Измеритель углового положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК G01M15/00 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1

Изофегение относится к приборостроению, в частности к средствам для диаг ностики и контроля двигателей внутреннего сгорания.

Известен измеритель углового положения коленчатого вала двигателя внутренного сгорания, содержащий датчик углового положения, связанный с коленча тым валом, формирователь импульсов, блок синхрониаатпя и блок иалерёния, причем выход датчика углового положения соединен с вкодом .фо змирбввтеля импульсов, а выход бпока синхронизации соединен с вкодом блока измерения 1J,

Недостатком известного измерителя является сложность измерения и недостаточная надежность, связанная с уст&Новкой и регулировкой датчика опорного положения.

Целью изофетения является упроще- ; ние измерения и повышения надежности за счет исключения датчика опорного положения.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель снабжен переключателем и блоком строа рования, выполненным в виде умножителя частоты, двух пороговых элементов и элемента запрета, причем выход формирователя импутьсов соединен с входом переключателя, первый выход которого соединен с установочнь1ми взсрдами бпока синхронизации и первого порогового элемента, а второй - с счетными входами блока синхронизации, первого и установочным входом второго пороговых элементов и входом умножителя частоты, выход которого соединен с первым входом второго порогового элемента, а выход пос:леднего соединен с первым входом элемента запрета, управляющий вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, а выход - с управляющим входом переключателя.

На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство содержит датчик 1 углоЦ вого положения, связанный со входом фо мирователя 2 импутшсов, и блок 3 синхронизашга, выход которого соединен с 571равлякшшм входом блбка 4 измеретгая. Устройство содержит также переключа тель 5 и блок 6 стробирования, причем вход переключателя 5 связан с выходом формирователя 2 импульсов. Первый выход переключателя 5 соединен с устано, вачными входами блоков 3 и 6, а второй Выход переключателя -5 соединен со счетными выходами этих блоков. Управляющий вход переключателя 5 подключен к выходу блока 6. Блок 6 содержит умножитель 7 частоты пороговые элементы 8 и 9 и элемент Юза рета. Выход умножителя 7через второй пороговый элемент 8- связан со входом элемента 10, управляющий Вход которого соединен с выходом элемента 9. Счет шли вход порогового элемента 9 соедине со входом умножителя 7 и установочным входом порогового элемента 8 и офазует счетный вход блока. Установочный вход элемента 9 и выход элемента 1О образунтт соответственно установочный вход и выход блока. Датчик 1 угловых положений может быть выполнен в виде датчика индуктивного типа, формирукщего импульсы, число которых равно числу меток, например металлически штырей, установленных по окружности маховика. При этом мет-, ки, за исключением одной {маркерная метка), расположены по окружности ма ховика равномерно (угловые метки). Пороговые элементы 8 и 9 могут быть вьтолнены как на базе счетчика импульсов, предустановка которого осуществляется через вентили, а импульсный выход переноса подключен к входу триггера, так и на базе счетчика импульсов со схемой сравнения кодов, выход которой подключен к триггеру, либо в виде любого другого устройства, формирукяцеко на прямом (инверсном) выходе единичный (нулевой) сигнал пр поступ лении на его счетный вход определенног числа импулзЕзСов, соответствукшего порогу срабатывания и заданного сигналом управления. Приэтом на прямом (инверсном) выходе порогового элемента-формируется нулевой (единичный) сиг нал при поступлении илтульса на его Л .установочный вход. Прямое .и обратное срабатывание осуществляется по заднему фронту (срезу) соответствующего икотульса. Устройство работает следующим офазом. Датчик угловых положений за один оборот коленчатого вала вырабатывает импульсов угловых меток, равномерно следующих друг за другом через угол ц импульс маркерной метки, следующий через уголP vfjj после одного из импутльсов угловых меток, причем импульс угловой метки, следуннций за импульсом маркерной метки, формируется в момент достижения поршнем опорного цилиндра в м.т. Импутхьсы датчика 1, сформированные по форме и длительности формирователем 2, поступактс на вход переключателя 5. При единичном зна; чении сигнала на выходе биэка 6 стробирования импульсы проходят на первый, а при нулевом значении этого сигнала на второй выход переключателя 5. Допустим, импульс, появляющийся на выходе фоги ироветеля 2, проходит на первый вьйсод переключателя 5. Этот импульс поступает на установочные входы блока 6 и блока 3 синхронизации. По срезу импутшса блок 6 устанавливает ся в реясим счета импульсов и сигнал на его выходе принимает нулевое значение. В результате следукяиие импульсы формирователя 2 проходят на второй выход переключателя 5 и поступают на счетные входы блоков 3 и 6. По срезу второго импульса блок 6 устанавливает я в режим формирователя стробимпульса и сигнал на его выходе принимает единичное значение, длительность TTf. которого пропор1шо- ступивший на его счет1Пз1Й вход. ,/ Пусть временный интервал Т и после -.I .., дующие временные интервалы между соседними импульсами определяются им- . пульсами угловых меток. Тогда бяок 6 по срезу каждого вновь поступившего на его счетный вход-импульса формирует строб-импульс. Длительность tg этого импульса равна времени поворота коленчатого вала на угол, значение KOTopdfc. го определяется неравенством ,. . Соответственно на этот отрезок времени выход формирователя 2 всякий раз коммутируется на первый выход переключателя 5. Однако, посколькуРе -Мц , импульс на первом выходе переключателя Б не появляется и режим работы бшэка 6 остается неизменным до появления импульса маркерной метки. По срезу импульса угловой метки, предшествующей появлению импульса маркерной метки. блок 6 формирует очередной строб-импульс и прв повороте коленчатого вала йа угопФ Фс импульс маркерной метки проходит на первый выход переключателя 5 и устанавливает бяок 6 в режим счета импульсов. Последующие импульсы формирователя 2 поступают на втофой выход переключателя 5 и описанньтй процесс коммутадии импульсов на вькоды переключателя 5 повторяет каждый оборот коленчатого вала. Пусть в процессе контроля параметрров двигателя, его скоростной режим изменяется например, устанавливается большая частота вращения коленчатого вала. Тогда в процессе и;зменения частоты вращения последующий времегшой интервалT.J между соседними импульса ми становится меньшим предыд51цего л и длительность строб-импупь может превысить временной интер Заал между импульсами угловых меток М{.Т,4.. В результате импуттьс угловой метки поступает на первый выход пере ключателя 5, блок 6 устанавливается в режим счета импульсов и последуклцие импульсы угловых меток вновь поступают на второй выход переключателя 5. В результате процесс вхождения угггройс ва в синхронизм при установившемся ск ррстном .режиме двигателя не превышает одного оборота коленчатого вала. Таким образом, при установивхгёмся скоростном режиме работы двигателя импулзьс маркерной метки поступает на перЁый , а импульсы угловых меток - на второй выход переключателя 5 и проходят соответственно на уста новочный и счетный входы блока 3 синх ронизации. Блок 3 формирует сигналы путем счета до определяемого заданного числа импульсов угловых отметок. MoMeiarr начала счёта определяется импульсом маркерной отметки, постут паюлхего на установочный вход бпока 3. 8резутхьтате на выходе блока 3 возникают сигналы в заданные моменты поворота коленчатого вала относительно в м,т. поршня опорного 1шлиндра. По сигналам Спока 3, поступающим на управляющий вход измерительного блокр 4, последний осуществляет процесс измере ния параметров двигателя. Блок 6 стробирования работает следующим образом. Импульсы с первого и-второго выходов переключателя 5 поступают соответственно на установочный вход элемента 9и н,а соединенные между собой вход элемента 9, вход умножителя 7 частоть н установочный вход п{ югоiaoro элемента 8. По срезу импульса, поступающего На установочный вход эпемента 9, на его инверсном выходе сипНал принимает единичное значение и элемент 10 запрета блокируется. По ср&ау второго импульса, поступающего на счетный вход элемента 9, последний срабатывает, сигнал на его инверсном выхоце принимает нулевоеЧэначение и элемекг 5 разблокируется. По срезу этого же импульса пороговый элемент 8 устанелливается в состояние, при котором сигнал на его инверсном выходе принимает единичное значение и Через разблокированный элемент 10 поступает на выход блока. На счетный вход порогового элемеета 8 поступают импульсь с умнажителя 7, частота которых офагной пр порциональна временному. инТерЬеяу Т ; между двумя соседними импульсами, поступивших на вхрд умнолсятеля 7, вравна- .. где К - коэффициент умнохюния умнсякителя 7. Соответственно периодT t следования импульсов, поступающих на счетный вход порогового элемента 8, равен При постухшешга К К импульсов на вход порогового эламита 8 последний срабатывает и сигнал на его инверсном выходе и,-следоваггельно, на выходе элемента 10 принимает нулевое значение. В результате на выходе элементд 10 и, следовательно, на выходе блока образуется стров-импульс, дтггель HocTbtTg которогоТ Кп Т /ИПри временном интервале Tj , равном временному интервалу между импульсами угловых меток, период следования импульсов умножителя 7 соответствует J углу поворота , а длител1г ность строб-импульса соответствует углу поворота, равного ,)f,,. Число Кп выбирается в соответствии с неравенством ). При поступлении следующих импутп сов на счетный вход порогового элемента 9 его состояние не изменяется, элемент 10 остается разблокированным и описанный процесс формирования стробимпульса повторяется до появления еледуюшего импушзса на установочный вход элемента 9. . Пусть частота вращения вала увеличивается: Соответственно уменьшается период следования на выходе умножителя 7. В такое же число раз т еньшает ся длительность строб-импульса. При уменьшении частопгы i вращения во сколько же раз увеличивается период следования импульсов умножителя 7 и,, следовательно, длительность строб-импульса, т.е. отношение длительности стробимпульса к периоду следования импульса угловых меток остается постоянным и не зависит от частоты вращения: вала двигателя. Введение новых элементов - переключателя и блока стробирования - вы годно отличает данное устройство от известного,поскольку позволяет исключить операцию установки отдельного дат чика опорного положения, в процессе вьшолнения которой возможно повреждение этого датчика. В результате процес контроля параметров двигателя упрощает

ся, а надежность контроля повышается,

Вьшолнение блока стробирования В виде умножителя частоты, двух пороговых элементов и элемента запрета позволяет сделать длительность строб- импульса независимой от частоты вращения вала даигателя„ что также упрощает процесс, контролт. Формула изобретения

Измеритель углового положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорадом элемента запрета, управлякяций вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, а выход - с управляющим входом переключателя. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 802826, кл. G 01 М 15/00, 1979. ния, содержащий датчик углового положения, свяаа1шый с коленчатым валом, формирователь импульсов, блок синхронизации и блок измерения, причем выход датчика углового положения соединен с вкодом формирователя импульсов, а выход блока сонхронизации соединен с входом блока измерений, отличающийс я тем, что, с целью упрощения измерения и повышения надежности он снабжен переключателем и блоком стробирования, вьтолненным в виде умножителя частоты, двух пороговых элементов и элемента запрета, причем выход формирователя импутвьсов соединен с входом переключателя, первый выход которого соединен с установочными входами блока синхронизации и первого порогового эле ме;пга, а второй - с счетными входами блока синхронизации, первого и установочным входом второго пороговых элементов и входом умножителя частоты выход которого соединен с первым входом второго порогового элемента, а выход последнего соединен с первым вхоfff

П

8