Многофункциональная микропроцессорная система для диагностики двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02M65/00 

сл

с

Изобретение относится к области диагностики и испытаний двигателей внутреннего сгорания и позворляет повысить точность и производительность измерений. Система содержит датчик 1 верхней мертвой точки, датчик 2 угловых положений, датчик 3 исследуемого процесса, первый 4 и второй 5 формирователи импульсов и усилитель 6, функционально связанные с датчиками 1, 2 и 3, блок 7 синхросигналов, аналоге цифровой преобразователь 10,регистр 13,блок 14 элементов задержки формирователь сигнала Готовность вычислитель 18 и индикатор 19 Система позволяет осуществлять запись информации в регистр 13 и последующий ввод ее в вычислитель 18 только при условии несравнения текущей и предыдущей кодовых комбинаций с выхода аналого- цифрового преобразователя 10 1 ил.

Изобретение относится к системам для диагностики двигателей внутреннего сгорания

Цель изобретения - повышение точности и производительности измерения

На чертеже изображена блок-схема системы.

Многофункциональная микропроцессорная система для диагностики двигателя внутреннего сгорания содержит датчик 1 верхней мертвой точки (ВМТ) поршня, датчик 2 уповых положений (УП); датчик 3 исследуемого процесса (ИП), первый 4 и второй 5 формирователи импульсов и усилитель 6, входы которых подключены соответственно к выходам датчиков 1, 2 и 3, блок 7 синхросигналов, который может быть выполнен, например, в виде последовательно связанных генератора 8 опорной частоты и делите- ля 9 частоты, аналого-цифровой поеобразовэтель (АЦП) 10, информационный вход которого подключен к выходу усилителя 6, а тактовый вход - к выходу блока 7 синхросигналов (к выходу генератора 8 опорной частоты), первый 11 и второй 12 счетчики импульсов, счетные входы которых подключены соответственно к дополнительному выходу блока 7 синхросигналов (к выходу делителя 9 частоты) и выходу второго формирователя импульсов, а входы сброса (R) - соответственно к выходам второго 5 и первого 4 формирователей импульсов, регистр 13, информационные входы которого связаны с информационными выходами аналого-цифрового преобразователя 10, а дополнительные информационные входы - с выходами первого 11 и второго 12 счетчика, блок 14 элементов задержки, блок 15 сравнения цифровых кодов, схему 16 совпадения, один вход которой подключен к выходу блока 15 сравнения цифровых кодов, формирователь 17 сигнала Готовность

о сл

01 00

о

вход которого подключен к выходу схемы 16 совпадения и связан с тактовым входом регистра 13, вычислитель 18, информационные входы которого подключены к выходам регистра 13, вход связан с формирователем 17 сигнала Готовность, управляющие выходы соединены с входами блока 7 синхросигналов (делителя 9 частоты), а дополнительный выход связан с другим входом схемы 16 совпадения, и индикатор 19, входы которого подключены к информационным выходам вычислителя 18. При этом информационные выходы аналого-цифрового преобразователя 10 дополнительно связаны с одной группой входов блока 15 сравнения цифровых кодов непосредственно, а с другой - через блок 14 элементов задержки,

Многофункциональная микропроцессорная система для диагностики двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

Запуск системы производится по инициативе оператора путем нажатия соответствующей клавиши на пульте вычислителя 18. По сигналу запуска система приводится в исходное состояние: обнуляются счетчики 11 и 12, регистр 13 и индикатор 19 (цепи обнуления не показаны), и подается сигнал запрета (лог. О) на второй вход схемы 16 совпадения, при этом на ее выходе независимо от состояния первого входа устанавливается сигнал лог. О. Вычислитель 18, находясь в инициативном режиме, принимает цифровую информацию из регистра 13 и формирователя 17. Удостоверившись, что на их выходах сигналы лог. О, т. е. система находится в исходном состоянии, вычислитель 18 выдает по управляющим выходам на второй вход схемы 16 совпадения сигнал разрешения (лог. 1) и на вход управления блока 7 синхросигналов управляющее слово, которое далее поступает на вход управления делителя 9 частоты и запускает его с соответствующим коэффициентом деления. Делитель 9, принимая тактовые импульсы от генератора 8, преобразует их частоту следования в частоту, соответствующую коду управляющего слова, и посылает эти импульсы на счетный вход счетчика 11, который начинает их подсчитывать. Одновременно в счетчике 12 произеодигся счет импульсов угловых положений, поступающих от датчика 2 угловых положений. Прх этом кодовые комбинации с выходов счетчиков 11 и 12 поступают на соответствующие входы регистра 13.

Сигнал разрешения (лог. 1), поступающий в одном из разрядов управляющего слова на второй вход схемы 16 совпадения

позволяет производить запись цифровой информации в регистр 13 при условии не сравнения (несоответствия) текущей и предыдущей кодовых комбинаций с выхода

АЦП 10.

В этом случае на выходе блока 15 сравнения появляется сигнал лог. 1, который по совпадению с сигналом разрешения проходит через схему 16 совпадения на такто0 вый вход регистра 13. При этом осуществляется запись в регистр 13 кодовых комбинаций с выходов счетчиков 11 и 12 и АЦП 10.

Одновременно с поступлением импуль5 са на тактовый вход регистра 13 происходит его поступление на вход формирователя 17, который формирует сигнал Готовность и выставляет его на управляющий вход вычислителя 18.

0 Таким образом, после выставления управляющего слова на выходы управления вычислитель 18 находится в режиме ожидания. В этом режиме датчик 1 ВМТ генерирует электрический сигнал в момент

5 прохождения поршнем в цилиндре двигателя верхней мертвой точки. Датчик 2 УП генерирует электрические сигналы через дискретный угол поворота коленчатого ва- лап. Формирователи 4 и 5 нормируют сигна0 лы от датчиков 1 и 2 по амплитуде и фронту и генерируют короткие импульсы в момент прохождения напряжения с датчиков через ноль. Сигнал с формирователя 4 поступает на вход сброса счетчика 12, а с формирова5 теля 5 - на вход сброса счетчика 11, по приходе этих сигналов счетчики обнуляются. На счетные входы счетчиков 11 и 12 поступают соответственно импульсы с выходов делителя 9 частоты блока 7 синхро0 сигналов и с формирователя 5.

Таким образом, в счетчиках 11 и 12 подсчитывается число импульсов с делителя 9 частоты и с формирователя 5. Первые несут информацию об изменении времени, вто5 рые - об угловом положении коленчатого

вала двигателя. Выходные цифровые коды

счетчиков 11 и 12 поступают на регистр 13.

Датчик 3 ИП генерирует электрический

сигнал, соответствующий исследуемому

0 процессу. Данный сигнал фильтруется и усиливается усилителем 6 и поступает на информационный вход АЦП 10. На его тактовый вход (вход запуска) поступают импульсы с выхода генератора 8 опорной

5 частоты блока 7 синхросигналов. По каждому такому импульсу происходит запуск АЦП 10. Последний преобразовывает поступающий на его информационный вход сигнал с усилителя 6 из аналогового вида в цифровой. В результате на его выходе формируется цифровой код, соответствующий неличине аналогового сигнала в данный момеы времени. Сформированный цифровой коде выходов АЦП 10 поступает на первые входы блока 15 сравнения цифровых кодов непос редственно и на вторые входы через блок 14 элементов задержки. При неравенстве текущего цифрового кода и предыдущего на выходе блока 15 генерируется короткий импульс, длительность которого определяется временем задержки блока 14 элементов задержки. Данный импульс поступает через схему 16 совпадения на формирователь 17 сигнала Готовность и на тактовый вход регистра 13. В результате в регистр 13 записываются текущий цифровой код аналогового сигнала и цифровые коды угла поворота коленчатого вала двигатечя и величины времени с момента прихода сигнала с датчика 2 УП.

Формирователь 17 сигнала Готовность генерирует импульс, по которому вычислитель 18 считывает информацию из регистра 13 и записывает ее во внутреннюю оперативную память

Таким образом, по каждому импульсу с выхода генератора 0 опорной частоты блока 7 синхросигналов формируется цифровой код аналогового сигнала, который записывается во внутреннюю оперативную память вычислителя 18 совместно с текущими значениями кодов угла поворота коленчатою вала двигателя и времени только в том случае, если текущий код с выхода ЛЦП 10 не будет равен предыдущему, т е. автоматически исклю 1аются из записи те цифровые коды аналогового сигнала, значения которых раины предыдущему и, следовательно не несут полезной (ценной) информации о характере изменения сигнала.

Приняв цифровую информацию из регистра 13, вычислитель 18 производит ее обработку, заключающуюся, например, в вычислении амплитуды сигнала, его длительности, скорости изменения, нахождений точек экстремума и частоты вращения коленчатого вчла и т. д,

По величине частоты вращения коленчатого вала двигателя осуществляется коррекция управляющего слова, поступающего на делитель 9 частоты (при этом сигнал лог 11 на втором входе схемы 16 совпадения не меняется).

Результат вычисления параметров выводится на индикатор 19.

Результатом указанного исключения из записи неинформативных цифровых кодов является использование значительно меньшего объема оперативной памяти в вычислителе 18 при одинаковой значимости

обрабатываемого массива информации и, следствие уменьшение времени обработки полученной информации, т е чение производительности сиг.тгмы 5 диагностирования

Для привязки временной шкалы к углу поворота коленчатого вала двигателя и к исследуемому процессу вычислитель 18 управляет делителем 9 частоты. При этом уве

0 личение точности достигается за счет использования возможности изменения числа записи цифровых значении аналогового CHI нала с учетом ei о текущего изменения

5

Формула изобретения Многофункциональная микропроцессорная система для лиягнсь тики двигателей внутреннего сгорания, содержащая датчики

0 верхней торцовой точки, угловых положений и исследуемою процесса, выходами связанные соответственно с первым и вторым формирователями и усилителем, анг- лого-цифровой преобразователь, информа5 циопный вход которого связан с выходом усилителя, а тактовый вход соединен с выходом блока синхросигналов, вычислитель, управляющий пход которого связан с формирователем сигнала Готовность, управ0 ляющие выходы соединены г, входами блока синхросигналов, а информационные выхоли связаны г индикатором регистр, информационные входы которого связаны с информационными выходами аналого-циф5 рового преобразователя, а выходы - с информационными входами вычислителя, и блпк элементов задержки, о т л и ч а ю щ а- я с я тем, что с целью повышения точности и производительности, она снабжена пер0 оым и вторым счетчиками, выходы которых связаны с дополнительными группами информационных входов регистра, а счетные входи соединены соответственно с дополнительным выходом блока синхросигналов

5 и выходом второго формирователя, и последовательно связанными блоком сравнения цифровых кодов и схемой совпадения, один из входов которой ссязан с дополнительным гн (ходом вычислителя, а выход - с тактовым

0 входом регистра и входом формирователя отпала Готовность, причем вход сброса первого счетчика связан с выходом второго формирователя, а вход сброса второго счетчика - с выходом первого формирователя.

5 информационные выходы аналого-цифрового преобразователя дополнительно связаны с одной группой входов блока сравнения цирропых кодов непосредственно, а с другой - через блок элементов задержки.