Устройство для измерения угла поворота коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУБЛИК 119) 50 401 М 15/00 ПИСАНИЕ И ОБРЕТЕНИ ВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛАНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯГОРАНИЯ ние позволяетповыси рения угла поворота,чики 1,2,3 начаметок и опортели 4,5,6,енты И 10-1315, счетчики мирователи 19, т д ловых формирова ,9, элем ержки 1 иные фор ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1015102, кл Г 02 И 65/00, 1983,Авторское свидетельство СССР1) 1286925, кл, 0 01 1 15/00, 1985.(54) УСТРОЙС ПОВОРОТА КОЛ ВНУТРЕННЕГО (57) Изобрет точность изм Устр-во соде ла процесса, ной точки, триггеры 7,8 элементы зад 16)17)18) ши 20,21, генератор 22 импульсов, блок 23 вычисления, блок 24 индикации, канал 25 блока вычислений. При повороте вала на измеряемый угол в счетчике 16 сформируется операнд й"цифро вой эквивалент времени поворота вала на измеряемый угол, В счетчике17 при этом формируется операнд И- цифровой эквивалент поворота вала на опорный угол, а в счетчике 18 - операнд М,-цифровой эквивалент времени поворота вала на опорный угол, В блоке 23 вычисляется нскомий угол ( по формуле у = йlй, й 9 где 9 величина дискретного угла, через который следуют импульсы датчика угло- й вых меток, Перед каждым циклом измерения угла блок 23 корректирует частоту импульсов генератора 22 т.о ., что счетчики 16,8 заполняются полностью, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.ФЩИзобретение относится к техникеэксплуатации машин и может быть использовано при их диагностированиидля измерения угла поворота коленчатого вала и скорости в этом интервале.Цель изобретения - повышение точности измерения,На фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг.2 - функцио Ональная схема генератора импульсов.Устройство содержит датчик 1 начала процесса, датчик 2 угловых метокдатчик 3 опорной точки, первый, второй и третий формирователи 4 - 6,. первый, второй и третий триггеры 7 -9, первый, второй, третий и четвертыйэлементы И 10 - 13, первый 14 и вто-орой 15 элементы задержки, первый, вто.рой и третий счетчики 16 - 18, первый 2 Овторой и третий шинные формирователи19 - 21, генератор 22 импульсов, блок23 вычисления, блок 24 индикации иканал 25 блока вычисления. Генератор22 импульсов образуют регистр 26,генератор 27 стабильной частоты,счетчик-делитель 28 и мультиплексор 29.Датчик 1 начала процесса черезпервый формирователь 4 подключен к 30единичному входу первого триггера 7,прямой выход которого подключен кинформационному входу второго триггера 8 и к первомувходу первого элемента И 10, а инверсный выход - квторому входу четвертого элементаИ 13. Датчик 2 угловых меток черезвторой формирователь 5 подкиючен ксинхронизирующему входу третьеготриггера 9 и к первым входам второго 4 О11 и третьего 13 элементов И, Датчик3 опорной точки через третий формирователь 6 подключен к синхронизирующему входу второго триггера 8, прямойвыход которого подключен к информационному входу третьего триггера 9,а инверсный выход - к третьему, входупервого элемента И 10. Выход генератора 22 импульсов подключен к вторымвходам первого 10 и третьего 12 эле О,ментов И, Прямой выход третьего триггера 9 подключен к каналу 25 блока23 вычисления, а инверсный выход - кпервому входу третьего элемента И 12и через второй элемент 15 задержкик второму входу второго элемента И 11.Выходы первого 10, второго 11 итретьего 12 элементов И подключенык счетным входам первого,16, второго 17 и третьего 18 счетчиков, Информационные выходы этих счетчиков соответственно через шинные формирователи 19 - 21 подключены к каналу 25 блока 23 вычисления, Выход четвертого элемента И 13 подключен к входу обнуления третьего счетчика 18 и через первый элемент 14 задержки к входу обнуления второго счетчика 17, Цепь "Запрос" канала блока вычисления подключена к входам обнуления всех триггеров и первого счетчика 16. Цепи управления первым 19, вторым 20 и третьим 21 шинными формирователями соединены с соответствующими выходами канала блока вычисления. Вход блока 24 индикации подключен к каналу бло" ка вычисления, Вход регистра 26 генератора импульсов подключен к адресному входу мультиплексора 29, выход которого служит выходом генератора импульсов, выход генератора 24 стабильной частоты подключен к счетному входу счетчика-делителя 28, выходы разрядов которого подключены к соответствующим информационным входам мультиплексора 29.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии устройство обнуляется по жесткой программе, когда блок 23 вычисления вырабатывает сигнал "Запрос". Все триггеры и первый счетчик 16 проходят в исходное нулевое состояние, При вращении вала двигателя датчик 1 начала процесса генерирует электрический сигнал в момент начала. измеряемого угла например, в момент начала впрыска топлива), Датчик 2 угловых меток гене. рирует электрические импульсы через известный угол 9 поворота коленчатого вала. Датчик 3 опорной точки генерирует электрический сигнал в момент конца измеряемого угла (например, при заходе поршня в ВМТ). Поскольку в исходном состоянии первый триггер 7 обнулен, то сигнал нулевого уровня с его прямого выхода, поступающий на первый вход первого элемента И 10, блокирует, поступления импульсов генератора 22 на счетный вход первого счетчика 16, На инверсном выходе второго триггера 8 в исходном состоянии . - нулевой потенциал, поэтому импульсы генератора 22 через третий элемент И 12 поступают на счетный вход третьего счетчика 18, 13 133405610 15 20 25 30 35 40 4 с йМгде 8 - величина дискретного угла,через который следуют импульсы датчика угловых меток,По окончании вычисления угла блок 23 вычисления выводит результат на блок 24 индикации через канал 25 блока 23 вычисления, Далее блок 231 вычисления вырабатывает сигнал Запрос", по которому элементы устройства приходят в исходное состояние, а само устройство готово к следурцему циклу измерений. 50 55 При вращении вала двигателя импульсы с датчика 2 угловых меток черезвторой формирователь 5 поступаютчерез четвертый элемент И 13 (поскольку на инверсном выходе первоготриггера единичный потенциал) навход обнуления третьего счетчика 8и через первый элемент . 14 задержкина вход обнуления второго счетчика17, а также через второй элемент И11 (поскольку на инверсном выходетретьего триггера 9 - единичныйпотенциал) на счетный вход второгосчетчика 17, Таким образом, приприходе каждого импульса с датчика2 угловых меток обнуляется третийсчетчик 18, а также данный импульспоступает на счетный вход второгосчетчика 17 и, задержанный на времяустановки кода в счетчике первымэлементом 4 задержки, обнуляетвторой счетчик 17,При дальнейшем повороте вала срабатывает датчик 1 начала процесса исигнал с его выхода поступает черезпервый формирователь 4 на единичныйвход первого триггера 7. Первый триггер 7 устанавливается, и сигнал единичного уровня с его прямого выходапоступает на информационный входвторого триггера 8 и на первый входпервого элемента И 10, а сигнал нулевого уровня с его инверсного выхода поступает на второй вход четвертого элемента И 13, При этом первый элемент И 1 О открывается и импульсы с выхода генератора 22 .начинают поступать на счетный вход пер-,вого счетчика 16, Поскольку первыйтриггер 7 установился в единичноесостояние, то сигнал нулевого уровняс его инверсного выхода поступает напервый вход четвертого И 13 и блокирует дальнейшее поступление импульсов с датчика 2 угловых меток на входы обнуления второго 17 и третьего18 счетчиков,При дальнейшем повороте вала срабатывает датчик 3 опорной точки исигнал с его выхода поступает черезтретий формирователь 6 на синхронизирующий вход второго триггера 8,который устанавливается в единичноесостояние, и сигнал единичного уровня с его прямого выхода поступает наинформационный вход третьего триггера 9, а сигнал нулевого уровня сего инверсного выхода проходит на третий вход первого элемента И 10,запрещая дальнейшее поступление импульсов генератора 22 на счетныйвход первого счетчика 16. Прн этом в первом счетчике 16 формируется операнд М - цифровой эквивалент времени поворота вала на измеряемый угол,При дальнейшем повороте вала через второй формирователь 5 приходит импульс с датчика 2 угловых меток,который устанавливает третий триггер9 в единичное состояние и поступаетна счетный вход второго счетчика 17.При этом сигнал нулевого уровня синверсного выхода третьего триггера9 поступает на первый вход третьегоэлемента И 12 и, задержанный на времяустановки кода в счетчике 17 вторымэлементом 15 задержки, проходит навторой вход второго элемента И 11,Второй 11 и третий 2 элементы И приэтом закрываются, и импульсы насчетные входы счетчиков 17 и 18 перестают поступать. При этом во второмсчетчике 17 формируется операнд Мцифровой эквивалент поворота вала наопорный угол, а в третьем счетчике18 - операнд К,- цифровой эквивалентвремени поворота вала на опорныйугол. Сигнал единичного уровня с прямого выхода третьего триггера 9 приэтом поступает на канал 25 блока 23вычисления, свидетельствуя об окончании формирования всех операндов, Поданному сигналу блок 23 вычисленияосуществляет последовательную выборку операндов К,К К из счетчиков16,18 и 17 соответственно через шинные формирователи 19,21 и 20 и канал25 блока 23 вычисления. По окончании,выборки данных операндов во внутреннюю память, блок 23 вычисления приступает к вычислению искомого угла(рпо формуле1334056 20 25 30 35 40 полностью. 45 50 Генератор 22 импульсов работаетследующим образом,Перед началом измерения угла блок23 вычислений посылает через регистр26 на адресный вход мультиплексора29 адрес, по которому подключаетсявыход разряда счетчика-делителя 28,соответствующий минимальной частоте.Далее блок 23 вычисления вырабатывает сигнал "Запрос" и производит измерение угла согласно описанному. Осуществив выборку операндов во внутреннюю память, блок 23 вычисленияопределяют, сколько двоичных разрядов третьего счетчика 18 имеют нулевые значения до первого разряда, имеЮщего единичное значение, причем подсчет ведется с самого старшего двоичной сетки счетчика 18, т.е. определяется, ".во сколько раз необходимоувеличить частоту заполнения счетчика 18, чтобы произошло его полноезаполнение (без переполнения). Далееблок 23 вычисления увеличивает частоту импульсов заполнения в вычисленное число раз путем посылки черезрегистр 26 на адресный вход мульти-,плексора 29 соответствующего адреса,по которому подключается тот выходразряда счетчика-делителя 18, с которого будет проходить оптимальное заполнение счетчиков 16 и 18 импульсамигенератора 22, когда их,старшие разряды будут иметь единичное значениебез наличия переполнения. Таким обра-,зом, перед каждым циклом измеренияугла (перед выработкой блоком 23вычисления сигнала "Запрос" ) блок 23вычисления корректирует частоту следования импульсов генератора 22 так,что счетчики 16 и 18 заполняются Формула изобретения 1. Устройство для измерения угла поворота коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик начала процесса, датчик угловых меток, датчик опорной точки, первый, второй и третий формирователи, первый, второй и третий триггеры, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий счетчики, первый, второй и третий шинные формирователи, генератор импульсов, блок вычисления и блок индикации, причем датчик начала процесса через первый формирователь подключен к единичному входу первого триггера, прямой выходкоторого подключен к первому входуэлемента И и к информационному входувторого триггера, датчик угловых меток через второй формирователь подключен к первому входу второго элементаИ и к синхронизирующему входу третьего триггера, датчик .опорной точкичерез третий формирователь подключен к синхронизирующему входу второготриггера, прямой выход которого подключен к информационному входу третьего триггера, а инверсный - к третьему входу первого элемента И, инверсный выход третьего триггера подключенк первому входу третьего элемента И,выход генератора импульсов подключенк вторым входам первого и третьегоэлементов И, выходы первого, второго и третьего элементов И подключены к счетным входам первого, второго итретьего счетчиков соответственно,информационные выходы первого, второго и третьего счетчиков через первый, второйи третий шинные формирователи подключены к входам каналаблока вычисления соответственно, канал блока вычисления подключен квходу блока индикации, цепь "Запрос"канала блока вычисления подключенак входам обнуления всех триггеров и первого счетчика, а цепи управления шинными формирователями соединены с соответствующими выходами канала блока вычисления, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно дополнительно содержит четвертый элемент И, первый и второй элементы задержки, причем выход второго формирователя подклюЧен к первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к входу обнуления третьего счетчика и через первый элемент задержки к входу обнуления второго счетчика, инверсный выход первого триггера подключен кввторому входу четвертого элемента И, прямой выход третьего триггера подключен к каналу блока вычисления, инверсный выход через второй элемент задержки подключен к второму входу второго элемента И, а вход генератораг импульсов соединен с каналом блока вычисления.42, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что генератор импульсов содержит регистр, генераторКорректор А.Обручар Редактор А,ОгарЗаказ 3957/41 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Х(-35, Раушская наб д.4/511 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул .Проектная,4 стабильнЬй частоты, счетчик - делитель и мультиплексор, причем входрегистра служит входом генератораимпульсов, выход регисэра подключенк адресному входу мультиплексора,выход которого служит выходом генера 8тора импульсов, выход генератора стабильной частоты подключен к счетному входу счетчика-делителя, выходыразрядов которого подключены к соот