DE3400786A1

DE3400786A1 - Zuendungsmessgeraet

Info

Publication number: DE3400786A1
Application number: DE19843400786
Authority: DE
Inventors: Dieter 7326 Heiningen Nemec
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-01-12
Filing date: 1984-01-12
Publication date: 1985-07-18
Also published as: DE3400786C2; JPH0652076B2; JPS60159655A

Description

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T.12.1983 Fd/Le „

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Zündungsmeßgerät

Stand der Technik ,

Die Erfindung geht aus von einem Zündungsmeßgerät nach der
Gattung des Hauptanspruches. Zündungsmeßgeräte zur Be- ;

Stimmung der Drehzahl und des Verstellwinkels einer .Brenn- \ kraftmaschine sind allgemein bekannt. Solche Zündungsmeß- . | geräte werden üblicherweise an lie Klemme 1 und die |

Klemme 15 eines Kraftfahrzeuges angeschlossen. Die Klemme \ 1 führt dabei die niederspannung für die Zündspule und die ! Klemme 15 ist der Ausgang des Fahrschalter. Des weiteren
wird oftmals eine Triggerzange an ein Zündkabel angeschlossen. Mit den so aufgenommenen Signalen ist es nunmehr möglich, die Drehzahl des Motors zu ermitteln und
Impulse zu erzeugen, die zum Zünden einer Stroboskoplampe dienen, so daß der Verstellwinkel geprüft und gegebenenfalls eingestellt werden kann. Zur Durchführung der Messung
benötigen daher diϊ bekannten Zündungsmeßgeräte eine Vielzahl von KabelverbLndungen mit dem Motor. Da im Kraftfahrzeug besonders im Bereich des Motors aufgrund der dort
auftretenden Hochspannungen oft mit Übersprechen und sonstigen elektrischen und magnetischen Störungen zu rechnen

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i:;t, iiind die bekannten \i inr ichtunf/^n empfindlich gegen induktive und kapazitive elektrische Störimpulse, die insbesondere über die Triggerzange in das Meßgerät gelangen. In vielen Fällen neigen daher die Zündungsmeßgeräte zu Fehlmessungen oder aber es sind Potentiometer vorgesehen, mit denen die Triggerzangenempfindlichkeit so einstellbar ist, daß nur die eigentlichen Triggerimpulse zum Meßgerät gelangen. Die bekannten Meßgeräte erfordern daher zu Durchführung von Messungen ein ausgebildetes Personal, das einerseits die' rieht igen Anschlüsse vornimmt und andererseits in der Lage ist, das Meßgerät so zu bedienen, daß Fehlmessungen vermieden werden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Zündungsmeßgerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß einerseits nur ein Anschluß zum Motor, beispielsweise über eine Triggerzange erforderlich ist, und daß die Empfindlichkeit des Meßgerätes adaptiv den jeweiligen Gegebenheiten im Motor angepaßt wird. Das Zündungsmeßgerät hat daher den Vorteil, daß es einerseits leicht zu bedienen ist und andererseits Fehlanschlüsse ohne Schwierigkeiten vermeidbar sind.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Zündungsmeßgerätes möglich. Vorteilhaft ist es, die Drehzahl aus dem aktuellen Zündsignal und dem vorherigen Zündsignal zu bestimmen, wenn die Zykluszeit zwischen den letzten beiden Zündsignalen einen vorgegebenen vergangen Wert nicht unterschreitet,

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der in der vorhergehenden Zykluszeit bestimmt wurde. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß Gtorimpulse, lie während zweier Zündoignale aufgefangen werden, nicht zu einer Verfälschung des Meßergebnisses führen, da "bei einem Motor die Drehzahländerung auch bei starkem Beschleunigen und starkem Abbremsen zwischen zwei Umdrehungen sich nur in einem beschränkten Rahmen bewegen kann. Wird dieser Rahmen überschritten, ist mit einer fehlerhaften Drehzahlanzeige zu rechnen, so daß das Ergebnis unterdrückt wird. Der Blitzzeitpunkt wird zweckmäßigerweise aus dem Zündsignal bestimmt, dem eine Verstellzeit zugefügt wird,die aus der Drehzahl und dem eingegebenen Verstellwinkel des vorhergehenden Zyklus bestimmt ist. Durch diese Maßnahme wird gesichert, daß die letzte einwandfreie Drehsahlermittelung zur Bestimmung der Verstellzeit dient unabhängig davon, ob zwischendurch Fehlmessungen aufgetreten sind. Die Signale sind daher besonders zuverlässig. Die Abgabe eines Blitzimpulses wird unterdrückt, wenn seit dem letzten Blitzimpuls nicht eine bestimmte Zeit überschritten ist. Unnötige Blitze werden dadurch verhindert, insbesondere wenn die Drehzahl hoch, ist. Durch die Trägheit des menschlichen Auges ist eine Blitzimpuls.folge ausreichend=, der das menschliche Auge gerade nicht :u folgen vermag. Weitere Blitzimpulse, die zum Auslösen des Stroboskopblitzes führen würden, verringern einerseits die Lebensdauer der Stroboskoplampe und erfordern andererseits große Konden-

satoren und Ladeeinrichtungen zur Bereitstellung der Blitzenergie, was im Hinblick auf die Handlichkeit der Geräte und deren Lebensdauer nicht '.Tvünscht ist. Vorteilhaft ist es auch, den zukünftigen Vergangsheitswert aus der letzten Meßzahl und den alten Vergangenheitswert zu bilden, wobei die beiden Größen unterschiedlich gewichtet sind. Durch eine hohe Gewichtung der Meßzahl läßt sich ein schnelles Adaptionsverhalten erreichen, so daß die Zahl der Fehlimpulse, die zur Auswertung gelangen, sehr schnell gering ist, andererseits läßt sich durch eine hohe Gewichtung des Vergangenheitswertes erreichen, daß die Meßempfindlichkeit nicht schnell durch einige schwache oder starke Impulse verändert werden, so daß die nachfolgenden Signale falsch oder unvollständig berücksichtigt sind. Durch die Auswertung der Zündenergie in Form der Meßzahl wird auf jeden Fall erreicht, daß schwache Impulse, die aufgrund von Störungen an den Eingang des Zündungsmeßgerätes gelangen, nicht zur weiteren Datenverarbeitung zur Verfugung stehen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und Figur 2 ein Strukturdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Mikroprozessors in Figur 1.

Beschreibung des Aus f ührungsbei s'piels

In Figur 1 ist schematisch eine Triggerzange 1 dargestellt, die beispielsweise an einem Zündkabel angeklemmt ist. Für andere Anwendungsfällen ist es jedoch auch möglich, statt der' Triggerzange Steckkontakte vorzusehen. Die Triggerzange

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steht mit einer Auswerteschaltung 2 in Verbindung, durch die ein Triggersignal "beim Auftreten eines Zündimpulses erzeugt wird und in der des weiteren Einrichtungen vorgesehen sind, mit der die Zündenergie bestimmbar ist. Zur Bestimmung der Zündenergie ist beispielsweise der Zündimpuls gleichzurichten und das gleichgerichtete Spannungssignal aufzuintegrieren, was im einfachsten Fall mittels eines Kondensators- «rfolgt. Um die digitale Datenverarbeitung durch den Mikroprozessor 5 su realisieren, ist beispielsweise das Kondensatorsignal mittels eines Analog-Digital-WandLers in ein digitales Wort umzuwandeln, was an der Da'enleitung k- anliegt. Als Triggersignal dient beispielsweise die ansteigende Planke des von der Triggerzange 1 aufgenommenen Zündimpulses. Das Triggersignal liegt an der Leitung 3 an. Eine beispielsweise verwendbare Eingangsschaltung ist im übrigen in der Patentanmeldung 32 hl 038 beschrieben. Das digitalisierte Zündenergiesignal, das als digitales 8-Bit-Wort an der Leitung U anliegt, ist zu einem Port P eines Mikroprozessors 5 geführt. Das Triggersignal gelangt über die Leitung 3 zum Timer-Eingang T des Mikroprozessors 5· Als Mikroprozessor ist beispielsweise der Typ HDÖ3O1 der Firma Hitachi geeignet. An eimern weiteren Port ist über eine Datenleitung eine Tastatur 6 an de,n Mikroprozessor 5 angegeschlossen. Der Mikroprozessor 5 weist zwei Ausgänge auf, wobei an dem einen Ausgang eine Anzeigeeinheit 7 angeschlossen ist und an dem anderen Ausgang eine Stroboskopeinrichtung 8. Während der Anzeigevorrichtung T auf der Datenleitung in Form von binären Worten die Anzeige direkt zugeführt ist, werden zur Stroboskopeineinrichtung 8 Blitzimpulse vom Mikroprozessor 3 abegeben, die zur Auslösung des Blitzes ier Stroboskoplampe

bai; g ι; ü ·ά rn t e G^r.-rät, ist zweckmäßiger Weise in einem Gehäuse untergebracht, wobei nicht auszuschließen

j ist, daß "beispielsweise die Stroboskopeinrichtung 8 vom

'■ Zündungsmeßgerät abgesetzt angeordnet ist.

Die Wirkungsweise der Anordnung sei anhand des Strukturdiagrammes nach Figur 2 näher erläutert. Der Mikroprozessor 5 befindet sich in der Startstelle 9 in Bereitschaft, um Signale vom Timer-Eingang T zu erwarten. Wird von der Auswerteschaltung 2 ein Triggersignal an den Timer-V. Eingang T abgegeben, so wird der Programmablauf gestartet. An der Stelle 10 wird der Zeitpunkt t des Einganges des Zündsignales erfaßt und festgehalten. Nach Ablauf einer kurzen vorgegebenen Zeit wird über den Port P der Energiegehalt des Zündimpulses abgefragt der zur Auslösung des Triggersignales in der Auswerte— schaltung diente. Dieser Energiegehalt M , der als digitales Wort am Eingang des Mikroprozessor anliegt, wird erfaßt und in der Abfragestelle 12 mit dem ersten Vergangenheitswert V _ der vorhergehenden Messung verglichen. Ist der relative Wert des Energiegehaltes, der in Form der Meßzahl M vorliegt, kleiner als der erste Vergangenheitswert, so wird lavon ausgegangen, daß ein Störimpuls vorlag, da über Licherweise zu erwarten ist, daß der Energiegehalt eines jeden Zündimpulses im wesentlichen gleich ist. Schwache Signale führen daher zu einem Abbruch der Messung, so daß sofort zum Programmende 20 gesprungen wird. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß Störimpulse mit schwachem Energiegehalt nicht zur Auswertung gelangen. An der Abfragestellung 13 wird geprüft, ob eine bestimmte Blitzwartezeit BW bereits überschritten ist. Im Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß eine Blitzfrequenz

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von über 20 Hz aufgrund der Trägheit des menschlichen Auges keine optische Verbesserung des Ergebnisses bringt. Die Blitzwartezeit "beträgt daher 0,05 s. Ist diese Blitzwartezeit noch nicht erreicht, wird in diesem Meßzyklus die Abgabe eines Blitzimpulses verhindert. Dadurch ist es möglich, die Strob'oskopeinrichtung wesentlich zu vereinfachen. Die Kondensatoren zur Speicherung der Zündenergie für den Stroboskopblitζ können entsprechend der vorgewählten maximalen Zündimpulsfolge ausgewählt werden und entsprechend klein gehalten werden. Durch die festgelegte maximale Anzahl der Blitze erhöht sich zudem die Lebensdauer der Stroboskoplampe. Soll ein Blitz ausgelöst werden, da die Wartezeit überschritten ist, so wird im '

Block 1U die Blitzzeit berechnet. Die Blitzzeit t geht ^:

aus von dem Zeitpunkt .des Eingangs des Triggersignals t zuzüglich der Verstellwinkelzeit t ., die im vorher-

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gehenden Durchlauf berechnet wurde. Nach Erreichen des Blitzzeitpunktes t_ wird der Bli-zimOuls ausgelöst. Die Zykluszeit ZZ wird im Block 15 berechnet. Sie bestimmt sich aus dem Zeitpunkt des augenblicklichen Zündsignals ■

t subtrahiert mit dom Zeitpunkt des Zündsignals des vorhergehenden Durchlaufs t . In d'^r Abfrage 16 wird überprüft, -_; ob die Zykluszeit in etwa der Zykluszeit entspricht, die I

beim letzten Programmdurchlauf ermittelt worden ist. Da auch bei starker Beschleunigung oder starkem Abbremsen des Motors eine Änderung der Zykluszeiten nur im geringen i

Rahmen möglich ist, wird dann, wenn die neuberechnete j

Zykluszeit einen vorgegebenen Wer* unterschreitet, darauf geschlossen, daß trotz ausreichender Meßzahl ein Fehlimpuls vorlag. Das Programm wird dann beendet. Liegt; die Zykluszeit im vorgegebenen Rahmen, so wird i.™ Block IJ der Vergangenheitswert V berechnet. Dieser neue Vergangenhei K. swer*. V ben ^Ä ^ η

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M üowie dem vorher ermittelten Vergangenheitsvert 7 „ Durch die Faktoren a und b ist eine Gewichtung des Vergangenheit swerts als auch des Meßwertes M möglich. Eine hohe Gewichtung des Meßwertes M bedingt, daß der neue Vergangenheitswert V sehr schnell an eine neue Meßaufgabe adaptiert ist. Eine hohe Berücksichtigung der Vergangenheitswerte bedingt, daß die Meßschaltung über lange Zeit hinweg ein stabiles Empfindlichkeit sverhalten aufweist, so daß eine schleichende Verschlechterungen der Meßsignale nicht zu Fehlmessungen führen. Je nach dem gewünschten Verhalten ist die Gewichtung zwischen den beiden Werten durchzuführen. Der Vergangenheitswert V liegt in seinem Wert etwas niedriger als die zu erwartende Meßzahl M für den Energiegehalt im nächsten Programmdurchlauf.

Im Block 18 wird nunmehr die Drehzahl aus der Zykluszeit des Blocks 15 bestimmt, hierbei ist jedoch noch zu berücksichtigen, ob beispielsweise ein Zwei-Taktoder ein Vier-Takt-Motor Meßobjekt ist. Dies kann über die Tastatur 6 eingegeben werden. Aus dem gewünschten Verstellwinkel im Verhältnis zum gesamten Winkel von 36Ο und der zuvor ermittelten Drehzahl läßt sich nunmehr auch die Verste1Lzeit ermitteln, die in der darauffolgenden Periode zur Bestimmung dt-s Blit zimpuls Zeitpunkt es benötigt wird. Nach Erreichen des i'rogrammendes 20 springt das Programm wieder an den Programmanfang 9 zurück und erwartet das nächste Zündsignal.

Durch das adaptive Verhalten des Auswerteprogrammes können Störungen, z.B. durch benachbarte Zündleitungen und Fehlzündungen, erkannt und ausgeblendet werden. Weiterhin paßt sich die DrehzahlerKennung auch an zeitliche Veränderungen des Signals an, die z.B. durch sich

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langsam erhöhende Motorteaperatur, durch extreme Drehzahl, oder sieh ändernde Batteriespannung im Fahrzeug hervorgerufen werden können. Änderungen, die auszugleichen sind, sind auch bei einem Viechsei des Meßobjektes zu erwarten.

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Claims

T. 12.1983 Pd/Le

ROBERT BOSCH GMBH₅ TOOO STUTTGART 1

Ansprüche

1 .) Zündungsmeßgerät insbesondere zur Bestimmung der Drehzahl und des Verstellwinkels bei einer Brennkraftmaschine, mit einem Signaleingang, an dem vorzugsweise eine Triggerzange anschließbar ist, und mit einer Auswerteschaltung, an der eine der Zündenergie entsprechende Spannung und ein Triggersignal abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggersignale nur dann ausgewertet werden, wenn die Zündenergie (M ) einen vorgegebenen, aus den vergangenen Zündimpulsen ermittelten Wert (V _ ) übersteigt.
2. Zündungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl aus dem aktuellen Zündsignalzeitpunkt (t ) und dem vorhergehenden Zündsignalzeitpunkt (t ) bestimmt wird, wenn die Zykluszeit (ZZ ) zwischen den letzten beiden Zündsignalen einen vorgegebenen vergangenen" Wert; (ZZ ., ) nicht unter-

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schreitet, der in einer der vorhergehenden Zykluszeiten bestimmt wurie.

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3. Zündungsmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet, daß der Blitzimpuls für eine Stroboskoplampe aus dem Zündsignalzeitpunkt bestimmt wird,
dem eine Verstellzeit zugefügt wird, die aus der Drehzahl und aus dem eingegebenen Verstellwinkel des vorhergehenden Zyklus bestimmt ist.

h. Zündungsmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Blitzimpulse unterdrückt werden, wenn seit dem letzten Blitzimpuls eine bestimmte Zeit nicht überschritten ist.

5· Zündungsmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zukünftige
Vergangenheitswert aus der letzten Meßzahl (M ) und dem alten Vergangenheitswert (V ,) gebildet wird, wobei die Größen unterschiedlich gewichtet sind.

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