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

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано электронных приборах, предназначенн для исследованйя, испытания и диаг ностики двигателей внутреннего сгорания. .Известны отметчики углового поло жения вала двигателя внутреннего сгорания, содержащие индукционный датчик с усилителем, триггер, ключ, формирователь импульсов, компаратор и генератор импульсов. В указанных отметчиках ИНДУКЦИОННЫЙ датчик, установленный против метки на маховик двигателя, формирует двухполярный сигнал, причем определенному углово му положению коленчатого вала соответствует положение середины этого сигнала. За середину сигнала принимают момент перехода сигнала из одной полярности в другую через -кулевой уровень. Компаратор напряжени на опорный вход которого подается п стоянное напряжение, пропорционально максимальному значению сигнала, выде ляет полезный .сигнал. Затем на его опорный вход подается близкое к нуле вому Напряжение. В момент перехода сигнала через нулевой уровень, т.е. момент смены полярности сигнала, уст ройство формирует отмет1су, соответст вующую определенному угловому положе нию вала двигателя l . Однако данное устройство имеет сравнительно низкую точность выделения момента перехода сигнала через нулевой уровень, так как значение порога срабатывания компаратора отли но от нулевого уровня. Другим недостатком устройства является ограничен ная область его применения. Этот недостаток вызывается тем, что устройство неработоспособно при определенных геометрических соотнесениях угловой метки и- индукционного датчика. На практике в качестве меток, опреде ляющих угловое положение вала, используют отверстия на маховике, штыри, магниты. При ширине метки, превышающей ширину датчика, крутизна из менения сигнала в области смены полярности становится близкой или разной нулю, т.е. при смене полярности сигнал плавно подходит к нулевому уровню, на определенномуглу поворота может быть равным нулю и затем также плавно переходит в другую полярность. В результате момент достижения сигналом нулевого уровня не соответствует середине угловой метки и, следовательно, момент формирования выходного сигнала также не соответствует середине метки. Известен отметчик углового положе ния вала двигателя внутреннего сгора ния, содержащий индукционный датчик с усилителем, триггер, ключ, формиро ватель импульсов, компаратор и генератор импульсов, причем выход триггера подключен к управляющему входу ключа 2 . Принцип действия известного отметчика также основан на выделении момента изменения полярности сигнала индукционного датчика. По сравнению с предыдущим он имеет более высокую точность выделения момента перехода сигнала через нулевой уровень -при смейё полярности. Однако отметчик также имеет ограниченную область применения, вызванную невозможностью его использования при относительно широкой метке на маховике двигателя и.-узком индукционном датчике. Цель изобретения - расширение области применения устройства. Поставленная цель достигается тем, что в отметчик углового положения вала двигателя внутреннего сгорания, содержащий индукционный датчик с усилителем, триггер, ключ, формирователь импульсов, компаратор и генератор импульсов, причем выход триггера подключен к управляющему входу ключа, дополнительно введены указатели моментов появления максимума и минимума сигнала и делитель частоты, причем выход усилителя подключен к сигнальным,входам указателей, выходы которых соединены с входами триггера, выход последнего через формирователь импульсов связан с управляющими входами указателей и управляющим входом компаратора, сигналь ный вход которого непосредственно, а опорный вход через делитель частоты подключены к выходу ключа, вход которого соединен с выходом генератора импульсов. При этом компаратор выполнен в виде суммирующего и вычитающего счетчиков импульсов и формирователя импульcoBj причем кодовый выход суммирующего счетчика подключен к кодовому входу вычитающего счетчика, очетные входы, суммирующего и вычитающего счетчиков служат соответственно опорным и сигнальным входами компаратора, установочный вход суммирующего счетчика связан с выходом формирователя импульсов, вход которого связан ;с установочным входом вычитающего счетчика и служит управляющим входом компаратора, а выход вычитающего счетчика выходом комп ар атор а. На фиг.1-приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг,2 - временная диаграмма его работы. Устройство содержит индукционный атчик 1 с усилителем 2 на выходе, триггер 3, выход которого подключен к управляюслему входу ключа 4, формиователь 5 импульсов, компаратор б генератор 7 импульсов. В устройс-гво введены указатель 8 момента -появления максимума, указатель 9 момента появления минимума сигнала и делитель 10 частоты. При этом выход усилителя 2 подключен, к сигнальным входам указателей 8 и 9, выходы последних соединены соответственно с единичным и нулевым вхЬдс1МИ триггера 3, выход которого через формировател 5 связан с управляющими входами указателей 8 и 9 и управляющим входо компаратора 6. -Сигнальный вход компаратора б непосредственно, а опорны вход через делитель 10 подключены к выходу ключа 4/ вход которого соединен с выходом генератора 7. Компаратор б содержит суммирующий счетчик 11, вычитающий сч,етчик 12 и формирователь 13 импульсов. При этом кодовый выход счетчика 11 подключён к кодовому входу.счетчика 12 счетные.входы счетчиков 11 и 12 подключены соответственно к опорному и сигнальному входам компаратора б. Установочный вход счетчика 11 через формирователь 13, а установочный вхо счетчика 12 непосредственно подклю1чены к управляющему входу компаратора 6, а выход счетчика 12 подключен к выходу 14 компаратора 6. Указатели 8 и 9 момента Появления максимума и минимума двухполярного сигнала могут быть выполнены, например, на базе амплитудных преобразов телей соответствующей полярности си нала. Делитель 10 частоты имеет коэффи циент деления, равный двум. Принцип действия предлагаемого устройства заключается в следующем. Двухполярный сигнал, вырабатываемый индукционным датчиком, достигает максимального и минимального значений в моменты прохождения мимо датчи ка краев угловой метки. Устройство периодически измеряет временной интервал между моментами достижения сигналом этих значений, автоматичес ки вырабатывает порог, пропорциойал ный половине этого интервала, и формирует, входной сигнал в момент достижения текущим временным интервалом порогового значения. Поскольку начало и конец временного интервала соответствуют краям угловой метки, то момент появления выходного сигнала устройства соответствует середин угловой метки. Устройство работает следующим образом. Пусть угловая метка на.маховике двигателя проходит мимо-индукционного датчика 1. Пусть также при прибли жении метки к датчику в последнем и, следовательно, на усилителя 2 вначале формируется положительный импульс двухполярного сигнала. В момент достижения этим импульсом своего амплитудного значения срабатывает указатель 8 и формирует на своем вы- ходе импульс, устанавливающий триггер 3в единичное соЬтояние. При этом триггер 3 разблокирует ключ 4. Импульсы генератора 7 частотой f начинают поступать непосредственно на сигнальный вход компаратора б и через делитель 10 с .частотсй на )Ный вход компаратора. При удалении угловой метки от индукционного датчика 1 в последнем формируется отрицательный импульс двухполярного сигнала. Через временной интервал Т после срабатывания указателя 8 отрицательный импульс достигает своего амплитудного значения. В этот момент срабатывает указатель 9 и формирует на своем выходе импульс, который возвращает триггер 3 в исходное нулевое состояние. Ключ 4 блокируется и поступление импульсов на сигнальный и опорный входы компаратора б прекращается. За временной интервал Т на опорный вход компаратора поступит NO о/2 импульсов, а на сигнальный вход , т.е. вдвое большее число импульсов. Одновременно с блокировкой ключа 4срабатывает формирователь 5 и формирует короткий импульсу который поступает на управляющие входы указателей 8 и 9 и устанавливает последние в исходное состояние:. Одновременно этот же импульс поступает на управляющий вход компаратора б и фиксирует в нем опорный уровень N, , равный числу импульсов, поступивших на его опорный вход, т.е. Мц No foC/2, При ПригЛэде следующего двухполярного сигнала от индукционного датчика 1 ключ 4 вновь разблокируется. Через интервал времени Т/2 на сигнальный вход поступит К 4о - импульсов, равное опорному уровню. Компаратор б срабатывает и на его выходе 14 формируется импульс. Момент появления этого импульса соответствует половине временного интервала t , т.е. моменту достижения сигналом угловой отметки своей середины. К концу текущего временного интервала ё компараторе б вновь будет зафиксирован опорный уровень Ыи fc,T/. Таким образом, каждор.-гу двухполярнсму сигналу на выходе индукционного датчика 1 на выходе 14 устройства соответствует импульс, передний :рокт которого фop шpyeтcя в момент прохрждения мимо датчика середины .угловой метки на маховике двигателя. . Компаратор б работает следующим образом. Суммирую1ций счетчик 11 фиксирует импульсы, поступакядие с частотой -5о/2 на опорный вход компаратора б , а г.;.;

читакхдап счетчик 12 - импулыгы, поступающие с частотой 0 -на сигнальный вход компаратора. В момент окончания временного интервала Т в счетчике 11 окажется заЛиксированным число импульсов . Импульс формирователя 5, поступающий на управляющий вход компаратора 6, проходит на установочный вход счетчика 12 и устанавливает его в состояние, соответствующее состоянию счетчика 11. В результате в счетчике 12 фиксируется опорный уровень W, По заднему фронту импульса формирователя 5 срабатывает формирователь 13 и устанавливает счетчик 11 в исходное нулевое состояние.

В течение следующего временного интервала на оба счетчика опять начинают поступать импульсы. В момент -jO поступления на вычитающий счетчик 12 о(т/2} импульсов последний обнуляется и вырабатывает импульс, поступающий на выход 14 устройства. Передний фронт этого импульса соответствует . середине временного интервала t и, следовательно, Середине угловой отметки. По концу этого временного интервала в счетчик 12 вновь переписывается из счетчика 11 число No 5oC/ Таким образом, использование изобретения обеспечивает формирование отметки углового положения вала при любой, в том числе и нулевой, крутизне смены полярности сигнала датчика, т.е. независимо от соотношения геометрических размеров датчика и угловой метки, что расширяет область применения предлагаемого устройства. Этот эффект достигается путем выделения середины, временного интервала между максимальным и минимальным значениями сигнала датчика,.возникакадими при прохождении мимо датчика краев угловой метки.

1. ОТМЕТЧИК УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий индукционный датчик с усилителем, триггер, ключ, формирователь импульсов, компаратор и генератор импульсов, причем ил ход триггера подключен к управляющему входу ключа, отличающийс я тем, что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены указатели моментов появления максимума .и минимума сигнала и делитель частоты, п Зичем выход усилителя подключен к сигналыгым входам указателей, выходы соединены с входами триггерами, выход последнего через формирователь импульсов связай с управляющими входами указателей и управляющим входом компаратора, сигнальный вход которого непосредственно, а опорный вход через делитель частоты подключены к выходу ключа, вход которого соединен с выходом генератора импульсов. 2. Отметчик поп.1,отличаю щ и и с я тем, что компаратор выполнен в виде суммирующего и вычитающего счетчиков импульсов и формирователя и «Iyльcoв,. причем кодовый вы-ход суммирующего счетчика подключен к кодовому входу вычитающего счетчика, счетные входы суммирующего и вы- Q читающего счетчиков служат соответст-58 вённо опорным и сигнальным входами компаратора, установочный вход суммирующего рче-д.чика связан с выходом формирователя импульсов, вход которого связан с установочным входом вычитающего счетчика и служит управляю- 5 щим входом компаратора, а выход вычитающего счетчика - выходом компара тора. tC