Устройство для измерения угла начала подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1979 года по МПК G01M15/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА НАЧАЛА ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Счетно-кодирукший блок 7 содержит последовательно соединенные формирователь угловых отметок 9 и реверсивный счетчик 10. Управляющие входы счетно-кодируквдего блока 7 образованы управлягщими входами формирователя угловых отметок 9 и счетчика 10 и установочным входом послед него. Пороговое устройство 3 содержит фильтр 11 низких частот, выход которого соединен с одним из входов компаратора 12. Другой вход компаратора 12 подключен к входу фильтра 11. Устройство работает следуклцим образом. Счетно-кодирукяций блок 7 делит пе риод Т следования импульсов с выхода датчика 5 отметки верхней мертвой точки (ВМТ) на К равных частей. В исходном состоянии счетно-кодир кэдий блок 7 находится в выключенном состоянии едини чным сигналом, поступающим на один из его управляющих входов р выхода V блока управления По команде запуск , подаваемой на блок управления 8 (на фиг. не показан) , последний начинает свой цикл работы. При этом в блоке управления 8 разблокируется вход, связанный с выходом усилителя 2. После этого в блоке управления 8 всякий раз генери руется единимый импульсный сигнал, когда сигнал, поступающий на его вхо с выхода усилителя 2 (фиг. 2а), достигает заданного уровня Ufj . Длитель ность этого импульса Т превышает сум марную длительность подачи топлива и колебательного процесса топлива в топливопроводе после подачи (фиг.26 По заднему фронту первого такого импульса, то есть сразу же после первой подачи топлива по отношению к моменту устройства, блок управления начинает подсчитывать чис ло импульсов с выхода датчика 5 отметки ВМТ (фиг. 2в). Первый импульс с выхода датчика 5, регистрируемый блоком управления 8, соответствует концу такга выпуска работы цилиндра. При положительном угле начала подачи топлива второй импульс с выхода датчика 5 отметки ВМТ появляется в момент наличия либо сигнала, поступающего на вход блока управления 8 с выхода порогового устройства 3 (фиг. 2г), либо импульса Т (фиг. 26), генерируемого в блоке управления 8 при превышении сигн лом с выхода усилителя 2 заданного уровня (Jп В этом случае с выхода V4 блока управления 8 на индикатор б поступает определенный сигнал, соответствукиций положительному знаку угла начала подачи топлива. По второму импульсу-с выхода дат чика 5 отметки ВМТ на выходе V бло ка управления 8 формируется нулевой сигналдлительностью 2 Т, включающий на это время счетно-кодирукщий блок 7 в рабочее состояние. При этом сигнал на выходе V блока управления 8 изменяется в течение интервала 2 Т так/что в первую половину этого интервала, то есть до прихода третьего импульса с выхода датчика 5 отметки ВМТ, счетно-кодирующий блок работает в режиме отрицательного счета (режим вычитания) частей периода Т, а во вторую половину, то есть послеприхода третьего импульса с выхода датчика 5 отметки ВМТ, в режиме положительного счета (режим суммирования). При положительном угле начала подачи топлива до момента появления четвертого импульса (после начала определенной подачи топлива) с выхода датчика 5 отметки ВМТ на выходе пороговЬго устройства 3 появится единичный перепад, соответствующий моменту t начала подъема давления в топливопроводе, а следовательно, и напряжения на выходе датчика 1 давления и усилителя 2. Формирователь 4 выделяет фронт этого перепада и посылает на выход блока управления 8 импульс (фиг. 2д), устанавливающий счетно-кодирующий бло,к в нулевое состояние. После этого счетно-кодирующий блок 7 продолжает работу в режиме суммирования о момента прихода на вход блока управления четвертого импульса с выхода датчика 5 отметки ВМТ. С приходом четвертого импульса с выхода датчика 5 отметки ВМТ блок управления заканчивает свой цикл работы и на его выходе V -появляется единичный сигнал, переводящий счетно-кодируюший блок в выключенное состояние. Если счетно-кодирующий блок 7 делит период Т следования импульсов с выхода датчика 5 отметки ВМТ на К равных частей, то к концу работы этого блока в нем бУДет подсчитано Nifi частей периода Т, равное -Tie -f где - временной интервал от момента t начала подачи топлива до момента появления импульса на выходе датчика 5 отметки ВМТ, пропорциональный углу начала подачи топлива (фиг. 2в). Следовательно, результат N ц| , фиксируемый индикатором б, оказывается пропорциональным углу начала подачи топлива. В случае отрицательного угла на-;-, чала подачи топлива второй импульс с выхода датчика 5 отметки ВМТ появляется раньше момента t начала подачи топлива (фиг..2е) в момент отсутствия сигнала, поступающего на вход блока управления 8 с выхода порогового устройства 3, а, следовательно, и импульса Г , генерируемого в блоке управления 8 при превышении сигналом с выхода усилител 2 заданного уровня Up,. В результате этого с блока упра .ления 8 на индикатор 6 поступает сигнал, соответствующий отрицатель ному знаку угла начала подачи топлива, а на выходе V: блока управле ния 8 появляется импульс в момент, соответствующий фронту перепада на ряжения .а выходе порогового устро ства 3, формируемого формирователе 4 (фиг. 2д), Этот момент соответст вует моменту начала второй по отно нию к моменту запуска устройства п дачи топлива. В результате счетнокодирующий блок устанавливается в левое состояние, после чего продол жает работу в режиме вьгчитания. Если сброс счетно-кодируюшего блока 7 в нулевое состояние произо шел в момент t г находящийся на интервале Tip после появления второ го импульса на выходе датчика 5 отметки ВМТ (фиг, 2е), то до появления третьего импульса на выходе последднего в счет но-кодирующем блок зафиксируется число После прихода третьего импульса выхода датчика 5 отметки ВМТ счетно кодирующий блок переключается,в.режим суммирования и зафиксирует до конца работы, то есть до прихода четвертого импульса с выхода датчика 5 отметки ВМТ, число Результатом измерения окажется число N4:, равное алгебраической сум ме чисел N и No, т.е. Т Т и пропорциональное углу начала подачи топлива. Таким образом, введение в устройство счетно-кодирующего блока, подключенного к индикатору и датчику отметки ВМТ, соединенному с блоком управления, входы которого связаны с выходами усилителя, порогово го устройства и формирователя, позволило автоматизировать процесс изм рения, и, следовательно, повысить его точность. Формирователь угловых отметок 9 счетно-кодирующего блока 7 обеспечи вает деление периода Т слещования импульсов с выхода датчика 5 отметок ВИТ на К равных частей независимо от длительности Т. Следователь но, результат измерения, фиксируемый по окончании счета импульсов с выхода формирователя 9 в реверсивном счетчике 10,, также не зависит от оборотов двигателя. 08. 6 Сигнал с выхода усилителя 2 поступает на вход порогового устройства 3, образованного фильтром низких частот 11 и компаратором 12. В момент начала подачи топлива сигнал на первом входе компаратора 12, который соединен непосредственно с выходом усилителя 2, начинает резко возрастать, а на выходе фильтра 11, Подключенного ко второму входукомпаратора, в этот момент, вследствие инерционности фильтра, поддерживается сигнал, соответствующий уровню установившегося давления перед моментом подачи. Следовательно, в момент начала подачи топлива сигнал на первом входе компаратора превышает по уровню сигнал на втором входе и компаратор 12 формирует на своем выходе единичный перепад напряжения. Величина отклонения давления от установившегося уровня, фиксируемая поре- . говым устройством 3, определяется только зоной нечувствительности компаратора 12. При этом величина уста,новившегося давления не оказывает никакого влияния на работу устройства. Введение в пороговом устройстве, состоящем из фильтра низких частот и компаратора, следящего режима за уровнем установившегося давления позволило снизить погрешность опре-, деления момента начала подачи топлива до величины инструментальных погрешностей блоков,используемых в устройстве, и тем самым повысить точность измерения угла начала подачи топлива. Формула изобретения 1.Устройство для измерения угла начала подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее датчик давления, подключенный к последовательно соединенным усилителю, пороговому устройству и формирователю, блок управления, связанныйс индикатором, и датчик отметки верхней мертвой точки, отличающее с я тем, чт,о, с целью повышения точности измерения, в устройство введен счетно-кодкрующий блок, подключенный к индикатору и датчику отметки верхней мертвой точки, а последний соединен с блоком управления, входы которого связаны с выходами усилителя, порогового устройства и формирователя. 2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что счетнокодирующий блок выполнен в виде последовательно соединенных формирователя угловых отметок и реверсивного счетчика. 3.Устройство по пп.1 и 2 о тичающееся тем, что управлякщие входы счетно-кодирующего блока образованы управлякщими входами счетчика и формирователя угловых отметок и установочным входом счетчика.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пороговое устройство выполнено в виде последовательно соединенных Фильтра низких частот и компаратора/ второй вход которого подключен к входу фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3503255, кл. 73-117.2, 1969.