-
Verfahren zur Überprüfung der Brennkraftmaschine eines
-
Kraftfahrzeuges und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
-
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Über
-prüfung der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges nach der Gattung des Hauptanspruchs.Für
die Betriebsbereitschaft einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine charakteristische
Werte sind insbesondere ihre Leistung im Vergleich mit dem vom Hersteller für bestimmte
Be -triebsbedingungen angegebenen Sollwert und die Zünd -energiereserve ,d.h.die
Differenz zwischen der von der Zündanlage bereitgestellten Zündenergie und der für
einen Zündakt tatsächlich benötigten Energie .Diese Werte können mit hinreichender
Genauigkeit praktisch nur in einer Werkstatt ermittelt werden,in der hierfür geeignete
Prüfgeräte zur Verfügung stehen.Zur Bestimmung der Leistung der Brennkraftmaschine
eines Kraftfahrzeuges ist es bekannt mit Hilfe eines Rollenprüfstandes in einem
3e -schleunigungsversuch,in dem die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges eine mit einer
Schwungmasse gekoppelte Lauf -rolle antreiben,die Radleistung und in einem Auslauf
-versuch, in dem bei abgekuppelter Brennkraftmaschine die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges
von der Laufrolle an -getrieben sind,die Verlustleistung zu ermitteln und durch
Summenbildung die Leistung der Brennkraftmaschine fest -zustellen.Die Zündenergiereserve
kann gemäß einem noch nicht veröffentlichten Vorschlag mittels eines eigens dafür
konstruierten Prüfgeräts für jeden Zylinder einzeln ermittelt werden.Das hierbei
zur Anwendung kommende Verfahren besteht im wesentlichen darin,daß für jeden Zy
-linder bei zunächst konstant gehaltener Drehzahl gesondert die Zündenergie so lange
vermindert wird,bis Zündaussetzer auftreten und beim Auftreten der Zündaussetzer,
das sich in einem Abfall der Maschinendrehzahl äußert, die bereitgestellte Zündenergie
gemessen und mit einem für die Zündanlage charakteristischen Sollwert verglichen
wird.Aus der Differenz dieser Werte ergibt sich dann die
Zündenergiereserve
,die ein Maß für den Zustand der Zündanlage ist.
-
Der Nachteil eines solchen Vorgehens ist,daß man die Maschinenleistung
und die Zündenergiereserve in gesonderten und verschiedenartigen Meßläufen ermitteln
muß,was natürlich mit erheblichem Zeitaufwand verbunden ist.Es kommt hinzu,daß man,wenn
man nach dem bekannten Verfahren zur Leistungsmessung vorgeht,praktisch nur die
gesamte Leistung der Brennkraftmaschine, nicht aber den Leistungsanteil der einzelnen
Zylinder derselben erfaßt,sodaß man,wenn Abweichungen vom Sollwert festgestellt
werden,weitere Untersuchungen an -stellen muß,welcher Zylinder nicht mit voller
Leistung arbeitet oder ob sich die Leistungsminderung gleich -mäßig auf alle Zylinder
der Brennkraftmaschine ver -teilt.
-
Vorteile der Erfindunq Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,daß man/ ruf die Erfassung
der einen charakteristischen Größe (Zündenergiereserve oder Maschinenleistung) benötigte
Meßzeit zur Bestimmung der jeweils anderen Größe mit ausnutzt,was natürlich die
insgesamt erfor -derliche Meßzeit erheblich vermindert.Ein weiterer,sehr bedeutsamer
Vorteil,der aus der Kombination des mit einem Rollenprüfstand arbeitenden Leistungs-Meßverfahrens
mit dem zur Ermittelung der Zündenergiereserve mit schrittweiser Erniedrigung der
Zündenergie arbeitenden Meßver -fahren resultiert,besteht darin,daß man zusätzlich
eine detaillierte Information über den Leistungsanteil der einzelnen Zylinder an
der Gesamtleistung der Brennkraftma -schine erhält.Aus einem beispielsweise mit
einem X/Y-Schreiber
aufgezeichneten Leistungs/Geschwindigkeitsdiagramm
erkennt man unmittelbar,ob ein zu niedriger Leistungs wert von einem gleichmäßigen
Verschleiß oder von einem an einem einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine aufgetretenen
Schaden herrührt.Zwar weist jetzt in einem solchen Leistungs/Geschwindigkeitsdiagramm
die Leistungskurve einen durch Einsenkungen,die durch den mit der Ausschaltung der
Zündung für die jeweiligen Zylinder verknüpften Leistungsabfall zustande kommen'unerbrochenen
Verlauf auf,jedoch wird dadurch die Meßgenauigkeit praktisch nicht beeinträchtigt,da
man zur Auswertung den Verlauf der Leistungskurve aus ihren zwischen den Einsenkungen
vorhandenen Abschnitten mit hinreichender Genauigkeit für den gesamten Meßbereich
interpolieren kann.
-
Dies gilt insbesondere dann,wenn man gemäß den Merkma -len des Anspruchs
2 verfährt und/oder in einem Leistungsmeßzyklus des Rollenprüfstandes nur für einen
einzigen Zylinder dessen Leistungsanteil und die für seinen Zündzweig vorhandene
Zündenergiereserve ermittelt.
-
Verfährt man gemäß den Merkmalen der Unteransprüche 4 oder 5,so wird
die Meßzeit besonders kurz.
-
Bei Brennkraftmaschinen mit hoher Zylinderzahl,z.B.6- oder 8-Zylinder-Maschinen,ist
es,um eine hinreichend hohe Meßgenauigkeit zu gewährleisten,zweckmäßig,Durchführungsar
-ten des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß den Ansprüchen 6 oder 7 einzusetzen.
-
Auch die im Anspruch 8 angegebene Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
eignet sich insbesondere dann,wenn in einem einzigen Leistungs-Meßzyklus des Rollenprüfstandes
mehrere Zylinder hinsichtlich Leistungsanteil und Zünd -energiereserve überprüft
werden.Man hat dann,nachdem die Zündenergie um eine definierte Sicherheitsmarge
ab -gesenkt
worden.ist,sofort die Information,ob die Zündanlage
bzw.der überprüfte Zweig in Ordnung ist und kann dann zur Messung des Leistungsanteils
des betreffenden Zylinders die Zündenergie sofort weiter absenken.Eine automatische
Steuerung des Verfahrensablaufs ist bei dieser Durchführungsart des Verfahrens besonders
ein -fach.
-
Bei der durch die Merkmale des Anspruchs 9 umrissenen Durchführungsart
des erfindungsgemäßen Verfahrens schliessen sich die Betriebsphasen für je zwei
entsprechend der Zündfolge nacheinander überprüfte Zylinder unmittelbar aneinander
an,ohne daß dazwischen die Brennkraftmaschine wieder auf ihre volle Leistung gebracht
wird.Dadurch wird Einstellzeut gespart,und man kann,ohne an Meßgenauigkeit einzubüßen,mehr
Zylinder innerhalb eines Meßzyklus des Rollenprüfstandes überprüfen.
-
Die im Anspruch 10 angegebene Durchführungsart des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist derjenigen gemäß dem Hauptanspruch äquivalent und ist daher in sinngemäßer
Abwandlung auch in der durch die Ansprüche 2-9 angegebenen Weise durchführbar.
-
Schließlich ist durch die Merkmale des Anspruchs 11 re -präsentativ
eine von zahlreichen Kombinationsmöglichkeiten de? Durchführungsart des Verfahrens
gemäß Anspruch 10 mit den Durchführungsarten des Verfahrens gemäß den An -sprüchen
1-9 angegeben.
-
Durch die Merkmale des Anspruchs 12 und der auf diesen zurückbezogenen
Unteransprüche 13 und 14 sind Gestaltungen einer Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben,die sich gleichermaßen für eine Realisierung
in analoger oder digitaler Schaltungstechnik eignen.Zur Steuerung des Ablaufs und
der Wie -derholung der einzelnen Verfahrensschritte ist eine Vergleichseinrichtung
vorgesehen,die ein geschwindigkeitsproportionales
Ausgangssignal
des Leistungsprüfstandes mit vorgebbaren Geschwindigkeits-Bezugswerten vergleicht,
und nach Maßgabe dieses Vergleichs jeweils ein Steuer -signal zur Einleitung desjenigen
Verfahrensschritts erzeugt,der bei der durch den Bezugswert markierten Ge -schwindigkeit
eingeleitet werden soll.
-
Durch die Merkmale des Anspruchs 1S ist eine dazu alternative Gestaltung
einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben,die
sich insbe -sondere für eine Realisierung in digitaler Schaltungs -technik eignet;diese
Vorrichtung arbeitet in der Weise, daß die Einleitung der Prüf-Verfahrensschritte
für die einzelnen Zylinder nach jeweils einer bestimmten Anzahl von Arbeitstakten
der Brennkraftmaschine erfolgt;diese Anzahl der Arbeitstakte ist durch Einstellen
von Bezugszählerständen an Zählern festlegbar,die als Zähl-Eingangssignale vom Unterbrecher
der Zündanlage abgeleitete Taktimpulse empfangen und jeweils bei der eingestellten
An -zahl ein Steuersignal zur Einleitung der aufeinander folgenden Verfahrensschritte
erzeugen.Diese Art der automatischen Steuerung des Verfahrensablaufs ist besonders
einfach variabel an die verschiedensten Fahrzeugtypen bzw.Leistungswerte der Brennkraftmaschine
anpaßbar.
-
Die durch die Merkmale der Unteransprüche 16 - 18 umrissenen Einzelheiten
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind sowohl bei den Gestaltungen derselben gemäß
den Ansprüchen 12 - 14 als auch bei einer Gestaltung gemäß Anspruch 15 gleichermaßen
mit Vorteil einsetzbar.
-
Zeichnung Durchführungsarten des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie
Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Durch -führung dieses Verfahrens sind
in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Es
zeigen: Fig.1 ein unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Rollenprüfstand
ermitteltes, mittels eines X/Y-Schreibers aufgezeichnetes Leistungs/Geschwindigkeitsdiagramm,
Fig.2 ein der Fig.1 entsprechendes Piagramm,wobei die zur Ermittelung des Leistungsanteils
und der Zündenergiereserve der einzelnen Zylinder einer 4-zylindrigen Brennkraftmaschine
in etwa demselben Geschwindigkeitsbereich innerhalb eines Leistungs-Meßzyklus durchgeführt
wurden, Fig.3 ein den Figg.1 oder 2 entsprechendes Leistungs-Geschwindigkeitsdiagramm,wenn
die Verfahrens -schritte zur Ermittelung des Leistungsanteils und der Zündenergiereserve
der einzelnen Zylinder in aufeinanderfolgenden Geschwindig -keitsbereichen durchgeführt
werden, Fig.4 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Ver -fahrens, Fig.5 ein Impulsdiagramm zur ErläuSerung der Funktion
der Vorrichtung gemäß Fig.4
Fig.6 eine zweite Ausführungsform einer
Vorrichtung ur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Fig.7 den zeitlichen Anstieg des Primärstromes einer Zündspule unmittelbar
nach dem Schließen des Unterbrechers und Fig.8 ein Leistungs/Geschwindigkeitsdiagramm
für eine wältere Durchführungsart des refindungsgemäßen Verfahrens.
-
Beschreibunq der Erfindung Durch die Leistungs/Geschwindigkeits-(P/v)Diagramme
10, 20,30 und 50 der Figg.1-3 und 5 sind einige für sich allein oder in Kombination
anwendbare Durchführungsarten des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht,nach
dem auf einem Rollenprüfstand an einem Kraftfahrzeug mit einer mehrzylindrigen,fremdgezündeten
Brennkraftmaschine deren Leistung,der Leistungsanteil der einzelnen Zylinder und
die Zündenergiereserve der einzelnen Zündzweige auf einfache Weise schnell und zuverlässig
ermittelt werden kann.
-
Hierzu wird das übliche Betriebsverfahren eines Rollen -prüfstandes,wonach
zur Ermittelung der Radleistung ein Beschleunigungsversuch durchgeführt wird,in
dem die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges im Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine
eine mit einer Schwungmasse gekoppelte Laufrolle antreiben,und zur Ermittelung der
Verlustleistung
ein Auslaufversuch durchgeführt wird,in dem die
Lauf -rolle bei abgekuppelter Brennkraftmaschine die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges
und die mit dieser noch ge -koppelten Kraftübertragungsaggregate wie Differential
und ein abtriebseitiges Getriebeteil antreibt,wobei in diesem Verzögerungsbetrieb
die während des Beschleunigungsver -suchs auf die Schwungmasse übertragene und als
Rotations -energie gespeicherte Leistung wieder verbraucht wird,durch weitere Verfahrensschritte
ergänzt,die sich zwanglos in den insoweit bekannten Verfahrensablauf einfügen.
-
Um zusätzlich zur Gesamtleistung der Brennkraftmaschine, die sich
für jeden Wert der Fahrtgeschwindigkeit (bzw.der Maschinendrehzahl im direkten Gang)aus
der Summe der für diese Geschwindigkeiten ermittelten Beträge der Radlei -stung
und der Verlustleistung ergibt,in einem einen Be -schleunigungsversuch und einen
Auslaufversuch umfassen -den Meßzyklus des Rollenprüfstandes auch den Leistungs
-anteil mindestens eines ausgewählten Zylinders der Brennkraftmaschine messen zu
können,wird gemäß der Ertindung zunächst wie folgt verfahren: von einer bestimmten
Geschwindigkeit v1 an wird im Be -schleunigungsversuch die Zündenergie für den ausgewählten
Zylinder so weit herabgesetzt,daß in diesem keine Zündung, mehr stattfindet.Durch
den Ausfall dieses Zylinders fällt die Leistung der Brennkraftmaschine rasch ab,
wobei der Leistungsabfall bei einer beispielsweise 4-zylindrigen Brennkraftmaschine
etwas mehr als 25% beträgt, da der ausgefallene Zylinder nicht nur nichts mehr zur
Maschinenleistung beiträgt sondern durch die noch voll arbeiteaden weiteren Zylinder
mitgeschleppt werden muß, was mit zusätzlichem Leistungsverlust verbunden ist.Wird
nun zu einem späteren Zeitpunkt im Verlauf des Beschleunigungsbetriebes die höhere
Geschwindigkeit v2 überschritten,
so wird die Zündung für den zuvor
ausgefallenen Zylinder wieder aktiviert und die Brennkraftmaschine er -reicht in
kurzer Zeit wieder ihre volle Leistung.Anhand unmittelbar vor dem Aussetzen der
Zündung,während des Betriebs der Brennkraftmaschine mit verminderter Leistung, insbesondere
unmittelbar vor dem iedereinsetzen der Zündung und nach erneutem Erreichen der vollen
Maschinen -leistung gemessener und gespeicherter und/oder des ge -gebenenfal ls
fortlaufend registrierten Leistungsverlaufs während des Meßzyklus kann man rechnerisch
oder graphisch ohne Schwierigkeit den Leistungsanteil des Zylinders er -mitteln.
-
ás in der Fig.1 dargestellte P/v-Diagramm 10 erhält man, wenn man
mittels eines X/Y-Schreibers,der als X-Eingangssignal ein geschwindigkeitsproportionales
Ausgangssignal des Rollenprüfstandes und als Y-Signal ein leistungsproportionales
Ausgangssignal des Rollenprüfstandes empfängt, die Leistung P über der Geschwindigkeit
v aufzeichnet.Gestrichelt eingezeichnet ist einmal die Leistungskurve für einen
Meßzyklus des Rollenprüfstandes,in dem die Gesamt -leistung der Brennkraftmaschine
ermittelt wird.Diese Leistungskurve hat einen vom P/v-Koordinatenursprung ausge
-henden positiven Ast 11,der im wesentlichen den Leistungsverlauf während des Beschleunigungsversuchs
wiedergibt,und einen zum P/v-Koordinatenursprung zurückkehrenden negati -ven Ast
12,der im wesentlichen den Verlauf der im Auslaufversuch vorhandenen Verzögerungsleistung
wiedergibt,wenn der Auslaufversuch bei abgekuppelter Brennkraftmaschine durchgeführt
wird.Ein in der Fig.1 eingezeichneter zweiter, zum P/v-Koordinatenursprung zurückkehrender
negativer Ast 13 gibt den Verlauf der -betragsmäßig größeren- Verzö -gerungsleistung
wieder,wenn der Auslaufversuch im Schleppbetrieb,d.h.bei angekuppelter Brennkraftmaschine
durch -geführt wird.Zwischen dem Ende des für den Beschleunigungsversuch charakteristischen
positiven Astes 11 und dem Be -ginn
der für die beiden Auslaufversuch-Möglichkeiten
charakteristischen negativen Äste 12 und 13 vermittelt ein steil abfallender Ast
14 des P/v-Diagramms 10.Ein erstes Leistungsmaximum 15 und ein unmittelbar darauf
folgendes Minimum 16 des positiven Astes 11 markieren lediglich das Umschalten vom
ersten oder zweiten Gang in den direkten Gang,in dem unter Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine
diejenige Phase des Beschleunigungsversuchs durchgeführt wird,in der auch der Leistungs
-anteil der einzelnen Zylinder ermittelt wird.Bei den in den Figg.1-3 veranschaulichten
Durchführungsarten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dies etwa der Geschwindigkeitsbereich
zwischen 45 und 145 km/h.In diesem Bereich hat der positive Ast 11 der Gesamt-Leistungskurve
zunächst einen etwa geschwindigkeitsproportionalen Anstieg,der mit Zunahme der geschwindigkeitsabhängigen
Verluste immer flacher wird,bis die Leistungskurve 11 nach Durchlaufen eines flachen
Maximums 17 bei der Geschwindigkeit von etwa 125 km/h sogar wieder leicht abfällt.
-
Der von diesem geschilderten Verlauf des positiven Astes des P/v-Diagramms
10 abweichende Verlauf der für den Beschleunigungsversuch charakteristischen Leistungskurve,
der sich ergibt,wenn im Rahmen eines Meßzyklus des Rol -lenprüfstandes zusätzlich
in der bereits erläuterten Weise der Leistungsanteil eines ausgewählten Zylinders
er -mittelt wird,ist in der Fig.1 durch die einen Leistungseinbruch 18 markierende
ausgezogene Linie 19 dargestellt.
-
Sobald bei der Geschwindigkeit v1 die Zündung für den ausgewählten
Zylinder ausgeschaltet wird,tritt innerhalb weniger Umdrehungen der Brennkraftmaschine
ein erhebli -cher Leistungsabfall ein,der sich in einer steil abfallenden Flanke
der Leistungskurve 11,19 äußert.In dem sich unmittelbar an die abfallende Flanke
21 anschließenden Geschwindigkeitsbereich -beim dargestellten Durchführungsbeispiel
der
Bereich zwischen etwa 105 und 125 km/h hat die den Leistungseinbruch 18 markierende
Leistungskurve 19 einen nahezu parallel zur v-Achse verlaufenden mittleren Abschnitt
22,der denselben Verlauf hat,den der positive Ast 11 des P/v-Diagramms hätte,wenn
die Brennkraftmaschine von vornherein ohne den Leistungs beitrag des ausgewählten
Zylinders betrieben worden wäre.
-
Wenn nun bei der Geschwindigkeit v2 die Zündung beim ausgewählten
Zylinder wieder eingeschaltet wird,steigt die Leistung der Brennkraftmaschine mit
dem durch die steile Anstiegsflanke 23 der Leistungskurve 19 angegebenen Verlauf
wieder an und mündet mit tangentialem Verlauf wieder in das Hochgeschwindigkeitsende
24 des positiven Astes 11 des P/v-Diagramms 10 ein.
-
Der Leistungsanteil des ausgewählten Zylinders kann nun durch Auswertung
der Differenz der durch den positiven Ast 11 des P/v-Diagramms 10 für die Gesamtleistung
der Brennkraftmaschine und der durch den Abschnitt 22 der Teilleistungskurve 19
repräsentierten,im Beschleunigungsversuch ermittelten Leistungswerte,bestimmt werden.Hierzu
kann in einem ersten Meßzyklus des Rollenprüfstandes das P/v-Diagramm 10 für die
Gesamtleistung der Brennkraft -maschine und in einem zweiten Meßzyklus das P/v-Diagramm
mit im Geschwindigkeitsbereich zwischen v1 und v2 um den Leistungsanteil des ausgewählten
Zylinders verminderter Leistung mit einem X/Y-Schreiber aufgezeichnet und gra -phisch
ausgewertet werden.Analog können die Leistungs -anteile der weiteren Zylinder ermittelt
werden,wobei es selbstverständlich genügt,wenn das P/v-Diagramm 10 für die Gesamtleistung
nur einmal aufgenommen wird.Da sich die mit zeitweiliger Abschaltung der Zündung
in einem ausgewählten Zylinder aufgenommenen P/v-Diagramme vom Ge -samtleistungsdiagramm
11,12 nur durch den Leistungsein -bruch 18 in einem relativ kleinen Geschwindigkeitsbereich
unterscheiden,kann man den Verlauf der Gesamtleistungs -kurve
11
in diesem Bereich ohne weiteres auch durch graphische oder numerische Interpolation
aus den mit Abschaltung der Zündung durchgeführten Meßzyklen ermitteln.Im Falle
einer numerischen Interpolation bzw.
-
Auswertung der Meßergebnisse wird zweckmäßigerweise ein digitaler
Rechner eingesetzt,der aus geeignet gewählten Leistungs/Geschwindigkeits-Datenpaaren,die
im Verlauf der einzelnen Meßzyklen als digitale Daten speicherbar sein müssen,sowohl
den Verlauf der Gesamtleistungskurve 11 als auch den Verlauf des Leistungs -abfalls
18 errechnet und als Ausgabe gleich den Leistungsanteil der einzelnen Zylinder der
Brennkraftmaschine angibt.Da sich der Verlauf des positiven Astes 11 der Leistungskurve
der P/v-Diagramme 10,20,30 und 50 sowohl für den Fall,daß die Brennkraftmaschine
mit voller Leistung arbeitet,als auch für den Fall,daß ein Zylinder derselben "abgeschaltet"ist,jeweils
durch eine für die Brennkraftmaschine charakteristische mathematische Funktion P(v)
angeben läßt,ist deren (P(v),v)-Wertevorrat schon dann für den gesamten interessierenden
Geschwindigkeitsbereich vollständig bestimmt,wenn ein jeweils zu einem Geschwindigkeitswert
v gehörender Leistungs -wert des positiven Astes 11 der Gesamtleistungskurve und
ein zu demselben oder einem anderen Geschwindigkeitswert gehörender Leistungswert
des positiven Astes der Teilleistungskurve aus Messungen bekannt ist.
-
Für die durch die Fig.1 veranschaulichte Durchführungsart des erfindungsgemäßen
Verfahrens bedeutet dies,daß es bei Kenntnis der genannten mathematisch-funktionellen
Zusammenhänge,deren Auswertung mittels eines geeigneten fest- oder variabel programmierten
Rechners in Echtzeitverarbeitung möglich ist,genügt,wenn man beispielsweise bei
der Geschwindigkeit v1 die Gesamtleistung P1 und bei der Geschwindigkeit v2 die
um den Leistungsanteil des ausgewählten Zylinders verminderte Leistung P2 mißt und
in
Verbindung mit diesen Geschwindigkeitswerten spei -chert,um die Maschinenleistung
und den Leistungsanteil des ausgewählten Zylinders ermitteln zu können.
-
Wenn man zur Bestimmung der Leistungsanteile der ein -zelnen Zylinder
die Leistungswerte P1 und P2 in auf -einander folgenden Meßzyklen des Rollenprüfstandes
stets bei etwa denselben Geschwindigkeitswerten v1 bzw.v2 be -stimmt und vorzugsweise
in einem Bereich,in dem sich die Leistung nur wenig mit der Geschwindigkeit ändert,dann
kann man zum Vergleich der Leistungsanteile der einzelnen Zylinder direkt die für
diese ermittelten Werte der Differenz P-P2 miteinander vergleichen und durch Multiplikation
mit einem für den genannten Bereich gültigen konstanten Faktor sofort den prozentualen
Leistungsanteil errechnen.
-
Wenn der Leistungsanteil der einzelnen Zylinder einer Brennkraftmaschine
aus aufeinander folgenden,je einen Beschleunigungsversuch und einen Auslaufversuch
umfassenden Meßzyklen des Rollenprüfstandes bestimmt wird,so genügt es,wenn zur
Bestimmung des Verlaufs des ersten negativen Astes 12 des P/v-Diagramms 10 bzw.
20 nur in einem Meß -zyklus der Auslaufversuch mit abgekuppelter Brennkraftmaschine
durchgeführt wird.Die weiterenMeßzyklen können dann sq durchgeführt werden,daß die
Brennkraftmaschine angekuppelt bleibt,sodaß der Auslaufversuch entlang des zweiten
negativen Astes 13 des P/v-Diagramms erfolgt.Die Verzögerungsleistung ist dann erheblich
größer,sodaß die Laufrolle des Rollenprüfstandes sehr viel schneller ab -gebremst
wird und der nächste Meßzyklus deutlich früher eingeleitet werden kann.Zusätzlich
kann in diesen weiteren Meßzyklen,um den Verzögerungsbetrieb abzukürzen,die Betriebsbremse
des Kraftfahrzeuges betätigt werden.Die insgesamt erforderliche Meßzeit wird dadurch
weiter vetmindert.
-
Wenn der Leistungsanteil der einzelnen Zylinder in den
wiederholten
Meßzyklen stets in demselben Geschwindigkeitsbereich zwischen vi und v2,z.B.zwischen
95 und 125 km/h,durchgeführt wird,dann ist es auch nicht erforderlich,nach einem
ersten Meßzyklus'bei dem im Beschleunigungsversuch im direkten Gang der Geschwindigkeitsbereich
beispielsweise zwischen der Geschwindig -keit vmin= 40 km/h und der Geschwindigkeit
VMax = 145 km/h durchfahren wird,in jedem der nachfolgenden Meßzyklen diesen Geschwindigkeitsbereich
wieder zu überfahren.Viel -mehr genügt es dann,wenn bei den Wiederholungszyklen
der Beschleunigungsversuch schon bei der Geschwindigkeit V max mit v2<Vmax<VMax
abgebrochen,danach das Antriebsaggregat vorzugsweise im Schleppbetrieb der Brennkraftmaschine,
d.h."entlang"des zweiten negativen Astes 13 des P/v-Dia -gramms 20 abgebremst und
der nachfolgende Beschleunigungsversuch schon bei der Geschwindigkeit VMin mit vmin
VMin v1 wieder eingeleitet wird.Für mindestens einzelne der Wiederholungszyklen
erhält man dann das in Fig.2 in ausgezogeenen Linien dargestellte "verkürzte" P/v-Diagramm
26.Es versteht sich,daB auch hierbei zusätzlich die Betriebsbremse des Fahrzeuges
betätigt werden kann.Der Verfahrensablauf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
wird dann zweckmäßigerweise so gewählt,daß man den ersten Beschleunigungsversuch,der
im direkten Gang bei der Geschwindigkeit V wieder abbricht, max danach die weiteren
Beschleunigungsversuche einschließlich des vorletzten entsprechend dem verkürzten
P/v-Diagramm 26 durchführt und erst im letzten Beschleunigungsversuch bis zur Maximalgeschwindigkeit
VMax beschleunigt,um anschließend bei abgekuppelter Brennkraftmaschine auch den
Verlauf des ersten negativen Astes 12 des P/v-Diagramms 20 zu ermitteln.
-
Die Meßzeit wird dann insgesamt günstig kurz.
-
Die Meßzeit läßt sich minimal halten,wenn man,wie in Fig.3 dargestellt,die
Leistungsanteile der einzelnen Zylinder
innerhalb eines einzigen
Meßzyklus des Rollenprüfstandes mißt.Dabei ist es natürlich zweckmäßig'wenn man
die einzelnen Meßphasen'in denen der Leistungsanteil je eines Zylinders ermittelt
wird,deutlich voneinander abgesetzt über den gesamten ausnutzbaren Geschwindigkeitsbereich
zwischen vmin und VMax verteilt.Der den Beschleunigungsversuch wiedergebende Kurvenzug
31 des P/v-Dia -gramms 30 verläuft dann in der aus der Fig.3 ersichtlichen Weise
etwa sägezahnförmig zwischen dem als gestrichelte Ergänzung eingezeichneten positiven
Ast 11 eines Gesamtleistungs-P/v-Diagramms als oberer Einhül lenden und einem ebenfalls
als gestrichelte Ergänzung eingezeichneten positiven Ast 32,der den Leistungsverlauf
in einem fiktiven Beschleunigungsversuch markiert,bei dem von vornherein für einen
Zylinder,der normalerweise seinen vollen Leistungsanteil bringt,die Zündung abgeschaltet
worden ist.Man erkennt unmittelbar,daß bei dem durch die Fig.3 repräsentierten Fallbeispiel
der dritte Zylinder einer 4-Zylinder-Maschine nicht mit voller Leistung arbeitet.
-
Wenn alle Zylinder in einem einzigen Meßzyklus des Rol -lenprüfstandes
getestet werden,dann ist es zweckmäßig, die Reihenfolge entsprechend der Zündfolge
zu wählen.
-
Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein,einen zweiten Meßzyklus
durchzuführen,bei dem die Reihenfolge gerade die umgekehrte ist,damit man für jeden
Zylinder einen meßwert aus einem niedrigeren und einem höneren Geschwindigkeitsbereich
hat und einen Mittelwert bilden kann.
-
Um anhand der auf dem Rollenprüfstand durchgeführten Meßzyklen zur
Ermittlung des Leistungsanteils der einzelnen Zylinder auch die für deren Zündzweige
maßgebliche Zündenergiereserve erfassen zu können,wird das Abschalten der Zündung
bei dem jeweils ausgewählten Zylinder dadurch
eingeleitet,daß die
für seinen Zündzweig bereitgestellte elektrische Energie -schrittweise oder kontinuierlichsolange
erniedrigt wird,bis der erste Zündaussetzer auftritt.Die Differenz zwischen dem
vor der Erniedrigung gemessenen Wert und dem beim Auftreten des ersten Aussetzers
gemessenen Wert der bereitgestellten Zündleistung ist dann definitionsgemäß die
für den betreffenden Zündzweig vor -handene Zündenergieresecye- .Als ein Maß für
die bereitgestellte Zündenergie kann bei einer üblichen Spulen -zündung der in die
Primärwicklung der Zündspulen eingespeiste Strom 1 genommen werden,der auf einfache
Weise p meßbar und einstellbar ist.
-
Um in der anschließenden Meßphase,in der der Leistungsanteil des ausgewählten
Zylinders ermittelt wird,defi -nierte Verhältnisse zu haben,wird die Zündenergie
un -mittelbar nach dem Auftreten des ersten Aussetzers so weit erniedrigt,daß in
dem betreffenden Zylinder ga -rantiert keine Zündung erfolgen kann.
-
Eine zur Durchführung des,in seinen Grundzügen erläuterten,erfindungsgemäßen
Verfahrens geeignete Vorrichtung ist in der Fig.4 dargestellt.Zentraler Bestandteil
dieser Vorrichtung ist ein Rollenprüfstand 33,mit dem,für sich allein gesehen,die
Leistung der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges meßbar ist,von dem in der
Fig.4 nur die Zündanlage 34 dargestellt ist.Der Rollenprüfstand 33 gibt über eine
erste Ausgangsleitung 36 ein Spannungs-Ausgangssignal(P-Signal)ab,das im Beschleunigungsversuch
der vom Fahrzeug auf die Laufrolle des Prüfstandes 33 übertragenen Radleistung d
im Auslaufversuch der von der Laufrolle auf die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges
übertragenen Verlustleistung proportional ist.Über eine zweite Ausgangsleitung 37
gibt der Rollenprüfstand 33 ein zweites Spannungs-Ausgangssignal(v-Signal)ab,das
der Um -fangsgeschwindigkeit der Laufrolle,auf der die Antriebs -räder
des
Kraftfahrzeuges abrollen,und damit im wesentlichen der Fahrtgeschwindigkeit des
Kraftfahrzeuges proportional ist.Das geschwindigkeitsanaloge Ausgangssignal des
Rollenprüfstandes 33 ist das X-Eingangssignal eines X/Y-Schreibers 38,der als Y-Eingangssignal
das leistungsanaloge P-Ausgangssignal des Rollenprüfstandes 33 em -pfängt und während
der einzelnen Meßzyklen des Rollen -prüfstandes 33 P/v-Diagramme 10,20,30 oder 50
aufzeichnet.
-
Die Zündanlage 34 ist der Einfachheit halber als eine für eine 4-zylindrige
Brennkraftmaschine ausgelegte konventionelle Spulenzündung dargestellt,mit einer
eine Primär -wicklung 39 und eine Sekundärwicklung 40 umfassenden Zündspule als
Speicher für die über den Primärstrompfad ein -gespeiste elektrische Leistung,einem
die bei einer Unterbrechung des Primärstrompfades in der Sekundärwicklung 40 induzierte
Spannung in der vorgesehenen Zündfolge auf die einzelnen Zündzweige 41-44 schaltenden
Verteiler 45 und mit einem den Primärstrompfad im Takt der Zündung unterbrechenden
Unterbrecherschalter 46,zu dem ein Zümdkondensator 47 parallel geschaltet ist.Aufbau
und Wirkungsweise ~ einer solchen Zündanlage 34 sind,soweit nicht schon un -mittelbar
aus der Fig.4 ersichtlich,allgemein bekannt und brauchen daher nicht ausführlicher
erläutert zu werden.
-
Um die durch die Zündspule 39,40 für die einzelnen Zünd -zweige 41-44
bereitgestellte Zündenergie gemäß dem er -findungsgemäßen Verfahrensablauf gezielt
verändern zu können,ist zur Primärstromversorgung der Zündspule eine in der Art
eines Funktionsgenerators arbeitende steuerbare Spannungs- bzw.Stromquelle 51 vorgesehen,die
ihrerseits durch die Ausgangssignale einer Vergleichseinrichtung 52 und eines Impulsgebers
53 gesteuert ist,welche die Steuersignale zur schrittweisen Erniedrigung des Primärstromes
Ip
der Zündspule 39,40,zur weiteren Erniedrigung des Primärstromes
bei Auftreten der ersten Zündaussetzer und zur Wiedereinschaltung des vollen Primärstromes,nachdem
die verminderte Maschinenleistung erfaßt ist,erzeugen.
-
Die Vergleichseinrichtung 52 enthält 3 digitale Komparatoren 54,56
und 57,die als Eingangssignal,das mit einem gespeicherten Vergleichswert verglichen
wird,jeweils die digitale Ausgabe eines ersten Analog/Digital-Wandlerse8mpfangen,der
aus dem geschwindigkeitsanalogen SpannungsWAusgangssignal des Rollenprüfstandes
ein dafür charakteristisches digitales Ausgangssignal erzeugt.
-
Sobald im Beschleunigungsversuch der beliebig vorgebbare Geschwindigkeitswert
v0 erreicht ist,der im ersten Komparator 54 gespeichert wird,erzeugt dieser ein
an einem ersten Eingang 59 der steuerbaren Spannungsquelle 51 empfangenes,impulsförmiges
Steuersignal 61(Fig.5),das für einen ausgewählten Zylinder der Brennkraftmaschine
die schrittweise Erniedrigung des Primärstromes 1 einp leitet.Die Auswahl des Zylinders,für
den die Erniedrigung des Primärstromes erfolgt,vermittelt eine als Zähler arbeitende
Auswahlschaltung 62.Diese empfängt an einem ersten Eingang 63 von einem nicht dargestellten
Impulsge -ber erzeugte Taktimpulse,der jedesmal dann einen solchen Taktimpuls erzeugt,wenn
in der Brennkraftmaschine ein Zündvor,gang stattfindet bzw.stattfinden soll.Diese
Taktimpulse können beispielsweise mittels eines von den den Unterbrecherschalter
46 betätigenden Nocken 64 betätigten, nicht dargestellten Schließschalters an den
ersten Ein -gang 63 der Auswahlschaltung 62 angelegt werden.An einem zweiten Eingang
66 empfängt die Auswahlschaltung 62 Re -ferenz-Impulse,die von einem in der Fig.4
als Aufnehmerspule dargestellten Triggerimpulsgeber 67 erzeugt werden, der einen
Ausgangsimpuls jeweils dann erzeugt,wenn in einem als Referenz-Zweig ausgewählten
Zündzweig der Zündanlage
die Zündspannung anliegt.Beim dargestellten
Ausführungsbeispiel ist als Referenz-Zweig der Zündzweig 41 für den ersten Zylinder
gewählt.Durch den jeweils ersten auf den Triggerimpuls folgenden Taktimpuls ist
dann der in der Zündfolge zweite Zylinder,durch den zweiten Taktimpuls der dritte
und durch den dritten Taktimpuls der vierte Zylinder der Brennkraftmaschine ausgewählt,und
durch den Triggerimpuls selbst der erste Zylinder.Auf welchen dieser Impulse die
Auswahlschaltung 62 anspre -chen soll und damit den ausgewählten Zylinder bestimmt,
ist entweder durch Eingabe des diesem zugeordneten Zählerstandes oder durch automatische
Weiterschaltung nach Ablauf einer Meßphase für einen ausgewählten Zylinder möglich.Die
mit derselben Impulsfolgefrequenz wie die von dem Triggerimpulsgeber 67 erzeugten
Synchronisier -impulse behafteten Auswahlimpu'lse,in deren Takt die schrittweise
Erniedrigung der Zündenergie für den ausgewählten Zylinder erfolgt,werden an einem
zweiten Eingang 68 der steuerbaren Spannungsquelle 51 empfangen.
-
Zur weiteren Erläuterung der Funktion der Vorrichtung wird im folgenden
auch auf die Fig.5 Bezug genommen,aus der unmittelbar ersichtlich ist,wie die von
der Ver -gleichseinrichtung 52 und von dem Impulsgeber 53 erzeugten Steuersignale
mit der Änderung des Primärstromes 1 p in einen Meßzyklus des Rollenprüfstandes
33 verknüpft sind,wenn für zwei ausgewählte Zylinder der Leistungsanteil und die
Zündenergiereserve ermittelt werden.Das entsprechende P/v-Diagramm 50 ist im oberen
Teil der Fig.5 dargestellt.
-
Sobald der Primärstrom I dessen Verlauf insgesamt durch p den Impulszug
69 der Fig.5 dargestellt ist,nach einer Trepperifunktion 71 soweit erniedrigt ist,daß
bei dem ersten ausgewählten Zylinder die ersten Zündaussetzer auftreten,
was
bei der Geschwindigkeit v1 der Fall ist, tritt beim P-Signal 72 der erste Abfall
mit steiler Flanke 73 auf.Der auf den steilen Abfall i3 des P-Signals 72 ansprechende
Impulsgeber 53 erzeugt nach einer kurzen Ansprechzeittt einen ersten Nadelimpuls
74.Durch diesen, an einem dritten Eingang 76 der Spannungsquelle 51 empfangenen
Nadelimpuls wird der Primärstrom 1 auf p einen Wert 1pmin herabgesetzt,bei dem in
dem ausgewählten Zylinder garantiert keine Zündung mehr stattfindet.Weiter wird
durch diesen Nadelimpuls 74 der zweite digitale Komparator 56 veranlaßt,einen Ge
-schwindigkeits-Vergleichswert v2 einzuspeichern,der um einen bestimmten Prozentsatz
p höher ist als der Geschwindigkeitswert v1,bei dem die ersten Zündaussetzer auftreten.Dieser
Vergleichswert v2 ist die Ausgabe einer ersten digitalen Multiplikationsstufe 77,
die das digitale v-Ausgangssignal des ersten Analog/ Digital-Konverters 58 fortlaufend
mit dem Faktor(l+p) multipliziert.Sobald nun,nachdem die Brennkraftmaschine eine
Zeit lang mit der um den Leistungsanteil des ersten ausgewählten Zylinders verminderten
Leistung gearbeitet hat,die Geschwindigkeit v2 erreicht ist,erzeugt der zweite Komparator
56 einen an einem vierten Eingang 78 der Spannungsquelle 51 empfangenen kurz dauernden
Steuerimpuls 79,durch den die Ausgangsspannung der Spannungsquelle 51 bzw.der durch
die Primärwicklung 39 der Zündspule fließende Primärstrom 1 p wieder auf den vollen
Wert gesetzt wird.Die Brennkraftmaschine erreicht nach kurzer Zeit wieder ihre volle
Leistung.Weiter wird durch den Steuerimpuls 79 des zwei ten Komparators 56 der dritte
Komparator 57 veranlaßt, einen Vergleichswert v3 einzuspeichern,der um einen Prozentsatz
p größer ist als der in den zweiten Komparator 56 eingespeicherte Vergleichswert
v2.Dieser höhere
Vergleichswert v3 ist die Ausgabe einer zweiten
digi -talen Muliplikationsstufe 81,die als Eingabe ebenfalls das Ausgangssignal
des ersten Analog/Digital-Wandlers 58 empfängt und dieses mit dem Faktor (l+p) mulipli
-ziert.Sobald anschließend im weiteren Verlauf des Beschleunigungsversuchs die Geschwindigkeit
v3 erreicht wird,erzeugt der dritte Komparator 57 an einem ersten Ausgang 82 einen
am ersten Eingang 59 der Spannungs -quelle 51 empfangenen Steuerimpuls 83,der die
erneute schrittweise Erniedrigung 84 des Primärstromes der Zündspule einlaitet,und
an einem zweiten Ausgang 86 einen Ausgangsimpuls 87,der die Auswahlschaltung 62
auf den nächsten ausgewählten Zylinder weiterschaltet,bei dem jetzt die schrittweise
Erniedrigung 84 des Primärstromes erfolgt.Wenn jetzt bei der Geschwindigkeit V4
der nächste Leistungsabfall mit der steil abfallenden Flanke 88 des P-Ausgangssignals
72 eintritt,wiederholt sich das vorstehend beschriebene Arbeitsspiel der Vorrichtung
für den nächsten ausgewählten Zylinder usw. bis die Bedienungs-person den Beschleunigungsversuch
abbricht.
-
nährend die vom X/Y-Schreiber 38 aufgezeichneten P/v-Diagramme 10,20,30
oder 50 in jedem Falle die Ermittelung des Leistungsanteils der einzelnen Zylinder
ermöglichen,ist die Ermittelung der für die einzelnen Zündzweige 41-44 vorhandenen
Zündenergiereserve anhand dieser Diagramme allein nicht möglich.Zwar läßt sich bei
der durch die Fig.2 veranschaulichten Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens
aus der Tatsache, daß bei verschiedenen Werten der Zündenergiereserve die Abfall-
und Anstiegsflanken 21 und 23 des P/v-Diagramms bei verschiedenen Geschwindigkeiten
v1 bzw .v11 und v2 bzw.v2, auftreten,wie man anhand des strichpunktiert eingetragenen
P-Signalverlaufs 91 und des in ausgezogenen Linien dargestellten P-Signalverlaufs
19 für
zwei verschiedene Zylinder ohne weiteres erkennt,eine Aussage
darüber treffen,in welchem der beiden Zündzweige die größere Zündenergiereserve
vorhanden ist,aber keine Aussage darüber,wie groß die Zündenergiereserven absolut
sind.
-
Die für einen Zündvorgang zur Verfügung stehende Zünd -energie ist
gleich der im Magnetfeld der Zündspule ge -speicherten magnetischen Energie Em,die
durch die fol -gende Beziehung gegeben ist:
worin L die Induktivität der Primärwicklung 39 der Zünd-5 spule und 1p der Primärstrom
ist.
-
Ist Ipmax der Maximalwert dieses Primärstromes und 1p1 der Wert des
Primärstromes,bei dem bei einem ausgewählten Zylinder die ersten Zündaussetzer eintreten,dann
ist die Zündenergiereserve für den betreffenden Zündzweig gegeben durch
Ist die Induktivität LS der Primärwicklung 49 bekannt,so genügt es zur absoluten
Ermittlung der für die einzelnen Zündzweige vorhandenen Zündenergiereserven emi
(i=1,2...,n), den Maximalwert Ipmax des Primärstromes und seinen Wert Ipi zu bestimmen,bei
dem im betreffenden Zündzweig jeweils die Zündung aussetzt.
-
Andernfalls kann die Induktivität L der Primärwicklung 39 5 auf einfache
Weise aus dem zeitlichen Verlauf
mit # = Ls RS R = Ohmscher Widerstand der Primärwicklung 39 und O0= Ausgangsspannung
der die Primärwicklung 39 spei -senden Stromquelle.
-
Aus der Beziehung(3)ergibt sich für den zeitlichen Anstieg dIp des
Primärstromes Ip(t):
Für t# #, d.h. für die Zeit unmittelbar nach dem Schließen des Unterbrecherkontaktes
folgt aus der Beziehung (4) dI = U0 K (5) bzw.
-
dt LS O0 LS = (5a), α worin die Steigung der Stromverlaufskurve
104 im Koordinatenunsprung des Ip/t-Diagramms 106 (Fig. 7) ist, die den zeitlichen
Verlauf des Primärstromes I (t) gemäß der Be -p ziehung (3) wiedergibt.
-
Die Ermittlung der Induktivität L der Primärwicklung 39 5 gemäß der
Beziehung (5a) kann mit bekannten,analog oder digital arbeitenden Mitteln erfolgen.
-
Bei der Vorrichtung gemäß Fig.4 ist zur Speicherung des bei Auftreten
der ersten Zündaussetzer vorliegenden Primärstromesein digitaler Speicher 92 vorgesehen,in
den jeweils beim Auftreten der Nadelimpulse 74 bzw.89 des auf die Abfallfklanken
73 bzw.88 ansprechenden Impuls -gebers 53 der ausgangsseitigeinhalt eines Schieberegi
-sters 93 eingespeichert wird,das als Eingabe das für den Momentanwert des Primärstromes
1 digitale Ausgangssigp nal eines Analog/Digitalwandlers 94 empfängt.Der Ein -lese-
und Schiebetakt des Schieberegisters 93 wird mittels der die Primärstromerniedrigung
steuernden Auswahlimpulse der Auswahlschaltung 62 synchronisiert,damit sichergestellt
ist,daß nur die für den ausgewählten Zy -linder maßgeblichen Werte des Primärstromes
gespeichert werden.Durch die Zwischenschaltung des Schieberegisters 93 zwischen
den Analog/Digitalwandler 94 und den Spei -cher 92 kann die Speichereingabe gegenüber
der dem Mo -mentanwert des Primärstroms entsprechenden Ausgabe des Analog/Digital-Wandlers
94 gerade so weit verzögert werden,daß die Speichereingabe dem bei Auftreten der
ersten Zündaussetzer vorliegenden Wert des Primärstromes ent -spricht;dadurch wird
vermieden,daß die unvermeidliche Verzögerung t t der die Einspeicherung steuernden
Nadel -impulse
74 und 89 des Impulsgebers 53 gegenüber dem Auftreten
des ersten Zündaussetzers dazu führt'daß ein zu niedriger Wert des Primärstromes
gespeichert wird.
-
Auch zur Speicherung des unmittelbar vor oder beim Auftreten der ersten
Aussetzer vorhandenen Leistungswertes P1 und des vor der Reaktivierung der Zündung
beim ausgewählten Zylinder vorliegenden Teilleistungswertes P2 ist je ein digitaler
Speicher 96 bzw.97 vorgesehen,deren Eingänge mit dem Ausgang eines weiteren Schieberegisters
98 verbunden sind,dessen Eingabe das für den momentanen Leistungswert erzeugte digitale
Ausgangssignal eines weiteren Analog/Digital-Wandlers 99 ist.Die Einspeicherung
des Leistungswertes P1 in den ersten Speicher 96 wird wie beim Primärstromwert-Speicher
92 durch die Nadelimpulse 74 und 89 des Im -pulsgebers 53 gesteuert,während die
Einspeicherung des Leistungswertes P2 in den zweiten Speicher durch den jeweiligen
Ausgangsimpuls 79 des zweiten Komparators 56 gesteuert wird.Auch beim Schieberegister
98 ist aus demselben Grund wie bei dem aBs Zwischenspeicher für die Primärstromwerte
benutzten Schieberegi -ster 93 der Einlese- und Schiebetakt über die Auswahlimpulse
der Auswahlschaltung 62 synchronisiert.8ei der insoweit erläuterten Steuerung des
Verfahrensablaufs erfolgt die Einleitung der einzelnen Verfahrensschritte bei Geschwindigkeiten
v0,v1,v2...,die abgesehen von geringfügfügigen Verscniebungen,die sich durch unter
-scniedliche Zündenergiereserven der einzelnen überprüften Zylinder ergeben können,durch
den Verfahrensablauf selbst,festgelegt sind,so dat3 man im Prinzip wenigstens auf
eine speicherung der mit den gespeicherten Leistungs werten verknüpften Wert der
Geschwindigkeit verzichten kann.
-
Zweckmäßig ist es jedoch,
wenn auch für diese Geschwindigkeiten
eine digitale Speichereinrichtung vorgesehen ist,die denselben Aufbau haben und
in derselben Weise gesteuert sein kann, wie die Speichereinrichtung für die ausgewählten
Lei -stungswerte,mit dem Unterschied natürlich,daß sie als Eingabe die für die genannten
Geschwindigkeiten erzeugten digitalen Ausgangssignale des ersten Analog/Digi -tal-Wandlers
58 empfängt.Die Weiterverarbeitung der solchermaßen gespeicherten Leistungs-Geschwindigkeits-und
Primärstromwerte zu für eine Anzeige der Gesamtleistung der Brennkraftmaschine,der
Leistungsanteile der einzelnen Zylinder und der für ihre Zündzweige vorhandenen
Zündenergiereserven geeigneten Signalen kann mit Hilfe einer zentralen Verarbeitungseinheit
durchgeführt werden,die bei Verwendung eines Mikroprozessors mit relativ geringem
technischem Aufwand realisierbar ist.
-
Die in der Fig.6 dargestellte Ausführungsform zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig.4 lediglich
durch den Aufbau und die Arbeitsweise der Komparatoren 101,102 und 103,aus denen
die Vergleichseinrichtung 52 aufgebaut ist.
-
Die Komparatoren 101,102 und 103 sind als digitale Zähler ausgebildet,die
bei einem vorgebbaren Zählerstand, der gespeichert bleibt,einen Ausgangsimpuls erzeugen*Als
Zähl-Eingangssignale empfangen die Komparatoren 101,102 und 103 die im Takt der
Unterbrechungen des Primärstromes der Zündspule 39,40 erzeugten Impulse.Sobald der
Zählerstand im ersten komparator lOl,der beispielsweise durch das i3inlegen des
direkten Ganges im aeschleunigungsversuch aktiviert wird,den vorgegebenen Zänlerstand
N1 erreicht hat'erzeugt dieser Komparator seinen Ausgangsimpuls,der bei der steuerbaren
Spannungsquelle 51 die schrittweise Erniedrigung der Ausgangsspannung bzw.des die
Primärwicklung 39 der Zündspule 39,40 durchfließenden
Primärstromes
auslöst.Mit dem Auf treten des auf den Leistungsabfall erzeugten Nadelimpulses des
Impuls -gebets 53 beginnt der zweite Komparator 102 den Zählvorgang.Sobald der Zählerstand
im zweiten Kompara -tor 102 den vorgegebenen Zählerstand N2 erreicht hat, erzeugt
dieser Komparator einen Ausgangsimpuls,der zum einen die Ausgangsspannung der steuerbaren
Spannungsquelle 51 wieder auf den vollen Wert erhöht,des weiteren die Einspeicherung
des um den Leistungsanteil des ausgewählten Zylinders verminderten P2-Signals in
den zweiten digitalen Leistungswertspeicher 97 be -wirkt und außerdem den Zählvorgang
beim dritten Komparator 103 einleitet.Sobald dessen Zählerstand dem dritten vorgebbaren
Bezugswert N3 erreicht hat,erzeugt dieser Komparator 103 seinen Ausgangsimpuls,der
wiederum die schrittweise Erniedrigung der Ausgangsspannung der Spannungsquelle
51 einleitet. Die Steuerfunktion der Ausgangsimpulse der drei Komparatoren 101,102
und 103 ist also dieselbe wie diejenige der Komparatoren 54,56 und 57 beim Ausführungsbeispiel
gemäß Fig.4.
-
Außerdem wird durch den Ausgangsimpuls des dritten Komparators 103
der Zähler des zweiten Komparators 102 zurückgesetzt.Der Zähler des dritten Komparators
103 wird jeweils durch den vom Impulsgeber 53 erzeugten Nadelimpuls zurückgesetzt.Dadurch
wird erreicht,daß man alle,für die Überprüfung der einzelenen Zylinder der Brennkraftmaschine
erforderlichen Meßzyklen des Rollenprüfstandes 33 bzw. alle innerhalb eines einzigen
Meß -zyklus durchgeführten Meßphasen mit denselben gespei -cherten Vergleichswerten
N1,N2,N3 steuern kann.
-
Schließlich werden anhand des P/v-Diagramms 80 und der Primärstrom-Verlaufskurven
10i-110 der Fig.8 zwei weitere Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert,die
untereinander und/oder mit den bereits erläuterten Durchführungsarten des Verfahrens
beliebig kombinierbar sind.Die dem P/v-Diagramm 80 entnehmbare Information hinsichtlich
der Leistungsanteile der einzelnen Zylinder einer 4-zylindrigen Brennkraftmaschine
und der Zündenergiereserve ihrer Zündzweige ist im Prinzip dieselbe wie bei dem
P/v-Diagramm 30 der Fig.3.Im Unterschied zu dem durch dieses Diagramm 30 repräsentierten
Verfahrensablauf schließen sich jedoch bei der durch das Diagramm 80 dargestellten
Durchführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens mindestens zwei Meßphasen,in
denen ein aus -gewählter Zylinder zur Bestimmung seines Leistungsanteils und der
für seinen Zündzweig maßgeblichen Zündenergie -reserve bestimmt wird,unmittlbar
aneinander an,ohne daß die Brennkraftmaschine zwischen diesen Meßphasen wieder auf
ihre volle Leistung gebracht wird.Beim dargestellten Durchführungsbeispiel sind
es die Meßphasen für den in der Zündfolge ersten und zweiten Zylinder einerseits
und die beiden Meßphasen für den in der Zündfolge dritten und vierten Zylinder andererseits,die
solchermaßen aneinander anschließend zu einer einzigen Teilleistungsmeßphase zusammen
gefaßt werden,wobei die Brennkraftmaschine zwischen diesen umfassenderen Teilleistungs-Meßphasen
nur einmel wieder auf ihre volle Leistung gebracht wird.
-
Im einzelnenwird,wie man anhand der Fig.8,auf deren Einzelheiten ausdrücklich
verwiesen sei,erkennt,wie folgt verfahren: ds im P/v-Diagramm 80 durch die erste
breite Einsenkung 111 der in ausgezogenen Linien dargestellten Teilleistungskurve
112 repräsentierte Teilleistungsmeßphase für die ersten beiden Zylinder wird eingeleitet,indem
von der Geschwindigkeit v0 an der Zündspulenprimärstrom 1 gep mäß der Primärstrom-Verlaufskurve
107 schrittweise abge -senkt
wird.Beim Wert 1 dieses Stromes,bei
dem die erp1 sten Zündaussetzer im ersten Zylinder auftreten,wird der Primärstrom
auf den Wert 1pmin abgesenkt,der nicht mehr zur Zündung ausreicht.Sobald sich nun
nach dem bei der Geschwindigkeit v1 auftretenden Leistungsabfall der dem Schleppbetrieb
des ersten ausgewählten Zylinders ent -sprechende Verlauf der Teilleistungskurve
112 -im wesentlichen parallel oder entlang des Astes 32 des P/v-Dia -gramms 80-
eingestellt hat,wird von der Geschwindigkeit V2 an der Primärstrom für den Zündzweig
des zweiten Zylinders gemäß der Stromverlaufskurve 108 schrittweise erniedrigt,bis
auch in diesem Zündzweig bei der Primärstromstärke 1p2 die Mindest-Zündenergie nicht
mehr zur Verfü -gung steht.Zu diesem Zeitpunkt -im P/v-Diagramm80 bei der Geschwindigkeit
v3 wird -gleichzeitig- einerseits der Primärstrom im zweiten Zündzweig auf den Wert
Ipmin abgesenkt, so daß jetzt der zweite Zylinder mitgeschleppt wird und andererseits
der Primärstrom im ersten Zündzweig wieder auf seinen vollen Wert gebracht,sodaß
der erste Zylinder wieder seinen Leistungsbeitrag erbringt.War der Leistungsanteil
des ersten Zylinders,wie in Fig.8 angenommen,zu klein,so tritt be der Geschwindigkeit
v3 ein zweiter Leistungsabfall auf.Da ein solcher,lediglich auf dem Unter -schied
der Leistungsbeiträge der beiden Zylinder beruhender Leistungsabfall in der Regel
klein ist'wird schon nach kurzer Zeit der für den Schleppbetrieb des zweiten Zylinders
charakteristische,teingeschwungene"Verlauf der Teilleistungskurve 112 erreicht.Die
Teilleistungsmeßphase für die beiden ersten Zylinder wird beendet,indem bei der
Geschwindigkeit V4 der Primärstrom im zweiten Zündzweig wieder auf seinen vollen
Wert gebracht wird.
-
Der Vorteil dieser Verfahrensvariante mit einer den suk -zessiven
Schleppbetrieb mindestens zweier,gegebenenfalls auch mehrerer Zylinder umfassenden
gemeinsamen Teillei -stungsmeßphase
liegt darin,daß man eine solche
Teilleistungsmeßphase in einem kleineren Geschwindigkeitsbereich unterbringen kann
als wenn die Brennkraftmaschine nach der Schlepphase jedes einzelnen Zylinders wieder
auf ihre volle Leistung gebracht wird.Es ist daher durchaus möglich, in einem einzigen
Meßzyklus eines Rollenprüfstandes eine sechs- oder sogar eine acht-Zylinder-Brennkraftmaschine
zu überprüfen.
-
Die im P/v-Diagramm 80 durch die zweite breite Einsenkung 113 repräsentierte
Teilleistungs-Meßphase für den dritten und den vierten Zylinder wird analog durch
die bei der Geschwindigkeit v5 beginnende absenkung des Primärstromes für den Zündzweig
des dritten Zylinders eingeleitet.Der mit dem Unterschreiten des Primärstromwertes
Ip3 und der damit gekoppelten Verminderung des Primärstromes auf den Wert 1pmin
bei der Geschwindigkeit v6 einsetzende Schleppbetrieb des dritten Zylinders wird
bis zur Geschwindig -keit v7 aufrecht erhalten und durch Wiedereinschalten des vollen
Primärstromes beendet.Im Unterschied zur vorstehend erläuterten Durchführungsvariante
wird nun der Schleppbetrieb des s vierten Zylinders nicht durch eine schrittweise
Erniedrigung des Primärstromes in seinem Zündzweig sondern dadurch eingeleitet,daß
bei der Geschwindigkeit v7 der Primärstrom von seinem vollen Wert unmittelbar auf
den Minimalwert 1pmin abgesenkt wird.Zur Ermittlung des für die Mindest-Zündenergie
im vierten Zündzweig erforderlichen Wertes Ip4 des Zündspulen-Primärstromes wird
dann von der Geschwindigkeit v8 an der Primärstrom gemäß der Stromverlaufskurve
110 schrittweise so lange erhöht,bis bei der Primärstromstärke 1 -im P/v-Diagramm
80 bei der Geschwinp4 digkeit vg- die Zündung im vierten Zylinder wieder ein -setzt,
worauf der Primärstrom wieder auf seinen vollen Wert gebracht und dadurch die zweite
Teilleistungsmeßphase beendet wird.
-
Man erkennt'daß die in Verbindung mit dem vierten Zylin -der erläuterte,mit
schrittweiser Erhöhung der Zündenergie arbeitende Verfahrensvariante ohne Einschränkung
anstelle einer mit schrittweiser Absenkung der Zündenergie arbei -tenden Durchführungsart
des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbar ist.Sie beinhaltet darüber hinaus die
Möglichkeit,die Geschwindigkeit v1'bei der im P/v-Diagramm 80 der erste Leistungsabfall
eintritt,unabhängig von der Zünd -energiereserve des betreffenden Zündzweiges festlegen
zu können.
-
Die anhand der Fig.8 erläuterten Verfahresvarianten können mit Vorrichtungen
durchgeführt werden,die ähnlich aufge -baut sind wie diejenigen gemäß den Fig.4
und 6,wobei ge -gebenenfalls derforderliche Abwandlungen und Ergänzungen dieser
Vorrichtungen dem Fachmann bei Kenntnis des Verfahrensablaufes ohne weiteres möglich
sind.