Устройство непрерывного функционального диагностирования системы зажигания

Изобретение относится к электрооборудованию, в частности к области автоматики, а именно к контрольно-измерительным приборам и устройствам сигнализации для транспорта, и может использоваться для постоянного контроля технического состояния систем зажигания и питания двигателей транспортных машин. Технический результат направлен на определение порядкового номера цилиндра двигателя, нуждающегося в углубленном диагностировании и выдаче информации водителю в виде звукового или оптического воздействия с указанием номера неисправного цилиндра двигателя, в случаях отклонения от заданных параметров. Технический результат достигается тем, что устройство, содержащее датчик величин импульсов высокого напряжения, датчик нагрузки, датчик начала отсчета, коммутатор, схему определения переходного режима, схему определения начала отсчета, схему определения частоты вращения распределительного вала двигателя, ПЗУ, два АЦП, два ОЗУ, инвертирующий сумматор, компаратор, блок вычисления задержки сигнала сброса, схему задержки (на RS-триггерах) и сигнализатор, дополнительно снабжено счетчиком очередности работы цилиндров и коммутатором, причем счетчик соединен с сигнализатором номера неисправного цилиндра через коммутатор, который управляется сигналом с компаратора. 2 ил.

 

Изобретение относится к области электрооборудования, в частности к области автоматики, а именно к контрольно-измерительным приборам и устройствам сигнализации для транспорта, и может использоваться для постоянного контроля технического состояния систем зажигания и питания двигателей транспортных машин.

Известен автотестер модели К 484. Он предназначен для проверки электрооборудования и оценки работы цилиндров автомобильных карбюраторных двигателей [Автотестер модель К 484. Техническое описание и инструкция по эксплуатации].

Принцип действия автотестера заключается в измерении снижения числа оборотов двигателя при поочередном отключении каждого цилиндра, при помощи электронного выключателя зажигания производится прекращение искрообразования в выбранном цилиндре двигателя путем шунтирования коммутационного элемента первичной цепи в необходимый момент времени.

Недостатком данного автотестера является то, что его стационарное применение на тестовых режимах при ограниченной температуре окружающего воздуха от 10 до 35°С не позволяет выявить отклонения на начальных стадиях развития неисправности в процессе эксплуатации автомобиля.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является устройство функционального непрерывного диагностирования топливной аппаратуры высокого давления [Патент Российской Федерации №2206078 С2, МПК G 01 M 15/00, 2003].

Устройство состоит из датчиков давления топлива, установленных у форсунок в различных линиях нагнетания, датчика нагрузки, датчика определения начала геометрической подачи топлива, датчика импульсов, усилителей сигналов, коммутатора, схем определения переходного режима, определения начала геометрической подачи топлива и определения частоты вращения вала топливного насоса высокого давления (ТНВД), блока уставок - постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), двух аналого-цифровых преобразователей (АЦП), двух оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), компаратора, блока вычисления задержки сигнала сброса, схемы задержки (RS-триггер) и сигнализатора.

Оно позволяет определить отклонения от заданных параметров топливоподачи на начальной стадии развития неисправности. Диагностирование обеспечивается в процессе функционирования топливной аппаратуры высокого давления попеременным сопоставлением регистрируемых сигналов величин высокого давления в линиях с учетом их фазового сдвига. Разность между попеременно сравниваемыми сигналами при этом является диагностируемым параметром, допустимая разность значений сравниваемых сигналов определяется нагрузкой, скоростными, а также переходными режимами работы дизеля.

Однако недостатками данного устройства являются то, что оно не в состоянии определить конкретную линию с отклонениями от заданных параметров, требующую углубленного диагностирования. Как следствие, это приводит к углубленному диагностированию всей топливной аппаратуры, возрастанию трудоемкости работ по диагностированию и снижению ресурса диагностического оборудования.

Технический результат направлен на определение порядкового номера цилиндра двигателя, нуждающегося в углубленном диагностировании и выдаче информации водителю в виде звукового или оптического воздействия с указанием номера неисправного цилиндра двигателя, в случаях отклонения от заданных параметров.

Технический результат достигается тем, что устройство, содержащее датчик величин импульсов высокого напряжения, датчик нагрузки, датчик начала отсчета, коммутатор, схему определения переходного режима, схему определения начала отсчета, схему определения частоты вращения распределительного вала двигателя, ПЗУ, два АЦП, два ОЗУ, инвертирующий сумматор, компаратор, блок вычисления задержки сигнала сброса, схему задержки (на RS-триггерах) и сигнализатор, дополнительно снабжено счетчиком очередности работы цилиндров и коммутатором, причем счетчик соединен с сигнализатором номера неисправного цилиндра через коммутатор, который управляется сигналом с компаратора.

Отличительными признаками от прототипа является то, что устройство дополнительно снабжено счетчиком очередности работы цилиндров и коммутатором, причем счетчик соединен с сигнализатором номера неисправного цилиндра через коммутатор, который управляется сигналом с компаратора.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства (для четырехцилиндрового двигателя).

На фиг.2 изображены совмещенные диаграммы искрообразования в линии величин импульса высокого напряжения на свечах зажигания в цилиндрах двигателя и карты сигналов (для четырехцилиндрового двигателя).

Устройство состоит из датчика величин импульсов высокого напряжения 1 (фиг.1), установленного на проводе высокого напряжения от катушки зажигания, датчика нагрузки 2, датчика начала отсчета 3, счетчика порядка работы цилиндров 4, коммутатора 5, определяющего линию сигнала, требующую углубленного диагностирования, коммутатора 9, схем определения переходного режима 6, определения начала отсчета 7 и определения частоты вращения распределительного вала двигателя 8, ПЗУ 11, двух АЦП 10.1-10.2, двух ОЗУ 12.1-12.2, компаратора 14, блока вычисления задержки сигнала сброса 15, схемы задержки (на RS-триггерах) 16 и сигнализатора 17.

Датчик нагрузки 2 установлен во впускном коллекторе. Он регистрирует разрежение во впускном коллекторе и подключен к схеме определения переходного режима 6 и коммутатору 9. Датчик определения начала отсчета 3 установлен на распределительном валу двигателя, подключен к схеме определения начала отсчета 7, сигнал с датчика величины импульсов 1 поступает на схему определения частоты вращения распределительного вала 8. Коммутатор 9 управляется сигналами с датчика нагрузки 2 и схем: определения начала отсчета 7 и определения частоты вращения распределительного вала 8, имеет два выхода, соединенных с аналого-цифровыми преобразователями 10.1-10.2 и ОЗУ 12.1-12.2. Схемы определения начала отсчета 7 и определения частоты вращения распределительного вала 8 соединены связью также с ПЗУ 11. Схема определения частоты вращения распределительного вала 8 управляет и блоком вычисления задержки сигнала сброса 15. Оба аналого-цифровых преобразователей 10.1-10.2 через ОЗУ 12.2 связаны с инвертирующим сумматором 13. К входам компаратора 14 подключены инвертирующий сумматор 13 и ПЗУ 11, к выходу - вход коммутатора 5, определяющего порядок работы цилиндров от счетчика 4, к выходу коммутатора 5 подключен вход блока задержки (на RS-триггерах) 16. К второму входу блока задержки (на RS-триггерах) 16 подключен блок вычисления задержки сигнала сброса 15. Сигнализатор 17 управляется блоком задержки (на RS-триггерах) 16.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с датчика импульса высокого напряжения 1 поступают на коммутатор 9, счетчик 4, схему определения частоты вращения распределительного вала 8. Коммутатор 9 по сигналам со схем определения начала отсчета 7 и определения частоты вращения распределительного вала 8, датчика 2 нагрузки определяет момент подключения датчика величины импульсов высокого напряжения на короткий, строго определенный промежуток времени к соответствующему аналого-цифровому преобразователю 10.1 или 10.2.

Момент подключения аналого-цифрового преобразователя коммутатором 9 определяется таким образом, что в соответствующей свече зажигания должен осуществляться импульс пробивного напряжения. Сигнал преобразуется соответствующим аналого-цифровым преобразователем в цифровую форму и поступает в ОЗУ 12.1 или 12.2, где хранится до очередного подключения следующего по очередности датчика величин импульса высокого напряжения. Во втором ОЗУ происходит запись очередного сигнала датчика величины импульса высокого напряжения. Оба сигнала подаются на входы инвертирующего сумматора 13.

Таким образом, в инвертирующем сумматоре 13 определяется величина превышения уровня одного сигнала над предыдущим по времени до тех пор, пока в запоминающем устройстве не произойдет запись следующего сигнала. После этого сравниваются очередные сигналы. Определенная разность сигналов подается на компаратор 14, где сравнивается с допустимой для каждого конкретного режима работы двигателя. Допустимое несовпадение сигнала определяется ПЗУ 11 по сигналам со схем: определения переходного режима 6, определения начала отсчета 7 и определения частоты вращения распределительного вала 8. В случае превышения допустимой разности уровня сигналов сигнал с компаратора 14 поступает на коммутатор 5, определяющий номер линии посредством счетчика 4. После этого сигнал поступает на блок задержки сигнала (на RS- триггерах) 16 и с него на сигнализатор 17. Время нахождения блока задержки сигнала (на RS-триггерах) 16 в данном устойчивом состоянии определяется блоком вычисления задержки сигнала сброса 15 с учетом комфортности восприятия сигнала сигнализатора 17 через определенное число циклов искрообразования. Датчик нагрузки 2 отключает коммутатор 9 при пуске двигателя в связи со значительной разностью сигналов от датчика.

Наглядность принципа работы предлагаемого устройства, позволяющего определить линию сигнала, требующую углубленного диагностирования, изображена на совмещенных диаграммах фиг.2.

Сопоставительный анализ показывает, что отличия, связанные с установкой счетчика и коммутатора, определяющих порядок работы диагностируемых линий, позволяют определить конкретную линию, требующую углубленного диагностирования на начальном периоде возникающей неисправности.

Использование заявляемого изобретения позволяет сравнивать попеременно регистрируемые сигналы линий величин импульсов высокого напряжения с учетом их фазового сдвига и режимов функционирования двигателя и выявлять линии, на которых происходят отклонения от заданных параметров на ранних стадиях развития с указанием конкретного цилиндра.

Использование заявляемого изобретения позволит перейти автотранспортным предприятиям на систему технического обслуживания по техническому состоянию, снизит трудоемкость углубленного диагностирования, повысит ресурс стационарного диагностического оборудования и сократит нормы расхода запасных частей, снизит себестоимость эксплуатации бензиновых автомобилей при их высокой технологичности.

Устройство, содержащее датчик величин импульсов высокого напряжения, датчик нагрузки, датчик начала отсчета, коммутатор, схему определения переходного режима, схему определения начала отсчета, схему определения частоты вращения распределительного вала двигателя, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), два аналого-цифровых преобразователя (АЦП), два оперативных запоминающих устройства (ОЗУ), инвертирующий сумматор, компаратор, блок вычисления задержки сигнала сброса, схему задержки (на RS-триггерах) и сигнализатор, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено счетчиком очередности работы цилиндров и коммутатором, причем счетчик соединен с сигнализатором номера неисправного цилиндра через коммутатор, который управляется сигналом с компаратора.