfahren zum Feststellen ungenügender Kompression in einzelnen Zylindern einer Innenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist z. B. aus den US-PS 38 39 906 und 39 52 586 bekannt, daß man die Kompression einer Innenbrennkraftmaschine (nachfolgend als Motor bezeichnet) durch Messung des Strome", tester kann, welchen der Anlasser aufnimmt, wenn er ά°η Motor bei ausgeschalteter Zündung im Falle eines Bens-,motors und bei gesperrter Kraftstoffzufuhr im Falle eines Dieselmotors durchdreht. Der Anlasserstrom ändert sich, wobei Maximalwerte zeitlich entsprechend den Kompressionshüben des Motors auftreten. Gemäß der ersten der beiden soeben erwähnten Patentschriften werden

1) Stromspitzen verglichen, um zu bestimmen, ob einige Zylinder eine wesentlich niedrigere Kompression als andere haben, und wenn die Kompression der Zylinder im wesentlichen gleich ist, wird

2) der höchste Spitzenstrom im Verhältnis zum Mittelwert des Anlasserstroms gemessen, um zu bestimmen, ob alle Zylinder weniger als einen befriedigenden Kompressionswert aufweisen. Fällt der erste Test ungünstig aus, dann sind Reparaturen an einem oder mehreren Zylindern notwendig. Wenn der zweite Test ungünstig ausfällt, sind Reparaturen an allen Zylindern erforderlich.

Im Falle symmetrischer Motoren haben die Kompressionshübe der einzelnen Zylinder den gleichen zeitlichen Abstand, und die Kurvenform des Anlasserstroms enthält dementsprechend Stromspitzen, die zeitlich in gleichem Abstand voneinander liegen. Jede Stromspitze ist ein Maß für die Höhe der Kompression im zugehörigen Zylinder. Bei unsymmetrischen Motoren haben die Kompressionshübe jedoch nicht den gleichen zeitlichen Abstand und die Amplitude der zu einem Zylinder gehörigen Anlasserstromspitze kann durch den Kompressionshub eines anderen Zylinders infolge einer zeitlichen Überlappung verfälscht werden. Daher können die Amplituden der einzelnen Stromspitzen nicht zur Bestimmung der Kompressionshöhe der entsprechenden einzelnen Zylinder herangezogen werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe eines Verfahrens, das eine exaktere Beurteilung der Kompressionszustände der einzelnen Zylinder erreichen läßt Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichneteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Bestimmung der Kompressionshöhe der einzelnen Zylir. 3er, so

ίο daß man genauere Aussagen über den Zustand des Motors und den Umfang eventuell erforderlicher Reparaturen erhält

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Darstellungen eines Ausführungsbeispiels für den Fall eines asymmetrischen Motors näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Testen der relativen Kompression in einzelnen Zylindern einer Innenbrennkraftmaschine und

F i g. 2 Kurvenformen zur Erläuterung der Betriebsweise der in F i g. 1 dargestellten Anordnung.

Gemäß Fig. 1 ist eine Autobatterie 10 über einen Anlasserschalter 11 und eine Leitung 12 mit einem Anlasser 13 verbunden. Mit einer Strommeßzange 14 läßt sich eine Anlasserstromform A gemäß F i g. 2 an einem Punkt 15 ableiten, welche eine hohe Anfangsspitze 16 hat, die auftritt, wenn der Anlasserschalter 11 geschlossen wird. Danach geht die Stromform in einen eingeschwungenen Zustand über, der eine getreue Wiedergabe der sich verändernden Belastung des Anlassers infolge der Kompressionshübe der einzelnen Zylinder des Motors darstellt, wenn der Motor ohne Zündung oder ohne Kraftstoffzufuhr durchgedreht wird.

Der Motor ist hier ein unsymmetrischer Motor, bei welchem die Kompressionshübe zeitlich ungleiche Abstände haben. Zylinderpaare, deren Kompressionshübe sich teilweise überlappen, erzeugen Doppel-Maximumzyklen 34, 35 und 36. Die Zyklen 34 und 36 haben Einzelmaxima gleicher Amplituden, welche Zylindern gleicher Kompression entsprechen. Im Zyklus 35 hat ein Maximum 37 eine geringere Amplitude als das andere Maximum 38. Das Maximum 37 entspricht einem Zylinder nicht ausreichender Kompression. Jedoch können die relativen Kompressionen der Zylinder aus den entsprechenden Maxima in der Kurve A nicht zufriedenstellend bestimmt werden, weil die Amplituden der einzelnen Maxima durch Maxima verfälscht werden, die Zylindern mit zeitlich überlappenden Kompressionshüben entsprechen.

Der S;irom A wird über die Leitung 16 dem Eingang eines Operationsverstärkers 17 zugeführt, der als Sciiwellwertdetektor betrieben wird und an seinem Ausgang die Kurvenform B (F i g. 2) auf der Leitung 18

Vi liefert, wennimmer das Signal A den Wert einer am Anschluß 19 zugeführten Bezugsspannung überschreitet. Dies tritt während des Zeitraums ein, in welchem der Anlasserschalter 11 geschlossen ist. Die Vorderflanke des Signals fl löst über übliche Zeiisteuerschaltungen 24 Schaltersteuersignale C. D, H und K auf Leitungen 20, 21,22 bzw. 23 aus.

Das Signal A am Punkt 15 wird einer Gleichspannungs-Wiederherstellungsschaltung 25 zugeführt, welche ein RC-C\\ed 26 enthält. Das Signal gelangt zu einem Punkt 27 und über einen Operationsverstärker 28 und einen geregelten Verstärker 29 (etwa gemäß der US-PS J9 95 224) zu einem Schaltungspunkt 30. Eine Rückkojpliingsschleifc vom Schaltungspunkt 30 zum

11 Jl

Verstärker 56 zugeführt, der gesperrt wird durch Schließen des Arbeitskontaktes 44 unter Steuerung durch den positiv gerichteten Teil des Signals H bis zu dessen Rückflanke 57. Danach gibt der Verstärker 56 eine in der Verstärkung geregelte Ausgangsspannung auf der Leitung 58 ab, welche in F i g. 2 mit / bezeichnet ist. Der Zweck des geregelten Verstärkers 56 liegt in der Sicherstellung eines Integrationssignales J auf der Leitung 58, welches trotz großer Änderungen der Amplituden des Motorsignals unterschiedlicher Motoren eine normierte Amplitude hat

Das normierte Signal J auf der Leitung 58 wird über einen Arbeitskontakt 45, der durch den positiv gerichteten Teil des Zeitsteuersignals K geschlossen wird, einer Vergleichsschaltung 60 zugeführt. Diese erzeugt auf der Leitung 62 ein Ausgangssignal TEST UNBEFRIEDIGEND, wenn die niedrigste Integrationsspitze des Signals / um einen nennenswerten Anteil kleiner als die höchste Integrationsspitze des Signals J ist Es ist bekannt, daß mindestens ein Zylinder eine ungenügende Kompression hat, wenn die eine Integrationsspitze 35" im Signal / beispielsweise 15% oder mehr niedriger als die höchste Integrationsspitze ist. Anders ausgedrückt, ist die Kompression nicht ausreichend, wenn das Verhältnis zwischen der kleinsten und der größten Integrationsspitze 0,85 oder niedriger ist.

Sämtliche Schalter 41,42,43,44 und 45 können in der Praxis durch elektronische Schalter, wie Transistoren, gebildet werden und durch den positiv gerichteten Teil eines ihnen zugeführten Steuersignals gescnlossen werden.

Die Vergleichsschaltung 60 kann durch einen Analog/Digital-Konverter 64 gebildet werden, welcher kontinuierlich die Amplitude des Analogsignals /abfühlt und die Analogwerte in Digitalsignale auf der Ausgangslcitung 65 umwandelt Die Digitalsignale werden einem Mikroprozessor 66 zugeführt, der so programmiert ist, daß er den der niedrigsten Spitze des Signals / entsprechenden Digitalwert mit dem der höchsten Stufe entsprechenden Digitalwert vergleicht und ein Ausgangssignal auf der Leitung 62 zum Anzeigegerät 70 erzeugt, welches anzeigt, ob der Unterschied größer als ein vorbestimmter Prozentsatz, wie 15%, ist. Wenn der Unterschied größer als der vorbestimmte Prozentsatz ist, dann weiß man, daß die ■»■> Kompression in einem oder mehreren Zylindern des Motors ungenügend ist und daß entsprechende Korrekturmaßnahmen getroffen werden müssen.

Die Erfindung ist vorstehend als besonders brauchbar zur Feststellung ungenügender Kompression einzelner Zylinder einer unsymmetrischen Brennkraftmaschine erläutert worden, deren Kompressionshübe ungleiche Zeitabstände haben. Es versteht sich jedoch, daß die Anordnung auch vielseitiger verwendbar ist und sich in gleicher Weise zur Untersuchung symmetrischer Motoren eignet, deren Kompressionshübe gleichmäßige Abstände haben. In einem solchen Fall entspricht jeder !ntegrationszyklus dem Kornpressionshub eines einzelnen Zylinders,

Schaltungspunkt 27 enthält einen Operationsverstärker 31, einen Widerstand 32 und eine Diode 33. Der Verstärker 31 hat einen Bezugsspannungseingang, dem eine Spannung von 1 Volt zugeführt wird, so daß die Schaltung als Gleichstrom-VViederherstellungsschaltung arbeitet, welche die negativen Spitzen des Signals E am Schaltungspunkt 30 auf 1 Volt unter Null- oder Massepotential hält

Der Schaltungspunkt 27 liegt über einen Arbeitskontakt 41 an Masse. Der Schalter wird unter Steuerung durch das Signal C (wenn dieses positiv gerichtet ist) über die Leitung 20 von den Zeitsteuerschaltungen 24 aus geschlossen, und zwar vom Zeitpunkt der Anfangsstromspitze 16' im Signal A bis zum Zeitpunkt 40, wo das Signal A den eingeschwungenen Zustand erreicht hat

Ein Arbeitskontakt 42 liegt zwischen Masse und einem Belag eines nicht dargestellten Kondensators im regelbaren Verstärker 29, an welchem die Regelspannung in diesem erzeugt wird. (Der S .-'.alter ist infolge des positiv gerichteten Teiles des Signals /"'geschlossen und in anderen Zeiten geöffnet.) Daher begrenzt der Verstärker 29 normalerweise die Amplitude des Ausgangssignals am Schaltungspunkt 30 auf einen gewünschten Pegel, arbeitet jedoch mit voller Verstärkung, wenn der Schalter 42 infolge des Signals D geschlossen ist, nämlich vom Zeitpunkt der Stromspitze 16' bis zum Zeitpunkt 46. Infolge der Wirkung der Schalter 41 und 42 ist das Signal Farn Punkt 30 bis zum Zeitpunkt 40 etwa 0, nach welchem der Verstärker 29 das Signal A bis zum Zeitpunkt 46 voll verstärkt, wo der Verstärker 29 dann als geregelter Verstärker arbeitet.

Das Signal E am Schaltungspunkt 30 wird einem Integrator 50 zugeführt, der einen Widerstand 48, einen Operationsverstärker 49 und einen Rückkopplungsintegrationskondensator 51 enthält. Der Kondensator 51 wird durch einen Arbeitskontakt 43 überbrückt, der durch die positiv gerichteten Impulse des Signals F geschlossen wird, welches durch den übersteuerten Verstärker 54 aus dem negativen Spitzen des Signals E abgeleitet wird. Jeder der Impulse des Signals F veranlaßt ein Entladen des Integrationskondensators 51, dem der nächste Zyklus der Integration der Fläche unter dem Signal £ folgt. Das Ausgangssigna! des Integrators 50 am Punkt 55 ergibt sich dann gemäß der Kurvenform G in F i g. 2.

Wie man sieht, enthält das Signal C die Integrationsspitzen 34', 35' und 36', welche die integrierten Flächen der Doppel-Maximumzyklen 34, 35 bzw. 36 darstellen. Die Integrationsspitzs 35' ist niedriger als die Spitzen 34' und 36', weil die Spitze 35' das Integral eines kleinen Kompressionsmaximums 37' und eines normalen Komp-üSiionsmaximums 38' ist. Die Amplitude der Kompressionsspitze 35' wird nicht durch die Größe der zeitlichen Überlappung zwischen den Komprensionshüben entsprechend den Maxima 37' und 38' beeinflußt.

Das Signal C am Punkt 55 wird einem regelbaren

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: 21 3! 249

1. Verfahren zum Feststellen angenügender Kompression in einzelnen Zylindern einer Innenbrennkraftmaschine, bei dem der Motor bei gesperrter Zündung oder Kraftstoffzufuhr durchgedreht wird und eine Anlasserstromkurve abgeleitet wird, die jeweils mindestens einem Kompressionshub entsprechende Zyklen hat, welche mit einem Integrationswert der Stromkurve verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche unter jedem der Zyklen unter Verwendung eines Integrators (50) zu entsprechenden Integrationssignalen integriert und die Amplituden des kleinsten und des größten Integrationssignals mit Hilfe einer Vergleichsschaltung (60) miteinander verglichen werden und festgestellt wird, wann ihr Verhältnis kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Kompressionsfeststellung bei asymmetrischen Motoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklen jeweils einer Gruppe von mindestens zwei Kompressionshüben entsprechen.