Устройство для измерения угла опережения впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F02M65/00 

Изобретение относится к устройствам для технической диагностики и может быть использовано при испытании и диагностике двигателя внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение точ- ности и расширение функциональных возможностей диагностирования топливного насоса высокого давления двигателя.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма синхронизации элементов уст- ройства и процесса вычисления угла опережения впрыска топлива с изображением формы сигнала с элементов устройства.

Устройство содержит датчик 1 верхней мертвой точки (ВМТ), первый формирователь 2, первый триггер 3, второй формирователь 4, датчик 5 впрыска, первый элемент И 6, генератор 7 импульсов, второй элемент И 8, первый счетчик 9, второй счетчик 10, второй триггер 11, третий триггер 12, датчик. 13 элементарных угловых перемеш.ений (ЭУП), третий формирователь 14, четвертый триггер 15, третий элемент И 16, четвертый элемент И 17, пятый триггер 18, шестой триггер 19, пятый 20, шестой 21, седьмой 22 и восьмой 23 элементы И, третий 24, четвертый 25 и пятый 26 счетчики, блок 27 вычисления, индикатор 28, шинные формирователи 29i- 295, шину 30 данных, шину 31 управления, седьмой триггер 32, четвертый формирователь 33, пятый формирователь 34, восьмой 35 и девятый 36 триггеры, девятый 37 и десятый 38 элементы И, шестой 39 и седьмой 40 счетчики, первый 41 и второй 42 дополнительные шинные формирователи.

Датчик 1 ВМТ соединен через первый формирователь 2 с вторым входом первого триггера 3 и синхронизирующим входом второго триггера 11. Датчик 5 впрыска связан через второй формирователь 4 с первыми входами первого 3 и третьего 12 триггеров. Прямой выход первого триггера 3 подключен к вторым входам перво- го 6 и второго 8 элементов И и информационному входу четвертого триггера. Генератор 7 импульсов соединен с первыми входами элементов И 6, 20, 21 и 22. Выход первого элемента И 6 подсоединен к счетному входу первого счетчика 9. Первый вход индикатора 28 подключен к шине 30 данных, а второй вход - к шине 31 управления блока 27 вычисления. Выход второго элемента И 8 соединен со счетным входом второго счетчика 10. Датчик 13 ЭУП через третий формирователь 14 связан с первыми входами элементов И 8, 16 и 17 и синхронизируюш,ими входами триггеров 15, 18 и 19. Инверсный выход четвертого триггера 15 соединен с третьим входом первого элемента И 6. Выход первого счетчи- ка 9 через шинный формирователь 29i подключен к шине 30 данных блока 27 вычисления. Прямой выход третьего тригге

5

5

0

0 5

0

5

5

0

ра 12 соединен с информационным входом шестого триггера 19 и информационным входом второго триггера 11, а инверсный выход - с вторым входом третьего элемента И 16. Выход третьего элемента И 16 подсоединен к входу обнуления третьего счетчика 24. Прямой выход второго триггера 11 соединен с третьим входом седьмого элемента И 22, вторым входом восьмого элемента И 23 и информационным входом пятого триггера 18. Прямой выход пятого триггера 18 связан с первым входом восьмого элемента И 23, а инверсный выход - с вторыми входами элементов И 21 и 22. Инверсный выход второго триггера 11 соединен с третьим входом второго элемента И 8 и вторым входом четвертого элемента И 17. Выход второго счетчика 10 подсоединен через шинный формирователь 292 к шине 30 данных блока 27 вычисления. Инверсный выход шестого триггера 19 соединен с вторым входом пятого элемента И 20, выход которого связан со счетным входом третьего счетчика 24. Выход третьего счетчика 24 через шинный формирователь 29з подключен к шине 30 данных блока 27 вычисления. Выход шестого элемента И 21 соединен со счетным входом четвертого счетчика 25, выход которого соединен через шинный формирователь 294 с шиной 30 данных блока 27 вычисления. Выход седьмого элемента И 22 соединен со счетным входом пятого счетчика 26, выход которого через шинный формирователь 295 связан с шиной 30 данных блока 27 вычисления. Выход восьмого элемента И 23 подключен к шине 31 управления блока 27 вычисления. Цепь «Запрос шины 31 управления соединена с входами установки в нулевое состояние триггеров 3, 11, 12, 15, 18 и 19 и счетчиков 9, 10, 24-26. Цепи управления шинными формирователями 29i-295 соединены с соответствующими выходами шины 31 управления блока 27 вычисления. Выход первого формирователя 2 подключен к синхронизирующим входам триггеров 35 и 36, выход третьего формирователя 14 - к синхронизирующему входу седьмого триггера 32. Прямой выход седьмого триггера 32 подсоединен к первому входу девятого элемента И 37, информационному входу восьмого триггера 35 и через четвертый формирователь 33 к входам обнуления шестого счетчика 39 и восьмого триггера 35. Инверсный выход седьмого триггера 32 соединен с информационными входами триггеров 32 и 36, первым входом десятого элемента И 38, шиной 31 управления блока 27 вычисления и через пятый формирователь 34 с входами обнуления седьмого счетчика 40 и девятого триггера 36. Выход генератора 7 импульсов подключен к вторым входам элементов И 37 и 38. Выход девятого элемента И 37 соединен со счетным входом

шестого счетчика 39, информационный выход которого подключен к первой группе входов первого дополнительного шинного формирователя 41, выходом подключенного к шине 30 данных блока 27 вычисления. Выход десятого элемента И 38 связан со счетным входом седьмого счетчика 40, информационный выход которого подключен к первой группе входов второго дополнительного шинного формирователя 42, выходом подсоединенного к шине 30 данных блока 27 вычисления. Прямые выходы триггеров 35 и 36 подключены к вторым информационным входам дополнительных шинных формирователей 41 и 42. Цепи управления дополнитель10

25

го счетчика 9 до тех пор, пока не сработает датчик 13 ЭУП и на выходе формирователя 4 не появится сигнал, по которому четвертый триггер 15 установится в единичное состояние. Сигналом нулевого потенциала с инверсного выхода триггера 15 блокируется поступление импульсов на счетный вход первого счетчика 9 через первый элемент И 6. Таким образом, на -выходе элемента И 6 формируется пачка импульсов N4 - цифровой эквивалент поворота вала двигателя на угол ф1 (фиг. 2д, о), а подсчет их количества ведется первым счетчиком 9.

Поскольку шестой триггер 19 в исходном ными шинными формирователями 41 и 42 сое- г состоянии был обнулен, то с его инверс- динены с соответствуюш,ими выходами ши-ного выхода на второй вход пятого элены 31 управления блока 27 вычисления.мента И 20 поступает разрешаюший едиУстройство работает под жестким управ-ничный потенциал. Импульсы с генератора 7

лением блока 27 вычисления (микроЭВМ).постоянно поступают на первый вход пятого

В исходном состоянии в блок 27 вычис-элемента И 20 и далее на счетный вход

ления осушествляется ввод информации, на- 20 третьего счетчика 24. В момент срабатывания пример количество зубьев шестерни-задатчи-датчика 13 ЭУП через угол поворота вака, информация о выбранном режиме работы устройства и т.д. Устройство работает в двух режимах измерения, которые определяются блоком 27 вычисления: режим определения угла опережения впрыска топлива (режим I) и режим записи динамики вращения вала (режим II).

Режим I. В исходном состоянии устройство обнуляется, блок 27 вычисления вырабатывает сигнал «Запрос, по которому все ,„ счетчики (кроме шестого 39 и седьмого 40) и все триггеры (кроме седьмого 32, восьмого 35 и девятого 36) приходят в исходное (нулевое) состояние.

При враш,ении вала двигателя датчик 1 ВМТ генерирует электрические импульсы в ., моменты нахождения поршня в ВМТ. За полный оборот вала генерируется один импульс. Датчик 5 впрыска генерирует электрические импульсы в моменты начала подачи (впрыска) топлива в цилиндр двигателя (например, один за два полных обо- 40 зом, на счетный вход третьего счетчика 24 рота вала для четырехтактного двигателя).поступает пачка импульсов N2 - цифровой

эквивалент поворота вала двигателя на угол ф4 (фиг. 2 и, о). Поскольку сброс счетчика 24 заблокирован, на его выходе выставляется код операнда, который используется для

линдр поступает через формирователь 4 на вычисления искомого угла (gjc. После сраба- первые входы триггеров 3 и 12 (фиг. 2 в),тывания первого триггера 3 с прямого выкоторые устанавливаются в единичное сое-хода последнего единичный потенциал разтояние. Сигнал единичного уровня с прямо-блокирует второй элемент И 8 и импульго выхода первого триггера 3 поступает насы с датчика 13 ЭУП через формироваинформационный вход четвертого тригге- сп тель 14 поступают по первому входу второ- ра 15 и разблокирует по второму входуго элемента И 8. Поскольку второй тригпервый элемент И 6. Поскольку четвертыйгер 11 в исходном состоянии обнулен, с

триггер 15 в исходном состоянии обнулен,его инверсного выхода поступает единична третий вход первого элемента И 6 по-ный потенциал на третий вход второго элеступает единичный потенциал с инверсногомента И 8, на выходе которого появится

выхода четвертого триггера 15. Импульсы 55 пачка импульсов NI - цифровой эквивала двигателя сигнал с выхода датчика 13 ЭУП через формирователь 14 поступает на первый вход третьего элемента И 16, на втором входе которого в исходном состоянии присутствует единичный потенциал с инверсного выхода третьего триггера 12. Таким образом, каждый раз при срабатывании датчика 13 ЭУП с выхода третьего элемента И 16 на вход обнуления третьего счетчика 24 поступает сигнал сброса (фиг. 2 з) до тех пор, пока не поступит сигнал о начале впрыска. При этом срабатывает датчик 5 впрыска и сигнал с него поступает далее через формирователь 4 на первые входы триггеров 3 и 12, которые устанавливаются в единичное состояние. С инверсного выхода третьего триггера 12 на второй вход третьего элемента И 16 поступает нулевой потенциал, блокируя дальнейший сброс третьего счетчика 24 по следующему импульсу с датчика 13 ЭУП. Таким обраДатчик 13 ЭУП генерирует электрические импульсы через известный угол поворота вала двигателя. Сигнал с датчика 5 впрыска в момент начала подачи топлива в цис генератора 7 импульсов поступают по первому входу первого элемента Ибис выхода последнего на счетный вход перволент поворота коленчатого вала на угол ф2 (фиг. 2 ж), причем при срабатывании датчика 1 ВМТ второй триггер 11 сигналом

10

третьего счетчика 24. В момент срабатывания датчика 13 ЭУП через угол поворота ва

зом, на счетный вход третьего счетчика 24 поступает пачка импульсов N2 - цифровой

ла двигателя сигнал с выхода датчика 13 ЭУП через формирователь 14 поступает на первый вход третьего элемента И 16, на втором входе которого в исходном состоянии присутствует единичный потенциал с инверсного выхода третьего триггера 12. Таким образом, каждый раз при срабатывании датчика 13 ЭУП с выхода третьего элемента И 16 на вход обнуления третьего счетчика 24 поступает сигнал сброса (фиг. 2 з) до тех пор, пока не поступит сигнал о начале впрыска. При этом срабатывает датчик 5 впрыска и сигнал с него поступает далее через формирователь 4 на первые входы триггеров 3 и 12, которые устанавливаются в единичное состояние. С инверсного выхода третьего триггера 12 на второй вход третьего элемента И 16 поступает нулевой потенциал, блокируя дальнейший сброс третьего счетчика 24 по следующему импульсу с датчика 13 ЭУП. Таким обралент поворота коленчатого вала на угол ф2 (фиг. 2 ж), причем при срабатывании датчика 1 ВМТ второй триггер 11 сигналом

10

20

с выхода формирователя 2 по своему син- хровходу устанавливается в единичное состояние и нулевой потенциал с его инверсного выхода блокирует по третьему входу второго элемента И 8 поступление на счетный вход второго счетчика 10 импульсов с выхода третьего формирователя 14.

Формирование операнда Ns происходит следующим образом.

После срабатывания датчика 1 ВМТ и установки второго триггера 11 в единичное состояние с прямого выхода последнего на второй вход восьмого элемента И 23, на третий вход седьмого элемента И 22 и информационный вход пятого триггера 18 поступает единичный потенциал. Поскольку с инверсного выхода пятого триггера 18 в исходном состоянии поступает на второй вход седьмого элемента И 22 единичный потенциал, импульсы с выхода генератора 7 импульсов поступают через седьмой элемент И 22 на счетный вход пятого счетчика 26. При поступлении с выхода датчика 13 ЭУП через формирователь 14 импульса, следующего после срабатывания датчика 1 ВМТ, по синхровходу пятый триггер 18 устанавливается в единичное состояние. Нулевой потенциал с инверсного выхода 25 триггера 18 блокирует по второму входу седьмого элемента И 22 поступление на счетный вход пятого счетчика 26 импульсов с генератора 7. Таким образом, в счетчике 26 сформируется операнд NS - цифровой эквивалент угла поворота вала на угол фз.

Формирование операнда N3 происходит аналогично формированию операнда N2. В исходном состоянии пятый триггер 18 обнулен и с его инверсного выхода на второй вход шестого элемента И 21 поступает единичный потенциал. На счетный вход четвертого счетчика 25 постоянно поступают через шестой элемент И 21 импульсы с генератора 7 импульсов (фиг. 2 л). До поступления сигнала от датчика 1 ВМТ второй триггер 11 обнулен и с его инверсного выхода на второй вход четвертого элемента И 17 поступает единичный потенциал. По каждому сигналу с датчика 13 ЗУП через формирователь 14 срабатывает четвертый элемент И 17, сигналом с выхода которого происходит обнуле- ние четвертого счетчика 25 (фиг. 2 к).

При срабатывании датчика 1 ВМТ второй триггер 11 устанавливается в единичное состояние и нулевым потенциалом с его инверсного выхода блокируются поспульсов с генератора 7 импульсов на счет ный вход четвертого счетчика 25, и форми рование пачки NS импульсов заканчивается Таким образом, в четвертом счетчике 25 фор мируется операнд N3 - цифровой эквива лент поворота вала двигателя на угол фе При установке пятого триггера 18 в единич ное состояние и при ранее установлен ном в единичное состояние после срабаты вания датчика 1 ВМТ втором триггере 1 на первом и втором входах восьмого эле мента И 23 появляются разрещающие по тенциалы. На выходе восьмого элемента И 23 выставляется сигнал «Готовность, сви детельствующий об окончании формирования операндов NI, N2, N3, N4, NS (фиг. 2 м) 15 По этому сигналу блок вычисления осу ществляет последовательную выборку опе рандов из счетчиков 9, 10, 24-26 через соот ветствующие щинные формирователи 29i- 295 на щину 30 данных по соответствую щим сигналам управления, поступающим с щины 31 управление от блока 27 вычис ления. По окончании выборки операндов NI, N2, Na, N4, N5 во внутреннюю па мять блок 27 вычисления приступает к вы членению искомого угла ifi. Угол опереже ния начала впрыска топлива ф определяет ся в блоке 27 вычисления согласно фор муле:

фх ф1+ф2 + фЗ -фвпр+2 ф + фв«т (1- -&) f 9,

30 где (fx - измеряемый угол;

ф1 - угол поворота вала двигателя от момента начала впрыска до первого импульса с датчика 13 ЭУП;

ф2 - угол поворота вала двигателя от первого импульса с датчика 13 ЭУП после нача-ла впрыска до последнего импульса с этого датчика, принадлежащего измеряемому углу;

фз - угол поворота вала двигателя от пос леднего импульса с датчика 13 ЭУП принадлежащего измеряемому углу, до импульса с датчика ВМТ;

ф4 - угол поворота вала двигателя между двумя соседними импульсами с датчика 13 ЭУП, в который попадает импульс с датчика 5 впрыска;

фе - угол поворота вала двигателя между двумя соседними импульсами с датчика 13 ЭУП, в который попадает импульс с датчика 1 ВМТ;

ф5 - угол поворота вала двигателя Ф5 Ф6-фз (фиг. 2 о);

35

40

ледующие импульсы обнуления счетчика по 2, N3, N4, N5 - цифровые эквиваленты вревторому входу четвертого элемента И 17 от датчика 13 ЭУП. При поступлении с датчика 13 ЭУП последующего импульса после ВМТ пятый триггер 18 устанавливается импульсом по его синхровходу в единичное состояние. Сигнал с инверсного выхода триггера 18 блокирует на втором входе шестого элемента И 21 поступление им55

мени поворота колен 1атого вала на углы ф4, фе, ф|, ф5 (фиг. 2 и, л, д, е).

NI - цифровой эквивалент угла поворота вала от первого импульса с датчика 13 ЭУП после сигнала с датчика 5 впрыска до первого импульса с датчика

0

0

5

пульсов с генератора 7 импульсов на счетный вход четвертого счетчика 25, и формирование пачки NS импульсов заканчивается. Таким образом, в четвертом счетчике 25 формируется операнд N3 - цифровой эквивалент поворота вала двигателя на угол фе. При установке пятого триггера 18 в единичное состояние и при ранее установленном в единичное состояние после срабатывания датчика 1 ВМТ втором триггере 11 на первом и втором входах восьмого элемента И 23 появляются разрещающие потенциалы. На выходе восьмого элемента И 23 выставляется сигнал «Готовность, свидетельствующий об окончании формирования операндов NI, N2, N3, N4, NS (фиг. 2 м). 5 По этому сигналу блок вычисления осуществляет последовательную выборку операндов из счетчиков 9, 10, 24-26 через соответствующие щинные формирователи 29i- 295 на щину 30 данных по соответствующим сигналам управления, поступающим с щины 31 управление от блока 27 вычисления. По окончании выборки операндов NI, N2, Na, N4, N5 во внутреннюю память блок 27 вычисления приступает к вычленению искомого угла ifi. Угол опережения начала впрыска топлива ф определяется в блоке 27 вычисления согласно формуле:

фх ф1+ф2 + фЗ -фвпр+2 ф + фв«т (1- -&) f 9,

0 где (fx - измеряемый угол;

ф1 - угол поворота вала двигателя от момента начала впрыска до первого импульса с датчика 13 ЭУП;

ф2 - угол поворота вала двигателя от первого импульса с датчика 13 ЭУП после нача-ла впрыска до последнего импульса с этого датчика, принадлежащего измеряемому углу;

фз - угол поворота вала двигателя от последнего импульса с датчика 13 ЭУП, принадлежащего измеряемому углу, до импульса с датчика ВМТ;

ф4 - угол поворота вала двигателя между двумя соседними импульсами с датчика 13 ЭУП, в который попадает импульс с датчика 5 впрыска;

фе - угол поворота вала двигателя между двумя соседними импульсами с датчика 13 ЭУП, в который попадает импульс с датчика 1 ВМТ;

ф5 - угол поворота вала двигателя Ф5 Ф6-фз (фиг. 2 о);

5

0

2, N3, N4, N5 - цифровые эквиваленты вре

мени поворота колен 1атого вала на углы ф4, фе, ф|, ф5 (фиг. 2 и, л, д, е).

NI - цифровой эквивалент угла поворота вала от первого импульса с датчика 13 ЭУП после сигнала с датчика 5 впрыска до первого импульса с датчика

13 ЭУП после срабатывания датчика 1 ВМТ (фиг. 2 жЬ Угол ф1 определяется по формуле:

ф1 - фвпр,

т.е. путем сравнения цифровых эквивалентов времени измеряемого угла ф1 и известчика ЭУП за соответствующий интервал времени от первого импульса с датчика 13 ЭУП после прихода импульса с датчика 5 впрыска до первого импульса с датчика 13 ЭУП после прихода сигнала с датчика 1 ВМТ.

Ф2 2 ФА.

в счетном режиме. Если последний находился в нулевом состоянии, то он устанавливается по этому импульсу в единичное состояние и сигнал единичного уровня с его прямого выхода поступает на первый вход девятого элемента И 37, информационный вход восьмого триггера 35 и вход четвертого формирователя 33.. Последний формирует короткий импульс по переднему фронного угла, причем угол ч, полностью при- .,, обнуляет шестой счетчик 39 и надлежит фвпр. Угол фв„р представляет со- ° восьмой триггер 35. В результате девя- бой угол поворота вала двигателя между ыи элемент И 37 открывается и имдвумя соседними импульсами датчика с генератора 7 начинают поступать

ЭУП, в который попадает импульс с дат- вход шестого счетчика 39. При

чика 5 впрыска. Угол ф2 определяется на-дальнейшем повороте вала следующий импрямую путем подсчета срабатываний дат- 15 с датчика 13 ЭУП через третий формирователь 14 поступает на синхронизирующий вход триггера 32 и устанавливает его в нулевое состояние. При этом сигнал нулевого уровня с прямого выхода триггера 32 поступает на первый вход девято- 20 го элемента И 37 и запрещает поступление импульсов с генератора 7 на счетный вход шестого счетчика 39. Таким образом, в шестом счетчике 39 формируется цифровой эквивалент NI поворота вала на

Угол ф, определяется аналогично уг- 25 двумя соседними импульсами с лу т3 датчика 13 ЭУП. При этом во время формирования данного эквивалента на информационном входе восьмого триггера 35 присутствует единичный потенциал. Если во врегде фвмт - величина угла поворота ва- формирования данного эквивалента пола двигателя между соседними импульса- 30 скупает сигнал с датчика 1 ВМТ, который ми с датчика 13 ЭУП, в который попа-через первый формирователь 2 поступает

дает импульс с датчика 1 ВМТ«а синхронизирующий вход восьмого тригВеличина углов фвпрфк фвмт определяется Р 5 ™ восьмой триггер 35 устав режиме II. Эти величины являются уточ-навливается в единичное состояние. Сигнал

ненными характеристиками, учитывающимиединичного уровня с прямого выхода тригмеханическую погрешность датчика 13 и на- 35 поступает на второй информацион- ходятся по внутренней памяти блока 27 вход первого дополнительного шинного

формирователя 41, который предназначен для записи отметки ВМТ, т.е. информация о цифровом эквиваленте угла поворота вала двигателя с выхода шестого счетчиветствующему сигналу с шины 31 управ- 40 ка 39 дополняется признаком поступле- ления и выдает сигнал «Запрос, по кото- - «1 ( непоступления - «О)

рому элементы устройства приходят в исходное состояние, а само устройство готово к следующему циклу измерения угла ф.

Последующее последовательное срабаты- 45 поступает во время формирования эквива- вание датчиков 5, 13 и 1 вызывает фор-лента NI, то на прямом выходе восьмого

мирование операндов для последующего вычисления, что обеспечивает непрерывное измерение искомого угла опережения впрыска фдг в реальном масщтабе времени.

В режиме II производится контроль ис- 50 щий о том, что датчик 1 ВМТ во время тинного углового расстояния между любы-поворота на данный угол не сработал. СигФЗ ()фв.т,

числения, представляя собой массив данных. По окончании вычисления угла ф блок 27 вычисления выводит информацию на индикатор 28 с шины 30 данных по соотнового эквивалента в одном из разрядов данного эквивалента.

Если же сигнал с датчика 1 ВМТ не

триггера 35, а следовательно, и на втором информационном входе первого дополнительного шинного формирователя 41 присутствует нулевой потенциал, свидетельствуюми двумя соседними метками (зубьями) датчика 13 ЭУП. Для этого валу, на котором установлен датчик 13 ЭУП, задают равномерный режим вращения.

В процессе прокрутки вала импульсы с датчика 13 ЭУП через третий формирователь 14 поступают на синхронизирующий вход седьмого триггера 32, который работает

55

нал единичного уровня с инверсного выхода седьмого триггера 32 при этом поступает на вход пятого формирователя 34, первый вход десятого элемента И 38, информационный вход девятого триггера 36 и шину управления блока 27 вычисления (сигнал «Готовность-2). Сигнал «Готовность-2, в данном случае единичного уровня, свидека 39 дополняется признаком поступле- - «1 ( непоступления - «О)

нового эквивалента в одном из разрядов данного эквивалента.

Если же сигнал с датчика 1 ВМТ не

поступает во время формирования эквива- лента NI, то на прямом выходе восьмого

щий о том, что датчик 1 ВМТ во время поворота на данный угол не сработал. Сигтриггера 35, а следовательно, и на втором информационном входе первого дополнительного шинного формирователя 41 присутствует нулевой потенциал, свидетельствую

нал единичного уровня с инверсного выхода седьмого триггера 32 при этом поступает на вход пятого формирователя 34, первый вход десятого элемента И 38, информационный вход девятого триггера 36 и шину управления блока 27 вычисления (сигнал «Готовность-2). Сигнал «Готовность-2, в данном случае единичного уровня, свидетельствует о том, что шестой счетчик 39 остановлен, сформировался операнд Nj. По данному сигналу блок 27 вычисления осуществляет запись данного операнда во внутреннюю оперативную память. Пятый формирователь 34 по первому фронту сигнала с инверсного выхода триггера 32 формирует короткий импульс, который обнуляет седьмой счетчик 40 и девятый триггер 36. Десятый элемент И 38 открывается и имрый представляет собой временные эквиваленты поворота вала на последовательно следующие друг за другом углы между соседними метками датчика 13 ЭУП. Если во время поворота на какой-нибудь из данных углов срабатывает датчик I ВМТ, то в данном цифровом эквиваленте в специальном (например, старшем) разряде устанавливается «1, в противоположном случае - «О). Длина данного массива оппульсы с выхода генератора 7 начинают по- 10 ределяется блоком 27 вычисления и устанав20

25

30

ступать на счетный вход седьмого счетчика 40. При дальнейшем повороте вала с датчика 13 ЭУП через третий формирователь 14 следующий импульс поступает на синхронизирующий вход седьмого триггера 32 и перебрасывает его в противоположное состояние. При этом сигнал нулевого уровня с его инверсного уровня поступает на первый вход десятого элемента И 38 и запрещает дальнейшее поступление импульсов на счетный вход седьмого счетчика 40. В последнем формируется цифровой эквивалент Nil поворота вала на угол между двумя соседними импульсами с датчика 13 ЭУП. При этом во время формирования данного эквивалента на информационном входе девятого триггера 36 присутствует единичный потенциал. Если во время формирования данного эквивалента поступает сигнал с датчика 1 ВМТ (который через первый формирователь 2 поступает на синхронизирующий вход девятого триггера 36), девятый триггер 36 устанавливается в единичное состояние. Сигнал единичного уровня с прямого выхода триггера 36 поступает на второй информационный вход второго дополнительного шинного формирователя 42, который предназначен для записи отметки ВМТ (например, в старший разряд). Если же сигнал с датчика 1 ВМТ не поступает во время формирования эквивалента N, то на прямом выходе девятого триггера 36, а следовательно, и на втором информационном входе второго дополнительного щинного формирователя 42 появляется нулевой потенциал, который свидетельствует о том, что датчика 1 ВМТ во время поворота на данный угол не сработал. При этом сигнал с инверсного выхода седьмого триггера 32, поступающий на шину управления блока 27 вычисления, (сигнал «Готовность-2) имеет нулевой уровень и свидетельствует о том, что седьмой счетчик 40 остановлен и во втором дополнительном щинном формирователе сформировался операнд Nij. По данному сигналу блок 27 вычисления осуществляет запись данного операнда во внутреннюю оперативную память. При дальнейшем повороте вала и приходе следующего импульса с датчика 13 ЭУП седьмой триггер 32

ливается пользователем.

Записав динамику вращения вала за один полный оборот при равномерном прокручивании вала, например, установив контроль- 5 ную щестерню-задатчик на внешний равномерно вращающийся вал, блок 27 вычисления приступает к обработке полученного массива согласно формуле:

1к

Ии.

1/Лп

n i

360

где Ik - величина определяемого угла; NIX-временный эквивалент поворота вала на определенный угол;

ZNjn-временный эквивалент поворота вала на один оборот, который представляет собой сумму всех элементов массива за один оборот 360° - величины одного полного оборота вала; Е- количество зубьев в шестерне-задатчике.

В результате в памяти формируется массив из (Н-1) элемента, каждый элемент которого представляет собой угол между 35 двумя соседними зубьями в щестерне-за- датчике. Поскольку точка привязки (ВМТ) известна, то в памяти блока 27 вычисления находится вся информация об истинном угловом расстоянии между зубьями шестерни.

При вычислении угла опережения впрыска блок 27 вычисления выбирает из данного массива величины швпр, шимт и Есрь

т тк.(

и производит вычисление угла опережения впрыска топлива. При этом погрешность, определяемая шестерней-задатчиком, полностью учитывается.

Предлагаемое устройство способно работать и в совмещенном режиме. В это.м случае блок 27 вычисления вырабатывает сиг- CQ нал «Запрос и далее производит запись динамики вращения вала за полный цикл работы двигателя. Окончив запись отсчетов, блок 27 вычисления производит съем операндов NI, NS, N3, N4, N5, поскольку раннее сигнал «Готовность в этом случае уже

40

снова перебрасывается в другое состояние 55 выставлен. Блок 27 вычисления далее выи работа устройства повторяется. В результате в оперативной памяти блока 27 вычисления формируется массив данных, коточисляет угол ф опережения впрыска топлива и скорость вращения вала согласно формуле:

рый представляет собой временные эквиваленты поворота вала на последовательно следующие друг за другом углы между соседними метками датчика 13 ЭУП. Если во время поворота на какой-нибудь из данных углов срабатывает датчик I ВМТ, то в данном цифровом эквиваленте в специальном (например, старшем) разряде устанавливается «1, в противоположном случае - «О). Длина данного массива определяется блоком 27 вычисления и устанав

ливается пользователем.

Записав динамику вращения вала за один полный оборот при равномерном прокручивании вала, например, установив контроль- 5 ную щестерню-задатчик на внешний равномерно вращающийся вал, блок 27 вычисления приступает к обработке полученного массива согласно формуле:

1к

Ии.

1/Лп

n i

360

где Ik - величина определяемого угла; NIX-временный эквивалент поворота вала на определенный угол;

ZNjn-временный эквивалент поворота вала на один оборот, который представляет собой сумму всех элементов массива за один оборот 360° - величины одного полного оборота вала; Е- количество зубьев в шестерне-задатчике.

В результате в памяти формируется массив из (Н-1) элемента, каждый элемент которого представляет собой угол между двумя соседними зубьями в щестерне-за- датчике. Поскольку точка привязки (ВМТ) известна, то в памяти блока 27 вычисления находится вся информация об истинном угловом расстоянии между зубьями шестерни.

При вычислении угла опережения впрыска блок 27 вычисления выбирает из данного массива величины швпр, шимт и Есрь

т тк.(

и производит вычисление угла опережения впрыска топлива. При этом погрешность, определяемая шестерней-задатчиком, полностью учитывается.

Предлагаемое устройство способно работать и в совмещенном режиме. В это.м случае блок 27 вычисления вырабатывает сиг- нал «Запрос и далее производит запись динамики вращения вала за полный цикл работы двигателя. Окончив запись отсчетов, блок 27 вычисления производит съем операндов NI, NS, N3, N4, N5, поскольку раннее сигнал «Готовность в этом случае уже

выставлен. Блок 27 вычисления далее вычисляет угол ф опережения впрыска топлива и скорость вращения вала согласно формуле:

И

со (1г1м,Гхп,

где О) - скорость вращения вала;

tr - период генератора 7 импульсов; п - угол поворота на котором измеряет- Zся скорость;

N 4-цифровой эквивалент времени поворота вала на угол п; Z - количество зубьев шестерни-задатчика.

Обработка массива динамики вращения 10 вала в предлагаемом устройстве может производиться и по другим алгоритмам, которые определяются блоком 27 вычисления (микроэвм) и определяются пользователем.

12

реннего сгорания по авт. св. № 1211440, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, оно дополнительно содержит седьмой, восьмой и девятый триггеры, четвертый и пятый формирователи, девятый и десятый элементы И, шестой и седьмой счетчики и первый и второй дополнительные шинные формирователи, причем выход первого формирователя подключен к синхронизирующим входам восьмого и девятого триггеров, выход третьего формирователя подключен к синхронизирующему входу седьмого триггера, прямой выход которого подключен к первому входу девятого элеменУстройство позволяет не только с высо- та И, информационному входу восьмого тригкой точностью определить угол опережения впрыска топлива, но и замерить динамическое начало впрыска топлива как на стационарном, так и на переходном режимах работы двигателя с одновременным измерением частоты вращения коленчатого вала двигателя как на отрезке впрыска топлива в цилиндр, так и на любом другом. Кроме того, устройство позволяет учитывать погрешности в угловых расстояниях, возникающие при нарезании зубьев диска- задатчика и выражающиеся тем, что величины углов между любыми двумя соседними зубьями не всегда равны выбранному элементарному угловому интервалу Дф. В предлагаемом устройстве данная погрешность

гера и через четвертый формирователь к входам обнуления шестого счетчика и восьмого триггера, а инверсный выход - к первому входу десятого элемента И, шине управления блока вычисления, информацион- 20 ньш входам седьмого и девятого триггеров и через пятый формирователь - к входам обнуления седьмого счетчика и девятого триггера, выход генератора импульсов подключен к вторым входам девятого и десятого элементов И, выход девятого элемента И подключен к счетному входу шестого счетчика, информационный выход которого подключен к первой группе информационных входов первого дополнительного шинного формирователя, выход которого подключен к шине

25

полностью учитывается. Это достигается тем,данных блока вычисления, выход десятого

что перед постановкой на двигатель, точнее на коленчатый вал, зубчатый диск- задатчик с помощью предлагаемого устройства градуируется с определением фактических величин Аф, всех 2зубьев. Определенные таким образом фактические значения угловых расстояний между любыми зубьями используются при диагностировании двигателя.

Указанные преимущества позволяют более эффективно диагностировать двигатель.

Формула изобретения Устройство для измерения угла опережения впрыска топлива в двигатель внут35

элемента И подключен к счетному входу седьмого счетчика, информационный выход которого подключен к первой группе информационных входов второго дополнительного шинного формирователя, выход которого подключен к шине данных блока вычисления, прямые выходы восьмого и девятого триггеров подключены к вторым информационным входам первого и второго дополнительных шинных формирователей соответственно, цепи управления первым и вторым 40 дополнительными шинными формирователями соединены с соответствующими выходами шины управления блока вычисления.

1355748

12

реннего сгорания по авт. св. № 1211440, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, оно дополнительно содержит седьмой, восьмой и девятый триггеры, четвертый и пятый формирователи, девятый и десятый элементы И, шестой и седьмой счетчики и первый и второй дополнительные шинные формирователи, причем выход первого формирователя подключен к синхронизирующим входам восьмого и девятого триггеров, выход третьего формирователя подключен к синхронизирующему входу седьмого триггера, прямой выход которого подключен к первому входу девятого элемента И, информационному входу восьмого триг та И, информационному входу восьмого триггера и через четвертый формирователь к входам обнуления шестого счетчика и восьмого триггера, а инверсный выход - к первому входу десятого элемента И, шине управления блока вычисления, информацион- 0 ньш входам седьмого и девятого триггеров и через пятый формирователь - к входам обнуления седьмого счетчика и девятого триггера, выход генератора импульсов подключен к вторым входам девятого и десятого элементов И, выход девятого элемента И подключен к счетному входу шестого счетчика, информационный выход которого подключен к первой группе информационных входов первого дополнительного шинного формирователя, выход которого подключен к шине

5

данных блока вычисления, выход десятого

5

элемента И подключен к счетному входу седьмого счетчика, информационный выход которого подключен к первой группе информационных входов второго дополнительного шинного формирователя, выход которого подключен к шине данных блока вычисления, прямые выходы восьмого и девятого триггеров подключены к вторым информационным входам первого и второго дополнительных шинных формирователей соответственно, цепи управления первым и вторым 0 дополнительными шинными формирователями соединены с соответствующими выходами шины управления блока вычисления.

I I I I I I I I I I I I I

Изобретение позволяет повысить точность и расширить функциональные возможности диагностирования топливного насоса высокого давления двигателя. Устр-во содержит датчик 1 верхней мертвой точки формирователи 2, 4, 14, триггеры 3, 11, 12, 15, 18, 19, 32, 35, 36, датчик 5 впрыска, элементы 6, 8, 16, 17, 20, 21, 22, 23, 37, 38 И, генератор импульсов, счетчики 9, 10, 24, 25, 26, 39, 40, датчик 13 элементарных угловых перемещений, блок 27 вычисления, индикатор 28, шинные формирователи 29i- 295, шину 30 данных, шину 31 управления, дополнительные шинные формирователи 41, 42. Устр-во определяет с высокой точностью угол qпepeжeния впрыска топлива, замеряет динамическое начало впрыска топлива как в стационарном, так и в переходном режимах работы двигателя с одновременным измерением частоты вращения коленчатого вала как на отрезке впрыска топлива в цилиндр, так и на любом 3 другом. Устр-во позволяет учитывать погреш- ности в угловых расстояниях, возникающие при нарезании зубьев диска-задатчика. 2 ил. (Л СО СП сд 4 сх фие. I Го

2

П П П

n П П П П П

Фие. 2

,|1|L 5

A/;

jyj

W

r: