Устройство для обнаружения детонаций в отдельных цилиндрах двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 378 в 4 С 01 Ь 23 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О К АВТОРС На чертеже пр устройства.Устройство со входом к датчику усилитель 1, вых блок 2 нормировк с входом пиковог формационным вх Выход детектора хем ставлен юченныйервый держит подклдетонации п од которого и, фильтр 3 о детектора одом первого 4 подключен связан4 и инключа 5,к инфорГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР 1(72) П.С.Пынтиков и С.А.Болотов (53) 621.436.001.5 (088.8) (56) Патент США Р 45 12310, кл. Р 02 Р 5/04, опублик. 1985. (54) У(",ТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕТОНАЦИЙ В ОТДЕЛЬНЫХ ЦИЛИНДРАХ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к диагностированию двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности к устройствам для обнаружения детонационного сгорания топлива в цилиндрах двигателя, и может быть использовано в сосУстройство относится к диагно 1 прованию двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности к устройст- вам для обнаружения детонационного сгорания топлива в двигателях, и может быть использовано в составе систем управления зажиганием ДВС,Целью изобретения является повышение точности обнаружения .уровня детонации в каждом цилиндре двигатетаве систем управления зажиганиемДВС. Цель изобретения - повьппениеточности обнаружения уровня детонации в каждом цилиндре двигателя.Цель достигается за счет исключениявлияния импульсов фонового шума, воз-никающих при работе двигателя, наинформационный сигнал вибродатчика.Последнее достигается путем выделения углового сектора поворота коленчатого вала, в пределах которого обеспечивается сравнение амплитуды сигнала датчика детонации с уставкой,Причем в устройстве обеспечиваетсякоррекция сигнала уставки допустимой детонации по режимам работы ДВС.1 ил. м,1 ционным входам второго ключа 6 и третьего ключа 7, выход которого через второй усилитель 8 подключен к информационному входу четвертого клю" ча 9, а выход последнего через резистор 10 связан с первым входом схемы 11 сравнения, второй вход которой подключен к выходу детектора 4, а третий вход выполнен для подключения к формирователю сигнала разрешения (не показан).Выход формирователя 12 углового сектора подключен к управляющим входам первого, третьего и четвертого ключей 5, 7,и 9 и первому входу формирователя 13 импульса записи, пер" вьп" ыкод которого подключен к управляющему входу второго ключа 6, а второй его выход связан с первой группой входов первого блока 14 двухвхо 3 1513378 довых элементов И, выходы которого подключены к соответствующим входам первой группы входов блока формирования опорных сигналов, входы вто 5 рой группы которого подключены к первому входу схемы 11 сравнения, Блок формирования опорных сигналов выполнен в виде групп из последовательно соединенных коммутаторов 15, снабженных информационным и управляющим входами, и конденсаторов 16, число которых равно числу цилиндров двигателя. Информационные входы коммутаторов 15 образуют вторую группу входов блока, первую группу входов которого образуют управляющие входы коммутаторов 15, Вторые выходы кон.денсаторов 16 и выходы ключей 5 и 6 связаны с общей шиной источника пита ния (не показан). Счетчик 17 выполнен с счетным входом для подключения к датчику положения коленчатого вала двигателя, установочным входом для подключения к блоку начальной ус тановки ивходом сброса, выходы счетчика 17 связаны с входами дешифратора 18, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам формирователя 30 12, а третий его выход - к входу сброса счетчика 17 и входу распределителя 19 уровней, выходы которого связаны с соответствующими входами второй группы блока 14 и входами пер 35 вой группы второго блока 20 двухвходовых элементов И, вторая группа входов которого и второй вход формирователя 13 подключены к выходу схемы сравнения оличество элементов вы 40 ходов и входов в первой и второй группах входов блоков 14 и 20 и выходов дешифратора 19 равно числу цилиндров двигателя.Устройство работает, следующим об разом.Сигнал с датчика детонациичерез усилитель 1 поступает на вход блока 2 нормировки.Пронормированный по амплитуде сиг нал поступает в фильтр 3, на выходе которого появляются импульсы с частотой заполнения, соответствующей частоте вибраций двигателя при детонации, которые возникают при йормаль- ,55 ном сгорании топлива (импульсы фонового шума), детонационном сгорании (импульсы детонации) и от механических ударов при срабатывании клапанов,распределительного вала и других узлов двигателя (импульсы помехи). Эти импульсы имеют изменяющуюся в каждом полуобороте коленчатого вала двигателя амплитуду, длительность и фдрму, причем с увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя амплитуды и частота следования импульсов увеличиваются независимо и по произвольному закону. Сигнал с выхода фильтра 3 поступает на вход пикового детектора 4 только тогда, когда ключ 5, подключенный к входу пикового детектора 4, находится в закрытом состоянии,Управляющий сигнал для закрытия ключа 5 разрешения прохождения сигнала вырабатывается в результате обработки угловых. импульсов и импульсов начальной установки, поступающих на входы счетчика 17 угловых импульсов. Импульс начальной установки, появляющийся в момент прохождения поршнем определенного цилиндра верхней мертвой точки, периодически устанавливает счетчик 17 угловых импульсов в.исходное состояние, Угловые импульсы, определяющие угловое положение коленчатого вала двигателя, преобразуются счетчиком 17 угловых импульсов в цифровой код.Дешифратор 18 выделяет угловые импульсы, которые определяют начало и конец углового сектора, в котором возникает детонационное сгорание топлива. Импульсы начала и конца углового сектора поступают на входы формирователя 12 импульса углового сектора, который формирует импульс, поступающий на управляющие вхбды ключей 5, 17 и 9, и переводит их на время действия импульса в закрытое состояние. В результате пиковый детектор 4 обрабатывает сигнал с фильтра 3 только в заданном угловом секторе.На выходе пикового детектора 4 сигнал запоминается и одновременно постугает на второй вход схемы 11 сравнения, Одновременно импульс углового сектора с выхода формирователя 12 поступает на первый вход формирователя 13 импульса записи, подготавливая последний для выдачи импульса записи. С второго выхода формирователя 13 этот импульс углового сектора без изменения длительности поступает на объединенные входы пер5 15 ,вой группы блока 14, На одном из входов второй группы блока 14 присутствует разрешающий уровень, по-. - ступающий с соответствующего выхода распределителя 19 уровней, а на соответствующем выходе одного из элементов И блока 14 появляется импульс углового сектора, который поступает на управляющий вход одного из соответствующего коммутатора 15. Опорный уровень для определенного цилиндра с соответствующего накопительного конденсатора 16 поступает на первый вход схемы .11 сравнения, которая выдает логический импульс детонации только при наличии сигнала разрешения на третьем входе и при превышении текущим значением сигнала в угловом секторе опорного уровня данного цилиндра. Сигнал разрешения поступает на третий вход схемы 11 сравнения тогда, когда двигатель внутреннего сгорания работает в детонационно опасной зоне, т,е. при определенных значениях нагрузки на валу двигателя и частоты вращения коленчатого вала. По срезу импульса углового секторключи 5, 7 и 9 открываются. Формирователь 13 импульса записи при отсутствии детонации в данном цилиндре (отсутствует логический импульс детонации с выхода схемы 11 сравнения) вырабатывает импульс записи постоянной длительности, который по цепи прохождения импульса углового сектора поступает на управляющий вход коммутатора 15 накопительного конденсатора данного цилиндра и удерживает его в открытом состоянии. Хранимое в пиковом детекторе 4 текущее значение фонового шума данного цилиндра через от- крытый первый ключ 7, усилитель 8, открытый второй ключ 9, резистор 10, открытый коммутатор 15 данного цилиндра в течение действия импульса записи поступает в накопительный конденсатор 16 данного цилиндра для уточнения величины опорного уровня, По срезу импульса записи комутатор 15 накопительного конденсатора данного цилиндра закрывается. а формирователь 13 импульса записи вырабатывает импульс сброса, который :ос- ф тупает на управпяющий вход ключа 6 и переводит его в открытое состояние до начала формирования следующего импульса углового сектора, при этом 133786обеспечивается разряд накопительнойемкости пикового детектора.В конце такта рабочего хода данного цилиндра, когда поршень следующего цилиндра, в котором начинаетсятакт рабочего хода, находится в верхней мертвой точке, дешифратор 18 импульсов начала и конца углового сек.тора вырабатывает импульс, которыйпоступает на вход начальной установки счетчика 17 угловых импульсов,устанавливая последний в исходноесостояние, и на счетный вход распределителя 19 уровней, который вырабатывает разрешающий уровень для управления коммутатором 15 накопительногоконденсатора следующего по порядкуработы цилиндра двигателя. Процесс 20 формирования импульсов управленияключами повторяется.При наличии детонации в определенном цилиндре схема 11 сравнения вы.ает логический импульс детонации,который одновременно поступает наобъединенные входы второй группы блока 20 и второй вход формирователя 13импульса записи. На одном из входовпервой группы двухвходовых элементов И, подключенных к соответствующим выходам распределителя 19 уровней, присутствует разрешающий уровень для данного цилиндра. В результате логический импульс детонации появляется на соответствующем выходеблока 20, который идентифицировав сданным цилиндром.При поступлении логического импульса детонации на второй вход формирователя 13 импульса записи последний не вырабатывает импульс записи, а сразу формирует импульс дляразряда накопительной емкости пико вого детектора 4, исключая этим учас 45тие импульса детонации в формировании опорного уровня для данного цилиндра. Формула изобретения5 О Устройство для обнаружения детонаций в отдельных цилиндрах двигателя внутреннего сгорания, содержащее первый усилитель с входом для подключения к датчику детонации, фильтр, 55 схему сравнения, второй усилитель,ре- тор, блок формирования опорных сигналов, выполненный в виде групп по числу цилиндров из последовательно соединенных коммутатора и конден 1513378сатора каждая, причем информационные входы коммутаторов образуют вторую группу входов, а управляющие входы коммутаторов образуют первую группу5 входов блока формирования опорных сигналов, распределитель уровней с числом выходов по числу цилиндров и источник питания, выход первого уси-. лителя через фильтр соединен с вторым входом схемы сравнения, резистор одним выводом соединен с второй группой входов блока формирования опорных сигналов, входы первой группы ,блока формирования опорных сигналов связаны с соответствующими выходами распределителя уровней, а вторые выводы конденсаторов каждой группы блока формирования опорных сигналов подключены к общей шине источника питания, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения уровня детонации в каждом цилиндре, в устройство дополнительно введены первый - четвертый ключи, каж-ъ 5 дый из которых имеет информационный и управляющий входы, блок нормировки, пиковый детектор, формирователь углового сектора с двумя входами, формирователь импульса записи с двумя входами и двумя выходами, первый и второй блоки двухвходовых элементов И, имеющих первую и вторую группы входов с числом входов в группе и выходов по чиспу цилиндров двигателя, счетчик со счетным входом для подключения к датчику положения коленчатого вала, входом начальной установки для подключения к блоку начальной установки и входом сброса, и дешифратор с тремя выходами, схема сравнения выполнена с третьим входом для подключения к формирователю сигнала разрешения, причем блок нормировки установлен в линию связи между выходом первого усилителя и входом фильтра, пиковый детектор установлен в линию связи между выходом фильтра и вторым входом схемы сравнения, первый вход которой соединен с второй группой входов блока фор,мирования опорных сигналов, выходфильтра дополнительно подключен к информационному входу первого ключа,а выход пикового детектора дополнительно соединен с информационными входами второго и третьего ключей, выход последнего подключен к входувторого усили 1 еля, выход которогочерез четвертый ключ соединен с вторым выводом резистора, выход формирователя углового сектора подключенк управляющим входам первого, третьего и четвертого ключей и первомувходу формирователя импульса записи,первый выход которого подключен куправляющему входу второго ключа, авторой его выход соединен с первойгруппой входов первого блока двухвходовых элементов И, установленногов линию связи между распределителемуровней и блоком формирования опорных сигналов, причем входы второйгруппы входов блока двухвходовых элементов И подключены к соответствующим выходам распределителя уровней,а выходы блока двухвхадовых элементов И соединены с соответствующимивходами первой группы входов блокаформирования опорных сигналов, выходы счетчика соединены с входамидешифратора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам формирователя углового сектора, а третийвыход дешифратора соединен с входомсброса счетчика и входом распределителя уровней, выходы которого дополнительно подключены к соответствующим входам первой группы входов второго блока двухвходовых элементов И,вторая группа входов которого и второй вход формирователя импульса записи соединены с выходом схемы сравнения, выходы первого и второго ключей подключены к общей шине источни"ка питания, а выходы второго блокадвухвходовых элементов И являются выходами устройства.рректор С.Шекм едактор ньк писно аж 789 оизводственно в издательск комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 6075/45НИИПИ Государст нного комитета3035, Москва о изобрет ;иям и открытиям при ГКНТ ССС35, Раушская наб., д. 4/5