DE2742080C2 - Diagnoseverfahren und -gerät für den Turbolader eines Verbrennungsmotors - Google Patents
Diagnoseverfahren und -gerät für den Turbolader eines VerbrennungsmotorsInfo
- Publication number
- DE2742080C2 DE2742080C2 DE2742080A DE2742080A DE2742080C2 DE 2742080 C2 DE2742080 C2 DE 2742080C2 DE 2742080 A DE2742080 A DE 2742080A DE 2742080 A DE2742080 A DE 2742080A DE 2742080 C2 DE2742080 C2 DE 2742080C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pressure
- engine
- turbocharger
- acceleration
- internal combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 8
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 title description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 23
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 22
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 19
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 238000013479 data entry Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000013208 measuring procedure Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000007659 motor function Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/042—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12
- G01M15/044—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12 by monitoring power, e.g. by operating the engine with one of the ignitions interrupted; by using acceleration tests
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/09—Testing internal-combustion engines by monitoring pressure in fluid ducts, e.g. in lubrication or cooling parts
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 8 angegebenen
Art.
Bekanntlich ist der Turbolader, der üblicherweise bei Verbrennungsmotoren benutzt wird, insbesondere bei
Dieselmotoren, ein wichtiger Faktor für die Funktionstüchtigkeit des Motors. Erstens ist es erforderlich, daß
der Turbolader der Luftansaugleitung des Motors unter Druck stehende Luft in gewünschten Mengen und mit
gewünschten Drücken liefert. Aufgrund seiner Anbringung am Einlaß des Motors kann jegliche Tendenz des
Ablösens von kleinen Teilen von dem Turbolader zum Totalsausfall eines Motors führen, weil die Teile in die
Zylinder des Motors gesaugt werden. Viele Faktoren, wie der Widerstand aufgrund von verbogenen
Schaufeln, verbogenen Wärmeschilden und Endspiel, sowie beginnendes Lagerversagen werden sich beim
Turboladertesten zeigen. Im Stand der Technik ist es üblich, einen Turbolader zu testen, indem das Druckverhältnis
an dem Turbolader bei verschiedenen Motordrehzahlen und bei verschiedenen Turboladerdrehzahlen
aufgezeichnet wird, während der Motor voll belastet ist und dadurch eine maximale Menge an Abgasen für
den Antrieb von dessen Turbine liefert, und wobei der Motor in einem Fahrzeug montiert ist, das auf einem
Dynamometer steht, welches die Belastung für den Motor liefert. Ein Dynamometer ist jedoch eine sehr
teuere und platzraubende Maschine. Weiter stehen Dynamometer häufig nicht an Orten zur Verfügung, wo
Motoren zu testen sind. In solchen Fällen können im Stand der Technik keine praktischen Tests durchgeführt
werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Gerät der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 8
angegebenen Art so auszubilden, daß das Diagnostizieren der Funktionstüchtigkeit des Turboladers an einem
im Fahrzeug montierten Verbrennungsmotor ohne ein Dynamometer und mit nur einem einzigen Druckfühler
erfolgen kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 8 angegebenen
Schritte bzw. Merkmale gelöst
Die Erfindung nutzt die Tatsache aus, daß die Trägheit des Turboladers von Motoren gleichen Typs im
wesentlichen von Motor zu Motor konstant ist Da die Beschleunigung des Turboladers eine Funktion der
Motorleistung und daher der Motordrehzahl während freier Beschleunigung des Motors in bezug auf die Trägheit
und den Widerstand des Turboladers ist, können grobe Änderungen in der Beschleunigung des Turboladers
entsprechenden Änderungen im Widerstand zugeschrieben werden.
Die Erfindung nutzt weiter zum Teil die Tatsache aus, daß ein Motor, der mit seiner eigenen Zubehörlast, seinem
Widerstand und seiner Trägheit als Belastung beschleunigt, im wesentlichen linear beschleunigen
wird. Ein Maß für die Geschwindigkeit, mit welcher ein Turbolader mit der Motorbeschleunigung beschleunigt,
kann daher durch Messen der Beschleunigung des Turboladers in bezug auf die Zeit ermittelt werden. Der
Wert der Turboladerbeschleunigung kann in Verbindung mit seinem Gesamtluftkompressionsvermögen
bei bestimmten Drehzahlen an einem einzelnen Punkt leicht gemessen werden, indem der Druck an der Luftansaugleitung
gemessen wird.
Gemäß der Erfindung wird ein einzelner Druckgeber an der Luftansaugleitung eines Fahrzeuges benutzt, um
einen Turoblader zu testen, der an einem Motor montiert ist, indem der Motor beschleunigt und die
Änderungsgeschwindigkeit des Druckes während der Beschleunigung gemessen wird. Weiter wird gemäß der
Erfindung der maximale Druckanstieg pro Zeiteinheit ermittelt und aufgezeichnet. Ferner kann gemäß der
Erfindung der minimale Druck an der Luftansaugleitung auch gemessen werden, und zwar in Abhängigkeit
von der Einlaßluftdrosselung, die sich durch den Turbolader ergibt, wenn dieser nicht seine volle
Leistung erbringt.
Die Erfindung ermöglicht ein ausreichendes Testen eines Turboladers, da die Geschwindigkeit, mit welcher
der Turbolader die Drehzahl aufbaut und eine Druckzunahme an der Luftansaugleitung in Abhängigkeit von
der Drehzahl des Motors erzeugt, von Faktoren abhängig ist, wie dem Widerstand, der seinerseits aus einem
beginnenden mechanischen Versagen resultieren kann, wie beispielsweise an dem Gehäuse schleifenden
Schaufeln, Lagerverschleiß und dgl. Die Verzögerung des Turboladers bei der Erzielung eines geeigneten
Druckes bei einer geeigneten Drehzahl ist daher ein Maß für die Funktionsfähigkeit des Turboladers, was
ohne Zuhilfenahme eines Dynamometers festgestellt werden kann.
Mehrere Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Diagnosesystems mit Parameterabfühlgeräten und elektronischen
Verarbeitungsgeräten, in welchem die Erfindung angewendet werden kann,
Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild von Motorparameterabfühlgeräten,
die in der Ausführungsform von Fig. 1 verwendbar sind, und
Fig. 3 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Zahnzeitgeberschaltung
zur Erzielung eines Istwertes einer Teilarbeitsspiel-Motordrehzahl in der Ausführungsform von Fig. 1.
Das in Fig. 1 dargestellte System, in welchem die Erfindung angewandt werden kann, zeigt den Aufbau
eines typischen Datenverarbeitungssystems oder Rechners zusammen mit Spezialgeräten eines Motordiagnosesystems der erfindungsgemäßen Art. Insbesondere
enthält das System Motormeßfühler und Signalvorbehandlungsschaltungen 10 bekannter Art, die in der Lage
sind, auf verschiedene Parameter oder diskrete Zustände eines im Test befindlichen Motors anzusprechen,
wie im folgenden noch ausfuhrlichen dargelegt
ίο Einige der Meßfühler messen Drücke, Temperaturen
und dgl. und liefern Analogsignale, deren Größe ein Maß für den abgefühlten Parameter ist. Die Ausgangssignale
der Meßfühler werden über Leitungen 13 einem Analog/Digital(A/D)-Wandler 12 zugeführt, wenn sie
durch einen A/D-Multiplexer 12 auf eine besondere Meßfühleradresse hin ausgewählt worden sind, die diesem
durch das Programm des Datenprozessors geliefert worden ist. Außerdem kann ein Zahnmeßfühler den
Vorbeigang von Zähnen des Schwungrades des Motors abfühlen und ein Zahnsignal auf einer Leitung 14 liefern,
wobei das zwischen zwei Zähnen gelegene Zeitintervall (wenn der Motor läuft) durch einen Zahnzeitgeber
15 gemessen und über Zahnzählleitungen 16 abgegeben wird. Ein weiteres diskretes Signal ist ein Zylinder-
oder Arbeitsspielkennsignal (AKS-Signal) auf einer Leitung 17, das an eine AKS-Zentrierschaltung 18 angelegt
wird, um ein AKS-Signal an eine Leitung 19 abzugeben. Das AKS-Rohsignal auf der Leitung 17 ist ein
Signal aus einem Annäherungsmeßfühler, der die Bewegung eines Motorteils einmal in jedem Arbeitsspiel
des Motors bei Bedarf abfühlt, beispielsweise die Bewegung des Kipphebels für das Einlaßventil eines der
Zylinder oder die Bewegung eines Nockens. Das ergibt Zylinder für Zylinder eine Information über die Zylinderposition
des Motors in jedem Zeitpunkt in derselben Weise wie das Zünden des Zylinders Nr. 1 in einem
Motor mit Funkenzündung und liefert außerdem Arbeitsspiel für Arbeitsspiel die Unterteilung der
Motorwinkelposition, wenn der Motor läuft oder angelassen wird.
Gemäß der Erfindung können die Parameter des Motors, die über den A/D-Wandler 11 geliefert werden,
und die Istpositionsinformation in bezug auf den Motor, die durch das AKS-Signal auf der Leitung 18 und die
Zahnsignale auf der Leitung 14 geliefert wird, bei der erfindungsgemäßen Diagnose des Motors benutzt
werden.
Zusätzliche Spezialgeräte, die benutzt werden können (obgleich ihre Benutzung nicht unbedingt erforderlieh
ist, wie im folgenden beschrieben), sind eine Zahnzähler- und Decodierschaltung 20, zwei Zähler 20a, Wb,
die als Zähler 1 und Zähler 2 bezeichnet werden, ein Intervallzeitgeber 20c und Spezial register 22, die statt
eines Speichers benutzt werden können, um gewisse Faktoren zu speichern, die so häufig benutzt werden,
daß es ratsam ist, sie direkt für das Programm verfügbar zu haben, statt in einem Speicher auf sie zugreifen zu
müssen, um die Verarbeitungszeit und die Komplexität der Programmierung zu verringern. Solche Register
können Faktoren enthalten, die bei der Datenverarbeitung benutzt werden (wie etwa Multiplikanden, die bei
der digitalen Filterung von Daten benutzt werden, und dgl.), und Informationen, die sich auf den besonderen
Motor beziehen, welcher sich im Test befindet (wie beispielswtise die Takt- und Zylinderzahlen), welche über
Schalter, die durch eine Bedienungsperson betätigt werden, eingegeben werden, wobei diese Schalter primäre
Decodierschaltungen derart versorgen, daß der deco-
dierte Wert die Position des Schalters auf Beharrungszustandsbasis
nach Art eines Registers ständig widerspiegelt.
Der übrige Teil von F i g. 1 zeigt einen Typ von Datenverarbeitungsgerät,
welcher zur Veranschaulichung dargestellt ist, da es sich um einen Typ handelt, dessen
Verwendung vorteilhaft sein kann, wenn keine Allzweck-Programmierung erforderlich ist, sondern vielmehr
begrenzte Funktionen auszuführen sind. Ein Rechner enthält bekanntlich einen Speicher, auf dessen
Inhalt zugegriffen werden kann, eine arithmetische Einheit, eine Programmsteuereinheit, die notwendigen
Gatter, Datenfluß- und Ereignisdecodier-oder-Überwachungsschaltungen,
damit die auszuführenden Schritte in logischer Reihenfolge ausgeführt werden können.
Insbesondere kann eine Vielzahl von Eingangssignalen, die als Datenfluß dargestellt sind, unter der Steuerung
eines Speichermultiplexers 25 in einen Speicher 24(MEM) geladen werden, wobei der Speichermultiplexer
durch das Programm so freigegeben und adressiert wird, daß er auswählt, welche der möglichen Eingangssignale des Speichers diesem gegebenenfalls zuzuführen
sind. Der Speicher 24 spricht auf ein Speicheradreßregister 26 an, das auf einen Zähler ansprechen kann,
der in der üblichen Weise bei der Programmsteuerung benutzt wird. Das Ausgangssignal des Speichers steht
an anderen Teilen des Datenflusses zur Verfugung, beispielsweise an einem Druck- und Sichtgerät 27 und
arithmetischen Geräten, welche Eingaberegister für die arithmetische Einheit enthalten, die im folgenden als
A-Register 30 und B-Register 31 bezeichnet werden, und zwar unter der Steuerung von Registergattern 32,
die durch das Programm in bekannter Weise gesteuert werden. Das Ausgangssignal des Α-Registers und des B-Registers
steht an den Registergattern 32 und an dem Hauptdatenfluß zur Verfügung, so daß ihre Inhalte zwischen
den Registern 30,31 oder zu dem Speicher 24 verschoben
werden können. Das dient zur Erleichterung der besonderen Art der Verarbeitung, die in einem
Motordiagnosesystem benutzt werden kann, wie im folgenden noch näher beschrieben. Die Register 30,31 versorgen
eine arithmetische Einheit 35 bekannter Art, die, gesteuert durch das Programm, die Aufgabe hat, zu
addieren, zu subtrahieren, zu multiplizieren oder zu dividieren, um Antworten an ein RSLT- oder Ergebnisregister
36 abzugeben und um Angaben über das Vorzeichen des Ergebnisses zu liefern. Gemäß der Darstellung
in Fig. 1 kann das Ergebnisregister an dem Eingang der arithmetischen Einheit über die Gatter 32 verfügbar
sein. Statt dessen könnte, wie bei vielen Rechnern üblich, das Ergebnisregister automatisch einer der
Eingänge der arithmetischen Einheit sein, und es kann auf einen richtigen Befehl hin direkt aus dem Speicher
geladen werden.
Um den Speicher mit Dateneingaben für die Initialisierung zu versorgen und um einen Grad an Kontrolle
über das System wärend der Verarbeitung zu gestatten, kann eine Tastatur 38 üblicher Bauart vorgesehen sein.
Zusätzlich zu den Dateneingabetasten kann die Tastatur Steuerfunktionstasten haben, die der Bedienungsperson
die Wahl lassen, den Speicher aus dem Ergebnisregister zu laden oder den Speicher über die Tastatur
zu laden, je nach den Bedingungen, die von dem Druck- und Sichtgerät 27 angezeigt werden.
Für die ziemlich begrenzte Anzahl von Tests, die in dem Gerät nach der Erfindung ausgeführt werden, kann
das Programm auf verschiedene Weise gesteuert werden. Eine Möglichkeit ist ein Programm-ROM 40, der
Eingabegatteradressen liefert, um die Eingaben in den Speicher, die arithmetischen Eingaberegister und den
A/D-Wandler, usw. zu steuern; ferner die Speicheradresse; die durch die arithmetische Einheit auszuführenden
Funktionen und andere Befehle, z. B. Befehle an den Speicher, damit dieser gelesen oder in diesen eingeschrieben
wird (R bzw. W), damit der A/D-Wandler 11
gestartet wird, und dgl. Der Ablauf wird durch unbedingte Verzweigungsbefehle (die eine Verzweigungsadresse liefern) und durch Überspringbefehle (die von
Bedingungen abhängig sind) gesteuert, die einer Verzweigungs-ZÜberspringsteuereinheit
42 an dem Eingang des Programmzählers 44 zugeführt werden, der außerdem auf Systemtaktgeber 46 anspricht. In bekannter
Weise kann daher für jedes aus den Systemtaktgebern empfangene Programmtaktsignal der Programmzähler
fortgeschaltet oder einmal oder zweimal übersprungen oder zur Verzweigungsadresse rückgesetzt
werden, und zwar in Abhängigkeit von dem Vorhandensein von Verzweigungs- oder Überspringbefehlen.
Das besondere Verarbeitungsgerät, das benutzt wird, und der Grad der Verwendung von Spezialgeräten
hängt selbstverständlich von der besonderen Implementierung der Erfindung ab, die vorzunehmen ist, und
bildet keinen Teil der Erfindung. Wenn die Erfindung in einem komplexen, anspruchsvollen Diagnosesystem
benutzt wird, in welchem eine Vielzahl von Diagnosefunktionen erforderlich ist, so können die für die Verarbeitung
gewählten Geräte anspruchsvoller und einer Allzweck-Verwendung angepaßt sein, um die Spezialanfordemngen
sämtlicher Diagnoseprozeduren, die auszuführen sind, zu erfüllen. Die Kosten der Programmkomplexität
eines solchen Verarbeitungssystems können jedoch in einem Diagnosesystem ungerechtfertigt
sein, das entweder relativ wenige oder relativ einfache Tests ausführt. Die folgende ausführliche
Betriebsbeschreibung wird zeigen, daß bekannte Verarbeitungssysteme, wie etwa NOVA und PDP/11, bei
welchen nur in bekannter Technik erstellte Programme verwendet werden, in Verbindung mit den Motormeßfühlern
und Signalvorbehandlungsschaltern 10, geeigneten Eingabe- und Ausgabegeräten (wie der Tastatur
38 und dem Druck- und Sichtgerät 27) verwendet werden können. In Abhängigkeit von der Verarbeitungsleistung
des gewählten Datenverarbeitungssystems kann Spezialhardware benutzt werden, deren Verwendung
ratsam sein kann, wie etwa der Zahnzeitgeber 15, der Zahnzähler 20 und einige Spezialregister 22. Die
bekannten Verarbeitungssysteme, auf die hier Bezug genommen wird, können jedoch eine ausreichende
Speicherkapazität zur Erfüllung der Zahnsteuer- und Zahnzählfunktionen und zur Speicherung sämtlicher
erforderlichen Parameter und Motorfunktionen in dem Speicher haben.
Fig. 2 zeigt mehrere Triebwerksmeßfühler in einem Diagnosesystem nach der Erfindung, und zwar neben
anderen, in Fig. 2 nicht gezeigten, einen Anlasserspannungsmeßfühler 46, einen Anlasserstrommeßfühler 47,
einen Atmosphärendruckgeber 48, der in der Nähe des im Test befindlichen Motors angeordnet sein wird,
einen Druckgeber 49 zum Messen des Ansaugieitungsluftdruckes, einen Filterdruckgeber 50 zum Messen des
Druckes stromabwärts des Kraftstoffeinlaßfilters, einen Kraftstoffdruckgeber 51 zum Messen des Druckes an
der Einlaßschiene der Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors, einen Kühlmitteldruckgeber 52, der vorzugsweise
den Kühlmitteldruck an dem Einlaß des Kühlmittelthermostaten messen kann, und einen Kühl-
mitteltemperaturgeber 53 zum Messen der Kühlmitteltemperatur, vorzugsweise an dem Einlaß des Thermostaten.
In einem Diagnosesystem nach der Erfindung kann es außerdem einen Annäherungsmeßfühler 54
geben, bei welchem es sich um einen magnetischen Annäherungsfühler der Fa. Electro Corporation, Sarasota,
Florida, USA (RGT Model 3010-AN) handeln kann und welcher zum Abfühlen des Vorbeiganges der
Schwungradzähne an einem bestimmtem Punkt neben dem Schwungradgehäuse dient, und einen Annäherungsmeßfühler
55 (z. B. das von der Fa. Electro Corporation vertriebene Modell 4947) zum Abfiihlen des Vorhandenseins
eines Motorteils, das sich in besonderer Weise einmal in jedem Arbeitsspiel des Motors bewegt,
bei dem es sich um eine Umdrehung bei einem Zweitaktmotor oder um zwei Umdrehungen bei einem Viertaktmotor
handelt. Der Annäherungsmeßfühler 55 kann vorzugsweise durch den Ventildeckel neben
einem Kipphebel des Eingabeventils eines der Zylinder des Motors hindurchgeführt sein, so daß eine Information
über den besonderen Punkt eines Motorarbeitsspiels einmal in jedem Arbeitsspiel erhalten wird und
aufeinanderfolgende Motorarbeitsspiele augezeichnet werden, wenn der Motor läuft.
Die Ausgänge der Fühler von Fi g. 2 sind jeweils mit einer von mehreren Signalvorbehandlungsschaltungen
56, 57 verbunden, die unerwünschtes Rauschen ausfiltern und über einen Verstärker für eine geeignete Pegeleinstellung
sorgen, welche zu den durch sie versorgten Schaltungen paßt. Beispielsweise werden die Ausgangssignale
der Meßfühler durch die Signalvorbehandlungsschaltungen 56 mit einem Faktor derart multipliziert,
daß sie den richtigen Wert erhalten, so daß jedes von ihnen einem gemeinsamen A/D-Wandler 11 (Fig. 1)
zugeführt werden kann. Die Signalvorbehandlungsschaltung 56,57 sind bekannte Schaltungen und bilden
keinen Teil der Erfindung.
Gemäß Fig. 3 enthält der Zahnzeitgeber 15 einen Zähler 60, der in wiederholter Weise Taktimpulse auf
einer Leitung 61 zählt, die durch die Systemtaktgeber46 in F i g. 1 geliefert werden können. Die Ausgangssignale
des Zählers werden parallel einem Puffer 62 zugeführt, dessen Ausgangssignal die Zahnzählwerte enthält. Der
Zähler läuft im wesentlichen während der gesamten Zeit, da ein Taktsignal sehr hoher Frequenz auf der Leitung
61 benutzt werden kann (irgendeine Frequenz zwischen 10 kHz und einigen 10 MHz), während bei Drehzahlen
von 300 U/min bis 2000 U/min die Frequenz der Zahnsignale auf der Leitung 14 in der Größenordnung
von 10 Hz bis 100 Hz liegen kann, je nach der Zähnezahl. Daher sind die wenigen Taktsignale, die während
der von Zahn zu Zahn erfolgenden Rückstellung des Zählers verlorengehen, minimal.
Jedesmal dann, wenn ein Zahnsignal auf der Leitung 14 erscheint, wird das nächste Taktsignal ein D-Flipflop
63 setzen, dessen Q-Ausgangssignal einem D-Flipflop 64
zugeführt wird. Das zweite Taktsignal, das dem Zahnsignal folgt, setzt daher das D-Flipflop 64 und, da dessen
Q-Ausgang einem D-Flipflop 65 zugeführt wird, wird es
aufgrund des dritten Taktsignals gesetzt. Das allererste Taktsignal nach dem Erscheinen des Zahnsignals wird
durch eine UND-Schaltung 66 decodiert, da sie auf das Q-Ausgangssignal des Flipflops 61 und die Q-Ausgangssignale
der Flipflops 64 und 65 anspricht Sie liefert ein Laden-Puffer-Signal auf einer Leitung 67, damit derPuffer
62 durch den Zähler 60 parallel geladen wird. Das zweite Taktsignal im Anschluß an das Erscheinen des
Zahnsignals veranlaßt eine UND-Schaltung 68, auf die ^J-Ausgangssignale der Flipflops 63 und 64 und auf das
Q-Ausgangssignal des Flipflops 65 anzusprechen, so daß ein Löschen-Zähler-Eingangssignal für den Zähler 60
auf einer Leitung 69 erzeugt wird, durch das dieser auf Null gelöscht wird. Das dritte Taktsignal beseitigt durch
Setzen des Flipflops 65 einfach das Löschen-Zähler-Signal auf der Leitung 69, so daß die nächste Vorderflanke
des Taktsignals und alle späteren Taktsignale in dem Zähler 60 gezählt werden. Immer dann, wenn das Zahnsignal
verschwindet (was vollkommen unwesentlich ist), verursachen die nächsten drei Taktsignale in einer
Reihe nacheinander des Rücksetzten der Flipflops 63 bis 65, da jedes ihrer D-Eingangssignale einen I-Wert
annimmt. Der Zähler und der Puffer sind von dem Rücksetzen der Flipflops 63 bis 65 unabhängig, da beide
UND-Schaltungen 66 und 68 nur während einer Folge mit leitendem Flipflop 63 und gesperrtem Flipflop 65
arbeiten, was während des Rücksetzens der Flipflops nicht vorkommt.
Der Zahnzeitgeber 15 liefert daher Zahnzähl werte auf der Leitung 16, die im wesentlichen während jedes Intervalls
zwischen zwei Zähnen stabil sind. Das Verarbeitungsgerät von Fig. 1 kann daher die Zahnzählwerte
beliebig abfragen. Der Zahnzeitgeber 15 sorgt dadurch Zahn für Zahn für eine sehr genaue Teilarbeitsspiel-Drehzahlmessung,
die mehrmals innerhalb jedes einzelnen Zylindertaktteils jedes Motorarbeitsspiels
Drehzahlangaben liefert.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Verarbeitung wird der Ausdruck
»Zahnkranz« manchmal anstelle von »Schwungrad« benutzt. Sie bedeuten das gleiche. Die Abkürzung
»SRZ« bedeutet »Schwungradzähne«, wobei es sich um einen gespeicherten Faktor handelt, der die
Anzahl der Zähne an dem Schwungrad des im Test befindlichen Motors angibt. Diese kann aus Motorspezifikationen
ermittelt und eingegeben werden. Andere Abkürzungen sind: »RSLT« = Ergebnisregister;
»MEM« = Speicher; »Ctr« = Zähler; »Faktor« bedeutet einen Speicherplatz oder ein Register, wo der Faktor
verfügbar ist; »CMPLT« bedeutet, daß die A/D-Umwandlung abgeschlossen ist; »Drz« bedeutet Drehzahl;
weitere Abkürzungen ergeben sich aus der Zeichnung.
Klammern hinter »MEM«, wie beispielsweise »(Freq)«, geben Adressen an, die durch den Programmierer
nach Bedarf gewählt oder zum Teil durch den Zähler 2 bestimmt werden, wenn so angegeben.
Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel ist für 6-Zylinder-/4-Takt-Motoren
ausgelegt. Bei Bedarf kann die Programmierung in bekannter Weise so geändert werden, daß Zählwerte (besonders des Zählers 2) eingegebenen
Werten von Motorvariablen, wie beispielsweise der Zylinderzahl, gegenübergestellt werden.
Gemäß der Erfindung wird der Druck an der Luftansaugleitung eines Motors, während dieser nur mit sich
und mit seinem eigenen Zubehör als Belastung beschleunigt, in diskreten Zeitintervallen gemessen. Da
ein Motor im wesentlichen linear beschleunigt, werden die diskreten Zeitintervalle sehr eng lineare Anstiege
der Drehzahl des Motors annähern, wenn er beschleunigt Für jede Zeit, zu der der Ansaugdruck gemessen
wird, wird die Änderungsgeschwindigkeit des Druckes gemessen und anschließend wird die größte Druckdifferenz
identifiziert.
Die hier beschriebenen Tests beinhalten das Finden der maximalen Druckänderung in bezug auf die Zeit.
Die maximale Druckänderung ist von sehr großem
Interesse, da sie eine gute Gesamtangabe nicht nur über die durch den Turbolader erreichte Drehzahl, sondern
auch für die Nützlichkeit der Arbeit ist, die er leistet (offenbar könnte ein Turbolader mit fehlenden Schaufeln
leicht auf Drehzahl kommen, würde aber keine S nützliche Arbeit leisten). In einigen Fällen ist es
möglich, die Druckänderung in Abhängigkeit von der Turboladerdrehzahl oder in Abhängigkeit von der
Motordrehzahl zu messen. Die Messung der Änderung des Turboladerdruckes in Abhängigkeit von der Motordrehzahl
könnte jedoch in vielen Fällen irreführen, da einige Turbolader einen Minimaldruck unmittelbar vor
dem Punkt erreichen, an welchem die Reglerabschaltung die Kraftstoffzufuhr reduziert und die Drehzahl
des Motors begrenzt. Daran anschließend würde die Geschwindigkeit des Druckanstiegs in Abhängigkeit
von der Motordrehzahl in ungeregelter Weise zunehmen. Bei Bedarf ist es aber in jeder besonderen Implementieren
der Erfindung vollkommen möglich, Drehzahlschritte zu ersetzen, die durch die Meßprozedur von
augenblicklichen Teilarbeitsspieldrehzahlen ermitteln werden, wie in einer weiteren, gleichzeitig eingereichten
deutschen Patentanmeldung der Anmelderin vorgeschlagen.
Der hier beschriebene Test wird während einer Beschleunigung durchgeführt, so daß die Tatsache, daß
eine Beschleunigung stattfindet, bekannt sein muß. Wenn eine Bedienungsperson das Drosselventil oder
die Drosselklappe des Motors öffnet, um eine sprungartige Beschleunigung zu erzielen, weiß sie offenbar, daß
der Motor beschleunigt. Um jedoch die Vergeudung an Betriebszeit zu reduzieren und um einen richtigen
Betrieb zu gewährleisten, ist es besser, wenn die Bedienungsperson den Test startet und wartet, bis der Motor
beschleunigt, und eine Schwellenwertdrehzahl abfühlt, die oberhalb der unteren Leerlaufdrehzahl liegt und
anzeigt, daß die Beschleunigung im Gange ist. Eine solche Drehzahl kann in der Größenordnung von 900
U/min liegen. Diese Drehzahl ist jedoch in Anpassung an jede besondere Implementierung der Erfindung verstellbar.
Zum Abfühlen einer Schwellenwertdrehzahl am Beginn der sprungartigen Beschleunigung kann gemäß
einem anderen Vorschlag der Anmelderin verfahren werden. Für das einfachste Abfühlen der Drehzahl kann
zuerst ein Drehzahlfaktor berechnet werden, so daß die Zählwerte, die in dem Zahnzeitgeber gebildet werden,
direkt damit verglichen werden können, und, wenn die Zahnzeitgeberzählwerte kleiner als diejenigen werden,
die durch den Faktor angegeben werden, ist bekannt, daß die gewünschte Drehzahl erreicht worden ist. Wenn
die Drehzahl in Zeitintervallen von Schwungradzahn zu Schwungradzahn bei deren Vorbeigang an einem Fühler
abgefuhlt wird, ist die Drehzahl gleich dem Verhältnis eines Zahns zu der Gesamtzahl von Zähnen (SRZ)
an dem Schwungrad, was alles durch das Verhältnis von Zählwerten während des Zahnzeitintervalls zu der Frequenz
des den Zahnzeitgeber versorgenden Taktgebers dividiert wird. Das ergibt die Drehzahl in Umdrehungen
pro Sekunde und muß mit 60 multipliziert werden, um die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute anzugeben.
Vereinfacht gesagt, die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute isi gleich dem 60-fachen der Frequenz des
Taktgebers, was alles durch die Zähnezahl an dem Schwungrad mal der Anzahl von Zählungen oder Zählwerten
in dem Zahnzeitgeber dividiert wird. Durch Umsetzen der Drehzahlposition in Umdrehungen pro
Minuten und in Zählwerte in dem Zeitgeber sind die Zählwerte in dem Zeitgeber, die irgendeine besondere
Drehzahl angeben, gleich dem Produkt der Frequenz des Taktgebers mal 60, was alles durch die gewünschte
Drehzahl in Umdrehungen pro Minute mal der Gesamtzähnezahl (SRZ) des Schwungrades dividiert
wird. Beispielsweise mit folgenden Befehlen kann der vorbestimmte Drehzahlfaktor ermittelt und für den
Gebrauch bereitgestellt werden:
1. Lade MEM (Freq) in das A-Register
2. Lade MEM (SRZ) in das B-Register
3. Dividiere
4. Lade RSLT in das A-Register
5. Lade MEM (Start-Drz) in das B-Register
6. Dividiere
7. Lade RSLT in das A-Register
8. Lade den Faktor 60 in das B-Register
9. Multipliziere
10. Lade RSLT in das B-Register
Dann kann das System einfach die Zahnzeitgeberzählwerte überwachen, wobei es fortlaufend die Zahnzeitgeberzählwerte
von den vorbestimmten Zählwerten subtrahiert. Da die Zählwerte mit zunehmender Drehzahl
kleiner und kleiner werden, wenn die Drehzahl des Motors die vorbestimmte Drehzahl übersteigt, werden
die vorbestimmten Zählwerte die Zahnzeitgeberzählwerte überschreiten und das kann ermittelt werden,
indem eine umgekehrte Subtraktion durchgeführt wird und nach einem negativen Ergebnis gesucht wird, wie in
folgenden Befehlen angegeben:
11. Lade Inhalt des Zahnzeitgebers in das A-Register
12. Subtrahiere; Überspringe eins, wenn —
13. Verzweige nach il
In dem hier beschriebenen Beispiel werden Druckablesungen wiederholt nach dem Verstreichen eines konstanten
Abtastratenzeitintervalls vorgenommen, das in der Größenordnung von 50 ms liegen kann. Dieses Zeitintervall
kann durch die Eigenzeitverzögerungen in dem Programm des Rechners gebildet oder durch die
Eigenzeitverzögerung in dem Abtastvermögem eines A/D-Wandlers gebildet werden, der zum Umwandeln
der Druckmeßwerte in Digitalwerte benutzt wird. Hier wird jedoch das Zeitintervall von 50 ms durch den Intervallzeitgeber
20c gebildet. In Abhängigkeit von der Frequenz des Taktgebers, der zum Ansteuern des Intervallzeitgebers
benutzt wird, kann ein Voreinstellfaktor ermittelt werden, der zum Voreinstellen des Intervallzeitgebers
jedesmal dann benutzt wird, wenn er gestartet wird. Anschließend werden die verbleibenden
Zählungen entsprechend der Frequenz des steuernden Taktgebers in dem gewünschten Zeitintervall durchgeführt,
woran anschließend dessen Zeitsperre eintritt. In dem vorliegenden Beispiel erfolgt die A/D-Umwandlung
im Anschluß an die Zeitsperre des Zeitintervalls, wobei aber die A/D-Umwandlungszeit von einer Abtastung
zur nächsten im wesentlichen konstant sein wird und einfach eine geringere Zeitverzögerung in den vorgenommenen
Ablesungen darstellt. Da nur ein minimaler Druck und eine maximale Druckänderungsgeschwindigkeit
in dem hier beschriebenen Beispiel gemessen werden, ist diese Zeitverzögerung unwesentlich.
Während der Zeitperioden zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen des A/D-Wandlers wird die Differenz
zwischen der gegenwärtigen Ablesung und der
als nächsten folgenden Ablesung gebildet, um die Differenz (D) zwischen den beiden Druckablesungen zu bilden,
welche, da sie über ein konstantes Zeitintervall erfolgt, die Druckänderungsgeschwindigkeit pro Zeiteinheit
angibt. Während des Intervalls zwischen Abtastungen des A/D-Wandlers wird die Differenz (Ef), die
für jede Ablesung gebildet wird, mit der Differenz (D) für das vorhergehende Paar Ablesungen verglichen, so
daß die maximale Differenz ebenfalls in ständiger Bewegung berechnet wird. Die erste Ablesung hat
jedoch nichts, das von ihr subtrahiert werden könnte, und deshalb haben die erste und die zweite Ablesung
nichts, das mit ihnen zu vergleichen ist. Diese Ablesungen werden deshalb einfach in späteren Berechnungen
benutzt.
Die Verarbeitung kann beispielsweise mit folgenden Befehlen ausgeführt werden:
10
15
14. Zähler 1 rücksetzen
15. Zähler 2 rücksetzen
16. Α-Register rücksetzen
17. B-Register rücksetzen
18. Lade MEM (50 ms Voreinstellung) in den Zeitgeber
19. Starte den Zeitgeber
20. A/D-Multiplexer an Druckgeber für Ansaugleitungsluftdruck;
Starte A/D-Wandler
21. Überspringe eins, wenn CMPLT
22. Verzweige nach 21
23. Lade Inhalt des A/D-Wandlers in das B-Register
24. Überspringe eins, wenn Zeitsperre
25. Verzweige nach 20
26. Starte den Zeitgeber
27. A/D-Multiplexer an Druckgeber für Ansaugleitungsluftdruck; Starte A/D-Wandler
28. Überspringe eins, wenn CMPLT
29. Lade Inhalt des A/D-Wandlers in MEM (Ctr 2)
30. Lade Inhalt des A/D-Wandlers in das A-Register
31. Zähler 2 fortschalten
32. Subtrahiere
33. Lade RSLT in MEM (Ctr 2)
34. Zähler 2 forschalten
35. Zähler 2 fortschalten
Die Befehle 18-35 bringen den Voreinst ;llwert in den
Zeitgeber, so daß immer dann, wenn der Zeitgeber gestartet wird, er auf diesen Wert voreingestellt wird
und die Zeitsperre eintritt, wenn das Komplement davon mit Taktsignalzählwerten angesammelt worden
ist. Dann wird der Zeitgeber im Befehl 19 gestartet. In der Programmierung, die für den hier als Beispiel
beschriebenen Prozeß gezeigt worden ist, identifiziert das Starten des Zeitgebers den Beginn des Zeitintervalls
und am Beginn des Zeitintervalls werüen die Daten genommen und verarbeitet. So wird ein erster Datenpunkt
eingebracht und dem B-Register im Befehl 33 aufbewahrt Der zweite Datenpunkt wird eingebracht
und im Speicher gespeichert und in den Befehl 29 und 30 in das B-Register überführt. Dieser zweiter Datenpunkt
wird außerdem in den Speicher geladen, da er von einem folgenden Datenpunkt subtrahiert werden muß,
wenn die reguläre Programmierung beginnt. Dann wird der Zähler 2 fortgeschaltet, so daß die; Differenz zwisehen
dem zweiten und dem ersten Datenpunkt in den Speicher gebracht wird, um sie für den Vergleich mit
folgenden Differenzen zu Verfügung zu haben. Dann wird der Zähler zweimal fortgeschaltet, um über die
Adressen zu gehen, wo die nächste vorherige Differenz normalerweise zu speichern ist, die normalerweise für
den Vergleich ausgebracht wird, um zu sehen, ob die gegenwärtige Differenz größer als die nächste vorherige
Differenz ist, und der Zähler wird im Befehl 35 ein zweites Mal fortgeschaltet, um über den Speicherplatz hinwegzugehen,
wo der zweite vorherige Wert gespeichert ist, bei welchem es sich um den Wert handelt, für welchen
die beiden folgenden Differenzen kleiner waren, und den interessierenden Wert, der auf diese Weise aufrechterhalten
wird, wie aus der im folgenden angegebenen Programmierung noch deutlicher hervorgehen
wird.
In der allgemeinen Routine, in der viele, viele Datenpunkte
genommen werden, wenn der Motor beschleunigt, wartet das Programm auf die Zeitsperre und, wenn
diese eintritt, startet es wieder den Zeitgeber, tastet den A/D-Wandler ab und speichert den neuen Datenwert in
dem Α-Register für die Subtraktion von dem vorherigen Datenwert, um eine gegenwärtige Differenz zu erhalten,
und speichert den gegenwärtigen Datenwert im Speicher, so daß er von dem nächsten Datenwert während
des nächsten Durchgangs durch das Programm subtrahiert werden kann. Das kann gemäß folgenden
Befehlen geschehen:
36. Überspringe 1, wenn Zeitsperre
37. Verzweige nach 36
38. Starte den Zeitgeber
39. A/D-Multiplexer an Druckgeber für Ansaugleitungsluftdruck;
Starte den A/D-Wandler
Überspringe eins, wenn CMPLT
Verzweige nach 40
Überspringe eins, wenn CMPLT
Verzweige nach 40
Lade Inhalt des A/D-Wandlers in MEM (Ctr 2) Lade Inhalt des A/D-Wandlers in das A-
40.
41.
42.
43.
41.
42.
43.
Register
Dann wird der Zähler 2 fortgeschaltet, so daß er im Speicher auf denjenigen Platz zeigt, wo der vorherige
Datenwert gespeichert war, und er wird in das B-Register überführt und subtrahiert, wobei das Ergebnis dorthin
zurückgebracht wird, wo der vorherige Datenwert gespeichert war. Nachdem also jeder Datenwert von
dem nächsten Datenwert subtrahiert ist, wird er nicht länger benötigt und die Differenz zwischen ihm und
dem nächsten Datenwert kann diesen Platz im Speicher für die nächsten drei folgenden Durchgänge einnehmen.
Das Finden jeder Differenz kann folgendermaßen geschehen:
44. Zähler 2 fortschalten
45. Lade MEM (Ctr 2) in das B-Register
46. Subtrahiere
47. Lade RSLT in MEM (Ctr 2)
48. Lade RSLT in das A-Register
Dann wird der Zähler einmal erneut fortgeschaltet, um auf denjenigen Platz im Speicher zu zeigen, wo die
nächste vorhergehende Differenz gespeichert ist, um sie für den Vergleich mit den gegenwärtigen Differenz, die
gerade gebildet worden ist, auszubringen. Durch Subtrahieren der vorherigen Druckänderung von der gegenwärtigen
Druckänderung wird ein negatives Ergebnis angezeigt, daß eine Tendenz für die Abnahme in der
gegenwärtigen Druckänderung im Vergleich zu der vorherigen besteht, was bedeutet, daß die maximale Steigung
in der vorherigen Druckänderung festgestellt wor-
den sein kann. Wenn das zweimal hintereinander vorgekommen
ist, dann wird die maximale Steigung die
zweite vohergehende Steigung sein, die festgestellt wurde, d. h. die zweite vorherige Differenz zwischen
aufeinanderfolgenden Datenpunkten. So wird der Zähler 2 wieder fortgeschaltet, so daß er eine Adresse liefert,
wo die zweite vorherige Steigung gespeichert ist, and zwar folgendermaßen:
49. Zähler 2 fortschalten
50. Lade MEM (Ctr 2) in das B-Register
51. Subtrahiere
52. Zähler 2 fortschalten
Der tatsächliche Test wird im Befehl 53 ausgeführt und, wenn die richtige Beziehung in der Steigung oder
der Differenz nicht abgefühlt wird, wird das Programm den Zähler 1 rücksetzen, weil der Zähler 1 laufend verfolgt,
ob eine Steigung kleiner ist als die vorherige Steigung, und in dem Fall, daß eine vorher in dieser Beziehung
abgefuhlt worden ist, aber die nächste in der Reihe es nicht ist, wird sie ausgeworfen und der Vergleich muß
zwei weitere Male in einer Reihe ausgeführt werden. Dann geht das Programm zurück zu dem Beginn, um
den nächsten Datenpunkt aufzunehmen. Andererseits, wenn ein negatives Ergebnis angezeigt wird, bedeutet
das, daß die als letzte zu nehmende Steigung kleiner ist als die vorherige, so daß die richtige Steigungsbezeichnung
existiert, und deshalb sollte der Zähler 1 im Befehl 57 fortgeschaltet werden, um die Tatsache zu verfolgen,
daß eine gute Steigungsbeziehung gefunden worden ist, und dann wird der Zähler 1 getestet, um zu sehen, ob er
gleich 2 ist, weil, wenn das der Fall ist, es bedeutet, daß zwei in einer Reihe die richtige Beziehung hatten, in
welchem Fall zu der Umwandlungsoperation verzweigt wird, die die Routine beendet. Sonst wird einfach
zurückgegangen und der nächste Datenpunkt aufgenommen. Das ist im folgenden angegeben:
53. Überspringe eins, wenn —
54. Verzweige nach 58
55. Zähler 1 rücksetzen
56. Verzweige nach 36
57. Zähler 1 fortschalten
58. Überspringe eins, wenn Zähler 2 = 2
59. Verzweige nach 36
Der Zähler 2 ist auf diejenige Adresse eingestellt verlassen worden, wo sich die zweite vorherige Steigung
befand. Es wurde auf diese Adresse eingestellt, so daß, wenn die zweite gewünschte Steigungsbeziehung in
einer Reihe abgefuhlt worden ist (d. h. zwei Steigungen, von denen jede kleiner als die dritte vorherige ist), die
dritte vorherige die gewünschte ist und daher ausgegeben und benutzt werden sollte. Wenn aber die Steigungsbeziehung
nach nicht abgefuhlt worden ist, wird die dritte vorherige Steigung nicht langer benötigt, so
daß der Speicherplatz derjenige ist, der für den als nächstens abzuführenden Datenpunkt benutzt wird.
Wenn zwei richtige Steigungen in einer Reihe abgefühlt worden sind, wird die dritte vorherige Steigung
für die Umwandlung in die Druckänderungsgeschwindigkeit in bezug auf die Zeit ausgegeben. Das bedeutet,
daß die Steigung selbst (die Druckdifferenz über der Zeiteinheit, die durch den Intervallzeitgeber dargestellt
wird) ein Ausdruck für die maximale Änderungsgeschwindigkeit des Druckes über der Zeit ist.
Daher muß die dritte vorherige Steigung oder Differenz durch die Zeit dividiert werden, um diese Datenangabe
zu bilden. Die Zeit ist gleich den in dem Zähler angesammelten Zählwerten dividiert durch die Frequenz
des Taktgebers, der die Zählwerte liefert. Die Zählwerte, die in dem Zähler angesammelt werden, sind
selbstverständlich das Komplement der voreingestellten Zählwerte, wie oben beschrieben. Daher kann bei
Bedarf die Zeit erhalten werden, indem der Inhalt des voreingestellten Intervallzeitgebers (wie im Befehl 18)
in das Α-Register geladen und subtrahiert wird, um das Komplement zu bilden, der Inhalt in das B-Register
überführt und dann durch die Frequenz des Taktgebers dividiert wird, der den Intervallzeitgeber versorgt. Ein
einfacherer Weg besteht jedoch darin, einfach einen Faktor zur Verfugung zu haben, der 50 ms darstellt, und
die maximale Drucksteigung durch diesen Faktor zu dividieren, wie im folgenden angegeben:
60. Lade MEM (Ctr 2) in das A-Register
61. Lade den Faktor 50 ms in das B-Register
62. Dividiere
63. Lade ESLT in MEM (wo gewünscht)
64. Lade RSLT in das Druck- und Sichtgerät
Es ist ein Ausführungsbeispiel eines Gerätes beschrieben worden, welches zum Abfühlen des
Druckes in Abhängigkeit von der Zeit bis zum Abfühlen des maximalen Druckes bestimmt ist. Ein zweiter
Apsekt der Erfindung ist das Ermitteln des minimalen Druckes, der abgefuhlt wird, bevor die maximale
Druckrate abgefuhlt wird. Dieser Test braucht jedoch nicht unbedingt ausgeführt zu werden, wenn er bei der
Durchführung des prinzipiellen Tests nach der Erfindung, der darin besteht, die maximale Druckanstiegsrate
an der Luftansaugleitung als eine Angabe der Funktionstüchtigkeit des Turboladers abzufühlen, wie oben
beschrieben, nicht benötigt wird.
Zum Modifizieren des oben beschriebenen Programms, um den minimalen Druck abzufühlen, ist alles,
was zu tun ist, zu prüfen, um zu sehen, ob die Subtraktion eines vorherigen Datenpunktes von einem gegenwärtigen
Datenpunkt negativ ist. Normalerweise ist sie es, so daß das als ein Test benutzt werden kann, um das
Aufzeichnen des Minimalwertes zu überspringen. Aber, wenn das Ergebnis positiv ist und kein Überspringen
erfolgt, kann eine kleine Verzweigungsroutine benutzt werden, um einen solchen Wert zu speichern.
Wenn tatsächlich der Druck zuerst abnimmt und anschließend zunimmt, wird der letzte gespeicherte
Minimalwert der letzte vor der Druckzunahme sein.
Dieses Merkmal kann in das vorherige Programm während eines Anlasserteils desselben folgendermaßen
eingefügt werden:
32. Subtrahiere
32a. Überspringe eins, wenn —
32b. Verzweige nach 65
32b. Verzweige nach 65
33. Lade RSLT in MEM (Ctr 2)
Das kann in das Programm während des normalen oder laufenden Teils des Programms folgendermaßen
eingefugt werden:
46. Subtrahiere
46a. Überspringe eins, wenn —
46b. Verzweige nach 67
46b. Verzweige nach 67
47. Lade RSLT in das A-Register
15
In jedem Fall ist ein sehr einfacher Prozeß zum Speichern des Minimalwertes erforderlich. Gesonderte Programme werden aber benötigt, um das Zurückverzweigen
zu dem richtigen Teil des Hauptprogramms zu steuern (entweder der Befehl 3i oder der Befehl 47, je
nach dem, ob die ersten Datenpunkte oder ob spätere Datenpunkte überprüft werden):
65. Lade MEM (Ctr 2) in MEM (Min Puffer)
66. Verzweige nach 33
67. Lade MEM (Ctr 2) in MEM (Min Puffer)
68. Verzweige nach 47
Ebenso ist das Ausgeben des Minimalwertes am Ende der Operation erforderlich, so daß wenige zusätzliche
Programmschritte am Ende eingefügt werden können, um das Ausgeben des Minimumwertes zu veranlassen,
nachdem die Maximalrate ausgegeben worden ist, und zwar folgendermaßen:
20
69. Überspringe eins, wenn Druckgerät bereit
70. Verzweige nach 71
71. Lade MEM (Min Puffer) in Druck- und Sichtgerät
72a. Verzweige nach 71
Der erfindungsgemäße Test, d. h. das Ermitteln des Ansaugleitungsluftdruckanstieges während der Beschleunigung,
kann anders als in der im obigen Ausführungsbeispiel beschriebenen Weise erfolgen. Der
Druckanstieg kann in einem Drehzahlfenster gemessen werden oder von einem minimalen Druck bis zu einem
vorbestimmten höheren Druck. Der bedeutsame Aspekt ist der, daß die Turboladerfunktionstüchtigkeit
ohne eine vollständige Abbildungsprozedur mit nur einem Druckgeber und ohne ein Dynamometer angegeben
wird, indem eine Angabe die Änderungsgeschwindigkeit des Lüftansaugleitungsdruckes während einer
sprungartigen Beschleunigung geliefert wird.
Die Datenverarbeitungsgeräte und die Programmierung, die hier einfach zur Veranschaulichung eines als
Beispiel gewählten Prozesses gemäß der Erfindung beschrieben worden sind, bilden keinen Teil der Erfindung
und es kann jede geeignete Programmierung oder jede geeignete Verarbeitungseinrichtung statt ihrer
benutzt werden.
Hierzu 3 BLatt Zeichnungen
60
65
Claims (11)
1. Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionstüchtigkeit des Turboladers eines Verbrennungs- S
motors, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnose während einer sprunghaften Beschleunigung
des Motors durchgeführt wird, wobei dieser nur durch seine eigenen Trägheits-, Widerstandsund
Zubehörbelastungen belastet ist, indem eine Anstiegsgeschwindigkeit des Ansaugleitungsdrukkes
während der Beschleunigung ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden weiteren Schritt:
Bestimmen des minimalen Druckes, der abgefühlt wird, wenn der Motor von einer niedrigen Leerlaufdrehzahl
auf eine hohe Leerlaufdrehzahl beschleunigt.
3. Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionstüchtigkeit
des Turboladers eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnose
während einer sprunghaften Beschleunigung des Motors durchgeführt wird, während der Motor nur
durch seine eigenen Trägheits-, Widerstands- und Zubehörbelastungen belastet ist, indem eine maximale
Änderungsgeschwindigkeit des Ansaugleitungsdruckes während der Beschleunigung ermittelt
wird.
4. Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionstüchtigkeit des Turboladers eines Verbrennungsmotors,
dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnose während einer sprunghaften Beschleunigung des
Motors durchgeführt wird, während der Motor nur durch seine eigenen Trägheits-, Widerstands- und
Zubehörbelastungen belastet ist, indem eine Ansaugleitungsdruckanstiegsrate über der Zeit während
der Beschleunigung ermittelt wird.
5. Verfahren zum Diagnostizieren des Turboladers eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet
durch folgende Schritte: Beschleunigen des Motors von einer niedrigen Leerlaufdrehzahl auf eine hohe
Leerlaufdrehzahl, während der Motor nur durch seine eigenen Trägheits-, Widerstands- und Zubehörbelastungen
belastet ist.
Abtasten des Druckes an der Luftansaugleitung des Motors mehrmals während der Beschleunigung
des Motors von einer niedrigen Leerlaufdrehzahl auf eine hohe Leerlaufdrehzahl; und Ermitteln einer
maximalen Änderungsgeschwindigkeit des durch die Abtastwerte ausgedrückten Druckes aus den
Abtastwerten.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck an der Luftansaugleitung in
gleichen Zeitschritten abgetastet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Druckanstieg pro Zeiteinheit
ermittelt wird, indem jeder Druckwert von einem vorherigen Druckwert subtrahiert und durch
das Abtastzeitintervall dividiert wird.
8. Diagnosegerät für den Turbolader eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß es
zur Durchführung der Diagnose während der Beschleunigung des nur durch seine eigenenen
Trägheits-, Widerstands- und Zubehörbelastungen belasteten Motors enthält:
eine Druckabfühleinrichtung, die auf den Druck in der Luftansaugleitung des Motors anspricht und ein
diesen angebendes Drucksignal liefert;
eine wahlweise betätigbare Einrichtung zum Abtasten des Drucksignals und zum Erzeugen einer
Angabe des Druckes; und ein Verarbeitungsgerät mit einer Einrichtung zum wiederholten Betätigen
der Abtasteinrichtung, um eine Anzahl von Druckangaben während eines Zeitintervalls zu bilden, das
wenigstens einem beträchtlichen Teil des Zeitintervalls für die Beschleunigung des Motors entspricht,
und zum Ermitteln einer Anstiegsgeschwindigkeit des Luftansaugleitungsdruckes, die durch die
Druckangaben angegeben wird.
9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verarbeitungsgerät außerdem eine Einrichtung
enthält zum Bestimmen des Minimaldruckabtastwertes, der durch die Druckangaben dargestellt
wird.
10. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verarbeitungsgerät eine Einrichtung
enthält zum Bilden einer Angabe der maximalen Druckanstiegsrate in Abhängigkeit von der Zeit.
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verarbeitungsgerät die Abtasteinrichtung
in aufeinanderfolgenden gleichen Zeitintervallen betätigt und die Angabe der maximalen
Druckanstiegsrate durch Subtraktion von aufeinanderfolgenden Abtastwerten liefert.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/684,216 US4046003A (en) | 1976-05-07 | 1976-05-07 | Engine turbocharger diagnostics |
| DE2742080A DE2742080C2 (de) | 1976-05-07 | 1977-09-19 | Diagnoseverfahren und -gerät für den Turbolader eines Verbrennungsmotors |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/684,216 US4046003A (en) | 1976-05-07 | 1976-05-07 | Engine turbocharger diagnostics |
| DE2742080A DE2742080C2 (de) | 1976-05-07 | 1977-09-19 | Diagnoseverfahren und -gerät für den Turbolader eines Verbrennungsmotors |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2742080A1 DE2742080A1 (de) | 1979-06-28 |
| DE2742080C2 true DE2742080C2 (de) | 1986-07-31 |
Family
ID=25772748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2742080A Expired DE2742080C2 (de) | 1976-05-07 | 1977-09-19 | Diagnoseverfahren und -gerät für den Turbolader eines Verbrennungsmotors |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4046003A (de) |
| DE (1) | DE2742080C2 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10300357A1 (de) * | 2002-12-03 | 2004-06-24 | Johann A. Krause Maschinenfabrik Gmbh | Verfahren zum Prüfen von Abgasturboladern |
| DE102006022614B4 (de) * | 2005-05-16 | 2021-01-07 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Verfahren zum Diagnostizieren eines Betriebs eines Leitschaufelpositions-Erfassungssystems eines Turboladers |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4064747A (en) * | 1976-05-07 | 1977-12-27 | United Technologies Corporation | Relative and sub-cyclic speed measurements for internal combustion engine diagnostics |
| US4061025A (en) * | 1976-05-07 | 1977-12-06 | United Technologies Corporation | Speed-related indication comparisons in internal combustion engine diagnostics |
| US4015466A (en) * | 1976-05-07 | 1977-04-05 | United Technologies Corporation | Determination of number of teeth on an internal combustion engine flywheel |
| US4292670A (en) * | 1979-06-11 | 1981-09-29 | Cummins Engine Company, Inc. | Diagnosis of engine power and compression balance |
| US4277830A (en) * | 1979-06-11 | 1981-07-07 | Cummins Engine Company, Inc. | Diagnosis of engine turbocharger performance |
| US4291382A (en) * | 1979-12-20 | 1981-09-22 | United Technologies Corporation | Relative manifold vacuum of an internal combustion engine |
| DE3020890A1 (de) * | 1980-06-02 | 1981-12-10 | Special'noe opytnoe proektno-konstruktorsko-technologičesko bjuro Sibirskogo otdelenija Vsesojuznoj Akademii selskochozjajstvennych Nauk imeni V.I.Lenina, Krasoobsk, Novosibirskaja oblast' | Verfahren zum pruefen von motoren |
| US4356725A (en) * | 1980-10-20 | 1982-11-02 | Rca Corporation | Testing the power of a turbocharged internal combustion engine |
| US4334427A (en) * | 1980-10-20 | 1982-06-15 | Rca Corporation | Testing the condition of a turbocharger |
| JPS57191423A (en) | 1981-05-19 | 1982-11-25 | Honda Motor Co Ltd | Supercharged pressure display device for internal combustion engine provided with supercharger |
| EP0077865B1 (de) * | 1981-10-26 | 1986-01-29 | Lars Collin Consult AB | Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Funktions-Tests, insbesondere eines Abgas-Emissionstests an einem Verbrennungsmotor |
| US4566073A (en) * | 1982-12-28 | 1986-01-21 | United Technologies Corporation | Soft category classifier |
| US4518268A (en) * | 1983-03-18 | 1985-05-21 | Sun Electric Corporation | Diesel engine diagnostic system |
| JPS60240829A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-29 | Nissan Motor Co Ltd | タ−ボチヤ−ジヤ−付機関の加速検出装置 |
| DE4223777C1 (de) * | 1992-07-18 | 1993-10-14 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur motorunabhängigen, vergleichenden Überprüfung von baugleichen Abgasturboladern |
| US6209390B1 (en) * | 1999-05-14 | 2001-04-03 | Larue Gerald Duane | Turbocharger fatigue life monitor |
| US6163254A (en) * | 1999-11-23 | 2000-12-19 | Caterpillar Inc. | Method of avoiding low cycle fatigue failure of turbochargers |
| DE10140121A1 (de) * | 2001-08-16 | 2003-03-06 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine |
| US6687601B2 (en) * | 2002-03-21 | 2004-02-03 | Cummins, Inc. | System for diagnosing an air handling mechanism of an internal combustion engine |
| US7007472B2 (en) * | 2004-02-10 | 2006-03-07 | Cummins, Inc. | System for limiting turbocharger rotational speed |
| US7487029B2 (en) * | 2004-05-21 | 2009-02-03 | Pratt & Whitney Canada | Method of monitoring gas turbine engine operation |
| US7111461B2 (en) * | 2004-08-20 | 2006-09-26 | Honeywell International, Inc. | System and method for testing a rotary flow device |
| US7631498B2 (en) * | 2005-10-11 | 2009-12-15 | Honeywell International Inc. | Bearing health monitor |
| DE102007005522A1 (de) * | 2007-02-03 | 2008-08-07 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Testen eines Turbomotors |
| US7469577B2 (en) * | 2007-03-02 | 2008-12-30 | Detroit Diesel Corporation | Method of diagnosing turbochargers for internal combustion engines |
| DE102009026971B4 (de) * | 2009-06-16 | 2021-05-12 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen einer Drehzahl- und Temperaturangabe einer Aufladevorrichtung für einen Verbrennungsmotor |
| US11408359B2 (en) | 2020-08-31 | 2022-08-09 | Garrett Transportation I Inc. | System for turbocharger performance monitoring and adaptation |
| US11732670B2 (en) | 2021-11-12 | 2023-08-22 | Garrett Transportation I Inc. | System and method for on-line recalibration of control systems |
| US12060844B1 (en) | 2023-08-03 | 2024-08-13 | Garrett Transportation Inc. | Air-path coordination in an engine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2389281A (en) * | 1942-05-23 | 1945-11-20 | Chrysler Corp | Instrument for indicating pressures suited to various speeds |
| US3270724A (en) * | 1963-07-19 | 1966-09-06 | Fiat Spa | Split engine with turbocharger |
-
1976
- 1976-05-07 US US05/684,216 patent/US4046003A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
- 1977-09-19 DE DE2742080A patent/DE2742080C2/de not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| NICHTS-ERMITTELT |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10300357A1 (de) * | 2002-12-03 | 2004-06-24 | Johann A. Krause Maschinenfabrik Gmbh | Verfahren zum Prüfen von Abgasturboladern |
| DE102006022614B4 (de) * | 2005-05-16 | 2021-01-07 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Verfahren zum Diagnostizieren eines Betriebs eines Leitschaufelpositions-Erfassungssystems eines Turboladers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2742080A1 (de) | 1979-06-28 |
| US4046003A (en) | 1977-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2742080C2 (de) | Diagnoseverfahren und -gerät für den Turbolader eines Verbrennungsmotors | |
| DE2742057A1 (de) | Geraet und verfahren zum messen von relativ- und teilarbeitsspieldrehzahlen bei der diagnose von verbrennungsmotoren | |
| DE3874585T2 (de) | Verfahren zur vorausberechnung der parameter zur steuerung der kraftstoffzufuhr fuer eine brennkraftmaschine. | |
| DE3021333C2 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Diagnosegerätes für Turbolader von Verbrennungsmotoren sowie Diagnosegerät für Turbolader von Verbrennungsmotoren | |
| DE69028872T2 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Diagnose des elektronischen Steuersystems eines Kraftfahrzeuges mit Hilfe der Mustererkennung | |
| DE69116483T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors | |
| EP0474711B1 (de) | Verfahren zum bestimmen der verbrennungsluftmasse in den zylindern einer brennkraftmaschine | |
| DE4337793C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Beurteilen des Funktionszustandes eines Katalysators | |
| DE3226353A1 (de) | Geraet zum steuern des energieumwandlungsprozesses eines motors mit innerer verbrennung | |
| DE102016200190A1 (de) | Verfahren und Funktionsüberwachungsvorrichtung zur Funktionsüberwachung einer Vorrichtung zur variablen Einstellung einer Zylinderverdichtung bei einem Hubkolben-Verbrennungsmotor | |
| CH643951A5 (de) | Diagnosegeraet fuer verbrennungskraftmaschinen. | |
| DE69108475T2 (de) | Verfahren zur Analyse der Zylinderleistung einer Brennkraftmaschine. | |
| DE19920691A1 (de) | Motorsteuerungssystem | |
| WO2009062787A1 (de) | Ermittlung der kraftstoffqualität bei einer selbstzündenden brennkraftmaschine | |
| DE69705150T2 (de) | Verfahren zur Diagnose des Wirkungsgrades eines stromabwärts von einem Katalysator angeordneten Stochiometrischen Abgassensors | |
| DE2845357C2 (de) | ||
| DE3704587A1 (de) | Kraftstoffversorgungs-regelverfahren fuer brennkraftmaschinen nach dem anlassen | |
| DE69513294T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum erkennen von verbrennungsaussetzern einer brennkraftmaschine mit funkenzündung | |
| DE2742082C2 (de) | Anordnung zum Testen eines Verbrennungsmotors | |
| DE102009037254A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Beriebs einer Brennkraftmaschine | |
| DE69100411T2 (de) | Methode und Vorrichtung um die Luftmenge in einem Zweitaktmotor mit Kurbelgehäusespülung festzustellen. | |
| DE3873921T2 (de) | Verfahren zur atmosphaerischen luftdruckerfassung bei druckgesteuerten kraftstoffeinspritzsystemen. | |
| DE9110248U1 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Regelung der Funktionscharakteristiken eines Verbrennungsmotors | |
| DE3112122C2 (de) | ||
| DE3702500C2 (de) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: G01M 15/00 |
|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: MENGES, R., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |