CS253805B1

CS253805B1 - Econometric for diesel engines

Info

Publication number: CS253805B1
Application number: CS190385A
Authority: CS
Inventors: Tomas Hejl; Jiri Machalicky
Original assignee: Tomas Hejl; Jiri Machalicky
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1985-03-19
Publication date: 1987-12-17

Abstract

Ekonoraetr signalizuje údaje: řad nahoru/ /dolů, a to i akusticky, dále přidej/uber plyn, okamžitou spotřebu na 100 km, celkovou spotřebu, celkové otáčky. Zařízení umožňuje diagnostikovat hardwarovou část softwarem. K mikropočítači jsou přímo připojeny dvouhodnotové snímače plynu a spojky. Na vstup přerušení mikropočítače jsou přes obvody přerušení připojeny přes dvoupolohové přepínače s jednou polohou uzemněnou snímač otáček, snímač okamžité spotřeby a snímač rychlosti. Na další vstup mikropočítače je připojen čtvrtý dvoupolohový přepínač s jednou polohou uzemněnou a jednou nezapojenou. Na výstupu tohoto přepínače je připojen jedním koncem odpor, mající druhý konec připojen na kladné napětí +5 V. Všechny přepínače jsou ovládány tlačítkem. Výstupy mikropočítače jsou po řadě připojeny na mechanický čítač otáček, mechanický čítač spotřeby, zobrazovací jednotku okamžité spotřeby na 100 km, obvod optické indikace aktuálnosti řazení a změny plynu a přes astabilní multivibrátor na akustický měnič. Ekonometr lze připojit na libovolný typ automobilu se vznětovým motorem s klasickou převodovkou.The economizer signals the following data: up/down range, also acoustically, then add/off gas, instantaneous consumption per 100 km, total consumption, total revolutions. The device allows the hardware part to be diagnosed by software. Two-value gas and clutch sensors are directly connected to the microcomputer. The speed sensor, instantaneous consumption sensor and speed sensor are connected to the interrupt input of the microcomputer via interrupt circuits via two-position switches with one position grounded. A fourth two-position switch with one position grounded and one not connected is connected to the next input of the microcomputer. A resistor is connected to the output of this switch at one end, the other end of which is connected to a positive voltage of +5 V. All switches are controlled by a button. The microcomputer outputs are connected in turn to a mechanical revolution counter, a mechanical consumption counter, a display unit for instantaneous consumption per 100 km, a circuit for optical indication of the actuality of gear shifting and gas changes, and via an astable multivibrator to an acoustic transducer. The econometer can be connected to any type of car with a diesel engine and a classic gearbox.

Description

Vynález se týká ekonometru pro vznětové motory, tedy zařízení, které dává řidiči informace např. o spotřebě paliva, vhodnosti řazení apod. a umožňuje tak optimalizovat jízdu.The present invention relates to an econometric engine for compression ignition engines, i.e. a device which provides the driver with information such as fuel consumption, suitability of gear shifting and the like, and thus makes it possible to optimize driving.

V současné době se pro tyto účely používají dva druhy informačních zařízení. Jednak to jsou ekonometry pro přesnou registraci spotřeby, založené na přímém měření spotřeby, které neposkytují žádné jiné informace, které jsou z hlediska optimalizace jízdy důležité, zejména nedávají pokyny o vhodnosti řazení.Two types of information devices are currently used for this purpose. On the one hand, it is econometric for accurate consumption registration, based on direct consumption measurement, that does not provide any other information that is important from the point of view of driving optimization, in particular they do not give advice on the suitability of shifting.

Druhou skupinou jsou speciální pokynové ekonometry, jejichž hlavni funkcí je indikace požadavku řazení. Tyto speciální ekonometry používají různé vstupy, avšak čidlo okamžité spotřeby není použito. Pro výpočet vhodnosti řazení se obvykle používá měření polohy regulační tyče vstřikovacího čerpadla, což neumožňuje provádět přesnou registraci celkové spotřeby.The second group is special instruction econometrics whose main function is the indication of the shift request. These special econometrics use different inputs, but an instantaneous consumption sensor is not used. Typically, the positioning of the injection pump control rod is used to calculate the suitability of the shift, which does not allow accurate registration of total consumption.

Oba uvedené typy ekonometrů rovněž nemají akustickou signalizaci při požadavku vhodnosti řazení a nerozlišují některé stavy, např. brzdění motorem, přechodové stavy při řazeni apod., při nichž je údaj vhodnosti řazení nesprávný.Both types of econometric devices also do not have acoustic signaling when shifting suitability is required and do not distinguish some states, eg engine braking, shifting transient states, etc., where the shift suitability indication is incorrect.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje ekonometr pro vznětové motory podle vynálezu, který je řízen mikropočítačem s pamětí. Jeho podstatou je, že na jeden vstup mikropočítače, tvořeného nejlépe jednočipovým mikropočítačem, je přímo připojen dvouhodnotový snímač spojky a na druhý vstup dvouhodnotový snímač plynu. Tyto snímače jsou tvořeny například jazýčkovými relé. Na vstup přerušení mikropočítače je přes obvody přerušení připojen výstup snímače otáček, výstup snímače okamžité spotřeby a výstup snímače rychlosti. Vstup snímače otáček, tvořeného například alternátorem, je připojen kamkoli před převodovku, například na setrvačník.The above-mentioned drawbacks are overcome by the econometric for diesel engines according to the invention, which is controlled by a microcomputer with memory. Its essence is that a two-valued clutch sensor is directly connected to one microcomputer input, preferably composed of a single-chip microcomputer, and a two-valued gas sensor directly to the other input. These sensors are for example reed relays. The speed sensor output, the instantaneous consumption sensor output, and the speed sensor output are connected to the microcomputer break input. The input of a speed sensor, such as an alternator, is connected anywhere upstream of the transmission, for example, to a flywheel.

Vstup snímače okamžité spotřeby, tvořeného například průtokoměrem s výsuvnými písty, opatřeným filtrem a trojcestným ventilem, je zapojen do palivové soustavy motoru.The input of the instantaneous consumption sensor, such as a withdrawable piston flow meter equipped with a filter and a three-way valve, is connected to the engine fuel system.

Vstup snímače rychlosti, tvořeného například indukčním čidlem, je připojen kamkoli za převodovku motoru, například na kolo.The input of a speed sensor, for example an inductive sensor, is connected anywhere after the engine transmission, for example a wheel.

Snímač otáček, snímač okamžité spotřeby a snímač rychlosti jsou spojeny s obvodem přerušení vždy přes jeden dvoupolohový spínač. Rovněž tak jeden dvoupolohový spínač je připojen .přímo na další vstup mikropočítače. Na výstup tohoto čtvrtého dvoupolohového spínače je připojen jeden konec odporu, jehož druhý konec je připojen na kladné napětí UCC.The speed sensor, instantaneous consumption sensor and speed sensor are connected to the interrupt circuit by means of one two-position switch. Likewise, a two-position switch is connected directly to the next input of the microcomputer. One end of the resistor is connected to the output of this fourth two-position switch, the other end of which is connected to the positive voltage UCC.

i .ehny tyto spínače mají'společné ovládací tlačítko a jednu polohovou svorku mají uzemněnou. tlruhá polohová svorka čtvrtého dvoupolohového přepínače není zapojena a je tedy volná. Výstupy mikropočítače jsou po řadě připojeny na vstup mechanického čítače otáček, mechanického čítače spotřeby, na zobrazovací jednotku spotřeby na 100 km, na vstup obvodu optické indikace aktuálnosti řazení a změny plynu a přes astabilní multivibrátor na vstup akustického měniče. Zobrazovací jednotka může být tvořena řetězcem diod LED nebo ručkovým měřidlem, před kterým však musí být zařazen číslicově· analogový převodník.These switches have a common control button and one position terminal is grounded. the fourth position terminal of the fourth on / off switch is not connected and is therefore free. The microcomputer outputs are connected in series to the mechanical speed counter, the mechanical power counter, the 100 km power consumption display, the optical shift current and gas change circuit input and the astable multivibrator to the acoustic input. The display unit may consist of a string of LEDs or a hand gauge, but must be preceded by a digital to analog converter.

Výhodou ekonometru pro vznětové motory podle vynálezu je, že zařízení umožňuje jednotné sitímání vstupních údajů, kde se měří doba periody pomocí přerušení mikropočítače. Ekonometr reaguje s nejmenším možným zpožděním výstupních signálů za okamžitými hodnotami vstupních Veličin. Zařízení signalizuje tyto údaje: řad nahoru, řad dolů - oba tyto signály mají i akustickou indikaci, dále povel přidej plyn, uber plyn, údaj o okamžité spotřebě na 100 kilometrů, cúflCelkové spotřebě, údaj o celkových otáčkách a údaj, kdy jsou maximální otáčky překročeny, DBlší výhodou tohoto ekonometru je možnost diagnostikováni hardwarové části, snámaěe otáček, áifímače okamžité spotřeby a snímače rychlosti softwarem, k čemuž slouží čtyři dvoupolohové jfBepínače se společným ovládacím tlačítkem. Diagnostikování může být využito jak při výrobě ŠĚBÍmotného ekonometru, tak přimo v provozu.An advantage of the inventive diesel engine according to the invention is that the device allows uniform input data input, where the period time is measured by interrupting the microcomputer. The economometer reacts with the smallest possible delay of the output signals beyond the instantaneous values of the input quantities. The device signals the following data: rows up, rows down - both of these signals have an acoustic indication, as well as command to throttle, gas off, instantaneous consumption per 100 kilometers, cúflTotal consumption, total speed indication and when maximum speed is exceeded A further advantage of this econometer is the possibility of diagnosing the hardware part, the speed sensor, the instantaneous consumption sensor and the speed sensor by software, which is provided by four two-position switches with a common control button. The diagnostics can be used both in the production of the SIMILAR econometreter and directly in operation.

Příklad uspořádání ekonometru pro vznětové motory podle vynálezu je blokově uveden na přiloženém výkrese,An example of an econometric arrangement for a diesel engine according to the invention is shown in the attached drawing,

Ústředním blokem ekonometru je mikropočítač JL, v tomto případě jednočipový mikropočítač 8048. Na jeho vstup je připojen snímač spojky 5, na druhý vstup pak snímač plynu 7_. Na vstup přerušení mikropočítače 2 je přes obvody přerušení 2» které jsou zde tvořeny klopnými obvody a hradlem NAND, připojeny po řadě snímač otáček 2» snímač okamžité spotřeby ± a snímač rychlosti 5. Každý z těchto tří snímačů je na vstup přerušení připojován vždy přes jednu polohovou svorku jednoho dvoupolohového přepínače 15.The econometric central block is a microcomputer 11, in this case a single-chip microcomputer 8048. A clutch sensor 5 is connected to its input, and a gas sensor 7 to the other input. The speed sensor 2 »instantaneous consumption ± and speed sensor 5 are connected in series to the interrupt input of the microcomputer 2 via the interrupt circuits 2», which consist of flip-flops and a NAND gate, connected in series. position clamp of one on / off switch 15.

Druhá polohová svorka každého z těchto tří dvoupolohových přepínačů 15 je uzemněna. Zároveň je na další vstup mikropočítače 2 připojen přímo čtvrtý dvoupolohový přepínač 15, jehož jedna polohová svorka je nezapojena, tedy volná a druhá polohová svorka je uzemněna. Na výstup tohoto čtvrtého dvoupolohového přepínače 15 je připojen jeden konec odporu 26, jehož druhý konec je připojen na kladné napětí UCC. Všechny čtyři dvoupolohové přepínače 15 mají společné ovládací tlačítko 14.The second position terminal of each of the three two-position switches 15 is grounded. At the same time, a fourth two-position switch 15 is connected directly to the next input of the microcomputer 2, one position terminal of which is not connected, that is free and the other position terminal of the earth is grounded. One end of the resistor 26 is connected to the output of this fourth on / off switch 15, the other end of which is connected to a positive voltage UCC. All four two-position switches 15 have a common control button 14.

Vstup snímače Otáček 2 Í^{e v} tomto případě tvořen alternátorem a je připojen kamkoli před převodovku motoru, například na setrvačník. Vstup snímače okamžité spotřeby 4, tvořený zde průtokoměrem s výsuvnými písty, opatřeným filtrem a trojcestným ventilem, je zapojen do palivové soustavy vznětového motoru. Vstup snímače rychlosti 5, tvořený v tomto případě indukčním čidlem, je připojen kamkoli za převodovku motoru, například na kolo.Input speed sensor 2 S ^ev this case consists of the alternator and is connected anywhere before transmission of the engine, such as a flywheel. The instantaneous consumption sensor input 4, consisting of a withdrawable piston flow meter equipped with a filter and a three-way valve, is connected to the diesel fuel system. The input of the speed sensor 5, in this case an inductive sensor, is connected anywhere after the engine transmission, for example to a wheel.

Výstupy mikropočítače 2 jsou po řadě připojeny na tyto výstupní bloky: mechanický čítač otáček 8, mechanický čítač spotřeby 9, zobrazovací jednotku 10 okamžité spotřeby na 100 kilometrů, akustický měnič 12, který je k mikropočítači 2 připojen přes astabilní multivibrátor 22 a na obvod optické indikace 13 aktuálnosti řazení a změny plynu.The outputs of the microcomputer 2 are connected in series to the following output blocks: mechanical speed counter 8, mechanical consumption counter 9, instantaneous consumption display unit 10 for 100 kilometers, an acoustic horn 12 connected to the microcomputer 2 via an astable multivibrator 22 and an optical indication circuit 13 gas shifts and changes.

Mechanický čítač otáček 2 ^a mechanický čítač spotřeby 9 jsou tvořeny například mechanickými telefonními čítači pěti dekadických řádů.The mechanical speed counter 2 ^{and the} mechanical consumption counter 9 are formed, for example, by mechanical telephone counters of five decimal orders.

Zobrazovací jednotka 10 okamžité spotřeby na 100 kilometrů je v tomto případě tvořena řetězcem 24 diod LED. Vzhledem k nutnosti sledováni tohoto údaje během jízdy by bylo číslicové vyhodnocení nevhodné, nebot by nadměrně zatěžovalo pozornost řidiče. Případnou další variantou by bylo použití ručkového měřidla, což by si vyžádalo předřazení číslicově analogového převodníku.The instantaneous consumption display unit 10 per 100 kilometers is in this case a string of 24 LEDs. Due to the need to monitor this data while driving, a digital evaluation would be inappropriate as it would place an excessive burden on the driver's attention. Another possible option would be the use of a hand-held gauge, which would require a digital-to-analog converter.

Akustický signál pro akustický měnič 12 je získáván z astabilního multivibrátoru 11, jehož kmitočet je řízen napětím a povolován z mikropočítače 2·The acoustic signal for the acoustic transducer 12 is obtained from an astable multivibrator 11, the frequency of which is controlled by a voltage and released from the microcomputer.

Obvod optické indikace 13 aktuálnosti řazení a změny plynu, který dává povely řad nahoru, řad dolů, přidej plyn a uber plyn je tvořen v tomto případě čtyřmi diodami LED.The shift indication and change gas circuit 13, which gives up, down, throttle, throttle and throttle commands, in this case, consists of four LEDs.

Ekonometr pak pracuje tímto způsobem. Na základě úplné charakteristiky příslušného vznětového motoru je předem vytvořena tabulka, která je uložena v paměti mikropočítače 2- Tato tabulka je adresována okamžitou hodnotou otáček a spotřeby. V položkách tabulky jsou zakódovány údaje řad nahoru, řad dolů, přidej plyn a uber plyn. Při jízdě jsou neustále snímány snímačem otáček 2 otáčky motoru, snímačem okamžité spotřeby 4_ okamžitá spotřeba a snímačem rychlosti 2 okamžitá rychlost. Na výstupech všech těchto snímačů 2> 5. jsou impulsy úměrné měřeným veličinám. Každý z těchto impulsů je vyhodnocován v obvodech přerušení 2 ^a vyvolává přerušení mikropočítače 2· ^v tomto přerušení je mikropočítačem 2 zapsán vždy čas příchodu impulsu od příslušného snímače a zároveň se vyhodnotí aktuální perioda odečtením od minulého času příchodu, impulsu od stejného snímače. Proto mikropočítač 2 udržuje informaci o čase modulo 65 536 časových jednotek, k čemuž používá vnitřního časovače a jeho přerušení.The econometer then works in this way. Based on the complete characteristics of the respective diesel engine, a table is pre-created and stored in the microcomputer 2 memory. This table is addressed to the instantaneous speed and consumption values. The table items encode row data up, row down, add gas and gas off. During travel, the engine speed sensor 2, the instantaneous consumption sensor 4 instantaneous consumption and the speed sensor 2 instantaneous speed are continuously sensed. At the outputs of all these sensors 2> 5, the pulses are proportional to the measured quantities. Each of these pulses is evaluated in the interrupt 2 circuits ^and causes a microcomputer 2 interruption. · ^In this interruption, the microcomputer 2 always writes the time of arrival of the pulse from the respective sensor and simultaneously evaluates the current period by subtracting from the last arrival time Therefore, the microcomputer 2 maintains the time information of modulo 65,536 time units using an internal timer and its interruption.

Podle okamžitých naměřených hodnot rychlosti a spotřeby je vyhodnocován v mikropočítači 2 údaj o okamžité spotřebě na 100 kilometrů, který je zobrazován displejem, použitým zde jako zobrazovací jednotka 10.According to the instantaneous measured values of speed and consumption, the instantaneous consumption per 100 kilometers is evaluated in the microcomputer 2, which is displayed by a display used here as a display unit 10.

Podle okamžitých naměřených hodnot otáček a spotřeby se mikropočítačem _1 vybere z tabulky příslušná položka. Odaje řad nahoru, řad dolů, přidej plyn a uber plyn by byly v některých případech nesprávné, například při rozjíždění z klidu. To by se projevilo rušivě zejména u akustických signálů. Proto při rychlosti blízké nule zůstávají tyto údaje neaktivní bez ohledu na příslušnou položku tabulky. Funkce se obnoví opět po zvýšení rychlosti, a to po uplynutí nastavitelného časového zpoždění.According to the instantaneous measured values of speed and consumption, the corresponding item is selected from microcomputer _1. Extracting the rows up, rows down, add throttle and down gas would in some cases be incorrect, for example when starting off at rest. This would be particularly disruptive to acoustic signals. Therefore, at a speed close to zero, these data remain inactive regardless of the associated table entry. The function is restored again after the speed has increased, after the adjustable time delay has elapsed.

Podobná situace nastává v okamžiku řazení, kdy je sešlápnutá spojka a při brzdění motorem, kdy je nesešlápnutý plyn. Po sešlápnuté spojce nebo nesešlápnutém plynu mohou být signály aktivní opět teprve po uplynutí nastavitelného časového zpoždění. Při větším zrychlení vozidla je maskován signál řad nahoru, při větším zpomalení je maskován signál řad dolů. Výslednými signály je aktivován obvod optické indikace 13 aktuálnosti řazení a změny plynu. Malé změny naměřených hodnot otáček motoru a spotřeby nemají na změnu výstupních signálů.řad nahoru, řad dolů, přidej plyn a uber plyn vliv. To zabraňuje přebllkávání údajů.A similar situation occurs when the clutch is depressed and the engine is braked when the gas is depressed. After the clutch is depressed or the gas is not depressed, the signals can only be active again after an adjustable time delay has elapsed. When the vehicle accelerates more quickly, the rows signal is masked up, while the deceleration is greater, the rows signal is masked down. The resulting signals activate the shift current and gas change optical indication circuit 13. Small changes in the measured engine speed and consumption values do not change the output signals. This prevents data blinking.

Na náběžnou hranu signálu řad nahoru, řad dolů se ozve akusticky odlišený signál z akustického měniče 12, který je vytvářen astabilním multivibrátorem 11 a povolován z mikropočítače 2·An acoustically differentiated signal from the acoustic transducer 12, which is generated by the astable multivibrator 11 and released from the microcomputer 2, is heard at the leading edge of the row up signal, row down.

Impulsy ze snímače otáček 2 jsou po předdělení v mikropočítači 2 vedeny do mechanického čítače otáček 2· Taktéž i impulsy ze snímače okamžité spotřeby 4 jsou po předdělení v mikropočítači 2 vedeny do mechanického čítače spotřeby 9_.The pulses from the speed sensor 2, after being split in the microcomputer 2, are fed to the mechanical speed counter 2. Also, the pulses from the instantaneous consumption sensor 4 are fed to the mechanical consumption counter 9, after being fed in the microcomputer 2.

Po zmáčknutí ovládacího tlačítka 14 se přepnou dvoupolohové spínače 15 a program přejde do režimu diagnostika a zároveň se vyvolají impulsy od snímače otáček 2» snímače okamžité spotřeby 2 ^a snímače rychlosti 2· Tyto impulsy mikropočítač 2 vyhodnotí a aktivuje podle nich obvod optické indikace 13 aktuálnosti řazení a změny plynu. Podle toho, které diody LED svítí, resp. nesvítí, a podle stavu vozidla jede nebo stojí,, lze detekovat většinu poruch a některé lokalizovat.Pressing the control button 14 switches the two-position switches 15 and the program enters diagnostics mode and simultaneously pulses from speed sensor 2 »instantaneous consumption sensor 2 ^and speed sensor 2 · These pulses are evaluated and activated by the microcomputer 2 and gas changes. Depending on which LEDs are on or off. not lit, and depending on the state of the vehicle is driving or standing, most faults can be detected and some can be located.

Mimo stav diagnostika je na vstup mikropočítače 2> ^na nějž je zapojen výstup čtvrtého dvoupolohového přepínače 22, přiváděno přes odpor 16 napětí +5 V, odpovídající úrovni logické 1.Outside the diagnostics state, the input of the microcomputer 2, ^to which the output of the fourth on / off switch 22 is connected, is fed via a 16 V voltage corresponding to a logic level of 1.

Ekonometr podle vynálezu může být připojen na libovolný typ automobilu se vznětovým motorem s klasickou převodovkou. Umožňuje použit libovolná čidla pro měření otáček, rychlosti a objemové měření spotřeby. Jedná se o pouhou změnu konstant v paměti mikropočítače.The econometric according to the invention can be connected to any type of diesel-powered car with a conventional gearbox. Allows the use of any sensor for speed, speed and volume measurement of consumption. It is just a change of constants in the microcomputer memory.

Claims

A compression ignition econometer comprising a microcomputer with memory, characterized in that a two-valued clutch sensor (6) is directly connected to one microcomputer input (1), a two-valued gas sensor (7) is connected to the other and a microcomputer interrupt ( (1) the output of the speed sensor (3) is connected via the interruption circuits (2), the input of which is connected upstream of the diesel engine gearbox, for example to the flywheel, and the instantaneous consumption sensor output (4); on the other hand, the output of the speed sensor (5), the input of which is connected downstream of the diesel engine, for example to a wheel, the speed sensor (3), instantaneous consumption sensor (4) and speed sensor (5) being connected to the interrupt circuit (2) via one two-position switch (15) with a common control button (14), where one position terminal of each of the three switches (15 ) is grounded and at the same time to the next input of microcomputer (1) is connected the fourth two-position switch (15) with grounded one position terminal, also connected to the common control button (14) and possessing. a resistor (16) connected at one end thereof, the other end of which is connected to a positive voltage terminal and the microcomputer outputs (1) are connected in series to the input of a mechanical speed counter (8), a mechanical consumption counter (9), (10) instantaneous consumption per 100 kilometers, at the input of the optical indication circuit (13) for up-to-date shifting and gas change and via a stable multivibrator (11) for the acoustic transducer input (12).

2. A diesel fuel economometer according to claim 1, characterized in that the clutch sensor (6) and the gas sensor (7) are formed by reed relays.

3. A diesel economizer according to claim 1, wherein the instantaneous consumption display unit (10) is a LED string.

4. A diesel fuel economometer according to claim 1 or 2, characterized in that the instantaneous consumption display unit (10) per 100 km consists of a pointer meter connected to the output of the microcomputer (1) via a digital-to-analog converter.