Устройство для определения углового положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК G01M15/00 

в счетчиках 5 и 6, отличны от нуля, , то на их выходах и соответственно на входе управления переключателя 3 сигнал принимает нулевое значение и разблокирует второй выход переключателя 3. По срезу импульса, появляющегося на выходе переключателя 3,

1,

Изобретение относится к приборостроению, в частности к электронным средствам для диагностики и контроля двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является расши- рение области применения устройства.

На фиг. представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Устройство содержит юдyкциoнный датчик 1, выход которого подключен через формирующий каскад 2 к входу переключателя 3, генератор 4 импуль- сов, первый 5 и второй 6 счетчики импульсов.

Устройство дополнитель Ю содержит триггер 7, первый, второй, третий и четвертый ключи 8-11, логич;еский элемент ИЛИ 12 и формирователь .13 импульсов, а счетчики 5 и 6 выполнены реверсивными. Вход триггера 7 соединен с первым выходом перекгаочате- ля 3. Первый (прямой) выход тригге- ра 7 соединен с входом управления ключа Вне первым входом управления ключа 9 J а второй (инверсный) выход.- с первым входом управления 1и1юча 10 и с входом управления клю- ча 11. Первый выход генератора 4 подключен через ключи 8 и 11 к суммирующим входам соответственно счетчиков 5 и 6, а второй выход - через ключи 10 и 9 к вычитающим входам соответственно счетчиков 5 и 6. Выходы счетчиков 5 и 6 соединены с вторыми входами управления соответственно ключей 10 и 9 и с соответствующими входами элемента 12, выход которого соединен с входом управления переключателя 3, второй выход которого подключен через формирователь 13

изменяется состойние триггера 7, определяющего режим счета счетчиков 5 и 6, а по срезу импульса, появляющегося на втором выходе переключателя 3, срабатывает формирователь 13 и срабатывает в исходное нулевое состояние счетчиков 5 и 6, 2 ил.

5 ,

5

0

к установочным входам счетчиков 5 и 6.

Индексами 14 и 15 отмечены соответственно первью и второй вькоды устройства.,

На фиг.2 обозначены: сигналы d на выходе датчика 1, импульсы S на выходе фор1 Шрующего каскада 2, импульсы 8 на первом выходе триггера 7, изменение 1 состояния счетчика 5, изменение Ч состояния счетчика 6, сигналы е их .соответственно на выходах счетчиков 5 и 6, импульсы и U соответственно на выходах 14 и 1.5 устройства.

В предлагаемом устройстве в ка- - честве 1ШдукционнЬго датчика 1 может быть использован любой датчик, который чувствителен к изменению магнит- ноге сопротивления в цепи:датчик-мет Ш.

Формир дощий каскад 2 вырабатывает короткий импульс в момент перехода, сигнала на выходе датчика 1 через нулевой уровень и может быть вьшол- нен, напр1ямер, в виде последовательно сое; 1неннь х компаратора напряжения с нулевь м порогом срабатьшания и одновибратора, срабатывающего по срезу импульса компаратора. Компаратор и одновибратор могут быть реализованы на микросхемах соответственно типов К544СА2 и К155АГ1. Формирующий каскад может быть вьтолнен в помехозащищенном исдолнении.

Переключатель 3 может быть выполнен в виде двух логических элементов И, первые входы которых образуют входы переключателя 3, а вторые входы - один; непосредственно, а другой через инвертор образует вход управления переключателя 3.

3

Генератор 4 импульсов может быть выполнен в виде двух мультивибраторов, параметры времязадающих цепей которых обеспечивают формирование на первом и втором выходах генератора 4 импульсы частотой соответственно f, и f;2 5 причем . Генератор 4 может быть также выполнен на базе мультивибратора с частотой импульсов f, и двух делителей частоты, коэффициенты деления которых обеспечивают формирование на их выходах импульсов с частотами f j и f2 Мультивибраторы могут быть реализованы на интегральных таймерах типа К1006ВИ1, а делители частоты - на основе триггеров, например, серий К155,

Реверсивные счетчики 5 и 6 снабжены выходами обратного переноса: с;игнал на этом выходе принимает единичное значение, если число, зафиксированное в счетчике, равно нулю, :И нулевое значение, если состояние счетчика отлично от нулевого. Счетчики 5 и 6 могут быть реализованы на базе микросхем типа. К155ИЕ7,

Триггер 7 представляет собой,например, УК-триггер и может быть реализован на микросхеме типа К155ТВ1,

Ключи 8 и 11 представляют собой двухвходовые логические элементы И, Ключи 9 и 10 могут быть построены на базе трехвходовых логических элементов И так, что вторые входы управления этих ключей являются инверсными, т,е, обеспечивают блокирование этих ключей при нулевом значении сигнала на этих входах. Формирователь 13 срабатывает по срезу входного импульса и может быть выполнен на базе одновибратора, реализуемого, например, на микросхеме типа К155АГ1,

Устройство работает следующим образом.

Индукционный датчик 1 при прохождении мимо него маркерной или одной из угловьгх меток, установленных на вращающейся части двигателя, формирует биполярный импульс, момент изменения полярности которого соответствует середине метки, В этот момент формирующий каскад 2 вырабатывает короткий импульс, поступающий на вход переключателя 3. За один оборот коленчатого вала двигателя на вход переключателя 3 поступает серия импульсов угловых меток с периодом следования TU и один импульс маркерной

427454

метки, следующий через интервал Т,. после одной из угловых меток. Состояние переключателя 3 определяется , состоянием реверсивных счетчиков 5 с и 6, Если число в одном из счетчиков равно нулю, то сигнал на его выходе принимает единичное значение, Этот сигнал проходит через элемент ИЛИ 12 на вход управления переключа)0 теля 3 и разблокирует первый его выход. Если числа, зафиксированные в счетчиках 5 и 6, отличны от нуля, то на их выходах и соответственно на входе упрадзления переключателя 3 сиг)5 нал принимает нулевое значение и разблокирует второй выход переключателя 3, По срезу импульса, появляющегося па первом выходе переключателя 3, изменяется состояние тригге20 ра 7, определяющего режим счета счетчиков 5 и б, а по срезу импульса,по- являюа(егося на втором выходе переключателя 3, срабатывает формирователь 13 и срабатывает в исходное ну25 левое состояние счетчики 5 и 6.

Пусть к моменту появления очередного Ш Птульса на входе переключателя 3 на первом выходе триггера 7 сигнал имеет единичное значение, а числа в счетчиках 5 и 6 имеют значения, отличные от нулевого. Тогда этот импульс проходит на второй выход переключателя 3 и вызывает срабатывание формирователя 13, Счетчики 5 35 и 6 срабатываются в исходное нулевое состояние. Сигнал на выходе счетчи- .ка 6 принимает единичное значение, разблокируя первый выход переключателя 3, Одновременно этот сигнал пос30

40

тупает на второй инверсный вход управления ключа 9 и блокирует поступление импульса с второго выхода генератора 4 на вычитшощий вход счетчика 6, Ключ 8 разблокирован, а ключ

11 заблокирован соответственно единичным и нулевьм значениями сигналов на первом и втором выходах триггера 7. Ключ 10 блокируется по первому входу управления нулевым сигналом на втором выходе триггера 7, В результате через ключ 8 на суммирующий вход счетчика 5 начинают поступать импульсы частотой f, с первого выхода генератора 4, а оба входа

счетчика 6 заблокированы и состояние его не изменяется. Сигнал на выходе элемента ИЛИ 12 определяется единичным значением сигнала на выходе счет5

чика 6 и попрежнему разблокирует первый выход переключателя 3

Следующий импульс, появляющийся на входе переключателя 3, поступает на его первый выход и изменяет состояние триггера 7. При :этом ключи 8 и 9 блокируются, ключи 10 и 11 разблокируются, а в счетчике 5 к этому моменту оказывается зафиксированным некоторое число N, пропорциональное временному интервалу между соседними импульсами на входе переключателя 3, Импульсы частотой f, генератора 4 начинают поступать на суммирующий вход счетчика 6, а импульсы частотой frj - на вычитывающий вход счетчика 5, По первому же импульсу часто

той f( число в счетчике 6 становится отличным от нуля. Одновременно на втором инверсном входе управления 20 ключа 9 и на соответствующем входе элемента ИЛИ 12 сигнал принимает нулевое значение. При этом состояние ключа 9 не изменяется, а на входе управления переключателя 3 сигнал при- нимает нулевое значение и разблокирует второй его выход.

Пусть последующие временные интервалы между соседними импульсами на входе переключателя 3 определяются 30 импульсами угловых меток. Тогда, поскольку 2. 5 успевает об- нулиться до момента поступления следующего импульса на вход переключателя 3. В момент обнуления сигнал на 3,5 втором инверсном входе управления ключа 0 и на соответствующем входе элемента ИЛИ 12 принимает единичное значение. Этот сигнал блокирует ютюч 10 и вновь разблокирует первый вход переключателя 3. К моменту появления . следующего импульса на этом выходе переключателя 3 в счетчике 6 фиксируется- число NC f, Ту, т.е. пропорциональное периоду следования угло- 5

вых меток. I

В следующем периоде Тц импульсы

частотой f, поступают на суммирующий . вход счетчика 5 и сигнал на его выожидаемого появления импульса мар ной метки. В результате пocлeд ;ий проходит на второй выход переключ теля 3 и соответственно на выход устройства и вызывает срабатывани формирователя 13, Последний обнул счетчики 5 и 6, разблокируя тем выход переключателя 3 и следу щий за импульсом маркерной метки пульс угловой метки на первый вых переключателя 3 и соответственно выход 14 устройства. Описанный пр цесс повторяется с приходом очере ного импульса маркерной метки.

Процесс формирования импульса ловой метки, следующего за ш-шуль маркерной метки, не нарушается пр тически при любом расположении ма керной метки между угловыми метка поскольку при появлении импульса керной метки на входе управления реключателя 3 автоматически выраб тьшается сигнал, разблокирующий п вый выход переключателя 3.

Таким образом, на выходах 14 и устройства формируются соответств но последовательности импул1 сов у вых и маркерньк меток так, что но га-тульса угловой метки следующего после импульса маркерной метки од начно определяет угловое положени коленчатого вала двигателя внутре него сгорания.

Введение новых элементов - три ра, четырех ключей, логического э мента iJUffl, формирователя импульсо выполнение счетчиков реверсивными выгодно отличает предлагаемое уст

ходе принимает нулевое значение, раз- ройство от известного, поскольку

блокируя второй вькод переключателя 3,.а импульсы частотой f поступают на вычитающий вход счетчика 6. Последний обнуляется через интервал

позволяет исключить возможность п явления ложных импульсов маркерны меток, практически независимо от положения маркерной метки между у ловыми метками, и тем самым расши рить область применения устройств Предлагаемое устройство позволяет также исключить возможность появл

К.Т,,, на его

где К fi/fg, при этом. сигнал на его выходе принимает единичное значение к вновь разблокирует первый выход перекгаочателя 3. В

слецующем периоде Tj осуществляется процесс обнуления за интервал Т. счетчика 5, Описанный процесс повторяется с приходом очередного импуль5 са угловой метки, в результате чего второй вьрсод переключателя 3 периодически разблокируется на интервал Tjj 5 равный интервалу обнуления одного из счетчиков. Соотношение частот

О f и i: выбрано таким образом, что интервал Т, превьшает интервал Т

5

0

0 ,5 5

ожидаемого появления импульса маркерной метки. В результате пocлeд ;ий проходит на второй выход переключателя 3 и соответственно на выход I5 устройства и вызывает срабатывание формирователя 13, Последний обнуляет счетчики 5 и 6, разблокируя тем са- выход переключателя 3 и следующий за импульсом маркерной метки импульс угловой метки на первый выход переключателя 3 и соответственно на выход 14 устройства. Описанный процесс повторяется с приходом очередного импульса маркерной метки.

Процесс формирования импульса угловой метки, следующего за ш-шульсом маркерной метки, не нарушается практически при любом расположении маркерной метки между угловыми метками, поскольку при появлении импульса маркерной метки на входе управления переключателя 3 автоматически выраба- тьшается сигнал, разблокирующий первый выход переключателя 3.

Таким образом, на выходах 14 и 15 устройства формируются соответственно последовательности импул1 сов угловых и маркерньк меток так, что номер га-тульса угловой метки следующего после импульса маркерной метки однозначно определяет угловое положение коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.

Введение новых элементов - триггера, четырех ключей, логического элемента iJUffl, формирователя импульсов и выполнение счетчиков реверсивными - выгодно отличает предлагаемое уст ройство от известного, поскольку

позволяет исключить возможность появления ложных импульсов маркерных меток, практически независимо от расположения маркерной метки между угловыми метками, и тем самым расширить область применения устройства. Предлагаемое устройство позволяет также исключить возможность появления сбоев, возникающих в известном устройстве при несинхронизации между моментами появленут импульсов заполнения счетчиков и импульсов угловых и маркерных меток, и тем самым повы- сить надежность процесса определения углового положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.

Формула изобретения

Устройство для определения угло вого положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, содержащее индукционный датчик, формирующий каскад, переключатель, генератрр импульсов, первый и второй счетчики импульсов, причем выход индукционно- . го датчика через формирующий подключен к входу переключателя, о т- личающееся тем, что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены триггер, первый, второй, третий, четвертый ключи, логический элемент ИЛИ и фор- .мирователь импульсов, счетчики имРедактор П.Коссей

Составитель Н.Патрахальцев Техред О.Гортвай

3691/38 - Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

По

Производственно-полиграфическ:ое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

пульсов выполнены реверсивными,причем вход триггера соединен с первым выходом переключателя, первый выход триггера соединен с входом управления первого ключа и с первым входом управления второго ключа, а второй выход - с первым входом управления третьего ключа и с входом управления четвертого ключа, первый выход генератора импульсов подключен через первый и четвертый ключи к суммирующим входам соответственно первого и второго счетчиков импульсов, а второй ВЫХОД через третий и второй ключи - к вычитающим входам соответственно первого и второго счетчиков импульсов, выходы которых соединены с вторыми входами управления соответственно третьего и второго ключей и с соответствующими входами логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом управления переключателя, второй выход которого подключен через формирователь импульсов к установочным входам счетчиков импуль- .сов.

Корректор М.Максимишинец

Подписное

Изобретение относится к электронным средствам для диагностики и контроля двигателей внутреннего сгорания (две). Целью изобретения является раскирение области изменения устройства. Устройство содержит индукционный датчик I, формирующий каскад 2, переключатель 3, генератор 4 импульсов, первый и второй счетчики 5 и 6 импульсов. Кроме того, оно снабжено триггером 7, ключами 8-11, логическим- элементом ШШ 12 и формп- рователам 13 импульсов. Индукциои- ньй датчик 1 при прохождении мимо него маркерной или одной из угловых меток, установленных на вращающейся части две, формирует биполярный импульс, момент изменения полярности .которого соответствует середине метки, В этот момент формир пощий каскад 2 вырабатывает короткий импульс, поступающий на вход переключателя 3. За один оборот коленчато1 о вала ДВС на вход переключателя 3 поступает серия импульсов угловых меток с перио- следования Тм и один импульс ьшр- Керной метки, следующий через интервал Т„д, после одной из угловых меток. Состояние перекгаочателя 3 определяется состоянием реверсивных счетчиков 5 и 6. Если число в одном из счетчиков равно нулю, то сигнал па его выходе принимает единичное значение. Этот сигнал проходит через элемент lUlIi 12 на вход управления переключателя 3 и разблокирует первый его выход. Если числа, зафиксирован}п е « ю ч ел