Устройство для определения углового положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

Устройство для определения углового положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электронным средствам для диагностики и контроля двигателей внутреннего сгорания (две). Целью изобретения является раскирение области изменения устройства. Устройство содержит индукционный датчик I, формирующий каскад 2, переключатель 3, генератор 4 импульсов, первый и второй счетчики 5 и 6 импульсов. Кроме того, оно снабжено триггером 7, ключами 8-11, логическимэлементом ШШ 12 и формпрователам 13 импульсов. Индукциоиньй датчик 1 при прохождении мимо него маркерной или одной из угловых меток , установленных на вращающейся части две, формирует биполярный импульс , момент изменения полярности .которого соответствует середине метки , В этот момент формир пощий каскад 2 вырабатывает короткий импульс, поступающий на вход переключателя 3. За один оборот коленчато1 о вала ДВС на вход переключателя 3 поступает серия импульсов угловых меток с периоследования Тм и один импульс ьшр- Керной метки, следующий через интервал Т„д, после одной из угловых меток. Состояние перекгаочателя 3 определяется состоянием реверсивных счетчиков 5 и 6. Если число в одном из счетчиков равно нулю, то сигнал па его выходе принимает единичное значение. Этот сигнал проходит через элемент lUlIi 12 на вход управления переключателя 3 и разблокирует первый его выход. Если числа, зафиксирован}п е « ю ч ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С Ol М 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3840387/25-06 .(22) 09.01.85 (46) 07.07.86. Вюл. Ф 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительнь)х приборов и Ленинградский ордена

Ленина электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) .(72) Р.А.Ивашев, P.Â.Ìàðêåëoâ и Г.Ф.Морозов (53) 621.43.001.5 (088.8) (56) Патент СИА Р 4356447, кл. 324-169, опублик. 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИ—

ГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к электронным средствам для диагностики и контроля двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Целью изобретения является pact:ирение области изменения устройства. Устройство содержит индукционный датчик 1, формирующий каскад 2, переключатель 3, генератор 4 импульсов, первый и второй счетчики

5 и 6 импульсов. Кроме того, оно снабжено триггером 7, к»»ючам»» 8-11, логическим элементом ИЛИ 12 и формирователем 13 пмпульсов. Индукционньп» датчик 1 пр»» прохождении мимо него маркерной»»лп одной из угловь|х меток, установленных на вращающейся части ДВС, формирует биполярный импульс, момент изменения полярност»» которого соответствует середине метки. В этот момент формирующий каскад 2 вырабатывает короткий»»мпу)п.с, поступающий па вход переключателя 3.

За один оборот коленчатого вала ДВС на вход переключателя 3 поступает серия импульсов угловых меток с перпо— дом следования Т »» Qöèí импульc маркерной метки, сг»едующ»»й через интервал Т„, после одной из угловых меток.

Состояние переключателя 3 определяется состоянием реверсивных счетчиков

5 и 6. Если число в одном из счетчиков равно нулю, то сигнал па его выходе принимает единичное значе»п»е.

Этот сигнал проходит через элемент

ИЛИ 12 на вход управлен»»я переключателя 3 и разблокирует первь»й его выход. Если числа, зафиксированные

124274 в счетчиках 5 и 6, отличны от нуля, то на их выходах и соответственно на входе управления переключателя 3 сигнал принимает нулевое значение и разблокирует второй выход переключателя 3. По срезу импульса, появляю1 щегося на выходе переключателя 3

% изменяется состояние триггера 7, определяющего режим счета счетчиков

5 и 6, а по срезу импульса, появляющегося на втором выходе переключателя 3, срабатывает формирователь 13 и срабатывает в исходное нулевое состояние счетчиков 5 и 6. 2 ил.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к электронным средствам для диагностики и контроля двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является расширение области применения устройства.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Устройство содержит индукционный датчик 1, выход которого подключен через формирующий каскад 2 к входу переключателя 3, генератор 4 импульсов, первый 5 и второй 6 счетчики импульсов.

Устройство дополнительно содержит триггер ?, первый, второй, третий и четвертый ключи 8-11, логический элемент ИЛИ 12 и формирователь .13 импульсов, а счетчики 5 и б выполнены реверсивными. Вход триггера 7 соединен с первым выходом переключателя 3. Первый (прямой) выход триггера 7 соединен с входом управления ключа 8 и с первым входом управления ключа 9„ а второй (инверсный) выход — с первым входом управления ключа 10 и с входом управления ключа 11. Первый выход генератора 4 подключен через ключи 8 и 11 к суммирующим входам соответственно счетчиков 5 и 6, а второй выход — через ключи 10 и 9 к вычитающим входам соответственно счетчиков 5 и 6. Выходы счетчиков 5 и 6 соединены с вторыми входами управления соответственно ключей 10 и 9 и с соответствующими входами элемента 12, выход которого соединен с входом управления переключателя 3, второй выход которого подключен через формирователь 13

Ф к установочным входам счетчиков

5 и 6.

Индексами 14 v, 15 отмечены соответственно первый и второй выходы устройства„

На фиг.2 обозначены: сигналы д на выходе датчика 1, импульсы 3 на выходе формирующего каскада 2, импульсы 5 на первом выходе тригге10 ра 7, изменение 2 состояния счетчика 5, изменение состояния счетчика 6, сигналы б и N соответственно на выходах счетчиков 5 и 6, импульсы ф и 0 соответственно на выходах 14 и 15 устройства.

В предлагаемом устройстве в качестве индукционного датчика 1 может быть использован любой датчик, который чувствителен к изменению магнитного сопротивления в цепи:датчик-метки, Формирующий каскад 2 вырабатывает короткий импульс в момент перехода сигнала на выходе датчика 1 через нулевой уровень и может быть выполнен, например, в виде последовательно соединенных компаратора напряжения с нулевым порогом срабатывания и одновибратора, срабатывающего по срезу импульса компаратора. Компаратор и одновибратор могут быть реализованы на микросхемах соответственно типов К544СА2 и К155АГ1. Формирующий каскад может быть выполнен

35 в помехозащищенном исполнении.

Переключатель 3 может быть выполнен в виде двух логических элементов

И, первые входы которых образуют входы переключателя 3, а вторые входы — один непосредственно, а другой через инвертор образует вход управления переключателя 3.

1242745

Генератор 4 импульсов может быть выполнен в виде двух мультивибраторов, параметры времяэадающих цепей которых обеспечивают формирование на первом и втором выходах генератора 4 импульсы частотой соответственно и А причем f rf< Генератор 4 может быть также выполнен на базе мультивибратора с частотой импульсов f и двух делителей частоты, коэффициенты деления которых обеспечивают формирование на их выходах импульсов с частотами и и Й . Мультивибраторы могут быть реализованы на интегральных таймерах типа К!006ВИ1, а делители частоты — на основе триггеров, например, серий К155.

Реверсивные счетчики 5 и 6 снабжены выходами обратного переноса: сигнал на этом выходе принимает единичное значение, если число, зафиксированное в счетчике, равно нулю, и нулевое значение, если состояние счетчика отлично от нулевого. Счетчики 5 и 6 могут быть реализованы на базе микросхем типа. К155ИЕ7.

Триггер 7 представляет собой,например, YK-триггер и может быть реализован на микросхеме типа К155ТВ1.

Ключи 8 и 11 представляют собой двухвходовые логические элементы И.

Ключи 9 и 10 могут быть построены на базе трехвходовых логических элементов И так, что вторые входы управления этих ключей являются инверсными, т.е. обеспечивают блокирование этих ключей при нулевом значении сигнала на этих входах. Формирователь

13 срабатывает по срезу входного импульса и может быть выполнен на базе одновибратора, реализуемого, например, на микросхеме типа К!55АГI.

Устройство работает следующим образом.

Индукционный датчик 1 при прохождении мимо него маркерной или одной из угловых меток, установленных на вращающейся части двигателя, формирует биполярный импульс, момент изменения полярности которого соответствует середине метки. В этот момент формирующий каскад 2 вырабатывает короткий импульс, поступающий на вход переключателя 3. 3а один оборот коленчатого вала двигателя на вход переключателя 3 поступает серия импульсов угловых меток с периодом следования Т и один импульс маркерной

l5

4 0

55 метки, следующий через интервал Т„„, после одной из угловых меток, Co(— тояние переключателя 3 определяется состоянием реверсивных счетчиков 5 и 6. Если число в одном иэ счетчиков равно нулю, то сигнал на его выходе принимает единичное значение.

Этот сигнал проходит через элемент

ИЛИ 12 на вход управления переключателя 3 и разблокирует первый его выход. Если числа, зафиксированные в счетчиках 5 и 6, отличны от нуля, то на их выходах и соответственно на входе управления переключателя 3 сигнал принимает нулевое значение и разблокирует второй выход переключателя 3. По срезу импульса., появляющегося на первом выходе переключателя 3, изменяется состояние триггера 7, определяющего режим счета счетчиков 5 и 6, а по срезу импульса,появляющегося на втором выходе перекжочателя 3, срабатывает формирователь 13 и срабатывает в исходное нулевое состояние счетчики 5 и 6.

Пусть к моменту появления очередного импульса на входе переключателя 3 на первом выходе триггера 7 сигнал имеет единичное значение, а числа в счетчиках 5 и 6 имеют значения, отличные от нулевого. Тогда этот им— пульс проходит на второй выход переключателя 3 и вызывает срабатывание формирователя 13. Счетчики 5 и 6 срабатываются в исходное нулевое состояние. Сигнал на выходе. счетчика 6 принимает единичное значение, раэблокируя пергый выход переключателя 3. Одновременно этот сигнал поступает на второй инверсный вход управления ключа 9 и блокирует поступление импульса с второго выхода генератора 4 на вычитающий вход счетчика 6. Ключ 8 разблокирован, а ключ

11 заблокирован соответственно единичным и нулевым значениями сигналов на первом и втором выходах триггера 7. Ключ 10 блокируется по первому входу управления нулевым сигналом на втором выходе триггера 7. В результате через ключ 8 на суммирующий вход счетчика 5 начинают поступать импульсы частотой f с первого выхода генератора 4, а оба входа счетчика 6 заблокированы и состояние

его не изменяется, Сигнал на выходе элемента ИЛИ 12 определяется единичным значением сигнала на выходе счет!

242i

3 чика 6 и попрежнему разблокирует первый выход переключателя 3, Следующий импульс, появляющийся на входе переключателя " поступает на его первый выход и изменяет состояние триггера 7, При этом ключи

8 и 9 блокируются, ключи 10 и 11 разблокируются, а в счетчике 5 к этому моменту оказывается зафиксированным некоторое число N,,пропорциональное »О с временному интервалу между соседними импульсами на входе переключателя 3.

Импульсы частотой f, генерагора 4 начинают поступать на суммирующий вход счетчика 6, а импульсы часто- 15 той f. — на вычитывающий вход счет2 чика 5. По первому же импульсу часто. той f» число в счетчике 6 становится отличным от нуля. Одновременно на втором инверсном входе управления 2С> ключа 9 и на соответствующем входе элемента ИПИ 12 сигнал принимает нулевое значение, При этом состояние ключа 9 не изменяется, а на входе управления переключателя 3 сигнал принимает нулевое значение и разблокирует второй его выход.

Пусть последующие временные интервалы между соседними импульсами на входе переключателя 3 определяются 30 импульсами угловых меток. Тогда, пос— кольку Ь f», счетчик 5 успевает обнулиться до момента поступпения следующего импульса на вход переключателя 3. В момент обнуления сигнал на втором инверсном входе управления ключа 10 и на соответствующем входе элемента ИЛИ 12 принимает единичное значение, Этот сигнал блокирует ключ

10 и вновь разблокирует первый вход »б переключателя 3. К моменту появления следующего импульса на этом выходе переключателя 3 в счетчике 6 фиксируется.число N C,, = f, ° T» т,е. пропорциональное периоду следования угловых меток, >

В следующем периоде Т„ импульсы частотой f поступают на суммирующий . вход счетчика 5 и сигнал на его выходе принимает нулевое значение, разблокируя второй выход переключателя З,.а импульсы частотой f поступают на вычитающий вход счетчика 6.

Последний обнуляется через интервал

Т К Т„, где К = f /f при этом . сигнал на его выходе принимает единичное значение и вновь разблокирует первый выход переключателя 3. В

cJIeöóþùå п--риоде Т>, существ яется процесс обнуления за интервал Т счетчика 5. Описанный процесс повторяется с приходом очередного импульса угловой метки, в результате чего второй выход переключателя 3 периодически разблокируется на интервал

Т, равный интервалу обнуления одного из счетчиков. Соотношение частот и 1: выбрано таким образом, что

» ингервал Т превышает интервал Т> ожидаемого появления импульса маркерной метки. В результате последний проходит на второй выход переключателя 3 и соответственно на выход 15 устройства и вызывает срабатывание формирователя 13. Последний обнуляет счетчики 5 и 6, разблокируя тем самым выход переключателя 3 и следующий за импульсом маркернай метки импульс угловой метки на первый выход переключателя 3 и соответственно на выход 14 устройства. Описанный процесс повторяется с приходом очередного импульса маркерной метки.

Процесс формирования импульса угловой метки, следующего за импульсом маркерной метки, не нарушается практически при любом расположении маркерпой метки между угловыми метками, поскольку при появлении импульса маркерной метки на входе управления переключателя 3 автоматически вырабатывается сигнал, разблокирующий первый выход переключателя 3.

Таким образом, на выходах 14 и 15 устройСтва формируются соответственно последовательности импульсов угловых и маркерных меток так, что номер импульса угловой метки следующего после импульса маркерной метки однозначно определяет угловое положение коленчатого нала двигателя внутрен— него сгорания.

Введение новых элементов — триггера, четырех ключей, логического элемента ИЛИ, формирователя импульсов и

:выполнение счетчиков реверсивными выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, поскольку позволяет исключить возможность появления ложных импульсов маркерньгх меток, практически независимо от расположения маркерной метки между угловь>ми метками, и тем самь»» расширить область применения устройства..

Предлагаемое устройство позволяет также исключить возможность появле1242745

Составитель Н.Патрахальцев

Техред О.Гортвай

Редактор П.Коссей

Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 3691/38

° Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ния сбоев, возникающих в известном устройстве при несинхрониэации между моментами появленнч импульсов заполнения счетчиков и импульсов угловых и маркерных меток, и тем самым повысить надежность процесса определения углового положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.

Формула изобретения

Устройство для определения углового положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, содержащее индукционный датчик, формирующий каскад, переключатель, генератор импульсов, первый и второй счетчики импульсов, причем выход индукционного датчика через формирующий каскад подключен к входу переключателя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены триггер, первый, второй, третий, четвертый ключи, логический элемент ИЛИ и фор.мирователь импульсов, счетчики им1 пульсов выполнены реверсивными,причем вход триггера соединен с первым выходом переключателя, первый выход триггера соединен с входом управления первого ключа и с первым входом управления второго ключа, а второй выход — с первым входом управления . третьего ключа и с входом управления четвертого ключа, первый выход генератора импульсов подключен через первый и четвертый ключи к суммирующим входам соответственно первого и второго счетчиков импульсов, а второй выход через третий и второй ключи— к вычитающим входам соответственно первого и второго счетчиков импульсов, выходы которых соединены с вторыми входами управления соответственно третьего и второго ключей и с соответствующими входами логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом управления переключателя, второй выход которого подключен через формирователь импульсов к установочным входам счетчиков импуль,сов.