Датчик момента нагрузки двигателя внутреннего сгорания

)ю 6 01 М 15/О ЛИТЕТТКРЫТИЯМ ОСУДАРСТВЕННЫЙО ИЗОБРЕТЕНИЯМРИ ГКНТ СССР ТЕНИ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1574876, кл. Г 02 О 5/00, 1988,(54)ДАТЧИК МОМЕНТА НАГРУЗКИДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ бретени нике, вч ия мом ыть исп лей внут ь изобр еделени чертеже нальна ик момента нагрузки содержит датеремещения топливодоэирующего вигателя 2, датчик 3 частоты вращегателя, блок 4 вычисления эквивао крутящего момента двигателя, блок 5 умножения. сумматор 6 с одами, первый интегратор 7, изме- рассогласования, усилитель 9 с коентом передачи (к.п.) а, второй ор 10 с к.п, 3, третий интегратор ик 1 и ргана д ния двилентнопервыйтремя вритель 8эффициинтегра Изо ной тех измерен может б двигате Цел сти опр На функцио груэки. Ае относится к измерительастности к устройствам для ента нагрузки двигателей, и ользовано при испытаниях реннего сгорания (ДВС), етения - повышение точноя момента нагрузки.представлена структурная я схема датчика момента на(57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности определения момента нагрузки путем одновременного вычисления .приведенного к валу двигателя момента инерции нагрузки, В блоке оценивания, не содержащем дифференцирующих звеньев и обладающем повышенной помехоустойчивостью, производится оценка приведенного момента инерции, используемого в блоке вычисления момента нагрузки, что позволяет устранитьпогрешность определения момента нагрузки, обусловленную изменением приведенного момента инерции нагрузки, 1 ил. 11 с к.п. у, блок 12 умножения, блок 13 деления,Датчик 1 перемещения топливодозирующего органа двигателя 2 подключен к первому входу блока 4, к второму подключен датчик 3 частоты вращения. Выход блока 4 соединен с первыми входами блоков 5 и 12, выход блока 5 подключен к первому суммирующему входу сумматора 6, выход которого соединен с выходом первого интегратора 7, Выход интегратора 7 подключен к вычитающему входу измерителя 8 рассогласования, суммирующий вход которого подключен к выходу датчика 3 частоты вращения, Выходы усилителя 9 второго интегратора 10 и второй вход блока 12 подключены к выходу измерителя 8 рассогласования. Выходы усилителя 9 и интегратора 10 подключены соответственно к второму суммирующему и вычитающему входам сум 1658001матора 6. Выход второго блока 12 подключен к входу третьего интегратора 11, выходкоторого подключен к втоому входу блока 5и первому входу блока 13, Второй вход блока 13 соединен с выходом интегратора 10.Датчик работает следующим образом,В процессе функционирования транспортно-технологической машины с ДВС изменение момента инерции нагрузки,приводит к большим погрешностям в определении момента нагрузки на валу двигателя. ЗЭ счет использования блоков 5 и 12умножения интегратора 11 и блока 13 деления в блок оценивания момента нагрузкивводится связь по оценке момента инерции,которая устраняет погрешность определения момента нагрузки Мн(т), вызванную изменением приведенного к валу двигателямомента инерции (т).Уравнение двигателя представлено ввидещ(т) = Г(т)М(Ь, в) - Мн(т), (1)где Мэ(Ь, гг) ) = Мд,(Ь, го ) - М,( гд),Мдп(Ь,ы) - крутящий момент двигателя;Мс( м) - составляющая момента сопротивления, зависящая от частоты вращениявала двигателя;МН(т) Составляющая МОМЕНта СОГгротивления, независящая от частоты вращения и являющаяся заранее неиэвегтнойфункцией времени, в дальнейшем Определяется как момент нагрузки;Ь - перемещение топливо-дозирующегооргана;в - частота вращения коленчатого валадвигателя (к в д,):- приведенный к валу двигателя момент инерции,УраВНЕНИЕ МОДЕЛИ дВИГатЕЛя, ИСПОЛьзуемое для оценки, иг еетвидй (т) = Ф 1 Мэ(й, в ) - Г Мн(т) л а ( в - в ), (2)где- си нал оценки момента инерции;лсо - сигнал оценки частоты вращенияк, в.д,В уравнении (2)две первые состаэляющиеправой части подобны правой части уравнения двигателя, а составляющая а( а - Й)вводится специально для получения требуемой динамики процесса оцениеания.Введя обозначения пъ(т) =(т, Мн(1),ПЗн(1) = Г (т)РЛн(т),Рт)= о(т) - согде Е(т) ноэффициентное рассогласование,получим дифференциальное уравнение длякоордина ошибкиС(т)=( (т)-(тМф, о ) - (вф)- пъдт - 6,т), (3)Алгоритм оценивания мом нта инерции, приведенного к валу дви ателя (11, имомента нагрузки на валу двигател Мн(т), реализуемый в устройстве, синтезирован на основе прямого метода Ляпунова, Для этого используется функция Ляпунова следующего вида;Ч=-,(тд - в)+, ( " ( ) -( + Ф - р (гпн (1) - гп (1 4)(5)20 Решение уравнения (5) обеспечиваетсяпутем выделения составляющих, содержащик (Г(т) - Г(ти (гйн(т) - гпн(т) в группы иприравнивания каждой группы членов к нулго, (.ешение уравнения (5) имеет вид=) М(, ) Е, (Цгйн(т) = /3 Кт), (7)М (т) - гй н(т)х(т). (8)Решение уравнений 6) - (8) обеспечивается отдельными элементами, входящими в30 состав датчика,При этом вычисление величины М, (Ь, и) )реализовано е блока 5, входными сигналамикоторого являются сигналы от датчиков 1 и 3.лВыходной сигнал о) интегратора 7 является35 выходом математической мсдели двигателя, Всумматоре 8 по сигналам От датчика 3 и интегратора 7 определяется величина е координатной ошибки,л 1Вычисление обратной величиныпри 10 ееденного момента инерции производитсяпо сигналу е с выхода сумматора 8 и сигналуМп, с выхода блока 5 с помощью блока ",2 иинтегратора 11.Вычисление параметра Мн оценки нат 5; руки двигателя осуществляется в блоке 13по сигналу от интегратора 11 и сигналу свыхода интегратора 10, на вход которогопоступает сигнал е.Изменение динамических характери 50 стик датчика в целом осуществляют путемгтодбора К П. уСИЛИтЕЛя 5 И ИНтЕГратОрОВ 10и 11,Таким образом, наличле двух блоког, умножения, третьего интегратора и блока де 5" ления, а также реализация алгори маОцвгИЕаНИя В уСтрОйСтВЕ ОбЕСПЕЧИВаЮт Воэможность определения момента нагрузкина залу двигателя и прив.денного моментаин рции с высокой очностью,10где уО, /3О, Очевидно Ч О,Полная производная функция Ляпуновапо еремени имеет вид=Ы+( ( )- ( х(г )- )1 б 58001 Составитель М, ГороховРедактор С, Лыжова Техред М.Моргентэл Корре дуленко Заказ 1709 Тираж 361 Подписное8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Гага Формула изобретения Датчик момента нагрузки двигателя внутреннего сгорания, содержащий датчик перемещения топливодозирующего органа, датчик частоты вращения вала двигателя, подключенные соответственно к первому и второму входам блока вычисления эквивалентного крутящего момента, первый и второй интеграторы, измеритель рассогласования с двумя входами, усилитель и сумматор с тремя входами, первый суммирующий вход которого соединен с выходом усилителя, а вычитающий его вход подключен к выходу второго интегратора, выход сумматора соединен с входом первого интегратора, вых д последнего подключен к вычитающему входу измерителя рассогласования, суммирующий вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения. а выход измерителя рассогласования подключен к входам усилителя и второго интегратора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения момента нагрузки, датчик дополнительно содержит первый и второй 5 блоки умножения, каждый из которых выполнен с двумя входами, блок деления с двумя входами и третий интегратор, причем выход блока вычисления эквивалентного крутящего момента двигателя соединен с 10 первыми входами первого и второго блоковумножения, выход первого блока умножения соединен с суммирующим входом сумматора, а выход второго блока умножения - с входом третьего интегратора, выход кото рого соединен с вторым входом первогоблока умножения и входом первого блока деления, второй вход которого соединен с выходом второго интегратора, а второй вход второго блока умножения соединен с выхо дом измерителя рассогласования.