Устройство для проверки электронного коммутатора системы зажигания двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F02P17/00 G01R31/327 

фиг.

ции разгона. Устройство для проверки электронного коммутатора системы зажигания двигателя внутреннего сгорания содержит источник 1 питания, первичную обмотку 2 катушки зажигания, клеммы для подключения электронного коммутатора 3, измерительный шунт 4, управляемый генератор 5 импульсов, компаратор 6, реверсивный счетчик 7, индикатор 8, блок 9 выборки и хранения, вольтметр 10, кодовый переключатель И, программируемый счетчик 12, триггеры 13, 23, генератор 14 опорной частоты, генератор 15 пилообразного напряжения, преобразователь 16 напряжение-частота, формирователь 17 скважности, ключ 18, кнопки 19, двоичный п-разрядный счетчик 20, п-раз- рядный цифроаналоговый преобразователь 21, формирователь 22 пилообразного напряжения, клеммы 24, 25, 26 для подключения электронного коммутатора. Устройство позволяет дополнительно контролировать амплитуду импульса тока на любом наперед заданном такте работы устройства, контролировать пропуски импульсов тока в режиме имитации разгона. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам электронной техники и может быть нспользо- йано в качестве устройства для проверки электронного коммутатора системы зажигания двигателя внутреннего сгорания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства - достигается за счет возможности контроля амплитуды импульса тока на любом наперед заданном такте работы устройства, а также контроля пропусков импульсов тока в режиме имита

1

Изобретение относится к испытанию электронных систем зажигания в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано для экспресс-диагностики при выходном контроле на предприятии-изготовителе, при входном контроле на предприятии-потребителе и на станциях технического обслуживания автомобилей в режиме имитации разгона ДВС во всем частотном диапазоне работы.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за Счет возможности контроля амплитуды импульса тока на любом наперед заданном такте работы устройства, а также возможности контроля пропусков импульсов тока в режиме имитации разгона.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства в режиме имитации разгона ДВС; на фиг. 3 - то же, при измерении амплитуды импульсов тока.

Устройство для проверки электронного коммутатора системы зажигания ДВС содержит источник 1 питания, первичную обмотку 2 катушки зажигания, электронный коммутатор 3 (объект контроля), измерительный шунт 4, управляемый генератор 5 импульсов, компаратор 6, реверсивный счетчик 7, индикатор 8, блок 9 выборки и хранения,- вольтметр 10, кодовый переключатель 11, программируемый счетчик 12, RS-триггер 13, генератор 14 опорной частоты, генератор 15 пилообразного напряжения, преобразователь 16 напряжение - частота, формирователь 17 скважности, ключ 18, кнопку 19, двоичный п-разрядный счетчик 20, п-разрядный цифроаналоговый преобразователь 21, формирователь 22 пилообразного напряжения, триггер 23 генератора пилообразного напряжения, клеммы 24, 25 и 26 для подключения электронного коммутатора.

Первый вывод блока 1 питания соединен с общей шиной, а второй вывод через первичную обмотку 2 катушки зажигания - с клеммой 25 для подключения электрон- ногр коммутатора, клемма 24 которого соединена со счетным входом программируемого счетчика 12, R-входрм триггера 13, выходом управляемого генератора 5 и суммирующим входом реверсивного счетчика 7,

а клемма 26 - с входом компаратора 6, первым входом блока 9 выборки и хранения и через шунт 4 с общей шиной. Выход компаратора 6 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 7, выходы которого соединены с соответствующими входами индикатора 8, выходы кодового переключателя 11 соединены с установочными входами счётчика 12, выход которого соединен с S-входом триггера 13, выход которого соединен с вторым входом блока 9 выборки и хранения, выход последнего соединен с входом вольтметра 10. Выход генератора 14 опорной частоты соединен со счетным входом двоичного п-разрядного счетчика 20, R-вход которого соединен с выходом триггера 23 генератора пилообразного напряжения, S-вход которого соединен с подвижным контактом кнопки 19, а R-вход - с последним разрядом двоичного п-разрядного счетчика 20, выходы последнего соединены соответственно с входами п-разрядного цифроаналогового преобразователя 21,

выход которого через последовательно соединенные формирователь 22 пилообразного напряжения, преобразователь 16 напряжение - частота, формирователь 17 скважности, ключ 18 соединен с выходом управляемого генератора 5 импульсов. Неподвижные

контакты кнопки 19 соединены с соответствующими выводами источника 1 питания. Управляемый генератор 5 импульсов предназначен для имитации режима разгона

две, т. е. для испытания электронного коммутатора в динамическом режиме.

Генератор 14 опорной частоты предназначен для формирования импульсов заданной частоты и выполнен по схеме автогенератора стабильной частоты, генератор 15 пилообразного напряжения - для формирования импульсов однократного пилообразного напряжения заданной длительности и амплитуды.

Счетчик 20 предназначен для формирования временного интервала пилообразного импульса.

Цифроаналоговый преобразователь 21 предназначен для преобразования цифрового кода, поступающего с выходов счет- чика 20, в аналоговую величину.

Преобразователь 16 напряжение частота предназначен для преобразования пилообразного напряжения в пачку импульсов изменяющейся частоты, при этом частота прямо пропорциональна входному напряжению.

Преобразователь 16 выполнен на микросхеме КР1108ПП1.

Формирователь 17 скважности предназначен для формирования постоянного значения скважности импульсов Q (для нормальной работы электронного коммутатора необходима скважность ) и содержит счетчик с коэффициентом деления на три.

Выход формирователя 17 соединен с входом ключа 18.

Ключ 18 открывается при поступлении на его вход «1.

Управляющая кнопка 19 предназначена для однократного запуска генератора 15.

Компаратор 6 напряжения предназначен

15

схеме К561ИЕ15 в режиме однократного счета.

Триггер 13 предназначен для формирования управляющего импульса сигналом с выхода счетчика 12.

На временных диаграммах, представленных на фиг. 2 (а-ж) изображены: а - импульсы опорной частоты на рыходе

генератора 14 опорной частоты; б-состояние инверсного выхода тригге- 10 ра 23;

в - сигнал на выходе генератора 15 пилообразного напряжения;

г - пачка прямоугольных импульсов нарастающей частоты иа выходе преобразователя 16;

д - пачка импульсов на выходе формирователя 17 скважности; е - импульсы напряжения на выходе измерительного щунта 4; ж - состояние выхода компаратора 6.

На временных диаграммах, представленных на фиг. 3 (а-д), изображены: а - импульсы с выхода ключа 18; б - импульсы напряжения на выходе измерительного, щунта 4; в - состояние выхода программируемого

счетчика 12; г - состояние выхода триггера 13; д - выделенный импульс на входе блока 9

выборки и хранения. Устройство для проверки электронного 30 коммутатора системы зажигания ДВС работает следующим образом.

В исходном состоянии устройства контакты управляющей кнопки 19 разомкнуты, триггер 23 генератора пилообразного напряжения сброщен и выдает сигнал сброса

20

25

для формирования прямоугольных импуль- 35 на вход сброса счетчика 20. При этом на высов при достижении входным сигналом заданного уровня.

Реверсивный счетчик 7 предназначен для регистрации пропусков импульсов искрооб- разования за счет выделения разницы между управляющими и выходными импульсами коммутатора 3 (фиг. 2, д-ж).

Индикатор 8 предназначен для индикации количества пропусков импульсов искро- образования.

ходах счетчика 20, цифроаналогового преобразователя 21, формирователя 22, преобразователя 16 напряжение - частота, формирователя 17 скважности и ключа 18 сигналы отсутствуют, поэтому коммутатор 3 за- 40 перт. Реверсивный счетчик 7 и программируемый счетчик 12 находятся в обнуленном состоянии. Генератор 14 опорной частоты постоянно выдает импульсы опорной частоты на вход счетчика 20 генератора 15 пилоБлок 9 выборки н хранения амплитуды образного напряжения (фиг. 2, а).

импульсов тока предназначен для выборки и хранения амплитуды импульсов тока в произвольно заданном периоде зажигания режима имитации разгона ДВС. В качестве блока выборки и хранения можно использовать УВХ типа КР 1100СК2.

Кодовый переключатель 11 предназначен для установки програтмируемого счетчика 12 на задаваемый коэффициент деления. В качестве кодового переключателя 11 использован серийный переключатель типа ПП11-1В.

Программируемый счетчик 12 предназначен для выбора заданного периода зажигания. Счетчик 12 выполнен на микро50

55

При нажатии кнопки 19 триггер 23 взводится (фиг. 2, б), сигнал сброса снимается с входа сброса счетчика 20, последний начинает считать импульсы опорной частоты, которые поступают с выхода генератора 14 (фиг. 2, а) на его счетный вход. Во время заполнения счетчика 20 на его выходах появляется изменяющийся нарастающий код, поступающий на входы цифроаналогового преобразователя 21. В результате на выходе преобразователя 21 появляется сигнал нарастающего напряжения, который поступает на вход формирователя 22, где нормализуется и масщтабируется (фиг. 2, в). По заполнению счетчика 20 до половины на его

5

схеме К561ИЕ15 в режиме однократного счета.

Триггер 13 предназначен для формирования управляющего импульса сигналом с выхода счетчика 12.

На временных диаграммах, представленных на фиг. 2 (а-ж) изображены: а - импульсы опорной частоты на рыходе

генератора 14 опорной частоты; б-состояние инверсного выхода тригге- 0 ра 23;

в - сигнал на выходе генератора 15 пилообразного напряжения;

г - пачка прямоугольных импульсов нарастающей частоты иа выходе преобразователя 16;

д - пачка импульсов на выходе формирователя 17 скважности; е - импульсы напряжения на выходе изме,

рительного щунта 4; ж - состояние выхода компаратора 6.

На временных диаграммах, представленных на фиг. 3 (а-д), изображены: а - импульсы с выхода ключа 18; б - импульсы напряжения на выходе измерительного, щунта 4; в - состояние выхода программируемого

счетчика 12; г - состояние выхода триггера 13; д - выделенный импульс на входе блока 9

выборки и хранения. Устройство для проверки электронного 0 коммутатора системы зажигания ДВС работает следующим образом.

В исходном состоянии устройства контакты управляющей кнопки 19 разомкнуты, триггер 23 генератора пилообразного напряжения сброщен и выдает сигнал сброса

0

5

5 на вход сброса счетчика 20. При этом на вы35 на вход сброса счетчика 20. При этом на выходах счетчика 20, цифроаналогового преобразователя 21, формирователя 22, преобразователя 16 напряжение - частота, формирователя 17 скважности и ключа 18 сигналы отсутствуют, поэтому коммутатор 3 за- 40 перт. Реверсивный счетчик 7 и программируемый счетчик 12 находятся в обнуленном состоянии. Генератор 14 опорной частоты постоянно выдает импульсы опорной частоты на вход счетчика 20 генератора 15 пило образного напряжения (фиг. 2, а).

образного напряжения (фиг. 2, а).

При нажатии кнопки 19 триггер 23 взводится (фиг. 2, б), сигнал сброса снимается с входа сброса счетчика 20, последний начинает считать импульсы опорной частоты, которые поступают с выхода генератора 14 (фиг. 2, а) на его счетный вход. Во время заполнения счетчика 20 на его выходах появляется изменяющийся нарастающий код, поступающий на входы цифроаналогового преобразователя 21. В результате на выходе преобразователя 21 появляется сигнал нарастающего напряжения, который поступает на вход формирователя 22, где нормализуется и масщтабируется (фиг. 2, в). По заполнению счетчика 20 до половины на его

n-M выходе появляется сигнал «1, который сбрасывает триггер 23 (фиг. 2, б) и, в свою очередь, устанавливает счетчик 20 в исходное состояние (обнуляет). В результате на выходе генератора 15 пилообразного напряжения формируется однократный импульс пилообразного напряжения заданной длительности (фиг. 2, в), зависящей от частоты генератора 14 опорной частоты.

С выхода генератора 15 пилообразного напряжения (выход формирователя 22) пилообразный сигнал поступает на вход преобразователя 16 напряжение - частота (фиг. 2, в), в котором производится преобразование нарастающего напряжения в пачку прямоугольных импульсов нарастающей частоты (фиг. 2, г). Далее пачка прямоугольных импульсов поступает на вход формирователя 17 скважности, где происходит формирование скважности импульсов (фиг. 2,д), близкой к заданному значению. Пачка импульсов с выхода формирователя 17 скважности управляет состоянием ключа 18, открывая или закрывая его.

Импульсы с выхода ключа 18 поступают на управляющий вход коммутатора 3, на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 и на счетный вход программируемого счетчика 12.

При поступлении на управляющий вход коммутатора 3 импульсов последний формирует токовые импульсы, проходящие через катущку 2 зажигания и обеспечивающие в ней накопление энергии. Сигналом окончания каждого токового импульса является задний фронт управляющего импульса с выхода ключа 18. В моменты разряда тока

15

сивном счетчике устанавливается нулевое значение, которое индицируется индикатором 8.

Если амплитуда входных импульсов ком« паратора 6 ниже опорного напряжения (фиг. 2, е, ti), то импульсы на его выходе не формируются (фиг. 2, ж). В этом случае появляется разница количества импульсов на суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 7, которая в нем подсчиты10 вается и индицируется индикатором 8 как количество пропусков зажигания ДВС.

При измерении амплитуды импульсов тока разрыва в произвольно задаваемом периоде зажигания при имитации режима разгона (количество периодов зажигания величина постоянная) устройство работает следующим образом.

С помощью кодового переключателя 11 задается желаемый период зажигания, в котором требуется измерить амплитуду тока

20 разрыва. Заданный код с выхода переключателя 11 поступает на информационные входы программируемого счетчика 12, в котором устанавливается заданное значение пересчета. Импульсы с выхода ключа 18 (фиг. 3, поступают на счетный вход счетчика 12 и

25 на вход сброса триггера 13. Счет импульсов производится по переднему фронту. При поступлении заданного количества импульсов (фиг. 3, а) на выходе счетчика 12 появляется сигнал «1 (фиг. 3, в), по переднему

э фронту которого триггер 13 устанавливает- ся в единичное состояние (фиг. 3, г). С выхода триггера 13 разрешающий сигнал поступает на управляющий вход блока 9 выборки и хранения, который выделяет амплитуду импульса, поступающего с измерителькоммутатора появляется ЭДС самоиндукции ного шунта 4 (фиг. 3, б), в момент поступлев первичной обмотке катущки 2 зажигания, величина которой прямо пропорциональна градиенту спада тока разрыва, и трансформируется в ее вторичную обмотку (не показана).

кия разрешающего сигнала от триггера 13 (фиг. 3, д). По переднему фронту следующего импульса с выхода ключа 18 производится сброс триггера 13 (фиг. 3, г), при этом на управляющем входе блока 9 выборки и

Одновременно с протеканием тока через 40 хранения устанавливается запрещающий сиг..

коммутатор 3 с измерительного шунта 4 снимаются импульсы напряжения (фиг. 2, е), пропорциональные амплитуде токовых импульсов. Импульсы напряжения поступают на вход компаратора б напряжения, в котором сравниваются с опорным напряжением, и на вход блока 9 выборки и хранения.

Компаратор 6 формирует прямоугольиые импульсы .(фиг. 2, ж) в том случае, если амплитуда импульсов на входе равна или выше опорного напряжения.

Импульс, поступающий с выхода ключа 18 на суммирующий вход реверсивного счетчика 7, передним фронтом записывает «1, а импульс с выхода компаратора 6, поступающий на вычитающий вход, передним фронтом вычитает «1.

В случае, когда количество импульсов с выхода ключа 18 равно количеству импульсов с выхода компаратора 6, на ревернал и последующие импульсы с измерительного шунта не фиксируются. Амплитуда сигнала измеряется и запоминается вольтметром 10.

.J. Режим имитации разгона ДВС позволяет выявлять неисправности электронного коммутатора, не определяемые на стационарных режимах проверки, а именно: неправильную настройку схемы формирования времени накоплеиия энергии в катушке за50 жигания и неправильную настройку схемы ограничения тока разрыва.

Неправильная настройка схем выражается в возникновении пропусков зажигания.

Локализацию неправильной настройки ее схем электронного коммутатора определяют, выбирая период зажигания, в котором измеряется амплитуда импульса тока разрыва, в начале цикла или в конце. Воз5

сивном счетчике устанавливается нулевое значение, которое индицируется индикатором 8.

Если амплитуда входных импульсов ком« паратора 6 ниже опорного напряжения (фиг. 2, е, ti), то импульсы на его выходе не формируются (фиг. 2, ж). В этом случае появляется разница количества импульсов на суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 7, которая в нем подсчиты0 вается и индицируется индикатором 8 как количество пропусков зажигания ДВС.

При измерении амплитуды импульсов тока разрыва в произвольно задаваемом периоде зажигания при имитации режима разгона (количество периодов зажигания величина постоянная) устройство работает следующим образом.

С помощью кодового переключателя 11 задается желаемый период зажигания, в котором требуется измерить амплитуду тока

0 разрыва. Заданный код с выхода переключателя 11 поступает на информационные входы программируемого счетчика 12, в котором устанавливается заданное значение пересчета. Импульсы с выхода ключа 18 (фиг. 3, поступают на счетный вход счетчика 12 и

5 на вход сброса триггера 13. Счет импульсов производится по переднему фронту. При поступлении заданного количества импульсов (фиг. 3, а) на выходе счетчика 12 появляется сигнал «1 (фиг. 3, в), по переднему

э фронту которого триггер 13 устанавливает- ся в единичное состояние (фиг. 3, г). С выхода триггера 13 разрешающий сигнал поступает на управляющий вход блока 9 выборки и хранения, который выделяет амплитуду импульса, поступающего с измерительного шунта 4 (фиг. 3, б), в момент поступленого шунта 4 (фиг. 3, б), в момент поступлекия разрешающего сигнала от триггера 13 (фиг. 3, д). По переднему фронту следующего импульса с выхода ключа 18 производится сброс триггера 13 (фиг. 3, г), при этом на управляющем входе блока 9 выборки и

хранения устанавливается запрещающий сиг..

хранения устанавливается запрещающий сиг..

нал и последующие импульсы с измерительного шунта не фиксируются. Амплитуда сигнала измеряется и запоминается вольтметром 10.

Режим имитации разгона ДВС позволяет выявлять неисправности электронного коммутатора, не определяемые на стационарных режимах проверки, а именно: неправильную настройку схемы формирования времени накоплеиия энергии в катушке зажигания и неправильную настройку схемы ограничения тока разрыва.

Неправильная настройка схем выражается в возникновении пропусков зажигания.

Локализацию неправильной настройки схем электронного коммутатора определяют, выбирая период зажигания, в котором измеряется амплитуда импульса тока разрыва, в начале цикла или в конце. Возникновение пропусков в начале цикла характеризует наличие неисправности в схеме ограничения тока разрыва, а в конце цикла - в схеме формирования времени накопления энергии.

Кроме того, предлагаемое устройство позволяет производить экспресс-диагностику коммутатора во всем диапаоне частот за одии цикл (фиг. 2, д, е, ж), что существенно сокращает время проведения проверки по сравнению с известными устройствами, в которых проверка осуществляется на фиксированных частотах.

Формула изобретения

W

5

чем третья клемма для подключения электронного коммутатора соединена с входом компаратора и первым входом блока выборки и хранения, а через измерительный шунт - с общей щиной, выход компаратора напряжения соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом управляемого генератора импульсов, R-входом RS-триггера и счетным входом программируемого счетчика, установочные входы которого соединены с выходами кодового переключателя, а выход - с S-входом RS-триггера, выход которого соединен с вторым входом блока выборки и хранения, выход которого соединен с входом измерителя напряжения, выходы реверсивного счетчика соединены с соответствующими входами индикатора.

-Л

/

.t

t -t

t

2У

O/7

ipus.2

t,

ХП /П XI АЛЛ

д

л

фаг.З