Устройство для определения углового положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

(19) (111 М 15/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 3840387/25-0609.01.8507.07.86. Бюл. Л". 25Всесоюзный научно-исследоваьский институт электроизмерительньх приборов и Ленинградский орденаЛенина электротехнический институтим,В.И.Ульянова (Ленина)(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИ -ГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к электронным средствам для диагностики иконтроля двигателей внутреннего сгорания (ДВС), Целью изобретения является рас:ирение области измененияустройства. Устройство содержит индукционный датчик 1, Формирующий каскад 2, переключатель 3, генератор 4импульсов, первый и второй счетчики5 и 6 импульсов. Кроме того, оно снабжено триггером 7, кючам 8-11,логическим элементом ИЛИ 12 и Формирователем 13 импульсов, Индукццонньп датчик 1 пр прохождении мимо него маркерцой лц одной из угловых меток, установленных на вращающейсячасти ДВС, Формирует биполярный цмпульс, момент изменения полярностцкоторого соответствует середине метки, В этот момент Формирующий каскад 2 вырабатывает короткиц мпульс,поступающий па вход переключателя 3,За один оборот коленчатого вала ДВСна вход переключателя 3 поступает серия импульсов угловых меток с перцо -дом следования Ти один импульс мгркерной метки, сгедующй через интервал Т, после одной из угловых меток.Состояние переключателя 3 определяется состоянием реверсивных счетчиков5 и 6. Если число в одном из счетчиков равно нулю, то сигнал ца его выходе принимает единичное значение,Этот сигнал проходит через элементИЛИ 12 на вход управленя переключателя 3 и разблокирует первьй еговыход. Если числа, заФиксированные124274 в счетчиках 5 и б, 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 выходе переключателя 3 изменяется состояние триггера 7, определяющего режим счета счетчиков5 и 6, а по срезу импульса, появляющегося на втором выходе переключателя 3, срабатывает формирователь 13и срабатывает в исходное нулевое состояние счетчиков 5 и б, 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 б счетчики импульсов. Устройство дополнительно содержит триггер 7, первый, второй, третий и четвертый ключи 8-11, логический элемент ИЛИ 12 и Формирователь .13 импульсов, а счетчики 5 и б выполнены реверсивными. Входтриггера 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 счет. чиков 5 и б, а второй выход - через ключи 10 и 9 к вычитающим входам соответственно счетчиков 5 и б. 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 13Ф к установочным входам счетчиков5 и 6.Индексами 14 и 15 отмечены соответственно первый и второй выходыустройстваНа фиг.2 обозначены: сигналы дна выходе датчика 1, импульсы 3 навыходе формирующего каскада 2, импульсына первом выходе триггеО ра 7, изменение 2 состояния счетчика 5, изменениесостояния счетчика б, сигналы б и Я соответственно на выходах счетчиков 5 и б, импульсы ф и О соответственно на выходах 14 и 15 устройства,В предлагаемом устройстве в качестве индукционного датчика 1 можетбыть использован любой датчик, который чувствителен к изменению магнитного сопротивления в цепи:датчик-мет.ки,Формирующий каскад 2 вырабатывает короткий импульс в момент перехо,да 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 К 544 СА 2 и К 155 АГ 1. Формирующий каскад может быть выполнен 35в 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, 1242745Генератор 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 .Г, причем Г )Г. Генератор 4 может быть также выполнен на базе мультивибратора с частотой импульсов Г и двух делителей частоты, коэффициенты деления которых обеспечивают формирование на их выходах импульсов с частотами Ги 2 . Мультивибраторы могут быть реализованы на интегральных таймерах типа К 006 ВИ 1, а делители частоты - на основе триггеров, например, серий К 155.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 ца базе микросхем типа. К 155 ИЕ 7.Триггер 7 представляет сабой,например, УК-триггер и может быть реализован на микросхеме типа К 155 ТВ 1,Ключи 8 и 11 представляют собой двухвходовые логические элементы И, Ключи 9 и 10 могут быть построены на базе трехвходавых логических элементов И так, что вторые входы управления этих ключей являются инверсными, т.е. обеспечивают блокирование этих ключей при нулевом значении сигнала ца этих входах. Формирователь 13 срабатывает по срезу входного импульса и может быть выполнен на базе адновибратара, реализуемого, например, на микросхеме типа К 55 АГ.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. За один оборот коленчатого вала двигателя на вход переключателя 3 поступает серия импульсов угловых меток с периодом следования Т и один импульс маркерной5 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 метки, следующий через интервал Т,после одной из угловых меток, Состояние переключателя 3 определяетсясостоянием реверсивных счетчиков 5и 6, Если число в одном иэ счетчиков равно нулю, то сигнал ца его выходе принимает единичное значение,Этот сигнал проходит через элементИЛИ 12 на вход управления переключателя 3 и разблокирует первый его выход. Если числа, зафиксированные всчетчиках 5 и 6, отличны ат нуля, тана их выходах и соответственно навходеуправления переключателя 3 сигнал принимает нулевое значение и разблокирует второц выход переключателя 3, По срезу импульса., появляющегося ца первом выходе переключателя 3, изменяется состояние триггера 7, определяющего режим счета счетчиков 5 и 6, а па срезу импульса,появляющегося на втором выходе перек,тпочателя 3, срабатывает формирователь 13 и срабатывает в исходное нулевое состояние счетчики 5 ц 6. Пусть к моменту появления очередного импульса ца 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 импульс 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, раэблакируя первый выход переключателя 3. Одновременно этот сигнал поступает ца второй инверсный вход управления ключа 9 ц блокирует поступление импульса с второго выхода генератора 4 на вычитающий вход счетчика 6, Ключ 8 разблокировав, а ключ 11 заблокирован соответственно единичным и нулевым значениями сигналов на первом и втором выходах триггера 7, Ключ 1 О блокируется по первому входу управления нулевым сигналом на втором выходе триггера 7. В результате через ключ 8 ца суммирующий вход счетчика 5 начинают поступать импульсы частотой Е с первого выхода генератора 4, а оба входа счетчика 6 заблокированы и состояние его не изменяется, Сигнал ца выходе элемента ИЛИ 12 определяется единичным значением сигнала на выходе счет 124273чика 6 и попрежнему разблокирует первый выход переключателя 3,Следующий импульс, появляющийсяна входе переключателя 3, поступаетна его первый выход и изменяет состояние триггера 7, При этом ключи8 и 9 блокируются, ключи 10 и 11 разблокируются, а в счетчике 5 к этомумоменту оказывается зафиксированнымнекоторое число Н , пропорциональное 10свременному интервалу между соседнимиимпульсами на входе переключателя 3.Импульсы частотой 1, генерагора 4начинают поступать на суммирующийвход счетчика 6, а импульсы частотой г. - на вычитывающий вход счетчика 5. По первому же импульсу часто. той 2 число в счетчике 6 становится отличным от нуля. Одновременнона втором инверсном входе управления 20ключа 9 и на соответствующем входеэлемента ИПИ 12 сигнал принимает нулевое значение, При этом состояниеключа 9 не изменяется, а на входе управления переключателя 3 сигнал принимает нулевое значение и разблокирует второй его вьход.Пусть последующие временные интервалы между соседними импульсами навходе переключателя 3 определяются 30импульсами угловых меток. Тогда, пос -кольку Ь й, счетчик 5 успевает обнулиться до момента поступпения следующего импульса на вход переключателя 3, В момент обнуления сигнал навтором инверсном входе управленияключа 1 О и на соответствующем входеэлемента ИЛИ 12 принимает единичноезначение, Этот сигнал блокирует ключ10 и вновь разблокирует первый вход 40переключателя 3, К моменту появленияследующего импульса на этом выходепереключателя 3 в счетчике 6 Фиксируется.число Б= й, Т, т,е. пропорциональное периоду следования угловых меток,В следующем периоде Т импульсычастотой 6, поступают на суммирующий .вход счетчика 5 и сигнал на его выходе принимает нулевое значение, разблокируя второй выход переключателя За импульсы частотой г поступают на вычитающий вход счетчика 6, Последний обнуляется через интервал ТК Т, где К = г/Г , при этом .сигнал на его выходе принимает единичное значение и вновь разблокирует первый выход переключателя 3. В слецующем периоде Т осуществляетсяпроцесс обнуления за интервал Тсчетчика 5. Описанный процесс повторяется с приходом очередного импульса угловой метки, в результате чеговторой выход переключателя 3 периодически разблокируетсяна интервалТ, равный интервалу обнуления одного из счетчиков, Соотношение частоти 1: выбрано таким образом, чтоинтервал Т превышает интервал Тожидаемого появления импульса маркерной метки. В результате последнийпроходит на второй выход переключателя 3 и соответственно на выход 15устройства и вызывает срабатываниеформирователя 13. Последний обнуляетсчетчики 5 и 6, разблокируя тем самым выход переключателя 3 и следующий за импульсом маркернай метки импульс угловой метки на первый выходпереключателя 3 и соответственно навыход 14 устройства. Описанный процесс повторяется с приходом очередного импульса маркерной метки,Процесс формирования импульса угловой метки, следующего за импульсоммаркерной 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 15устройСтва формируются соответственно последовательности импульсов угловых и маркерных меток так, что номеримпульса угловой метки следующегопосле импульса маркерной метки однозначно определяет угловое положениеколенчатого вала двигателя внутреннего 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 угловьми метками, и тем самь расширить область применения устройства Предлагаемое устройство позволяет также исключить возможность появле1242745 2 Х ставитель Н.Патрахальцевхред О.Гортвай рректор М,Максимишин дактор П.Коссей Заказ 3691/3 ПодписнТираж 778Государственного комитета С делам изобретений и открытий , Москва, Ж, Раушская наб Н д.4 11303 ния сбоев, возникающих в известномустройстве при несинхрониэации междумоментами появленнч импульсов заполнения счетчиков и импульсов угловыхи маркерных меток, и тем самым повысить надежность процесса определения углового положения коленчатоговала двигателя внутреннего сгорания. Ф о р м у л а 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 имзводственно-полиграфическое пр 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 управлениячетвертого ключа, первый выход гене О ратора 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. е, г.ужгород, ул.Проектная,