Способ бесконтактного преобразования перемещения подвижного элемента двигателя в электрический сигнал управления зажиганием Советский патент 1993 года по МПК F02P7/67 F02P1/00 

СО

С

Изобретение относится к методам контроля положения подвижных элементов двигателя и может быть использовано для создания первичных преобразователей каналов синхронизации систем управления двигателем. Сущность изобретения заключается в модулировании посредством подвижного элемента величины положительной обратной связи регенерированного усилителя, определении времени нарастания выходного сигнала, определении производной по времени от амплитуды генерации и изменении коэффициента усиления усилителя в соответствии с величиной и знаком производной - при нарастании амплитуды коэффициент увеличивают, а при спаде уменьшают. 1 ил.

Изобретение относится к способам бесконтактного контроля положения движущихся частей двигателя и может быть использовано при сопряжении инструментально-измерительных средств с тепловыми двигателями любых типов.

Цель изобретения -.повышение точности, разрешающей способности, надежности, а также расширение области применения.

Цель достигается тем, что по способу дополнительно определяют производство по времени от амплитуды генерации, затем изменяют коэффициент усиления усилителя в соответствии с величиной и знаком производной, причем при нарастании амплитуды генерации коэффициент усиления увеличивают, а при спаде амплитуды - уменьшают.

На чертеже изображена блок-схема преобразователя, реализующего предложенное техническое решение.

Преобразователь содержит подвижный элемент 1. выполненный из электропроводного или магнитомягкого .материала, полосовую цепь 2 положительной обратной связи, выполненную с возможностью модуляции величины обратной связи элементом 1, усилитель 3. образующий совместно с цепью 2 генератор, амплитудный детектор 4, дифференцирующее звено 5, управляемую цепь 6 обратной связи. Цепи 2, б связаны с выходами, входами усилителя 3 и землей, вход детектора 4 связан с выходом усилителя 3, выход детектора 4 - с входом звена 5. выход звена 5 - с управляющим входом цепи 6.

Следует отметить, что в зависимости от конкретных требований узлы, используеСО

OJ

ю

СП

со

мые при реализации предложенного технического решения, могут иметь различное технически эквивалентное выполнение. В частности, цепь 2 может содержать высокочастотный трансформатор, выполненный с возможностью перемещения между катушками элемента 1, а также любую известную колебательную систему, например LC-кон- тур, Звено 5 может содержать любую известную дифференцирующую цепь, например RL или RC. с постоянной времени, много меньшей минимальной длительности импульсов генерации. Цепь 6 может быть выполнена по любой известной схеме, например в виде делителя напряжения, содержащего резистор и транзистор, соединенный последовательно, при этом управляющим входом является управляющий электрод транзистора. Усилитель 3 может быть выполнен дифференциальным, парафазным или обычным.

Реализация предложенного технического решения основана на идее виртуального перемещения подвижного элемента 1. Для известного способа характерно принципиальное противоречие, обусловленное необходимостью высоких скоростей изменения инкремента для достижения удовлетворительных параметров и низкими скоростями модуляции инкремента, дости-. гаемыми выполняемыми действиями. Известно, что для динамики регенерированных колебательных систем имеет место аддитивность вкладов потерь и усиления. Поэтому изменение усиления усилители 3 после перехода порога генерации в предложенном техническом решении эквивалентно дополнительному изменению потерь, т.е. увеличению скорости перемещения подвижного элемента 1. Формирование фронтов, и спадов импульса генерации происходит под влиянием как реального, так и виртуального перемещения элемента 1. При этом скорость виртуального перемещения, определяемая фактором Р, равным произведению крутизны управления усилением усилителя 3 по входу цепи 6 и коэффициентов передачи детектора 4, звена 5, значительно превышает скорость реального перемещения, вследствие чего влияние последней на длительность фронтов и спадов мало. Кроме того, если скорость реального перемещения больше определенной величины, при которой фактор Р контура 3, 4, 5, б больше единицы, то для изменения амплитуды генерации имеет место самоускоряющийся режим. Этот временный режим формирования фронтов и спадов генерации

отличается тем, что увеличение скорости нарастания амплитуды вызывает соответствующее изменение усиления, что, в свою очередь, еще более увеличивает скорость

изменения амплитуды. Для этого режима характерно то, что крутизна выходного сигнала преобразователя определяется не скоростью перемещения элемента 1, а

) предельными возможностями обмена энергией между усилителем 3 и колебательной системой при максимальных уровнях сигнала на управляющем входе цепи 6.

Необходимо отметить, что все действия,

составляющие предложенный способ, производятся после перехода порога генерации (спада) и являются линейными операциями, так как коэффициент усиления усилителя 3 изменяют пропорционально величине производной. Поэтому предложенный способ свободен от погрешностей аппаратурного характера, в том числе зависящих от скорости перемещения элемента 1, т.е. от оборотов двигателя. Выбором значения фактора Р определенная выше поро: говая скорость может быть сделана меньше минимальной скорости рабочего диапазона Скоростей, причем с ростом определяющих

значений фиксатора Р величин пороговая скорость падает,

: Повышение точности и разрешения обеспечивается уменьшением погрешности и времени фронтов на выходе детектора.

Повышение надежности и помехоустойчивости связано с отсутствием в предложенном способе действий, связанных с использованием широкополосных пороговых элементов.

Неизвестны технические решения, в которых действия дифференцирования амплитуды генерации и изменения в соответствии с результатами дифференцирования коэффициента усиления, характеризующиеся новым временным режимом, проявляли бы свойства повышения точности, разрешающей способности и надежности преобразования перемещения подвижного элемента

двигателя в электрический сигнал. Это дает основание утверждать, что предложенное техническое решение отвечает критерию существенные отличия.

Возможности предложенного решения

5 исследовались при создании периферийных узлов автоматической системы управления зажиганием двигателя. Бесконтактный преобразователь, реализующий предложенный способ, имеет малые габариты, питается непосредственно от бортсети, помехоустойчив, обладает высокими точностью и

разрешением, широким температурным диапазоном. В частности, в стандартном прерывателе Р - 125 располагаются несколько таких преобразователей непосредственно вблизи токоразносной пластины без экранирования. Начиная со стартерных скоростей вращения, фронты сигнала на выходе детектора составляют единицы микросекунд и не зависят от оборотов. Амплитуда выходного сигнала преобразователя примерно равна напряжению питания в диапазоне температур от - 70 до +120°С. Влияние высоковольтных цепей не отмечалось. Обеспечивается аварийное движение автомобиля без аккумулятора. В целом результаты испытаний позволяют констатировать достижение цели изобретения.

В качестве базового объекта может быть указан способ-прототип. В сравнении с базовым предложенное решение обладает следующими технико-экономическими преимуществами: большой точностью обусловленной отсутствием зависимости выходной величины от погрешностей порогового элемента и от оборотов двигателя, повышенной разрешающей способностью, обусловленной много меньшей длительностью фронтов генерации, большими надежностью и помехоустойчивостью, обусловленными использованием только узкополосных

0

узлов с малым усилением, а также меньшим числом необходимых элементов, более широкой областью применения, в частности, в инструментальных измерительных системах высокого разрешения.

Формула изобретения

Способ бесконтактного преобразования перемещения подвижного элемента двигателя в электрический сигнал управления зажиганием, согласно которому модулируют посредством подвижного элемента 5 величину положительной обратной связи регенерированного усилителя, определяют амплитуду генерации, определяют время нарастания выходного сигнала, судят по этому времени о положении подвижного элемента двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, разрешающей способности, а также расширения области использования, определяют производную по времени от амплитуды генерации, затем изменяют коэффициент усиления усилителя в соответствии с величиной и знаком производной, причем при нарастании амплитуды генерации коэффициент усиления увеличивают, а при спаде амплитуды - уменьшают:

0

5

0