СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИОННОГО ТОКА МЕЖДУ ЭЛЕКТРОДАМИ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ ДВС Российский патент 1998 года по МПК F02P17/00 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для диагностики процесса горения топлива в цилиндрах ДВС, в частности в бортовом диагностическом устройстве ДВС автомобиля.

Известен способ определения детонационного сгорания [1], при котором регистрируется ток ионизации между электродами свечи зажигания.

За прототип взят способ обнаружения ионного тока в системе зажигания ДВС, патент США N 4648367, кл. F 02 P 17/00, опубл. 10.03.87. В данном способе постоянное измерительное напряжение подают на цепь зажигания в точке соединения одного из концов вторичной обмотки катушки зажигания с одним из выводов измерительного конденсата, другой вывод которого заземляют. Другой конец вторичной обмотки соединен с центральным электродом свечи зажигания. Ионный ток в цепи зажигания выявляют заземленным детектором. При таком способе измеряемый ионный ток протекает через вторичную обмотку катушки зажигания и имеет очень малую величину, что и определяет недостатки способа.

Недостатками способа являются низкая помехозащищенность и низкая точность измерения.

Задачей изобретения является повышение точности и помехозащищенности измерения ионного тока между электродами свечи зажигания.

Задача решается тем, что подают почти постоянное напряжение на электроды свечи зажигания и измеряют ионный ток, протекающий через электроды свечи зажигания, причем формируют импульсы напряжения с заданными параметрами (амплитуда, скважность и частота), заряжают сформированными импульсами измерительную емкость, включенную параллельно электродам свечи зажигания, а ионный ток измеряют как величину тока заряда измерительной емкости.

На фиг. 1 представлена схема системы зажигания для реализации предложенного способа: на фиг. 2 - 5 показаны эпюры напряжений и тока, возникающих в различных точках системы зажигания, реализующей предлагаемый способ.

Способ может быть реализован в системе зажигания многоцилиндрового ДВС (фиг. 1), состоящей из блока управления 1 и на каждый из цилиндров коммутатора 2, содержащего выходной ключ 3, коммутирующий первичную обмотку L катушки зажигания 5, и емкость 4, подключенную параллельно первичной обмотке L катушки зажигания 5, катушки зажигания 5, выпрямительного диода 6, свечи зажигания 7, измерительной емкости 8 и измерительного резистора 9. В первичной обмотке L катушки зажигания 5 генерируют переменное напряжение (фиг. 2). В простейшем случае это может быть осуществлено возбуждением резонансных колебаний в контуре, образованном первичной обмоткой L катушки зажигания и параллельно подключенной к ней емкостью 4. Колебания могут возбуждаться путем кратковременного пропускания тока источника питания через первичную обмотку L катушки зажигания 5 при открывании электронного ключа 3 с частотой, близкой к резонансной или кратной ей. Трансформируют переменное напряжение во вторичную обмотку катушки зажигания 5 (фиг. 3). Формируют в цепи вторичной обмотки импульсы напряжения (фиг. 4) с заданными параметрами (амплитуда, скважность и частота). Для этого в простейшем случае можно включить в цепь, соединяющую выход вторичной обмотки катушки зажигания 5 и центральный электрод свечи зажигания 7, до измерительной емкости 8 выпрямительный диод 6, что позволит сформировать импульсы со скважностью 2. Амплитуда сформированных таким образом импульсов будет определять величину почти постоянного напряжения на электродах свечи зажигания 7. Параллельно электродам свечи зажигания 7 включают цепочку, состоящую из соединенных последовательно измерительной емкости 8 и измерительного резистора 9, причем второй вывод резистора 9 подключают к массе двигателя. Заряжают измерительную емкость 8 указанными импульсами напряжения и измеряют ионный ток между электродами свечи зажигания 7 как величину тока заряда (дозаряда) измерительной емкости 8 (фиг. 5). Благодаря тому что производят измерение интегрального значения ионного тока за период следования импульсов напряжения, величина тока намного больше мгновенного значения ионного тока. Тем самым повышается точность измерения, возрастает помехозащищенность измерения ионного тока между электродами свечи зажигания и появляется возможность практического использования способа в диагностическом устройстве системы зажигания ДВС.

Источники информации.

1. Топливная экономичность автомобилей с бензиновыми двигателями. /Под ред. Д.Хиллиарда, Дж Спрингера. М.: Машиностроение, 1988, с. 260.

Использование: диагностика процесса горения топлива в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания, в частности бортовые диагностические устройства автомобиля. Сущность изобретения: способ измерения ионного тока между электродами свечи зажигания заключается в том, что подают почти постоянное измерительное напряжение на электроды свечи зажигания системы зажигания ДВС и измеряют ионный ток, протекающий через электроды свечи зажигания, и отличается тем, что формируют импульсы напряжения с заданными параметрами (амплитуда, скважность и частота), заряжают сформированными импульсами измерительную емкость, включенную параллельно электродам свечи зажигания, а ионный ток измеряют как величину тока заряда измерительной емкости. Данный способ обладает высокой помехозащищенностью и гарантирует точность измерения ионного тока. 5 ил.

Способ измерения ионного тока между электродами свечи зажигания, заключающийся в том, что подают почти постоянное измерительное напряжение на электроды свечи зажигания системы зажигания ДВС и измеряют ионный ток, протекающий через электроды свечи зажигания, отличающийся тем, что формируют импульсы напряжения с заданными параметрами, заряжают сформированными импульсами измерительную емкость, включенную параллельно электродам свечи зажигания, а ионный ток измеряют как величину тока заряда измерительной емкости.