JPH08511846A - 火花点火式内燃機関の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、点火部から導出されるパルス状の信号を形成し、該信号によって点火の際に生じる各切換過程にパルス（３４，３４ａ，３４ｂ）を割当てる、火花点火式内燃機関の検査方法に関する。信号のパルス群（３２，３３）の最初のパルス（３４）によってそれぞれ１つの再トリガ可能な時限素子（１６）がスタートされる。この時限素子（１６）はその作動フェーズ（Ｔ_A，Ｔ′_A）期間中に前記パルス群（３２，３３）の第１のパルス（３４）に続くパルス（３４ａ，３４ｂ）を抑圧する。再トリガ可能な時限素子（１６）に対して設定すべき期間は、次のように設定される。すなわちこの期間がパルス群（３２，３３）のパルス（３４，３４ａ，３４ｂ）の間の最大期間（Ｔ₁，Ｔ₂）よりも長くなるように設定される。本発明による方法は特に火花点火式内燃機関の検査に適している。

Description

【発明の詳細な説明】 火花点火式内燃機関の検査方法 従来の技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念による火花点火式内燃機関の検査方法 に関する。 公知文献「電子式エンジン検査装置」（P.PAULSEN著、1977年Franzis Verlag 社出版，７８頁〜８４頁第４．１２章）には、入力側にそれぞれ１つの単安定ト リガ段を有する電子式回転数測定器が開示されている。この公知の回転数測定器 は、内燃機関の点火装置からパルス状の信号を導出する。このパルス状の信号は 単安定トリガ段によって矩形状の信号に変換される。この単安定トリガ段を用い ることにより障害信号の影響は低減される。この障害信号はトリガ段の作動フェ ーズ期間中は抑圧される。 本発明の課題は、点火装置から導出される信号に不所望な信号成分がほとんど 含まれないようにする信号の形成が可能となるような火花点火式内燃機関の検査 方法を提供することである。 上記課題は請求の範囲第１項の特徴部分に記載の本発明により解決される。 発明の利点 本発明によれば、点火装置から導出されるパルス状 の信号（この信号によって点火装置内に発生する各切換過程毎に１つのパルスが 割り当てられる）の１つのパルス群の最初のパルスが再トリガ可能な時限素子を スタートさせ、この時限素子の作動フェーズは、場合によって生じるパルス群の パルス間の最大間隔よりも長い。この手段によればパルス群の中の最初のパルス に後続するパルスを抑圧することが可能となる。本発明の方法によれば特に次の ようなパルスが抑圧される。すなわち点火装置内で生じる各切換過程に相応し、 スパークバンドイグニッションの最初のパルスの後に発生するパルスが抑圧され る。 このスパークバンドイグニッションでは、少なくとも内燃機関の所定の動作状 況、例えば回転数が低い時やコールドスタートの時に、１つの点火火花の代わり に時間的に迅速に連続するパルス点火火花群が生ぜしめられる。このパルス点火 火花群はクランク軸角度の所定の領域に定められる。それ故に１つのパルス群（ このパルス群に時限素子に対して設定される期間が調整される）のパルス間の間 隔は、既知なものとして受け入れることができる。 本発明による方法の大きな利点は、点火火花式内燃機関の検査用装置の公知の 回路技術的手段、例えばトリガ部がそのまま利用できる点にある。本発明による 方法によれば装置にパルスを抑圧させる情報が供給される。本発明による方法は 、スパークバンドイグニッ ションの際のパルス群の別のパルスによるエラー測定や障害を生ぜしめルことな く、点火装置内で生じるパルスから例えば内燃機関の回転数の検出を可能にする 。 本発明によるさらに別の有利な実施例及び改善例は従属請求項に記載される。 本発明の有利な実施例によれば、時限素子に対して設定される期間が所期の最 大点火期間よりも長い。この最大点火期間は１つのパルス群のパルス間の最大間 隔よりも長くてもよい。このような手段によれば例えば点火の際に生じるような 障害信号に対する耐力が十分に高められることが達成される。 本発明の特に有利な実施例によれば、内燃機関の回転数が所定の閾値を上回っ た場合には再トリガ可能な時限素子が遮断される。回転数が比較的高い場合には スパークバンドイグニッションは行われない。そのため前述の手段によれば最大 回転数の時でも点火パルスの処理が可能となる。この最大回転数のもとでは点火 の間隔が、再トリガ可能な時限素子に割り当てられる時間領域内にくる。 別の実施例（これは場合によっては既に前述した再トリガ可能な時限素子の遮 断と組み合わせてもよい）によれば、時限素子に対して設定される期間が回転数 に依存して決定され、それによりこの期間は一定の角度に亘って延長する。 時限素子に対して設定される期間を内燃機関の動作状況に適合させる他の手段 によれば、期間の決定が抑圧すべきパルスの発生に依存して行われる。 設定すべき期間を決定する別の手段によれば内燃機関の特性データが使用され る点火装置も考慮される。有利には気筒数が考慮される。点火装置においては、 簡単な回転形高電圧分配器、２重式の回転形高電圧分配器、単一点火発生部又は ２重点火発生部を備えた定常的な高電圧分配器、例えば対称的な点火シーケンス か又は非対称的な点火シーケンスを有する点火装え置等の区別を行うことができ る。 本発明による方法の別の有利な実施例及び改善例は従属請求項に記載される。 図面 図１には火花点火式内燃機関を検査する装置のブロック回路図が示されており 、図２にはこの装置において生じる信号の経過が示されている。 実施例 図１に示されている装置は、センサ１０を有している。このセンサ１０は第１ の入力側に接続されている。第１の入力信号１２はコンパレータ１３に供給され る。このコンパレータ１３は出力信号を単安定トリガ段１４に送出する。このト リガ段１４の出力信号は切換スイッチ１５に送出される。この切換スイッチ１５ は再トリガ可能な時限素子１６の入力信号を選択する 。単安定トリガ素子１４の出力信号は再トリガ可能な時限素子１６の可能な第１ の入力信号である。他の可能な入力信号は点火抑圧信号である。この点火抑圧信 号は点火抑圧装置１８から第２の入力側１９を介して切換スイッチ１５に供給さ れる。 再トリガ可能な時限素子１６は、微分装置２０を含んでいる。この微分装置２ ０は信号処理装置に２２にトリガ信号２１を送出する。再トリガ可能な時限素子 １６の入力信号も同様に信号処理装置２２に供給され、さらにコンパレータ１３ にも供給される。信号処理装置２２はさらに入力部２３から入力された入力信号 を受け取る。信号処理装置２２は再トリガ可能な時限素子１６に制御信号２４を 送出する。 次に本発明による方法と、図１に示された装置の機能をこの装置の様々な箇所 で生じる信号の経過を示した図２に基づいて詳細に説明する。 図１に示した装置は、例えば火花式内燃機関の回転数を検出するエンジンテス タの一部である。センサ１０は図には示されていない内燃機関の点火装置におい てスイッチング過程の際に生じる信号を検出する。この実施例においてはセンサ １０は誘導センサとして構成されている。この種の誘導センサは、例えば点火ス イッチ装置内か又は点火コイルの一次回路又は二次回路に発生した電流を検出す る。センサ１０を誘導センサとして構成する代わりに、容量性センサとして構成 することも可能である。この種の容量性センサは点火装置内の適切な個所にて電 圧を検出するクリップ部材か差込部材である。センサ１０の部分は第１の入力側 １１と点火装置の端子点との直列接続に置き換えることも可能である。 センサ１０の有利な設定は点火装置の構成に依存する。回転形高電圧分配器を 備えた従来式の点火装置を設けることも可能である。また単一点火部又は二重点 火部を備えたディストリービュータレスの点火装置を設けることもできる。これ らの点火装置は対称的な点火パルスシーケンスも非対称的な点火パルスシーケン スも有し得る。 第１の入力信号１２の可能な経過は図２の部分図ａに示されている。この部分 図ａには、点火スイッチ装置の端子（この端子は点火コイルの一次巻線に接続さ れておりクリップ１端子とも称される）に発生する電圧の経過が時間に依存して 示されている。第１のクローズフェーズ３０期間中は点火装置では磁界が形成さ れる。所定の時点にて電流の流れは中断される。投入された比較的高い振幅の振 動過程は、点火プラグにて点火過程を導入させる高電圧パルス３１を生ぜしめる 。点火過程が導入された後では、点火を維持するのに十分なエネルギがもはや得 られなくなるまでかあるいは遮断されるまで点火プラグにて点火が生ぜしめられ る。最初の点火時点は符号Ｔ_B１で示されている。点 火の遮断とクローズフェーズ３０ａの新たな導入はスパークバンドイグニッショ ン（この場合内燃機関の動作状態に依存して１つの点火グループにまとめられる 複数の点火過程がトリガされる）のもとで行われる。部分図ａでは例えば３つの 点火パルス３１，３１ａ，３１ｂが１つのグループ３２にまとめられている。こ の種のスパークバンドイグニッションは特にコールドスタート特性を正常な点火 過程の確保によって改善する。このような手段を用いることにより実質的な排ガ スの低減や所定の排ガス組成の達成が可能となる。部分図ａ内の点火パルス３１ ，３１ｂに続く点火期間Ｔ_B１，Ｔ_B2はそれぞれ短縮される。第３の点火パルス ３１ｂに続く点火期間Ｔ_B3のみが所定の既知の最大点火期間Ｔ_B3を有する。新た な周期は、点火パルス３１，３１ａからなる後続のグループ３３の第１の点火パ ルス３１によって開始される。 第１の入力信号１２はコンパレータ１３において少なくとも１つの所定の閾値 と比較される。この閾値は例えば次のように決定される。すなわち点火パルス３ １，３１ａ，３１ｂが閾値を上回るように決定される。各閾値の上回りにおいて は後置接続された単安定トリガ段１４が所定の持続時間のパルスを発生する。こ の単安定トリガ段１４の出力信号は、例えば図２のｂに示されたパルス状の信号 のようにみなすことができる。このパルス状の信号において重要なのは点火装置 に て生ぜしめられた各スイッチング過程にそれぞれ１つのパルス３４，３４ａ，３ ４ｂが割り当てられていることである。これらのパルス３４，３４ａ，３４ｂは 例えばそれぞれクローズフェーズ３０，３０ａ，３０ｂの開始時点か又は点火期 間Ｔ_B1，Ｔ_B2，Ｔ_B3の例えば終了時点に生ぜしめられる。部分図ｂにおいてはパ ルス３４，３４ａ，３４ｂが例えば点火パルス３１，３１ａ，３１ｂの発生と同 時に開始される。パルス３４，３４ａ，３４ｂの間の間隔Ｔ₁，Ｔ₂は、グループ ３２，３３内で生じる点火過程間の間隔に相応する。 図２の部分図ｂによるパルス状の信号は従来の技術から公知の信号（例えば回 転数の評価に使用される信号）に相応する。パルス群３２，３３内での複数の点 火パルス３１，３１ａ，３１ｂの発生によって、パルス状の信号はすぐには継続 処理に適しているとはいえない。パルス群３２，３３内での点火パルス３１，３ １ａ，３１ｂの数が一定でなくさらに点火スイッチ装置に関する相応の情報が得 られない場合には、例えば回転数の評価はもはや不可能である。 本発明による方法では、パルス群３２，３３の最初の点火パルス３１に続く点 火パルス３１ａ，３１ｂのマスクが可能である。単安定トリガ段１４の出力側か ら送出される、部分図ｂによるパルス状の信号は、切換スイッチ１５を介して再 トリガ可能な時限素子１６に達する。この再トリガ可能な時限素子１６は、パル ス 状の信号のパルス３４，３４ａ，３４ｂの発生によって作動フェーズＴ_A，Ｔ′_A への切換が可能な時限素子である。再トリガ可能という概念は、各パルス３４， ３４ａ，３４ｂによって時限素子１６の所定の期間Ｔ_V，Ｔ′_Vの設定のための開 始値をゼロにリセットすることを意味する。図２の部分図ｃでは第１のパルス３ ４が期間の作動フェーズＴ_A，Ｔ′_Aを抹消する。次のパルス３４ａとそれに続く パルス３４ｂはそれぞれ再トリガ可能な時限素子１６を値ゼロにリセットする。 そこから所定の期間Ｔ_V，Ｔ′_Vはスタートされる。本発明による方法の正常な動 作にとって重要なのは所定の期間Ｔ_V，Ｔ′_Vがパルス群３２，３３のパルス３４ ，３４ａ，３４ｂの間の最大間隔Ｔ₁，Ｔ₂よりも長いことである。部分図ｃに示 されている所定の期間Ｔ_Vは実質的な最低条件を充たしている。有利な実施例で は所定の期間Ｔ_V，Ｔ′_Vが公知の所定の最大点火期間Ｔ_B1，Ｔ_B2，Ｔ_B3よりも長 くしてもよい。スパークバンドイグニッションではパルス群３２，３３の最後の 点火期間Ｔ_B3がもっとも長い持続時間を有していることが前提とされる。この点 火期間Ｔ_B3に所定の期間Ｔ_V，Ｔ′_Vが調整される。部分図ｃでは所定の期間が値 Ｔ′_Vに設定される。このような手段によれば障害パルスの十分な抑圧が達成さ れる。そのような障害パルスは例えば点火期間Ｔ_B1，Ｔ_B2，Ｔ_B3の最後に生じ得 る。本発明の実施例によれ ば部分図ｃの作動フェーズＴ_Aは所定の期間Ｔ_Vに相応し、作動フェーズＴ′_Aは 所定の期間Ｔ′_Vに相応する。 微分装置２０は図２の部分図ｃに示された信号から正の信号エッジの評価によ って、図２の部分図ｄに示されているトリガ信号２１を求める。この信号は信号 処理装置２２に供給される。正の信号エッジを評価する代わりに、部分図ｃに示 されている信号の負の信号エッジを評価することも可能である。実質的な結果は 、順次連続するパルス群３２，３３の各第１のパルス３１の間の間隔Ｔｎである 。トリガ信号２１はパルス３４ａ，３４ｂ（これらはパルス群３２，３３の第１ のパルス３４に続く）から解放される。それ故に間隔Ｔｎは直接回転数に換算す ることができる。 別の実施例によれば、単安定トリガ段１４の出力信号の代わりに点火抑圧信号 １７が再トリガ可能な時限素子１６に供給される。切換は切換スイッチ１５によ って行われる。点火抑圧装置１８は例えば点火過程を正確に抑圧する点火コイル 一次巻線の制御可能な短絡装置である。点火過程の抑圧は、例えば走行状態の分 析の際に行われる。この走行状態分析の際には個々のシリンダの点火が抑圧され る。別の適用例では始動機の診断の際に行われる。このような構成は本発明によ る方法の実行のための点火の発生は必ずしも必要ではないことを明らかにしてい る。それ故に図２の部分図 ｂに示されているパルス状の信号は例えば点火抑圧信号１７でもあり得る。重要 なのは図２の部分図ｂに示されている信号により点火装置における各スイッチン グ過程にてパルス３４、３４ａ、３４ｂが割り当てられることである。 図１によれば再トリガ可能な時限素子１６の入力信号はコンパレータ１３にフ ィードバックされている。このような手段によれば閾値の切換が単安定トリガ段 １４の出力信号が存在している間は可能である。この手段は障害信号に対する安 全性のさらなる向上に用いることができる。 再トリガ可能な時限素子１６の入力信号は、信号処理装置２２にも直接供給さ れる。この信号処理装置２２は図２の部分図ｂによるパルス状の信号情報を用い て、例えばスパークバンドイグニッションが発生しているか否かを検出する。そ の場合は例えばパルス群３２，３３内に生じているパルス３４、３４ａ、３４ｂ を計数してもよい。この回転数に関する既知の情報を用いることにより、発生し ているパルスの数が目標設定値と一致しているか否かが検出され得る。 特に有利な実施例では、再トリガ可能な時限素子１６の所定の期間Ｔ_V，Ｔ′_V の制御が制御信号２４を介して行われる。簡単な実施例では回転数が所定の閾値 を上回った後で再トリガ可能な時限素子１６が完全に遮断されるようにしてもよ い。別の実施例では回転 数に依存して所定の期間Ｔ_V，Ｔ′_Vを変化させてもよい。回転数の増加に伴って 所定の期間Ｔ_V，Ｔ′vは低減する。この構成は回転数閾値を上回った後の再トリ ガ可能な時限素子１６の完全な遮断と組み合わせることも可能である。 別の実施例では、所定の期間Ｔ_V，Ｔ′_Vがパルス群３２，３３内に発生したパ ルス３４、３４ａ、３４ｂの数に依存して決定され得る。有利にはパルス群３２ ，３３内で最初のパルス３４以外はなにも後続のパルスが生じていない場合には 再トリガ可能な時限素子１６が遮断される。 さらに別の実施例では、所定の期間の経過後に信号エッジの変化がもはや生じ ていない場合には、再トリガ可能な時限素子１６の遮断が行われる。この動作状 態は、常時新たなトリガが行われて、それにより作動フェーズＴ_A，Ｔ′_Aが長期 間に亘るような場合に発生する。別の実施例では所定の期間Ｔ_V，Ｔ′_Vが、入力 部２３を介して信号処理装置２２に供給される信号の値に依存して設定される。 そのような値とは内燃機関に関する情報、例えば気筒数等である。さらなる情報 には点火装置等があげられる。点火装置の様々な構成に関しては既に冒頭で述べ てある。 再トリガ可能な時限素子１６の遮断とは、図２の部分図ｂに示されているパル ス状の信号（これは第１のパルス３４だけを含んでいる）が再トリガ可能な時限 素子１６の制御なしで生じるようにするものである。 本発明による方法は、回路技術的手段によっても実現することができ、また有 利にはマイクロプロセッサに含まれるプログラムの枠内においても実現すること ができる。デジタル信号処理は、パルス３４，３４ａ，３４ｂが相応のレベルを 有している限り、図２の部分図ｂによるパルス状の信号の発生後に簡単に行うこ とが可能である。完全なデジタル信号処理は、第１の入力信号１２の処理のため に既に用いられているコンパレータ１３の代わりにアナログ/デジタル変換器が 使用された場合に可能となる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年２月２４日 【補正内容】 請求の範囲 ２．前記再トリガ可能なタイミングパルス（１６）に対して設定すべき期間（ Ｔ_V，Ｔ′_V）を内燃機関の回転数に依存して決定する、請求の範囲第１項記載の 火花点火式内燃機関の検査方法。 ３．前記再トリガ可能なタイミングパルス（１６）に対して設定すべき期間（ Ｔ_V，Ｔ′_V）を、抑圧すべきパルス（３４ａ，３４ｂ）の数に依存して決定する 、請求の範囲第１項記載の火花点火式内燃機関の検査方法。 ４．前記再トリガ可能なタイミングパルス（１６）に対して設定すべき期間（ Ｔ_V，Ｔ′_V）を、内燃機関の気筒数に依存して決定する、請求の範囲第１項記載 の火花点火式内燃機関の検査方法。 ５．前記再トリガ可能な時限素子（１６）に対して設定すべき期間（Ｔ_V，Ｔ ′_V）を、点火装置の構成に依存して決定する、請求の範囲第１項記載の火花点 火式内燃機関の検査方法。 ６．前記作動フェーズ（Ｔ_A，Ｔ′_A）が所定の時間閾値を上回った場合には、 前記再トリガ可能な時限素子（１６）を遮断する、請求の範囲第４項記載の火花 点火式内燃機関の検査方法。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年６月２３日 【補正内容】 請求の範囲 １．点火部から導出されるパルス状の信号を形成し、該信号によって点火の際 に生じる各切換過程に１つのパルス（３４，３４ａ，３４ｂ）を割当て、 前記パルス（３４，３４ａ，３４ｂ）が送出される再トリガ可能な時限素子（ １６）を用いてパルス処理を行い、 前記時限素子（１６）からトリガ信号（２１）を送出し、 前記トリガ信号（２１）から少なくとも内燃機関の回転数を求め、 単安定トリガ段（１４）を設け、 前記単安定トリガ段（１４）に点火から導出される信号を供給し、 前記単安定トリガ段（１４）によって所定の持続時間を有するパルス（３４， ３４ａ，３４ｂ）を形成し、 前記パルス（３４，３４ａ，３４ｂ）を点火装置から受け取り、該点火装置は 内燃機関の少なくとも低回転数において点火過程のトリガのため１つのグループ （３２，３３）にまとめられる複数の点火パルス（３１，３１ａ，３１ｂ）を生 ぜしめ、 前記再トリガ可能な時限素子（１６）の作動フェーズ（Ｔ_A，Ｔ′_A）期間中に 前記パルス群（３２，３３）の第１のパルス（３４）に続くパルス（３４ａ， ３４ｂ）を抑圧することによって、再トリガ可能な時限素子（１６）に対して設 定される期間（Ｔ_V，Ｔ′_V）を１つのパルス群（３２，３３）のパルス（３４， ３４ａ，３４ｂ）の間の最大間隔期間（Ｔ₁，Ｔ₂）よりも長くし、 信号処理装置（２２）を設け、該信号処理装置（２２）を用いて前記トリガ信 号（２１）から内燃機関の回転数を求めて所定の閾値と比較し、 該閾値を上回った場合には再トリガ可能な時限素子（１６）を遮断する制御信 号を送出し、それによって単安定トリガ段（１４）から形成される所定の持続時 間のパルス（３４）を直接トリガ信号（２１）として転送することを特徴とする 火花点火式内燃機関の検査方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．点火部から導出されるパルス状の信号を形成し、該信号によって点火の際 に生じる各切換過程に１つのパルスを割当てる、火花点火式内燃機関の検査方法 において、 前記信号のパルス群（３２，３３）の第１のパルスによって、再トリガ可能な 時限素子（１６）をスタートさせ、 前記再トリガ可能な時限素子（１６）の作動フェーズ（Ｔ_A，Ｔ′_A）期間中に 前記パルス群（３２，３３）の第１のパルス（３４）に続くパルス（３４ａ，３ ４ｂ）を抑圧し、 前記再トリガ可能な時限素子（１６）に対して設定される期間（Ｔ_V，Ｔ′_V） を前記パルス群（３２，３３）のパルス間の最大期間（Ｔ₁，Ｔ₂）よりも長くす ることを特徴とする火花点火式内燃機関の検査方法。 ２．前記再トリガ可能な時限素子（１６）に対して設定すべき期間（Ｔ_V，Ｔ ′_V）は、点火装置において生ぜしめられる最大点火期間（Ｔ_B3）よりも長い請 求の範囲第１項記載の火花点火式内燃機関の検査方法。 ３．前記再トリガ可能な時限素子（１６）によってトリガ信号（２１）を送出 させ、該トリガ信号（２１ ）は内燃機関の回転数の検出のために使用される請求の範囲第１項記載の火花点 火式内燃機関の検査方法。 ４．内燃機関に対して設定される回転数閾値を上回った後で、前記再トリガ可 能な時限素子（１６）を遮断し、それによって第１のパルス（３４）を直接トリ ガ信号（２１）として転送する、請求の範囲第１項記載の火花点火式内燃機関の 検査方法。 ５．前記再トリガ可能なタイミングパルス（１６）に対して設定すべき期間（ Ｔ_V，Ｔ′_V）を内燃機関の回転数に依存して決定する、請求の範囲第１項記載の 火花点火式内燃機関の検査方法。 ６．前記再トリガ可能なタイミングパルス（１６）に対して設定すべき期間（ Ｔ_V，Ｔ′_V）を、抑圧すべきパルス（３４ａ，３４ｂ）の数に依存して決定する 、請求の範囲第１項記載の火花点火式内燃機関の検査方法。 ７．前記再トリガ可能なタイミングパルス（１６）に対して設定すべき期間（ Ｔ_V，Ｔ′_V）を、内燃機関の気筒数に依存して決定する、請求の範囲第１項記載 の火花点火式内燃機関の検査方法。 ８．前記再トリガ可能な時限素子（１６）に対して設定すべき期間（Ｔ_V，Ｔ ′_V）を、点火装置の構成に依存して決定する、請求の範囲第１項記載の火花点 火式内燃機関の検査方法。 ９．前記作動フェーズ（Ｔ_A，Ｔ′_A）が所定の時 間閾値を上回った場合には、前記再トリガ可能な時限素子（１６）を遮断する、 請求の範囲第４項記載の火花点火式内燃機関の検査方法。