DE2731249A1

DE2731249A1 - Verfahren und vorrichtung zur kompressionspruefung ueber die kurvenform des anlasserstromes

Info

Publication number: DE2731249A1
Application number: DE19772731249
Authority: DE
Inventors: Jun Eldon Marvin Sutphin
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1976-10-12
Filing date: 1977-07-11
Publication date: 1978-04-13
Also published as: IL52371A0; JPS5348105A; JPS5522611B2; GB1540350A; EG12991A; IL52371A; CA1069178A; IT1080682B; FR2375592B1; DE2731249B2; DE2731249C3; FR2375592A1; US4062232A

Description

RCA 7O,447 Sch/Ba Li >>**.·** U.S. Ser. No. 731,209 MmimiwM»

vom 12. Oktober 1976 ' Dr. Dieter ν. Bezoltf

Dfpl.-ir.g. Peter Schütz Dipl.-ing. Wo!fgr.rsg Hausier

8 Manchen 60, Poetisch 860668

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zur Kompressionsprüfung über die Kurvenform des Anlasserstromes

Es ist bekannt, daß man die Kompression einer Innenbrennkraftmaschine (nachfolgend als Motor bezeichnet) durch Messung des Stromes testen kann, welchen der Anlasser aufnimmt, wenn er den Motor bei ausgeschalteter Zündung im Falle eines Bezinmotors und bei gesperrter Kraftstoffzufuhr im Falle eines Dieselmotors durchdreht. Diesbezüglich wird auf die üS-PSen 3 839 906 und 3 952 586 verwiesen. Der Anlasserstrom ändert sich, wobei Maximalwerte zeitlich entsprechend den Kompressionshüben des Motors auftreten. Gemäß der ersten der beiden soeben erwähnten Patentschriften werden 1. Stromspitzen verglichen, um zu bestimmen, ob einige Zylinder eine wesentlich niedrigere Kompression als andere haben, und wenn die Kompression der Zylinder im wesentlichen gleich ist, wird 2. der höchste Spitzenstrom im Verhältnis zum mittleren Strom gemessen, um zu bestimmen, ob alle Zylinder weniger als einen befriedigenden Kompressionswert aufweisen. Fällt der erste Test ungünstig aus, dann sind Reparaturen von Teilen oder zugehörigen Teilen eines oder mehrerer einzelner Zylinder notwendig. Wenn der zweite Test ungünstig ausfällt, sind Reparaturen an allen Zylindern oder an Teilen erforderlich,

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welche zu allen Zylindern gehören.

Im Falle symmetrischer Motoren haben die Kompressionshübe der einzelnen Zylinder den gleichen zeitlichen Abstand, und die Kurvenform des Anlasserstroms enthält dementsprechend Stromspitzen, die zeitlich in gleichem Abstand voneinander liegen. Jede Stromspitze repräsentiert die Höhe der Kompression im zugehörigen Zylinder des Motors. Im Falle unsymmetrischer Motoren haben die Kompressionshübe jedoch nicht den gleichen zeitlichen Abstand und die Amplitude der zu einem Zylinder gehörigen Stromspitze kann durch den Kompressionshub eines anderen Zylinders infolge einer zeitlichen Überlappung verfälscht werden. Daher können die Amplituden der einzelnen Stromspitzen nicht zur Bestimmung der Kompressionshöhe der entsprechenden einzelnen Zylinder herangezogen werden.

In einem System gemäß der hier beschriebenen Erfindung wird die Kompression in Zylindern einer Innenbrennkraftmaschine durch Analysierung des AnlasserStroms untersucht, wenn die Maschine ohne Zündung oder ohne Brennstoffzufuhr durchgedreht wird. Die Bereiche unter ausgewählten Zyklen der Stromform werden integriert, und die integrierten Werte werden miteinander verglichen, um festzustellen, ob Zylinder eine ungenügende Kompression haben.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Testen der relativen Kompression in einzelnen Zylindern einer Innenbrennkraftmaschine und

Fig. 2 Kurvenformen zur Erläuterung der Betriebsweise der in Fig. 1 dargestellten Anordnung.

Gemäß Fig. 1 ist eine Autobatterie 10 über einen Anlasserschalter 11 und eine Leitung 12 mit einem Anlasser 13 verbunden. Mit

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elner Stroiraneßzange 14 läßt sich eine Anlasserstromform A gemäß Fig. 2 an einem Punkt 15 ableiten, welche eine hohe Anfangsspitze 16 hat, die auftritt, wenn der Anlasserschalter 11 geschlossen wird. Danach geht die Stromform in einen eingeschwungenen Zustand über, der eine getreue Wiedergabe der sich verändernden Belastung des Anlassers infolge der Kompressionshübe der einzelnen Zylinder des Motors darstellt, wenn der Motor ohne Zündung oder ohne Kraftstoffzufuhr durchgedreht wird.

Der Motor ist hier ein unsymmetrischer Motor, bei welchem die Kompressionshübe zeitlich ungleiche Abstände haben. Zylinderpaare, deren Kompressionshübe sich teilweise überlappen, erzeugen Doppel-Maximumzyklen 34, 35 und 36. Die Zyklen 34 und 36 haben Einzelmaxima gleicher Amplituden, welche Zylindern gleicher Kompression entsprechen. Im Zyklus 35 hat ein Maximum 37 eine geringere Amplitude als das andere Maximum 38. Das Maximum 37 entspricht einem Zylinder nicht ausreichender Kompression. Jedoch können die relativen Kompressionen der Zylinder aus den entsprechenden Maxima in der Kurve A nicht zufriedenstellend bestimmt werden, weil die Amplituden der einzelnen Maxima durch Maxima verfälscht werden, die Zyliidern mit zeitlich überlappenden Kompressionshüben entsprechen.

Der Strom A wird über die Leitung 16 dem Eingang eines Operationsverstärkers 17 zugeführt, der als Schwellwertdetektor betrieben wird und an seinem Ausgang die Kurvenform B (Fig. 2) auf der Leitung 18 liefert, wennimmer das Signal A den Wert einer am Anschluß 19 zugeführten Bezugsspannung überschreitet. Dies tritt während des Zeitraums ein, in welchem der Anlasserschalter 11 geschlossen ist. Die Vorderflanke des Signals B löst über übliche Zeitsteuerschaltungen 24 Schaltersteuersignale C, D, H und K auf Leitungen 20, 21, 22 bzw. 23 aus.

Das Signal A am Punkt 15 wird einer Gleichspannungs-Wiederherstellungsschaltung 25 zugeführt, welche ein RC-Glied 26 enthält. Das Signal gelangt zu einem Punkt 27 und über einen Operations-

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verstärker 28 und einen geregelten Verstärker 29 (etwa die integrierte RCA-Schaltung 68880) zu einem Schaltungspunkt 30. Eine Rückkopplungsschleife vom Schaltungspunkt 30 zum Schaltungspunkt 27 enthält einen Operationsverstärker 31, einen Widerstand 3 2 und eine Diode 33. Der Verstärker 31 hat einen Bezugsspannungseingang, dem eine Spannung von 1 Volt zugeführt wird, so daß die Schaltung als Gleichstrom-Wiederherstellungsschaltung arbeitet, welche die negativen Spitzen des Signals E am Schaltungspunkt 30 auf 1 Volt unter Null- oder Massepotential hält.

Der Schaltungspunkt 27 liegt über einen Arbeitskontakt 41 an Masse. Der Schalter wird unter Steuerung durch das Signal C (wenn dieses positiv gerichtet ist) über die Leitung 20 von den Zeitsteuerschaltungen 24 aus geschlossen und zwar vom Zeitpunkt der Anfangsstromspitze 16' im Signal A bis zum Zeitpunkt 40, wo das Signal A den eingeschwungenen Zustand erreicht hat.

Ein Arbeitskontakt 42 liegt zwischen Masse und einem Belag eines nicht dargestellten Kondensators im regelbaren Verstärker 29, an welchem die Regelspannung in diesem erzeugt wird. (Der Schalter ist infolge des positiv gerichteten Teiles des Signals B geschlossen und in anderen Zeiten geöffnet.) Daher begrenzt der Verstärker 26 normalerweise die Amplitude des Ausgangssignals am Schaltungspunkt 30 auf einen gewünschten Pegel, arbeitet jedoch mit voller Verstärkung, wenn der Schalter 4 2 infolge des Signals D geschlossen ist, nämlich vom Zeitpunkt der Stromspitze 16* bis zum Zeitpunkt 46. Infolge der Wirkung der Schalter 41 und 42 ist das Signal E am Punkt 30 bis zum Zeitpunkt 40 etwa 0, nach welchem der Verstärker 29 das Signal A bis zum Zeitpunkt 46 voll verstärkt, wo der Verstärker 29 dann als geregelter Verstärker arbeitet.

Das Signal E am Schaltungspunkt 30 wird einem Integrator 50 zugeführt, der einen Widerstand 48, einen Operationsverstärker 49 und einen Rückkopplungsintegrationskondensator 51 enthält. Der Kondensator 51 wird durch einen Arbeitskontakt 43 überbrückt,

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der durch die positiv gerichteten Impulse des Signals F geschlossen wird, welches durch den übersteuerten Verstärker 54 aus den negativen Spitzen des Signals E abgeleitet wird. Jeder der Impulse des Signals F veranlaßt ein Entladen des Integrationskondensators 51, dem der nächste Zyklus der Integration der Fläche unter dem Signal E folgt. Das Ausgangssignal des Integrators 50 am Punkt 55 ergibt sich dann gemäß der Kurvenform G in Fig. 2.

Wie man sieht, enthält das Signal G die Integrationsspitzen 34', 35' und 36', welche die integrierten Flächen der Doppel-Maximumzyklen 34, 35 bzw. 36 darstellen. Die Integrationsspitze 35' ist niedriger als die Spitzen 34' und 36', weil die Spitze 35' das Integral eines kleinen Kompressionsmaximums 37' und eines normalen Kompressionsmaximums 38' ist. Die Amplitude der Kompressionsspitze 35' wird nicht durch die Größe der zeitlichen Überlappung zwischen den Kompressionshüben entsprechend den Maxima 37' und 38' beeinflußt.

Das Signal G am Punkt 55 wird einem regelbaren Verstärker 56 zugeführt, der gesperrt wird durch Schließen des Arbeitskontaktes 44 unter Steuerung durch den positiv gerichteten Teil des Signals H bis zu dessen Rückflanke 57. Danach gibt der Verstärker 56 eine in der Verstärkung geregelte Ausgangsspannung auf der Leitung 58 ab, welche in Fig. 2 mit J bezeichnet ist. Der Zweck des geregelten Verstärkers 56 liegt in der Sicherstellung eines Integrationssignales J auf der Leitung 58, welches trotz großer Änderungen der Amplituden des Motorsignals unterschiedlicher Motoren eine normierte Amplitude hat.

Das normierte Signal J auf der Leitung 58 wird über einen Arbeitskontakt 45, der durch den positiv gerichteten Teil des Zeitsteuersignals K geschlossen wird, einer Vergleichsschaltung 6O zugeführt. Diese erzeugt auf der Leitung 62 ein Ausgangssignal TEST UNBEFRIEDIGEND, wenn die niedrigste Integrationsspitze des Signals J um einen nennenswerten Anteil kleiner als die höchste Integrationsspitze des Signals J ist. Es ist bekannt,

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daß mindestens ein Zylinder eine ungenügende Kompression hat, wenn die eine Integrationsspitze 35" im Signal J beispielsweise 15% oder mehr niedriger als die höchste Integrationsspitze ist. Anders ausgedrückt, ist die Kompression nicht ausreichend, wenn das Verhältnis zwischen der kleinsten und der größten Integrationsspitze 0,85 oder niedriger ist.

Sämtliche Schalter 41, 42, 43, 44 und 45 können in der Praxis durch elektronische Schalter, wie Transistoren, gebildet werden und durch den positiv gerichteten Teil eines ihnen zugeführten Steuersignals geschlossen werden.

Die Vergleichsschaltung 60 kann durch einen Analog/Digital-Konverter 64 gebildet werden, welcher kontinuierlich die Amplitude des Analogsignals J abfühlt und die Analogwerte in Digitalsignale auf der Ausgangsleitung 65 umwandelt. Die Digitalsignale werden einem Mikroprozessor 66 zugeführt, der so programmiert ist, daß er den der niedrigsten Spitze des Signals J entsprechenden Digitalwert mit dem der höchsten Spitze des Signals J entsprechenden Digitalwert vergleicht und ein Ausgangssignal auf der Leitung 62 zum Anzeigegerät 70 erzeugt, welches anzeigt, ob der Unterschied größer als ein vorbestimmter Prozentsatz, wie 15%, ist. Wenn der Unterschied größer als der vorbestimmte Prozentsatz ist, dann weiß man, daß die Kompression in einem oder mehreren Zylindern des Motors ungenügend ist und daß entsprechende Korrekturmaßnahmen getroffen werden müssen.

Die Erfindung ist vorstehend als besonders brauchbar zur Feststellung ungenügender Kompression einzelner Zylinder einer unsymmetrischen Brennkraftmaschine erläutert worden, deren Kompressionshübe ungleiche Zeitabstände haben. Es versteht sich jedoch, daß die Anordnung auch vielseitiger verwendbar ist und sich in gleicher Weise zur Untersuchung symmetrischer Motoren eignet, deren Kompressionshübe gleichmäßige Abstände haben. In einem solchen Fall entspricht jeder Integrationszyklus dem Kompressionshub eines einzelnen Zylinders. Es versteht sich auch für

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den Fachmann, daß das in Fig. 1 veranschaulichte und hier beschriebene Gerät lediglich als eine eine Anzahl von Geräteausführungen anzusehen ist, welche nach dem erfindungsgemäßen Prinzip arbeiten.

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Claims

Patentansprüche

vorrichtung zum Feststellen ungenügender Kompression in einzelnen Zylindern einer Innenbrennkraftmaschine, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (14) zur Ableitung einer Anlasserstromkurve, wenn der Motor bei gesperrter Zündung oder Kraftstoffzufuhr durchgedreht wird, wobei die Stromkurve Zyklen hat, die jeweils mindestens einem Kompressionshub entsprechen, durch einen Integrator (50) zur Integration der Fläche unter jedem der Zyklen zur Erzeugung eines entsprechenden Integrationssignals, und durch eine Vergleichseinrichtung (60) zum Vergleich der Amplituden des kleinsten und des größten Zyklus und Anzeige, wann ihr Verhältnis kleiner als ein vorbestimmter Wert ist zur Feststellung ungenügender Kompression in mindestens einem der Zylinder des Motors.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein unsymmetrischer Motor ist und die Zyklen jeweils einer Gruppe von mindestens zwei Kompressionshüben entsprechen .
3) Verfahren zum Feststellen unzureichender Kompression in einzelnen Zylindern einer Innenbrennkraftmaschine, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Ermittlung der Anlasserstromkurvenform, wenn der Motor ohne Zündung und ohne Brennstoffzufuhr durchgedreht wird, wobei die Stromkurve Zyklen jeweils entsprechend mindestens einem Kompressionshub aufweist,

Integrieren der Fläche unter jedem der Zyklen zur Erzeugung entsprechender Integrationssignale und

Vergleichen der Amplituden des kleinsten und größten Integrationszyklus und Anzeigen, wann ihr Verhältnis kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, so daß eine unzureichende Kompression in mindestens einem der Zylinder des Motors festgestellt wird.

809815/0529 ORlGtNAL INSPECTED
4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein asymmetrischer Motor ist und daß die Zyklen jeweils einer Gruppe von mindestens zwei Kompressionshüben entsprechen .

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