SE444479B - Anordning for detektering av funktionsbortfall hos en vid maskinelement med roterande delar anordnad givare - Google Patents

Description

8300780-7 2 I enlighet med uppfinningen bildas alltså av givarutsignalen, som uppvisar en kurvform beroende av belastningen och varvtalet hos den-roterande maskindelen, vid förbränningsmotorer exempelvis kompressionstryckförloppet hos en cylinder, stomljudet eller tänd- spänningen; en likriktad och glättad referenssignal som sedan för-V svagas på sådant sätt att den under varje period - och med period skall här och i det följande förstås genomsnittliga tidsavståndet A mellan toppvärdena hos givarutsignalen vid det respektive varv-ll talet m -_åtminstone överäofids en gång av toppvärdet hos givarut- signalen. Detta överskridande bestäms i en komparator, vars ut- signal utnyttjas för att trigga en retriggerbar monostabil vippa, så att vidflkorrekt fungerande givare är vippan alltid triggad och_ avger en varaktig signal. Om givaren faller ur uteblir också trigg- ningsimpulsen och vippan slår om efter utlöpandetÉav vipptiden.

Nollsignalen hos utgången från vippan betraktas som bortfallssignal och utnyttjas för avgivande av ett alarm eller åstadkommande av en. omställning av den maskin som övervakas. I ' _ _ Man kan uppnå en ökad störsäkerhet om man till referenssignalen adderar en varvtalsberoende signal, eftersom man därigenom kan detek- tera_icke endast ett totalbortfall utan också engtydlig minskning av givarens känslighet, som oftast föregår givarens totala bortfall.

¿ Likaså kan man uppnå en större störningssäkerhet och en snabb- are detektering av bortfallet om hålltiden hos den monostabila vippan som om den är konstant måste vara längre än periodtiden för det lång- sammaste varvtalet, likaså är varierbart beroende av varvtalet hos den roterande maskindelen, så att den är endast något längre än Å periodtiden vid det aktuella varvtalet eller en därav härledd funk- tion. _ k ' Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till hi- fogade ritning, på vilken fig. 1 visar ett kopplingsschema över an- ordningen enligt uppfinningen och fig.2 visar ett diagram över tids- förloppet hos de enskilda signalerna. ' I fig. 1 visas en knackningsgivare 1 till en s.k. antiknack- ningsregleringsanordning AKR för en förbränningsmotor, vilken givare skall övervakas och vilken schematisk utvisats med en cirkel. Givaren ' _kan exempelvis vara en piezoelektrisk accelerationsgivare såsom vanligen utnyttjas vid sådana regleringsanordningar. Givarens utsig- nal, som till följd av de roterande maskindelarna eller därifrån härledda funktioner (tändspännings- eller förbränningstryckförlopp 8300780-7 3 p, t vid fdrbränningsmotorer) uppvisar ett periodiskt mellan impulser med stor och liten amplitud växlande förlopp når efter en eventuell förstärkning och filtrering i en schematiskt som en låda 2 antydd koppling såsom en givarutsignal Us till den icke närmare men av en pil antydda antiknackningsregleringsanordningen AKR.

Denna givarutsignal Us tillförs en referenskoppling 3 i vilken därur åstadkommes en likriktad och glättad referenssignal UR som försvagas eller förstärks ända tills den ständigt överskrids av de periodiskt uppträdande toppvärdena för-den normala, dvs. ostör- da givarutsignalen US. Till den vid utgången från refarenskopplingen 3 uppträdande referenssignalen UR adderas i en analog adderkoppling 8 en av varvtalet hos den roterande maskindelen beroende varvtals- signal Unäi form av en likspänning. Summasignalen UÉ+Un förs till en ingång till en komparator 4, vid vars andra ingång givarutsignalen US inmatas. Komparatorn avger en utimpuls IK om givarutsignalen US överskrider“summasignalen UR+Un. Dessa utimpulser IK förs till en retriggerbar monostabil vippa 5, vars utimpulser har en varaktighet som likaså är varierbar i beroende av varvtalet hos den roterbaraf maskindelen och exempelvis uppgår till 1,5 gång periodvaraktigheten för givarutsignalen Us. Härigenom tillförsäkras att var och en av de åtminstone en gång per period uppträdande impulserna triggar den monostabila vippen så länge som dennas av den föregående trigger- impulsen utlösta utimpuls fortfarande föreligger¿ Härigenom er- hålles vid felfri givare en konstant digital utsignal U vilken . MF' tjänar till utlösande av en alarmanordning 7 och en regleringsanf ordning 6, exempelvis för tändningstidpunkten.Alarm utlöses då när utsignalen U upphör.

Fig. 2M:isar förloppet för de enskilda signalerna med avseende på tiden; Givarutsignalen US visas som en växelspänningssignal med växlande amplitud,vannfnen lätt ser signalens "periodiska förlopp".

Början av efter varandra följande perioder visas med de inringade siffrorna 1-7. Perioderna 1 och 2 hör till ett bestämt varvtal n1, »medan de följande kortare perioderna hör till ett ungefär 1,5 gång högre varvtal n2. I perioderna 1 ~ 3 är givarsignalen "normal", medan i perioderna 4 och 5 signalen minskar på grund av minskad känslighet hos givaren som ett tecken på ett begynnande bortfall och från period 6 finns icke längre någon signal på grund av givarens bortfall.

Den av givarutsignalen Us exempelvis genom toppvärdeslikrikt- ningen bildade referenssignalen UR har visats med en punktstreckad s5007so«7 § 4 linje och försvagas så mycket att den överskrids av åtminstone enl eller två toppar hos givarutsignalen. Om så är fallet avger kompa- ratorn 4 utimpulser IK, som visas i ett andra, tidsmässigt överens- stämmande diagram. Vid alla (med heldragna så väl som punktstreckade linjer) visade utimpulserna I1 till I6, vars index hör till de mot- svarande periodnumren, är givarutsignalen Us större än referens- signalen URE Detta gäller även vid perioderna 4 och 5 vid vilkav; även referenssignalen minskar i takt med givarutsignalen. Om alltså referenssignalen utnyttjas som tröskelvärde detekteras icke eng minskad givarkänslighet såsom ett fel. Av denna anledning adderas till referenssignalen UR en av varvtalen beroende likspänning så- som en varvtalssignal Un. Resultatet UR+Un har visats i den övre _delen av diagrammet i fig 2 med heldragen linje, varvid storheten UD1 hör till varvtalet n1 och Unz till varvtalet nå. Härigenom bortfaller dels dubbelimpulserna I1a och Iza då de icke överstiger det nya tröskelvärdet UR+Un. Av samma anledning bortfaller också impulserna l4 och I5. I6 bortfaller eftersom nu också mycket små givarntsignaltoppar, som fortfarande överstiger den mot noll gående referenssignalen, icke längre överstiger värdet Un6.w Skillnaden kan tydligt ses vid utsignalen UMÉ från den mono- stabila vippan, som är inritad i den tredje delen av diagrammet_ i fig. 2 med avseende på tiden. Den av varvtalet beroende hålltiden T för den monostabila vippan, där som exempel nämndes en 1,5 gång större periodvaraktighet vid det aktuella varvtalet, har för varv- talet n1 betecknats T1 och för varvtalet n2 T2 och har inritats som en pil i tidsaxelns riktning, utlöst av impulserna 11 resp I3.

Om referenssignalen UR tjänar som tröskelvärde slutar utsig- nalen UMF först efter utlöpandet av den av impulsen 16 utlösta håll- tiden hos den monostabila vippan under den sjunde perioden, varvid den felaktiga minskade känsligheten hos givaren icke upptäcktes utan först efter det totala bortfallet. Denna signal har visats med streckad linje. I det andra fallet då varvtalssignalen Un har add- erats till referenssignalen blir impulsen 13 vid utgången från kom- paratorn 4 den sista innan känsligheten hos givaren minskats så långt att tröskelvärdet UR+Un icke längre kan överskridas. Utsignalen UMF, visad med heldragen linje, slutar redan efter avslutandet av den av I3 utlösta hålltiden T2 i den fjärde perioden, varför man här kan få ett alarm eller en omställning redan tre perioder tid- igare.

Claims (3)

assoovso-7 5 Den ovan beskrivna anordningen för bortfallsindikering kan' användas vid alla givare som avger en "periodisk signalf, och är alltså icke endast begränsad till knackningsgivare för förbrännings~ motorer. P a t e n t k r a_v

1. Anordning för detektering av funktionsbortfall hos en vid maskinelement med roterande delar anordnad givare, särskilt en vid en förbränningsmotor anordnad knackningsgivare (1), och med en referenskrets (3) för bildande av en referenssignal (UR) ur givarutsignalen samt med en komparator (4), i vilken denna referenssignal jämförs med en annan signal (US), samt en omställ~ nings- eller alarmanordning (6, 7), k ä n n e t e c k.n a d a vi att referenssignalen (UR) är så utformad att den kontinner~ ligt överskrids av de poríodiskt uppträdande toppvärdena hos den normala givarutsignalen (US), att den andra;signalen utgörs' av givarutsignalen (U ) själv, att från komparatorns (4) utgång erhålls en impuls (IKÉ om givarutsignalen överstiger referens- signalen (UR) och att en, av komparatorns (4) utsignaler (IK), retriggerbar monostabil vippa (5) är inrättad att med sin utsig- nal (UMF) påverka omställnings- och/eller alarmanordningen (6, 7).

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den innefattar en adderkoppling (8), i vilken till re- ferenssignalen (U är inrättat att adderas en av varvtalet hos ) den roterande masïindelen beroende varvtalssignal (Un).

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d a v att varaktigheten (T) av utimpulserna från den monostabila vippan (5) är varierbar i beroende av varvtalet (n) hos den roterande maskindelen.