УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ НАРУШЕНИЯ РАБОТЫ ЗАПАЛЬНОЙ СВЕЧИ Российский патент 2010 года по МПК F02P19/02 F02P17/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству диагностирования нарушения режима работы запальной свечи двигателя внутреннего сгорания.

Уровень техники

В транспортных средствах, например автомобилях с двигателем внутреннего сгорания, во время запуска двигателя включаются различные виды электрического оборудования. Первоначально, стартер проворачивает двигатель. Во время проворачивания двигателя топливо подается в камеру сгорания двигателя. Когда запуск двигателя завершен, двигатель начинает работать автономно. Как только начинается автономная работа, привод от стартера прекращается.

В качестве двигателей внутреннего сгорания в транспортных средствах используются, например, двигатели внутреннего сгорания с компрессионным зажиганием, включая дизельные двигатели. В этих двигателях для улучшения режима зажигания и улучшения сгорания топлива во время заданного периода от начала до завершения запуска двигателя в камере сгорания имеется запальная свеча. Запальная свеча обеспечивает подогрев при подключении к ней электропитания от аккумуляторной батареи. Запальная свеча подключается на время воспламенения, то есть на заданное время от начала до завершения запуска двигателя.

В работе запальной свечи случаются нарушения режима работы, например продленное подключение свечи или прерывание подключения свечи. С этой целью согласно публикации выложенной заявки на патент Японии № 2002-115641 (далее - Документ 1) аккумуляторная батарея заряжается до соответствующего заряженного состояния от энергии, вырабатываемой генератором переменного тока. Таким образом, когда режим запальной свечи изменяется между состоянием включения и обесточенным состоянием, наличие нарушения режима работы запальной свечи определяется по изменению выходной мощности генератора переменного тока. В случае продленного подключения свечи или прерывания подключения свечи изменение выходной мощности генератора переменного тока оказывается малым. Таким образом, если определено, что изменение не больше контрольного значения, то может быть определено и наличие нарушения режима работы запальной свечи. Контрольное значение представляет собой набор значений для определения наличия нарушения режима работы запальной свечи. Более определенно, если изменение составляет контрольное значение или менее, определяется, что нарушение режима работы запальной свечи произошло.

Как указано выше, желательно, чтобы наличие нарушения режима работы запальной свечи было определено на основе того, что выходная мощность генератора переменного тока находится в соответствующих заданных пределах. Это происходит потому, что определение нарушения режима работы запальной свечи не может быть выполнено точно, когда выходная мощность генератора переменного тока сама отклоняется от нормы. Соответствующий диапазон, например, это диапазон от нижнего предела А до верхнего предела B, причем нижний предел A является значением, которое больше минимального значения выходной мощности генератора переменного тока на заданную величину, и верхний предел В является значением, которое меньше максимального значения выходной мощности на заданную величину.

Что касается изменения режима работы запальной свечи между включенным состоянием и обесточенным состоянием для определения нарушения режима работы запальной свечи, то изменение режима работы запальной свечи от включенного состояния до обесточенного состояния происходит тогда, когда запальный период заканчивается после завершения запуска двигателя (после того, как двигатель начинает работать автономно), и предпочтительно используется это. Это происходит потому, что двигатель действует автономно, например, в холостом режиме, когда запальный период заканчивается и подключение различных видов электрического оборудования остается неизменным, что отличается от времени запуска двигателя, когда выходная мощность генератора переменного тока сохраняется практически постоянной.

Что касается изменения выходной мощности генератора переменного тока, то когда режим запальной свечи изменяется от включенного состояния до обесточенного состояния, реакция запальной свечи и уровень изменения оказываются меньшими, чем в случае, когда режим запальной свечи изменяется от обесточенного состояния до включенного состояния. Причина этого заключается в следующем. Когда режим запальной свечи изменяется от обесточенного состояния до включенного состояния, для холодной в обесточенном состоянии запальной свечи требуется большая электродвижущая сила для перевода ее во включенное состояние, из-за чего изменение становится большим, чем в случае, когда режим запальной свечи изменяется от обесточенного состояния до включенного состояния, соответственно. Поэтому, если нарушение режима работы запальной свечи определено только на основе величины изменения выходной мощности генератора переменного тока, когда режим запальной свечи изменяется от включенного состояния до обесточенного состояния, то такое определение может быть не точным.

В связи с этой проблемой, если определено, что имеется нарушение режима работы запальной свечи, исходя из того, что величина изменения выходной мощности генератора переменного тока, в соответствии с изменением режима запальной свечи от включенного состояния до обесточенного состояния, не больше контрольного значения сразу же после окончания запального периода, определение того, что имеется нарушение режима работы запальной свечи, не подтверждается непосредственно, но определяется, что имеется вероятность нарушения режима работы запальной свечи. Затем, на основе этого определения, нарушение режима работы запальной свечи может быть определено снова. Более конкретно, после окончания запального периода запальная свеча подключается временно. Затем определяется, не превышает ли изменение выходной мощности генератора переменного тока во время подключения контрольное значение. Если определение это подтверждает, то заключается, что нарушение режима работы запальной свечи произошло. Таким образом, подтверждается нарушение режима работы. Это повторное определение нарушения режима работы запальной свечи улучшает точность предыдущего определения того, что нарушение режима работы запальной свечи имеется. Этот процесс повторного определения выполняется также при условии того, что выходная мощность генератора переменного тока находится в пределах заданного соответствующего диапазона.

Вместе с тем, в случае, когда качество аккумуляторной батареи ухудшается, выходная мощность генератора переменного тока имеет тенденцию к увеличению, и может случиться так, что выходная мощность превысит верхний предел В соответствующего диапазона, когда происходит подключение запальной свечи, даже если выходная мощность будет в соответствующих пределах во время, когда запальный период заканчивается, из-за чего повторное определение наличия нарушения режима работы запальной свечи может оказаться неудачным. В частности, в случае, когда выходная мощность генератора переменного тока находится вблизи верхнего предела В соответствующего диапазона во время, когда запальный период заканчивается, очень вероятно, что выходная мощность превысит верхний предел В соответствующего диапазона, когда происходит подключение запальной свечи. Причина этого заключается в том, что когда режим запальной свечи изменяется от обесточенного состояния до включенного состояния, для приведения во включенное состояние запальной свечи, холодной в обесточенном состоянии, требуется большая электродвижущая сила, из-за чего, соответственно, увеличивается выходная мощность генератора переменного тока.

Как указано выше, повторное определение наличия нарушения режима работы запальной свечи оказывается неудачным, если выходная мощность генератора переменного тока превышает верхний предел В заданного диапазона, когда запальная свеча временно подключается для выполнения повторного определения. По причине того, что определение вероятного нарушения режима работы запальной свечи может быть выполнено, но не может быть выполнено повторное определение наличия нарушения режима работы запальной свечи, определение наличия нарушения режима работы может оказаться невозможным, даже когда нарушение режима работы запальной свечи фактически произошло.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать устройство диагностирования нарушения режима работы запальной свечи, которое предотвращает сбой в определении нарушения режима работы свечи из-за ухудшения качества аккумуляторной батареи, в то время как фактически происходит нарушение режима.

Для решения вышеупомянутой задачи в соответствии с настоящим изобретением создано устройство диагностирования нарушения режима работы запальной свечи двигателя внутреннего сгорания. На запальную свечу подается питание от аккумуляторной батареи во время запального периода от начала и до завершения запуска двигателя. Аккумуляторная батарея заряжается до соответствующего заряженного состояния от генератора переменного тока. Устройство содержит секцию предварительного определения для определения вероятного нарушения режима работы, секцию подтверждения для того, чтобы подтвердить, что нарушение режима работы запальной свечи произошло, и секцию модификации. Исходя из того, что выходная мощность генератора переменного тока находится в пределах заданного соответствующего диапазона, секция предварительного определения определяет, не является ли изменение выходной мощности генератора переменного тока больше контрольного значения, когда режим запальной свечи изменяется от включенного состояния до обесточенного состояния в конце запального периода. Контрольное значение представляет собой набор значений для определения наличия нарушения режима работы запальной свечи. Это осуществляется исходя из того, что изменение выходной мощности генератора переменного тока является не больше контрольного значения. Секция предварительного определения определяет, имеется ли вероятность нарушения режима работы запальной свечи. Когда секция предварительного определения определяет, что вероятность нарушения режима работы запальной свечи имеется, секция подтверждения действует так, чтобы включить запальную свечу временно после окончания запального периода. Исходя из того, что выходная мощность генератора переменного тока находится в соответствующих пределах, секция подтверждения определяет, не является ли изменение выходной мощности генератора переменного тока больше контрольного значения во время подключения запальной свечи. Исходя из того, что изменение выходной мощности генератора переменного тока не больше контрольного значения, секция подтверждения определяет, что нарушение режима работы запальной свечи произошло. Исходя из того, что секция предварительного определения определяет, что имеется вероятность нарушения режима работы запальной свечи, секция модификации модифицирует верхний предел соответствующего диапазона до большего значения.

При определении наличия нарушения режима работы запальной свечи в секции подтверждения соответствующий диапазон модифицируется так, чтобы верхний предел соответствующего диапазона был увеличен. Однако это не создает проблем. Причина заключается в следующем. В качестве необходимого предварительного условия для определения возможности нарушения режима работы запальной свечи в секции предварительного определения, условие того, что выходная мощность генератора переменного тока находится в соответствующих пределах до модификации, уже удовлетворено. Таким образом, даже если выходная мощность edf (выходная мощность при формировании электрического разряда) генератора переменного тока имеет тенденцию к увеличению в начале подключения запальной свечи, когда наличие нарушения режима работы определено в секции подтверждения, вероятность того, что выходная мощность генератора переменного тока примет несоответственно большое значение оказывается пренебрежимо малым.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схема двигателя, для которого применяется один вариант реализации устройства диагностирования нарушения режима работы;

фиг.2 - временная диаграмма, иллюстрирующая пример (a) подключения запальной свечи, (b) изменения выходной мощности генератора переменного тока и (c) установки знака предварительного определения нарушения режима работы, во время диагностирования нарушения режима работы запальной свечи;

фиг.3 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру определения, имеется ли вероятность нарушения режима работы запальной свечи;

фиг.4 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру определения наличия нарушения режима работы запальной свечи;

фиг.5 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру определения нарушения режима работы запальной свечи.

Наилучший вариант реализации изобретения

Ниже, со ссылкой на фиг.1-5, описан вариант реализации в соответствии с настоящим изобретением, применяемый к дизельному двигателю автомобиля.

Как показано на фиг.1, в двигателе 1 топливо вводится из инжектора 2 в камеру 3 сгорания для воспламенения. Это заставляет поршень совершать возвратно-поступательное движение так, что при этом вращается коленчатый вал 5. Стартер 6 и генератор 12 переменного тока связаны с коленчатым валом 5. Стартер 6 принудительно вращает (проворачивает) коленчатый вал 5 во время запуска двигателя 1. Генератор 12 переменного тока функционирует при вращении коленчатого вала 5, производя электроэнергию для зарядки аккумуляторной батареи 7.

Когда двигатель 1 запускается, стартер 6 приводится в движение электропитанием аккумуляторной батареи 7, чтобы провернуть двигатель 1. Во время проворачивания топливо вводится в камеру 3 сгорания, тем самым обеспечивая работу двигателя 1. Запальная свеча 8 расположена в камере 3 сгорания двигателя 1 для улучшения условий зажигания и условий сгорания топлива в камере 3 сгорания во время заданного периода от начала запуска двигателя до завершения запуска двигателя (далее обозначается как запальный период). Запальная свеча 8 создает высокую температуру при ее подключении к электропитанию, подаваемому от аккумуляторной батареи 7.

Генератор 12 переменного тока включает в себя регулятор напряжения для регулировки выходной мощности и регулятор напряжения средств управления режимом на основе командного значения режима, чтобы создавать выходную мощность edf, соответствующую командному значению режима. Командное значение режима устанавливается как переменная для поддержания аккумуляторной батареи 7 в соответственно заряженном состоянии исходя из напряжения аккумуляторной батареи. В частности, командное значение режима увеличивается при снижении напряжения аккумуляторной батареи. Таким образом, выходная мощность edf генератора 12 переменного тока мала, когда запальная свеча 8 обесточена, и выходная мощность edf велика, когда запальная свеча 8 подключается.

В автомобиле, оборудованном двигателем 1, электронный блок управления (ЭБУ) 9 предоставлен для управления работой двигателя 1 или движением автомобиля. Электронный блок 9 управления включает в себя центральный процессор для выполнения различных операций, относящихся к управлению запуском средств управления различного типа электронного оборудования, ПЗУ для хранения программ или данных, необходимых для средств управления, ОЗУ для временного хранения результатов вычисления центрального процессора и порты ввода/вывода для приема или передачи сигналов извне или на внешнюю сторону.

Различные датчики, например датчик 10 температуры воды и датчик 13 скорости вращения, а также переключатель 11 зажигания соединяются с входными портами электронного блока 9 управления. Датчик 10 температуры воды регистрирует температуру охлаждающей воды для двигателя 1. Датчик 13 скорости вращения регистрирует скорость вращения двигателя. Переключатель 11 зажигания переключается водителем автомобиля в любое из четырех положений: "Выкл.", "Дополнит.", "Вкл.", "Старт", для вывода сигнала, соответствующего текущему положению из этих положений. Приводные схемы для инжектора 2, стартер 6, запальная свеча 8 и генератор 12 переменного тока соединяются с выходными портами электронного блока 9 управления.

Электронный блок 9 управления выводит командные сигналы на приводные схемы для оборудования, соединенного с выходными портами исходя из состояния движения автомобиля, состояния различных видов оборудования автомобиля и операционного состояния двигателя 1, которые получаются из регистрации сигналов, переданных от вышеупомянутых датчиков. Таким образом, электронный блок 9 управления реализует различные средства управления, например управление впрыском топлива инжектором 2, управление движением стартера 6 во время запуска двигателя, управление подключения запальной свечи 8 и управление выходной мощности генератора 12 переменного тока.

Далее рассматриваются вышеупомянутые различные средства управления для запуска двигателя 1.

Когда переключатель 11 зажигания переключается водителем из положения "Выкл." в положения "Дополнит." и "Вкл.", по очереди, в то время как двигатель 1 остановлен, подключаются различные виды электронного оборудования в автомобиле, например электронный блок 9 управления. Затем, когда переключатель 11 зажигания переключается из положения "Вкл." в положение "Старт", стартер 6, питаемый от аккумуляторной батареи 7, приводится в движение для начального проворачивания двигателя 1. Во время проворачивания впрыск топлива от инжектора 2 в камеру 3 сгорания запускает двигатель 1. После того как запуск двигателя 1 закончен, и двигатель 1 начинает работать автономно, переключатель 11 зажигания переключается водителем со "Старт" на "Вкл.". Затем электропитание стартера 6 отключается, чтобы остановить движение стартера 6, соответственно.

На фиг.2(a) показано подключение запальной свечи 8 непосредственно после запуска двигателя. Когда переключатель зажигания 11 включен на "Вкл." для запуска двигателя 1, длительность запального периода определяется исходя из температуры воды охлаждения для двигателя 1 в этот момент. Запальный период представляет собой период от начала запуска двигателя 1 до завершения запуска двигателя, когда запальная свеча 8 подключается для улучшения параметров зажигания и характеристик сгорания топлива в камере 3 сгорания. Длительность запального периода устанавливается большей, если температура воды охлаждения снижается. Запальная свеча 8 подключается после запуска двигателя 1 на время, пока не истечет запальный период. Затем запальная свеча 8 переключается из включенного состояния в обесточенное состояние в конце запального периода (T₁) после того, как запуск двигателя 1 завершен.

На фиг.2(b) показано изменение выходной мощности edf генератора 12 переменного тока непосредственно после запуска двигателя. Как указано выше, работа генератора 12 переменного тока управляется на основе командного значения режима, которое устанавливается как переменная в зависимости от напряжения аккумуляторной батареи, чтобы произвести выходную мощность edf, соответствующую командному значению режима. Командное значение режима устанавливается как переменная в пределах диапазона от минимального значения 0% до максимального значения 100%. Соответственно, выходная мощность edf, которая соответствует командному значению режима, может быть также представлена переменной в пределах соответствующего диапазона от минимального значения 0% до максимального значения 100%. Выходная мощность edf мала, когда запальная свеча 8 обесточена, поскольку снижение напряжения аккумуляторной батареи оказывается меньше, и, вместе с тем, выходная мощность edf велика, когда запальная свеча 8 подключается, поскольку снижение напряжения аккумуляторной батареи велико. Соответственно, переход запальной свечи 8 от включенного состояния к обесточенному состоянию приводит к значительному изменению выходной мощности edf. При запуске двигателя выходная мощность edf значительно увеличивается в соответствии с переходом запальной свечи 8 из обесточенного состояния во включенное состояние. Затем в конце (T₁) запального периода выходная мощность edf значительно снижается в соответствии с переходом запальной свечи 8 из включенного состояния в обесточенное состояние.

Далее, на фиг.2 показана общая схема диагностирования нарушения режима работы для определения наличия нарушения режима работы запальной свечи 8.

Определение наличия нарушения режима работы осуществляется на основе изменения Δedf выходной мощности edf генератора 12 переменного тока, когда режим запальной свечи 8 изменяется между включенным состоянием и обесточенным состоянием. Например, если случаются нарушения режима в виде продленного подключения свечи или прерывания подключения свечи, изменение Δedf оказывается малым. Таким образом, наличие нарушения режима работы может быть определено на основе того, не больше ли изменение Δedf контрольного значения "a", причем контрольное значение представляет собой набор значений для определения наличия нарушения режима работы запальной свечи 8. Более определенно, если изменение Δedf составляет контрольное значение "a" или менее, то определяется, что произошло нарушение режима работы запальной свечи 8.

Что касается перехода запальной свечи 8 от включенного состояния к обесточенному состоянию для определения наличия запальной свечи 8, то используется переход запальной свечи 8 из включенного состояния в обесточенное состояние в конце запального периода. Основание для этого заключается в том, что двигатель работает автономно, например, в холостом режиме, когда запальный период заканчивается, и подключение различных видов электрического оборудования остается неизменным, в отличие от момента запуска двигателя. Таким образом, маловероятно, что выходная мощность edf генератора переменного тока будет непостоянна. Это предпочтительно при определении наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 на основе изменения Δedf.

Условия для осуществления определения наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 включают в себя следующие условия (1)-(8). Когда все условия удовлетворены, допускается выполнение определения наличия нарушения режима работы.

(1) Напряжение аккумуляторной батареи имеет допустимый уровень или выше.

(2) Скорость вращения двигателя находится в пределах заданного диапазона вблизи скорости холостого вращения.

(3) Изменение скорости вращения двигателя мало.

(4) После запуска двигателя прошел заданный период, причем заданный период представляет собой период, превышающий период, требуемый для запуска двигателя, пока двигатель не начнет работать автономно.

(5) Выходная мощность edf генератора переменного тока находится в пределах соответствующего диапазона.

(6) Внешнее оборудование, питаемое аккумуляторной батарей, не работает.

(7) Датчик температуры воды работает нормально, и температура охлаждающей воды достаточно низка, чтобы позволить подключение запальной свечи 8 на время запального периода.

(8) Переключатель зажигания находится в положении "Вкл.".

Среди вышеупомянутых условий условие (5) представляет собой условие предотвращения отказа при точном определении наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 в ситуации ненормальной выходной мощности edf генератора 12 переменного тока. В качестве соответствующего диапазона в условии (5) используется соответствующий диапазон от нижнего предела A, значение которого больше минимального значения выходной мощности edf на заданную величину (например, на 20% больше минимального значения), до верхнего предела B или до значения, меньшего максимального значения выходной мощности edf на заданную величину (например, 90% максимального значения).

В ситуации, когда все вышеупомянутые условия (1)-(8) удовлетворены, запальная свеча 8 переключается от включенного состояния до обесточенного состояния в конце запального периода. Затем определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 выполняется так, как указано.

Относительно изменения edf выходной мощности генератора 12 переменного тока следует отметить, что когда запальная свеча 8 переходит из включенного состояния в обесточенное состояние, реакция запальной свечи 8 и величина изменения Δedf оказываются меньшими, чем в случае, когда запальная свеча 8 переходит из обесточенного состояния во включенное состояние. Причина этого заключается в следующем. Когда запальная свеча 8 переходит из обесточенного состояния во включенное состояние, требуется большая электродвижущая сила для приведения холодной в обесточенном состоянии запальной свечи 8 во включенное состояние, из-за чего изменение Δedf, соответственно, становится большим, чем в случае, когда запальная свеча 8 переходит из обесточенного состояния во включенное состояние. Поэтому, если наличие нарушения режима работы запальной свечи 8 определено на основе величины изменения Δedf выходной мощности в конце запального периода только, такое определение может быть неточным.

В этом смысле, если нарушение режима работы запальной свечи 8 определяется на основе того, что величина изменения Δedf не превышает контрольное значение "а" в момент непосредственно после окончания запального периода, определение того, что нарушение режима работы имеется, не подтверждается непосредственно, но определяется, что имеется вероятность нарушения режима работы запальной свечи 8 (T₂). Затем на основе этого определения наличие нарушения режима работы запальной свечи 8 определяется повторно, если все условия (1)-(8) удовлетворены. Более определенно, после того, как заданный период прошел после окончания запального периода, запальная свеча 8 подключается временно. Затем определяется, не больше ли контрольного значения "a" изменение Δedf выходной мощности генератора 12 переменного тока во время подключения. После начала подключения (после момента времени T₃) и в то время, когда определяется, что изменение Δedf не больше контрольного значения (T₄), определяется, что нарушение режима работы запальной свечи 8 произошло, и наличие нарушения режима работы подтверждается. Это повторное определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 улучшает точность предыдущего определения того, что нарушение режима работы запальной свечи имеется.

Между тем, качество аккумуляторной батареи 7 со временем ухудшается, и напряжение такой ухудшенной аккумуляторной батареи 7 имеет тенденцию к снижению. Таким образом, выходная мощность edf генератора 12 переменного тока имеет тенденцию к увеличению в связи с ухудшением качества аккумуляторной батареи 7. В таком случае возможно, что выходная мощность edf превысит верхний предел В соответствующего диапазона, когда начинается подключение запальной свечи 8, даже если выходная мощность edf была в соответствующих пределах в то время, когда запальный период заканчивается. То есть поскольку вышеупомянутое условие (5) не удовлетворено, повторное определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 может быть неудачным. В частности, как показано на фиг.2(b), в случае, когда выходная мощность edf находится вблизи верхнего предела В соответствующего диапазона в конце запального периода (T₁), весьма вероятно, что выходная мощность edf превысит верхний предел В соответствующего диапазона, когда начинается временное подключение (Т₃). Причина этого заключается в том, что когда запальная свеча 8 переходит из обесточенного состояния во включенное состояние, требуется большая электродвижущая сила для перевода холодной в обесточенном состоянии запальной свечи 8 во включенное состояние, из-за чего выходная мощность edf генератора переменного тока, соответственно, становится больше.

Как указано выше, когда запальная свеча 8 подключается временно для определения наличия нарушения режима работы запальной свечи 8, возможно, что выходная мощность edf станет больше верхнего предела В соответствующего диапазона, из-за чего повторное определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 может оказаться неудачным. То есть когда нарушение режима работы запальной свечи 8 фактически случается, оно может быть определено как то, что имеется вероятность возникновения нарушения режима работы, но подтверждение этого может оказаться неудачным, поскольку повторное определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 не может быть осуществлено.

В этом смысле, в настоящем варианте реализации, когда определяется, что имеется вероятность нарушения режима работы запальной свечи 8, верхний предел В соответствующего диапазона (в пределах от А до B), используемый в условии (5), увеличивается до верхнего предела B′, как показано на фиг.2(b) пунктиром, после момента T₃, чтобы модифицировать соответствующий диапазон. Затем запальная свеча 8 подключается временно, чтобы определить наличие нарушения режима работы запальной свечи 8. Если все условия (1)-(8) удовлетворены, то выполняется определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8.

В этом случае, когда начинается подключение запальной свечи 8 (после момента времени T₃), чтобы определить наличие нарушения режима работы запальной свечи 8, выходная мощность edf не превышает верхний предел B′ и, таким образом, остается в соответствующих пределах (диапазон от А до B′), даже если выходная мощность edf имеет тенденцию к увеличению из-за ухудшения качества аккумуляторной батареи 7. В результате предотвращается и то, что выходная мощность edf превышает соответствующий диапазон, и не удовлетворение условия (5), и отказ в определении наличия нарушения режима работы запальной свечи 8. Таким образом, сбой в определении наличия нарушения режима работы из-за ухудшения качества аккумуляторной батареи 7 предотвращается, когда фактически нарушение режима работы запальной свечи 8 происходит.

При определении наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 верхний предел В соответствующего диапазона, используемый в условии (5), увеличивается до верхнего предела B′. Однако это не приводит к заметной проблеме по следующей причине. То есть предварительное условие для определения наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 выполняется после окончания запального периода (после момента времени Т₁), когда условие (5) уже удовлетворено, и выходная мощность edf должна быть в соответствующих пределах (диапазон от А до B). Соответственно, даже если выходная мощность edf имеет тенденцию к увеличению в начале подключения запальной свечи 8, вероятность того, что выходная мощность edf примет недопустимо большое значение, пренебрежимо мала.

Далее, на фиг.3-5 проиллюстрированы процедурные этапы определения наличия нарушения режима работы запальной свечи 8.

На фиг.3 показана блок-схема последовательности операций в подпрограмме для определения, непосредственно после окончания запального периода того, что имеется вероятность нарушения режима работы запальной свечи 8. Эта подпрограмма выполняется электронным блоком 9 управления в заданных временных интервалах в режиме прерывания.

В этой подпрограмме вначале (S101) определяется, действительно ли текущее время является временем непосредственно после окончания запального периода (непосредственно после момента времени Т₁ на фиг.2). Если оно является временем непосредственно после окончания запального периода (S101: ДА), то определяется, удовлетворяются ли все условия (1)-(8), как указано выше (S102). Соответствующий диапазон, используемый в условии (5) для этого определения, является соответствующим диапазоном от нижнего предела А до верхнего предела B.

Если определение является положительным на этапе S102, изменение Δedf выходной мощности edf генератора 12 переменного тока определяется, когда запальная свеча 8 переходит из включенного состояния (Вкл.) в обесточенное состояние (Выкл.) в соответствии с завершением запального периода (S103). Более определенно, изменение Δedf является значением, полученным вычитанием значения выходной мощности edf после того, как запальная свеча 8 отключена, из значения выходной мощности edf непосредственно перед тем, как запальная свеча 8 отключена. Значение выходной мощности edf после того, как запальная свеча 8 была отключена, является значением выходной мощности edf в вышеупомянутый момент времени (момент времени T₂ на фиг.2), который является моментом времени, при котором время, требуемое для отключения питания от запальной свечи 8, чтобы получить эффект от выходной мощности edf, прошло после того, как запальная свеча 8 была переключена из состояния Вкл. в состояние Выкл.

После этого определяется, не больше ли рассчитанное изменение Δedf контрольного значения "a", причем контрольное значение представляет собой набор значений для определения наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 (S104). Если определение отрицательно, то считается, что запальная свеча работает нормально (S106). Если определение является положительным, то знак F предварительного определения нарушения режима работы, который используется для определения вероятности наличия нарушения режима работы запальной свечи 8, изменяется от "0" (нет вероятности нарушения режима работы) до "1" (нарушение режима работы вероятно), как указано после момента времени T₂ на фиг.2(c) (S105).

На фиг.4 и 5 показаны блок-схемы последовательности операций в подпрограмме для подтверждения наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 исходя из определения того, что в данное время имеется вероятность нарушения режима работы запальной свечи 8. Эта подпрограмма выполняется электронным блоком 9 управления в заданных временных интервалах в режиме прерывания.

В этой подпрограмме вначале определяется, является ли знак F предварительного определения нарушения режима работы знаком "1" (вероятность нарушения режима работы) или нет (S201 на фиг.4). Если определение является положительным, то временно выполняется ряд этапов, чтобы подключить запальную свечу 8 для определения наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 (S202-S207).

В этом ряду этапов, при том, что запальная свеча 8 обесточена (Выкл.) (S202: НЕТ), определяется, прошел ли заданный период или нет, поскольку запальная свеча 8 была предварительно отключена в состоянии Выкл. (S203). Если определение является положительным (S203: ДА), то начинается подключение запальной свечи 8 (S204). Подключение запальной свечи 8 продолжается при том, что истекший период после начала подключения находится в пределах заданного установленного значения (S206: ДА), и подключение запальной свечи 8 прекращается, когда истекший период становится длиннее заданного установленного значения (S206: НЕТ) (S207).

Таким образом, подключение запальной свечи 8 осуществляется после заданного периода от окончания запального периода (от T₁ до Т₃ на фиг.2), пока не истечет период, соответствующий установленному значению. Установленное значение представляет собой время, достаточно короткое, чтобы не оказывать нежелательное воздействие на срок службы запальной свечи 8, но достаточно длительное, чтобы выходная мощность edf была устойчивой после начала подключения. Например, установленное значение составляет одну секунду.

Как указано выше, когда подключение запальной свечи 8 начинается (в T₃), соответствующий диапазон, используемый для условия (5) модифицируется (S208 на фиг.5). Более определенно, соответствующий диапазон модифицируется так, что верхний предел В соответствующего диапазона увеличивается до верхнего предела B′, как показано пунктирной линией, в момент времени, наступающий позднее момента времени T₃ на фиг.2b(b). Таким образом, соответствующий диапазон модифицируется так, чтобы соответствующий диапазон от А до B′ использовался как соответствующий диапазон в условии (5). После этого определяется, удовлетворяются или нет все вышеупомянутые условия (1)-(8) (S209). Соответствующий диапазон, используемый для условия (5), которое рассматривается в вышеупомянутом определении, является диапазоном от нижнего предела А до верхнего предела B′.

Если определение на этапе S209 является положительным, изменение Δedf выходной мощности edf генератора 12 переменного тока рассчитывается, когда запальная свеча 8 переходит от обесточенного состояния (Выкл.) к подключенному состоянию (Вкл.), связанному с подключением запальной свечи 8 (S210). Более определенно, вычитание выходной мощности edf, непосредственно перед включением запальной свечи 8, из выходной мощности edf, после отключения запальной свечи 8, дает изменение Δedf. Выходная мощность edf в момент, при котором время, требуемое для подачи питания на запальную свечу 8, чтобы получить эффект от выходной мощности edf, прошло после того, как запальная свеча 8 переключена из состояния Выкл. в состояние Вкл., используется как выходная мощность edf после того, как запальная свеча 8 включена на Вкл.

После этого определяется, не больше ли расчетное изменение Δedf контрольного значения "а", чтобы определить наличие нарушения режима работы запальной свечи 8 (S211). Если определение отрицательно, то определяется, что запальная свеча работает нормально (S213), тогда как если определение является положительным, то определяется, что произошло нарушение режима работы запальной свечи 8 (S212). После определения наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 (в более поздний момент, относительно момента времени T₄ на фиг.2(c)), знак F предварительного определения нарушения режима работы сбрасывается на "0" (S214).

После того, как определение оказывается отрицательным на этапе S209, повторяется процесс после этапа S201. Поэтому после того, как запальный период закончится, когда все условия (1)-(8) не удовлетворяются во время первого подключения запальной свечи 8 и неудачным оказывается определение того, нормально или ненормально работает запальная свеча 8, подключение запальной свечи 8 производится снова на этапах S202-S207 процесса на фиг.4. Подключение запальной свечи 8 повторяется до тех пор, пока не будет сделано определение нарушения режима на этапе S212 или определение нормальной работы на этапе S213.

Вышеупомянутый вариант реализации обеспечивает следующие эффекты.

Во-первых, исходя из определения того, что имеется вероятность нарушения режима работы запальной свечи 8, запальная свеча 8 временно подключается, чтобы определить наличие нарушения режима работы запальной свечи 8. В этом отношении верхний предел В соответствующего диапазона (от А до B), используемый для вышеупомянутого условия (5), увеличен до верхнего предела B′, из-за чего соответствующий диапазон оказывается модифицирован. Соответственно, даже когда выходная мощность edf генератора 12 переменного тока имеет тенденцию к увеличению из-за ухудшения качества аккумуляторной батареи, выходная мощность edf не превышает верхний предел соответствующего диапазона после начала подключения. На самом деле вышеупомянутое условие (5) удовлетворено, и определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 может быть выполнено. Соответственно, предотвращается сбой в определении наличия нарушения режима работы из-за ухудшения качества аккумуляторной батареи 7 тогда, когда происходит фактическое нарушение режима работы запальной свечи 8.

Во-вторых, когда условие (5) не удовлетворено из-за ухудшения качества аккумуляторной батареи 7 во время подключения запальной свечи 8, подключение запальной свечи 8 повторяется, пока определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 не будет завершено. Однако в этом варианте реализации повторение подключения запальной свечи 8 может быть предотвращено.

В-третьих, определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 выполняется непосредственно после начала подключения запальной свечи 8, при том что все условия (1)-(8) удовлетворены и в момент времени, для которого время, требуемое для отключения питания на запальную свечу 8, чтобы получить эффект от выходной мощности edf, прошло после того, как запальная свеча 8 переключена с режима Вкл. на режим Выкл. Затем определяется, не больше ли в это время изменение Δedf выходной мощности edf по сравнению с контрольным значением "a". Если определение является положительным, то определяется, что нарушение режима работы запальной свечи 8 произошло. Если определение отрицательно, то определяется, что запальная свеча работает нормально.

Для выполнения более точного определения наличия нарушения режима работы запальной свечи 8, например, возможно выполнить такое определение на основе того, удовлетворены ли следующие условия (A) и (B): (A) все вышеупомянутые условия (1)-(8) удовлетворены во время, когда выполняется подключение запальной свечи 8, и (B) изменение Δedf выходной мощности edf, связанное с завершением подключения, не больше контрольного значения "a". Посредством определения того, что имеется нарушение режима работы запальной свечи 8, когда оба условия (A) и (B) удовлетворены, можно более точно определять наличие нарушения режима работы запальной свечи 8. Это происходит благодаря тому, что изменение выходной мощности edf генератора 12 переменного тока является большим непосредственно после начала подключения, и определение того, не является ли изменение Δedf выходной мощности edf больше контрольного значения "a" в конце подключения, при котором прекращается вышеупомянутое изменение, благоприятно для более точного определения наличия нарушения режима работы запальной свечи 8.

Когда выполняется такое определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8, весьма вероятно, что выходная мощность edf превысит соответствующий диапазон (диапазон от А до В′), и что вышеупомянутое условие (A) не будет удовлетворено во время периода временного подключения запальной свечи 8 в случае ухудшения качества аккумуляторной батареи 7, из-за чего определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 оказывается неудачным. В результате оказывается возможным то, что и определение наличия нарушения режима работы будет неудачным, и подключение запальной свечи 8 будет повторяться, даже когда фактически произошло нарушение режима работы запальной свечи 8.

Однако определение того, происходит ли нарушение режима работы запальной свечи 8 или нет, или определение того, нормально ли работает запальная свеча 8 или нет, выполняется при обстоятельствах, когда все условия (1)-(8) удовлетворены, непосредственно после начала подключения запальной свечи 8, и в момент времени, для которого время, требуемое для начала подключения, чтобы получить эффект от выходной мощности edf, прошло. Соответственно, предотвращается возникновение вышеупомянутых событий.

Вышеупомянутый вариант реализации может быть модифицирован следующим образом.

Вероятен случай, когда определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 окажется невозможным непосредственно после начала подключения запальной свечи 8, например когда любое из условий (1)-(8) становится неудовлетворенным непосредственно после начала подключения. В этом случае определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 может быть выполнено непосредственно после окончания подключения. В этом отношении, не больше ли изменение Δedf выходной мощности edf в конце подключения контрольного значения "a", определяется при том, что все условия (1)-(8) удовлетворены. Если это определение является положительным, то определяется, что произошло нарушение режима работы запальной свечи 8. Если определение отрицательно, то запальная свеча 8 определяется как работающая нормально. Эта схема приводит к тому, что увеличивается вероятность определения наличия нарушения режима работы запальной свечи 8.

Повторное определение наличия нарушения режима работы запальной свечи 8 после окончания запального периода может быть выполнено так, как указано в третьем эффекте настоящего варианта реализации. При этом допускается более точное повторное определение.

Период, во время которого выполняется подключение запальной свечи 8 или установленное значение, может быть соответствующим образом модифицирован.

Нижний предел A и верхний предел В соответствующего диапазона может быть соответствующим образом модифицирован.

Верхний предел B′, который превышает верхний предел B, может быть максимальным значением (100%) выходной мощности edf или любым значением между максимальным значением (100%) и верхним пределом B.

Нижний предел соответствующего диапазона может быть модифицирован до значения, которое увеличено в соответствии с увеличением от верхнего предела В до верхнего предела B′.

Настоящее изобретение относится к устройству диагностирования нарушения режима работы запальной свечи двигателя внутреннего сгорания. Устройство для диагностирования нарушения режима работы запальной свечи двигателя внутреннего сгорания содержит: секцию предварительного определения, секцию подтверждения и секцию модификации. Запальная свеча (8) подключается к электропитанию от аккумуляторной батареи (7) во время запального периода. Аккумуляторная батарея (7) заряжается электроэнергией, вырабатываемой генератором переменного тока (12). Секция предварительного определения определяет вероятность нарушения режима работы запальной свечи (8) на основе изменения выходной мощности генератора переменного тока (12) в конце запального периода. Вероятность нарушения режима работы запальной свечи (8) определяется, если изменение выходной мощности генератора переменного тока не больше контрольного значения. Контрольное значение является набором значений для определения наличия нарушения режима работы запальной свечи (8). При определении вероятности нарушения режима работы секция подтверждения временно подключает запальную свечу (8) после окончания запального периода. Если выходная мощность генератора переменного тока находится в соответствующих пределах, сравнивается изменение выходной мощности генератора переменного тока (12) с контрольным значением "а", при подключенной запальной свече (8). Если изменение выходной мощности генератора переменного тока (12) не больше контрольного значения, подтверждается нарушение режима работы запальной свечи (12). На основе определения вероятности нарушения режима работы запальной свечи секция модификации увеличивает верхний предел соответствующего диапазона. Секция подтверждения может определять контрольные значения изменения выходной мощности непосредственно в начале подключения запальной свечи или когда подключение прошло, или после окончания подключения. Подключение считается произошедшим, если получен эффект выходной мощности генератора переменного тока (12). Модифицированным верхним пределом является максимально возможное значение выходной мощности генератора переменного тока (12). Технический результат заключается в достоверном определении фактического нарушения режима работы запальной свечи. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для диагностирования нарушения режима работы запальной свечи двигателя внутреннего сгорания, причем запальная свеча подключается к электропитанию от аккумуляторной батареи во время запального периода от начала запуска двигателя до завершения запуска двигателя, а аккумуляторная батарея заряжается до соответствующего заряженного состояния электроэнергией, вырабатываемой генератором переменного тока, при этом устройство содержит:
секцию предварительного определения для определения вероятного нарушения режима работы, причем, исходя из того, что выходная мощность генератора переменного тока находится в пределах заданного соответствующего диапазона, секция предварительного определения определяет, не является ли изменение выходной мощности генератора переменного тока больше контрольного значения, когда состояние запальной свечи изменяется от включенного до обесточенного в конце запального периода, причем контрольное значение является набором значений для определения наличия нарушения режима работы запальной свечи, и исходя из того, что изменение выходной мощности генератора переменного тока не больше контрольного значения, секция предварительного определения определяет, что имеется вероятность нарушения режима работы запальной свечи;
секцию подтверждения, подтверждающую то, что произошло нарушение режима работы запальной свечи, причем, когда секция предварительного определения определяет, что имеется вероятность нарушения режима работы запальной свечи, секция подтверждения действует так, чтобы подключить запальную свечу временно после окончания запального периода, при этом, исходя из того, что выходная мощность генератора переменного тока находится в соответствующих пределах, секция подтверждения определяет, не является ли изменение выходной мощности генератора переменного тока больше контрольного значения "а", когда запальная свеча подключена, и причем, исходя из того, что изменение выходной мощности генератора переменного тока не больше контрольного значения, секция подтверждения определяет, что произошло нарушение режима работы запальной свечи;
секцию модификации, причем на основе определения секцией предварительного определения, что имеется вероятность нарушения режима работы запальной свечи, секция модификации модифицирует верхний предел соответствующего диапазона посредством увеличения верхнего предела.

2. Устройство по п.1, в котором секция подтверждения определяет, не больше ли контрольного значения изменение выходной мощности непосредственно после начала подключения запальной свечи и в момент времени, когда время, требуемое для начала подключения, чтобы получить эффект выходной мощности генератора переменного тока, прошло, причем если определение является положительным, то определяется, что произошло нарушение режима работы запальной свечи, тогда как, если определение отрицательно, то определяется, что запальная свеча работает нормально.

3. Устройство по п.1, в котором секция подтверждения определяет, не больше ли контрольного значения изменение выходной мощности непосредственно после окончания подключения запальной свечи, причем если определение является положительным, то определяется, что нарушение режима работы запальной свечи произошло, тогда как, если определение отрицательно, то определяется, что запальная свеча работает нормально.

4. Устройство по п.1, в котором модифицированный верхний предел является максимально возможным значением выходной мощности edf.

5. Устройство по п.1, в котором секция модификации также модифицирует верхний предел соответствующего диапазона исходя из определения секцией предварительного определения того, что имеется вероятность нарушения режима работы запальной свечи.