DE69614159T2

DE69614159T2 - Analysierender Drehzahlmesser

Info

Publication number: DE69614159T2
Application number: DE69614159T
Authority: DE
Inventors: Bernard Gee; Christiaan Hoede; Alastair J. Hotchkiss; Barbara L. Jones; Paul Smith
Original assignee: Snap On Equipment Ltd
Current assignee: Snap On Inc
Priority date: 1995-01-24
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 2001-11-15
Anticipated expiration: 2016-01-25
Also published as: ATE263407T1; EP1050863A2; CA2167900A1; US5646340A; DE69632087T8; GB9501380D0; ATE203829T1; EP0724159A1; EP0724159B1; DE69632087T2; JPH0968542A; EP1050863B1; DE69614159D1; DE69632087D1; EP1050863A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Drehzahlmesser, die zur Verwendung bei Wartungsarbeiten an Fahrzeugmotoren und ähnlichen Anwendungen geeignet sind. Die nachstehend beschriebenen Drehzahlmesser enthalten Merkmale, die das Ausführen analytischer Arbeiten an derartigen Motoren ermöglichen, wie z. B. die Diagnose von Fehlzündungen und dergleichen.
Die Drehzahlmesser, welche die Erfindung betrifft, sind im wesentlichen für analytische Arbeiten bestimmt, wie beispielsweise bei der Motorwartung und Diagnose, und es wird derzeit nicht erwartet, daß derartige Drehzahlmesser durch einen festen Einbau in irgendeinem Fahrzeug zur Anzeige der Motordrehzahl Anwendung finden.
Was die Messung der Motordrehzahl für Anwendungen im Kfz-Bereich betrifft, sind zahlreiche Verfahren entwickelt worden, darunter solche, bei denen Signale zur Drehzahlmessung aus der Batterie, dem Auspuffdruck, dem Abgasfluß, der Wechselstromlichtmaschine, dem Zündsystem oder durch optische Mittel erhalten worden sind. Alle diese Systeme haben ihre eigenen speziellen Anwendungsbereiche, in denen sie wirksam sind, und alle haben ebenso gewisse Mängel, die sie in Bereichen außerhalb ihres besonderen Anwendungsgebietes weniger akzeptabel machen. Man hat einen Bedarf an einem Verfahren und einer Vorrichtung mit einem breiteren Anwendungsgebiet als einige oder viele der oben genannten Systeme festgestellt, insbesondere was eine Drehzahlmesserfunktion betrifft, die für Wartungs- und Kundendienstfunktionen bei Fahrzeugmotoren von Nutzen ist, ohne Einschränkung auf Motoren einer bestimmten Art, wie z. B. Motoren mit Funkenzündung.
Beispiele für Drehzahlmesser nach dem Stand der Technik sind beschrieben in:
US 5,250,896 (Mieczkowski et al.)
US 4,577,496 (Grover et al.)
US 5,151,654 (Krzywicki et al.)
US 4,126,045 (Chou)
US 4,173,896 (Takama)
US 4,452,079 (Tiller)
US 5,216,881 (Anlauf et al.)
US 3,289,077 (Miller)
US 4,328,706 (Akita et al.)
Für Analysezwecke sowie für andere Anwendungen muß ein Drehzahlmesser in der Lage sein, die tatsächliche Motordrehzahl über mindestens einen durchgehenden Bereich von Motordrehzahlen von beispielsweise 1000 bis 3000 U/min zu messen und anzuzeigen, und vorzugsweise sollte der Drehzahlmesser einen beträchtlich größeren Bereich von Drehzahlen als diesen abdecken, wie z. B. 700 bis 5000 U/min bis zu einer Auflösung von ungefähr 30 U/min abdecken. Bezüglich des abgedeckten Drehzahlbereiches ist es offensichtlich eher wichtig, eine kontinuierliche Abdeckung bereitzustellen als eine Fähigkeit, Motordrehzahlen an bestimmten Stellen innerhalb eines festgesetzten Drehzahlbereiches zu bestimmen.
Demgemäß ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Drehzahlmesser-Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, das insbesondere bei der Analyse von Fahrzeugmotoren einsetzbar ist, eine durchgehende Abdeckung wenigstens des minimalen Bereichs an Motordrehzahlen bietet, die von herkömmlichen Drehzahlmesser-Vorrichtungen abgedeckt werden, und die Fähigkeit bietet, diese Funktionen in Verbindung mit einer großen Auswahl von Motoren bereitzustellen, indem ein einfaches Verbindungsverfahren verwendet wird, das keine besonderen elektrischen oder ähnliche Verbindungen zum Motor erfordert, wodurch die unterschiedlichsten Motortypen abgedeckt werden können. In einem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind ferner die Vorteile niedriger Kosten, einer leichten Befestigung und eines niedrigen Stromverbrauchs angegeben, die einen Batteriebetrieb und die Tragbarkeit ermöglichen.
Erfindungsgemäß werden eine Drehzahlmesser-Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren angegeben, die bei der Wartung, Instandhaltung und dergleichen von Fahrzeugmotoren einsetzbar und in den beigefügten Ansprüchen spezifiziert sind. Die Vorrichtung umfaßt in einem Ausführungsbeispiel ein Sensormittel zum Erfassen von Schwingungen, das dazu geeignet ist, direkt mit einem zu analysierenden Motor oder dergleichen verbunden zu werden, oder mit einer damit verbundenen Struktur. Das Schwingungssensormittel ist dazu geeignet, Signale zu erzeugen, die Schwingungseigenschaften des betriebenen Motors repräsentieren. In der praktischen Anwendung erzeugt das Schwingungssensormittel Schwingungssignale mit Eigenschaften, die eine Signatur oder ein Muster eines Schwingungssignals eines bestimmten zu prüfenden Motors umfassen. Die Vorrichtung ist dazu geeignet, die Signatur des Schwingungssignals unter Bezugnahme auf eine ihr entsprechende bekannte Schwingungssignatur zu analysieren, wodurch die Motordrehzahl bestimmt wird.
Es wird auf die folgenden älteren Patente hingewiesen, die analytische Vorrichtungen beschreiben, bei denen Schwingungssensorvorrichtungen eingesetzt werden, nämlich:
US 5,109,700 (Hicho)
US 4,980,844 (Demjanenko et al.)
US 4,683,542 (Taniguti)
US 4,988,979 (Sasaki et al.)
US 4,758,964 (Bittner et al.)
US 4,352,293 (Kurihara et al.)
Das oben angeführte Dokument von Hicho gilt als stellvertretend für die oben angeführte Gruppe von Dokumenten, und der kennzeichnende Teil des Anspruchs 1 geht von dieser Offenbarung aus. Die Patentschrift von Hicho beschreibt einen Schwingungsmeßwandler, der an einer sich drehenden Maschine angebracht ist, um deren Schwingungen zu messen. Eine elektrisches Ausgangssignal aus dem Meßwandler wird analysiert, um eine Anzeige einer Schwingungsauslenkung pro Zeiteinheit zu erzeugen, zusammen mit einer Drehzahlanzeige, welche die Drehzahl anzeigt, und einer Lagerzustandsanzeige, die den Lagerzustand anzeigt. Diese Vorrichtung ist kein Drehzahlmesser, der in der Lage ist, die Drehzahl über einen durchgehenden Bereich von Motordrehzahlen, selbst im engsten Bereich, anzuzeigen. Die Vorrichtung von Hicho ist ein Schwingungsanalysator, der dazu geeignet ist, Fehler bei sich drehenden Maschinen zu überwachen, und der nebenbei in der Lage ist, die Drehzahl bei Standarddrehzahleinstellungen anzuzeigen, bei denen derartige Schwingungsanalysen üblicherweise durchgeführt werden. Eine derartige Drehzahlanalyse wird durch Drehzahlanalysemittel durchgeführt, wobei willkürliches oder vereinzelt auftretendes Rauschen ausgeschaltet wird, und Komponenten der Frequenz, die nicht mit der Drehzahl der Maschine in Beziehung stehen, ausgeschaltet werden, um eine genaue Einschätzung der Laufgeschwindigkeit der Maschine zu erhalten. Ein derartiger Ansatz ist im Falle eines Motors nicht wirksam, da im Schwingungsmuster eines Motors vielfache Spitzen vorhanden sind, von denen viele nicht mit der Motordrehzahl in Beziehung stehen, und es demzufolge sehr schwierig ist, die drehzahlabhängigen Komponenten von dem beträchtlichen restlichen Teil zu trennen.
Erfindungsgemäß ermöglicht die Verwendung eines Mittels zum Identifizieren der Oberwellensignatur oder des Oberwellenmusters basierend auf einer vorherigen Analyse der Schwingungssignatur derselben oder einer ähnlichen Motorkonfiguration, daß die typischen Oberwellenelemente der Signatur unter den zahlreichen zusätzlichen Schwingungsspitzen erkannt werden, und ermöglicht ferner, daß eine derartige Identifizierung über einen durchgehenden Bereich von Motordrehzahlen durchgeführt wird, und folglich können die durchgehenden Betriebseigenschaften eines Drehzahlmessers erhalten werden.
Auch in dem elektronischen Schwingungsanalysator von Kent-Moore J-3872 ist ein kostengünstiges Diagnosewerkzeug angegeben, das entwickelt wurde, um die Reparatur von Kraftfahrzeugschwingungen zu unterstützen. Die Vorrichtung ist am Armaturenbrett, der Aufhängung, der Hinterachse oder einer beliebigen anderen Stelle angebracht, an der die Schwingung fühlbar ist. Sie zeigt die drei hervorstechendsten Schwingungsfrequenzen an. Diese werden wahlweise in Zyklen pro Minute oder Zyklen pro Sekunde angezeigt. Diese Daten gestatten die mögliche Berechnung der tatsächlichen Drehzahl der jeweiligen Maschine, liefern jedoch keine praktische Hilfe bei der Identifizierung der Motordrehzahl aus dem komplexen Schwingungsmuster, das man direkt aus einem Fahrzeugmotor erhält.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen nicht nur den Auszug der Drehzahl aus einem komplexen Drehzahlschwingungsmuster über einen Drehzahlbereich, sondern sie ermöglichen auch die Identifizierung von Anomalien im Schwingungsmuster, die eine wertvolle Diagnose- und Analysefunktion zusätzlich zu der, die mit der Drehzahl in Beziehung steht, bereitstellen, einschließlich das Erkennen von Mustern aufgrund von Fehlzündung und anderen Abnormalitäten, die mit der Verbrennung im Zusammenhang stehen. Eine unmittelbare logische Folge der Betriebsart der erfindungsgemäßen Drehzahlmesser- Vorrichtung, die gerade auf der Erkennung der Schwingungsoberwellensignatur eines Motors über einen Motordrehzahlbereich basiert, ist das Erkennen einer bekannten Motorschwingungssignatur aus einer Auswahl von Signaturmöglichkeiten, wodurch der Motortyp identifiziert werden kann, für den Fall, daß diese Information nicht aus den üblichen Quellen entnommen werden kann.
Ein weiteres technisches Merkmal der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, das gegenüber dem oben erläuterten Stand der Technik von technischer Bedeutung ist, betrifft ein dem Verfahren der Schwingungssignaturerkennung eigenes Merkmal. Dieses Merkmal ist die Tatsache, daß eine derartige Erkennung die Notwendigkeit eines Ausschaltens bedeutender Teile der Schwingungsausgabe zum Erfassen der Drehzahl umgeht, und die Notwendigkeit der Verwendung einer Integratorvorrichtung, wie sie in der oben erläuterten Entgegenhaltung von Hicho eingesetzt wird, vermeidet. Das Vermeiden der Verwendung eines Integrators ist von Bedeutung für den Drehzahlmesser, der hauptsächlich für Motoren von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden soll, aufgrund der niedrigen Amplitude der vorhandenen Schwingungssignale, die gemessen werden sollen. In vielen Fällen würde die Verwendung eines Integrators bei der auf Schwingungen basierenden Analyse eines Kraftfahrzeugmotors zu unzureichenden Signalen für tachometrische Zwecke führen. Durch die Verwendung des Verfahrens der spektrometrischen Schwingungsoberwellensignaturerkennung, wodurch die Oberwellensignatur über den Drehzahlbereich verfolgt wird, umgeht die Erfindung diese Schwierigkeit und ist in der Lage, eine Vorrichtung zu bieten, die ausreichend Empfindlichkeit selbst für die am besten ausgeglichenen Motoren hat, die auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik zur Verfügung stehen. Ursprünglich ging man davon aus, daß die erfaßte Motorenschwingung durch Massenkräfte aufgrund der Hin- und Herbewegung der Motorenkolben verursacht wurde. Da jedoch ein Sechszylindermotor in seinen Massekräften bis zur zweiten Ordnung vollkommen ausgeglichen ist und dennoch immer noch Schwingungen erkennbar sind, ist es offensichtlich, daß die entscheidende Schwingungsquelle aus Torsionsschwankungen der Kurbelwelle infolge des Verbrennungsprozesses und der dem Motor eigenen Hin- und Herbewegung hervorgeht.
Allgemein ausgedrückt funktioniert der Drehzahlmesser durch Spektralanalyse des Ausgangssignals des Sensors oder des Beschleunigungsmessers, durch Identifizieren einer mit der Geschwindigkeit in Beziehung stehenden Komponente hinsichtlich der spektralen "Signatur", und verwendet die momentane Position des betreffenden Abschnittes der Signatur, um die Motordrehzahl zu bestimmen. Die Signatur enthält dominante Spitzen, die, wie sich herausgestellt hat, bei Vielfachen der Rotationsfrequenz der Kurbelwelle des Motors liegen, und leicht innerhalb des Leistungsdichtespektrums über einen großen Bereich von Motordrehzahlen identifiziert werden können.
Allgemein hat man festgestellt, daß für ein Fahrzeug mit n Zylindern die Motordrehzahl mit der vorherrschenden Frequenz in dem Leistungsdichtespektrum (f Hertz) folgendermaßen in Beziehung steht:
U/min = 60 · 2/n · f.
Nachfolgende große Spitzen werden auch bei 2f Hertz und 3f Hertz beobachtet, die Oberwellen der Grundschwingung darstellen. Eine derartige Signatur wird als "Eins-zwei-drei-Signatur" beschrieben. Nachstehend wird ein typisches Beispiel eines Diagramms eines Leistungsdichtespektrums für einen Vier-Zylinder-Motor beschrieben und erläutert. Man hat festgestellt, daß unterschiedliche Motorenkonfigurationen entsprechende Formen von Signaturen haben. Bei einer "V"-Konfiguration kann beispielsweise eine dominante Spitze bei halber Motordrehzahl auftreten, mit nachfolgenden großen Spitzen bei Motordrehzahl und doppelter Motordrehzahl, woraus sich eine "Eins-zwei-vier"-Signatur ergibt. Ein Beispiel dafür ist nachstehend beschrieben und erläutert.
In den Ausführungsbeispielen der Erfindung war die Entwicklungsphilosphie hinsichtlich des Schwingungssensors erstens die Elektronik in dem Sensorkopf zu minimieren, um die physikalische Größe zu begrenzen, und zweitens möglichst viel der Signalverarbeitung mittels Software durchzuführen, um maximale Kontrolle über den Systembetrieb beizubehalten.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Anordnungen zur Übertragung von Signalen von dem Schwingungssensor zu der entsprechenden Signal-Analysevorrichtung und die allgemeinen Anordnungen zum Verarbeiten der Signale, wodurch die Verwendung der Vorrichtung in dem begrenzten Raum eines Fahrzeugmotorraums bequem und leicht handhabbar gemacht wird.
In der EP-B-0 458 053 (Bosch) wird eine Testeinheit für Kraftfahrzeuge beschrieben, bei der die leichte Handhabung durch eine Anordnung gegeben ist, bei welcher der Hauptkörper der Testvorrichtung in einer im wesentlichen beweglichen Grundeinheit untergebracht ist. Diese Grundeinheit ist über einen beweglichen Auslegerarm mit einer Untereinheit verbunden, die Steuer- und Anzeigemittel enthält, die eine Steuerung der Testfunktionen und eine Anzeige der gemessenen Werte ermöglichen. Die Untereinheit ist mit dem Fahrzeugmotor oder anderen zu prüfenden Geräten über kurze Leitungskabel aus der lokal angeordneten Untereinheit verbunden, wodurch sich die leichte Handhabung ergibt.
Die in der oben genannten EP-Patentschrift beschriebene Anordnung hat gewisse Vorteile in bezug auf die Möglichkeit einer geeigneten Unterbringung der Untereinheit nahe den zu prüfenden Geräten, und ferner einer geeigneten Unterbringung der Hauptverarbeitungseinrichtungen in der Grundeinheit, die in einer eher entfernten Stelle angeordnet, jedoch über den Auslegerarm mit der Untereinheit verbunden ist. Zwar ermöglicht die Verwendung kurzer Verbindungskabel von der Untereinheit zu dem zu prüfenden Motor, daß die Verbindungsfunktion mit minimaler Leitungslänge und minimaler Gefahr einer Verwicklung durchgeführt wird, aber dennoch hat diese Anordnung Nachteile.
Insbesondere umfassen diese Nachteile die Tatsache, daß das Vorhandensein der Grundeinheit und ihres Auslegerarms eine physikalische Behinderung für andere Arbeitsvorgänge an dem Gerät darstellt. Darüber hinaus würde die Verwendung einer derartigen Anordnung für das Anbringen von schwingungsempfindlichen Geräten verschiedene mechanische Schwierigkeiten in bezug auf mechanische Isolierung des Sensorkopfes hervorrufen.
Ein Ziel dieses Aspekts der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ist, das Verfahren und die Vorrichtung ohne die Nachteile der herkömmlichen oder bekannten Kabelverbindungssysteme sowie der Systeme aus Grundeinheit/Ausleger/Untereinheit anzugeben. Dieser Aspekt der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellt das Verfahren und die Vorrichtung bereit, die ferner drahtlose Übertragungsmittel enthält, die dazu geeignet sind, das Signal aus dem Sensormittel in analoger Form auf einem datenmodulierten Hochfrequenzträger zu übertragen. Dieses Analogsignal wird von einer Grundeinheit an einer geeigneten entfernten Stelle empfangen und in digitale Form umgewandelt bevor das Signal analytisch verarbeitet wird.
Herkömmliche Verfahren für eine derartige Datenübertragung verwenden digitale Signale mit damit verbundenen Nachteilen bezüglich der Kosten und des Stroms.
Bekannte kompakte nicht-digitale HF-Übertragungs-/Empfangsvorrichtungen, die in Alarmsteueranlagen eingesetzt werden, übertragen minimale Steuerdaten (z. B. Signale für Alarm an/aus) und stellen daher nur eine Fernsteuerfunktion bereit.
Durch Übertragen des Schwingungsdatensignals in analoger Form auf einem HF- Träger unter Verwendung von (z. B.) Amplitudenmodulation können relativ einfache Hochfrequenz-Übertragungsvorrichtungen eingesetzt werden, ohne daß eine digitale Umwandlung erforderlich ist und ohne den daraus entstehenden natürlichen Stromverbrauch. Dies ermöglicht, daß der Sensorkopf relativ klein ist und nur wenig Strom verbraucht, wodurch die bequeme Handhabung sichergestellt wird und ein Interferieren zwischen dem Sensorkopf und anderen Strukturen auf ein Minimum gesetzt oder ganz vermieden werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines Blockdiagramms,
Fig. 2 einige konstruktionstechnische Beziehungen der Sensorkopfanordnung, die einen Teil der Vorrichtung der Fig. 1 bildet,
Fig. 3 eine Darstellung eines Leistungsdichtespektrums gegenüber der Frequenz, wie sie von dem System der Fig. 1 in dem Software-Untersystem erzeugt wird, wobei diese Darstellung das Erkennen der relevanten Signatur (in diesem Fall ein Vier-Zylinder-Motor) durch die Signaturerkennungsfunktion erfordert, die ebenfalls in dem Software- Untersystem vorgesehen ist, und
Fig. 4 eine Motor-"Signatur", die aus einem Diagramm eines Leistungsdichtespektrums der in Fig. 3 gezeigten Art entnommen wird und die typischen Frequenzen und entsprechenden Amplituden der relevanten drei Spitzen zeigt, in diesem Fall für einen Sechs-Zylinder- Motor. Eine Fehlzündungsspitze ist ebenfalls angezeigt.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt die Vorrichtung 10 zur Analyse von Rotationsmaschinen, die insbesondere zur Motorenanalyse geeignet ist, wodurch die analytische Funktion tachometrische Daten liefern kann, Hauptfunktionen eines Sensorkopfes 12, eines Datenerfassungssystems 14 und eines Software-Untersystems 16 einschließlich einer Anzeigefunktion 18.
Das Datenerfassungssystem 14 und das Software-Untersystem 16 bilden eine einzelne Einheit der gesamten Vorrichtung 10, nämlich eine Signalverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 20, die Signale aus dem Sensorkopf 12 von einem Hochfrequenz-Funksendegerät 22 (das Teil des Sensorkopfes 12 ist) empfängt. Ein entsprechendes Hochfrequenz-Funkempfangsgerät 24 ist Teil des Datenerfassungssystems 14 und empfängt die entsprechenden HF-Signale. Diese HF-Simplexdatenübertragung, bestehend aus dem Paar Empfänger/Sender 22, 24, ist zur Verwendung sowohl im Vereinigten Königreich als auch anderen europäischen Staaten für die Übertragung von Nichtsprach-Analogsignalen freigegeben. Die Bandbreite des Paares aus Empfänger/Sender ermöglicht eine Mehrkanalverbindung zur Signalverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 20 von bis zu vier Sensorköpfen 12.
Im folgenden werden weitere Einzelheiten der oben genannten Hauptelemente des Systems, zunächst aber der Sensorkopf 12 genauer beschrieben.
Wie bei Bezugszeichen 26 angedeutet, besteht zwischen dem Sensorkopf 12 und dem Motorblock 28 eine direkte Verbindung. Die Art der Verbindung wird weiter unten beschrieben. Der Sensorkopf 12 enthält einen Beschleunigungsmesser 30, einen Verstärker 32 und den oben erwähnten HF-Sender 22.
Das Datenerfassungssystem 14 enthält zunächst das oben genannte HF-Empfangsgerät 24, zusammen mit einem Tiefpaßfilter 34, eine Abtast- und Haltevorrichtung 36 und einen Analog-Digital-Umsetzer oder ADU-Vorrichtung 38.
Das Software-Untersystem 16 enthält zusätzlich zur oben genannten Anzeigefunktion 18, eine Leistungsdichtespektrum-Funktion 40 und eine Signaturerkennfunktion 42.
In groben Zügen umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die Verwendung des Sensorkopfes 12 zum Erzeugen eines Signals, das in Beziehung zu erfaßten Schwingungen steht, indem der Sensorkopf an dem Motorblock 28 installiert wird. Das von dem Sensorkopf 12 erzeugte Signal wird analysiert, um die Drehzahl des Motors 28 festzustellen. Dies erfolgt dadurch, daß man das Signal aus dem Sensorkopf 12 einem Verfahren einer tachometrischen Analyse unterzieht, die auf dem von der Schwingung erzeugten Signal basiert. Das analytische Verfahren arbeitet mit der Vielzahl von Wellenformen, die von dem Sensorkopf erzeugt werden, indem ein Muster oder eine Signatur mit einem Oberwellengehalt erkannt wird, der für die Konfiguration des zu analysierenden Motors kennzeichnend ist. Das aus dem Datenerfassungssystem 14 erhaltene Signal wird einer Leistungsdichtespektrum-Verarbeitung durch die Funktion 40 unterzogen und die kennzeichnende Motorsignatur in der sich ergebenden Kurve wird von der Signaturerkennfunktion 42 erkannt, wobei diejenige Spitze, die der Drehzahl entspricht, unter Bezugnahme auf die relevanten Oberwellen identifiziert werden kann und somit die Motordrehzahl durch die Drehzahl-Anzeigefunktion 18 angezeigt werden kann.
Diese Elemente der Vorrichtung 10 werden im folgenden näher beschrieben.
Betrachtet man zunächst den Motorblock 28 wird die typische Gebrauchssituation für die tachometrische Vorrichtung in einer analytischen Funktion in Verbindung mit einem Motorblock 28 bekannter Konfiguration sein, z. B. vier Zylinder in Reihe oder sechs Zylinder in V-Konfiguration (V6) oder V8 usw.
Bei einigen Anwendungen der Vorrichtung 10 könnte es sein, daß die Motorkonfiguration nicht bekannt ist, und in einem solchen Fall können sich die erhaltenen Schwingungsdaten dennoch zur Analyse eignen, um nicht nur die Konfiguration selbst (durch Erkennen der Signatur des Motors) sondern auch in einem anschließenden Schritt die Drehzahl zu ermitteln.
Einige Einzelheiten des Aufbaus des Sensorkopfes 12 sind in Fig. 2 gezeigt, nämlich ein Beschleunigungsmesser 44, eine wärmeisolierende Halterung 46 für den Beschleunigungsmesser, ein Magnet 48, ein Isolierungsrohr 50 und eine oben auf dem Beschleunigungsmesser 44 angebrachte kombinierte Einheit aus Verstärker, Hochfrequenzsender und Antenne. Es sei darauf hingewiesen, daß die kombinierte Einheit 52 den in Fig. 1 dargestellten Funktionen 32 und 22 entspricht.
Der Beschleunigungsmesser 44 selbst umfaßt zwei Hauptelemente, und zwar eine Masse, die bei einer Beschleunigung eine Kraft erzeugt, und einen Kynar- Piezoschicht-Wandler, der die Kraft in eine elektrische Ladung umwandelt. Der Wandler ist auf einem (nicht gezeigten) keramischen Substrat angebracht. Diese Wandlerkonstruktion wurde wegen ihres breiten Frequenzbereiches von 5 Hz bis 10 kHz mit einer linearen Kennlinie (plus oder minus ein Prozent) ausgewählt. Der Aufbau des Beschleunigungsmessers eignet sich auch für eine kostengünstige Herstellung.
Der Beschleunigungsmesser 44 ist fest auf dem kurzen Abschnitt der wärmeisolierenden Halterung 46 angebracht, die wiederum fest mit einem Samarium-Kobalt-Magnet verbunden ist, mit einer Zugfestigkeit von 15 kg, wodurch ein Anbringen des Sensorkopfes auf beinahe allen Arten von Motorblöcken ermöglicht wird, und selbst auf Legierungsmotoren, da üblicherweise Schraubenköpfe aus Stahl vorhanden sind. Der Magnet 48 hat eine ringförmige "Topf"-Konstruktion.
Ein Isolierzylinder ist ebenfalls mit dem Magneten 48 verbunden, um den Beschleunigungsmesser 44 vor elektrischem Kontakt mit (oder auch vor übermäßig großer Nähe zu) anderen elektrischen Systemen in dem Motorraum zu isolieren.
Somit enthält der Beschleunigungsmesser 44 einen piezoelektrischen Schichtsensor und kann einen gepufferten Ausgang haben. Andere mechanische Formen der Struktur des Beschleunigungsmessers sind ebenfalls möglich, z. B. eine mechanische Membran usw. Es ist wichtig, einen Sensor mit dem geeigneten Pegel an Empfindlichkeit auszuwählen, um so die erforderliche Amplitude oder den erforderlichen Signalbereich zur Analyse zu erzeugen. In dieser Hinsicht ist zu beachten, daß die Schwingungssignale von einigen gut abgeglichenen Fahrzeugmotoren von so niedriger Amplitude sind, daß sie beträchtliche Schwierigkeiten hervorrufen, wenn bekannte Ausrüstungen zur Schwingungsanalyse (wie sie oben in bezug auf den Stand der Technik beschrieben wurden) eingesetzt werden.
Was die Einheit 52 aus Verstärker, Sender und Antenne betrifft, kann deren Konstruktion auf einem bekannten Paar aus Empfänger/Sender basieren, wie es beispielsweise für die Übertragung von unmodulierten Hochfrequenzsignalen zu Alarmauslösezwecken verwendet wird, und deswegen werden hier keine Schaltungsdaten angegeben.
Demzufolge kann die Einheit 52 aus Verstärker, Sender und Antenne eine angepaßte handelsübliche Funkverbindungsvorrichtung der Art der Alarmsignalübertragung sein, die einen Signalverstärker enthält und ferner durch den Zusatz von Modulationsmitteln verändert ist, wodurch das Hochfrequenzsignal in amplituden- oder frequenzmodulierter Form übertragen wird (vorzugsweise amplitudenmoduliert), um so die Schwingungssignaldaten zu tragen.
Auf diese Weise werden die Forderungen nach einer äußerst einfachen und kostengünstigen Funkübertragung erfüllt, und dies zusammen mit der entsprechenden Forderungen nach einer kompakten und leichten Form zur direkten Anbringung an dem Motorblock 28. Auf die gleiche Weise, in der Alarmsignalübertragungvorrichtungen mit äußerst niedrigem Strombedarf entwickelt worden sind, bringt außerdem die Anpassung einer derartigen Vorrichtung an diesen Zweck ebenfalls den entsprechenden Vorteil. Somit kann der Sensorkopf 12 als eine Einheit arbeiten, die mit einer eingebauten Batterie betrieben wird und über magnetische Mittel 48 direkt auf dem Motorblock 28 angebracht ist, mit einer potientiell relativ langen batteriebetriebenen Lebensdauer, die auf einer relativ kleinen Batteriespeisung basiert. Dies ermöglicht, daß die Signalverarbeitungs- und Anzeigeeinheit 20 an jeder geeigneten Position in der Nähe des Sensorkopfes 12 angeordnet werden kann, jedoch ohne irgendwelche elektrische Leitungen dazwischen.
Zu dem Datenerfassungssystem 14 wird zunächst angemerkt, daß die Hochfrequenz-Empfangseinheit 24 die oben beschriebene Sendevorrichtung 22 ergänzt und eine entsprechende Struktur hat. Sie ist dazu geeignet, das modulierte Signal aus dem Sender 22 zu empfangen und dieses an den Tiefpaßfilter 34 weiterzuleiten und folglich an die Abtast- und Haltevorrichtung 36 und somit weiter an die ADU-Einheit 38.
Auf diese Weise erfaßt das Datenerfassungssystem 14 die von dem Sensorkopf 12 erzeugten unbearbeiteten Signale, wandelt sie in digitale Form um und speichert sie vor der digitalen Signalverarbeitung in einem Speicher.
Der Tiefpaßfilter 34 ist dahingehend von Bedeutung, daß er die einzige von der Vorrichtung 10 benötigte Filterfunktion darstellt. Der Filter 34 ist ein Anti-Aliasing- Filter. Der Anti-Aliasing-Filter entfernt Frequenzen, die andernfalls von der Abtastrate der ADU-Einheit geändert werden würden. Ansonsten ist das System 10 jedoch nicht von Filterfunktionen abhängig und verwendet diese beachtenswerterweise überhaupt nicht für die Zwecke der Signalanalyse und der Identifizierung der tachometrischen Daten.
Die Abtast- und Haltefunktion 36 speichert die Signaldaten vor der digitalen Signalverarbeitung in einem Speicher. Die ADU-Funktion umfaßt einen 12-Bit Analog/Digital-Prozessor, der eine Quantisierung der analogen Daten in 4096 Spannungsstufen ermöglicht. Das Datenerfassungssystem läuft parallel zu den Signalverarbeitungssoftware-Untersystemen 16 und ermöglicht, daß die Anzeigefunktion 18 zweimal pro Sekunde aktualisiert wird. Anders ausgedrückt kann die Drehzahlverfolgung der Vorrichtung 10 bei diesem Ausführungsbeispiel bis zu 120 verschiedene numerische Werte für die Motordrehzahl anzeigen, wobei eine relativ schnelle Reaktion auf sich verändernde Motordrehzahlen, wie sie für moderne, von der Motordrehzahl abhängige quantitative Tests (wie z. B. Abgasanalyse) erforderlich sind.
Zum Software-Untersystem, das die Anzeigefunktion 18 enthält, wird angemerkt, daß dieses System digitale Daten aus der ADU-Einheit 38 empfängt. Die Leistungsdichtespektrum-Funktion 40 unterzieht die quantisierten digitalen Signale einer schnellen Fourier-Transformations-Routine, um daraus für analytische Zwecke die Daten des Leistungsdichtespektrums zu erzeugen. Die Analysefunktion des Leistungsdichtespektrums, die in dem Software-Untersystem 16 ausgeführt wird, kann einen allgemein bekannten Algorithmus verwenden (vgl. beispielsweise "Numerical Recipes in C", das von der Cambridge University Press veröffentlicht wurde). Die Vielzahl der überlagerten Wellenformen, die in den in das Software-Untersystem 16 eingegebenen Daten vorhanden sind, ist in dem Mikrodiagramm 56 in Fig. 1 angedeutet. Dieses ist als Ausgangssignal der Verstärkereinheit 32 dargestellt, ist aber ebenso repräsentativ für die Eingabe in das Software-Untersystem 16.
Die Fig. 3 zeigt die resultierenden Leistungsdichtespektrums-"PSD"-Daten, die (in diesem Fall) für einen Vierzylindermotor erhalten werden.
Als allgemeine Regel hat sich herausgestellt, daß für ein Fahrzeug mit n Zylindern die Motordrehzahl mit der dominanten Frequenzspitze in dem PSD-Diagramm, nämlich f Hertz
U/min = 60 · 2/n · f
in Beziehung steht.
Nachfolgende große Spitzen erkennt man auch bei 2f Hertz und 3f Hertz, wobei diese Oberwellen der Grundwelle darstellen. Eine derartige Beziehung zwischen diesen Oberwellenelementen des PSD-Diagramms wird als "1-2-3"-Signatur beschrieben. Die Fig. 3 zeigt eine derartige Signatur für einen Vierzylindermotor mit Spitzen 58, 60 und 62, die f (Motordrehzahl), 2f bzw. 3f entsprechen.
Es hat sich herausgestellt, daß bei bestimmten anderen Motorkonfigurationen stark unterschiedliche Signaturformen beobachtet werden. So kann bei einem V6 Motor eine dominante Spitze bei 0,5f Hertz auftreten, mit nachfolgenden größeren Spitzen bei f und 2f, woraus sich eine "1-2-4"-Signatur ergibt. Die Fig. 4 zeigt eine idealisierte Signatur für einen mit 1500 U/min laufenden V6-Motor, bei dem Spitzen bei 64, 66 und 68 identifiziert werden.
Hinsichtlich des Verfahrens zum Erhalten der numerischen Daten aus den oben beschriebenen Daten der Spitzen, wird im folgenden die Signaturerkennfunktion 42 beschrieben, die eine Suchroutine zur Suche nach Spitzen unter Verwendung eines Algorithmus ausführt, der gemäß der Motorart ausgewählt wird, die aus den Daten des Motorblocks 28 bekannt ist.
Im weitesten Sinne unterzieht die Signaturerkennfunktion 42 die Datem des Leistungsdichtespektrums, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind, einer Analyseroutine, die der betreffenden Motorkonfiguration entspricht und eine Identifizierung der jeweiligen Spitze (oder einer damit in Beziehung stehenden Spitze) ermöglicht, die der Motordrehzahlfrequenz "f" für den jeweiligen Motor entspricht. In Fig. 3 ist die fragliche Spitze für die 1-2-3 Signatur eines Vierzylinder-Motors die Spitze 58, die bei einem Mehrfachen der Motordrehzahl liegt. Im Falle des V6-Motors der Fig. 4 wird die tatsächliche Motordrehzahl durch die Spitze 66 gegeben, da die Spitzen 64, 66 und 68 bei 0,5f, f und 2f liegen. Andere Verhältnisse bestehen bei anderen Motorkonfigurationen.
In Fig. 1 zeigt das Mikrodiagramm 70 die "Signatur", die von den relevanten Spitzen in der von der PSD-Funktion 40 erzeugten Kurve des Leistungsdichtespektrums erhalten werden können, wobei die Signatur der hier beschriebenen und in der Signaturerkennfunktion 42 ausgeführten Analyseroutine unterzogen wird.

SIGNATURERKENNALGORITHMUS

Im folgenden wird in einem Pseudocode eine abgekürzte Spezifikation des Grundalgorithmus für die Signaturerkennfunktion angegeben.
Die folgende Spezifikation von Pseudocode-Funktionen kann leicht auf eine voll funktionsfähige Spezifikation ausgeweitet und entsprechend von einem Fachmann in einen Maschinencode umgewandelt werden.

GRUNDALGORITHMUS

Erfassen von Signalabtastdaten
while Messung erforderlich
PSD berechnen
Spitzensuche für die drei größten Spitzen durchführen
Spektralsignatur identifzieren
in Motordrehzahlwert umwandeln
weitere Daten erfassen
endwhile
Die Signaturerkennfunktion 42 ermöglicht so eine Identifizierung der relevanten Hauptspitze der Motorsignatur, die die Motordrehzahl für die Anzeigeeinheit 18 liefert, und so ein Anzeigen der Motordrehzahl durch die Anzeigeeinheit 18 ermöglicht.
Man hat festgestellt, daß die Vorrichtung 10 mit Erfolg bei einem großen Bereich sowohl von Benzin- als auch Diesel-Vierzylinder-Motoren arbeitet, und zwar bei Geschwindigkeiten, die vom Leerlauf bei 700 U/min bis zum Betrieb bis zu 5000 U/min reichen. Anschauliche Ergebnisse von Testarbeiten sind in den folgenden Tabellen gezeigt. In diesen wird die von der Vorrichtung 10 erhaltene und von der Anzeigefunktion 18 angezeigte Motordrehzahl jeweils in der unteren Zeile gezeigt. Die obere Zeile zeigt die Geschwindigkeit, die von einem vorhandenen tachometrischen System (als "früheres System" gekennzeichnet) festgesetzt wird. Die für das frühere System angegebenen Zahlenwerte, sollten als Werte verstanden werden, auf denen der Motor auf Grundlage einer Sichtprüfung gehalten wurde, mit einer Genauigkeit von +/- 50 U/min.
Die Tabellen 1, 2 und 3 zeigen die Ergebnisse für einen Vierzylinder-Dieselmotor, einen Vierzylinder-Benzinmotor bzw. einen Sechszylinder-Dieselmötor. Diese Auswertungen erhielt man mit dem auf dem Motor angebrachten Sensorkopf 12, unter Verwendung des oben beschriebenen magnetischen Anbringungssystems.
Es wurde als am besten erachtet, den Sensorkopf an dem Ende des Motors anzuordnen, das am weitesten von der Schwungrad/Getriebeanordnung entfernt ist, um deren Effekte der Schwingungsdämpfung und Drehmomentglättung auf ein Minimum herabzusetzen.
Ein Anbringen des Sensorkopfes 12 an anderen Stellen als direkt am Motorblock wurde getestet, darunter das Schließblech im Motorraum (üblicherweise beim Kühler, um das Herunterfallen der Motorhaube beim Schließen derselben abzufangen). Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse eines Tests für einen Benzinmotor am Schließprofil im Motorraum. TABELLE 1 - ERGEBNISSE FÜR EINEN VIERZYLINDER-DIESELMOTOR TABELLE 2 - ERGEBNISSE FÜR EINEN VIERZYLINDER-BENZINMOTOR TABELLE 3 - ERGEBNISSE FÜR SECHSZYLINDER-DIESELMOTOR (Fortsetzung Tabelle 3 TABELLE 4 - ERGEBNISSE FÜR VIERZYLINDER-BENZINMOTOR AM SCHLIESSPROFIL IM MOTORRAUM
Diagnosefunktionen für die im wesentlichen tachometrische Vorrichtung 10 wurden ebenfalls festgestellt und getestet. So wurde beispielsweise in der PSD-Kurve der Fig. 4 mit gestrichelten Linien eine zusätzliche Spitze 72 mittig zwischen den Spitzen 64 und 66 zugefügt. Eine derartige zusätzliche Spitze wird von einer Zylinder-Fehlzündung ausgelöst und hat sich als charakteristisch für einen verbrennungsbedingten Fehler herausgestellt. Da durch die Auswahl des geeigneten Algorithmus für die Signaturerkennanalyse bei der Funktion 42 bereits bekannt ist, welche Spitzenmuster für einen bestimmten Motor zu erwarten sind, stellt die Lage und Identifizierung zusätzlicher Spitzen eine relativ einfach auszuführende Funktion dar, die eine ziemlich spezifische Identifizierung von mit der Motorfunktion in Beziehung stehenden Fehlern ermöglicht. Ebenso kann auch das Fehlen einer erwarteten Spitze identifiziert werden, und es hat sich herausgestellt, daß dies ebenso mit ähnlichen Fehlern in Beziehung steht.
Zu den verwandten Zuständen, die sich als auf ähnliche Weise identifizierbar herausgestellt haben, gehören Motorverschleiß (wiederum durch Erkennung anormaler Frequenzspitzen), Leerlaufstabilität (durch Identifizieren von Tendenzen im Leerlauf), Radauswuchtung (durch Erfassen von Spitzen niedriger Frequenz), Klopfen des Motors (durch Analyse von Ereignissen mit hoher Frequenz).
Zu den Veränderungen, die an den oben genannten Ausführungsbeispielen vorgenommen werden könnten, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, gehören die Verwendung von verschiedenen unterschiedlichen Arten von Schwingungsmeßvorrichtungen, alternativen Systemen zur Übertragung von Daten vom Schwingungssensor zur analytischen Funktion, Modifizierungen dieser Funktion in bezug auf ihren Software-Inhalt, oder auch die Verwendung zusätzlicher Hardware in Fällen, in denen man das Software-Element verringern möchte.

Claims

1. Verfahren zur Maschinenanalyse, bei dem

a) ein auf Schwingungen reagierendes Sensormittel (12) zur Verfügung gestellt wird, das dazu geeignet ist, ein von erfaßten Schwingungen abhängiges Signal zu erzeugen;

b) das auf Schwingungen reagierende Sensormittel derart installiert wird, daß es mit einer zu analysierenden Maschine (28) in Beziehung steht;

c) das auf Schwingungen reagierende Sensormittel veranlaßt wird, auf gemessene Schwingungen anzusprechen, um ein entsprechendes Signal zu erzeugen; und

d) das Signal analysiert wird, um die Drehzahl der Maschine zu bestimmen;

dadurch gekennzeichnet, daß

e) das Verfahren der Maschinenanalyse ein Verfahren der tachometrischen Analyse ist, das auf dem Messen von Schwingungen basiert und dazu geeignet ist, die Drehzahl eines Motors über einen tachometrischen Motordrehzahlbereich zu messen und anzugeben, indem die Schwingung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, ob mit Funkenzündung oder Selbstzündung, gemessen wird;

f) das Verfahren beinhaltet, daß das auf Schwingungen reagierende Sensormittel derart installiert wird, daß es in Beziehung steht mit einem zu analysierenden Motor, um Schwingungen, die durch den Maschinenbetrieb entstehen, zu messen und auf diese anzusprechen, um ein Signal zu erzeugen, das mehrere Wellenformen enthält, die ein erkennbares Muster oder eine Signatur mit einem Oberwellengehalt bilden, der für die Konfiguration des zu analysierenden Motors kennzeichnend ist; und

g) die Analyse des Signals eine digitale Analyse des Oberwellengehalts des Musters oder der Signatur durch einen Algorithmus ist, der dazu geeignet ist, unter Bezugnahme auf die betreffenden Oberschwingungen desselben in der Signatur über den tachometrischen Motordrehzahlbereich den bestimmten Spitzenwert (58, 66), welcher der Motordrehzahl entspricht, oder einen zugehörigen Spitzenwert zu identifizieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Analyse des Signals ein Programm für eine schnelle Fourier-Transformation umfaßt, welche dazu geeignet ist, aus dem Signal ein Leistungsdichtespektrum zu erzeugen, das den Spitzenwert (58, 66) und dessen Oberschwingungen enthält, wobei die Analyse das Identifizieren der betreffenden Spitzenwerte in dem Leistungsdichtespektrum umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Schwingungen reagierende Sensormittel (12) durch Magnetmittel (48) direkt an dem Motor (28) oder an einer mit diesem verbundenen Struktur angeordnet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Analysieren des Signals das Erkennen des Schwingungsmusters oder der Signatur sowie das Identifizieren der entsprechenden Motorenart umfaßt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch den Schritt der drahtlosen Übertragung des Signals in analoger Form von dem auf Schwingungen reagierenden Sensormittel (12) an die Vorrichtung (16) zum Durchführen der digitalen Analyse in der Form eines modulierten Hochfrequenz-Signals, das zwischen einer Sende- und einer Empfangsvorrichtung übertragen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Analysierens des Signals beinhaltet, daß festgestellt wird, ob in dem Muster oder der Signatur des Motors ein zusätzlicher Spitzenwert vorhanden ist oder ein erwarteter Spitzenwert nicht vorhanden ist, wobei der zusätzliche oder fehlende Spitzenwert einem mit der Verbrennung in Zusammenhang stehenden Fehler entspricht.

7. Vorrichtung (10) zur Maschinenanalyse, bei der

a) ein auf Schwingungen reagierendes Sensormittel (12) vorhanden ist, das dazu geeignet ist, ein von erfaßten Schwingungen abhängiges Signal zu erzeugen;

b) ein Mittel (48) zur Befestigung des auf Schwingungen reagierenden Sensormittels vorhanden ist, wodurch dieses an einer zu analysierenden Maschine angeordnet werden kann;

c) das auf Schwingungen reagierende Sensormittel dazu geeignet ist, auf erfaßte Schwingungen anzusprechen und ein entsprechendes Signal zu erzeugen; und

d) ein Mittel (16) zur Analyse des Signals vorhanden ist, das dazu geeignet ist, ausgehend von dem Signal, das von dem auf Schwingungen reagierenden Sensormittel erzeugt wird, die Drehzahl einer Maschine zu bestimmen;

dadurch gekennzeichnet, daß

e) das Analysemittel (16) ein tachometrisches Analysemittel umfaßt, das auf dem Messen von Schwingungen basiert und dazu geeignet ist, die Drehzahl eines Motors über einen tachometrischen Motordrehzahlbereich zu messen und anzugeben, indem die Schwingung eines Verbrennungsmotors, ob mit Funkenzündung oder Selbstzündung, gemessen wird;

f) das Befestigungsmittel (48) dazu geeignet ist, das Anordnen des auf Schwingungen reagierenden Sensormittels in Beziehung mit einem zu analysierenden Motor zu ermöglichen, um Schwingungen, die durch den Maschinenbetrieb entstehen, zu erfassen und auf diese zu reagieren, um ein Signal zu erzeugen, das mehrere Wellenformen enthält, die ein erkennbares Muster oder eine Signatur mit einem Oberwellengehalt bilden, der für die Konfiguration des zu analysierenden Motors kennzeichnend ist; und

g) das Analysemittel (16) dazu geeignet ist, eine digitale Analyse des Oberwellengehalts des Musters oder der Signatur durch einen Algorithmus durchzuführen, der dazu geeignet ist, unter Bezugnahme auf die betreffenden Oberschwingungen desselben in der Signatur über den tachometrischen Motordrehzahlbereich den bestimmten Spitzenwert (58, 66), welcher der Motordrehzahl entspricht, oder einen zugehörigen Spitzenwert zu identifizieren.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Analysemittel (16) dazu geeignet ist, ein Programm für eine schnelle Fourier- Transformation durchzuführen, welche dazu geeignet ist, aus dem Signal ein Leistungsdichtespektrum zu erzeugen, das den Spitzenwert (58, 66) und dessen Oberschwingungen enthält, wobei das Analysemittel ferner dazu geeignet ist, die betreffenden Spitzenwerte in dem Leistungsdichtespektrum zu identifizieren.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel (48) dazu geeignet ist, das auf Schwingungen reagierende Sensormittel durch Magnetmittel direkt an dem Motor anzubringen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Analysemittel (16) dazu geeignet ist, das Schwingungsmuster oder die Signatur zu erkennen und daraus die Art oder Konfiguration des entsprechenden analysierten Motors zu identifizieren.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Analysemittel dazu geeignet ist, festzustellen, ob in dem Muster oder der Signatur ein zusätzlicher Spitzenwert vorhanden ist oder ein erwarteter Spitzenwert nicht vorhanden ist, wobei der zusätzliche oder fehlende Spitzenwert einem mit der Verbrennung in Zusammenhang stehenden Fehler entspricht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch ein drahtloses Übertragungsmittel, das dazu geeignet ist, das Signal in analoger Form von dem auf Schwingungen reagierenden Sensormittel an die Vorrichtung zum Durchführen der digitalen Analyse in der Form eines modulierten Hochfrequenz-Signals zu übertragen, das zwischen einer Sende- und einer Empfangsvorrichtung übertragen wird.

13. Verfahren der tachometrischen Analyse, das auf dem Messen von Schwingungen basiert und dazu geeignet ist, die Drehzahl eines Motors über einen tachometrischen Motordrehzahlbereich zu messen und anzugeben, gekennzeichnet durch den Schritt der Analyse des Oberwellengehalts eines schwingungserzeugten Musters oder einer Signatur, welche für die Konfiguration des analysierten Motors kennzeichnend ist, wodurch das Identifizieren oder Erkennen eines oder mehrerer Spitzenwerte ermöglicht wird, welche der Motordrehzahl entsprechen oder mit dieser in Beziehung stehen.

14. Vorrichtung zur tachometrischen Analyse, die auf dem Messen von Schwingungen basiert und dazu geeignet ist, die Drehzahl eines Motors über einen tachometrischen Motordrehzahlbereich zu messen und anzugeben, und die ein Schwingungsmeßmittel (12) und ein Mittel (16) zur Analyse des Signals umfaßt, das dazu geeignet ist, den Oberwellengehalt des von dem Schwingungsmeßmittel erzeugten Musters oder der Signatur zu analysieren, um das Identifizieren oder Erkennen eines oder mehrerer Spitzenwerte zu ermöglichen, welche der Motordrehzahl entsprechen oder mit dieser in Beziehung stehen.