DE19813750A1 - Vorrichtung zur Messung des Ionenstroms im Zylinder einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Messung des Ionenstroms im Zylinder einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge ist eine ausschließlich für die Ionenstrommessung vorgesehene Sonde im Brennraum des Zylinders vorgesehen. DOLLAR A Vorzugsweise ist die Sonde bezogen auf die Längsachse des Brennraums exzentrisch und/oder abhängig von den Bauraumverhältnissen möglichst nahe am Rand des Brennraums angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung des Ionen­ stroms im Zylinder einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 42 33 224 A1 sowie aus dem Lehrbuch "Autoelektrik, Autoelektronik am Otto-Motor", Bosch, VDI- Verlag, 1994, Seite 194/195, bekannt. Bei diesen bekannten Vorrichtungen bzw. Verfahren ist ein hoher schaltungstechnischer Aufwand notwendig, da in den Hochspannungskreis des Zündsystems eingegriffen werden muß. Um zum entscheidenden Zeitpunkt den Ionenstrom auskoppeln zu können, ist es erforderlich, den Zündfunken zu unterdrücken. Hierdurch wird sowohl die Funktionalität des Zündsystems eingeschränkt, als auch das Verschleißver­ halten der Zündkerze negativ beeinflußt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Messung des Ionen­ stroms im Zylinder einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die unabhängig vom Zündkreis der Brennkraftmaschine ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind die Gegenstände der Un­ teransprüche.

Erfindungsgemäß wird eine ausschließlich für die Ionenstrommessung vor­ gesehene Sonde im Brennraum des Zylinders vorgesehen. Diese Sonde wird also im Unterschied zum Stand der Technik zusätzlich zur Zündkerze und unabhängig vom Zündkreis im Brennraum angebracht. Durch diese vom Zündsystem unabhängige Ionenstrommeßsonde ist insbesondere keine Ein­ schränkung der Funktionalität des Zündsystems mehr erforderlich. Auch ist eine längere Funkenbrenndauer möglich, die insbesondere für Benzindirekt­ einspritzmotoren erforderlich ist. Durch die eigenständige Vorrichtung zur Messung des Ionenstroms kann insbesondere auch der mit der Sonde ver­ bundene Signalpfad speziell auf die für eine derartige Sonde üblichen gerin­ geren Ströme ausgelegt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorzugsweise zur Aussetzererken­ nung und zur Klopfdetektion eingesetzt. Insbesondere bei einer Verwendung der Klopfdetektion hat sich herausgestellt, daß erfindungsgemäß die Sonde vorzugsweise bezogen auf die Längsachse des Brennraums exzentrisch und/oder abhängig von den Bauraumverhältnissen möglichst nah am Rand des Brennraums angeordnet ist.

Bei Brennkraftmaschinen, an deren Zylinderbrennräumen Aufnahmeöffnun­ gen vorgehalten werden, um optional, z. B. für Kompressionsmessungen in der Werkstatt, Drucksensoren im Brennraum anordnen zu können, wird die Sonde zum Einbringen in den Brennraum derart ausgestaltet, daß sie an diese Aufnahmeöffnungen angepaßt sind. Somit können diese Sonden zur Messung des Ionenstroms in bereits vorhandene Aufnahmeöffnungen auf einfache Weise im Brennraum befestigt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 die Draufsicht eines Zylinderbrennraums mit vier Ventilen und der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 den zum Druck im Brennraum proportionalen Verlauf des Io­ nenstroms.

Auf der Oberseite eines Brennraums 1 sind die Öffnungen für vier Ventile, die Öffnungen 2 und 3 für die Einlaßventile sowie die Öffnungen 4 und 5 für die Auslaßventile, dargestellt. Konzentrisch zur Längsachse des Brennraums 1 ist eine Zündkerze 6 in üblicher Weise eingebracht. Exzentrisch und in der Nähe des Rands bzw. der Wand des Brennraums ist eine Sonde 7 vorgese­ hen, die ausschließlich für die Ionenstrommessung ausgestaltet ist. Die Sonde 7 kann vorzugsweise in die vorgehaltene Öffnung für einen optiona­ len Drucksensor eingebracht sein.

Fig. 2 zeigt den Druckverlauf p im Brennraum eines Zylinders über der Zeit t aufgetragen. Der Druckverlauf p weist die Schwingungen K auf, wenn ein Klopfen der Brennkraftmaschine auftritt. Der Ionenstromverlauf I ist direkt proportional zum Druckverlauf p. Es wurde empirisch ermittelt, daß dieser Ionenstromverlauf I, insbesondere beim Auftreten von Klopfen, besonders effektiv am Brennraumrand auftritt.

Somit weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zwei entscheidende Vorteile auf:

• 1. Die Zündkerze 6 muß nicht multifunktional als Ionenstromsonde einge­ setzt werden, wodurch keine Einschränkungen der Funktionalität des Zündsystems erforderlich sind.
• 2. Die durch die Mitverwendung der Zündkerze 6 als Ionenstrommeßsonde konzentrische Anordnung, die sich als weniger effektiv für die Ionen­ strommessung herausgestellt hat, kann entfallen.

Ergänzend wird darauf hingewiesen, daß nicht nur eine, sondern auch meh­ rere exzentrische, in der Nähe des Brennraumrandes angeordnete Sonden zur Ionenstrommessung vorgesehen sein können. Weiterhin ist die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung nicht auf Brennräume für vier Ventile beschränkt.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird sowohl die Erkennung von Aussetzern als auch die Erkennung von Klopfen verbessert.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Messung des Ionenstroms im Zylinder einer Brennkraft­ maschine für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus­ schließlich für die Ionenstrommessung vorgesehene Sonde (7) im Brenn­ raum (1) des Zylinders vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (7) bezogen auf die Längsachse des Brennraums (1) exzentrisch angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (7) abhängig von den Bauraumverhältnissen möglichst nahe am Rand des Brennraums (1) angeordnet ist.

4. Vorrichtung einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (7) zum Einbringen in den Brennraum (1) derart ausge­ staltet ist, daß sie an eine ohnehin optional für die Aufnahme eines Druck­ sensors bestehende Aufnahmeöffnung angepaßt ist.