Отметчик цикла дизельного двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК G01L9/00 G01M15/00 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для измерения параметров двигателей внутреннего сгорания (ДВС) -, и может быть использовано в системах диагностики и управления дизельных двигателей.

Целью изобретения является повышение точности отметки начала цикла.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - выходной сигнал усилителя; на фиг.З - сигналы на выходе порогового элемента; на фиг.4 - сигнал на выходе второго интегрирующего элемента; на ;

фиг.5 - сигнал на выходе первого интегрирующего элемента; на фиг.6 - выходной сигнал устройства; на фиг.7 сигнал на выходе детектора нуля.

Устройство (фиг.1) содержит последовательно соединенные датчик 1 давления, усилитель 2, пороговый элемент 3, состоящий из компаратора и включенного между его сигнальным и опорным входами управляемого источника напряжения (не показаны), и формирователь 4 импульсов.

В устройство введены источник 5 опорных сигналов, первый, второй и третий ключи 6-8, первый и второй

СП

м

СО

со ел

0

интегрирующие элементы 9 и 10, элемент 11 -памяти, детектор 12 нуля, первый и второй логические элементы ИЛИ 13 и li, генератор 15 импульсов и выход 16 устройства.

Выход порогового элемента 3 соединен с прямым входом управления ключа 6 и входом управления ключа 7. Первый и второй выходы источника 5 соединены соответственно с сигнальными входами ключей 6 и 7. Первый выход формирователя 4 связан через ключ 8 с входом управления генератора 15 и с первым входом логического элемента 13, второй вход которого соединен с первым выходом генератора 15 9 а выход соединен с входом управления элемента 11. Второй выход формирователя 4 соединен с первым входом логического элемента 14, второй выход которого соединен с вторым выходом генератора 15, а выход соединен с установочными входами ийтег5733564

Этот импульс через логический элемент 14 поступает на установочные входы интегрирующих элементов 9 к 10, устанавливая на выходе первого из них сигнал,, равный уровню сигнала на выходе элемента 11, а на выходе второго - сигнал нулевого уровня, При появлении следующей пары импульсов на выходах генератора 15 описанный процесс повторяется и, следовательно, на выходах элементов 9-11 устанавливаются нулевые уровни сигналов. Детектор 12 срабатывает и на его выходе появляется сигнал логичес10

15

кой 1 э разблокирующий ключ 8 и блокирующий к второму инверсному входу управления ключ 6.

русть на выходе датчика образуется сигнал давления впрыска топлива. Этот сигнал поступает через усилитель 2 на сигнальный вход компаратора и на вход управляемого источника

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных для исследования, испытаний и диагностики дизельных двигателей, в частности, при измерении углов опережения начала подачи, впрыска топлива, частоты вращения, для синхронизации электронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение точности отметки начала цикла двигателя. Цель достигается с помощью автоматического выделения максимальной по длительности паузы между пульсациями сигнала давления на определенном уровне и формирования порога, пропорционального этой паузе. Каждая текущая пауза в устройстве сравнивается по длительности с порогом и в случае превышения устройство формирует выходной импульс - отметку цикла на фронте нарастания давления впрыска топлива. Введение временной селекции сигнала давления позволяет повысить помехоустойчивость отметчика к подвпрыскам топлива, помехам и колебаниям трубопровода при использовании датчика давления топлива в трубопроводе высокого давления в качестве отметчика цикла. 7 ил.

рирующих элементов 9 и 10, Выход клю- 25 опорного напряжения порогового элеменча 6 соединен с инверсным сигнальным входом интегрирующего элемента 9, выход которого связан через детектор 2 с входом управления ключа 8 и с инверсным входом управления ключа 6s а прямой сигнальный вход элемента 9 связан через элемент 11 памяти с выходом интегрирующего элемента 10, сигнальный вход которого соединен с выходом ключа 7,

Устройство работает следующим образом. 0

При отсутствии сигнала на выходе датчика 1 на выходе порогового элемента 3, вследствие смещения его компаратора по одному из входов, формируется сигнал логического О. Этот сигнал блокирует ключи 6 и 7. Формирователь 4 не срабатывает и, следовательно, импульсы на выходе 16 устройства, а также на входе управления генератора 15 не формируются. В результате колебания генератора 15 не срываются и на его выходах формируются импульсы частотой, меньшей наименьшей частоты цикла работы двигателя. Импульс с первого выхода генератора 15 поступает через логический элемент 13 на вход управления элемента 11 и на его выходе формируется сигнал, равный уровню сигнала на выходе интегрирующего элемента 10. По срезу этого импульса формируется импульс на втором выходе генератора 15.

30

35

40

45

та 3. При этом на опорном входе компаратора порогового элемента 3 формируется порог с уровнем V , пропорциональным максимальной амплитуде сигнала давления впрыска топлива, и на выходе порогового элемента 3 формируется последовательность импульсов, длительности которых равны длительностям пауз между импульсами давления, амплитуды которых превышают порог V переключения компаратора порогового элемента 3.

Пусть на выходе порогового элемента 3 появляется импульс длительностью Й1 . Этот импульс разблокирует по прямому входу управления ключ 6, а также ключ 7. При этом ключ 6 остается заблокированным по инверсному входу управления сигналом логической I с выхода детектора 12, Сигнал с второго выхода источника 5 поступает через ключ 7 на сигнальный вход интегрирующего элемента 10. Сигнал на выходе последнего нарастает и по окон- s

50

55

чании импульса ь , принимает значение К С, . Одновременно по срезу этого импульса срабатывает формирователь 4. Импульс, образующийся на первом выходе формирователя 4, проходит через разблокированный ключ 8 на выход 16 устройства, а также на вход управления генератора 15 и на первый вход логического элемента 3. При этом ко- лебания генератора 15 срываются,

25 опорного напряжения порогового элемен

30

35

40

45

та 3. При этом на опорном входе компаратора порогового элемента 3 формируется порог с уровнем V , пропорциональным максимальной амплитуде сигнала давления впрыска топлива, и на выходе порогового элемента 3 формируется последовательность импульсов, длительности которых равны длительностям пауз между импульсами давления, амплитуды которых превышают порог V переключения компаратора порогового элемента 3.

Пусть на выходе порогового элемента 3 появляется импульс длительностью Й1 . Этот импульс разблокирует по прямому входу управления ключ 6, а также ключ 7. При этом ключ 6 остается заблокированным по инверсному входу управления сигналом логической I с выхода детектора 12, Сигнал с второго выхода источника 5 поступает через ключ 7 на сигнальный вход интегрирующего элемента 10. Сигнал на выходе последнего нарастает и по окон- s

50

55

чании импульса ь , принимает значение К С, . Одновременно по срезу этого импульса срабатывает формирователь 4. Импульс, образующийся на первом выходе формирователя 4, проходит через разблокированный ключ 8 на выход 16 устройства, а также на вход управления генератора 15 и на первый вход логического элемента 3. При этом ко- лебания генератора 15 срываются,

а на выходе логического элемента 13 образуется импульс, поступающий на вход элемента 11. В результате на выходе последнего формируе ся опорный сигнал, равный %2 с, - сигналу на выходе интегрирующего элемента 10. По срезу импульса на первом выходе формирователь 4 формирует импульс на

де 16 устройства и соответственно на входе управления элемента 11 не формируется и значение сигнала на выходе этого элемента не изменяется,

оставаясь равным Kni ц. Такой же уровень сигнала фиксируется и на выходе интегрирующего элемента 9.

Описанный проиесс преобразования втором выходе, поступающий на устано- ю длительности импульсов t ,образую- вочные входы интегрирующих элемен- щихся на выходе порогового элементов 9 и 10. При этом на выходе интег- та 3, и формирование опорного значе- рирующего элемента 9 образуется сигния, равного максимальному результату преобразования на выходе интегри- 15 рующего элемента 10, продолжается в том числе и при появлении импульса длительностью Ј равной длительноенал, равный по уровню сигналу на выходе элемента 11, т.е. К -Г,,а сигнал на выходе интегрирующего элемента JO вновь принкмагт нулевое значение. Сигнал на выходе детектора 12 принимает значение логического О, блокирующего ключ 8 и разблокирующего по второму инверсному входу ключ 6 Пусть на выходе порогового элемента 3 появляется следующий импульс длительностью 4. Ключ 7 вновь разблокируется и интегрирующий элемент 20 вновь осуществляет преобразование длительности импульса с коэффициентом преобразования К . Ключ 6 также оказывается разблокированным по обоим входам и сигнал с первого выхода источника 5 поступает на первый сигнальный вход интегрирующего элемента 9. При этом сигнал на выходе последнего уменьшается пропорционально длительности импульса 4 с коэффициентом преобразования

Кп,Кп.

При 27 2., сигнал на выходе интегрирующего элемента 9 успевает принять нулевое значение до окончания импульса Јг. Б этот момент детектор 12 срабатывает, блокируя ключ 6 и разблокируя ключ 8. В результате по срезу импульса выходе 16 устройства вновь появляется импульс, колебания генератора 15 вновь срываются, сигнал на выходе интегрирующего элемента 10 принимает нулевое значение, а на выходе элемента 11 устанавливается новое значение опорного сигнала, равное Это же значение сигнала устанавливается на выходе интегрирующего элемента 9. При

f,(K

П 2/КЛ1

) С.

сигнал на выхо- ,

г ni 1

де интегрирующего элемента не успевает принять нулевое значение и в мо момент очередного срабатывания формирователя 4 ключ 8 оказывается заблокированным.В результате импульс на выходе 16 устройства и соответственно на входе управления элемента 11 не формируется и значение сигнала на выходе этого элемента не изменяется,

Описанный проиесс преобразования длительности импульсов t ,образую- щихся на выходе порогового элемента 3, и формирование опорного значе-

««акс И ИМПУЛЬС

5

ния, равного максимальному результату преобразования на выходе интегри- 5 рующего элемента 10, продолжается в том числе и при появлении импульса длительностью Ј равной длительноеА 01 К С

ти максимальной паузы, В результате по срезу этого импульса на выходе 16 0 устройства формируется импульс, а на выходе элемента 11 формируется опорное значение сигнала К 2 „, ,

II т лчСЛКС

соответствующее максимальной паузе сигнала давления впрыска- и окончанию

5 процесса установления нормального функционирования устройства. В последующих циклах работы двигателя ключ 8 остается заблокированным до появления очередной паузы сигнала

0 давления длительностью

на выходе устройства формируется только по срезу этой паузы, т.е. один раз за цикл работы двигателя,а значение опорного сигнала на выходе элемента 11 колеблется от цикла к циклу в пределах цикловой нестабильности длительности Ј ,. Фронт им

ллмкс

пульса на выходе 16 устройства соответствует моменту достижения фронтом

о сигнала давления начала процесса

впрыска порога переключения Vp компаратора порогового элемента 3.

При изменении скоростного режима работы двигателя (например, из-за

5 межцикловой нестабильности) в пределах не более d ( пг/к п-)) за цикл процесс формирования отметок цикла не нарушается и к моменту окончания установления нового скоростного

Q режима на выходе элемента 11 устанавливается опорное значение сигнала, пропорциональное новому установившемуся значению длительности паузы D . Восстановление функционироваIYVWKC

е ния устройства при резком снижении скоростного режима обеспечивается импульсами генератора 15.

Функционирование устройства в широком диапазоне частот вращения ко-

ленчатого вала двигателя обеспечивается соответствующим выбором емкости интегрирующих элементов 9 и 10, а колебания амплитуд подвпрысков относительно порога переключения Vrt 141 омдаратора порЪгового элемента j подавляются соответсвующим выбором отношения коэффициентов преобразований

Кги и

Наличие в устройстве источника

опорных сигналов , первого, второго и третьего ключей, первого и второго интегрирующих элементов, элемента памятиэдетектора нуля, первого и второго логических элементов ИЛИ и генератора импульсов обеспечивает подавление в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала двигателя импульсов давления при подвпрыс- ках топлива как путем амплитудной селекции фронта давления начала впрыска,, так и путем временной селекции, предшествующей этому фронту паузы сигнала давления, тем самым повысить точность формирования сигнала отметки цикла.

Формула изобретения Отметчик цикла дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащий последовательно соединенные датчик давления, усилитель, пороговый элемент, выполненный из компаратора и включенного между его сигнальным и опорным входами управляемого источника опорнрго напряжения, и формирователь импульсов} отличающийся тем, что, с целью повышения точности отметки начала цикла, в него дополнительно введены источник опорных сигналов с двумя выходами, первый, второй и третий ключи, каждый из которых выполнен с сигнальным входом и входом управления, причем первый ключ дополнительно снабжен инверсным входом управления, первый .и второй интегрирующие элементы, каждый из которых выполнен с установочным и сигнальным входами, причем первый интегрирующий элемент дополнительно снабжен инверсным сигнальным входом элемента памяти, выполненный с сигнальным входом и входом управления, детектор нуля, первый и второй двухвходовые логические элементы ИЛИ и генератор импульсов,

снабженный управляющим входом и двумя выходами, и формирователь импульсов выполнен с вторым выходом, причем выход порогового элемента динен с прямым входом управления первого ключа и с входом управления второго ключа, первый и второй выходы источника опорных сигналов соединены соответственно с сигнальными

Q входами первого и второго ключей, первый выход формирователя импульсов связан через третий ключ с входом управления генератора импульсов и с первым входом первого логического

5 элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, а выход первого логического элемента ИЛИ подключен к входу управления элемента памяти, второй

п выход формирователя импульсов соединен с первым входом второго логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора, а выход подсоединен к установочным входам первого и второго интегрирующих элементов, выход первого ключа подключен к инверсному сигнальному входу первого интегрирующего элемента, выход которого через детек- Q тор нуля соединен с входом управления третьего ключа и с инверсным входом управления первого ключа, прямой сигнальный вход первого интегрирующего элемента через элемент памяти подключен к выходу второго интегрирующего элемента, а сигнальный вход последнего соединен с выходом второго ключа.

5

5

«kj