Отметчик углового положения вала двигателя внутреннего сгорания

 

1. ОТМЕТЧИК УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий индукционный датчик с усилителем, триггер, ключ, формирователь импульсов, компаратор и генератор импульсов, причем ил ход триггера подключен к управляющему входу ключа, отличающийс я тем, что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены указатели моментов появления максимума .и минимума сигнала и делитель частоты, п Зичем выход усилителя подключен к сигналыгым входам указателей, выходы соединены с входами триггерами, выход последнего через формирователь импульсов связай с управляющими входами указателей и управляющим входом компаратора , сигнальный вход которого непосредственно , а опорный вход через делитель частоты подключены к выходу ключа, вход которого соединен с выходом генератора импульсов. 2. Отметчик поп.1,отличаю щ и и с я тем, что компаратор выполнен в виде суммирующего и вычитающего счетчиков импульсов и формирователя и «Iyльcoв,. причем кодовый вы-ход суммирующего счетчика подключен к кодовому входу вычитающего счетчика , счетные входы суммирующего и вы- Q читающего счетчиков служат соответст-58 вённо опорным и сигнальным входами компаратора, установочный вход суммирующего рче-д.чика связан с выходом формирователя импульсов, вход которого связан с установочным входом вычитающего счетчика и служит управляю- 5 щим входом компаратора, а выход вычитающего счетчика - выходом компара тора. tC

СОК)З СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) G 01 М 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t (21) 3439233/25-06 (22) 17.05.82 .(46) 30.08.83. Вюл. Р 32 (72) P.A.Èâàøåâ и Г.Ф.Морозов (53) 621. 43.001.5(088.8) (56) 1. Патент США )) 3839906, кл. 6.01 М 15/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 739979, кл. G 01 М 15/00, 1978. (54) (57) 1. ОТМЕТЧИК УГЛОВОГО ПОЛОМЕНИЯ ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ, содержащий индукционный датчик с усилителем, триггер, ключ, формирователь импульсов, компаратор и генератор импульсов, причем выход триггера подключен к управляющему входу ключа, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены указатели моментов появления максимума .и минимума сигнала и делитель частоты, причем выход усилителя подключен к сигнальным входам указателей, выходы которых соединены с входами триггерами, выход последнего через формирователь импульсов связан с управляющими входами указателей и управляющим входом компаратора, сигнальный вход которого непосредственно, а опорный вход через делитель частоты подключены к выходу ключа, вход которого соединен с выходом генератора импульсов.

2. Отметчик по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что компаратор выполнен в виде суммирующего и вычитающего счетчиков импульсов и формирователя импульсов,. причем кодовый вы-. ход суммирующего счетчика подключен к кодовому входу вычитающего счетчика, счетные входы суммирующего и вычитающего счетчиков служат соответст- 3 венно опорным и сигнальным входами компаратора, установочный вход суммирующего счетчика связан с выходом формирователя импульсов, вход которо- . го связан с установочным входом вычитающего счетчика и служит управляющим входом компаратора„ а выход вычитающего счетчика — выходом компаратора.

1038824

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в электронных приборах, предназначенных для исследования, испытания и диаг- ностики двигателей внутреннего сгою

5 рания.

Известны отметчики углового положения вала двигателя внутреннего сгорания, содержащие индукционный датчик с усилителем, триггер, ключ, формирователь импульсов, компаратор и генератор импульсов. В указанных отметчиках индукционный датчик, ус тановленный против метки на маховике двигателя, формирует двухполярный сигнал, причем определенному углово- 15 му положению коленчатого вала соответствует положение середины этого сигнала. За середину сигнала принимают момент перехода сигнала из одной полярности а другую через ну- 20 левой уровень. Компаратор напряжения, на опорный вход которого подается постоянное напряжение, пропорциональное максимальному значению сигнала, выделяет полезный. сигнал. Затем на его опорный вход подается близкое к нулевому напряжение. В момент перехода сигнала через нулевой уровень, т.е. в момент смены полярности сигнала, устр ой ство формирует отмет ку, соот вет ст вующую определенному угловому положению вала двигателя (1) .

Одн ако данное устрой ст во имеет сравнительно низкую точность выделения момента перехода сигнала через нулевой уровень, так как значение порога срабатывания компаратора отлично от нулевого уровня. Другим недостатком устройства является ограниченная область его применения. Этот недостаток вызывается тем, что устрой- 40 ство неработоспособно при определенных геометрических соотношениях угловой метки и индукционного датчика.

На практике в качестве меток, определяющих угловое положение вала, и с- 45 пользуют отверстия на маховике, штыри, магниты. При ширине метки, превышающей ширину датчика, крутизна изменения сигнала в области смены полярности становится близкой или рав- 0 ной нулю, т.е. при смене полярности сигнал плавно подходит к нулевому уровню, на определенном углу поворота может быть равным нулю и затем также плавно переходит в другую полярность. В результате момент дости- 5 ,жения сигналом нулевого уровня не соответствует середине угловой метки и, следовательно, момент формирова- ния выходного сигнала также не соответствует,середине метки.

- 60

Известен отметчик углового положени я в ала дви гателя внутре нне го сгорания, содержащий индукционный датчик с усилителем, триггер, ключ, формиро. ватель импульсов, компаратор и гене- 5 ратор импульсов, причем выход триггера подключен к управляющему входу ключа P2) .

Принцип действия известного отметчика также основан на выделении момента изменения полярности сигнала индукционного датчика. По сравнению с предыдущим он имеет более высокую точность выделения момента перехода сигнала через нулевой уровень при смейе полярности. Однако отметчик также имеет ограниченную область применения, вызванную невозможностью его использования при относительно широкой метке на маховике двигателя и.узком индукционном датчике °

Цель изобретения — расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается

:тем, что в отметчик углового положения вала двигателя внутреннего сгорания, содержащий индукционный датчик с усилителем, триггер, ключ, формирователь импульсов, компаратор и генератор импульсов, причем выход триггера подключен к управляющему входу ключа, дополнительно введены указатели моментов появления максимума и минимума сигнала и делитель частоты, причем выход усилителя подключен к сигнальным входам указателей, выходы которых соединены с входами триггера, выход последнего через формирователь импульсов связан с управляющими входами указателей и управляющим входом компаратора, сигналь ный вход которого непосредственно, а опорный вход через делитель частоты подключены к выходу ключа, вход которого соединен с выходом генератора импульсов.

При этом компаратор выполнен в виде суммирующего и вычитающего счетчиков импульсов и формирователя импульсов причем кодовый выход суммирующего счетчика подключен к кодовому входу вычитающего счетчика, счетные входы суммирующего и вычитающего счетчиков служат соответственно опорным и сигнальным входами компаратора, установочный вход суммирующего счетчика связан с выходом формирователя импульсов, вход которого связан".с установочным входом вычитающего счетчика и служит управляющим входом компаратора, а выход вычитающего счетчика— выходом компаратора.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Устройство содержит индукционный датчик 1 с усилителем 2 на выходе, триггер 3, выход которого подключен к управляющему входу ключа 4, формирователь 5 импульсов, компаратор 6 и генератор 7 импульсов. В устройст1038824 во введены указатель 8 момента .появ- ления максимума, указатель 9 момента появления минимума сигнала и делитель 10 частоты. При этом выход усилителя 2 подключен к сигнальным входам указателей 8 и 9, выходы последних соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера

3, выход которого через формирователь

5 связан с управляющими входами указателей 8 и 9 и управляющим входом1О компаратора 6. Сигнальный вход компаратора 6 непосредственно, а опорный вход через делитель 10 подключены к выходу ключа, вход которого соеди нен с выходом генератора 7. 15

Компаратор 6 содержит суммирующий счетчик 11, вычитающий счетчик 12 и формирователь 13 импульсов. При этом кодовый выход счетчика 11 подключен к кодовому входу счетчика 12, счетные.входы счетчиков 11 и 12 подключены соответственно к опорному и сигнальному входам компаратора 6.

Установочный вход счетчика 11 через 1формирователь 13, а установочный вход25 счетчика 12 непосредственно подклю1чены к управляющему входу компаратора 6, а выход счетчика 12 подключен к выходу 14 компаратора 6.

Указатели 8 и 9 момента появления максимума и минимума двухполярного сигнала могут быть выполнены, например, на базе амплитудных преобразователей соответствующей полярности сигнала.

Делитель 10 частоты имеет коэффициент деления, равный двум.

Принцип действия предлагаемого устройства заключается в следующем.

Двухполярный сигнал, вырабатываемый индукционным датчиком, достигает максимального и минимального значений в моменты прохождения мимо датчика краев угловой метки. Устройство периодически измеряет временной интервал между моментами достижения 45 сигналом этих зн ачений, автоматически вырабатывает порог, пропорциойальный половине этого интервала, и формирует входной сигнал в момент достижения текущим временным интерва- 5Q лом порогового значения. Поскольку начало и конец временного интервала соответствуют краям угловой метки, то момент появления выходного сигнала устройства соответствует середине 55 угловой метки.

Устройство работает следующим образом.

Пусть угловая метка на,маховике двигателя проходит мимо индукционного датчика 1. Пусть также при приближении метки к датчику в последнем и, следовательно, на выходе усилителя

2 вначале формируется положительный импульс двухполярного сигнала. В мо- 65 мент достижения этим импульсом своего амплитуднoro значения срабатывает указатель 8 и формирует на своем вы ходе импульс, устанавливающий триггер

3 в единичное состояние..При этом триггер 3 разблокирует ключ 4. Импульсы генератора 7 частотой то "начинают поступать непосредственно на сигнальный вход компаратора 6 и через делитель 10 с .частотой Ф /2 на опорный вход компаратора.

При удалении угловой метки от индукционного датчика 1 в последнем формируется отрицательный импульс двухполярного сиги ала. Через време нной интервал Y после срабатывания указателя 8 отрицательный импульс достигает-своего амплитудного значения. В этот момент срабатывает указатель 9 и формирует на своем выходе импульс, который возвращает триггер 3 в исходное нулевое состояние.

Ключ 4 блокируется и поступление импульсов на сигнальный и опорный входы компаратора 6 прекращается.

За временной интервал 7 на опорный вход компаратора поступит 8o = т /2 импульсов, а на сигнальный вход йс = 1ОТ, т.е. вдвое большее число импульсов.

Одновременно с блокировкой ключа

4 срабатывает формирователь 5 и формирует короткий импульс„ который по! ступает на управляющие входы указателей 8 и 9 и устанавливает последние в исходное состояние. Одновременно этот же импульс поступает на управляющий вход компаратора 6 и фиксирует в нем опорный уровень йц равный числу импульсов, поступивших .на его опорный вход, т.е. Йц =No= 4Y/2.

При йри>боде следующего двухполярного сигнала от индукционного датчика 1 ключ 4 вновь разблокируется.

Через интервал времени Г/2 на сигнальный вход поступит Ч = 10 импульсов, равное опорному уровню. Компаратор 6 срабатывает и на его выходе 14 формируется импульс. Момент появления этого импульса соответству-! ет половине временного интервала т.е. моменту достижения сигналом угловой отметки своей середины. К концу текущего временного интервала в компараторе 6 вновь будет зафиксирован опорный уровень и = fÄ/, Таким образом, каждому двухполярному сигналу на выходе индукционного датчика 1 на выходе 14 устройства соответствует импульс, передний (ронт которого формируется в момент прохождения мимо датчика середины .Угловой метки. на маховике двигателя.

Компаратор 6 работает следующим образом.

Суммирующий счетчик 11 фиксирует импульсы, поступающие с частотой -Ло/2 на опорный вход компаратора 6, а F;. 1038824 атее 2

Составитель Н. Патрахальцев

Редактор В.Петраш Техред M,Tåïåð КорРектор Л . Ильин

Заказ 6217/49 Тираж 873 Подпи сиое

l ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент",.r.Ужгород, ул.Проектная, 4 читанмлий счетчик 12 — импульсы, по .тупающие с частотой 1о на сигнальный вход компаратора. В момент окон !ëíèÿ временного интервала Г в счетчике 11 окажется зафиксированным число импульсов и = с /Я . Импульс фор-. мирователя 5, поступающий на управляющий вход компаратора 6, проходит на установочный вход счетчика 12 и устанавливает его в состояние, соответствующее состоянию счетчика 11. 10

В результате в счетчике 12 фиксируется опорный уровень g> f>C/2. По заднему фронту импульса формирователя 5 срабатывает формирователь 13 и устанавливает счетчик 11 в исходное 15 нулевое состояние.

В течение следующего временного интервала на оба счетчика опять на- . чинают поступать импульсы. В момент пос упления на вычитающий счетчик 12

1о (t/2 ) импульсов последний обнуляется и вырабатывает импульс, поступающий на выход 14 устройства. Передний фронт этого импульса соответствует.! середине временного интервала + и, следовательно, середине угловой отметки. По концу этого временного интервала в счетчик 12 вновь переписывается иэ счетчика 11 число N =VoCJ2

Таким образом, использование изобретения обеспечивает формирование отметки углового положения вала при любой, в том числе и нулевой, крутизне смены полярности сигнала датчика, т.е. независимо от соотношения геометрических размеров датчика и угловой метки, что расииряет область применения предлагаемого устройства.

Этот эффект достигается путем выделения середины временного интервала между максимальным и минимальным значениями сигнала датчика, возникающими при прохождении мимо датчика краев угловой метки.