Многофункциональная микропроцессорная система для диагностики двигателей внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к области диагностики и испытаний двигателей внутреннего сгорания и позворляет повысить точность и производительность измерений. Система содержит датчик 1 верхней мертвой точки, датчик 2 угловых положений, датчик 3 исследуемого процесса, первый 4 и второй 5 формирователи импульсов и усилитель 6, функционально связанные с датчиками 1, 2 и 3, блок 7 синхросигналов, аналоге цифровой преобразователь 10,регистр 13,блок 14 элементов задержки формирователь сигнала Готовность вычислитель 18 и индикатор 19 Система позволяет осуществлять запись информации в регистр 13 и последующий ввод ее в вычислитель 18 только при условии несравнения текущей и предыдущей кодовых комбинаций с выхода аналогоцифрового преобразователя 10 1 ил.

с(>юэ с()IIf: тских

COI. ÈÀJIÈC f È If. СКИХ

РЕСПУБЛИК

fsIIs F 02 М 65/00

ГОСУДАРСТВЕ 3%3ЫИ КОМИТЕТ пО иэОБРете13иям и ОткРытиям

ПРИ ГК>3Т СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

0с Д Ql (л

00 С)с

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4695047/06 (22) 22.05.89 (46) 30.04.91. Бюл, N . 16 (71) Рижское специальное конструкторское бюро по технической диагностике Министерства автомобильной промышленности

СССР (72) В.В. Вишняков и О,С. Гольдштейн (53) 621,43,001.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1437720, кл. С 01 M 15/00, 1985, (54) МНОГО(Т УНКЦИОНАЛЬНАЯ МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к области диагностики и испытаний двигателей внутреннеИзобретение относится к системам для диьгностики двигателей внутреннего сгорания

Цель изобретения — повышение точности и производительности измерения.

На чертеже изображена блок-схема системы, Многофункциональная микропроцессорная система для диагностики двигателя внутреннего сгорания содержит датчик 1 верхней мертвой точки (ВМТ) поршня. датчик 2 угловых положений (УП); датчик 3 исследуемого процесса (ИП), первый 4 и второй

5 формирователи импульсов и усилитель 6, входы которых подключены соответственно к выходам датчиков 1, 2 и 3, блок 7 синхросигналов, который может быть выполнен. например, в виде последовательно связанных генератора 8 опорной частоты и делителя 9 частоты, аналого-цифровой поеобразователь (АЦП) 10, информацион.., SU ÄÄ 1645586 А1 го сгорания и позворляет повысить точность и производительность измерений. Система содержит датчик 1 верхней мертвой точки, датчик 2 угловых положений. датчик 3 исследуемого процесса, первый 4 и второй 5 формирователи импульсов и усилигель 6, функционально связанные с датчиками 1, 2 и 3, блок 7 синхросигналов, аналого-цифровой преобразователь 10, регистр 13, блок 14 элементов задержки, формирователь 17 сигнала Готовность", вычислитель 18 и индикатор 19. Система позволяет осуществлять запись информации в регистр 13 и последующий ввод ее в вычислитель 18 только при условии несравнения текущей и предыдущей кодовых комбинаций с выхода аналогоцифрового преобразователя 10. 1 ил. ныи вход которого подключен к выходу усилителя 6, а тактовый вход — к выходу блока

7 синхросигнапов (к выходу генератора 8 опорной частоты). первый 11 и второй 12 счетчики импульсов, счетные входы которых подключены соответственно к дополнительному выходу блока 7 синхросигналов (к выходу делителя 9 частоты) и выходу второго формирователя импульсов, а входы сброса (R) — соответственно к выходам второго 5 и первого 4 формирователей импульсов, регистр 13, информационные входы которого связаны с информационными выходами анало«о-цифрового преобразователя 10, а дополнительные информационные входы— с выходами первого 11 и второго 12 счетчика, блок 14 элементов задержки, блок 15 сравнения цифровых кодов, схему 16 совпадения, один вход которой подключен к выходу блока 15 сравнения цифровых кодов, формирователь 17 сигнала "Готовность"

1645586 вход которого подключен к выходу схемы 16 совпадения и связан с тактовым входом регистра 13, вычислитель 18, информационные входы которого подключены к выходам регистра 13, вход связан с формирователем

17 сигнала "Готовность", управляющие выходы соединены с входами блока 7 синхросигналов (делителя 9 частоты), а дополнительный выход связан с другим входом схемы 16 совпадения, и индикатор 19, входы которого подключены к информационным выходам вычислителя 18. При этом информационные выходы аналого-цифрового преобразователя 10 дополнительно связаны с одной группой входов блока 15 сравнения цифровых кодов непосредственно, а с другой — через блок 14 элементов задержки, Многофункциональная микропроцессорная система для диагностики двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом, Запуск системы производится по инициативе оператора путем нажатия соответствующей клавиши на пульте вычислителя

18. По сигналу запуска система приводится о исходное состояние: обнупяются счетчики

11 и 12, регистр 13 и индикатор 19 (цепи обнуления не показаны). и подается сигнал запрета (лог, "0") на второй вход схемы 16 совпадения, при этом на ее выходе независимо от состояния первого входа устанавливается сигнал лог. "0". Вычислитель 18, находясь в инициативном режиме, принимает цифровую информацию из регистра 13 и формирователя 17, Удостоверившись, что на их выходах сигналы лог. "0", т. е. система находится в исходном состоянии, вычислитель 18 выдает по управляющим выходам на второй вход схемы 16 совпадения сигнал разрешения (лог. "1") и на оход управления блока 7 синхросигналов управляющее слово, которое далее поступает на вход управления делителя 9 частоты и запускает его с соответствующим коэффициентом деления, Делитель 9, принимая тактовые импульсы от генератора 8, преобразует их частоту следования в частоту, соответствующую коду управляющего слооа. и посылает эти импульсы на счетный вход счетчика 11, который начинает их подсчитывать, Одновременно в счетчике 12 произоодигсл

"чет импульсов угловых положений, поступающих от датчика 2 угловых положений.

При этом кодовые комбинации с выходов счетчиков 11 и 12 поступают на соответствующие входы регистра 13. игнал разрешения (лог. "1"), поступающий в одном из разрядов управляющего слова на второй вход схемы 16 совпадения.

55 позволяет производить запись цифровой информации в регистр 13 при условии не сравнения(несоответствия) текущей и предыдущей кодовых комбинаций с выхода

АЦП 10.

В этом случае на выходе блока 15 сравнения появляется сигнал лог. "1", который по совпадению с сигналом разрешения проходит через схему 16 совпадения на тактовый вход регистра 13. При этом осуществляетсл запись в регистр 13 кодовых комбинаций с выходов счетчиков 11 и 12 и АЦП 10.

Одновременно с поступлением импульса на тактовый вход регистра 13 происходит

его поступление на вход формирователя 17, который формирует сигнал "Готовность" и выставляет его на управляющий вход вычислителя 18.

Таким образом, после выставления управляющего слова на выходы управления вычислитель 18 находится в режиме ожидания, В этом режиме датчик 1 ВМТ генерирует электрический сигнал в момент прохождения поршнем в цилиндре двигателя верхней мертвой точки, Датчик 2 УП генерирует электрические сигналы через дискретный угол поворота коленчатого валап, Формирователи 4 и 5 нормируют сигналы от датчиков 1 и 2 по амплитуде и фронту и генерируют короткие импульсы в момент прохождения напряжения с датчиков через ноль, Сигнал с формирователя 4 поступает на вход сброса счетчика 12, а с формирователя 5 — на вход сброса счетчика 11, по приходе этих сигналов счетчики обнуляются. На счетные входы счетчиков 11 и 12 поступают соответственно импульсы с выходов делителя 9 частоты блока 7 синхросигналов и с формирователя 5.

Таким образом, в счетчиках 11 и 12 подсчитывается число импульсов с делителя 9 частоты и с формирователя 5, Первые несут информацию об изменении времени, вторые — об угловом положении коленчатого вала двигателя. Выходные цифровые коды счетчиков 11 и 12 поступают на регистр 13.

Датчик 3 ИП генерирует электрический сигнал, соответствующий исследуемому процессу. Данный сигнал фильтруется и усиливается усилителем 6 и поступает на информационный вход АЦП 10, На его тактовый вход (вход запуска) поступают импульсы с выхода генератора 8 опорной частоты блока 7 синхросигналов. По каждому такому импульсу происходит запуск АЦП

10. Последний преобразовывает поступающий на его информационный вход сигнал с усилителя 6 иэ аналогового вида в цифровой. В результате на его выходе формирует5

r>

15 ся цифровой код, соответствующий величине аналогового сигнала н данный момен| времени. Сформированный цифровой код с выходов ALII 10 поступает на первые входы блока 15 сравнения цифровых кодов непосредственно и на вторые входы через блок 14 элементов задержки. При неравенстве текущего цифрового кода и предыдущего на выходе блока 15 генерируется короткий импульс, длительность которого определяется временем задержки блока 14 элементов задержки, Данный импульс поступает через схему 16 совпадения на формирователь 17 сигнала "Готовность" и на тактовый вход регистра 13. В результате в регистр 13 записываются текущий цифровой код аналогового сиг||а1|а и цифровые коды угла поворота коленчатого вала дниателя и величины времени с момента прихода сигнала с датчика 2 УП.

Формирователь 17 сигнала "Готовность" генерирует импульс, по которому вычислитель 18 считывает информацию из регистра 13 и записывает ее во внутреннюю оперативную память.

Таким образом, по каждому импульгу с выхода генератора 8 опорной частоты блока

7 синхросигналон формируется цифровой код аналогового сигнала, который записывае-ся Во внутреннюю оперативную память вычислителя 18 совместно с гекущими значениями кодов угла поворота коленчатого вала двигателя и нрел ени только в том. случае, если текущий код с выхода дЦП 10 не будет равен предыдущему, т. е. антомати Ip ски исклю |аются из записи те цифровые коды аналогового сигнала, значения которых равны предыдушсму и, следовательно, не несут полезной (ценной) информации о характере изменения сигнала.

Приняв цифровую информацию из рсгистра 13, вычислитель 18 производит ее обработку, заключающуюся, например, в вычислении амплитуды сигнала, его длительности. скорости изменения, нахождений точек экстремума и частоты вращения коленчатого вала и т. д, По величине частоты вращения колен|этого вала дгигателя осуществляется коррекция управляющего слова, поступаюв||его на делитель 9 частоты (при этом сигнал лог.

"1" на втором входе схемы 16 совпадения не меняется).

Результат вычисления параметров выводится на индикатор 19.

Результатом укаэанного исключения иэ записи неинформативных цифровых кодов является использование значительно меньшего объема оперативной памяти в вычислителе 18 при одинаковой значимости

55 обрабатываемого массива и формации и, как следгтние уменьшение времени обработки полученной информации, т. е. увеличение производительности системы диэГ нос гировэния.

Для привязки временной шкалы к yrny поворота коленчатого вала двигателя и к исследуел ол1у процессу вычислитель 1R управляет делителем 9 час1оты. При этом уве личение точности достигается за счет использования ноэл1ожности изменения числа записи цифровых значений аналогового си| нала с учстсл е; о текущего изменения.

Формула изобретения

Многофункциональная микропроцессорная система для диагнс-.òèêè двигателей внутреннего сгорания, содержащая датчики верхней торцовой точки, у лоных положений и исследуемого процесса, выходами связанные соответственно с первыл и вторым формирователями и усилителем, ангпого- цифровой преобразователь, информационный вход которого связан с выходом усилителя, а так|оный вход соединен с выходом блока синхросигналон, вычислитель, управляющий вход которого связан с формирователем сигнала "Готовность", управляющие выходы соединены f; входами блока синхросигнало8, а информационные ныхолы связаны о индикатором, регисгр, информационные входы которого связаны с информационными ныходал и аналого-цифрового пресбоаэонателя, а выходы — с инфсрл ационныл и входами вычислителя, и блок элементов задержки, о т л и ч а ю щ ая с я тем, !To, с целью повышения точности и проиэнодигельности, она снабжена первым и вторым счетчиками, выходы которых связанbl с дополнительными ГpуппаMи инфор|иационных входов регистра, а счетные входи соединены соответственно с дополнительныM выходом блока синхрoсигчалов и нылодом второго формирователя, и последoнатсльно связанными блоком сравнения цифровых кодов и схемой совпадения, один из вхо „ он которой связан сдополнительным

p ëõoäîì нычисли1еля, а выход — с тактовым нхсдсм регистра и входом формирователя сигнала "Гото||ность", причем вход сброса

",ерного сче гчика связан с выходом второго формирователя, а вход сброса второго счетчика.— с выходом первого формирователя. информациoHные выходы аналого-цифроногс преобразователя дополнительно связаны с одной группой входов блока сравнения цифровых кодов непосредственíс, а с другой — через блок элементов задержки, 1 Г 155 8т) Г.г)с-.;. Г е))ь Г,Кислоа

Техре,;; ":4 МоГ)гентал Корректор Н,Король

1 .:« а то)) г1.13е< е,1 )Нская

3 каэ 1336 Тираж 359 Подписное

Г311ИИГI 11;)суда1)сто нного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11)0.")5, Москва, Ж-35, Рг)ушская наб., 4/5 11 о) . ворс ",i:, )о нада) льский комб )нат "Г1атент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101