DE29706546U1

DE29706546U1 - Erfassungsvorrichtung für das Kraftstoff-Einspritzintervall eines Motors

Info

Publication number: DE29706546U1
Application number: DE29706546U
Authority: DE
Original assignee: Brymen Technology Corp
Current assignee: Brymen Technology Corp
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2007-04-12
Also published as: US5765120A

Description

Erfassungsvorrichtung für das Kraftstoff-Einspritzintervall eines Motors

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erfassungsvorrichtung, und insbesondere eine Erfassungsvorrichtung für das Kraftstoff-Einspritzintervall eines Motors.

Die Kraftstoff-Einspritz-Betriebsart, die im Stand der Technik durch einen Mikrocomputer gesteuert wird, kann in drei Typen und vier Formen eingeteilt werden. Die Wellenformen sind in Fig. 1 gezeigt, in denen t das Kraftstoff-Einspritzintervall ist. Wird ein sperriges und kompliziertes Gerät wie ein Oszilloskop benutzt, um diese Arten von Wellenformen zu erfassen, so sind die Kosten hoch, und das Oszilloskop ist bei der Handhabung sehr voluminös. Andererseits ist bei einer bekannten tragbaren und digitalen Erfassungsvorrichtung eine Zählerbetriebsart vorgesehen, um das Kraftstoff-Einspritzintervall innerhalb der Wellenform zu berechnen. Da der Zähler vom Zählertyp mit Auslösung an WeIlenformkanten ist, kann nur Wellenform 1 erfaßt werden. Wenn der Zähler benutzt wird, um die Wellenformen 2, 3 und 4 zu erfassen, so werden Fehler auftreten.

Dresdner Bank AG Hamburg 04 030 448 00 (BLZ 200 800 00) Postbank Hamburg 1476 07-200 (BLZ 200 100 20)

In der konventionellen Erfassungsschaltung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, wird eine phasenverriegelte Schleife angewendet, um eine entsprechende Bezugswellenform 05 zu erzeugen und diese Bezugswellenform 05 mit der Zielwellenform zu vergleichen, die erfaßt werden soll. Diese Bezugswellenform 05 wird modifiziert und abgewandelt, bis sie mit der Zielwellenform, die erfaßt werden soll, übereinstimmt. Danach wird die übliche Zählerbetriebsart angewendet, um das Kraftstoff-Einspritzintervall der Zielwellenform zu berechnen. Diese phasenverriegelte Schleife ist jedoch sperrig, verhältnismäßig kompliziert und teuer. Außerdem ist die Genauigkeit und Präzision, die für die verwendeten Komponenten benötigt wird, ziemlich hoch. Nur wenn diesen Erfordernissen genüge getan wird, kann eine stabile und richtige entsprechende Bezugswellenform 05 erzeugt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Probleme und Schwierigkeiten zu lösen bzw. zu beseitigen, die bei der konventionellen Erfassungsvorrichtung auftreten.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer kompakten und tragbaren Erfassungsvorrichtung für das Kraftstoff-Einspritzintervall, wobei diese Erfassungsvorrichtung leicht zu warten sein soll und niedrigere Betriebsund Wartungskosten haben soll. Durch die Vorrichtung soll das Kraftstoff-Einspritzintervall des Motors einfach und genau erfaßt werden können. Es soll also eine tragbare und digitale Erfassungsvorrichtung geschaffen werden, die einfach und bequem zum Erfassen des Kraftstoff-Einspritzintervalls benutzt werden kann. Durch kompakten Aufbau der Erfassungsvorrichtung soll der Meßfehler auf die geringstmögliche Höhe reduziert werden. Durch die Erfindung soll auch eine Vorrichtung geschaffen werden, bei der nur wenig Platz für eine gedruckte Schaltungsplatine benötigt wird, wobei eine einfache Wartung mit mäßigen Kosten möglich ist.

Um die obigen Aufgaben und Ziele zu lösen, ist die Erfassungsvorrichtung mit einem Pegeltwandler versehen, der elektrisch mit dem Ausgangslastanschluß der Steuerungseinrichtung der Einspritzeinrichtung des Motors durch eine inverse Wellenformmaßnahme verbunden ist. Es wird dann das Hochfrequenzsignal innerhalb des Zielsignals durch einen Signalverzögerungsfilter gefiltert. Anschließend wird die Verzögerungszeit berechnet und durch den digitalen Signalprozessor subtrahiert. Das richtige und genaue Kraftstoff-Einspritzintervall wird dann auf der Anzeige angezeigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Wellenformen unterschiedlicher Kraftstoff-Einspritzarten;

Fig. 2 ein Blockdiagraram einer phasenverriegelten Schleife des Standes der Technik;

Fig. 3 ein Blockdiagramm der Verbindung zwischen der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung und der Einspritzeinrichtung eines Motors;

Fig. 4 eine äquivalente Schaltung und die damit verknüpfte Wellenform der Steuerungseinrichtung der Einspritzeinrichtung des Motors;

Fig. 5 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung;

Fig. 6 erste Wellenformen der Kraftstoffeinspritzung der Vorrichtung der Fig. 5;

Fig. 7 zweite Wellenformen der Kraftstoffeinspritzung der Vorrichtung der Fig. 5;

Fig. 8 dritte Wellenformen der Kraftstoffeinspritzung der Vorrichtung der Fig. 5;

Fig. 9 vierte Wellenformen der Kraftstoffeinspritzung der Vorrichtung der Fig. 5; und

Fig. 10 eine schematische Darstellung der Verarbeitungsprozedur des digitalen Signalprozessors.

Verwendete Bezugszeichen:

01-05 AO, BA Wellenform

1 Steuereinrichtung

2 Pegelwandler

3 Signalverzögerungsfilter
31, 32 Inverter

4 digitaler Signalprozessor

5 Anzeige

Es wird zunächst auf Fig. 3 bezug genommen. Die Steuereinrichtung 1 zum Steuern der Betätigung der Einspritzeinrichtung des Motors und die erfindungsgemäße Erfassungsvorrichtung weisen einen Pegelwandler 2, einen Signalverzögerungsfilter 3, einen digitalen Signalprozessor 4 und eine Anzeige 5 auf. Der Eingang des Pegelwandlers 2 ist elektrisch mit dem Ausgangslastanschluß der Steuereinrichtung 1 der Einspritzeinrichtung des Motors verbunden. Der Ausgangsanschluß fo des Pegelwandlers 2 ist mit dem Eingang des Signalverzögerungsfilters 3 verbunden. Der Ausgangsanschluß des Signalverzögerungsfilters 3 ist mit dem Eingangsanschluß des digitalen Signalprozessors 4 verbunden, und der Ausgangsanschluß des digitalen Signalprozessors 4 ist mit dem Eingangsanschluß der Anzeige 5 verbunden.

Fig. 4 zeigt die äquivalente Schaltung für die Steuereinrichtung 1. Das relative Signal zwischen dem Kollektorpunkt A und

Erde des Transistors Ql ist die Wellenform AO. Der Auslösepunkt der Wellenform AO ist der Pegel-bestimmende Punkt des Pegelwandlers 2, der anschließend vorgesehen ist. Der Spannungspegel der Fahrzeugbatterie ist nicht auf 13,6 Volt fixiert. Wenn der Massepunkt 0 als Bezugspegel für den Auslösepunkt gesetzt wird, dann wird der Punkt "a" der Wellenform AO zum Auslösepunkt oder bis oberhalb des Auslösepunkts verschoben werden. Demgemäß ist die Pegelbestimmung des Pegelwandlers 2 nicht richtig.

Wenn der Eingansanschluß des Pegelwandlers 2 mit dem BA-Punkt verbunden wird, der an beiden Enden der Ausgangslast angeordnet ist (der Induktor Ll ist der Solenoid-Schalter der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung), kann dann die Spannung der Fahrzeugbatterie als der Bezugspegel des Auslösepunktes eingestellt werden. Wie dies durch die Wellenform BA dargestellt wird, kann, wenn sich die Spannung der Fahrzeugbatterie ändert, eine Potentialdifferenz aufrechterhalten werden, ohne daß diese zwischen dem Punkt "a" und dem Auslösepunkt beeinflußt wird. Als Ergebnis kann der Pegelwandler 2 funktionell arbeiten, um die Pegelbestimmung durchzuführen, was wiederum in eine Wellenform für sekundäre Schaltungsverarbeitung umgewandelt werden kann. Das oben beschriebene Meßverfahren kann als eine inverse Messung bezeichnet werden.

Wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, weist der Signalverzögerungsfilter 3 einen Inverter 31 auf, der mit seinem Ausgangsanschluß mit einem Widerstand R3, einem Kondensator C3 und einer Diode D3 verbunden ist. Der Ausgang der Verzögerungsfilterschaltung ist mit einem Inverter 32 verbunden. Die Inverter 31, 32 können die Wellenform invertieren. Die Verzögerungsfilterschaltung ist mit der Diode D3 parallel zum Widerstand R3 verbunden, dann wird anschließend der Kondensator C3 verbunden. Diese Schaltung kann die Anstiegskante der Wellenform für RC-Laden aufladen, wobei jedoch keine RC-Entladung bei der Abfallskante der Wellenform auftritt. Durch diese Anordnung kann das Intervall der positiven Pulsbreite vergrößert werden. Dann kann die Wellenform des gefilterten Hochfrequenzrauschens bzw. der Hochfre-

quenzstörungen zum digitalen Signalprozessor 4 für Verarbeitung gesandt werden.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen vier Kraftstoff-Einspritzintervallwellenformen einer Einspritzeinrichtung eines Motors, und es ist die Signaländerung an jedem in Fig. 5 bezeichneten Punkt der dortigen Schaltung gezeigt. Jeder Punkt der Figuren ist der folgende:

A) Ausgangswellenform des Kraftstoff-Einspritzintervalls des Motors .

B) Resultierende Wellenform, die durch inverses Messen von der Ausgangswellenform des Kraftstoff-Einspritzintervalls des Motors gemessen wird.

C) Wellenform kann durch Sekundärschaltung verarbeitet werden, nachdem sie durch den Pegelwandler umgewandelt ist.

D) Inverse Wellenform vom Inverter.

E) Verzögerungsfilterschaltung führt RC-Ladung nur bei der Anstiegskante der Wellenform und der resultierenden Wellenform durch.

F) Resultierende Wellenform, die durch den Inverter invertiert ist.

Die Wellenformpulsbreite T ist die Summe des korrekten t und At, wobei At die Summe der RC-Verzögerungszeit der Wellenform, die durch die Verzögerungsfilterschaltung verzögert ist, und der Verzögerungszeit ist, die durch die Charakteristik der Schaltung erzeugt wird.

Das richtige Kraftstoff-Einspritzintervall kann durch den digitalen Signalprozessor 4 mit seinem eingebauten Rechenprogramm berechnet werden. Die Rechnerprozedur ist in Fig. 10 gezeigt, wobei eine gegebene Standardpulsbreite ts in die Erfassungsvorrichtung eingegeben wird. Dann wird sie durch den Digital-Signal-Prozessor 4 verarbeitet, und es wird eine resultierende Pulsbreite Ts erhalten. Es kann dann eine Verzögerungszeit Ats erhalten werden, indem von Ts der Wert ts abgezogen wird. Der

Wert Ats wird dann im Speicher des digitalen Signalprozessors gespeichert.

Wenn eine positive Pulsbreite T in den digitalen Signalprozessor 4 (Punkt F) eingegeben wird, so kann die positive Pulszeit leicht erhalten werden, indem von T der Wert von Ats abgezogen wird. Wenn eine negative Pulsbreite eingegeben wird, so kann die negative Pulsbreite leicht erhalten werden, indem zu T der Wert von Äts hinzu addiert wird. Der Meßfehler der Erfassungsvorrichtung wird erhalten, indem von T der Wert von Ats subtrahiert wird. Durch diese Anordnung werden der Meßfehler und die Genauigkeit nicht durch die inneren Komponenten der Erfassungsvorrichtung beeinflußt werden. Demgemäß sind die Erfordernisse der Präzision der Komponenten, aus der die Schaltung aufgebaut ist, nicht hoch, obwohl immer noch eine genaue Messung erhalten werden kann.

Die Zündspannung, die durch die Zündspule des Fahrzeugs erzeugt wird, kann 10 kV erreichen und wird eine Störung für die Meßschaltung der gemeinsamen Erfassungsvorrichtung bewirken, so daß die Ergebnis negativ beeinflußt werden. Durch die vorliegende Erfindung wird ein Signalverzögerungsfilter angewendet, um das Störungsrauschen und andere Störsignale auszufiltern. Im Hinblick auf dies kann die Detektionseinrichtung auch dazu verwendet werden, um den Arbeitszyklus bzw. das Tastverhältnis, die Frequenz der Verweilzeit der Zündspule, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors oder irgendeine andere Art von Erfassung zu detektieren, bei der Störung in der Umgebung existiert.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Erfassungsvorrichtung kompakten Aufbau, einen verringerten Meßfehler aufweist, leicht zu warten ist und niedrige Wartungs- und Betriebskosten aufweist und sich dadurch gegenüber der konventionellen Erfassungsvorrichtung als weit besser erweist.

Die Erfindung kann wie folgt zusammengefaßt werden. Die Erfassungsvorrichtung für das Kraftstoff-Einspritzintervall hat die Form einer tragbaren und digitalen Erfassungsvorrichtung zum Erfassen des Kraftstoff-Einspritzintervalls der Einspritzeinrichtung eines Motors. Die Erfassungsvorrichtung weist einen Pegelwandler, einen Signalverzögerungsfilter, einen digitalen Signalprozessor und eine Anzeige auf. Der Eingang des Pegelwandlers 2 ist elektrisch mit dem Ausgangslastanschluß der Steuerungseinrichtung 1 der Einspritzeinrichtung des Motors in der Weise von inverser Messung verbunden. Das Hochfrequenzrauschen und die Hochfrequenzstörungen in der Zielwellenform werden durch den Signalverzögerungsfilter ausgefiltert. Die Verzögerungszeit innerhalb der Erfassungsvorrichtung wird durch den digitalen Signalprozessor berechnet und dann subtrahiert. Das sich ergebende und genaue Kraftstoff-Einspritzintervall wird in der Anzeige angezeigt. Die Erfassungsvorrichtung hat kompakten Aufbau, ist leicht zu warten und zeichnet sich durch niedrige Wartungs- und Betriebskosten aus. Am wichtigsten ist, daß die Erfassungsvorrichtung sich durch niedrigere Meßfehler auszeichnet .

Es wurde zwar eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben. Es wird jedoch für den Fachmann klar sein, daß verschiedene andere Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Bereich der Erfindung abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, daß die beigefügten Ansprüche alle solche Änderungen und Abwandlungen umfassen sollen, die sich im Bereich der vorliegenden Erfindung bewegen.

Claims

&iacgr; t Schutzansprüche

1. Erfassungsvorrichtung für das Kraftstoff-Einspritzintervall, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Pegelwandler (2), einen Signalverzogerungsfilter (3), einen digitalen Signalprozessor (4) und eine Anzeige (5) aufweist, wobei der Eingang des Pegelwandlers (2) mit dem Ausgang der Steuereinrichtung der Einspritzeinrichtung verbunden ist, wobei der Ausgangsanschluß des Pegelwandlers (2) mit dem Eingang des Signalverzögerungsfilters (3) verbunden ist und der Ausgangsanschluß des Signalverzögerungsfilters (3) mit dem Eingangsanschluß des digitalen Signalprozessors (4) verbunden ist und der Ausgangsanschluß des digitalen Signalprozessors (4) mit dem Eingangsanschluß der Anzeige (5) verbunden ist, wobei die Zielwellenform durch den Pegelwandler bestimmt wird und für weitere Verarbeitung durch eine Sekundärschaltung umgewandelt wird, wobei Hochfrequenzrauschen und Hochfrequenzstörungen durch den Signalverzögerungsfilter (3) ausfilterbar sind und die Zielwellenform durch den digitalen Signalprozessor (4) bestimmbar ist, wobei durch den digitalen Signalprozessor (4) das Kraftstoff-Einspritzintervall genau mit Hilfe des eingebauten Programm bestimmbar ist und das Ergebnis in der Anzeige (5) angezeigt wird.

2. Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsanschluß des Pegelwandlers (2) mit dem Ausgangslastanschluß der Steuereinrichtung (1) der Einspritzeinrichtung in der Weise mit inversem Messen verbunden ist.

3. Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverzogerungsfilter in der Verzögerungsfilterschaltung (3) mit dem Ausgangsanschluß eines Inverters (31) und der Ausgangsanschluß der Verzögerungsfilterschaltung mit einem Inverter (32) verbunden ist, wobei die Zielwellenform durch den Inverter invertierbar ist und

• ·

die Verzögerungsfilterschaltung ein Aufladen an der Anstiegskante der Zielwellenform bewirkt, während kein Aufladen an der Abfallkante der Wellenform stattfindet, wodurch die positive Pulsbreite der Ausgangswellenform verlängert wird.

4. Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsprozedur des Signalprozessors (4) darin besteht, die Verzögerungszeit (Ats) zuerst zu berechnen und zu speichern, wobei, wenn das Eingangssignal an den digitalen Signalprozessor (4) positiv in der Pulsbreite ist, die genaue Pulsbreite dadurch berechnet wird, daß die Verzögerungszeit subtrahiert wird, und wobei, wenn das Eingangssignal an den digitalen Signalprozessor (4) negativ in der Pulsbreite ist, die exakte Pulsbreite gleich der Summe der berechneten Pulsbreite und der Verzögerungszeit ist.

5. Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung auch zum Detektieren des Tastverhältnisses oder des Arbeitszyklus, der Frequenz der Verweilzeit der Zündspule, der Rotationsgeschwindigkeit des Motors oder irgendeiner anderen Art von Größen verwendbar ist, auch wenn Störungen in der Umgebung vorhanden sind.