DE3150085A1

DE3150085A1 - "analyse der winkelgeschwindigkeit von verbrennungsmotoren zur funktionsueberwachung der zylinder"

Info

Publication number: DE3150085A1
Application number: DE19813150085
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. 7513 Friedrichstal Quante
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1981-12-17
Filing date: 1981-12-17
Publication date: 1983-07-07

Description

analyse der Winkelgeschwindigkeit von Verbrennungsmotoren
zur Funktionsüberwachung der Zylinder Der beschriebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine geeignete Analyse der Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel die Funktion des Motors zu überwachen. Durch diese Oberwachung ist ein Nachlassen der Leistung-ein-elner Zylinder, z.B. infolge Verschleiß, schlecht eingestellter Zündung, ungenügender Kraftstof.zufuhr (z.B. durch klemmende Nadeln in Einspritzventilen) und abgenutzter Zündkerzen festzustellen. Diese Leistungsminderung wird dem Betreiber angezeigt, der daraufhin in vielen Fällen für Abhilfe sorgen kann. AnschlieDend arbeitet dr Motor wieder mit höherem Wirkungsgrad und geringerem Energieverbrauch.
Die Erfindung leistet also Beiträge zur Funktionsüberwachung und Energieeinsparung bei Verbrenn-ungsmotoren. Sie ist auch einsetzbar zur Diagnose in der Werkstatt und im Prüffeld.
Nach dem bekannten Stand der Technik wird eine Funktionsüberwachung nur bei großen Motoren durch eine Oberachung des abgestrahlten Schallpegels vorgenommen. Energiesparung wird mittels Kennfeldsteuerung bei computergesteuerten Zündungen durchgeführt (Kiencke, U.: Digitale Motorelektronik, Tagung "Elektronik im Kraftfahrzeug", Haus der Tecnnik, Essen, Februar 1980). Die Steuerung erfolgt mit Hilfe der '>arameter Drehzahl, Kurbelwellenstellung, Luftmenge und -ten.peratur, Motortemperatur sowie Drosselklappenstellung.
Diese Steuerung bezieht nicht die vom einzelnen Zylinder abgegebene Leistung ein und kann keine hinreichende Aussage Uber die Funktion der einzelnen Zylinder liefern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß z.B. folgesldermaßen gelöst: In einer Anordnung nach Figur 1 tasten ein Bezugsmarkengeber (1) den oberen Totpunkt des 1. Zylinders und ein Winkelgeber (2) die Winkelstellung des Anlasserzahnkranzes oder der Kurbelwelle ab. Solche Geber sind im Automobilbau bekannt. Die Signale beider Geber werden pulsgeformt durch Schmitt-Trigger ( In der Zählvorrichtung (4) startet die Vorderflanke eines Winkelpulses einen Zähler, der die bis zur nächsten Vorderflanke anfallenden Nulldurchgänge eines frequenzstabilen Referenzsignals (5) zählt. Dieses Referenzsignal weist gegenüber dem Signal des Winkel gebers eine wesentlich höhere Nulldurchgangsrate auf, um eine genügende Auflösung des zeitlichen Abstandes zweier Winkelpulse zu erzielen. Bei gleicher Teilig des Zahnkranzes ist der Kehrwert der Anzahl der Nulldurchgänge proportional zur Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle.
Zur weiteren Auswertung werden die Signale vorteilhaft in einen Mikroprozessor (6) mit geeignetem Speicher übernommen. Diese Aufgabe kann auch der Bordcomputer wahrnehmen. Zur Auswertung wird ein Histogramm der pro Arbeitszyklus (Zeit zwischen zwei OT-Signalen) anfallenden Kehrwerte der Nulldurchgangsabstände gebildet. Dessen Mittelwert entspricht der mittleren Drehzahl, und dessen Streuung ist ein globales Maß fUr den Gleichl;tuf des M.)tors. Die Streuung erhöht sich bei den einleitend erwähnten Störungen.
Mit Hilfe des OT-Signals und durch Auswertung der Abstände nur in den Winkelbereichen zwischen der ZUndung von jeweils zwei Zylindern können solche Historramme auch für die Arbeitsabschnitte der einzelnen Zylinder aufgestellt werden. Durch Vergleich der aus diesen jeweils ermittelten Paranieter können im Verhalten abweichende Zylinder ermittelt werden.
Eine Anzeige (8) informiert den Motorbetreiber über den abweichenden Zylinder, damit evtl. geeignete Abhilfemaßnahmen ergriffen werden können.
Durch Hinzunahme der Luftmenge'(7) iMaß fUr Belastung) als Eingangsgroße des Prozessors kann die Auswertung auch lastabhängig erfolgen. Der Vorteil dieser Erfindung gegenüber einer laufenden Druckmessung im Brennerraum ist im einfacheren Einbau und in der gegenüber Sonden im Brennerraum wesentlich geringeren Ausfallrate zu sehen.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Ermittlung der Funktion der einzelnen Zyli.lder, daduch gekennzeichnet, daß ein der momentanen Winkelge.chwindigkeit der Kurbelwelle proportionales Signal ermittelt wird und geeignete Signalkenngrößen bestimmt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Bezügsmarkengebers (1) eine Zuordnung der Winkelgeschwindigkeit zum Kurbelwellenwinkel möglich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit aus den Signalen eines Winkel gebers am Anlasserzahnkranz oder an der Kurbelwelle durch einen Zähler (4) mit Referenzsignal (5) erfolgt, der die Zeit zum Vorrücken des Zahnkranzes um einen Zahn mißt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daD die Auswertung der Signale in einem Prozessor (6) erfolgt, indem si-gnalanaZytische Verfahren der Nachrichtentechnik eingesetzt werden.
So Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Prozessor fYeitere Motorkenngrö13en (7), wie z.B. die angesaugte Luftmenge, als MaB fUr die Motorbelastung Ubernommen und die Motorfunktion in Abhängigkeit davon e;mittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Analyseergebnis dem Motorbetreiber über eine ge eignet Anzeige mitgeteilt wird.