DE2336522A1 - Electronic monitoring of I.C. engine - with shutdown actuation if coolant and/or lubricant temp and/or press. excessive - Google Patents

Electronic monitoring of I.C. engine - with shutdown actuation if coolant and/or lubricant temp and/or press. excessive

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DE2336522A1 DE19732336522 DE2336522A DE2336522A1 DE 2336522 A1 DE2336522 A1 DE 2336522A1 DE 19732336522 DE19732336522 DE 19732336522 DE 2336522 A DE2336522 A DE 2336522A DE 2336522 A1 DE2336522 A1 DE 2336522A1
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Abstract

I.C. engine is electrically and electronically monitored and/or controlled, with measurement of e.g. coolant and lubricant temp. and press., with conversion into electrical magnitudes; the engine is shut down or power is reduced when permissible limits are exceeded, and a warning signal is given. The magnitudes (1, 2, n) are individually compared with the reference value corresponding to the instantaneous engine load (Uwl-Uwn) in analog or digital form. At least two of these individual deviations (DELTAU1-DELTAUn) are added, and when the sum (Uw s) is exceeded, a unit for power reduction and/or shutdown is switched on. Reliable monitoring is obtd., and small deviation signals are evaluated, to ensure action being taken before severe damage ensues.

Description

Klöckner-Humboldt-DeutzAG AlCHD 5 Köln 80, den 10. Juli 1973Klöckner-Humboldt-DeutzAG AlCHD 5 Cologne 80, July 10, 1973

Unser Zeichen: D 73/58 - AP Nau/BuOur reference: D 73/58 - AP Nau / Bu

Verfahren zur elektrischen und elektronischenMethod of electrical and electronic

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur elektrischen und elektronischen Überwachung und/oder Steuerung einer Brennkraftmaschine bei der verschiedene Motorzustandsgrößen z.B. Kühl- und Schmiermitteltemperatur und -dnck einzeln gemessen und eventuell in elektrische Informatiansgrößen umgewandelt werden, wobei beim Überschreiten eines zugelassenen Zustandsgrößen- oder Informationsgrößenwertes eine Leistungsreduktion und/oder ein Abstellen der Brennkraftmaschine bei gleichzeitiger Warnung des Bedienungspersonals erfolgt.The invention relates to a method for electrical and electronic monitoring and / or control of a Internal combustion engine with different engine state variables e.g. coolant and lubricant temperature and pressure individually measured and possibly converted into electrical information quantities, whereby when one permitted state variable or information variable value a power reduction and / or a shutdown of the internal combustion engine takes place with simultaneous warning of the operating personnel.

Es ist bekannt (DT-AS 1 114 060), bei einer Sicherhitseinrichtung zur Betriebsüberwachung von Brennkraftmaschinen verschiedene Motorzustandsgrößen einzeln zu messen und beim Überschreiten eines zugelassenen Wertes eine Leistungsreduktion oder ein Abstellen der Brennkraftmaschine vorzusehen. Da die modernen, leistungsgesteigerten Maschinen bis zur äußersten Belastbarkeit ausgenutzt werden, treten Schäden in einer sehr kurzen Zeit auf. Die Trägheit eines automatischen Wächters kann daher dazu führen, daß die BrennkraftmaschineIt is known (DT-AS 1 114 060) to measure various engine state variables individually in a safety device for monitoring the operation of internal combustion engines and to provide a power reduction or shutdown of the internal combustion engine when an permitted value is exceeded. Since the modern, more powerful machines are used to their extreme capacity, damage occurs in a very short time. The inertia of an automatic guard can therefore lead to the internal combustion engine

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erst nach dem Eintreten eines relativ großen Schadens abgeschaltet wird. Weiterhin sind die Einzelabweichungen der überwachten Betriebsgrößen oft nicht so groß, daß ein Ausschalten aufgrund einer Einzelwertüberschreitung vorgenommen wird, obwohl sich die Brennkraftmaschine bereits in einem kritischen Zustand befindet.is only switched off after a relatively large amount of damage has occurred. Furthermore, the individual deviations are the monitored operating variables are often not so large that they can be switched off due to an individual value being exceeded is made even though the internal combustion engine is already in a critical state.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile obiger Sicherheitseinrichtung zu vermeiden und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, aufgrund dessen mit einfachen Mitteln eine Eic fiere Überwachung der Brennkraftmaschine erfolgen kann. Dabei wird insbesondere angestrebt, auch kleine Abweichungen von Einzelgrößen voll auszuwerten und insbesondere vor Eintritt eines größeren Schadens das Bedienungspersonal zu warnen bzw. die Brennkraftmaschine abzustellen.Therefore, it is an object of the present invention to avoid the disadvantages of the above safety device and to make available a method, the basis of which with simple means Eic f iere monitoring of the engine can take place. In particular, the aim is to fully evaluate even small deviations from individual variables and, in particular, to warn the operating personnel or to switch off the internal combustion engine before major damage occurs.

Gelöst wird diese Aufgabe der Erfindung dadurch, daß die Motorzustandsgrößen einzeln mit einem dem der momentanen Motorbelastung entsprechenden Sollwert analog oder digital verglichen werden, daß mindenstens zwei dieser ermittelten Einzelabweichungen additiv zusammengeschitet werden und daß bei Überschreiten eines zulässigen Summenwertes eine Leistungsreduktion und/oder ein Abstellen der Brennkraftmaschine This object of the invention is achieved in that the engine state variables individually with one of the instantaneous Motor load corresponding setpoint analog or digital can be compared that at least two of these are determined Individual deviations are added together and that if a permissible total value is exceeded, a power reduction and / or shutdown of the internal combustion engine

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erfolgt. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich eine v/esentliche Verfeinerung der Mo tor überwachung. Vor Eintritt beispielsweise eines Kolbenfressers steigen nicht nur die Kühlmitteltemperatur sondern auch andere Zustandsgrößen an. Dadurch hat ein addierter Summenwert dieser Zustandsgrößen bereits frühzeitig einen größeren Anschlag als die Einzelwerte. Der Summenwert kann dabei, selbst wenn die Einzelwerte noch niht unzulässig sind, auigrund dessen, daß mehrere Zustandsgrößen kurz vor dem Unsulässigkeitswert liegen, zu hoch sein, da die Addition der Differenzen zwischen dem Sollwert und dem Istwert der Einzelwerte einen beachtlichen Wert ergibt, bei dem die Wahr scheinl iclikeit eines Motorschadens dadurch, daß mehere Einzelwerte ihre Sol !grenze? überschreiten, mit berücksichtigt wird. Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren ist auch die Messung bei Teillast der Brennkraftmaschine sinnvoll, da die Summe auch kleiner Einzelabweichungen einen brauchbaren Summenwert ergibt, der mit der Sollwertkurve des entsprechenden Summenwertes verglichen einen brauchbaren Regelwert ergibt. Aufgrund der Messungen beispielsweise bei Teillast, kann daher schon frühzeitig festgestellt werden, ob im Regelfall bei Vollast ein Motorschaden eintreten würde, d.h. Unregelmäßigkeiten werden frühzeitig erkannt. Bei z.B. einer Störung im Kühlmittelkreislauf erfolgt eine Änderunghe follows. This embodiment of the invention results a considerable refinement of the engine monitoring. Increase before a piston seizure occurs, for example not only the coolant temperature but also other state variables. This has an added sum value of these state variables a larger stop than the individual values at an early stage. The total value can be even if the individual values are still not inadmissible, due to the fact that several state variables shortly before the Inadmissibility value are too high as the addition the differences between the nominal value and the actual value of the individual values results in a considerable value at which the Probability of engine failure due to the fact that several Individual values your Sol! Limit? exceed, is taken into account. This inventive method is also the measurement with partial load of the internal combustion engine makes sense, since the sum of even small individual deviations results in a usable sum value that corresponds to the setpoint curve of the corresponding sum value compared results in a usable control value. Based on the measurements, for example Partial load, it can therefore be determined at an early stage whether, as a rule, engine damage would occur at full load, i.e. irregularities are recognized at an early stage. At e.g. a malfunction in the coolant circuit results in a change

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folgender Motorzustandsgrößen:the following engine state variables:

1. der Kühlmitteldurchsatz fallt1. the coolant throughput drops

2. die Kühlmitteltemperatur steigt2. the coolant temperature rises

3. die Öltemperatur steigt3. the oil temperature rises

4. der Öldruck fällt4. the oil pressure drops

(5. möglicherweise steigt die Durchblasemenge).(5. the blow-through rate may increase).

Eine unkontrolliert hohe Einspritzmenge bewirkt eine ähnliche Tendenz.An uncontrollably high injection quantity causes a similar tendency.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß gleichzeitig bei der Leistungsreduktion der Brennkraftmaschine eine akustische oder optische Warnanlage für das Bedienungspersonal betätigt wird. Damit das Bedienungspersonal möglichst schnell und zuverlässig ermitteln kann, weshalb eine Leistungsreduktion erfolgt ist, wird vorgeschlagen, daß gleichzeitig mit dem Betätigen der Warnanlage die Motorzustandsgrößen bzw. die Einzelabweichungen fixiert und ablesbar angezeigt werden.In a further embodiment of the invention it is proposed that at the same time the power reduction of the internal combustion engine an acoustic or optical warning system is activated for the operating personnel. So that the operating staff can determine as quickly and reliably as possible why a power reduction has occurred, it is proposed that that simultaneously with the activation of the warning system, the engine state variables or the individual deviations are fixed and are legibly displayed.

In der Zeichnung ist eine Teilanächt einer Schaltordnung zur Ausführung des erfinderlachen Verfahrens vereinfacht dargestellt. Die Abbildung E*igt den Teil der Schaltanordnung, in dem die Motorzustandegrößen mit dem Sollwert und dieThe drawing shows a part of a circuit arrangement simplified to carry out the inventive method shown. The figure E * shows the part of the switching arrangement in which the motor state variables with the setpoint and the

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Summe der Einzelabweichungen von dem Sollwert mit dem zulässigen Summenwert verglichen werden.Sum of the individual deviations from the target value with the permissible total value can be compared.

In der Abbildung sind mit 1, 2 und η elektrische Leitungen bezeichnet, an denen Motorzustandsgrößen in elektrischer Eitieit vorliegen. Die Motorzustandsgrößen werden in bekannter Weise an den einzelnen Stellen der Brennkraftmaschine, beispielsweise im.Kühlmittelsystem, gemessen und falls erforderlich in elektrische Größen umgewandelt. Der Buchstabe η gibt an, daß eine beliebige Anzahl von elektrischen Leitungen vorgesehen sein kann, um alle Motorzustandsgrößen zu ermitteln. Bei der elektrischen Einheit handelt es sich, wie aus den Bezeichnungen U 1 bis U η ersichtlich ist, um Spannungswerte. Die elektrischen Leitungen 1 bis η führen zu einem als gestrischeltes Rechteck dargestellten Rechner 3, der als Analog- oder Digitalrechner ausgebildet sein kann. Dabei kann der üblicherweise bei Schiffen vorhandene Rechner benutzt werden. Im Rechner ist eine jeder Motorzustandsgröße zugeordnete Führungsspannung, die mit Uw 1 bis Uw η bezeichnet ist, einprogrammiert und steht damit zur Rechnung zur Verfügung. Die den Motorzustandsgrößen entsprechende Spannung wird mit der Führungsspannung analog oder digital verglichen, so daß Einzelabweichungen, die mit /iü 1 bis Δ U η bezeichnet sind, ermittelt werden. Diese Einzelabweichungen werden addiertIn the figure, 1, 2 and η are electrical lines denotes at which motor state variables are present in electrical terms. The engine state variables are known Way at the individual points of the internal combustion engine, for example in the coolant system, measured and if necessary converted into electrical quantities. The letter η indicates that any number of electrical lines can be provided in order to determine all engine state variables. The electrical unit is how from the designations U 1 to U η can be seen to voltage values. The electrical lines 1 to η lead to a as a dashed rectangle shown computer 3, which can be designed as an analog or digital computer. Included the computer usually available on ships can be used. Each engine state variable is in the computer associated reference voltage, which is designated with Uw 1 to Uw η is programmed and is therefore available for billing. The voltage corresponding to the motor state variables is compared with the reference voltage analog or digital, so that individual deviations denoted by / iü 1 to Δ U η are to be determined. These individual deviations are added up

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und ergeben einen mit dem Pfeil 4 bezeichneten Summenwert, der als Summe der einzelnen Δ U i vorliegt. Dieser Summenwert wird, was durch das Rechteck 5 dargestellt ist, mit einer mit Uw s bezeichneten Summenführungsspannung wiederum verglichen und in eine Steuergröße, die durch die Pfeile und 7 dargestellt ist, umgewandet. Der Pfeil 6 führt zu einer mit 8 bezeichneten Warnanlage, wogegen der Pfeil 7 zu einer Einrichtung 9 führt, die eine Leistungsreduktion und/oder ein Abstellen der Brennkraftmaschine bewirkt. Darüber hinaus ist es ohne Schwierigkeiten möglich, daß der Rechner eine weitere Anzeigeeinrichtung aufweist, in der die Einzelabweichungen, die mit Au 1 bis Δ U η bezeichnet sind, sichtbar gemacht werden, wobei diese Werte durch eine Rückkopplung aus dem Rechteck 5 bei Betätigen der Einrichtung zur Leistungsreduktion fixiert werden. Dadurch ist das Bedienungspersonal in der Lage festzustellen, ob und welcher Einzelwert und welche Vielzahl der Einzelwerte nicht· <-\e.r\ Sollwert entsprechen. Die einzelnen Führungsspannungan Uw bis Uw η sind in vorteilhafter Weise so programmiert, daß sie <len ganzen Leistungsbereich Λ#ν Brennkraftmaschine enthalten, so daß auch bei Teillast- eine Überwa^hun , j<1er Steuerung der Brennkraftmaschine erfolgen kann. Dadurch können aach Unregelmäßigkeiten zu einem Zeltpunkt ernit tt-lt werden, in dem uiö noch nicht schädlich sind und beheben wurden, bevor ein Schaden an der Brennkraftmaschine eintritt.and result in a sum value denoted by the arrow 4, which is present as the sum of the individual Δ U i. This sum value is again compared, which is shown by the rectangle 5, with a sum control voltage denoted by Uw s and converted into a control variable, which is shown by the arrows and 7. The arrow 6 leads to a warning system denoted by 8, whereas the arrow 7 leads to a device 9 which causes a power reduction and / or a shutdown of the internal combustion engine. In addition, it is possible without difficulty for the computer to have a further display device in which the individual deviations, which are denoted by Au 1 to Δ U η, are made visible, these values being fed back from the rectangle 5 when the device is actuated to be fixed for power reduction. Thus, the operator is to be noted in a position as to whether and which individual value and what variety of individual values not · <- \ he \ Setpoint sector. The individual reference voltages at Uw to Uw η are advantageously programmed in such a way that they contain the entire power range Λ # ν internal combustion engine, so that monitoring of the internal combustion engine can take place even at partial load. As a result, irregularities can also be detected at a point in time at which they are not yet harmful and have been remedied before damage occurs to the internal combustion engine.

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Claims (1)

5 Köln 80, den 10. Juli 1973 Unser Zeichen: D 73/58 - AP Nau/bu 5 Cologne 80, July 10, 1973 Our reference: D 73/58 - AP Nau / bu Patent ansPatent ans (\y/ Verfahren zur elektrischen und elektronischen Überwachung und/oder Steuerung einer Brennkraftmaschine bei der verschiedene MotorZustandgrößen z.B. Kühl- und Schmiermitteltemperatur und -druck einzeln gemessen und eventuell in elektrische Informationsgrößen umgewandelt werden, wobei beim Überschreiten eines zugelassenen Zustandsgrößen- oder Informationsgrößenwertes eine Leistungsreduktion und/oder pin Abstellen der Brennkraftmaschine bei gleichzeitiger Warnung des Bedienungspersonals erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die MotorZustandgrößen (1, 2, n) einzeln mit einem dem der momentanen Motorbelastung entsprechenden Sollwert (Uw 1_Uw n) analog oder digital verglichen werden, daß mindestens zv/ei dieser ermittelten Einzelabweichungen (Δυ 1-Λ U η) additiv zusammengeschaltet werden und daß bei Überschreiten eines Summenwertes (Uw s) eine Einrichtung (7) zur Leistungsreduktion und/oder zum Abstellen der Brennkraftmaschine eingeschaltet wird. (\ y / Method for electrical and electronic monitoring and / or control of an internal combustion engine in which various engine state variables, e.g. coolant and lubricant temperature and pressure, are measured individually and possibly converted into electrical information variables, with a power reduction and / or pin shutdown of the internal combustion engine takes place with simultaneous warning of the operating personnel, characterized in that the engine state variables (1, 2, n) are individually compared with a setpoint value (Uw 1_Uw n) corresponding to the current engine load, analog or digital, that at least zv / ei these determined individual deviations (Δυ 1-Λ U η) are connected together additively and that when a total value (Uw s) is exceeded, a device (7) for power reduction and / or for switching off the internal combustion engine is switched on. ?. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig bei der Leistungsreduktion der Brennkraftmaschine eine akustische oder optische Warnanlage (8) für das Bedienungspersonal betätigt wird-r?. Method according to Claim 1, characterized in that at the same time as the power reduction of the internal combustion engine an acoustic or optical warning system (8) for the operating personnel is activated-r A09886/1A09886 / 1 Klöckner-HumbolclHDeutz AG Λθι ■%.■■ BJ _ β „ 10 7 1973Klöckner-HumbolclHDeutz AG Λθι ■%. ■■ BJ _ β "10 7 1973 D 73/58D 73/58 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig ralt dem Betätigen der Warnanlage (8) die Motorzustandsgröflen (1, 2, n$ bzw. die Einzelabweichungen ( Δυ l„4ü n) fixiert und ablesbar angezeigt werden·3. The method according to one of claims 1 or 2, characterized in that at the same time when the warning system (8) is actuated, the engine state variables (1, 2, n $ or the individual deviations (Δυ l "4ü n) are fixed and displayed in a readable manner. 409886/1164409886/1164
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