УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ТОПЛИВА В БАКЕ АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения количества топлива в топливном баке автомобиля с инжекторным двигателем.
Известно устройство для измерения часового и удельного на единицу мощности и на единицу пройденного пути расхода топлива двигателя внутреннего сгорания, содержащее задатчик мощности, датчик момента, блок умножения, две схемы сравнения пять схем И и задатчик оборотов, имеющее также электроклапан с блоком управления, аналогово-цифровой преобразователь, блок автоматики, весовое устройство, датчик объема и датчик пройденного пути (см, например, описание изобретения к патенту РФ №2014569, кл. G 01 F 9/00, опубл. 1994).
Данное устройство может работать в виде стенда в стационарном режиме, имеет сложное конструктивное исполнение и не предназначено для обеспечения контроля параметров движущегося автомобиля.
Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа устройство для измерения количества топлива в баке автомобиля, снабженного информационной системой, включающее в себя микро-ЭВМ, индикатор, датчик уровня топлива и датчик скорости (см., например, описание изобретения к патенту РФ №2163005, кл. G 01 F 9/00, опубл. 2001).
Недостатком такого решения является его ограниченная сфера применения, поскольку измерения возможны только на автомобилях строго определенной серии и марки и без учета автомобилей, оборудованных инжекторными двигателями.
Сущность заявляемой полезной модели выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемой полезной моделью технического результата.
Технический результат от использования предложенного устройства - повышение универсальности и точности измерений, а также расширение технологических возможностей за счет измерения количества топлива в топливном баке автомобилей, оснащенных инжекторными двигателями с электронным управлением.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для измерения количества топлива в баке автомобиля, содержащее подключенные к микро-ЭВМ датчик скорости, датчик уровня топлива в топливном баке и цифровой индикатор, снабжено подключенными к микропроцессору модулями измерения времени открытого состояния форсунки, пересчета времени открытого состояния форсунки, вычисления текущих средних значений времени цикловой подачи, сравнения времени цикловой подачи и запоминания усредненного значения времени цикловой подачи на холостых оборотах двигателя, образующими, по меньшей мере, один канал обработки информации для обеспечения возможности измерения по заданной программе потребляемого расхода топлива инжекторным двигателем автомобиля на различных режимах работы, в котором модуль измерения времени открытого состояния форсунки, входом подключен к форсунке, а выходами к модулю пересчета времени открытого состояния форсунки и к модулю вычисления текущих средних значений времени цикловой подачи, одним выходом подключенный непосредственно к модулю сравнения времени цикловой подачи, а вторым выходом подключенный к упомянутому модулю сравнения через модуль запоминания усредненного значения времени цикловой подачи на холостых оборотах двигателя.
Кроме этого, предложенное устройство снабжено подключенными к микропроцессору модулями измерения напряжения, усреднения напряжения, запоминания тарировки топливного бака, измерения остатка топлива в баке и сравнения объемов расхода топлива, образующими, по меньшей мере, один дополнительный канал обработки информации для обеспечения универсальности и точности измерений расхода топлива инжекторным двигателем автомобиля на различных режимах работы, в котором датчик уровня топлива подключен к модулю измерения напряжения, соответствующему заданному уровню топлива, выходом подключенный к модулю
усреднения напряжения, подключенному к модулю запоминания тарировки топливного бака и к модулю измерения остатка топлива в баке, который подключен входами к модулю пересчета времени открытого состояния форсунки и к модулю запоминания тарировки топливного бака, а выходом к модулю сравнения объемов расхода топлива, при этом модуль пересчета времени открытого состояния форсунки подключен к модулю запоминания тарировки топливного бака, который подключен к модулю сравнения объемов расхода топлива.
Дополнительно к этому датчик скорости через модуль пересчета импульсов подключен к модулю запоминания тарировки, при этом заявленное устройство снабжено звуковым индикатором, подключенным к микро-ЭВМ.
Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна", так как оно не известно из уровня техники. Предложенное устройство отвечает условию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку оно может быть реализовано существующими техническими средствами, т.к. явным образом не следует из уровня техники, при этом из последнего не выявлено каких-либо преобразований, характеризуемых отличительными от прототипа существенными признаками, на достижение указанного технического результата.
Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности полезной модели. Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.
На чертеже представлена функциональная блок-схема заявленного устройства.
Устройство для измерения количества топлива в баке автомобиля содержит подключенные к микро-ЭВМ 1 датчик 2 скорости, датчик 3 уровня топлива в топливном баке и цифровой индикатор 4.
Устройство также содержит, по меньшей мере, один канал обработки информации для обеспечения возможности измерения по заданной программе потребляемого расхода топлива инжекторным двигателем автомобиля на различных режимах работы, имеющий модуль 5 измерения
времени открытого состояния форсунки, входом подключенный к форсунке 6, а выходами к модулю 7 пересчета времени открытого состояния форсунки и к модулю 8 вычисления текущих средних значений времени цикловой подачи, который одним выходом подключен непосредственно к модулю 9 сравнения времени цикловой подачи, а вторым выходом модуль 8 вычисления текущих средних значений времени цикловой подачи подключен к упомянутому модулю 9 сравнения через модуль 10 запоминания усредненного значения времени цикловой подачи на холостых оборотах двигателя.
Предложенное устройство также содержит, по меньшей мере, один дополнительный канал обработки информации для обеспечения универсальности и точности измерений расхода топлива инжекторным двигателем автомобиля на различных режимах работы, имеющий датчик 3 уровня топлива, подключенный к модулю 11 измерения напряжения, соответствующему заданному уровню топлива, выходом подключенный к модулю 12 усреднения напряжения, который подключен к модулю 13 запоминания тарировки топливного бака и к модулю 14 измерения остатка топлива в баке, подключенному входами к модулю 7 пересчета времени открытого состояния форсунки и к модулю 13 запоминания тарировки, а выходом к модулю 15 сравнения объемов расхода топлива, при этом модуль 7 пересчета времени открытого состояния форсунки подключен к модулю 13 запоминания тарировки, который подключен к модулю 15 сравнения объемов расхода топлива.
Дополнительно к этому датчик 2 скорости подключен к модулю 13 запоминания тарировки, при этом само заявленное устройство снабжено звуковым индикатором 16, подключенным к микро-ЭВМ 1.
Работа предложенного устройства осуществляется следующим образом.
На вход модуля 5 измерения времени открытого состояния форсунки поступают электрические импульсы для открытия форсунки 6.
Результаты измерений поступают на модуль 8 вычисления текущих средних значений времени цикловой подачи и на модуль 7 пересчета времени открытого состояния форсунки.
Модуль 8 вычисления текущих средних значений времени цикловой подачи выполнен с возможностью выбора времени усреднения для того, чтобы сгладить нелинейность времени цикловой подачи топлива и показать ее отклонения с точностью в 1%. Результаты вычислений поступают на модуль 10 запоминания усредненного значения времени цикловой подачи и модуль 9 сравнения времени цикловой подачи.
Модуль 10 запоминания усредненного значения времени цикловой подачи, по команде пользователя, фиксирует усредненное время цикловой подачи топлива на холостых оборотах полностью разогретого двигателя и передает эту информацию на модуль 9 сравнения времени цикловой подачи, где это значение принимают за точку отсчета 0% и сравнивают с текущим усредненным значением, получаемым с модуля 8 вычисления текущих средних значений времени цикловой подачи. Возможные отклонения рассчитывают в процентах от усредненной абсолютной величины времени, принятой за точку отсчета. Результат этого вычисления отображают на цифровом индикаторе 4.
Модуль 7 пересчета времени открытого состояния форсунки суммирует время импульсов, открывающих форсунку 6 и с заданным пользователем коэффициентом, соответствующим производительности данной форсунки, пересчитывает эту сумму в миллилитры. Результаты пересчета поступают на модуль 13 запоминания тарировки топливного бака и модуль 14 измерения остатка топлива в баке, результат его вычислений отображают на цифровом индикаторе 4, что будет соответствовать объему топлива, находящемуся в топливном баке.
Информация об уровне топлива в топливном баке поступает с датчика 3 уровня топлива на вход модуля 11 измерения напряжения, с которого для уменьшения погрешности, вносимой колебаниями уровня топлива, эта информация поступает на модуль 12 усреднения напряжения. Усредненные значения напряжения передают на модуль 13 тарировки топливного бака и на
модуль 14 измерения остатка топлива в баке, где полученные значения напряжений определяют точки, между которыми модулем 7 пересчета времени открытого состояния форсунки вычисляется количество помещающегося топлива.
Тарировку топливного бака автомобиля производят по команде пользователя следующим образом: топливный бак заполняют полностью топливом и начинают движение автомобиля. Тарировка топливного бака начинается в тот момент, когда датчик 3 уровня топлива оторвется от крайнего положения, т.е. модуль 12 усреднения напряжения начнет изменять свои расчеты, тогда микропроцессор 1 посредством звукового индикатора 16 подаст сигнал о начале тарировки. В этот момент пользователь вводит в память модуля 13 запоминания тарировки объем топлива, соответствующий данному положению датчика 3 уровня топлива. Для получения наиболее корректных результатов начальной тарировки топливного бака в память модуля 13 запоминания тарировки вводят точки напряжения, соответствующие положению датчика 3 уровня топлива и количество топлива между ними по расчетам модуля 7 только при остановках автомобиля, которые определяются модулем 13 запоминания тарировки по отсутствию импульсов на датчике скорости 2. Дискретность запоминаемых значений и их количество зависит от геометрической формы топливного бака и частоты остановок автомобиля.
С модуля 13 запоминания тарировки топливного бака на модуль 14 измерения остатка топлива в баке передают информацию о начальной точке отсчета, которая соответствует напряжению при крайнем положению датчика 3 уровня топлива в полностью заполненном баке и объему топлива, которому это положение соответствует.
На модуль 15 сравнения объемов расхода топлива поступают: с модуля 13 запоминания тарировки результаты вычисления объема топлива, полученные при начальной тарировке топливного бака и с модуля 14 измерения остатка топлива в баке текущие расчеты объема топлива,
где они сравниваются, а результат сравнения отображают на цифровом индикаторе 4 как отклонение от 0% (за 0% принимается объем топлива, измеренный при начальной тарировке).
Учитывая, что автомобильное топливо - легко испаряемая жидкость и ее объем в топливном баке может уменьшаться при длительных стоянках или оно просто может быть слито из топливного бака иным путем, то для получения наиболее корректных результатов сравнения, сравнивают только объемы топлива находящиеся между двумя, непосредственно расположенными рядом точками, соответствующими положению датчика 3 уровня топлива в баке, и внесенными в память модуля 13 при начальной тарировке бака, а сравнивание объемов предыдущего отрезка автоматически обнуляется.
Анализируя два параметра: расчеты модуля 9 (отклонение времени цикловой подачи на холостом ходу) и модуля 15 (отклонение текущих вычисленных значений количества топлива на отрезке между двумя точками положения датчика уровня топлива от полученных на этом же отрезке при начальной тарировке топливного бака) можно судить о состоянии топливной системы автомобиля: нарушение ее герметичности, изменение давления топлива в топливной рампе или об изменении производительности форсунки при ее закоксовке. Для наглядности и упрощения процесса анализа оба параметра отображают как отклонение от 0%, в обе стороны (плюс или минус) с точностью в 1%.
Таким образом, использование заявленного устройства расширяет технологические возможности за счет обеспечения измерения количества топлива в топливном баке автомобилей, оснащенных инжекторными двигателями с электронным управлением, а также повышает универсальность и точность проводимых измерений.