RU2094765C1

RU2094765C1 - Method and device for diagnosis of missing ignition in cylinders of internal combustion engine

Info

Publication number: RU2094765C1
Application number: RU94036340A
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Маловичко; Борис Яковлевич Черняк; Анатолий Иванович Дубинин
Original assignee: Николай Сергеевич Маловичко; Борис Яковлевич Черняк; Анатолий Иванович Дубинин
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1997-10-27

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: method comprises detecting break-down between the electrodes of a spark plug during feeding diagnosis high-voltage pulses. The device has one ignition coil for each cylinder of an engine for both ignition and diagnosis. EFFECT: simplified method and device. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам диагностики, обеспечивающим идентификацию пропусков воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания (ДВС). The invention relates to engine building, in particular to diagnostic systems that provide identification of misfires in the air-fuel mixture in the cylinders of an internal combustion engine (ICE).

Известны способы и устройства диагностики пропусков воспламенения в цилиндрах ДВС (патент США N 5095742 МКИ G 01 L 3/28, 1993, патент США N 4930476 МКИ F 02 D 41/14, 1990, патент США N 5109695 МКИ G 01 M 15/00, 1992), состоящие в регистрации ускорения коленчатого вала в нескольких интервалах между вспышками, усреднении величин ускорения и сравнении усредненного значения со значением ускорения без пропуска воспламенения. К недостатку данных способов и устройств следует отнести то, что на результаты диагностики существенное влияние могут оказывать факторы, связанные с состоянием дороги, условиями передачи механической энергии к коленчатому валу, с состоянием его опор и другое, что приводит к недостоверности получаемой информации. Кроме того, невозможно их использовать в качестве диагностического оборудования на станциях технического обслуживания. Known methods and devices for diagnosing misfire in ICE cylinders (US patent N 5095742 MKI G 01 L 3/28, 1993, US patent N 4930476 MKI F 02 D 41/14, 1990, US patent N 5109695 MKI G 01 M 15/00 , 1992), consisting in recording the acceleration of the crankshaft in several intervals between flashes, averaging the values of acceleration and comparing the average value with the value of acceleration without misfiring. The disadvantage of these methods and devices should be that the results of diagnostics can be significantly affected by factors related to the condition of the road, the conditions for the transfer of mechanical energy to the crankshaft, the state of its bearings and more, which leads to inaccuracy of the information received. In addition, it is impossible to use them as diagnostic equipment at service stations.

Способ диагностики пропусков воспламенения (патент США N 5127262 МКИ G 01 M 15/00, 1992) состоит в сравнении измеренных величин давления в цилиндре в определенные моменты цикла. Регистрация пропуска воспламенения осуществляется в случае недостаточного давления в цилиндре. К недостатку способа следует отнести необходимость установки на двигатель датчиков давления для каждого цилиндра, что предъявляет жесткие требования к их конструкции и характеристикам. Кроме того, не каждый двигатель подходит для этого способа диагностики. A method for diagnosing misfire (US patent N 5127262 MKI G 01 M 15/00, 1992) consists in comparing the measured values of pressure in the cylinder at certain points in the cycle. The registration of the misfire is carried out in case of insufficient pressure in the cylinder. The disadvantage of this method is the need to install pressure sensors on the engine for each cylinder, which imposes stringent requirements on their design and characteristics. In addition, not every engine is suitable for this diagnostic method.

Прототипом изобретения является способ диагностики, реализованный в патенте США N 493048 кл. F 02 D 41/22, 17/02, 1991 (см. также Технические средства диагностирования. Справочник. Клюев В.В. Пархоменко П.П. и др. - М. с. 351 353, рис.18). Устройство диагностики содержит датчик распознавания цилиндров, датчик углового положения коленчатого вала, катушки зажигания, соединенные с каждым из цилиндров, датчик регистрации искрового разряда и блок управления. Этот способ можно использовать на любом двигателе без вмешательства в его конструкцию, он не требует больших затрат на оборудование. Основным его недостатком является то, что он позволяет диагностировать лишь пропуски искрового разряда между электродами свечи зажигания, а не пропуски воспламенения в цилиндрах двигателя. A prototype of the invention is a diagnostic method, implemented in US patent N 493048 C. F 02 D 41/22, 17/02, 1991 (see also Technical diagnostic tools. Reference. Klyuev V.V. Parkhomenko P.P. et al. - M. p. 351 353, Fig. 18). The diagnostic device comprises a cylinder recognition sensor, a crankshaft angular position sensor, ignition coils connected to each of the cylinders, a spark discharge registration sensor, and a control unit. This method can be used on any engine without interfering with its design; it does not require large equipment costs. Its main disadvantage is that it allows you to diagnose only misfires of the spark discharge between the electrodes of the spark plug, and not misfires in the engine cylinders.

Задачей изобретения является создание способа и устройства диагностики пропусков воспламенения в цилиндрах ДВС, обеспечивающих повышенную достоверность получаемого результата и позволяющих использовать его как в составе двигателя, так и в виде отдельной системы диагностики, в частности и на станциях технического обслуживания. The objective of the invention is the creation of a method and device for diagnosing misfires in ICE cylinders, providing increased reliability of the result and allowing it to be used both as part of the engine and as a separate diagnostic system, in particular at service stations.

Способ заключается в регистрации электрического сигнала в высоковольтной цепи системы зажигания при наличии пробоя между электродами свечи во время подачи диагностических импульсов высокого напряжения. Эта цель достигается подачей на свечи диагностируемых цилиндров на такте расширения диагностических импульсов с величиной напряжения, обеспечивающей пробой между электродами свечи в случае предшествующего невоспламенения или приводящей к отсутствию пробоя между электродами свечи в случае предшествующего воспламенения в цилиндре. The method consists in registering an electrical signal in the high voltage circuit of the ignition system in the presence of breakdown between the spark plug electrodes during the supply of high voltage diagnostic pulses. This goal is achieved by applying diagnosed cylinders to the candles on the expansion cycle of diagnostic pulses with a voltage value providing breakdown between the spark plug electrodes in the case of previous non-ignition or leading to the absence of breakdown between the spark plug electrodes in the case of previous ignition in the cylinder.

Данный способ в сравнении с прототипом позволяет регистрировать непосредственно факт наличия или отсутствия воспламенения в диагностируемых цилиндрах двигателя в каждом рабочем цикле. Величина напряжения пробоя между электродами свечи выбрана такой, что при наличии предшествующего невоспламенения смеси происходит пробой на электродах свечи, не оказывающий влияние на рабочий процесс двигателя. Если воспламенение смеси было, то пробоя между электродами не происходит. This method in comparison with the prototype allows you to directly record the fact of the presence or absence of ignition in the diagnosed engine cylinders in each working cycle. The magnitude of the breakdown voltage between the spark plug electrodes is chosen such that, in the presence of a previous non-ignition of the mixture, a breakdown occurs on the spark plug electrodes, which does not affect the operation of the engine. If the mixture was ignited, then breakdown between the electrodes does not occur.

Способ не требует вмешательства в конструкцию двигателя и может использоваться для различных типов ДВС с искровым зажиганием. The method does not require intervention in the design of the engine and can be used for various types of internal combustion engines with spark ignition.

На фиг. 1 приведены осциллограммы сигнала с выхода датчика регистрации пробоя при наличии (случай А) и отсутствии воспламенения в цилиндре (случай Б). In FIG. Figure 1 shows the waveforms of the signal from the output of the breakdown registration sensor in the presence (case A) and the absence of ignition in the cylinder (case B).

Устройство позволяет регистрировать наличие пробоя между электродами свечи во время подачи формируемых им же диагностических импульсов высокого напряжения. Это достигается подачей на свечи диагностируемых цилиндров на такте расширения диагностических импульсов с величиной напряжения, обеспечивающей пробой между электродами свечи в случае предшествующего невоспламенения или приводящей к отсутствию пробоя между электродами свечи в случае предшествующего воспламенения в цилиндре. The device allows to detect the presence of breakdown between the electrodes of the spark plug during the supply of the diagnostic high-voltage pulses generated by it. This is achieved by supplying diagnosed cylinders to the candles at the expansion pulse of diagnostic pulses with a voltage value providing breakdown between the spark plug electrodes in the case of previous non-ignition or leading to the absence of breakdown between the spark plug electrodes in the case of previous ignition in the cylinder.

Данное устройство в сравнении с прототипом позволяет регистрировать непосредственно факт наличия или отсутствия воспламенения в диагностируемых цилиндрах двигателя в каждом рабочем цикле. This device in comparison with the prototype allows you to directly record the presence or absence of ignition in the diagnosed engine cylinders in each operating cycle.

Устройство не требует вмешательства в конструкцию двигателя и может использоваться для различных типов ДВС с искровым зажиганием. The device does not require intervention in the design of the engine and can be used for various types of internal combustion engines with spark ignition.

Устройство (фиг.2) состоит из источника питания 1, датчика углового положения коленчатого вала 2, электронного блока 3, катушек зажигания 4, датчиков регистрации искрового пробоя 5 и свечей 6. The device (figure 2) consists of a power source 1, an angular position sensor for the crankshaft 2, an electronic unit 3, ignition coils 4, sensors for detecting spark breakdown 5 and candles 6.

Данное устройство в отличие от прототипа регистрирует наличие или отсутствие электрического сигнала, характеризующего непосредственно воспламенения в цилиндре. Устройство легко устанавливается на двигатель и не требует вмешательства в его конструкцию. This device, in contrast to the prototype, detects the presence or absence of an electrical signal characterizing directly the ignition in the cylinder. The device is easily mounted on the engine and does not require intervention in its design.

Устройство работает следующим образом. В начале устройство обычным образом формирует на свече зажигания 6 основной искровой разряд, обеспечивающий поджигание рабочей смеси на такте сжатия. Датчик регистрации 5 отмечает данный факт и электрический сигнал с него подается на электронный блок 3, который с помощью датчика углового положения коленчатого вала 2 обеспечивает получение диагностических импульсов высокого напряжения (в виде серии из одного или нескольких импульсов) на такте расширения в интервале 40 - 100 град. п.к.в. При этом датчик регистрации 2 фиксирует наличие или отсутствие диагностических пробоев. Электронный блок 3 по наличию или отсутствию диагностических пробоев (а также и основного) формирует выходной сигнал, соответствующий отсутствию или наличию процесса воспламенения. The device operates as follows. At the beginning, the device in the usual way forms on the spark plug 6 the main spark discharge, which provides ignition of the working mixture at the compression stroke. The registration sensor 5 notes this fact and an electrical signal is supplied from it to the electronic unit 3, which, using the crankshaft angular position sensor 2, provides high-voltage diagnostic pulses (in the form of a series of one or more pulses) on an expansion cycle in the range 40 - 100 hail. p.c. In this case, the registration sensor 2 detects the presence or absence of diagnostic breakdowns. The electronic unit 3 by the presence or absence of diagnostic breakdowns (as well as the main one) generates an output signal corresponding to the absence or presence of the ignition process.

Таким образом, предложенное устройство диагностики пропусков воспламенения в цилиндрах ДВС в сравнении с прототипом обеспечивает большую достоверность получаемого результата, простоту установки, применение на любых ДВС с искровым зажиганием и возможность использования на станциях техобслуживания. Thus, the proposed device for the diagnosis of misfire in the internal combustion engine cylinders in comparison with the prototype provides greater reliability of the result, ease of installation, use on any internal combustion engines with spark ignition and the possibility of use at service stations.

Claims

1. A method for diagnosing misfires in the cylinders of an internal combustion engine, which consists in registering an electrical signal in a high-voltage circuit of the ignition system in the presence of breakdown between the spark plug electrodes, characterized in that a series of separate diagnostic pulses with a voltage value providing a breakdown between the electrodes of the spark plug in the case of previous non-ignition in the cylinder or the absence of breakdown in the case of previous ignition, p In this case, the presence or absence of an electric signal in the high-voltage circuit of the spark plug is recorded and, based on its presence, a conclusion is made about the misfire in this cylinder.

2. The method according to claim 1, characterized in that the magnitude of the diagnostic voltage on the electrodes of the candle is selected from the conditions of reliable non-ignition of the unburned mixture.

3. A diagnostic device for misfiring in the cylinders of an internal combustion engine, comprising a power source, a crankshaft angular position sensor, an electronic unit, ignition coils connected to the electronic unit, spark plugs and breakdown detection sensors between the spark plug electrodes, characterized in that the electronic unit is made with the ability to supply diagnosed cylinders to the candles on the expansion stroke of additional diagnostic pulses, the voltage value providing a breakdown between the electrode E candles in the case of the preceding cylinder Nonincendive or absence of breakdown in the case of prior ignition, and for each cylinder and igniting the diagnostic pulses are formed on the same ignition coil.