SU1239391A1 - Устройство дл измерени угла опережени подачи топлива в дизель - Google Patents

Description

второй шинный формирователь - с шиной данных блока вычислени , цепь Запрос шины управлени  блока вычислени  соединена с входами обнулени  первого,второго и третьего трит

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

Цель изобретени  - повышение точности измерени ,

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - временна  диаграмма синхронизации элементов устройства и процесса вычислени  (а - сигналы на выходе первого формировател ; о - сигналь на выходе второго формировател ; В - сигналы на входе первого счетчика; 1 сигналы на входе второго счетчика; ж - сигнал Запрос,а - сиг- нал Готовность ; е - сигналы на входе третьего счетчика.

Устройство содержит датчик 1 фиксированной точки (БИТ), первый 2 и второй 3 формирователи импульсов, датчик 4 исследуемого процесса, первый 5 и второй 6 триггеры, первый 7 второй 8, третий 9 элементы И, первый 10 и второй 1 мультиплексоры, первый 12, второй 13, третий 14 и четвертый 15 счетчики, триггер 16 готовности, третий триггер 17, первы 18 и второй 19 регистры индикатор 2 первьй 21 и второй 22 шинные формиро ватели, генератор 23 импульсов, ши- ну 24 данных, шину 25 управлени , блок 26 вычислени .

Датчик 1 фиксированной точки (ВЖ) соединен через первый формирователь 2 с синхронизирующим входом второго триггера 6 и вторым входом третьего элемента И 9.

Датчик 4 исследуемого процесса , соединен через второй формирователь 3 с единичным входом третьего 17 и синхронизирующим входом первого 5 триггеров. Пр мой выход третьего триггера 17 соединен с информационным входом второго триггера 6, пр мой выход которого подключен к первым входам третьего 9 и первого 7

геров,триггеру готовности и первого, второго и третьего счетчиков,а цепи управлени  шинными Формировател ми соединены с соответствующими выходами шины управлени  блока вычислени .

5 о

с

р

5

элементов И и информационному входу триггера 5.. Пр мой выход первого триггера 5 подключен к первому входу второго элемента И 8, Выход треть - его элемента И 9 подключен к счетному входу третьего счетчика 14, выход переполнени  которого по,дкию- чен к единичному входу триггера 16 готовности. Инверсный выход триггера 16 готовности подключен к третьим входам третьего 9, первого 7 и второго 8 элементов И, пр мой - к шине 25 управлени . Выход первого элемента И 7 подключен к счетному входу первого счетчика .12, выход которого св зан через первый шинный формирователь 21 с шиной 24 данных. Выход второго элемента И 8 подключен к счетному входу второго счетчика 13, выход которого св зан через второй шинный формирователь 22 с шиной 24 данных.

Первый вход первого регистра 18 подключен к шине 24 данных, а вто- . . рой - к шине 25 управлени , Первый вход второго регистра 19 подключен к шине 24 данных, а второй - к шине 25 управлени . Выход пераого регистра 18 подключен к адресному входу первого мультиплексора 10, выход которого подключен к второму входу первого элемента И 7. Выход второго регистра 19 подключен к адресному входу второго мультиплексора 11 , вьг- ход которого подключен к второму входу второго элемента ИВ.

Генератор 23 импульсов подключен к счетному входу четвертого счетчика 15, выходь разр дов которого подключены к соответствующим входам первого 0 и второго 11 мультиплексоров . Первый вход индикатора 20 подключен к шине 24 данных, а второй - к шине 25 управлени . Цепь Запрос шины 25 управлени  подключена к входам обнулени  первого,5,

to

3i23939

второго 6 и третьего 17 триггеров, триггера 16 готовности и первого 2, второго 13 и третьего 14 счетчиков.

Датчик 1 фиксированной точки генерирует электрический сигнал о нахождении пор шн  двигател  в известной точке (например, ВМТ). Датчик 4 исследуемого процесса генерирует электрический сигнал в момент начала протекани  исследуемого процесса (например, вспрыска топлива).аФорми- рователи 2 и 3 .нормируют сигналы от датчиков. 1 и -4 по амплитуде и фронту соответственно. Триггеры 5, 6 и 17 служат дл  задани  временных интервалов, заполн емых импульсами от генератора 23 через мультиплексоры 10 и 11. Первый элемент И 7 служит п  формировани  пачки N импульсов цифрового эквивалента угла 720 , а второй элемент И 8 служит дл  формировани  пачки N импульсов - цифрового эквивалента определ емого угла. Счетчики 12 и 13 служат дл  формировани  и буферизации Ьперан- дов N и NX соответственно. Шинные формирователи 21 и 22 используютс  дл  ввода данных от внешних устройств (счетчиков) при работе на общую дву- направленнзто шину 24 данных. Шина 25 управлени  двунаправленна  и служит дл  св зИдСигналами управлени  блока 26 вычислени  с внешними устройствами . Индикатор 20 предназначен дл  вывода результата вычислени .

Генератор 23 импульсов может быть выполнен по типовой схеме на базе формировател  К 155 АГЗ, шинн1з е формирователи 2i и 22 - на базе интегральных шинных формирователей типа К 589АГ1 6, К589АП26. Индикатор 20 представл ет собой типовое устройство вывода, например, на базе устройства печати или светодиодной индикаторной панели со схемами управлени  .

Блок 26 вычислени  выполнен, например, на базе либо микро-ЭВМ (типа г- Электроника 60 М), либо f5 на базе любой мик ропроцессорной системы обработки данных. Датчик 1 фиксированной точки может быть выполнен в виде СВЧ-отметчика, либо индуктивного типа. Датчик 4 исследуемого процесса (например, начала впрыска топлива) может быть выполнен , например, в виде отметчика о начале впрыска.

Формирователи 2 и 3 могут, быть 25 выполнены, например, на базе операционных усилителей с соответствующей частотно-зависимой обратной св зью, обеспечивающих устойчивое формирование сигнала о начале соответствующего процесса.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состо нии масштабирующего цикла блок 26 вычислени  посылает через регистры 18 и 19 на ад20

30

Третий элемент И 9, третий счетчик 14 ресные входы мультиплексоров 10 и II и триггер 16 готовности служат дл  формировани  сигнала Готовность и блокировки счетчиков 12 и 13 после того, как сформируетс  цифровой эквивалент угла 720 и цифровой эквивалент NX искомого угла опережени  подачи топлива .в двигатель внутреннего сгорани . Блок 26 вычислени  осуществл ет съем исходной информа40

соответствующие адреса, по которым подключаютс  те выходы разр дов счетчика 15, с которых происходит поступление импульсов с генератора 23 импульсов на счетные входы счетчиков 12 и 13 соответственно. Эти выходы разр дов счетчика 15 определ ютс  из расчета, например, полного заполнени , но без переполнеции с выходов счетчиков 12 и 13 и вы- ни  счетчиков 12 и 13 на максималь- числ ет искомый параметр. Счетчик 14 но возможных реальных оборотах двигател , которым соответствуют минимальные временные интервалы. Так дл  заполнени  счетчика 12, где фор- 50 мируетс  операнд N , коэффициент

выполнен так, что при поступлении на его счетный вход третьего импульса на его выходе переполнени  по вл етс  единичный сигнал.

Исполнение элементов, может быть, например, следующее. Цифровые элементы: триггеры, счетчики, регистры.

мультиплексоры, элементы И могут быть 55 ность счетчика 15.

выполнены на базе типовых цифровьпс Дл  заполнени  счетчика 13, где

интегральных К 561 и т.д.

схем серий 133, К 155,

Генератор 23 импульсов может быть выполнен по типовой схеме на базе формировател  К 155 АГЗ, шинн1з е формирователи 2i и 22 - на базе интегральных шинных формирователей типа К 589АГ1 6, К589АП26. Индикатор 20 представл ет собой типовое устройство вывода, например, на базе устройства печати или светодиодной индикаторной панели со схемами управлени  .

Блок 26 вычислени  выполнен, например, на базе либо микро-ЭВМ (типа г- Электроника 60 М), либо на базе любой мик ропроцессорной системы обработки данных. Датчик 1 фиксированной точки может быть выполнен в виде СВЧ-отметчика, либо индуктивного типа. Датчик 4 исследуемого процесса (например, начала впрыска топлива) может быть выполнен , например, в виде отметчика о начале впрыска.

Формирователи 2 и 3 могут, быть выполнены, например, на базе операционных усилителей с соответствующей частотно-зависимой обратной св зью, обеспечивающих устойчивое формирование сигнала о начале соответствующего процесса.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состо нии масштабирующего цикла блок 26 вычислени  посылает через регистры 18 и 19 на ад

ресные входы мультиплексоров 10 и II

ресные входы мультиплексоров 10 и II

соответствующие адреса, по которым подключаютс  те выходы разр дов счетчика 15, с которых происходит поступление импульсов с генератора 23 импульсов на счетные входы счетчиков 12 и 13 соответственно. Эти выходы разр дов счетчика 15 определ ютс  из расчета, например, полного заполнени , но без переполнени  счетчиков 12 и 13 на максималь- но возможных реальных оборотах двигател , которым соответствуют минимальные временные интервалы. Так дл  заполнени  счетчика 12, где фор- мируетс  операнд N , коэффициент

К( делени  частоты f, генератора 23 выбираетс  например, дл  двоичного счетчика 15 К« - где - 1,2, 3, ..., t, а - разр дга

формируетс  операнд NX, коэффициент Kjjp делени  частоты fp генератора

linnpiiMep К 2

ги

.. ; 1 ичиКК ТГЯ ,

- О п,, - 1,2,3, ..., 0.

Гтгем блок 26 вычислени  nt ipa6a- Ti:-4.- p-r с-иги .гт Заг пос , по которому viponcxo/uiT обнуление устройства, Триггеры 5,6 и 7, триггер 16 готовности и первый 12, второй 12 и тре- Tiri j 14 счетчики приход т в нулевое состо н1те. При вращении в.ала двигател  датчик 4 исследуемого процесса ге- нер1фует электрический импульс, соот- г.с : гтт ующий началу исследуемого процесса вспрыска , Формирователь 3 нор- NU pye.T этот сигнал по амплитуде, фрон туи да1ительности. С выхода формирова тел  3 сигнал поступает на единичный вход третьего триггера 17 и устанавливает его в единичное состо ние, которое поступает на информационный вход второго триггера 6 „ При: дальнейшем вращении коленчатого вала и захо де.поршн  в верхнюю мертвую точку (ВМТ) датчик 1 фиксированной точки вырабатывает электрический сигнал. Формирователь 2 нормирует . этот сигнал но амплитуде и длительности. Cфop fиpoвaнный сигнал поступает на синхронизирующий вход второго триггера 6. При этом на выходе по вл етс  сигнал единичного уровн , который поступает на первые входы первого 7 и третьего 9 элементов И. После установки второго триггера 6 в единичное состо ние этот же сигнал с выхода формировател  2 по.ступает через третий элемент И 9 на счетный вход счетчика 14. Поскольку в исходном состо нии триггер 16 готовности обнулен, на его инверсном выходе по вл етс  единичный потенциал, поэтому импульсы с выхода генератора 23 через счетчик 15, с соответствующего выхода последнего через мультиплексор 10 и элемент И 7 поступают на счетный вход счетчика 2, При этом формируетс  в последнем операнд N - цифровой эквивалент двух полных оборотов коленчатого вала двигател  При дальнейшем вращении в;1ла двигател  при переходе через следующую точку ВМТ второй импульс с датчика 1 поступает через формирователь 2, элемент И 9 на счетт ый вход счетчика 14 При дальнейшем повороте -вала датчик 4 исследуемого процесса выраба тывает электрический импульс нормируетс  по амплитуде, фронту и д.пительности. Данный импульс устанавливает первый триггер 5 в единичное

которы

39391е

состо ние по его- синхровходу (на ь:форм;1п« ::нком входе единичный потенциал .)., при этом на его пр мом выхода по вл етс  единичгп-лй потенциал , 5 которглй поступает на первый вход элемент; И 8, Поскольку J исходном состо нии на ин5 ерсиом 1 :1ходе триггера 16 готовности едиимчный потенциал, импульсы с генератора 23 иг- пудьсов 10 через счетчик 15, мультиплексор 1 и элемент И 8 поступа от на счетный вход счетчика 13. При этом в последнем формируетс  операнд К - цифровой эквивалент угла опережени  .по- ,5 дачи топлива.

После того, как на счетпьш вход

поступит третий импульс герез 1;формироИ 9, (т.е. в ал о

20

25

30

35

40

45

50

счетчика 14 с выхода датчика 1 ватель 2, элемент

двигател  повернетс  на 720), на выходе переполнени  счетчика 14 по вл етс  единичный потенциал, кото рьй устанавливает триггер 16 готовности в единичное состо ние. При этом на его инверсном выходе по вл етс  нулевой потенциал, который блокирует дальнейшее поступление импульсов на входы счетчиков 12 - 14. На пр мом выходе триггера 16 готовности вырабатываетс  сигнал Готовность 5 который поступает на Бшну 25 управлени  блока 26 вычислени , что свидетельствует об окончании формировани  -операндов NQ и N|(, . По этому сигналу блок 26 вычислени  осуществл ет последовательную вгз1борку операндов из счетчиков 12 и 3 через соответствующие шинные формирователи 21 и 22 на шину 24 данных по соответствую- щш-j сигналам управлени , поступающим с шины 25 управлени  от блока 26 вычислени . По окончании выборки операндов N и NXQ во внутреннюю пам ть блок 26 вычислени  приступает к оконч:ательному .определению частоты заполнени  импульсами генератора 23 счетч.иков 12 и 13. Блок 26 вычислени  определ ет отдельно дл  каждого из счетчиков 12 и 13, сколько двоичных разр дов имеют нулевые значени  до .первого разр да, имеющего единич {ое значение, причем подсчет ведетс ; с самого старшего разр да, двоичной сетки счетчиков 2 и 13, Иначе говор , определ етс , во сколько раз надо увеличить частоту заполнени  импульсашг генератора 23 -счетчиков 12 и i3, чтобы было их

7123939

полное заполнение (без переполнени ) ,Цл  того, чтобы старший разр д в счетчиках 12 и 13 имел единичное значение, необходимо увеличить час ,тЬту заполнени  импульсами генера тора 23 дл  счетчика 12 К- 2

раз,

а дл  счетчика 13 - увеличить -частоту К 2 раз, где т - количество старших разр дов, имеющих нулевые значени , до первого из старших , имеющих единичное значение в счетчике 12 дл  операнда N ; m - количество старших разр дов, имеющих нулевые значени , до первого из старших, имеющих единичное значение в счетчике 13 дл  операнда N-j,

Блок 26 вычислени  увеличивает частоту импульсов заполнени  счетчиков 12 и 13 в указанное число раз путем посылки через регистры 18 и 19 на адресные входы мультиплексоров 10 и 11 соответствующих адресов, по которым подключаютс  те выходы раз-г р дов счетчика 15, с которых происходит оптимальное заполнение счетчиков импульсами генератора 23, когда старшие разр ды их имеют единичное значение без наличи , переполнени . Затем блок 26 вычислени  определ ет в конце предварительного цикла масштабировани  коэффициент К масштабировани 

-(-mj+vn)

v .±,n(f, (1)

( . 1- «. л. 1ЯЛ

10

ts

20

25

30

В конце рабочего цикла измерени  на пр мом выходе триггера 16 готовности вырабатываетс . сигнал Готов-i ность, который поступает на шину 25 управлени  блока 26 вычислени , свидетельству  об окончании форкирова- ни  операндов N и N .

Далее блок 26 вычислени  осуществ л ет последовательную выборку операн дов N и Nj( из счетчиков 12 и 13 через соответствуюш 1е шинные формиро ватели 21 и 22 на шину 24 данных по соответствующим сигналам управлени , поступ щим с шины 25 управлени . По окончании выборки операндов N и N во внутреннюю пам ть блок 26 вычислени  приступает к вычислению искомого угла опережени  впрыска согласно выражению (2) и с учетом выражени  (1). Результат вычиспени  искомого угла х поступает на индикатор 20 с ши ны 24 по соответствующему сигналу с шины 25 управлени . Цикл определени  угла опережени  подачи топлива в двигатель внутреннего сгорани  заканчиваетс . Затем блок 26 вычислени  приступает к выработке разблокирующего сигнала Запрос, привод щего элементы устройства в исходное состо ние.

35

Эффективность предлагаемого устройства заключаетс  в более точном и равнозначном определении угла опережени  подачи топлива в двигатель внутреннего сгорани .

Предлагаемое устройство позвол ет с большей точностью определ ть угол опережени  впрыска топлива, а также более эффективно использовать свои возможности. Это достигаетс  за счет того, что в предлагаемом устройстве происходит адаптивное к величине скорости вращени  управление частотой заполнени  счетчиков со стороны . В следующем цикле работы устройст- блока вычислени  и поэтому счетчики

м 2 (-(+iTij j

Затем блок 26 вычислени  формирует сигнал Запрос, по которому происходит обнуление всех счетчиков и триггеров устройства. Устройство готово к определению искомого угла опережени  q, с учетом коэффициента

- Ч

40

масштабировани  К„ согласно формуле

tf,

К Л1о,720 f. N о

(2)

ВО определ ет окончательно операнды N и NX с учетом их равнозначной точности определени  в счетчиках 12 и 13 соответственно. Работа элементов устройства при этом аналогична описанному ранее масштабирующему цик лу с той лишь разницей, что заполнение импульсами от генератора 23 счетчиков 12 и 13 происходит измененной , точнее оптимальной с точки зре- 55 исключаетс  вли ние нестабильности ни  их заполнени , частотой при дай- угловой скорости вращени  вала от ной частоте вращени  вала двигател . цикла -к циклу.

8

з ,

10

ts

20

25

30

В конце рабочего цикла измерени  на пр мом выходе триггера 16 готовности вырабатываетс . сигнал Готов-i ность, который поступает на шину 25 управлени  блока 26 вычислени , свидетельству  об окончании форкирова- ни  операндов N и N .

Далее блок 26 вычислени  осуществи л ет последовательную выборку операндов N и Nj( из счетчиков 12 и 13 через соответствуюш 1е шинные формирователи 21 и 22 на шину 24 данных по соответствующим сигналам управлени , поступ щим с шины 25 управлени . По окончании выборки операндов N и N во внутреннюю пам ть блок 26 вычислени  приступает к вычислению искомого угла опережени  впрыска согласно выражению (2) и с учетом выражени  (1). Результат вычиспени  искомого угла х поступает на индикатор 20 с ши ны 24 по соответствующему сигналу с шины 25 управлени . Цикл определени  угла опережени  подачи топлива в двигатель внутреннего сгорани  заканчиваетс . Затем блок 26 вычислени  приступает к выработке разблокирующего сигнала Запрос, привод щего элементы устройства в исходное состо ние.

заполн ютс  так, что старший разр д имеет единичное значение, а результат вычисл етс  с равнодостоверной точностью независимо от скорости вращени  вала. Кроме того, эквивалент угла 720 определ етс  более точно, поскольку он вычисл етс  на участке БИТ и, который  вл етс  ве-. личиной посто нной и равной 720 ,

IS г L,rnJ

;

25

liL.

15

.

Y

И 23 20 fc::

i-J (-J

Т 19

-L™:r-.JvЩ

4 1 I n I I ll I

MM...bwH.kw.

Фиг. 1

AS

,LlJ Ul-J-J i

Ф.г..

rt «.M-tAiix litib

Редактор А.Шишкина

Составитель И.Патрахальцев

Техред Н,Бонк.алоКорректор И.Дуска

Заказ 3374/33Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государстветюго комитета СССР

по делам изобретений и открытий 1 13035, Москва, Ж-35 , Ра: пдска  наб . , д.А/5

Произиодственно-полиграфическое предгфи тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,

rt «.M-tAiix litib

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬ, содержащее датчики фиксированной точки и исследуемого процесса, первый и второй формирователи импульсов, первый триггер, первый, второй и третий элементы И, блок вычисления, индикатор, генератор импульсов и первый и второй счетчики, причем датчик фиксированной точки связан с входом первого формирователя импульсов, датчик исследуемого процесса - с входом второго формирователя импульсов, выход первого элемента И соединен со счетным входом первого счетчика, выход второго элемента И - со счетным входом второго счетчика, первый и второй входы индикатора соответственно соединены с шиной данных и шиной управления блока вычисления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены второй и третий триггеры, тре'тий и четвертый счетчики, -первый и второй мультиплексоры, первый и второй регистры, первый и второй шинные формирователи и триггер готовности, причем выход первого формирователя подключен к второму входу третьего элемента Пик синхронизирующему входу второго триггера, прямой выход второго триггера подключен к первым входам первого и третьего элементов И и к информационному входу первого триггера, выход третьего элемента И подключен к счетному входу третьего счетчика, вход переполнения ·. которого подключен к единичному входу триггера готовности, прямой выход которого подключен к шине управления блока вычисления, а инверсный - к третьим входам первого, второго и третьего элементов И, выход второго формирователя подключен к единичному входу третьего и синхронизирующему входу первого триггеров, прямой выход пер- с вого триггера - к первому входу второго элемента И, прямой выход третьего триггера - к информационному входу второго триггера, шина дан-» ных блока вычисления - к первым входам первого и второго регистров, а шина управления блока вычисления к вторым входам первого и второго регистров, выход первого регистра подключен к адресному входу первого мультиплексора, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход второго регистра к адресному входу второго мультиплексора, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, генератор импульсов подключен к счетному входу четвертого счетчика, выходы разрядов которого подключены к соответствующим информационным входам первого и второго мультиплексоров, выход первого счетчика соединен через первый шинный формирователь с шиной данных блока вычисления, выход второго счетчика через

   SU .,,.1239391 А1 второй шинный формирователь - с шиной данных блока вычисления, цепь Запрос шины управления блока вычисления соединена с входами обнуления первого,второго и третьего триг геров,триггеру готовности и первого, второго и третьего счетчиков,а цепи управления шинными Формирователями со единены с соответствующими выходами шины управления блока вычисления.