Устройство для диагностики двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК G01P3/489 G01M15/00 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в электронных приборах, предназначенных для исследования, испытания и диагностики двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - структурная электрическая схема селектора временных интервалбв} на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит диск 1 с расположенными на его окружности угловыми метками 2 и отсчетной меткой 3, индукционный датчик 4 с формирователем 5 на выходе, селектор 6 временны интервалов.

В устройство введены отметчик 7 экстремумов, формирователи 8-10 временных интервалов, ключи-11 и 12. Вход отметчика 7 экстремумов соединен с выходом датчика 4, первый выход - с первыми входами формирователей 8 и 9, второй выход - с вторым входом формирователя 8. Выход послед Него соединен с первым входом формирователя 10 и управляющим входом ключа 11, вход которого соединен с выходом формирователя 5, а вькод с входом ключа 12 и с вторым входом , формирователя 9. Выход формирователя 9 связан через селектор 6 временных интервалов с вторым входом формирователя 10, выход которого соединен с управляющим входом ключа 12„ Позициями 13 и 14 отмечены выходы устройства,

Селектор 6 временных интервалов содержит генератор 15 импульсов, суммирующий 16 и вычитающий 17 счетчики, формирователь 18 управляющих, сигналов. Первый выход генератора 15 соединен с счетным входом суммирующего счетчика 16 и первым входом формирователя 18, второй выход - с счетным входом вычитающего счетчика 17, разрядные выходы которого соединены с разрядными выходами суммкрующего счетчика 16. Первый и второй выходы формирователя 18 соединены соответственно с управляющими входами счетчиков 16 и 17, Управляющий вход генератора 15, соединенный с вторым входом формирователя 18, образует вход 19 селектора, а выход вычитающего счетчика 17 - выход 20 селектора.

В предлагаемом устройстве в качестве диска 1 с угловыми 2 и отсчетной 3 метками может быть использован специальный бандаж, который надевается на вал двигателя. На бандаже равномерно по его окружности устанавливаются штифты, один из которых (отсчетный) имеет больший диаметр, чем остальные. В качестве диска может быть использован и сам маховик двигателяj по окружности которого устанавливаются штифты или выполняются отверстия, одно из которых выполнено с большим по сравнению с другими диаметром. При всех способах установки угловых и отсчетной меток интервал между ними во много раз может превьш1ать ширину меток.

Формирователь 5 вырабатывает короткий импульс в момент перехода сигнала от датчика через нулевой уровень.

Селектор 6 временных интервалов из последовательности поступающих на его вход импульсов вьоделяет импульс, длительность которого превьппает остальные, например, в два раза. ,Для исключения ложного срабатывания селектора, которое может произойти при небольшом отклонении длительностей двух соседних импульсов, например при колебаниях угловой скорости вала в пределах оборота, длительjjocTb текущего импульса в селекторе сравнивается с пороговым значением

. 1,5г,

где - длительность предьщущего импульса.

Отметчик 7 экстремумов формирует на первом своем выходе короткий импулъс в момент достижения импульсом положительной полярности биполярного сигнала своего амплитудного значения, а на втором выходе - импульс в момент достижения своего амплитудного значения импульсом отрицательной полярности. Эти импульсы отметчик 7 формирует только при наличии сигнала на его входе не ниже заданного уровня, который устанавливается, например, на уровне половины амплитуды импульса положительной полуволны сигнала.

Формирователь 8 может быть выполнен в виде RS-триггера, входы R и S и выход Q которой образуют соответственно первый и второй входы и выход формирователя. Аналогичным обра зом может быть выполнен формирователь 9. Формирователь 10 может быть выполнен в виде В триггера, на вход D которого сигнал поступает через логический элемент НЕ. Вход логичес кого элемента НЕ и вход S триггера образуют соответственно первый и вт рой входы, а выход Q - выход формирователя 10. Ключи 11 и 12 представляют собой логические элементы И. Генератор 15 импульсов по сигналу на его управляющем входе вырабатывает на первом и втором выходах импульсы соответственно частотой f. и f, Соотношение этих частот определяется уровнем порога срабатывания селектора 6 при сравнении длительнос тей двух временных интервалов. Если длительностььг отсчетной метки превьш1ает длительность t, угловой метки в два раза, а порог срабатывания t, 1,5Т,. то f, ,5f,, Генератор 15 может быть выполнен в виде двух мультивибраторов, выходы которых разблокируются при единичном значении управляющего сигнала. : Формирователь 10 управляющих сигналов в паузе между первым и вторым импульсами частотой 1,5f2 после поступления на его второй вход временно го интервала вырабатывает два коротких импульса, сдвинутых по времени один относительно другого. Первый из них поступает на первый выход фор мирователя 18, второй- на второй выход. Устройство работает следуюид1м образом. При п1)охождении угловых 2 и отсчетной 3 меток диска 1 мимо индукционного датчика 4 в последнем возникают биполярные сигналы синусоидальной формы, В момент достижения сигналом положительной полярности своего амплитудного значения отметчик 7 экстремумов формирует на своем первом выходе короткий импульс, кото рый вызывает одновременное срабатывание формирователей 8 и 9. В момент достижения сигнала отрицательной полярности своего амплитудного значени отметчик 7 формирует на своем втором выходе импульс, вызывающий обратное срабатывание формирователя 8. Таким образом, на выходе формирователя 8 вырабатывается импульс, длителг ность которого равна временному интервалу между моментами максимума и минимума биполярного сигнала на выходе датчика 4 и пропорциональна ширине меток на диске. На этот же интервал сигналом формирователя 8 разблокируется ключ 11. В момент перехода биполярного сигнала через нулевой уровень срабатывает формирователь 5, который формирует на своем выходе короткий импульс. Этот импульс проходит через разблокированный ключ 11 на выход 14 устройства, определяя собой одну из угловых меток. Одновременно этот же импульс поступает на второй вход формирователя 9 и вызывает его обратное срабатывание. В результате формирователь 9 вырабатывает на своем выходе импульс, длительность которого равна половине ширины на дИске метки. Этот же импульс поступает на вход селектора 11. При вращении диска на выход 14 устройства поступает последовательность угловых в том числе и отсчетной меток, а на входе селектора 11 - последовательность импульсов с длительностью пропорциональной половине ширины угловой или отсчетной метки. К моменту появления текущего импульса формирователя 9 селектор 6 автоматически формирует порог срабатывания, превышающий длительность предыдущего импульса формирователя 9 и пропорциональный этой длительности. При этом порог срабатывания выбирается так, что при появлении импульса формирователя 9 на интервале прохождения отсчетной метки, расширенной по сравнению с угловой меткой, селектор 6 срабатывает до появления импульса формирователя 5. Импульс, появляющийся на выходе селектора 6, вызывает срабатывание формирователя 10. При этом ключ 12 разблокируется и импульс формирователя 5, соответствующий моменту прохождения мимо датчика 4 середины отсчетной метки, проходит на выход 13 устройства. Одновременно этот же импульс поступает также и на выход 14 устройства в качестве очередного импульса угловой метки. По срезу импульса формирователя 8 ормирователь 10 возвращается в исодное состояние, блокируя ключ 12. Таким образом, за один оборот диска на выходе 13 устройства формируется один импульс, соответствующий отсчетной метке, а на выходе 14 - равномерная последовательность импульсов угловых меток. Селектор 6 временных интервалов работает следующим образом. При появлении на входе 19 селектора 6 импульса генератор 15 формирует на.первом и втором выходах импульсы с частотой f,, 1 jSfj и f2 . соответственно. Импульсы частотой f поступают на счетный вход суммирующего счетчика 16, частотой f на счетный вход вычитающего счетчика 17. В паузе между первым и вторы импульсами частотой f формировател 18 управляющих сигналов вырабатывае два коротких импульса, сдвинутых по времени один относительного другого. Первый из этих импульсов пере писывает содержание суммирующего счетчика 16 в вычитающий счетчик 17 второй - обнуляет счетчик 17. Пусть на вход селектора 11 посту пил импульс длительностьюt.j . По окончании этого импульса в счетчике 16окажется зафиксированным число N. 1, . При поступлении на вход селектора следующего импульса число N из счетчика 16 переписывае ся в счетчик 17. За время второго импульса длительностью i в счетчик 17поступает N fj импульсов. Если импульсы 1- и iTj являются и пульсами угловых меток, то %,. i и, следовательно, Nj N.J. Счетчик . 17 к моменту появления следующего импульса на входе 19 селектора 6 не успевает обнулиться и импульс на выходе переноса счетчика 17 и, следовательно, на выходе 20 селекто ра 6 не появляется. Если импульс является импульсом отсчетной метки, то и, следовательно, N N. Тогда при поступлении N импульсов на вход счетчика 17 последний обнуляется и на его выходе переноса и, следовательно, на выходе 20 селектора 6 ф мируется импульс. Форм.ула изобретени 1. Устройство для диагностики двигателя внутреннего сгорания, со 086 держащее диск с равномерно рассредоточенными по его окружности метками и одной отсчетной меткой, датчик меток с подключенным к его выходу формирователем, селектор временных интервалов, отличающееся тем, что, с целью расширения области .применения, в него дополнительно введены отметчик экстремумов, три - формирователя временных интервалов, два ключа, при этом отсчетная метка имеет размерр превьшающий размер остальных меток, вход отметчика экстремума соединен с выходЬм.датчика меток, первьш выход - с первыми входами первого и второго формирователей временных интервалов, а второй выход - с вторым входом первого формирователя временного интервала, выход которого соединен с первым входом третьего формирователя временного интервала и с управляющим входом первого ключа, вход которого соединен с выходом формирователя, а выход с входом второго ключа и вторым входом второго формирователя временного интервала, выход которого связан через селектор временных интервалов с вторым входом третьего формирователя временного интервала, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что селектор временных интервалов содержит генератор импульсов, суммирующий и вычитающий счетчики и формирователь управляющих импульсов, причем первый выход генератора импульсов соединен с счетным входом суммирующего счетчика и первым входом формирователя управляющих сигналов, второй выход с счетным входом вычитающего счетчика, разрядные входы которого соединены с соответствующими разрядными выходами сз ммирующего счетчика, а первый и второй вых;оды формирователя ° управляющих сигналов соедине 1ы соответственно с управляющими входами суммирующего и вычитающего счетчика, при этом управляющий вход генератора импульсов, соединенный с вторым входом формирователя управляющих сигналов, и выход вычитающего счетчика образуют соответственно вход и выход селектора временных интервалов.

Изобретение может быть использовано в электронных приборах, предназначенных для исследования, испытания и диагностики двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения расширение области применения устройства. На выходе формирователя 8 вырабатывается импульс, длительность которого равна временному интервалу между моментами максимума и минимума биполярного сигнала на выходе датчика 4 и пропорциональна ширине меток на диске 1. На этот же интервал сигналом формирователя 8 разблокируется ключ 11. За один оборот диска на выходе 13 формируется один импульс, соответствующий отсчетной метке, а на выходе 14 - равномерная последовательность импульсов угловых меток. (Л 1 з.п. ф-лы, 3 ил. |С о о 00, cpuz.f