SE449639B - Elektronisk smorjmedelsmetanordning - Google Patents

Description

10 15 20 ZS 30 35 40 449 639 Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda första organ även organ för åstadkommande av en ana- log likspänning, som representerar motorns varvtal, och nämnda andra organ innefattar en potentiometer, som är så ansluten, att den analoga likspänningen pàtryckes över potentiometern, varvid potentiometern innefattar en kontakt- arm, som är kopplad för att förflytta sig i beroende av rörelse hos motorns regleringspjäll, så att utspänningen från potentiometerns kontaktarm är en funktion av motorns varvtal per minut och motorns regleringsspjälläge.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar motorn även en effektkälla, som ger en effekt till smörj- medelmatningsorganen, samt även omvandlarorgan för regenere- ring av en spänning, vilken behandlas av nämnda första organ för åstadkommande av den första elektriska signalen, represen- terande motorns varvtal per minut, varvid anordningen vidare innefattar överspänningsdetekteringsorgan, inkluderande en operatörvarningsanordning, varvid överspänningsdetekterings- organen är kopplade till omvandlarorganen och till effekt- källan för att bryta den till smörjmedelmatningsorganen över- 5* förda effekten och för att aktivera operatörvarningsanordning- en, när den av omvandlarorganen genererade spänningen över- stiger ett förutbestämt övre värde.

Den häri visade uppfinningen tillhandahåller även en smörjmedelmätkrets för en motor, som inkluderar ett reglerings- spjäll för reglering av den brânslemängd, som levereras till motorn, varvid motorn är ansluten till en smörjmedelpump för matning av en variabel mängd av smörjmedel till det till motorn levererade bränslet. Smörjmedelmätkretsen innefattar första organ för åstadkommande av en första elektrisk signal, Vilken representerar motorns varvtal per minut, andra organ för àstadkommande av en andra elektrisk signal Vilken re- presenterar den till motorn levererade bränslemängden i fOUII av IHOÉOTDS regleringsspjälläge, samt elektriska styrorgan, som reaßefaf för nämnda första och andra elektriska signaler för àstadkomman- de av en styrutsignal, som gör smörjmedelmatningsorganen verk- samma för att ändra smörjmedel/bränsle-förhållandet hos den till motorn levererade smörjmedel-bränsle-blandningen.

Ett av huvudsärdragen hos uppfinningen är anordnandet av en smörjmedelsmätanordning för en motor, vilken anordning 10 15 20 35 449 639 innefattar elektriska styrorgan, som reagerar för elektriska signaler, representerande motorns varvtal per minut, samt förflyttning av motorns regleríngsspjäll för âstadkommande av en styrutsignal, som gör ett smörjmedel- matningsorgan eller en oljepump operativ för ändring av smörjmedel/bränsle-förhållandet hos en till motorn levererad smörjmedel-bränsle-blandning.

Andra särdrag och fördelar med utföringsformerna enligt uppfinningen kommer att framgå under hänvisning till den efterföljande ritningen, den allmänna beskrivningen och patentkraven. "" Ritning Den enda figuren visar ett schematiskt och diagrmn- matiskt blockdíagram för en elektronisk smörjmedelsmätanord- ning, som ger uttryck för olika särdrag hos uppfinningen.

Innan uppfinningens utföringsformer förklaras i detalj torde inses att uppfinningen inte är begränsad i sin appli- kation till de konstruktionsdetaljer och komponentarrange- mang, vilka angives i den följande beskrivningen eller åskådliggöres på ritningen. Uppfinníngen kan anta andra for- mer och kan praktiseras och utövas på olika sätt. Det torde även inses att det häri använda språkbruket och termínologin är avsedda för beskrivningsändamål och inte skall betraktas som begränsande.

Allmän beskrivning På den enda ritningen visas en elektronisk smörjmedcls- mätanordning 10 för en motor (icke helt visad), som arbetar för att styra ett smörjmedelmatníngsorgan eller en oljepump 12 för att ändra smörjmedel/bränsle-förhållandet hos den till motorn levererade smörjmedel-bränsle-blandningen. Generellt innefattar den elektroniska smörjmedelsmätanordningen en kretskoppling för att generera pulser, vilka har en frekvens, som varierar såsom en funktion av motorns varvtal per minut och regleringsspjälläget, varvid pulserna styr oljepumpens ~ 12 drift för att ändra smörjmede1/bränsle-förhållandet. Ju högre motorns varvtal per minut är och ju mera öppet regle- ringsspjället är desto större är bränsle-smörjmedel-förhal1an- det, exempelvis upp till ett maximalt förhållande av 50:1.

Vid lågt motorvarvtal per minut och med en mera stängd regle- 40 ringsspjällinställníng åstadkommas ett minimalt bränsle-smörj- 10 15 20 25 30 35 40 449 639 -förhållande av exempelvis I5U:1.

Vid den âskådliggjorda utföríngsformen innefattar an- ordningen organ, företrädesvis en frekvens-spänning-omvand- lare 14, som mottager en takometersignal från en lämplig motoromvandlare och arbetar för att åstadkomma en första elektrisk signal eller analog likspänning, representerande motorns varvtal per minut. Anordningen innefattar även andra organ, företrädesvis en potentiometer 16, för åstadkommande av en andra elektrisk signal, representerande förskjutníngen av motorns regleringsspjäll eller den bränslemängd, som levereras till motorn. Elektroniska styrorgan, generellt be- tecknade 18, reagerar för nämnda första och andra elektriska signaler för ästadkommande av den utsígnal, som gör olje- pumpen 12 verksam för ändring av smörjmedel/bränsle-förhâl- landet hos den till motorn levererade smörjmede1-bränsle- -blandningen. Styrorganen innefattar företrädesvis en spän- ning-frekvens-omvandlare 20, en tolv-stegs binär räknare 22, en tidsstyrningsanordníng 24 med inre anslutning samt en transistor 26, som är ansluten till tidsstyrningsanordningens 24 utgång. Transistorn 26 styr en Darlington-transistor 36, som inkopplar eller aktiverar oljepumpen 12, när den blir ledande.

Anordníngen 10 innefattar även ett instrumenthuvud eller ett mätinstrument 28, som informerar operatören om mätanord- ningens status, samt feldetekterinskretskopplíng, såsom kommer att förklaras närmare nedan.

Innan vi fortsätter med en mera detaljerad beskrivning av den elektroniska smörjmedelsmätanordningen 10 torde ob- serveras att i hela denna beskrivning hänvisning kommer att göras till diskreta eller enkla integrerade-krets-komponen- ter (IC-komponenter),samt till komponenter, såsom NAND-grind- ar, zenerdioder och andra elektriska anordningar. Det torde ínses att dessa separata, individuella anordningar är kon- ventionella och kan utgöras av lämpliga i handeln förkomman-_ de, tillgängliga integrerade kretsar eller andra kretselement, som utför de erforderliga funktionerna. Vidare torde det vara uppenbart för fackmannen inom området att många av eller samtliga de diskreta IC-kretsarna och andra anordningar skulle kunna kombineras till en eller flera större IC-kretsar eller till en mikroprocessor, som utför samma funktion. i fl/ 10 15 20 25 35 40 449 639 Speciella lämpliga komponenter, som motsvarar de i block- diagramform på ritningen visade komponenterna kommer att identifieras i en nedan angiven lista.

En mera detaljerad beskrivning av den âskådliggjorda mätanordningen 10 visar också att effekt tillhandahålles fràn en positiv klämma 30, som är ansluten till en likspän- ningskälla, t ex ett 12-volts batteri (icke visat), via en en säkring 32 samt till oljepumpen 12 via en ledare 34.

Strömflödet genom en solenoidspole (icke visad), vilken in- går i pumpen, styres av Darlington-transistorn 36, som i sin tur in- och urkopplas av styrutgången hos transistorn 26, ___ vilken är inkluderad i det elektriska styrorganet 18. Olje- pumptakten erfordrar exempelvis approximativt en kvarts sekund för att leverera 0,3 centiliter olja per pumptakt.

Transistorn 26 hos det elektroniska styrorganet 18 levererar kvartssekundstyrutpulser till pumpen 12 och det är ändringen av frekvensen hos dessa styrutpulser, som varierar olja/bräns1e- -förhållandet hos den till motorn levererade olja-gas-h1and- ningen.

Anordningens kretskoppling är försedd med en reglerad spänning, exempelvis 8,2 volt, via en diod 40, ansluten till ledningen 34 och en spänningsregulator, generellt be- becknad 42 (visad inom streckritad rektangel), tillverkad av konventionella komponenter, inkluderande en zenerdiod och kondensatorer (inte individuellt betecknade), såsom visas.

En överspänningsdetekteringskrets, generellt betecknad 46 (visad inom en streckad rektangel) är också anordnad för att bortkoppla batteriet och bryta kraftförsörjningen till pumpen genom smältning av säkringen 32 men för att samtidigt bibehålla kraftförsörjningen till instrumenthuvudet om den på frekvens-spänning-omvandlarens 14 ingång påtryckta tako- metersignalspänningen blir allt för hög, exempelvis över 20 volt. Närmare bestämt, om takometersignalspänningen över- stiger 20 volt så brvter en zenerdiod 48, vilken är ansluten till takometersignalspänningen via ledningen S0, varigenom en styrd likriktare S2 grindstyres eller inkopplas, varvid likriktaren kortsluter batteriklämman till jord och smälter säkringen 32, emedan den styrda likriktarens 52 anod är an- sluten tíll ledningen 34. Samtidigt inkopplas ett pass genom transistorn S4, vilken är ansluten till ledningen 50, såsom 10 15 20 25 30 35 40 449 639 6 visas, så att effekt matas från takometersignalen till instrumenthuvudet och via spänningsregulatorn 52 till an- ordningens kretskoppling.

Uverspänningsdetekteringskretsen innefattar även en transistor S8, som inkopplar, när zenerdioden S4 leder, och är ansluten via ledningarna 60 och 62 till instrumenthuvudet 28, så att en röd varningslampa 64 och en varningssiren 66 aktiveras för att uppmärksamma motoroperatören på överspän- ningstillståndet. Motstånd, en kondensator samt en zenerdiod (icke speciellt betecknad) är också anslutna i feldetekte- ringskretsen, såsom visas. De andra i mätanordningen 10 in- kluderade komponenterna kommer att identifieras i den fort:_ I satta driftsbeskrivningen.

En takometersignal, t ex åstadkommen av en omformare (icke visad), matas till ingången hos frekvens-spånnings-om- vandlaren 14, som ger en på potentiometern 10 applicerad analog likspänning. Kontaktarmcn 70 hos potentiometern 16 är lämpligen mekaniskt ansluten till motorns regleringsspjäll (icke visat). Sålunda är spänningen på potentiometerns kontaktarm 70 en funktion av motorns varvtal per minut och regleringsspjälläget. Denna kontaktarmspänning appliceras på spänningen till frekvensomvandlaren Z2, som på konventionellt sätt är ansluten till en 1K-potentiometer 85 för att tillåta kalibrering, dvs för att tillåta justering av frekvensen hos den ufsignal, som sändes till klockingången hos den tolvstegs binära räknare, vilken delar frekvensen med 4096.

Frekvensdelarens 22 utgång är kapacitivt kopplad till an- slutningen 8 hos tidsstyrningsanordningen 24, vilken är ut- formad för att ge en kvarts-sekundpuls för drivning av ut- gångstransistorn 26, som i sin tur driver Darlington-transís- torn 36, vilken påverkar oljepumpens 12 solenoid.

En andra utsignal från anslutningen 7 hos räknaren 22 matas till ingången hos en NAND-grind 72, som inverterar signalen, och dess utsignal matas till en dela-med-tvâ-vippa 74, vilken har en utsignal, som matas till en andra tolv- stegs binär räknare 76, som delar frekvensen med 4096. Sá- lunda är den totala delningen av frekvensen från spännings- -frekvens~omvandlaren 20 32,768. Pumpen 12 måste därför aktiveras åtta gånger innan en signa] kommer att uppträda vid räknarens 76 utgång. Donna utsignal matas till inställ- O? 10 15 20 25 30 35 40 449 639 nings/áterställnings-vippan 78, vilket medför att dess ut- signal blir hög. Vippans 78 utsignal matas sedan till äter- ställningsledningen hos den astabila multivibratorn 80, vilket då tillåter denna att oscillera. Utsignalen hos multivibratorn 80 tillsammans med transístorn 99 inkopplar varningslampan 64 och sirenen 66, vilket gör operatören upp- märksam på ett feltillstånd avseende oljebrist. Denna verkan kommer att uppträda såvida inte den nedan beskrivna olje- strömningstungströmställaren 94 sluter, vilket indikerar att olja har pumpats. Om oljeströmningstungströmställaren 94 sluter, så sändes logiska "låga" signalen vid ledningen 95 genom NAND-grinden 90 till återställningsanslutningarna hos vippan 74 och räknaren 76, vilket bringar dem att återställas till ett noll-räknevärde och hindrar varje signal från att nå multivibratorn 80. Sålunda kommer inte någon alarmsigna] att ljuda, eftersom normal oljeströmning har skett. Motståndet 97 88 och 90 för att åstadkomma en uppeffektåterställning för vippan 74, och kondensatorn 98 arbetar via NAND-grindarna 86, räknaren 76 och inställnings/återställnings-vippan 78. Denna kretskoppling hindrar en felaktig alarmsígnal från att upp- träda under motorns startcykel.

I den àskàdliggjorda konstruktionen finns det tvâ tung- strömställare 92 och 94, vilka utnyttjas tillsammans med olje- pumpen 12, varvid den första strömställaren 92 är en magnetiskt driven elektrisk strömställare, vilken avkänner ett tillstånd med lite olja och som, när den är sluten, bringar lampan 93, avseende föga olja, i instrumenthuvudet 28 att inkopplas. Den andra tungströmställaren 94 är en magnetiskt driven elektrisk strömställare, som avkänner strömningen av olja, när pumpen pumpar, vilket resulterar i att tungströmställaren sluter via NAND-grinden 90 sändes för att återställa vippan 74 och räknaren 76 för att hindra en och åstadkommer pulser, som alarmindikering. Frånvaro av åtta av dessa pulser resulterar i en alarmindikeríng, såsom beskrivits ovan.

Anordningen 10 kan kalibreras, exempelvis genom appli- cering av en frekvens på takometersignalingången, vilken frekvens simulerar en motor, minut, när det önskade förhållandet är 50:1 utgångsfrekvensen vid anslutningen 3 hos spänning-frekvens- som roterar med 5750 varv per , och mätning av -omvandlaren 20 samt justering av ett IK-potentíometern 85, __ - 10 15 20 25 30 55 449 659 8 så att utsignalen har frekvensen 9921 Hz, vilket resulterar i åstadkommande av det önskade S0:1-förhållandet för en speciell motor (i detta fall en utombordsmotor med 235 häst- krafter).Regleríngsspjällpotentiometerarrangemanget innefat- tar ett till en början 100 dött band, så att frekvensen vid anslutningen 3, vid 100 regleringsspjälläge od1vhí27¶)varv per minut, är 635 Hz, vilket åstadkommer ett 1S0:1-förhållan- de. Bränsle-olja-förhållandet ökar från 15021 vid 2750 varv per minut till S0:1 vid 5750 varv per minut, som en funktion av motorvarvtalet per minut och motorns regleringsspjälläge.

Såsom påpekats i början av denna beskrivning kan de olika komponenter, som har beskrivits och som utgör den elektroniska smörjmedelsmâtanordningen 10, innefatta olika separata i handeln tillgängliga komponenter. Exempelvis kan mätanläggningen 10 uppbyggas med användning av cos/mos-RCA- ëanordningar ("RCA") eller National Semiconductor-anordningar ("NS") med modellnummcr, som motsvarar de i följande för- teckning visade numrerade komponenterna: Frekvens-spänning-omvandlare 22 LM2907N-8 NS Spänning-frekvens-omvandlare 20 LM331 NS w Binär räknare 22 CD4040 RCA 12-stegig binär räknare Astabil tillstyrnings- anordning 556 En halva av NS- _ tidsstyrnings- anordning 556 NAND-grindar 72, 86 och 90 RCA-NAND-grindar i fyrförpackning Dela-med-2-vippa 76 CD40l3 En halva av en RCA-CD4013 12-stegig binär räknare 74 CD4040 RCA Instä1lnings-âterställning- -vippa CD4013 En halva av en RCA-CD4013 Astabil tillstyrníngsanord- ning 80 S56 En halva av en NS-tidsstyrnings- anordning S56 Såsom påpekats i inledningen skulle komponenterna i den elektroniska mätanordningen 10 även kunna kombineras till en eller flera integrerade kretsar eller mikroprocessorer i stäl- let för att åstadkommas i diskret komponentform. Sålunda torde inses att uppfinningen inte är begränsad till den speciella JM vi A?- 449 639 konstruktion och det speciella arrangemang av komponenter, som här àskâdlíggjorts och beskrivits utan omfattar alla dylika modifierade former, som faller inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (8)

10 449 639 Patentkrav

1. För en motor avsedd elektronisk smörjmedelmätanordning (10), vilken innefattar ett första organ (lä) för âstadkommande av en första elektrisk signal, vilken representerar motorns varv- tal per minut, samt ett smörjmedelmatningsorgan (12) för matning av en variabel mängd smörjmedel till det till motorn levererade bränslet,'k ä n n e t e c k n a d av att smörjmedelmätanord- ningen (10) vidare innefattar ett andra organ (16) för åstadkom- mande av en andra elektrisk signal, vilken representerar den mängd bränsle, som levereras till motorn, samt ett elektriskt styrorgan (18), vilket samtidigt reagerar för både nämnda första och nämnda andra signal för âstadkommande av en styrutsignal, som gör smörjmedelmatningsorganet (12) verksamt för ändring av smörjmedel/bränsle-förhållandet hos den till motorn levererade smörjmedel/bränsle-blandningen.

2. Anordning enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att motorn innefattar ett regleringsspjäll för reglering av den till motorn levererade bränslemängden, varvid nämnda andra organ (16) är kopplat till regleringsspjället, så att den andra elek- triska signalen representerar motorns regleringsspjälläge.

3. Anordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda andra organ innefattar en potentiometer (16), som in- kluderar en kontaktarm (70), vilken är kopplad för att förflytta sig i beroende av rörelse hos motorns regleringsspjäll, varvid den spänning, som uppträder på kontaktarmen (70), åstadkommer nämnda andra elektriska signal. ü.

Anordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att smörjmedelmatningsorganet innefattar en Oljepump (12).

5. Anordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att det första organet innefattar organ (lü) för åstadkommande av en analog likspänning, vilken representerar motorns varvtal per minut, och att det andra organet innefattar en potentiometer (16), som är så ansluten, att nämnda analoga likspänning är påtryckt över potenticmetern, vilken innefattar en kontaktarm (70), som är kopplad för att förflytta sig i beroende av rörelse hos motorns reglerspjäll, så att utspänningen från potentiometerns kontaktarm (70) är en funktion av motorns varvtal per minut och motorns re- gleringsspjälläge.

6. Anordning enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att motorn innefattar en effektkälla för åstadkommande av en ef- UI " 449 639 fekt för nämnda smörjmedelmatningsorgan (12) samt att den även innefattar ett omvandlarorgan (20) för generering av en spänning, som tehandlas av nämnda första organ (lä) för âstadkommande av den första elektriska signalen, vilken representerar motorns varv- tal per minut, samt att anordningen också innefattar ett överspän- ningsdetekteringsorgan (NO), som inkluderar en operatörvarnings- anordning (6H,_66), varvid överspänningsdetekteringsorganet är kopplat till omvandlarorganet (20) och till effektkällan för att bryta den/smörjmedelmatningsorganen (12) matade effekten och för att aktivera operatörvarningsanordningen (6N, 66) när den av om- vandlarorganen (20) genererade spänningen överstiger ett förutbe- stämt övre värde. ___

7. Anordning enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att den även innefattar detekteringsorgan (6ß, 66), avsedda att varna en motoroperatör, när smörjmedelmatningsorganet (12) inte på normalt sätt matar smörjmedel till det bränsle, vilket leve- reras till motorn.

8. Anordning enligt något av kraven l, 3, 5, 6 och 7 i form av en elektronisk smörjmedelmätkrets för en motor, vilken innefattar ett regleringsspjäll för reglering av den till motorn levererade bränslemängden, varvid motorn även är kopplad till en smörjmedel- pump (12) för matning_av en variabel mängd smörjmedel till det till motorn levererade bränslet, varvid smörjmedelmätkretsen in- nefattar det första organet (lü) för åstadkommande av den första elektriska signalen, representerande motorns varvtal per minut, k ä n n e t e c k n a d därav, att den även innefattar det andra organet (16) för åstadkommande av den andra elektriska signalen, som representerar motorns regleringsspjälläge i beroende av den levererade bränslemängden, varvid det elektriska styrorganet (18) samtidigt reagerar för både den första signalen och den andra sig- nalen för âstadkommande av en styrutsignal, som gör smörjmedelmat- ningsorganet (12) verksamt för ändring av smörjmedel/bränsle-för- hâllandet hos den till motorn levererade smörjmedel-bränsle-bland- ningen.