SU1015102A1 - Устройство дл измерени угла опережени подачи топлива в двигатель внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее датчики верхней мертвой точки поршн  и исследуемого процесса, формирователи сигналов, триггер , первую и вторую схемы совпадени , блок вычислени , индикатор и генератор имт пульсов, причем датчики подключены через формирователи к входам триггера, первый выход которого подключен к первому входу первой схемы совпадени , выход генератора импульсов св зан с вторыми входами первой и второй схем совпадени , а выход блока вычислени  подключен через информационные шины к первому входу индикатора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены счетный триггер, первы.й и второй счетчики импульсов, дешифратор адреса и треть , четверта , п та  и шеста  схемы совпадени , причем счетный триггер подключен входом к выходу формировател  сигнала исследуемого процесса, первым выходом - к первому входу второй схемы совпадени  и к третьему входу первой схемы совпадени , а вторым выходом - к первым входам п той и шестой схем совпадени , выходы первой и второй схем совпадени  подключены через первый и второй счетчики импульсов к первым входам третьей и четвертой схем совпадени  соответственно , выход шестой схемы совпадени  подключен к нулевым входам счетчиков импульсов , первый выход триггера подключен к третьему входу п той схемы совпадени , выходы третьей и четвертой схем совпадени  и первый вход индикатора подключены к информационной шине блока вычислени , адресна  шина которого подключена к входу дешифратора адреса, соответствующие выходы которого - к вторым входам третьей, четвертой и п той схем совпадени  и к индикатору, а шина управлени  блока вычислени  подключена к выходу п той схемы совпадени  и к третьим входам третьей, четвертой схем совпадени  и индикатора. сл о tc

Description

Изобретение относитс  к средствам диагностики двигателей с впрыском топлива, преимущественно дизелей.

Известны устройства дл  измерени  угла опережени  подачи топлива в двигатель внутреннего сгорани , содержащие датчики верхней мертвой точки (ВМТ) порщн  и исследуемого процесса, формирователи сигналов , триггер, первую и вторую схемы совпадени , блок вычислени , индикатор и генератор импульсов, причем датчики подключены через формирователи к входам триггера, первый выход которого подключен к первому входу первой схемы совпадени , выход генератора импульсов св зан с вторыми входами первой и второй схем совпадени , а выход блока вычислени  подключен через информационные щины к первому входу индикатора 1.

Это устройство позвол ет определ ть угол е опережени  подачи (впрыска) топлива относительно ВМТ в двигателе внутреннего сгорани , причем процесс определени  угла сведен к определению цифровых эквивалентов: N - числа импульсов опорного генератора дл  угла 720° и измер емого угла NX на определенной скорости вращени  двигател , а также вычисление согласно Ч - -720° в блоке вычислени , например в Микропроцессоре. На входах блока вычислени  устройства число-импульсное представление информации, т.е. по входам блока вычислени  поступают пачки импульсов N и N,. В устройстве отсутствует жестка  синхронизаци  начала и конца подсчета импульсов генератора, начала вычислени  Ч в блоке вычислени  в силу своей структурной ограниченности. Поэтому определение указанных моментов возможно лишь сложным временным анализом по жесткой программе, имеющей конечное врем  выполнени , в блоке вычислени  поступлени  пачек импульсов, например, по их отсутствию на конечном интервале времени . Моменты начала и конца подсчета N и NX при этом мо1-ут быть определены с дополнительной погрещностью ± ДТ, что ведет к искажению подсчитываемых импульсов ±AN, N,- Nx±ANx, где/lN и N - дополнительные погрешности, св занные с погрещностью определени  границ временных интервалов

cf -J;5 . 720

N±AN

Конечный результат искажаетс . .

Полное использование информации от датчиков ВМТ и исследуемого процесса дл  введени  жесткой синхронизации всех элементов вычислительного процесса, введение буферных элементов пам ти дл  формировани  и хранени  исходных операндов N и N позволит повысить точность определени  угла опережени  подачи топлива в двигателе внутреннего сгорани .

Цель изобретени  - повышение точности измерени  устройства.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  угла опережени 

подачи топлива в двигатель внутреннего сгорани , содержащее датчики верхней мерт вой точки порщн  и исследуемого процесса, формирователи сигналов, триггер, первую и вторую схемы совпадени , блок вычислени , индикатор и генератор импульсов, причем датчики подключены через формирователи к входам триггера, первый выход которого подключен к первому входу первой схемы совпадени , выход генератора импульсов св зан с вторыми входами первой

5 и второй схем совпадени , а выход блока вычислени  подключен через информационные щины к первому входу индикатора, дополнительно введены счетный триггер, первый и второй счетчики импульсов, дешифратор адреса и треть , четверта , п та  и

0 щеста  схемы совпадени , причем счетный триггер подключен входом к выходу формировател  сигнала исследуемого процесса , первым выходом к первому входу второй схемы совпадени  и к третьему входу

первой схемы совпадени , а вторым выходом к первым входам п той и щестой схем совпадени , выходы первой и второй схем совпадени  подключены через первый и второй счетчики импульсов к первым входам третьей и четвертой схем совпадени 

0 соответственно, выход щестой схемы совпадени  подключен к нулевым входам счетчиков импульсов, первый выход триггера подключен к третьему входу п той схемы совпадени , выходы третьей и четвертой схем совпадени  и первый вход индикатора подключены к информационной шине блока вычислени , адресна  щина которого подключена к входу дешифратора адреса, соответствующие выходы которого - к вторым входам третьей, четвертой и п той схем совпадени  и к индикатору, а щина управлени  блока вычислени  подключена к выходу п той схемы совпадени  и к третьим входам третьей, четвертой схем совпадени  и индикатора.

На фиг. 1 приведена функциональна 

f. схема устройства; на фиг. 2 - временна  диаграмма синхронизации элементов устройства и процесса вычи лени  (где а - работа генератора импульсов; б - сигналы с выхода датчика исследуемого процесса; 8 - сигналы с выхода датчика ВМТ; г -

0 сигналы с первого выхода триггера; д - сигналы с первого выхода счетного триггера; е- интервал времени подсчета N-импульсов; ж - сигнал «Готовность ; з - обнуление счетчиков.

Устройство содержит датчик 1 ВМТ,

5 формирователь 2 сигнала, триггер 3, формирователь 4 сигнала, датчик 5 исследуемого процесса, первую схему 6 совпадени , генератор 7 импульсов, счетный триггер 8,

вторую схему 9 совпадени , первый счетчик 10 импульсов, второй счетчик 11 импульсов , третью схему 12 совпадени , четвертую схему 13 совпадени , п тую схему 14 совпадени , дешифратор 15 адреса, шестую схему 16 совпадени , блок 17 вычислени  в составе посто нного запоминающего устройства (ПЗУ) 18 и микропроцессора 19, например ИК580, индикатор 20, шину 21 адресную, шину 22 управлени  и шину 23 информационную.

Датчик 1 ВМТ и датчик 5 исследуемого процесса подключены параллельно к входам триггера 3 через формирователи 2 и 4 соответственно. Первый выход триггера 3 подключен к первому входу первой схемы 6 совпадени  и к третьему входу п той схемы совпадени . Второй выход триггера 3 подключен к второму входу шестой схемы 16 сов1падени . Вход счетного триггера 8 подключен к формирователю 4 исследуемого процесса. Первый выход счетного триггера 8 подключен к третьему входу первой схемы 6 совпадени  и к первому входу второй схемы 9 совпадени , а второй выход счетного триггера 8 подключен к первым входам п той и шестой схем 14 и 16 совпадени . Выход генератора 7 импульсов подключен к вторым входам первой и второй схем 6 и 9 совпадени . Выходы первой и второй схем 6 и 9 совпадени  подключены через первый и второй счетчики 10 и 11 импульсов к первым входам третьей и четвертой схем 12 и 13 совпадени  соответственно . Выход шестой схемы 16 совпадени  подключен к входам обнулени  счетчиков 10 и 11 импульсов. Выходы третьей и четвертой схем 12 и 13 совпадени  и первый вход индикатора 20 подключены к информационной шине 23 блока 17 вычислени . Адресна  шина 21 подключена к входу дешифратора 15 адреса, выходы которого подключены к соответствующим вторым входам третьей, четвертой-, п той схемы 12-14 совпадени , индикатора 20. Шина 22 управлени  блока 17 вычислени  подключена к выходу п той схемы 14 совпадени  и к третьим входам третьей, четвертой схем 12 и 13 совпадени  и индикатора 20.

Назначение элементов устройства следующее . Датчик 1 ВМТ генерирует электрический сигнал о нахождении поршн  двигател  в верхней мертвой точке. Датчик 5 генерирует электрический сигнал в момент начала подачи (впрыска) топлива. Формирователи 2 и 4 нормируют сигналы от датчиков 1 и 5. по амплитуде и фронтам. Триггеры 3 и 8 служат дл  задани  временных интервалов, заполн емых импульсами от генератора 7 импульсов стабильной частоты следовани . Схема 6 совпадени  служит дл  формировани  пачки N .импульсов - цифрового эквивалента измер емого угла опережени  впрыска топлива. Схема 9 совпадени  служит дл  формировани  пачки N импульсов - цифрового эквивалента двух полных оборотов коленчатого вала двигател , т.е. врем  между двум  впрысками 5 топлива. Счетчики 10 и II служат дл  накоплени  текущей информации в виде пачек импульсов и буферизации сформированных операндов N и NX дл  последующего вычислени  измер емого угла f опережени  впрыска топлива согласно формуле cf блоке 17 вычислени .

Схема 14 совпадени  служит дл  формировани  сигнала «Готовность, характеризующего момент окончани  формировани  исходных операндов N и NA дл  блока 17

5 вычислени  и начало их выборки в сверхоперативную пам ть (регистры) микропроцессора 19 из счетчиков 10 и-11 импульсов. Схемы 12 и 13 совпадени  служат дл  клапанирован-и  информации на информационную шину 23 по команде «Ввод от микропроцессора 19 по адресу, задаваемому микропроцессором 19 на адресной шине 21. Вывод результата «f после операций умножени  и делени  из микропроцессора 19 осуществл етс  по команде «Вывод по шине 22

5 управлени  по соответствующему адресу. Схема 16 осуществл ет формирование сигнала обнулени  счетчиков 10 и II импульсов при отсутствии задани  временных интервалов триггерами 3 и 8. ПЗУ 18, вход щее в блок 17 вычислени , служит дл  хранени  жесткой программы спроса признака «Готовность, выборки сформированных операндов N и 14, хранени  const 720, вычислени  f, вывода результата на индикатор 20.

Схемы 12-14 совпадени  и индикатор 20

5 представл ют собой внешние устройства дл  микропроцессора 19, с которыми микропроцессор 19 осуществл ет операции ввода и вывода.

Адресна  шина 21 однонаправленна . Информационна  шина и шина управлени  двухнаправленные.

На фиг. 2 обозначено; tjc- временной интервал, эквивалентный измер емому углу; Ч - угол опережени  подачи топлива; tj - временный интервал, эквивалентный 5 двум полным оборотам коленчатого вала двигател ; t - длительность сигнала «Готовность ; tg - длительность сигнала обнулени  счетчиков 10 и П.

Устройство работает следующим образом .

При вращении вала двигател  датчик 1 ВМТ генерирует электрические импульсы в моменты нахождени  поршн  в точке ВМТ - один за полный оборот вала. Датчик 5 генерирует электрические импульсы в моменты подачи (впрыска) топлива в цилиндр двигател  - один за два полных оборота вала двигател  (см. фиг. 2). Сформированные импульсы в формировател х 2

и 4 поступают на соответствующие входы триггера 3, на первом выходе которого формируетс  импульс длительностью t, завис щей от угла опережени  подачи топлива и скорости вращени  коленчатого вала двигател . На первом выходе счетного триггера 8 сформируетс  импульс с длительностью , равной двум полным оборотам коленчатого вала, при этом смена состо ни  на выходе счетного триггера 8 происходит по сигналу от датчика 5 исследуемого процесса. На выходе первой схемы 6 совпадени  по витс  пачка импульсов цифрового эквивалента угла опережени  подачи топлива при наличии импульсов с первого выхода триггера 3 и с первого счетного триггера 8. На выходе второй схемы 9 совпадени  по витс  пачка импульсов N - цифрового эквивалента двух полных оборотов коленчатого вала при наличии импульсов с первого выхода счетного триггера 8.

Подсчет импульсов в пачке NX происходит в буферном счетчике 10, а импульсов в пачке N - в буферном счетчике -11. По окончании импульса с первого выхода триггера 8 и началу импульса с первого выхода триггера 3 (последующее срабатывание датчика 5 подачи топлива). На выходе п той схемы 14 совпадени  (см. фиг. 2) выставитс  сигнал «Готовность об окончании формировани  исходных операндов N и Nj( в счетчиках 10 и 11. Адрес внешних устройств микропроцессор 19 выставл ет на адресной шине 21, причем после дешифрации соответствующего адреса происходит опрос схемы 14 совпадени .

По сигналу «Готовность микропроцессор 19 осуществл ет последовательный ввод информации с внешних устройств: схем 12 и 13 сравнени  по сигналу «Ввод с шины 22 управлени  по третьим входам схем 12 и 13, адрес схемы при этом задаетс  на адресной шине 21. Через дешифратор 15 адреса определ етс  номер подключаемой схемы совпадени  по вторым входам схем 12 и 13 совпадени . На-информационную шину 23 последовательно с выхода третьей схемы 12 совпадени  поступает число Ny, а с выхода четвертой схемы 13 поступает число N. По окончании выборки операндов N и NX во внутреннюю сверхоперативную пам ть, например в регистры общего назначени  (РОН), микропроцессор 19 приступает к вычислению ч , причем константа 720 и программа вычислений хранитс  в ПЗУ 18.

По окончании вычислени  ч микропроцессор 19 выставл ет адрес выводного устройства; индикатора 20 на адресной шине 21; через дешифратор 15 адреса на второй ввход индикатора 20 поступает разрешение съема информации о результате с информационной шины 23 по сигналу «Вывод с шины 22 управлени . Результат индицируетс  на индикаторе 20.

По окончании сигнала «Готовность длительностью tj (см. фиг. 2) на выходе щестой схемы 16 совпадени  выставитс  сигнал обнулени  длительностью iy буферных счетчиков 10 и 11 импульсов. Счетчики 10 и 11 устанавливаютс  в исходное (нулевое ) состо ние и подготовлены к следующему циклу накоплени  N и N, - цифровых эквивалентов интервалов времени tj

5 и tx соответственно.

Проследующее срабатывание датчи , ков 5 и 1 вызовет формирование импульсов на первых выходах триггеров 3 и 8. Затем происходит согласно описанному ранее алгоритму процесс накоплени  операн тов N и вычисление - угла подачи топлива.

Точность измерени  ч (угла опережени  подачи топлива) в предлагаемом устройстве зависит от точности определени  границ временных интервалов времени t; и t , от выбранной частоты генератора 7 импульсов , количества разр дов в счетчиках 10 и 11, разр дности микропроцессора и индикатора.

Q При большой частоте генератора 7 импульсов и соответственной разр дности счетчиков 10 и 11, микропроцессора и индикатора точность измерени  угла «ч зависит практически лишь от точности определени  границ временных интервалов t|

и i, так как точность процесса вычислени  согласно cf 720 зависит лишь от разр дности исходных оперантов N и N и самого блока 17 вычислени .

По сравнению с базовым объектом предлагаемое устройство за счет полного использовани  информации от датчиков ВМТ и исследуемого процесса дл  более точного определени  границ временных интервалов tj и t и эквивалентных дл  этих интервалов чисел N и NX соответственно, за

J счет введени  жесткой синхронизации процесса накоплени  и хранени  исходных операндов N и NX, позвол ет повысить точность определени  угла опережени  подачи топлива в двигателе внутреннего сгорани . На устройстве с предлагаемой структурой получена точность определени  угла опережени  подачи топлива лучше 0,01% при оборотах коленчатого вала в пределах 300-3000 об/мин.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее датчики верхней мертвой точки поршня и исследуемого процесса, формирователи сигналов, триггер, первую и вторую схемы совпадения, блок вычисления, индикатор и генератор имг пульсов, причем датчики подключены через формирователи к входам триггера, первый выход которого подключен к первому входу первой схемы совпадения, выход генератора импульсов связан с вторыми входами первой и второй схем совпадения, а выход блока вычисления подключен через информационные шины к первому входу индикатора, отличающееся тем, что, с цесчетчики импульсов, дешифратор адреса и третья, четвертая, пятая и шестая схемы совпадения, причем счетный триггер подключен входом к выходу формирователя сигнала исследуемого процесса, первым выходом — к первому входу второй схемы совпадения и к третьему входу первой схемы совпадения, а вторым выходом — к первым входам пятой и шестой схем совпадения, выходы первой и второй схем совпадения подключены через первый и второй счетчики импульсов к первым входам третьей и четвертой схем совпадения соответственно, выход шестой схемы совпадения подключен к нулевым входам счетчиков импульсов, первый выход триггера подключен к третьему входу пятой схемы совпадения, выходы третьей и четвертой схем сов- g падения и первый вход индикатора подключены к информационной шине блока вычисления, адресная шина которого подключена к входу дешифратора адреса, соответствующие выходы которого — к вторым входам третьей, четвертой и пятой схем сов- g падения и к индикатору, а шина управления блока вычисления подключена к выходу пятой схемы совпадения и к третьим входам третьей, четвертой схем совпадения и индикатора.

   лью повышения точности измерения, в него введены счетный триггер, первый и второй f0 /г -5

   Т__.

   Фиг.1 >