Устройство для определения верхней мертвой точки двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК G01M15/00 

нальности сигнала на выходе пикового детект6()а максимальной амплитуде сиг нала на выходе датчика сигнала. Сравнительно низкая точность определения ВМТ поршня обусловлена тем что значение порога срабатывание ком паратора отлично от нулевого уровни. Целью изобрете:нйя является повышение точности устройства. Указаннай цель достигается тем, то устройство дополнительно содержит динамический запоминающий ЪЛемёнт, элемент сборки и управляемый генера- тор импульсов, причем динамический запоминающий элемент включен между быходом пикового детектора и Дёлйтёля напряжения, один из входов Элемента сборкисоединен с выходом уй(э1&ляемого генератора импульсов, . управляющий вход которого подключен кг выхсгду ключа и к другому входу элемента сборки, выход которого теепосреД стйенио соединен с входом управления динамического запоминающего элемента и через первый формирователь импульсое - с входом управления Пикового детектора, выход усилителя подключен диуполнйтельно к одному из входо в втоjpofo компаратора, на Другой вхдд Коfopioro поДан нулевой потёнийа1л, а к выходу через второй форМйроеат Иь импульсов ИбДсоёдинен вход клоча. Wa фиг. 1 Предс:тавлен6 п|эедлагаемое yctpoйctвo, структурнай электрическая схема; на фиг. 2 - мёнШй диаграмма сигналов на выходах элементов устройства. Устройство содержит установленный против маховика двигателя индуктивный датчик 1, выход которого подключен к усилителю 2. Выход усилителя 2 через последовательно соединённые пиковый детектор 3 динамический запоминакиций элемент U и делитель 5 напряжения связан с одним из входов компаратора 6 и непосредственно с Другим его входом и с одним из входов компаратора 7« Выход компаратора б подключен к одному из вхоДрв триггера, 8, а выход KOMnaipatopa 7 - к входу фррмирователя 9 импульсов. Выход последнего связан с входом ключа ТО, вход управления которого поДк/точен к выходу триггера 8. Выход ключа 10 сое длинен с управляющим входом Управляемого генератора 11 импульсов и с одним из входов элемента сборки 12, дру гой ШЭД | ОТОр0т едйн1В Т хЗдёМ генератора П, а выход элемента 12 связан непосредственно с входом управления динамического запоминающего элемента и через формирователь 13 импульсов - с входом управления Пикового детектора 3. Индексом 1 обозначен вход компаратора 7, на который подан нулевой потенциал, а индексом 15 - выход устройства. Значение собственной частоты f. следования импульсов генератора 11 выби|$ается меньшим нижнего значения fff рабочего диапазона частот датчика I. Импульс, поступающий на управляющий вход генератора 11, воздействует времязадающую цепочку так, что срывает колебания генератора. Например, при вьтолнении последнего на базе мультивибратора с RC-времязадающей цепочкой импульс на управляющем, входе емкость этой цепочки. В результате импульсы не:выходе генератора 11 не формируются, с частота следования импульсов на управляющем входе выше собственной частоты следования .импульсов генератора. Динамический запоминающий элемент 4 имеет два режима работы: при отсутствий сигнала на его управляющем ёходе элемент А работает в ре/ жиме выборки (повторения) входного сигнала;при наличии сигнала на управляющем входе - в режиме запоминаний. Устройство работает следующим об разом. Пусть двигатель находится в нерабочем состоянии. В этом случаЬ сигналы на выходе датчика 1, на выходе усилителя 2, а следовательно, и на входах пикового детектора 3 и компараторов 6 и 7 отсутствуют. Генератор 11 формирует импульсы с некоторой частотой следования, равной f, Импульс, появляющийся на выходе генератора 11, проходит через элемент сборки t и поступает непосредствен- ; но на управлякхций вход динамического запоминающего элемент k, устанавлиBa;j последний в режим выборки сигнала (С выхода пикового детектора 3. По заднему фронту импульса генератора 1j срабатУёает формирователь 13, который сбрасывает пиковый детектор 3 з исходное нулевое состояние и переводит триггер 8 в нулевой состояние, при котором ключ 10 закрыт. Одновре Мённо по заднему фронту импульса гене

gS SSsiSi - ратора 11 элемент Ji переходит в режим хранения уровня сигнала, устано.. вившегося на выходе пикового детекто ; ра 3 к моменту его сброса. Уровень сигнала, зафиксированный на выходе элемента k, уменьшается в k«,раз с помощью делителя 5 напряжения и пог ступает на один из входов компаратора 6. Поскольку в описываемом случае сигнал на выходе усилителя 2 отсутствует, то на выходах пикового детектора 3, элемента k и делителя 5 на обоих входах компаратора 6 устанавливается нулевой потенциал, При этом компаратор 6 по одному из вхрдов смещён так, что независимо от уровня шумдв схемы сигнал на его выходе отсутствует и, следовательно, триггер 8 остается в исходном нулевом состоянии, соответствующем закрытому состоянию ключа 10. На обоих входах компаратора 7 потенциалу такж равны нулевым. Вследствие внутренни) шумов схемы и дрейфа смещения компа ратора 7 последний может срабатыват и вызывать в свою очередь срабатывание формирователя 9- Однако, поскол ку ключ 10 закрыт, сигнал на выходе 15 устройства отсутствует. ; Пусть двигатель запущен и разгоняется до заданного скоростного режима, которому соответствует на выходе датчика 1 частота:сигнала fj fу.. Допустим, на выходе датчика 1 появляется импульс положительной по лярности, возникающий при прохождении мимо индykтивнofo датчика 1 отметки ВМТ на маховике двигателя. В MOMeHt появления импульса на щыходе усилителя 2 компараторы 6 и 7 срабатывают . При э том на выходе компаратора 6 появляется сигнал, устанавливающий триггер 8 в единичное состо ние, при котором ключ 10 открывает ся. В некоторый момент времени на выходе пикового детектора 3 фиксируется уровень сигнала Uyy,, соответствующий амплитудному значению появившегося импульса. В момент прохождения ВМТ импульс изменяет свою 1Х)лярность, что вызываетобратное срабатывание компаратора 6 и 7- В этот момент по заднему фронту импульса кдмпаратора 7 срабатывает формирователь 9. который формирует короткйй йТ пульс, проходящий через открытый ключ 10 на выход 15 устройства. Одновременно этот же импульс с выхода ключа 10 поступает не управляющий вход генерат ора 11, срывая его очередное колебание, и на ,. вход элемента сборки 12. Сигнал с выхода последнего поступает на управляющий вход элемента k, переводя его в режим вь|бррки сигнала U с выхода пикового Детектора 3. По заднему фронту импульса формирователя 9 срабатывает формирователь 13, устанавливая триггер 8 в исходное нулевое состояние. При этом ключ 10 блокируется. Одновременно импульс с выхода формирователя 13 поступает на управляющий вход пикового детектора 3 устанавливая его в исходное нулевое состояние. На выходе элемента фиксируется уровень сигнала и j, а на входе компаратора 6, подключенном к выходу делителя 5 - пороговый уровень сигнала, равный Таким образом, в результате на входе компаратора 6, связан ого с делителем 5, автоматически устанавливается пороговый уровень, пропорциональный значению амплитуды сигнала отметки ВМТ. а на выходе 15 в момент обратного срабатывания компаратора 7 формируется короткий импульс. Передний фронт этОго импульса соответствует моменту изменения полярности сигнала от 1етки ВМТ, поскольку порого срабатывания компаратора 7 устанавливается постоянным и равным нулю. Описанный выше процесс формирования сигнала на выходе 15 устройства повторяется при появлении на выходе усилителя 2 следующего импульса положительной полярности с амплитудой и ,j превышающей пороговый уровень компаратора 6, установившийся на выходе делителя 5- При этом, если амплитуда этого импульса отличается от амплитуды предыдущего импульса, т.е. , то на выходе делителя 5 автоматически устанавливается новый пороговый уровень срабатывания компаратора 6, равный Uyy,f/kj,. Описанный выше процесс формирования сигнала на выхОд е 15 устройства не происходит при появлений на выходе усилителя 2 следующеоо импульса положительной полярности с амплитудой, меньшей порогового уровня компаратора 6, установившегося на выхоf(e делителя 5- При этом значение порогового уровня не изменяется. Поскольку амплитуда положительных импульсов, вызванных прохождением мимо датчика 1 отметки ВМТ, всегда больше амплитуды импульсов, вызванных дефектами маховика, то пороговый уровень срабатывания компаратора 6 определяется только сигналами отметки ВМТ. При выполнении условия kc. k, где - отношение сигнал/по меха на выходе датчика Г, появление импульсов, вызванных дефектами маховика, не вызывает срабатывания компаратора 6, а следовательно, и появления сигнала на выходе 15 устройства. При изменениях амплитуды сигнала отметки ВМТ, вызванных иШен 1ением ск ростного режима работы двига1теля, по роговый уровень С{ абатывания компаратора 6 автоматически устанавливает ся с приходом каждого следующего-импульса сигнала отметки бит. Таким образом, введение новых эле мёнТой - Дйн(амйчё й)ГС Эа1Помйнаю1цего элемента,. элемента сборки W управ-; ляёмбго генератора импульсов - выгод но отличает предлагаемое устройство от прототипа, так как позволяет авто матически без участия бпёратора формировать порог срабатывания при да дайном коэффициенте от1нгошения сигнал/помеха в рабочем дйапйзомечасТо вращения коленчатого вала дбигателя, что упрощает Процесс фррМИрования сигнала отметки ВМТ, и формировать выходной сигнал в момент изменения Аполярности сигнала индуктивного дат- чйка, чТо повыагает Точность формирот вания сигнала отметки ВМТ, Формула изобретения . Устройство для определения верхней мертвой точки двигателя внутреннего сгорания, содержащее индуктивный датчик, усилитель, первый и второй компараторы, первый и второй формирователи импульсов, пиковый детектор, делитель напряжения, триггер и ключ, причем датчик через усилитель подключен к одному из входов первого компаратора и к входу пикового детектора, выход делителя напряжения связан с другим входом первого компаратора, один из входов триггера соединен с выходом первого компаратора, другой вход - с выходом первого формирователя импульсов, а выход - с входом управления ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, устройство допог/ итель/но содержит динамический запоминаю- щий элемент, элемент сборки и управляемый генератор импульсов, причем динамический запоминающий, элемент включен между выходом пиKoeogo детектора и входом делителя напряжения , один из входов элемента сборки соединён с выходом управляемого генератора импульсов, управляющий вход которого подключен к выходу ключа,и к другому входу элемента сборки, выход которОгО н осредственно соединен с входом управления динамического запоминающего элемента и через первый формирователь иМпульсов - с входом управления пикового детектора, выход Усилителя пОдктчен дополнительно к , одному из- 19ходов второго компаратора, на другой вход которого подюточен нулевой потенциал, а к выходу через второй формирователь импульсов подсоединен вход ключа. , Исто 1ники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США IP 3839906, кл. 73-1t5 опублик, 197