Устройство для измерения угла опережения впрыска топлива Советский патент 1988 года по МПК G01M15/00 

. «hrt-f

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначенной для диагностики двигателей внутреннего сгорания, в частности дизельных двигателей.

Цель изобретения - j прощение и повышение надежности устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - алгоритм работы вычислителя.

Устройство для измерения угла опережения впрыска топлива содержит датчики исследуемого процесса (впрыска) 1 и в.м.т, (верхней мертвой точки) 2, формирователи 3 и 4 сигналов, D-триг- геры 5 и 6, счетньм триггер 7, генератор 8, элементы И 9-11, счетчики 12 и 13, буферные элементы 14 и 15, магистральный приемопередатчик 16, селектор 17 адреса, вычислитель 18 и индикатор 19.

Выход датчика 1 соединен с входом формирователя 3, выход которого сое- динен с С-входом D-триггера 5, D-вход которого соединен с шиной логической 1, а прямой и инверсный выходы - . соответственно с D- и R-входами D-триггера 6, прямой выход которого соединен с R-входом D-триггера 5, а С-вход - с выходом формирователя 4, вход которого подключен к выходу датчика 2 в.м.т,, прямой выход D-триггера 5 соединен с первым входом элемента И 9, а инверсный выход - с входом счетного триггера 7, инвер(ный выход которого соединен -с вторым входом элемента И 11 и первым входом буферного элемента 15, а прямой вы- ход - с вторым входом элемента И 9, выход которого соединен с вторым входом буферного элемента 14, выход генератора В соединен с первыми входами элементов И 10 и 11, выходы которых соединены соответственно с входами счетчиков 12 и 13, выходы которых соединены с соответствующими входами буферных элементов 14 и 15, выходы которых соединены с первой двунаправленной шиной данных приемопередатчика 16., вторая двунаправленная шина данных которого подключена к магистрали обмена информацией, куда подключены также вычислитель 18, индикатор 19 и селектор 17 адреса, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами буферных элементов 14 и 15, а третий вы

0

5 о Q д

5

0

5

ход - с управлякмцим входом магистрального приемопередатчика 16.

Формирователи 3 и 4 предназначены для нормировки по амплитуде сигналов от датчиков 1 и 2 и могут быть выполнены по любой известной схеме.

Счетчики 12 и 13 предназначены для подсчета цифровь х эквивалентов угла опережения впрыска топлива и полных оборотов двигателя и в предпочтительном варианте при реализации предложенного устройства могут быть использованы, например, три последовательно соединенных четырехразрядных счетчика.

Вычислитель 18 предназначен для управления работой устройства и осуществления необходимых математических операций и может состоять, например, из микропроцессора, ПЗУ (постоянного запоминающего устройства) и ОЗУ (оперативного запоминающего устройства). Индикатор 19 служит для индикации измеряемых значений и вспомогательной информации.

Селектор 17 адреса и магистральный приемопередатчик 16 служат для осуществления интерфейса между вычислителем 18 и счетчиками 12 и 13, которые в данном случае для микропроцессора являются внешними устройствами.

При отсутствии сигнала Чтение от селектора i7 адреса магистральный приемопередатчик находится в пассивном по отношению к магистрали обмена состоянии. При обращении к установленным адресам селектор 17 адреса выбрасывает сигнал Выбор (либо Выбор 1, либо Выбор 2), по которому срабатывает один из буферных элементов.(либо 14, либо 15), а затем вырабатывается сигнал Чтение, по которому выходы сработавшего буферного элемента соединяются посредством магистрального приемопередатчика 16 с магистралью обмена информацией, что обеспечиваетсчитывание соответствующих операндов.

Буферные элементы 14 и 15 служат для подключени я инверсного выхода счетного триггера 7, выхода элемента И 9, выходов счетчиков 12 и 13 к первой двунаправленной шине данных магистрального приемопередатчика 16, а также для коммутации первого и второго каналов считывания информации (по сигналам Выбор от селектора 17 адреса) .

Устройство работает следующим образом.

По -переднему фронту сигнала впрыска, снимаемого с вькода формирователя 3, взводится D-триггер 5, низкий потенциал с инверсного выхода которого разрешает срабатывание D-триггера 6,

D-триггер 6 взводится затем по переднему фронту сигнала с выхода формирова- теля 4 (в момент прохождения в.м.т.) и тем самым сбрасьшает D-триггер 5, высокий потенциал с инверсного выхода которого блокирует срабатывание D-триггера 6 до прихода следукпцего сигнала впрыска.

Сформированные образом D-триггером 5 импульсы, снимаемые с инверсного выхода, поступают на счетный триггер 7, на выходах которого формируются импульсы, длительность которых определяется периодом следования импульсов с выходов D-триггера 5.

Таким образом, на выходе элемента И 9 и инверсном выходе счетного триггера 7 формируются сигналы, длительность которых определяется величинами угла опережения впрыска топлива и пефронту разрешающего импульса с инверсного выхода счетного триггера 7 происходит фиксация установившихся состояний счетчиков 12 и 13 ( i

Nr ).

После обнуления ячеек Р, и

которые служат для подсчета количества переполнений счетчиков 12 и 13, ожи- дается готовность (счета) 1-го счетчика (счетчик 12), т.е. начало разрешения поступления импульсов от генератора 8 на выход счетчика 12, После этого программа переходит к подсчету количества переполнений 1-го счетчика PI. Переполнения определяются по переходу старшего разряда счетчика из высокого состояния в низкое, т.е. по переходу его из состояния 111111111111 в состояние 000000000000 (фиг. 2). Подсчет переполнений осуществляется до окончания разрешения поступления импульсов от генератора 8 на вход счетчика 12, после чего фиксируется окончательное состояние счетчика 12 N.

Вслед за этим аналогично подсчитывается число переполнений 2-го счетчика (счетчик 13) Р . Переполнения

Изобретение м.б. использовано для диагностики дизельных двигателей. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности устр-ва. Выходы датчиков 1 и 2 впрыска и верхней мертвой точки соотв. сообщены с входами формирователей 3 и 4 сигналов, выходы к-рых соединены соотв. с С-входами D-триггера 5 и D-триггера 6. D-вход D-триггера 5 соединен с шиной логической 1, а прямой и инверсный выходы - соотв. с D- и R-входами D-триггера 6, прямой выход к-рого соединен сР-вьгходрм D-триггера 5. Прямой выход 13-триггера 5 соединен с первым входом элемента И 9, а инверсньй , выход - с входом счетного триггера 7. Инверсный в.ыход триггера 7 соединен с вторым входом .элемента И 11 и первым входом буферного элемента 15, а прямой выход - с вторым входом -элемента И 9, выход к-рого соединен с вторым входом буферного элемента 14. Выходы генератора 8 соединены с пербыми входами элементов И 10 и 11, выходы . к-рых соединены соотв. с входами счетчиков 12 и 13, выходы к-рых соединены с соотв. входами элементов 14 и 15. Выходы элементов 14 и 15 соединены с первой двунаправленной шиной . данных приемопередатчика 16, вторая двунаправленная шина данных к-рого подключена с магистрали обмена информацией, куда подключены также вычислитель 18, индикатор 19 и селектор 17 адреса. Первый и второй выходы селектора 17 соединены с управляющими входами элементов 14 и 15, а третий выход - с управляклцим входом приемопередатчика 16. 2 ил. (Л с 00 го sl Од

разряда счетчика тояния в низкое.

35

40

риода вращения вала двигателя. По дан-дд определяются по переходу старшего ным сигналам (в соответствуклцие моменты времени) разрешается прохождение тактовых импульсов от генератора 8 на входы счетчиков 12 и 13, обеспечивая определение цифровых эквивалентов угла впрыска и периода вращения.

Рассмотрим алгоритм работы микропроцессора (вычислителя 18),

Как видно из схемы (фиг, 1), считывание состояния счетчиков 12 и 13 производится вместе со считыванием соответствующих состояний выходов элемента И 9 и инверсного выхода счетного триггера 7, причем в

.предпочтительном варианте последние

. выступают в качестве фпажков готовности (счета) и могут объединяться с выходами счетчиков. Младшие 12 разрядов стандартной 16-разрядной ши- gQ ны данных (МПИ) отводятся для передачи состояния счетчика, а знаковый 15-й разряд - соответствующего флага готовности (счета).

В ОЗУ вычислителя 18 резервируется шесть ячеек памяти.

45

13 из высокого со т.е. по переходу его из состояния 111111111111 в состояние 000000000000 (фиг. 2), П счет переполнений осуществляется д окончания разрешения поступления и пульсов от генератора 8 на вх счетчика 13, после чего фиксируетс окончательное состояние счетчика 13 N, ..

После этого производятся расчет и индикация угла Lf опережения впрыска, который рассчитывается по формуле

(/

. 2 4LiEiJL. Jil

N, +Р.

М

ст

- N

п-

720

величин N

которые отводятся

П- м h-1

55

(f.

N

о

Ч

для хранения

РО v о Р инициализации выполнения программы (фиг, 2) по заднему

где Mj. - модуль счета счетчиков 12 и 13 (при одинаковом количестве их разрядов). После индикации рассчитанного значения угла опережения и впрыска топлива в ячейки N Ji и N J, заля . ваются величины N{ и N J , очищаются

ячейки P. и ряется,

Р- и цикл измерения пов

разряда счетчика тояния в низкое.

определяются по переходу старшего

13 из высокого сос- т.е. по переходу его из состояния 111111111111 в состояние 000000000000 (фиг. 2), Подсчет переполнений осуществляется до окончания разрешения поступления импульсов от генератора 8 на вход счетчика 13, после чего фиксируется окончательное состояние счетчика 13 N, ..

После этого производятся расчет и индикация угла Lf опережения впрыска, который рассчитывается по формуле

. 2 4LiEiJL. Jil

N, +Р.

М

ст

- N

п-

720

(1)

gQ

55

где Mj. - модуль счета счетчиков 12 и 13 (при одинаковом количестве их разрядов). После индикации рассчитанного значения угла опережения и впрыска топлива в ячейки N Ji и N J, залясы- . ваются величины N{ и N J , очищаются

ячейки P. и ряется,

Р- и цикл измерения повто

В том случае, когда длительность импульса с выхода элемента И 9 , чрезвычайно мала (что может быть, например, при угле опережения впрыска близким к О), микропроцессор вычислителя 18 фиксирует состояние i-ro счетчика (счетчика 12) как величину N. и сразу же переходит к подсчету переполнений 2-го счетчика (счетчи - ка 13), как это описано вьппе (фиг. 2).

Кроме того, в том случае, когда угол впрыска становится отрицательным (передний фронт импульса впрыска следует за передним фронтом импульса В.М.Т.), в результате вычисления if (фиг. 6) будет получена величина . большая 180 и-в этом случае микропроцессор вычислителя 18 осуществляет пересчет полученного значения по фор- мупе

Ц q - 360

(2)

1 - величина угла впрыска, рассчитанная по формуле (1) ; Lf - действительная величина угла впрыска (отрицательное число) .

Реализация предлагаемого устройст- gg гера, инверсный выход которого соеди|ва на основе серийно выпускаемых мик- jpocxeM позволяет разрабатывать мало- |габаритные переносные диагностические Приборы, которые могут найти широкое применение для диагностики и регули- ровки дизельных двигателей,

формула изобретения

I Устройство для измерения угла юпе- |)ежёния впрыска топлива, содержащее Последовательно соединенные датчик Исследуемого процесса и первый форми- |Е ователь сигналов, последовательно Соединенные датчик верхней мертвой очки и второй формирователь сигна Пов, счетный триггер, последовательно соединенные первый элемент И с первым И вторым входами и первый счетчик, Последовательно соединенные второй Ьлемент И с первым и вторым входами

35

40

45

нен с вторым входом второго элемента И и с первым входом второго буферного элемента, а прямой выход счетного триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом первого буферного элемента, выходы первого и второго счетчиков соединены с соответствующими входами первого и второго буферных элементов, управляющие входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам селектора адреса, третий вьсход которого соединен с управляющим входом магистрального приемопередатчика, первая

V

50

двунаправленная шина данных которого соединена с выходами первого и второго буферных цилиндров, а вторая двунаправленная шина данных соединена с магистралью обмена информацией.

п

5

5

и второй счетчик, генератор, выход которого соединен с первыми входами , первого и второго элементов И, третий элемент И с первым и вторым входами, подключенные к магистрали обмена информацией вычислитель, индика- . тор и селектор адреса с первым, вторым и третьим выходами, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, устройство дополнительно снабжено первым и вторым 0-триггерами, первым и вто-. рым буферными элементами и магистральным приемопередатчиком с первой и второй двунаправленными шинами обмена данными, причем прямой и инверсный выходы первого D-триггера соединены соответственно с D- и . Р-входами второго D-триггера, прямой выход которого соединен с Р-входом первого D-триггера, С-вход первого D-триггера соединен с выходом первого формирователя, С-вход второго D-триггера соединен с выходом фторого формирователя, прямой выход первого D-триггера соединен с первым входом третьего элемента И, а инверсный выход соединен с входом счетного триг-

5

0

5

нен с вторым входом второго элемента И и с первым входом второго буферного элемента, а прямой выход счетного триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом первого буферного элемента, выходы первого и второго счетчиков соединены с соответствующими входами первого и второго буферных элементов, управляющие входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам селектора адреса, третий вьсход которого соединен с управляющим входом магистрального приемопередатчика, первая

V

двунаправленная шина данных которого соединена с выходами первого и второго буферных цилиндров, а вторая двунаправленная шина данных соединена с магистралью обмена информацией.