СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F02P3/04 

Изобретение касается системы зажигания для двигателей внутреннего сгорания, предназначенной для контроля за отдельными процессами зажигания, в соответствии с родовыми признаками основного пункта 1 формулы изобретения. Из выложенной заявки ФРГ 4116642 уже известна система зажигания с контрольным устройством. В этой системе зажигания путем регистрации рабочего напряжения, трансформированного на первичной стороне, регистрируются продолжительность горения воспламеняющей искры и рабочее напряжение воспламеняющей искры и эти значения сравниваются с предельными значениями нормального процесса зажигания так, что при распознавании перебоев в сгорании выдается соответствующий сигнал, извещающий о возникновении неисправности, например, оптический сигнал на панели приборов автомобиля. При этом определяются предельные значения нормально протекающего процесса зажигания в зависимости от режимов работы и закладываются в память компьютера.

Система зажигания в соответствии с изобретением, имеющая отличительные признаки основного пункта формулы I изобретения, обладает преимуществом, состоящим в том, что предельные значения для нормально протекающего процесса зажигания жестко не задаются, а подгоняются к изменяющимся условиям, как например, к катушкам зажигания с другими параметрами. Таким образом, можно учесть изменившиеся параметры катушки зажигания, например, после замены катушки зажигания в мастерской и после использования катушки зажигания другого изготовителя путем подгонки предельных значений. Это приводит к тому, что после замены катушки зажигания безошибочно распознаются перебой в зажигании, несмотря на то, что процесс зажигания проходит нормально, или же несмотря на то, что был получен сигнал о нормально происходящем процессе зажигания, в то время, как процесс зажигания происходит с перебоями. Далее, преимущество состоит в том, что для образования базовой величины предельных значений нормально протекающего зажигания используются замеренные величины продолжительности искрового разряда и напряжения горения, которые замеряются в цилиндре, который питается от той же самой катушки зажигания.

В результате применения мероприятий, приведенных в дополнительных пунктах формулы изобретения, стали возможными другие преимущественные формы исполнения и улучшения системы зажигания, указанной в основном пункте формулы изобретения. Особое преимущество состоит в том, что замеренные значения продолжительности искрового разряда и напряжения горения, используемые для образования базовых величин, откладываются в класс грузоподъемности и класс частоты вращения. И в конечном счете, преимущество состоит в том, что для сравнения привлекаются только замеренные величины цилиндра, который питается от одной и той же катушки зажигания. Таким образом, в двигателе внутреннего сгорания с вращающимся распределителем зажигания замеренные значения всех цилиндров могут сравниваться, в то время, как например, при использовании двухискровых катушек зажигания, сравниваются между собой только цилиндры, которые питаются от этой двухискровой катушки зажигания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых показано:
фиг. 1 - принципиальная конструкция для регистрации продолжительности искрового разряда и напряжения горения с двухискровой катушкой зажигания и свечами зажигания.

На фиг. 2 - характеристика напряжения при нормальном режиме работы.

На фиг. 2a - рабочий ход поршня.

На фиг. 2б - такт выпуска.

На фиг. 3 - характеристика напряжения, когда свеча зажигания 2 имеет замыкание на корпус.

На фиг. 3a - характеристика напряжения при рабочем ходе.

На фиг. 3б - в такте выпуска.

На фиг. 4a - характеристика напряжения в такте выпуска.

На фиг. 4б - рабочий ход, причем в противоположность к 3a и 3б свеча зажигания находится с замыканием на корпусе в рабочем такте, на фиг. 5 - график распознавания перебоев.

На фиг. 1 показана возможность регистрации и контроля напряжения на первичной обмотке 10 двухискровой катушки 11. При этом между первичной обмоткой 10 и управляющим транзистором 12 предусмотрен отвод 13, который подведен к эмиттеру транзистора рпр. Напряжение горения, индуцированное на первичной обмотке, подводится, таким образом, через делитель напряжения 15/16 к позитивному входу компаратора 17. Ко второму входу компаратора 17 приложено опорное напряжение U_Ref, которое, например, задается управляющим устройством 18 для соответствующего режима работы. Таким образом, на выходе компаратора 17 в распоряжении имеется один цифровой сигнал, соответствующий продолжительности искрового разряда, который подводится к управляющему устройству 18. Следующая возможность заключается в том, что индуцированное напряжение горения через транзистор рпр 14 и делитель напряжения 15/16 подводится непосредственно к управляющему устройству 18 для определения значения продолжительности искрового разряда и характеристики напряжения горения.

В представленной двухискровой катушке 11 каждому концу вторичной обмотки 19 подчинена свеча зажигания ZK1 и ZK2. Свече зажигания ZK2 подчинено заштрихованное соединение 20 и сопротивление 21. Эти изображения 20 и 21 должны наглядно показать сопротивление утечки на свече зажигания ZK2, которое образуется, например, вследствие загрязнений свечи зажигания.

На фиг. 2 показана характеристика напряжения на свечах зажигания ZK1 и ZK2 во время горения, причем на фиг. 2a представлена характеристика напряжения U (ZK1) свечи зажигания ZK1, находящейся в рабочем такте, а на фиг. 2б - характеристика напряжения U (ZK2) свечи зажигания ZK2, находящейся в такте выпуска. Здесь ясно видно, что напряжение горения в рабочем такте значительно больше, чем в такте выпуска - как следствие газовой смеси и напряжения срабатывания, в то время, как отрезки времени продолжительности искрового разряда t1 и t2 приблизительно одинаковы.

На фиг. 3 и 4 представлена характеристика напряжения на свечах зажигания, в то время, как на свече зажигания ZK2 находится замыкание на корпус, причем на фиг. 3 находится свеча зажигания ZK2 с замыканием на корпус в такте выпуска, а на фиг. 4 - в рабочем такте.

Фиг. 3a изображает характеристику напряжения U (ZK1) на свече зажигания ZK1 в рабочем такте, в то время, как на фиг. 3б свеча зажигания ZK2 с замыканием на корпус в такте выпуска. Так как на свече зажигания ZK2 не происходит преобразование энергии, а в распоряжении находится одинаковое количество энергии, как и при нормальном режиме работы, то продолжительность искрового разряда t1 - t2 будет больше.

На фиг. 4б рабочий такт свечи зажигания ZK2 с замыканием на корпус не может улучшить характеристику напряжения, но так как и здесь в распоряжении будет находиться энергия для нормального режима работы, а пробивное напряжение и напряжение горения на свече зажигания ZK1 на фиг. 5a в такте выпуска будут очень малы, то продолжительность искрового разряда t1 - t2 будет значительно больше, чем при нормальном режиме работы.

На фиг. 5 в виде схемы представлены отдельные операции проведения способа. В рабочей операции 31 регистрируется напряжение горения U1 и U2, а также момент пробивного зажигания и момент окончания искрового разряда для определения продолжительности искрового разряда t1 и t2. В процессе рабочей операции 32 эти определенные значения подчинены соответствующей нагрузке или числу оборотов и в этой форме укладываются в таблицы.

В завершающем опросе 33 проводится анализ, являются ли зарегистрированные значения напряжения горения и продолжительности искрового разряда, относящиеся к определенной катушке зажигания, с учетом применяемой величины допуска T приблизительно одинаковыми. Если на вопросы опроса 33 можно ответить "да", то замеренные величины, таким образом, будет соответствовать образованным ранее базовым значениям и, таким образом, выход "да" приводится в рабочей операции 34, в процессе которой зажигание будет оценено, как нормально протекающее. Ответ "нет", полученный на опрос 33, ведет к рабочей операции 35, в процессе которой исследованное зажигание оценивается, как ошибочное. В течение последующей операции 36 осуществляются меры, направленные на устранение неисправности, как например, отключение впрыскивания в данном цилиндре или же повышение напряжения на катушке зажигания, для того, чтобы в этом случае свеча зажигания по возможности могла бы самоочиститься. Одновременно имеется возможность выдавать оптическую или акустическую информацию о неисправностях двигателя внутреннего сгорания для водителя или же закладывать ее в память компьютера. В процессе последующей рабочей операции 37 аналогичным образом исследуется последующий процесс зажигания.

Важным в данном способе является то, что соответственно только зарегистрированные значения зажигания подвергаются сравнению. В случае двигателя внутреннего сгорания с вращающимся распределителем зажигания могут сравниваться замеренные значения всех цилиндров, в то время, как например, в катушках зажигания с двухискровыми катушками могут сравниваться только цилиндры, которые относятся к одной и той же катушке зажигания.

Система зажигания предназначена для контроля за отдельными процессами зажигания и может быть использована в двигателях внутреннего сгорания. В системе зажигания первичная обмотка 10, по меньшей мере, одной катушки зажигания 11 подключена последовательно к управляемому выключателю 12, свеча зажигания подключена к концу вторичной обмотки, расположенному со стороны высокого напряжения, между первичной обмоткой 10 и выключателем расположен отвод 13 для определения напряжения горения, трансформированного на первичной стороне, после них включена схема 17,18 для обработки данных для сравнения замеренного напряжения горения с предельными значениями для осуществления корректного сгорания, при этом катушка зажигания выполнена двухискровой, а на каждом конце вторичной обмотки подключена свеча зажигания ZK1, ZК2 и предельные значения для нормального сгорания могут определяться из замеренного напряжения горения, по меньшей мере, одного предшествующего цикла горения. Преимущество данной системы состоит в том, что предельные значения для нормально протекающего процесса зажигания жестко не задаются, а подгоняются к изменяющимся условиям, как например, к катушкам зажигания с другими параметрами, что позволяет учесть заменившиеся параметры катушки зажигания путем подгонки предельных значений. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, имеющая по меньшей мере одну катушку зажигания 11 и управляемый выключатель 12, включенный последовательно с первичной обмоткой 10, а также свечу зажигания, подключенную к концу вторичной обмотки, расположенному со стороны высокого напряжения, и расположенный между первичной обмоткой и выключателем отвод 13 для определения напряжения горения, трансформированного на первичной стороне, а также включенную после них схему для обработки данных 17, 18 для сравнения замеренного напряжения горения с предельными значениями для осуществления корректного сгорания, отличающаяся тем, что катушка зажигания выполнена двухискровой, а на каждом конце вторичной обмотки подключена свеча зажигания ZK1, ZK2 и предельные значения для нормального сгорания могут определяться из замеренного напряжения горения по меньшей мере одного предшествующего цикла горения. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что для определения предельных значений используется могущее быть заданным число прошлых значений. 3. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что полученные значения напряжения горения для продолжительности горения воспламеняющей искры и/или напряжения горения воспламеняющей искры могут отличаться от граничных значений для нормального процесса горения на определенную величину T.