Устройство для диагностики двигателя Советский патент 1986 года по МПК G01M15/00 

Из(5брете)не относится к средгч-цам пля диагиостики двигателей пкутренне го сгорания н может быть исискпьзова-но для измерения угла опережения ш дачи топлива дизелей. Цель изобретения -- повышение точности . На фиг. приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 -- вре менная диаграмма синхронизации элементов устройства в случаях положительного и отрицательного углов опережения подачи: а - выход умиоШГтеля частоты; & - сигналы на выходе второ го формирователя; - сигналы ма выходе первого формирователя; налы на прямом выходе первого тригге ра ; а - сигналы на вьжоде первой схемы И; е - сигналы на прямом ВЕ.КОде второго триггера; К - сиг ;:алы на выходе схемы ИЛИ; - сигналы на выходе третьего формирователя: (( - сиг ;1алы на прямом выходе третьего триггера. Устройство содержит датчик 1 нача ла процесса, первый формирователь 2j лервьй триггер 3, первую схему Н 4, датчик 5 ВМТ, второй формирователь 6 умножитель 7 частоты, третий триггер 8, первьй счетчик 9 второй счетчик 10, первый шифратор И, мультиплексор 12, регистр 13, второй шифратор 14, третий счетчик 15,, второй тригге 6j BTopj/;o схему И 17,, третью схему И 18, схему ИЛИ 19j, третий формирова тель 20, дешифратор 21, блок .22 инди кации. Датчик 1 начала процесса через первьй формирователь 2 подключен к единичном;/ входу первого триггера 3 и к входу обнуления первого счетчии:а 9. Датчик 5 ВЮ через второй формирователь 6 подклю шн к входу обнуления первого триггера 38 прямой зь:ход которого подключен к первому вхо ду первой схемы И 4. Прямой выход . второго триггера 16 подключен к первому входу второй cxeMbt И 17. Вькод первого формирователя 2 подключен к синхронизирую1дим входам второго и третьего счетчиков 10 и 15 соответственно и к входу обнуления второго триггера 16, инверсный вькод последнего подключен к первому входу тре:тьей схемь: И 18, выход которой подключен к второму входу схемы ИЛИ 19, В1зКод последней через третий формирователь 20 подключен к синхронизиру1();цсму 1)хо, ригистра Г, nlliniiM;),1Й BbiKofl. .кптороги 4i-pi.-i-i дсчпифратор 21 подк;11очеп i-: блоку 22 И1;дл кации. Выход Заем третьего счетчика 15 ПОДКЛЮЧИ к входу второго триггера 16, Инверсный выход первого триггера 3 годк.чючен к пторым входам второй и третьей схем И 17 и 18 cooTBeTCTEenJiO. Выход второй схемы И 17 подключен к первому входу схемы ИЛИ 19 и к адресному входу мультиплексора 12 иь:формационный выход последнего подключен к информационному входу регистра 13. Выход первой схемы И 4 подключен к суммирующему входу первого счетчика 9 и к вычитающим вxoдa второго и третьего счетчиков 1J и 15 .птственно. . пыходы :iepБого и зторог(3 счетчмков 9 з 10 соответственно noAKJiw-ie.Hi.j 1C первому и второму информацр5оН;1Ь г. иходзм му.пьтиплексора 12 , Выходы первого .; лторого ипгфрагоров 11 и 14 подключены к кифор; 1а1П5онпым входам второго м третьего счетчяков 10 и 15 соотБе.тсгвенно V Вь1ход второй схемы И 1 7 пог.ключен к инфор - ационному вхсду тре-(ьего триггера. прямой вь)ход которого подключен к зпакоЕомз входу блска 22 ин;а-1кациН: Лмкод второго формирователя б через ум ожпте.тть 7 час/готы подк.лючен г.: второму входу первой схемы И 4. третьего формирователя 20 подк.пючен к сиьхронизпруюшему .в коду третьего триггера 8. Датчик 1 Р1ачала процесса предлазнгчен для генериоонаиля электричесKojc сигнала в момент ;1ача;та зпрыска топ.1.ива, /.атчи 5 ВШ генерируеу электрический сигнал :э момент нахожде 1ия поршня в БМТ, Фоо --;иронаге.ии 2 и 6 служат для норм.1роваг ия сигиа.лов от датчиков 1 и 5 по амплитуде II фронту,, IlepBLrii триг ер 3 сю мирчст временный интервал Иг.чало втоыска ВМТ. Гервая cxei-ia Н предна.з- ачеиа л.1я заполнеиш указанного иитсврлала импульсами умножктеля 7 частоты умножает частоту следования HMijvjibCOB BMi (например, умножение на 3600), Лервый счетчик 9 формирует код положительного угла опереисения впрыска, второй счетчргк 10 - код отрИ11ательного yiMia опер зжеггр ппрьгска. счетчик 15 слухогг /-ля формирозалия единичного им., спи-детельс.твует о превьш ении измеряемспо угла лад заданным. Щифрат орь 11 и ia ире,:;ыаэначены fljiH задания кодов угла, записываемых во второй и третп) с.четЧИКТ1 10 и 15 соответственно. Второй триггер 16; вторая и третья схемы И 17 и 18, схема ИЛИ 19 и третий формирователь 20 определяют адреса мультиплексора коммутируемого счетчика. Третий триггер 8 вырабатывает знак измеряемого угла (опереже ие или запаздывание впрыска). Мультиплексор 12 предназначен для коммутации информапии с выходов первого или второго счетчиков 9, 10 соответствен но па информационный вход регистра 13, который предназначен для хранения кода измеренного угла до следующего цикла измерения. Дешифратор 21 предназначен для соответствующего преобразования двоичного кода в индицируемый. Блок 22 индикации слухотг для индикации результатов .

Устройство работает сле/ ующим образом.В процессе работы двигател.я поршень периодически заходит в ВМТ, благодаря чему датчик 5 вырабатывает импульс напряжения, а второй формирователь 6 импульсов в калщом обороте вала - едипичньп : прямоугольный им riyjrbc. Частота, следования этих импульсов прямо пропорциональна частоте вращения вала и с помощью умнс:-кителя 7 частоты преобразуется в-высокую частоту (напрршер, умножается па 3600). Следовательно, за один оборот вала двигателя формируется пос ояппое число и myльcoв высокой частоты, а одному и fflyльcy соответствует вполне лпределенный угол поворота вала независимо от режима работы двигателя.

При подаче топлива в цилиндр двигателя на датчика 1 пере1че1пения иглЕ,1 форсунки вырабатывается импульс напряжения, а на вьисоде первого формирователя 2 импульсов появляется, единичный ГФЯМОУГОЛЬИЬ Й ИМПу.Л1)С

устанавливающий пер17.ьй триггер 3 в единичное состояние, сбрасы.ваюп1ий второй триггер 16 в нулевое состояние и производящий запись кодов с выходов первого и второго шифраторов 11 и 14 во второй и третий счетчрп и 10 и 15 соответственно, В первом пшфраторе 11 вырабатьшается код NO, величина .которого равна количесOS4

тву и. - пульсоБ УправляeMoi o генератора за один оборот вала. Во втором и ифраторе вьфабат1.вается код N, ве пичпна которого превьилает Ь аксимально возможнь:й (с учетом неисправно работающих дв1 гателей) положительньм угол опережения подачи топлива, чо меньше чем код величины угла 360 - Ч 5 где ц; - абсолютная величина максимальрю возможного (с учетом неисправно работающих двигателей) отрицательного угла опережения (угла запаздывания). В качестве данного кода N может быть взят, например, код 180 . Поскольку первый триггер 3 установился, то сигнал единичного уровня с его прямого выхода открывает первую схему И 4 и импульсы с y ;нo;-l итeля 7 частоты начинают поступать на суьгм1-Фуюг11,ий вход первого . счетчи-ка 9 и реверсивные входы второго и третьего счетч.иков 10 и 15 соответственно. Если угол опережен.ия впрыска тогипи.ва положительньй, то его величина меньше велич.Ьы угла, код которого записа со второго Ш1фратора 14 в третий счетчик 55, поэтому импульс с выхода Заем третьего счетчика 15 не проявляется, поскольку при приходе импульса ВЖ с второго формирователя 6 первьй триггер 3 устанавливается в нулевое состояние и блокирует сигналом нулевого уровня со своего пряг-юго выхода дальнейшее поступление импульсов умножителя 7 частоты на входы счетчиков. При этом в первом счетчике 9 формируется код М искомого угла 0 опережения впрыска, во вгороь; счетчике 10 код, ( flo О угла, являющегося дополнением угла cf до 360°, а в третьем счетчике 15 формируется код ( N - .М ) . Поскольку с зыкода Заем третьего счетчика 15 импульс не поступает, то второй триггер 16 находится в обнуленном состоянии и сигнал единичного уровня его инверсного вь;хода поступает на первьз ; вход третьей схеь-;ь И 18. 1ак как первый триггер 3 переход1гг в нулевое состояние, то сигнал единр1чного уровня с его инверсного выхода открывает третью схему И 18 и через схему ИЛИ 19 поступает на вход третьего формлрователя 20. Третий формирователь 20 формирует короткий иьшульс, соответствующий переднеьгу фронту сигналаj и, задерж1-шает его на время, необходимое для срабатывания мультиплексора S1 М2, Пос1сольку вторая схема И 17 эакрыта, то на адресном входе мультиплексора присутствует нулевой потен1Ц ал, свидетельствумдий о том что считьшание информащш необходимо производить с выходов первого счетчи ка 9. Единичный импульс с выхода тре тьего формирователя 20 поступае:т так же на синхронизирующий вход регистра 13, а информация с информационного выхода первого счетчика 9 записывает ся в регистр 13 и далее через дешифратор 21 поступает на блок 22 индикации. Поскольку на информационном входе третьего триггера 8 нулевой потендиал, то в момент стробирования его .льcoм с третьего формирователя 2.0 на его прямом выходе устанав ливается нулевой потенГцтал, которьй поступает на знаковьй вход блока 22 индикации, на котором индицн:руется знак плюс. угол опережеи1- ;я отрицательн (т.е. впрыск начался после прихода ВМТ) 5 то первьй Tppsrrep 3 в да1чном случае формирует интервал, соответCTByiomiiH не самому углу опережения, а его дополнению до 360 , Б случае, поскольку величина кода N в счетчике 15 меньше, чем ,чество импульсов М на выходе первой схемы И 4j np:;i вьиитании из кода N счетчн ка 15 па его выходе Заем появляет ся единнчньш импульс, которьй уста. , навливает второй триггер 16 в едини ное состояние. При дальнейшем повор те вала иг-шульс ВМТ с второго форми рователя 6 опрокидь;вает первый гер 3 в нулевое состоянне; а сигнал едиЕП1чпо1о уроз1-;я с его инверс-юго выхода открывает вторую схену И 17 и поступает па вход схемы ИЛИ 18, адресньп вход мультиплексора 12 и н формационньн вход третьего триггера 8. Третий формирователь 20 формируе короткий импульс, соответствуюи,ий передне1.1у фротпу данного сихтшла, задерживает его на вре.м: срабатывания мультиплексора 12 и далее посту дает ла синхровходы регистра 13 и третьего триггера 8. Поскольку на адресном входе мультиплексора 12 присутствует единичный потеьдиа.-;, т запись информации в регистр 13 производится с информационного вьжода второго счетчика 10. Третий триггер 8 при этом устанавливается в единич -Ное состояние, а сигнал едини-чного 8 ровня с его прямого выхода поступат на зиаковип вход блока и;гдика.ции СБИдетельствует о знаке минус . При дальнейшем повс;роте пала просходит подача топлива в щ-;индр двигателя и работа устройства овторяется. Ф о р м у л ;;i изобретения Устройство для диагностики двигателя, содержасее датчик начала процесса, датчик ьерхней мертвой точки поршня, иервьш и второй формирователи импульсов,, первь.й и второй триггеры, первую и вторую схемы И, регистр, схему ЕПИ, первьм счетчик и блок индикации, причем датчик началг процесса через перБь;й формирователь подключен к единичному входу первого трил гера и к вхо,п;у обнуления первого счетчика, дагчик верхней мертвой точки поршня через пторой формирователь подключен к входу о3иуле)ия перногс тригтера, прямой вхэд :оторого подг ключен к первому вхо-ду nepnoii схемы И5 ггрямой вьход второго триггера подключен к первому входу второй схег-5ы И, от л и ч а ю ц 0: е с я теМ; что, с целью повышения TO4iK)CTii измере ня; в irero 1зве,це.ны второй и третий счетчикиJ третья сх(;ма И. первый и пторой шифраторь, y;ib;o ;nTej(ij частоты, третий форм1грователь,, третий триггер, мультиплексор и деишфратор, причем вьосод первого формирователя подключен к cипxpoнизиpyю ;u r входа;--; аторого и третьего счетчиков и к пходу обнз ле1п- я второго Tpi-irrepa, тт;.),ерсньрл выход пос,;1едче1Ч1 подключен к входу TiJeTbf: if схемы И. зьгкод КОГОрОЙ ПОДКЛ10Ч-КЬ: к второму схемы ИЛИ, иькор, которой через тре, формировав ель пcцкJ)ючe к синхроиизируюпшм вхоттам третьего триггера и 1)егистра, И11форма 1ионный вых1;/ пос.сднего герез делмфрато) подкгтюге;; ix блоку индикации, вькод Заем третьего счетчика иодключег; к ед11};ИЧ1ю;чу а-5ходу второго трипера, инверсный В1:псод первого триггера подклоче.- к входам второй н третьей схем HS выход второй схемы М ;:одк;; оче1 к первому входу схемэ ипформащюнмому входу третьего триггера и к адресному входу Myj4brnn,r;eKcopa, ийформацио 1Ный вьжод последнего подклтют ген к инфорМгацион ;ому входу рсгистрз , вьгхсД першм cxfMF.i И подключен к cyм гиpyкш e y входу первого счетчика и к ВЫЧИ1ающим входам второго и третьего счетчиков, информационные выходы первого и второго счетчиков подключены к информационным входам мультиплексора, выходы первого и второго шифраторов подключены к инфор1(188

мациоин1 1м входам второто и третг гго счетчиков соответственно, выход второго формирователя умножитель частоты подключен к второму входу первой схемы И , а прямой выход третьего триггера подключен к знаковому входу индтсатора.

Изобретение относится к устройствам для диагностики и контроля двигателей внутреннего сгора л-:я с впрыском топлива. Устройство позтзоляет с бо,пьп1ой точностью определять yi ол опережения впрыска топ,пива независимо от скорости вращения вала, а 1акже позволяет определять угол запаздывания впрыска топлива. При работе двигателя внутреннего сгорания датчик 5 перхней мертвой точки оьфаОагу-лвает импульс напряжеЕп-ш, по котороьп датчик 7 выдает частоту Bpjaineния вала. Датчик 1 начала процесса посьшает сигналы через триггеры 3 и 16,, которые после преобразования и срормирования; через регистр 13 и дешифратор 21 поступак5т в блок 22 ивдикапик. 3 ил.

П

П.

11,

J.

J..„.,.„

j:z:::3

-..JIJIHIIIL

д

e

f

Eg

.L.