DE2838927A1

DE2838927A1 - Verfahren und einrichtung zum vergleich der soll-ist-leistung wenigstens eines zylinders einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2838927A1
Application number: DE19782838927
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl Ing Dr Latsch; Eberhard Dipl Ing Mausner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-09-07
Filing date: 1978-09-07
Publication date: 1980-03-27

Description

R. 49 30
23.8.1978 Mü/Kö

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Verfahren und Einrichtung zum Vergleich der Soll-Ist-Leistung wenigstens eines Zylinders einer Brennkraftmaschine

•Stand der Technik

Sollte bisher das Betriebsverhalten einer Brennkraftmaschine untersucht werden, insbesondere die Wirkungsweise ihrer einzelnen Zylinder, dann gab es im wesentlichen nur den Weg über die Messung der Gesamtdrehmomentsabgabe oder aber die Messung des jeweiligen Kompressionsdruckes , der indirekt einen Schluß auf die Leistungsfähigkeit des jeweiligen Zylinders zuläßt. Nachteilig dabei ist der beachtliche Zeitaufwand z.B. bei der zylinderweisen -Kompressionsdruckmessung, wobei jedoch bei dieser Messung nicht das vollständige Betriebsverhal-

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ten des jeweiligen Zylinders erfaßbar ist. Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren nach dem Gegenstand des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Arbeitsweise eines jeden Zylinders während des Betriebs der Brennkraftmaschine exakt erfaßbar ist und zudem ohne größere Eingriffe in die Anordnung der Brennkraftmaschine durchführbar ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Drehkraftdiagramm einer 4-Zylinder-4-Takt-Brennkraftmaschine, wie es aus der Literatur bekannt ist und der Verdeutlichung der Wirkungsweise der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsanordnung dient.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das Drehkraftdiagramm nach Fig. 1 ist dem Lehrbuch "Automobiltechnisches Handbuch" von Bussien, erschienen im Verlag "Technischer Verlag Herbert Cram, Berlin I965" Seite 85 entnommen. Dargestellt ist die Gasdrehkraft der einzelnen Zylinder 1 bis 4 sowie die Massendrehkraft. Die Resultierende aus den verschiedenen Linien verdeutlicht die jeweilige winkelabhängige Drehmomentsabgabe an der Kurbelwelle.

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Bei den Linien für die Gasdrehkraft ist ein starker Anstieg bei der Gasdrehkraft des ersten Zylinders ersichtlich, was auf die Zündung des Gemisches im ersten Zylinder hindeutet. Die entsprechenden Diagramme für die Zylinder 2 und H weisen flache Verläufe auf, weil in diesen Zylindern Ansaug- und Ausstoßvorgänge im Winkelbereich 0 bis l80° stattfinden. Gleichzeitig wird das Gemisch im Zylinder 3 verdichtet, wofür Arbeit aufgebracht werden muß.

Im Anschluß an die 3βΟ° Marke ist ein Winkelintervall mit vC m bezeichnet, was den Winkelabstand einer ersten Marke vom oberen Totpunkt kennzeichnet. Eine zweite Marke liegt im Winkelabstand d von dieser ersten Marke entfernt. Während der Zeitdauer, die verstreicht, bis beide Marken am Meßwertaufnehmer vorbeigestrichen sind, wird das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine, bei der nachstehend beschriebenen Einrichtung die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle, erfaßt, und mit zuvor ermittelten und aus einem Speicher abrufbaren Werten verglichen. Um die Arbeitsweise sämtlicher Zylinder einer Brennkraftmaschine erfassen zu können, empfiehlt es sich, die jeweiligen Geschwindigkeitswerte im Falle einer ^-Zylinder-Brennkraftmaschine jeweils nach l80° Kurbelwellenumdrehung abzufragen, da auf diese Weise sämtliche Zylinder erfaßt werden.

Im einzelnen wird das erfindungsgemäße Verfahren nachfolgend anhand der Erläuterung der Fig. 2 beschrieben. Mit 10 ist eine Kurbelwelle angedeutet, die in 11 ihren oberen Totpunkt hat. Zwei mal zwei Karken in einem Winkelabstand d sind mit 12 bis 15 bezeichnet und gegenseitig um l80° versetzt. Ein stationärer Meßwertaufnehmer 16

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dient dem Erfassen des jeweiligen Zeitpunktes, während dem eine der vier Marken 12 bis 15 eine bestimmte Winkelstellung eingenommen hat.

Dem Meßwertaufnehmer 16 folgt eine Zeitmeßstufe 17_s deren Ausgangssignal der Zeitdauer des Vorbeistreichens des Winkelintervalls d am Meßwertaufnehmer 16 entspricht.

Mit 20 ist grobschematisch ein Zündverteiler einer 4-Zylinder-Brennkraftmaschine bezeichnet, von dem vier Zündkabel 21 bis 24 zu den nicht gezeichneten Zündkerzen führen. Jedes der Zündkabel 21 bis 24 . ■ ist mit einem Impulssensor 25 bis 28 gekoppelt und diese Impulssensoren führen über einen Impulsformer 29 zu je einem Eingang von vier UND-Gattern 30 bis 33· Ein weiterer Eingang der UND-Gatter 30 bis 33 i^sfc mit dem Ausgang der Zeitmeßstufe 1.7 verbunden. Schließlich erhalten sie noch ein Ansteuersignal von einer Meßwertaustaststufe 35, die nur dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn ihre verschiedenen Eingangsgrößen wie Drehzahl, Temperatur oder Druck im Luftansaugrohr bestimmte Werte aufweist, denn es muß sichergestellt sein, daß der Leistungsvergleich von Soll- und- Istwert bei einer bestimmten Kombination von Betriebskenngrößen erfolgt. Der Erkennung dieses Zeitpunktes dient auch ein Meßpunktanzeiger 36, der mit einem Ausgang der Meßwertaustaststufe 35 gekoppelt ist. Realisierbar ist die Meßwertaustaststufe.35 z.B. mittels eines UND-Gatters und vorangeschalteten Schwellwertstufen für die einzelnen Betriebskenngrößen. Einen Drehzahlwert erhält die Meßwertaustaststufe 35 über eine Leitung 37 vom Meßwertaufnehmer 16. ·

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Den UND-Gattern 30 bis 33 folgt je ein Zwischenspeicher 38 bis 4l, deren Ausgänge wiederum zu je einem Vergleichsglied 42 bis 45 geführt ist. Diese Vergleichsglieder 42 bis 45 erhalten neben dem Istwert je einen Sollwert aus einem Sollwertspeicher 46 bis 49 zugeführt und sind ausgangsseitig mit je einer Anzeigeeinrichtung 50 bis 53 verknüpft.

Zur Beurteilung des Gesamtverhaltens der Brennkraftmaschine dient schließlich noch ein Summierglied 55, welches mit den Ausgängen sämtlicher Zwischenspeicher 38 bis 4l verknüpft ist und sein Ausgangssignal an eine Vergleichseinrichtung 56 abgibt. Weitere Eingangsgröße dieses Vergleichsgliedes 56 ist ein Ausgangssignal eines Sollwertspeichers 57 und ausgangsseitig ist auch dieses Vergleichsglied 56 mit einer Anzeigeeinrichtung verknüpft.

Am einfachsten läßt sich der Gegenstand von Fig. 2 anhand einer digitalen Realisierung erklären. Dann nämlich besteht die Zeitmeßstufe 17 aus einem von Signalen des Meßwertgebers l6 ein- und ausschaltbaren Zählers für eine frequenzkonstante Impulsfolge. Der Zählerendstand wird entsprechend dem jeweils betrachteten Zylinder über eines der UND-Gatter 30 bis 33 unmittelbar auf eines der Vergleichsglieder 42 bis 45 durchgeschaltet und dort mit einem entsprechendn Sollwert verglichen. Je nach Vergleichsergebnis erscheint dann eine mehr oder weniger positive oder negative Anzeige an den Anzeigeeinrichtungen 50 bis 53- Entsprechend ergibt sich bei Summation der Ausgangswerte der einzelnen UND-Gatter 30 bis 33 im Summierglied 55 ein Wert für alle vier Zylinder, wobei jedoch dieses Sum-

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mierglied 55 phasenrichtig ein- und ausgeschaltet werden muß.

Im Falle einer andersgearteten Ausbildung der Zeitmeßstufe 17 kann diese auch an ihrem Ausgang einen Impuls abgeben, der in seiner Länge der Zeitdauer des Vorbeistreichens des Winkelintervalls d am Meßwertaufnehmer Io entspricht. In diesem Fall muß in den Speichern 38 bis kl eine Aufbereitung des Ausgängssignals der Zeitmeßstufe 17 erfolgen, oder jedoch das Auslesen der Speicherwerte aus den Sollwertspeichern kS bis 49 mit dem Auftreten der Ausgangssignale der Zeitmeßstufe 17 getriggert werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 10 erfaßt. In Abwandlung der Einrichtung kann jedoch auch die jeweilige Winkelbeschleunging erfaßt und ausgewertet werden. Welches Signal letztlich ausgewertet werden soll, ist eine Frage der Zweckmäßigkeit oder auch der gewünschten Empfindlichkeit, der Einrichtung zum Vergleich der Soll-Ist-Leistung . In jedem Fall gestatten die erfindungsgemäßen Einrichtungen die Feststellung, inwieweit die Einrichtungen auch nach einiger Betriebsdauer ihre Soll-Funktion noch erfüllen.

080013/0047

Claims

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23.8.1978 Ku./Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Ansprüche _ . ■ . ,- ■■

[If Verfahren zum Vergleich der Soll-Ist-Leistung wenigstens eines Zylinders einer Brennkraftmaschine-_s dadurch gekennzeichnet, daß bei bestimmten Betriebskenngrößen und vorbestimmten Kurbelwellen-Winkelstellungen ein die Bewegung der Kurbelwelle charakterisierendes Signal erzeugt wird, und dieses Ist-Signal mit zuvor ermittelten, insbesondere in Laboruntersuehungen gewonnenen SoIl-.Signalen verglichen wird. ■ ·
2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichswert die Zeitdauer für das Vorbeistreichen zweier Winkelmarkierungen an einem stationären Meßpunkt dient.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßwertgeber (16) für die Bewegung der Kurbelwelle (10) mit einer Verknüpfungsschaltung (UND-Gatter 30 bis 33)

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ORIGINAL INSPECTED

gekoppelt ist, der ferner Zuordnungssignale für die einzelnen Zylinder zuführbar sind, und eine Vergleichseinrichtung (42 bis 44) Soll- und Ist-Signale erhält.
4. Einrichtung nach Anspruch 3₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle (10) mittels zweier Marken (12 und 13 bzw. 14 und 15) in Verbindung mit einem stationären Meßwertgeber (16) und einer Zeitmeßstufe (17) ermittelt wird, und ein Vergleich von Geschwindigkeits Soll- und Istwerten bei bestimmten Kurbelwellen-Winkelstellungen stattfindet.
5· Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichssignal ein Zählerendstandssignal (bei Verwendung eines Zählers als Zeitmeßstufe 17) dient und der Zähler das Zeitintervall zwischen dem Vorbeistreichen zweier Winkelmarkierungen auf der Kurbelwelle (10) an einem stationären Meßwertaufnehmer (16) mit vorzugsweiser fester Frequenz auszählt.
6. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichswert die Winkelbeschleunigung der Kurbelwelle (10) bei bestimmter Winkelstellung dient.
7. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6j dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßwertaustaststufe (35) vorgesehen ist, die einen Soll-Istwert-Vergleich erst bei bestimmten Größen der einzelnen Be-. triebskenngrößen zuläßt.