SE458141B - Foerfarande och arrangemang foer att foerbaettra startfoermaagan, foeretraedesvis efter ett misslyckat startfoersoek foer en foerbraenningsmotor - Google Patents

Description

458 141 10 15 20 25 30 35 motorn har stannat och då företrädesvis efter ett misslyckat startförsök med stillastående motor. lægfmrlin' ' gens arxdanla" 'l Föreliggande uppfinning har till uppgift att styra ett tändsystem efter ett misslyckat startförsök, då motorn är stillastående eller i det närmaste stillastående, så att ett flertal gnistor initieras på alla tändstift trots en i det närmaste stillastående motor. Den över tändstiíten genererade gnistskuren bränner då bort eventuella avlagringar, så att tändstiften är i bästa kondition inför nästa startförsök. I detta syfte utmärkes det uppfinningsenliga förfarandet av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del.

Genom förfarandet erhålles en automatisk rengöring av tändstiften när motorn har stannat och i ett föredraget förfarande starnnotoraküveringen upphört cm motorn ej har start-at.

Förutsättningarna för att efterföljande startförsök ska lyckas förbättras därvid genom det uppfinningsenliga förfarandet. De beläggningar som sannolikt funnits pá tändstiften och som sannolikt omintetgjort startförsöket brännes effektivt bort genom gnismlmren.

I en föredragen utföringsfdnn kan föraren själv bestämma att en gnistskur ska genereras. Detta sker genom att en tändningsnyckel kvarhàlles i ett tändningsläge direkt efter det att ett startmotorlâge fràngàtts. Däremot medför en vridning av tändningsnyckeln till ett avstängt läge direkt efter startmotorläget att gnistskuren ej genereras.

Gnirstskuren kan genereras parallellt över alla tändstíften samtidigt. Men om tändsystemet innefattar endast en laddningsackumulator, företrädesvis en kondensator, kan gnistskuren genereras över tändorganæ cylindervis för att varje gnista skall ha rnaxinxal urladdningseffekt. 10 15 20 25 30 35 458 141 Giistorna i gnistskuren mäste genereras i en så tät följd att den bildade energin i gnistskuren åstadkommer avbränning av avlagringar kring tändstiftselektroderna. Frekvensen på gnistorna bör därför uppgà till minst 200 Hz.

Antalet gnistor i gnistskuren har ingen egentlig begränsning uppåt 'och kan i vissa fall uppgå till flera tusen gnistor per gnistskur.

Antalet skall dock per tändstift minst uppgå till 5-6 st vid tändsystem med en tändspänning kring 40000 volt under normala förhållanden.

Föreliggande uppfinning avser även ett arrangemang för utförande av det uppfinningsenliga förfarandet.

Arrangemanget innefattar därvid ett tändsystexn som generellt anges i patentkravets 8 ingress, vilket till stora delar motsvarar ett tändsystem som är tidigare angivet i vårt svenska patent SE 437 286, med :motsvarighet i US 4,637,368.

De utxnärkande särdragen för det uppfinningsenliga arrangenanget är angivna i den kännetecknande delen av patentkravet 8.

Det för arrangemanget utmärkande detekteringsorganet, vilket avkänner en notorrörelse, företrädesvis motorvarvtalet, ger till tändsystemet en signal om rnotorrörelsen saknas eller avtar vid ett startförsök. Detekteringsorganet kan utgöras av en separat logikkrets, men vid ett tândsystem av den typ som cxnnäxnnes i SE 437 286 innefattar detekteringsorganet med fördel en i en mikrodatorbaserad styrenhet inprograxmxerad jämförelsanodul. Geriom denna inprogranmering erfordras ej några tillkattnande komponenter, dà motorvarvtalet som utgör grunden för detekteringen avkärmes av styrenheten via en befintlig varvtalsgivare. Övriga utmärkande särdrag för uppfinningen framgår av patentkraven och den efterföljande beskrivningen av en exemplifierad utföringsform av uppfinningen.

Beskrivningen sker med hänvisning till bifogade figurer, av vilka 458 lO 15 20 25 30 35 141 Figur l visar ett blockschema över ett uppfinningsenligt arrangemang vid en förbränningsxnotor, Figur 2 visar ett kopplingsschema för förbränningsmotorns tändsystan, och I Figur 3 visar ett flödesschema för detektering av ett avbrutet startförlopp.

Av figur l framgår hur en signal leds från en på en Ottcxnotor 1 anbringad vevaxelgivare 7 via en ledning 8 till ett motorns tändning styrande Inikrodatorstyrt tändsystern 2. Detta innefattar en styrenhet 3, i 'vilken en mikrodator på grundval av inkommande data på dataledningar 8,8' respektive 8" från vevaxelgivaren 7, en inloppstryckgivare 7' ', en mtortemperaturgivare 7' samt eventuella ytterligare givare beräknar tidpunkt för tändning i respektive cylinder. Tåndysterraet 2 innefattar även en detekteringskrets 5 som är förbunden med dataledníngen 8 där detekteringskretsen avkänner an motorrörelsen alternativt motorvarvtalet saknas respektive avtar efter ett startförsök scm åtminstone bibringat :rotorn viss rörelse respektive till ett visst varvtal. Detekteringskretsen 5 ger då en signal till styrenheten 3 pà ledningen 6. Tändsystenet 2 är av kapacitiv typ och innefattar vidare en uppladdningskrets 4 samt urladdningskretsar 9 och tändkretsar 10 för respektive cylindrars Cl,C2,C3,C4 tändstift 11-14 i Ottcmotorn.

I figur 2 visas ett, kopplingsschezzwa för ett utföringsexenpel på ett tändsysten enligt föreliggandeuppfinrxing. Av tändstiften 11-14 i figur 1 återges här endast schenatiskt tärxdstiften ll och 13 vilka är förbundna vart och ett med var sin sekundärlindning 15,16 hos ett motsvarande antal tändspolar 17,18. Tändspolarnas 17,18 primärlindningar 21,22 är var och en seriekopplade med var sitt strömbrytarorgan 23,24, här utformade som triacar. Varje primärlindning 21,22 och triac 23,24 utgör en urladdningskrets 25,26 som är kopplad parallellt med en tändkondensator 20 i en ledning 27.

Såsom uppladdningskrets för tândkondensatorn 20 användes en parallellt med tändkondensatorn 20 kopplad spole 28, fortsättningsvis benämnd drossel, kopplad i serie med-en diod 29 i 10 15 20 25 30 35 458 141 en ledning 31. ledningen 27 rned tändkondensatorn 20 och samtliga därmed parallellkopplade ledningar 25,26,3l är á ena sidan anslutna till ett andra strömbrytarorgan 30, exempelvis en transistor, kopplad i serie med en andra diod 32 och en resistans 33 i en ledning 34 samt å andra sidan till en likströmskälla 35, företrädesvis ett l2 V batteri via en ledning 36 innefattande en tändningsnyckelsträxbrytare 37. Dioderna 29,32 är vända så att när transistorn 30 är öppen för strömgenomgáng kan ström matas från batteriet 35 genom ledningarna 31,34 till jord.

Triacarna 23,24 i urladdningskretsarna samt transistorn 30 i uppladdningskretsen styrs med signaler pá ledningar 44,45 respektive 46 från styrenheten 3. Till styrenheten 3 matas förutom de i figur l angivna insigxualerïxa på ledningarna 8 även en insignal avseende batteriets 35 spänningsnivå på en ledning 47. En ledning 48 förbinder styrenheten 3 med ledningen 34 mellan transistorn 30 och resistansen 33 och överför en mot uppladdningsstrëlmxen svarande potential till styrenheten 3. Via en ledning 49 med en resistans 42 och en diod 43 erhåller dessutom styrenheten 3 uppgift om tändkondensatorns 20 potential.

Såsom tidigare angetts så avkänner detekteringskretsen 5 motorrörelsen pâ dataledningen 8 och då misslyckat startförsök avkänts levereras en signal pâ ledning 6 till styrenheten 3.

Arrangernranget enligt figur 2 fungerar principiellt enligt följande. vid start av motorn sluter föraren manuellt strömbrytaren 37 i ledningen 36 vid tändningsnyckelns urvridning från ett avstängt läge. Strömbrytaren 37 är sluten såväl i ett tändningsläge som i ett startmotorläge. I startmotorläget aktiveras en Startmotor på i sig konventionellt sätt för att bibringa motorn l rotation. Då strömbrytaren 37 är sluten får tändsystemet spänningsxnatning via ledningen 36 och batteriet 35 till uppladdningskretsen 31,34 med drosseln 28, dioderna 29,32, transistorn 30 och resistansen 33 förbundna till jord. Vid start av motorn håller styrenheten 3 triacarna 23,24 stängda, medan transistorn 30 hàlles öppen för strömgenomgàng. När uppladdningsstrümxen och en häremot svarande 458 10 15 20 25 30 35 141 6 potential pà ledningen 48 nått en förutbestämd nivå bryter styrenheten 3 strömmen genom transistorn 30. I drosseln 28 upplagrad energi överföres därvid till kondensatorn 20 som därmed blir uppladdad. När därefter styrenheten 3 i beroende av insignalerna på ledningarna 8-8' ' avger utsignal till exempelvis triacen 23, vid den i styrenheten 3 och pâ basis av insignalerna beställda tårxdtidptlrñfiten, öppnas triacen 23 och tändkondensatorn 20 urladdas genom primärlindningen 21. Därvid genereras en tändspäxxning i sekundärspolen 15, vilket medför bildandet av en tändgrmista vid tändstiftet ll vid den bestämda tändtidpunkten.

Tändkondensatorns 20 potential avkännes av styrenheten 3 via ledningen 49 och när densamma fallit under ett förutbestämt värde startar styrenheten 3 en ny uppladdningscykel genom att på ledningen 46 leda en utsignal till transistorn 30 för öppning av densamma. Samtidigt har triacen 23 åter stängt ledningen 25 för strömgenomgàng. Detta medför att återuppladdningen av tändkondensatorn 20 startar omedelbart efter att urladdningen avslutats, så att kondensatorn 20 snabbt blir uppladdad för nästa tänddllfälle. Uppladdningstiden blir härigenom mellan~6 ms vid ll V batterispänning och upp till l2 ns eller åtminstone under 15 ms vid 5 V batterispänning.

Cm detektorlcretsen 5 avkânner att :rotorn l stannat eller att motorn i det närrnaste har stannat, utlägges en signal pà ledningen 6 till styrenheten 3. I en föredragen utföringsform sker denna detektering av motorns l rörelse enligt ett detekteringsprogram som visas i flödesschemat i figur 3. Så fort tändsystemet spänningssättes startar detekteringen i ett start-steg 50. Tiden mellan tvà pulser pá ledningen 8 från vevaxelgivaren 7 utnyttjas därvid för att detektera varvtalet på motorn l.

I ett efterföljande operationssteg 5l görs en jämförelse av cm det aktuella varvtalet är högre än ett visst minsta varvtal, vilket i detta exempel är 35 rgn. Detta minsta varvtal är valt så lågt att startvarvtal vid låga temperaturer ej ligger under detta värde. Om det i operationssteget 51 detekterade varvtalet ej ligger över 35 u 10 15 20 25 30 35 458 141 rpn så har ett startförsök ej inletts och programmet stegar då tillbaka till startsteget 50.

Ett startförsök detekteras genom att varvtalet överskrider det åsatta minsta varvtalet 35 rpm, varvid programnet stegar till ett operationssteg 52. Där sker en jäxnförelse av om varvtalet ligger över ett 'förutbestämt varvtal för att detektera om stabil motordrift föreligger och om startförloppet sålunda lämnats.

Företrädesvis àsättes det i operationssteget 52 förutbestämda varvtalet till dubbla normala startvarvtalet, exempelvis till 850 113m- Om det aktuella varvtalet ej ligger över 850 rpm så stegar programmet till ett operationssteg 53 där en jäxnförelse sker för att detektera om motorn har stannat eller i det närmaste har stannat. Det aktuella motorvarvtalet järnföres därvid lämpligen ned samma varvtal som i operationssteget 5l angav ett startförsök inletts, dvs 35 rpm. Om varvtalet ej underskrider 35 rpm, stegar programmet tillbaka till operationssteg 52.

Detta får som följd att programnet går mellan operationsstegen 52 och 53 tills notorn stannat eller uppnått stabil drift.

Om det i operationssteget 52 detekteras att stabil motordrift föreligger, stegar progranmet direkt till ett operationssteg 55 där programmet stannar så länge som tândsystemet är spänningssatt.

Men om det i operationssteget 53 detekteras att :rotorn har stannat, stegar programmet till ett operationssteg 54 där en signal på ledningen 6 avgives. Därefter stegar programmet till operationssteget 50 för att på nytt kunna detektera om ett efterföljande startförsök misslyckas. Härigenom ges ej en signal på ledningen 6 om en första aktivering av tändningsnyckeln till tändningsläget sker eller om motorn varit under etablerad stabil drift.

Styrenheten 3 erhåller sålunda pá ledningen 6 en signal som indikerar att ett startförsök misslyckats och att motorn är i det 458 141 10 15 20 25 30 35 närmaste stillastående. Omedelbart efter det att styrenheten 3 avkänt nämnda signal startar styrenheten 3 en rengörande fribräxaning av alla tändstift om tändningsnyckeln kvarhålles i tändningsläget direkt efter att startmotorläget lämnats och tändningssysterrmet fortfarande är spänningssatt.

Fribränningen av tändstiften ll-14 sker sàlurfia med stillastående notor och spänningssatt tändsystan genom att styrenheten 3 avger ett flertal styrsignaler i tät följd på ledningen 46, till uppladdningskretsen samt ledningarna 44 och/eller 45 till urladdningslcretsarna.

Fribräruxingen kan ske parallellt pá alla tändstift 11,13 genom att den på tändkondensatorn 20 upplagrade energin urladdas över alla tändstift 11-14 samtidigt genom samtidig styrsignalutläggning till triacarna 23,24.

För att erhålla maximal effekt i varje gnista kan styrenheten 3 styra så att fribränningen sker cylindervis. Den i uppladdningskretsen 9 upplagrade energin urladdas därvid över ett tändstift ll ett flertal gånger så att en gnistskur bildas över detta tändstift innan en xrotsvarande fribränning av nästa tändstift 13 startar.

Genom en tidstyrd utläggning av styrenhetens 3 styrsignaler till triacarna 23,24 där styrenheten 3 efter den första styrsignalen väntar 12-15 ms innan nästa styrsignal utlägges erhålles en maximalt laddad tändkondensator 20 ner till 5 volts batterispänning.

Styrenheten 3 kan även detektera tändkondensatorns 20 potential via ledningen 49 och då detekterad potential är tillräcklig levereras nästa styrsignal till triacarna 23,24.

Genau tändsystenets snabba laddningsuppbyggrxad i tändkondensatorn 20 och snabba urladdningsförlopp samt det kapacitiva tändsysterzets förmåga att leverera tändgnistor på upp till 40000 volt, erhålles en effektiv avbränning av eventuella beläggningar pá 10 15 20 25 30 458 141 och invid tändstiftens elektroder när gnistorna i tät följd såsom en gnistskur utlägges på tändstiften efter ett avbrutet startförsök. vid dylika kapacitiva tändsystern med tändgnistor pà upp till 40000 volt erhålles en god fribränning av tändstiftselektroderna och tändstiftsisolatorn redan efter 5-6 gnistor pá varje tändstift vid normal batterispänning.

För att säkerställa fribränningen kan dock antalet gnistor vara omvänt proportionellt mot batterispänningen för att den eftersträvade effekten skall ernàs. Antalet gnistor behöver därför ej begränsas till ovan nämnda antal då batterispärnaingen är lägre.

Ovan beskrivna utföringsexempel av uppfinningen får ej verka begränsande av densarrma utan den kan inun ramen för efterföljande patentkrav varieras i ett flertal utföringsforwner. Sålunda skall exempelvis uttrycket en tändkondensator och liknande anses täcka lösningar med flera parallellkopplade tändkondensatorer som funktionsmässigt arbetar som en enda kapacitans. Den i operationssteget 52 i detekteringsprogramnet gjorda jäxnförelsen kan även ha andra kriterier än varvtalet för att avgöra cm stabil drift föreligger. I tändsysten där tändföljden ej är direkt bestämd vid start och tärxdning sker i alla cylindrar inrynmande en kolv som är invid ett övre dödpunktslägef kan man i stället i operationssteget 52 avkänna om tändföljden är bestämd, och om sà är fallet kan programmet stega till operationssteget 55. I en ytterligare variant kan man i operationssteget 52 detektera om motorn gått en viss minsta tid, företrädesvis 20-30 sekunder, varefter detekteringsprogrannxet stegar direkt till operationssteget 55.

Claims (8)

i4sa 141 10 15 20 25 30 35 ___- 10 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för att förbättra startförmågan, företrädesvis efter ett tidigare :misslyckat startförsök, för en med gnisttändning försedd förbränningsrmtor, k ä n n e t e c k n a t a v att ett detekteringsorgan (5) avkänner när motorn har övergått till ett stillastående eller i det närmaste stillastående tillstànd efter det att rnotorn har befunnit sig i rörelse, och _ detekteringsorganet (5) som en följd av denna övergång till ett stillastående tillstànd avgiver en härexnot svarande signal till en i mtorns tändsystem (2) ingående styrenhet (3), varvid att styrenheten som följd av denna signal initierar tändsystemet att avge ett flertal gnistor i tät följd över motorns tändstift (ll-l4) , varigenom dessa fribrärmes från avlagringar.

2. Förfarandeenligtpatentmavl,kännetecknat av att detekteringsorganet avkänner om motorn har stannat efter ett misslyckat startförsök, och att signalen till motorns tändsystem (2) endast ges efter ett misslyckat startförsök så att tändsystemet i beroende av signalen initierar ett flertal gnistor i tät följd över motorns tändstift (ll-lll) , varigenom dessa fribrännes inför ett nytt startförsök.

3. Förfarandeenligtpatentkrav2,kännetecknat av att styrenheten initierar tändsystemet att avge gnistorna direkt efter det att aktivering av startmo torn upphört vid samtidigt spänningssatt tändsystem. i

4. Förfararxde enligt patenizkrav 3, k än n e t e c k n a t a v att gnistorna utlägges parallellt på alla tändstiften samtidigt.

5. :Förfarande enligt patentkrav 3,-k ä n n e t e c k n a t a v att gnistorna utlägges i cylindervis tät Sekventiell följd.

6. Förfarande enligt patentkrav 5, där tändsystemet är av kapacitiv typ, k ä n n e t e c k n a t a v att gnistorna utlägges med en frekvens på åtminstone 200 Hz. 10 15 20 458 141 ll

7. Förfarande enligt patentkrav 3, varvid motorns starünotor är aktiverbar och tändsystemet kan spänningssättas medelst ett manuellt påverkbart tändningslås, k ä n n e t e c k n a. t a v att styrenheten initierar tändsystemet att avge gnistorna när tändningslàset vrides fràn ett startläge till ett tändningsläge, och att tändningsláset därefter kvarhàlles i tändningsläget.

8. Arrangemang för att förbättra startförmågan för en förbränningsrnotor efter ett rnisslyckat startförsök då motorn ej har startat, innefattande ett tändsystem med tändorgan (ll-l4) i varje cylinder (Cl-C4), och med en elektronisk styrenhet (3) som i beroende av åtminstone en givare (7-7' ') avkännande en motorparameter kan initiera en gnisturladdning i tändorganen (ll- 14), kännetecknat av att tändsystemet även innefattar ett detekteringsorgan (5) förbundet med givaren, vilket detekteringsorgan avkänner om rnotorn (l) har startat eller ej vid ett startförsök, att detekteringsorganet (5) är förbundet med styrenheten (3), och ~att styrenheten är utformad att vid indikering från detekteringsorganet (5) att motorn ej har startat vid ett startförsök, initiera ett flertal gnisturladdningar i tät följd i tändorganen (ll-l4).