СИГНАЛИЗАТОР АВАРИЙНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ ДВС Российский патент 1998 года по МПК F01P11/14 

Изобретение относится к электрооборудованию автомобиля и предназначено для сигнализации аварийного режима работы двигателя внутреннего сгорания.

Известно устройство [1] , которое исключает аварийный режим работы при пониженном уровне охлаждающей жидкости. Недостатком данного устройства является то, что при понижении уровня охлаждающей жидкости и отключении ДВС при движении в потоке транспорта возможно возникновение аварийной ситуации.

Наиболее близкими по технической сущности решения являются сигнализаторы аварийной температуры и давления масла [2], которые содержат датчик температуры с пороговым устройством и индикатор. В качестве датчика температуры и порогового устройства используется биметаллическая пластина.

Недостатком указанных сигнализаторов является то, что они срабатывают в аварийной ситуации, когда контролируемый параметр достиг критического уровня. Это приводит к снижению ресурса двигателя.

Целью изобретения является индикация предаварийного режима работы двигателя внутреннего сгорания.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в сигнализатор аварийного режима работы ДВС дополнительно введены датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, датчик температуры окружающей среды, логический блок, первый и второй ключи, инвертор и интегратор с саморазрядом, фильтр низкой частоты, причем датчик числа оборотов коленчатого вала двигателя соединен с одним входом логического блока, датчик температуры окружающей среды соединен со вторым входом логического блока, первый выход логического блока соединен со входом управления первого ключа, а второй выход логического блока со входом управления второго ключа, датчик температуры охлаждающей жидкости соединен с входом первого ключа и входом инвертора, выход инвертора соединен со входом второго ключа, выходы первого и второго ключа соединены друг с другом и подключены ко входу интегратора с саморазрядом, выход которого через фильтр низкой частоты и пороговое устройство подключения к устройству индикации.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый сигнализатор аварийного режима работы отличается введением в схему новых функциональных узлов датчика частоты вращения коленчатого вала двигателя, датчика температуры окружающей среды, логического блока, ключей инвертора, интегратора с саморазрядом, фильтра низкой частоты, а также связями между ними, это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию "новизна".

Способность заявляемого сигнализатора реагировать на скорость повышения температуры двигателя внутреннего сгорания позволяет исключить работу ДВС в условиях, близких к аварийным, и позволяет определить отклонения от нормального теплового режима ДВС на начальной стадии процесса разогрева двигателя без выхода на критический режим, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные зависимости в различных узлах сигнализатора; на фиг. 3 - вариант схемы интегратора с саморазрядом.

Сигнализатор состоит из датчика 1 температуры охлаждающей жидкости, датчика 2 частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, датчика 3 температуры окружающей среды, логического блока 4, первого ключа 5, второго ключа 6, инвертора 7, интегратора 8 с саморазрядом, фильтра 9 низкой частоты, порогового устройства 10, устройства 11 индикации. Датчик 2 частоты вращения коленчатого вала ДВС соединен с первым входом логического блока 4, датчик 3 температуры окружающей среды соединен со вторым входом логического блока 4, первый выход логического блока 4 соединен с управляющим входом первого ключа 5, второй выход логического блока 4 соединен с управляющим входом второго ключа 6. Датчик 1 температуры охлаждающей жидкости подключен к соединенным друг с другом входом инвертора 7 и первого ключа 5, выход инвертора 7 подсоединен к входу второго ключа 6. Выходы первого ключа 5 и второго ключа 6 соединены друг с другом и подключены к входу интегратора 8 с саморазрядом, выход которого подключен через фильтр 9 низкой частоты и пороговое устройство 10 к устройству 11 индикации.

Сигнализатор работает следующим образом. Логический блок 4 вырабатывает корреляционную функцию, которая показана на фиг. 2а. Эта функция состоит из двух импульсов, первый из которых открывает ключ 5, а второй - ключ 6, в остальное время ключи 5 и 6 закрыты.

Напряжение с датчика 1 температуры охлаждающей жидкости поступает на первый ключ 5 и через инвертор 7 на второй ключ 6. Таким образом, напряжение на входе интегратора 8 с саморазрядом будет иметь вид, показанный на фиг. 2в. На фиг. 2б качественно показана временная зависимость температуры охлаждающей жидкости. Сигнал с выхода ключей 6 и 5 складывается и поступает на вход интегратора 8 с саморазрядом, который может быть выполнен, например, по схеме, показанной на фиг. 3.

Заряд, который получит конденсатор за время, в течение которого открыт первый ключ 5.

где
t₁ и t₂ - время начала и конца первого импульса длительностью τ ;
U_т1ср - среднее напряжение датчика 1 температуры охлаждающей жидкости за время τ = t₁ - t₂.

Предполагаем, что U_т1ср наблюдается в момент времени

Заряд, который получит конденсатор за время, в течение которого открыт второй ключ 6.

где
t₃ и t₄ - время начала и конца второго импульса длительностью τ .

U_т2ср - среднее напряжение датчика 1 температуры за время τ = t₄ - t₃.

Предполагаем, что U_т2ср наблюдается в момент времени

Суммарный заряд, поступающий на конденсатор C за период времени T:

Конденсатор C разряжается в течение периода T через сопротивление R₂. Следовательно, если через U_ср обозначить среднее значение напряжения на выходе интегратора 8 с саморазрядом, то заряд, отдаваемый конденсатором интегратора за период T:

Очевидно, что в установившихся условиях заряд, поступающий на конденсатор, равен заряду, отдаваемому конденсатором

отсюда

Из формулы (6) следует, что среднее напряжение на выходе интегратора 8 пропорционально изменению напряжения датчика температуры за время t_2cp - t_cp, т. е. U_cp прямо пропорционально скорости изменения температуры во времени.

Применение фильтра 9 между выходом интегратора 8 и устройством 11 индикации обусловлено необходимостью сглаживания пульсаций и выделения среднего напряжения. Индикатор 11 с пороговым устройством 10 фиксирует повышенную скорость изменения теплового режима двигателя, которая возникает при нарушениях в системах охлаждения и смазывания ДВС, что исключает достижение критических значений при аварийных ситуациях и обеспечивает сохранение ресурса двигателя. Датчик 2 частоты вращения коленчатого вала и датчик 3 температуры окружающей среды служат для изменения выходного напряжения фильтра 9 низкой частоты путем влияния на длительность импульсов τ , что позволяет учесть разную скорость изменения температуры двигателя в нормальном состоянии при различных условиях разогрева.

Изобретение относится к электрооборудованию автомобиля и предназначено для сигнализации аварийного режима работы двигателя внутреннего сгорания. Сигнализатор состоит из датчика 1 температуры охлаждающей жидкости, датчика 2 частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, датчика 3 температуры окружающей среды, логического блока 4, первого ключа 5, второго ключа 6, инвертора 7, интегратора 8 с саморазрядом, фильтра 9 низкой частоты, порогового устройства 10, устройства 11 индикации. Датчик 2 частоты вращения коленчатого вала ДВС соединен с первым входом логического блока 4, датчик 3 температуры окружающей среды соединен со вторым входом логического блока 4, первый выход логического блока 4 соединен с управляющим входом первого ключа 5, второй выход логического блока 4 соединен с управляющим входом второго ключа 6. Датчик 1 температуры охлаждающей жидкости подключен к входам инвертора 7 и первого ключа 5, выход инвертора 7 подсоединен к входу второго ключа 6. Выходы первого ключа 5 и второго ключа 6 соединены друг с другом и подключены к входу интегратора 8 с саморазрядом, выход которого подключен через фильтр 9 низкой частоты и пороговое устройство 10 к устройству 11 индикации. Изобретение позволяет исключить работу ДВС в условиях, близких к аварийным. 3 ил.

Сигнализатор аварийного режима работы ДВС, содержащий датчик температуры охлаждающей жидкости, пороговое устройство и устройство индикации, отличающийся тем, что в него дополнительно введены датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, датчик температуры окружающей среды, логический блок, первый и второй ключи, инвертор, интегратор с саморазрядом и фильтром низкой частоты, причем датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя соединен с одним входом логического блока, датчик температуры окружающей среды соединен с вторым входом логического блока, первый выход логического блока соединен с входом управления первого ключа, а второй выход логического блока - с входом управления второго ключа, датчик температуры охлаждающей жидкости соединен с входом первого ключа и входом инвертора, выход инвертора соединен с входом второго ключа, выходы первого и второго ключей соединены друг с другом и подключены к входу интегратора с саморазрядом, выход которого через фильтр низкой частоты и пороговое устройство подключен к устройству индикации.