Электронная система управления впрыскомтоплива для двигателя внутреннего сгорания
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
Союз Советских Социалистических Республик(31) Р 2517269 4 (33) фРГР 2559046.9 Г 02 0 35/00 Госуаарствеиимй комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Иностранцы Харро Херт, Ханс Шнюрле, Ульрих Древс,(54) ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВПРЫСКОМ ТОПЛИВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Изобретение относится ю двигателе- строению, в частности к электронным системам управления впрыском топлива.Известны электронные системы управления впрыском топлива для двига 5 теля внутреннего сгорания, содержащие установленеюй в выхлопном трубопроводе датчик состава отработавших газов, соединенный со вкодом схевы сравнения, снабженной источником.опорного напряжения, и обеспечивающий сравнение сигнала от датчика с опорным напряжением, схему интегрирования, соединенную с выходом схема сравнения, вычислительный блок с дат чиком оборотов к подключенный к выходу схемы сравнения дополнительный блок, учитывающий нерабочее состояние датчика состава отработавшихгазов Г 3.20Однако такое выполнение систевн не обеспечивает точное регулирование подачи топлива, когда датчик состава отработавших газов переходит из холостого в,рабочее состояние и наоборот вследствие его резкого изменения сопротивления. Цель изобретения - повыаение точ" ности дознрования подачи топлива. 30Поставленная цель достигается тем, что в системе управления впрыском топлива дополнительный блок выполнен в ниде двух последовательно включенных первой и второй схем задержки, вход первой из которых соединен с выходом схем сравнения, а выход подключен к дополнительному входу схем интегрирования, выход второй схеьы задержки подключен к дополнительноМУ входу схема сравнения, причем вторая схема задержки выполнена с возможностью в начальный период времени повышения опорного напряжения и последующего уменьшения последнего.Кроме того, первая схема задержки выполнена в виде интегратора Миллера, содержащего пернай и второй транзисторы и конденсатор, соединяющий вход и выход интегратора Миллера, и снабжена эмиттерным повторителем, выпол" ненным в виде установленного на входе третьего транзистора. Первая схема задержки снабженана выходе четвертым транзистором, асхема интегрирования имеет первыйоперационно усилитель, подключенныйчерез регулируеваие сопротивления кчетвертому транзистору.отработавших газов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности доэирования подачи топлива, дополнительный блок выполнен в виде двух последовательно включенных первой и второй схем задержки, вход первой из которых соединен с выходом схемы сравнения, а выход подключен к дополнительному входу схемы интегрирования,выход второй схемы задержки подключен к дополнительному входу схемы сравнения, причем вторая схема задержки выполнена с возможностью в начальный период времени повышения опорного напряжения и,последующего уменьшения последнего.2. Система по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что первая схема задержки выполнена в виде интегратора Миллера, содержащего первый и второй транзисторы и конденсатор, соединяющий вход и выход интегратора 20 Миллера, и снабжена эмиттерным повто-. рителем, выполненным в виде установленного на входе третьего транзистора.3. Система по п.1, о т л и ч .а ю щ а я с я тем, что первая схема задержки снабжена на выходе четвертым транзистором, а схема интегрирования имеет первый операционный усилитель, .подключенный через регулируемые сопротивления к четвертому транзистору4. Система по п.3, о т л и ч а ющ а я с я тем, что вторая схема задержки выполнена в виде интегратора Миллера, содержащего пятый и шестой транзисторы и второй конденсатор, соединяющий вход и выход интегратора Миллера.5. Система по пп.1-4, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что схема срав О нения имеет второй операционный усилитель и два транзисторных усилительных каскада, подключенных выходами соответствейно к инвертирующему и неинвертирующему входам второго опера ционного усилителя, а базами - соответственно к выходам датчика состава отработавших газов и второй схемы задержки.6. Система по п.5, о т л и ч а ю О щ а я с я тем, что источник опорного напряжения имеет диод Зенера, включенный последовательно, по меньшей мере, с одним сопротивлением, и включенные параллельно диоду Зенера и последовательно между собой первое сопротивление,. регулируемое сопротивление и кремниевый диод, а один иэ транзисторных усилительных каскадов своей базой подключен к общей точке первого и регулируемого сопротивлений.7, Система по и. 6, о т л и ч а ющ а я с я тем; что схема сравнения содержит отводной провод и седьмой транзистор, база которого:подключена 65 к диоду Зенера, коллектор соединен сположительным полюсом, а эмиттер - сотводным проводом.8. Система по п.7, о т л и ча ющ а я с я тем, что коллектор шестоготранзистора через сопротивление соединен с отводным проводом.9. Система по пп.1-8, о т л и ч аю щ а я с я тем, что схема сравнениясодержит восьмой транзистор, эмиттеркоторого подключен к отводному проводу, база - к коллектору четвертого транзистора, коллектор - черезпоследовательно соединенные сопротивления к отрицательному полюсу, авход схемы сравнения, соединенный сдатчиком состава отработавших газов,через сопротивление подключен к общейточке сопротивлений коллектора восьмого транзистора10. Система по п.9, о т л и ч а ющ а я с я тем, что коллектор восьмоготранзистора через регулируемые сопротивления подключен к базе транзисторного усилительного каскада вместе соединения с выходом второйсхемы задержки.11. Система по пп.1-10, о т л ич а ю щ а я с я тем, что один из входов второго операционного усилителячерез сопротивление соединен с сопротивлениями, последовательно включенными с диодом Зенера.12. Система по п.11, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что диод Зенерапоследовательно соединен с двумяпоследовательно включенными сопротив"лениями,а один из входов второго операционного усилителя через сопротивление подключен к общей точке этихсопротивлений,13. Система по пп.1-12, о т л ич а,ю щ а я с я тем, что выход второго операционного усилителя соединен через последовательно включенныедва сопротивления и диод с отводнымпроводом,а общая точка этих сопротивлений подключена к одному из входоввторого операционного усилителя через дополнительное сопротивление.14. Система по пп.1-13, о т л ич а ю щ а я с я тем, что параллельно эмиттерно-базовой цепи первоготранзистора включен конденсатор большой емкости.15. Система по п.14,о т л и ч а ющ а я с я тем, что параллельно эмиттерно-базовой цепи первого транзистора включены последовательно соединенные диод и выключатель.16, Система по пн.1-15, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что схема интегрирования снабжена двумя входнымитранзисторами различной проводимости,базы которых соединены с выходомвторого операционного усилителя, коллекторы соединены между собой черезсопротивления, а инвертирующий входпервого операционного усилителя через40 сопротивление соединен с общей точ-.кой сопротивлений в коллекторахвходных транзисторов.17. Система по пп.1"16, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что схема интегрирования имеет девятый транзистор,база которого подключена к датчикуоборотов, а эмиттерно-коллекторцыйпереход подключен к эмиттерам входных транзисторов.18. Система по п.17, о т л и -ч а ю щ а я, с я тем, что она снабжена датчиком номинальной нагрузки, аинтегрирующая схема имеет десятыйтранзистор, база которого подключена к датчику номинальной нагрузки,а коллектор - через диоды . и сопротивления подключен к одному из входов и выходу первого операционногоусилителя.19. Система по п.18, о т л ич а ю щ а я с я тем, что эмиттер 2 Одесятого транзистора подключен непосредственно к отрицательному полюсу, а его коллектор через диод ипараллельно включенные сопротивлениясоединен с выходом первого операционного усилителя.20. Система по пп.1-19, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что четвертыйтранзистор через диод и параллельновключенные регулируемые сопротивления З 0и через диод и сопротивление соединенсоответственно с выходом и инвертирующим входом первого операционного.усилителя.21Система по пп.1-20, о т л ич а ю щ а я с я тем, что входы схемы сравнения и схемы интегрированияснабжены фильтрами низких частот,каждый из которых образован индуктивностью и подключенным к отрицательному полюсу конденсатором,22. Система по пп.1, 3-21, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, поменьшей мере, первая схема задержкиобразована моностабильным мультивибратором, базовая цепь которого черездифференцирующий каскадсоединена свыходом схемы сравнения; а выход -с конденсатором, снабженным разряднымконтуром, и включенной последовательно с конденсатором схемой дарлинг тона, выполненной на транзисторах.23. Система по п,22, о .т л и -ч а ю щ а я с я тем, что коллекторчетвертого транзистора соединен сотрицательным полюсом через термовыключатель, например, механический.24. Система по пп.1-23, о т л ич а ю щ а я с я тем, что выход интегратора Миллера второй схемы задержки соединен через последовательно включенные диод и сопротивления 60со входом схемы сравнения, подключенным к датчику состава отработавших газов.25. Система по пп,1-24, о т л ич а ю щ а я с я тем, что втоРая схе ма задержки снабжена блокирующим устройством.26. Система по п.25, о т л и " ч а ю щ а я с я тем, что вход блокирующего устройства соединен с выходом второго операционного усилителя, а выход - со входом интегратора Миллера.27. Система по пп. 25 и 26, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что блокирующее устройство выполнено в виде регулируемого делителя напряжения, общая точка которого через диоды соединена с выходом второго операционного усилителя и со входом второй схемы задержки.28, Система по п,27,:о т л и ч аю щ а я с я тем, что общая точка ре" гулируемого делителя напряжения соединена с выходом вычислительного блока.29. Система по пп.1-28, о т л ич а ю щ а я с я тем, что схема интегрирования содержит одиннадцатый тран" зистор, база которого подключена к выходу вычислительного блока, а эмиттерно-коллекторная цепь подключена ко входу, второй схемы задержки.30 Система по пп.1-29, о т л ич а ю щ а я с я тем, что вторая схема задержки снабжена делителем напряг жения, общая точка .которого соединена через диод с выходом второй схемы задержки.31. Система по пп.1"30, о т л ич а ю щ а я с я тем, что первая схема задержки снабжена блоком изменения потенциала, подключенным к выходу второй схемы задержки и соединенным с четвертым транзистором.32. Система по п.31, о т л ич а ю щ а я с я тем, что второй конденсатор. интегратора Миллера второй схемы задержки соединен Через диод с коллектором шестого транзистора, причем общая точка второго конденсатора и диода соединена с блоком изменения потенциала.33. Система по п.32, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что блок изменения потенциала выполнен в виде последовательно соединенных двух сопротивлений и диода, последний из которых подключен к коллектору четвертого транзистора.34. Система по пп.1-33, о т л ич а ю щ а я с я тем, что четвертый транзистор непосредственно подключен к базе пятого транзистора.Приоритет по пунктам18.04.75 по пп.1-2430,12,75 по пп,25-34.Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции Р 2135996, кл. Г 02 0 33/00, 1972.822767 Составитель Л. СинайТехред Н,Коштура Корре едаВтор К. Волощ Назаров Заказ 1916 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул тная, 4 86 Тираж 581ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раумска одписноетета СССРткрытийнаб., д. 4/Вторая схема задержки выполнена в виде интегратора Миллера, содержащего пятый и шестой транзисторы и второйоконденсатор, соединяющий вход и выход интегратора Миллера.Схема сравнения имеет второй операционный усилитель и два транзистор 5 ных усилительных каскада, подключенных выходами соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам второго операционного усилителя, а базами - соответственно к выходам датчика состава отработавших газов и второй схемы задержки.Источник опорного напряжения имеет диод Зенера, включенный последовательно, по меньшей мере, с однимсопротивлением, и включенные параллельно диоду Зенера и последовательно между собой первое сопротивление,регулируемое сопротивление и кремниевый диод, а один иэ транзисторных 20 усилительных каскадов своей базойподключен к общей точке первого и регулируемого сопротивленийСхема сравнения содержит отводной провод и седьмой транзистор, 25 база которого подключена к диоду Зене" ра, коллектор соединен с положительным полюсом, а эмиттер - с отводным проводом.Коллектор шестого транзистора через сопротивление соединен с отводиым проводомСхема сравнения содержит восьмой транзистор, эмиттер которого подключен н отводному проводу, база - к коллектору четвертого транзистора, коллектор - через последовательно соединенные сопротивления к отрицательному полюсу, а вход схемы сравнения, соединенный с датчиком состава отработавших газов, через сопротивление 40 подключен к общей точке сопротивлений коллектора восьмого транзистораКоллектор восьмого транзистора через регулируемые сопротивления подключен к базе транзисторного 45 усилительного каскада в месте соединения с выходом со второй схемы задержки.Один из входов второго операционного усилителя через сопротивление 0 соединен с сопротивлениями, последовательно включенными с диодом Зенера.Диод Зенера последовательно соеди-, нен с двумя последовательно включенными сопротивлениями, .а один иэ входов второго операционного усилителя через сопротивление подключен к общей точке этих сопротивлений.Выход второго операционного усилителя соединен через последовательно включенные два сопротивления и диод 40 с отводным проводом, а общая точка этих сопротивлений подключена к одно-, му из входов второго операционного усилителя через дополнительное сопротивление. ПаРаллельно эмиттерно-базовой цепи первого транзистора включен конденсатор большой емкости и последовательно соединенные диод и выключатель.Схема интегрирования сиабжена двумя входными транзисторами различной проводимости, базы которых соединены с выходом второго операционного усилителя, коллекторы соединены между собой через сопротивления, а инвертирующий вход первого операционного усилителя через сопротивление соединен с общей точкой сопротивлений в коллекторах входных транзисторов.Схема интегрирования имеет девятый транзистор, база которого подключена к датчику оборотов, а эмиттерно-коллекторный переход подключен к эмиттерам входных транзисторов,Система снабжена датчиком номинальной нагрузки, а интегрирующая схема имеет десятый транзистор, база которого подключена к датчику номинальной нагрузки, а коллектор - через диоды и сопротивления подключен к одному из входов и выходу первого операционного усилителя.Эмиттер десятого транзистора подключен непосредственно к отрицательному полюсу, причем коллектор десятого транзистора через диод и параллельно включенные сопротивления соединен с выходом первого операционного усилителя.Четвертый транзистор через диод и параллельно включенные регулируемые сопротивления и через диод и сопротивление соединен соответственно с выходом и инвертирующим входом первого операционного усилителя. Входы схемы сравнения и схемы интегрирования снабжены фильтрами низких частот, каждый иэ которых. образован индуктивностью и подключенным к отрицательному полюсу конденсатором.Кроме того, по меньшей мере, первая схема задержки образована моностабнльным мультивибратором, базовая цепь которого через дифференцирующий каскад соединена с выходом схемы сравнения, а выход - с конденсатором, снабженным разрядным контуром, и включенной последовательно с. конденсатором схемой Дарлингтона, выполненной на транзисторах.Причем коллектор четвертого транзистора соединен с отрицательным полюсом через термовыключатель, например, механический.Выход интегратора Миллера второй схемы задержки соединен через после" довательно включенные диод и сопро" тивления со входом схемы сравнения, подключенным к датчику состава отработавших газов./Вторая схема задержки снаСленаблокирующим устройством,Вход блокирующего устройства соединен с выходом второго операционного усилителя, а выход - со входоминтегратора Миллера.Причем блокирующее устройство выполнено в виде регулируемого делителя напряжения, общая точка которого через диоды соединена с выходомвторого операционного усилителя и совходом втолкуй схемы задержки.Схема интегрирования содержитодиннадцатый транзистор, база которого подключена к выходу вычислительного блока, а эмиттерно-коллекторная цепь подключена ко входу второйсхемы задержки, снабженной делителемнапряжения, общая точка которого соединена через диод с выходом второйсхемы задержки.Причемпервая схема задержкиснабжена блоком изменения потенциала,подключенным к выходу второй схемызадержки и соединенным с.четвертымтранзистором.Второй конденсатор интегратораМиллера второй схемы задержки соединен через диод и коллектором шестоготранзистора, причем общая точка второго конденсатора и диода соединена сблоком изменения потенциала.Блок изменения потенциала выполнен в аиде последовательно соединенных двух сопротивлений и диода, последний из которых подключен к коллектору четвертого транзистора,Причем четвертый транзистор непосредственно подключен к базе пятого транзистора.На фиг, 1 изображена блочная схема части предлагаемой электроннойсистемы управления впрыском топливадля двигателя внутреннего сгорания;на Фиг. 2 - электрическая схема частиэлектронной системы по Фиг.1;на Фиг, 3 - часть электронной системы, расположенная слева по фиг. 2;на фиг. 4 - вариант выполнения части электронной системы; на Фиг. 5 -второй вариант выполнения частиэлектронной системы; на Фиг, бтретий вариант выполнения частиэлектронной системы; на фиг. 7 - чет"вертый вариант выполнения частиэлектронной системы; на фиг. 8 - граФик изменения внутреннего сопротивления и емкости датчика состава отработавших газов; на Фиг. 9 - граФик изменения напряжения на датчикеотработавших газов; на Фиг. 10 пятый вариант выполнения части электронной система; на фиг. 11 - шестойвариант выполнения части электроннойсистемы на фнг. 12 - график изменения напряжения в отдельных точкахсистемы по фиг. 10 и 11.Электронная система управлениявпрыском топлива для двигателвнут реннего сгорания (фнг, 1) содержитустановленный в выхлопном трубопроводе (не изображен) датчик 1 состава отработавших газов, соединенныйсо входом схемы 2 сравнения, снабжен"ной источником опорного напряжения(не изображен) и обеспечивающий срав"нение сигнала 3 отдатчика 1 с опорным напряжением, схему 4 интегрирования, выход которой соединен с вычислительным блоком, снабженным датчиком оборотов (не показаны) и дополнительный блок, образованный последовательно включенными первой и второй схемами 5 и 6 задержки, входпервой нз которых соединен с выходомсхемы 2 сравнения, а выход - подключен к дополнительному входу 7 схемы4 интегрирования, выход второй схемы6 задержки подключен к дополнительному входу 8 схемы 2.1Схема 5 (см. Фиг. 2). выполнена ввиде интегратора Миллера, содержащегопервый и второй транзисторы 9 и 10и конденсатор 11, соединяющий вход и25 выход интегратора Миллера, и снабженазмиттерным повторителем, образованнымустановленным на входе третьим транзистором, 12, н расположенным на выходе четвертым транзистором, 13. Тре-З 0 тий транзистор .12 своим коллекторомнепосредственно подключен к положительному полюсу 14, базой - через сопротивление 15 - с эмиттером, который через последовательно включенныесопротивления 16 и 17 подключен котрицательному полюсу 18. Общая точка сопротивлений 16 и 17 соединенас базой транзистора 9, эмиттер которого соединен с базой транзистора 10и через сопротивление 19 подключен к40 отрицательному полюсу 18, а коллекторчерез сопротивление 20 к положительному полюсу. Эмиттер транзистора 10подключен непосредственно и отрицательному полюсу 18, а его коллектор45 через сопротивление 21 с положительным полюсом 14 и через последовательно включенные сопротивления 22 и 23с отрицательным полюсом 18. К общейточке сопротивлений 22 и 23 подклю 50 чена база транзистора 13, амиттеркоторого непосредственно подключенк отрицательному полюсу, а коллекторчерез сопротивление 24 к положительному полюсу 14. Выход первой схема 5через диод 25 соединен со входом второй схемю б, выполненной также авиде интегратора Миллера,.образованного пятым и шестым транзисторами26 и 27 и вторым конденсатором 28.База транзистора 26 соединена через60 сопротивление 29 с диодом 25, егоколлектор через сопротивление 30 сположительным полюсом 14, а эмиттерс базой транзистора 27 н через со"противление 31 с отрицательным полв-, 65 сом 18.Схема 4 имеет первый операцион-. ный. усилитель 32, который через регулируемые сопротивления ЗЗ и 34 и диод 35 подключен к коллектору четвертого транзистора 13, а схема 2 имеет второй операционный усилитель 36см, фиг. 3) и два транзисторных усилительных каскада, образованных транзисторами 37 и 38, эмиттеры которых соответственно через сопротивления 39 и 40 подключены к инвертирующему и неинвертирующему входам 41 и 42 соответственно второго операционного усилителя 36, Схема 2 имеет также источник опорного напряжения, выполненный в виде диода Зенера 43, включенного последовательно с двумя сопро тивлениями 44 и 45 и параллельно с первым сопротивлением 46, соединенным последовательно с регулируемыми параллельно включенными сопротивлениями 47 и 48 и кремниевым диодом 49. 20 Выход 50 второго операционного усилителя 36 подключен к выходу 51 схемы 4 и одновременно соединен через диод 52 и сопротивления 53 и 54 с отводным проводом 55 и с эмиттером седьмого транзистора 56, база которого подключена через сопротивление 57 с диодом Зенера 43, а коллектор - с положительным полюсом 14. Одновременно база седьмого транзистора 56 через сопротивления 58 и 59 подключе- ) на соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам 41 и 42 второго операционного усилителя 36. База транзистора 37, образующего первый усилительный каскад, через сопротивление 60 и фильтр низких частот, образованный индуктивностью 61 и подключенным к отрицательному полюсу 18 конденсатором 62, подключена ко входу 63, соединенному с 40 датчиком 1 состава отработавших га-зов,а база транзистора 38 соединена с дополнительным входом 8, который через провод 64 соединен с выходом второй схемы задержки 6. Отводной провод 55 через сопротивление 65 соединен с коллектором шестого транзистора 27. База транзистора 38 соединена через сопротивление 66 с общей точкой первого сопротивления 46 и регулируемых сопротивлений 47 и 48.Схема сравнения 2 имеет восьмой транзистор 67, эмиттер которого через провод 68 соединен с отводным проводом 55, база через диод 69, сопротивление 70 и провод 71 к коллектору четвертого транзистора 13, а коллектор транзистора 67 соединен с отрицательным полюсом 18 через последо вательно соединенные сопротивления 72 и 73, причем общая точка послед них соединена через последовательно включенные сопротивления 74 и диод 75 с базой транзистора 37 и таким образом со входом 63 схемы 2. Одновременно коллектор восьмого транзис тора 67 через регулируемые сопротивления. 76 и 77 и диод 78 соединен с проводом 79, подключенным к общей точке базы.транзистора 38 и дополнительного входа 8. Общая точка сопротивлений 44 и 45, последовательно включенных с диодом Зенера 43, соединена с инвертирующим входом 41 через сопротивление 80, а общая точка сопротивлений .53 и 54, соединяющих выход второго операционного усилителя 36 с отводным проводом 55, подключена к неинвертирующему входу 42 через дополнительное сопротивление 81. База третьего транзистора 12 через диод 82 соединена с выходом 51 схемы 2 сравнения, а параллельно эмиттерно-базовой цепи первого транзистора 9 включен конденсатор 83 большой емкости.Схема 4 интегрирования снабжена двумя входными транзисторами 84 и 85 различной проводимости, базы которых соединены с выходом 51 и таким образом с выходом 50 второго операционного усилителя 36, коллекторы соединены между собой через блоки 86 и 87 сопротивлений, образованных соответственно регулируемыми сопротивлениями 88 и 89 и 90 и 91, а инвертирующий вход 92 первого операционного усилителя 32 через сопротивление 93 соединен с общей точкой блоков 86 и 87 и через сопротивление 94 и диод 95 с коллектором четвертого транзистора 13. Схема 4 имеет девятый транзистор 96, база которого через диод 97 и сопротивление 98 подключена ко входу 99, со.единенному с выходом датчика оборотов вычислительного блока, а эмиттерно-коллекторный переход транзистора 96 имеет регулирУемое сопротивление 100 и подключен к эмиттерам входных транзисторов 84 и 85. Схема 4 интегрирования снабжена также десятым транзистором 101, база которого через сопротивление 102 и фильтр низких частот, образованный индуктивностью 103 и конденсатором 104, соединена со входом 105, подключенным к выходу датчика номинальной нагрузки (не изображен), предусмотренным в системе, а коллектор транзистора 101 через диод 106 и параллельно включенные регулируемые сопротивления 107 и 108 подключен к выходу первого операционного усилителя 32 и через диод 109 и сопротивление 110 - к инвертирующему входу 92. Эмиттер десятого транзистора 101 непосредственно подключен к отрицательному полюсу 18. Неинвертирующий вход 111 первого операционного усилителя 32 через сопротивление 112 и, соответственно, сопротивления 113 и 114 подключен к эмиттерам входных транзисторов 84 и 85. Общие точки эмиттеров последних и сопротивлений 113 и 114 соединены с положительными и отрицательным пол:сам 14 и 18, соответственно, через сопротивления 115 н 116.Выход интегратора Миллера, образованного транзисторами 26 и 27, во второй схеме задержки через параллельно включенные регулируемые сопротивления 117 и 118 и последовательно включенный диод 119 подключен к проводу 64. Выход первого операционного усилителя через регулируемые сопротивления 120 и 121 и диод 122 подключен к выходной клемме 123, подключенной ко входу вычислительного блока, через сопротивление 124 к положительному полюсу 14, а через параллельно включенные конденсаторы 125 и 126 к инвертирующему входу 92. База десятого транзистора 101 соединена с отрицательным полюсом 18 через параллельно включенные конденсатор 127, сопротивление 128 и диод 1129, а общая точка диода 25 и сопротивления 29 соединена через сопротивление 130 с отрицательным полюсом 18 и через сопротивление 131 с отводным проводом 55.Схема 2 сравнения снабжена входной клеммой 132, подключенной, например, к датчику номинальной нагрузки, и через фильтр низкой частоты из индуктивности 133 и конденсатора 134 и параллельно включенные регулируемые сопротивления 135 и 136 подключены к базе транзистора 38, которая под-. ключена также к отрицательному полюсу 18 через параллельно соединенные регулируемые сопротивления 137 и .138. База транзистора 37 соединена с отрицательным полюсом 18 через последовательно включенные регулируемое и нерегулируемое сопротивления 139 и 140 и параллельно включенный им конденсатор 141. Параллельно змиттерно-базовой цепи первого транзистора 9 включены последовательно включенные диод 142 и выключатель 143, общая точка которых через сопротивление 144 соединена с выходом второго операционного усилителя 36.Работа системы происходит следующим образом.При нормальных условиях работы двигателя датчик 1 вырабатывает сигнал 3, который указывает состав отработавших газов и изменяется в области состава образующейся в двигателе топливо-воздушной смеси, близкий к технологическому в пределах 100- 700 мВ. Указанный сигнал подается на вход 63 схемы сравнения и, пройдя фильтр низких частот, подается на базу транзистора 37, который обеспечивает подачу на инвертирующий вход 41 сигнала, соответствующего сигналу от датчика 1. На неинвертирующий вход 42 второго операционного усилителя 36 подается сигнал постоянного напряжения от транзисто 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ра 38, который получает управляющий сигнал от источника опорного напряжения, т.е. с общей точки диода Эенера 43 и сопротивления 44а компенсация изменения напряжения в за-. висимости от температуры обеспечивается первым сопротивлением 46 и регулируемыми сопротивлениями 47 и 48, изменяющими величину сопротивления в зависимости от темпеРатуры, и регулируемыми сопротивлениями 137 и 138 и сопротивлением бб. Так как сигнал на инвертирующем входе 41 колеблется, а сигнал на неинвертирующем входе имеет постоянную величину, то на выходе 50 второго опе" рационного усилителя 36 появляется сигнал с высокими переменными значениями напряжения и этот сигнал подается к схеме интегрирования 4, Когда подаваемая смесь бедна, сигнал от транзистора 9 имеет меньший потенциал, а усилитель 36 вырабатывает на выходе сигнал высокого напряжения, когда смесь богата он вырабатывает еигйал низкого напряжения.Подаваемый от усилителя 36 сигнал подает"я на базу транзисторов 84 и 85 и в зависимости от величины сигнала один из этих транзисторов является проводящим, в результате чего через один йз блоков 86 и 87 сопротивлений на инвертирующий вход 92 подается сигнал, в результате чего первый операционный усилитель 32 вы рабатывает выходное напряжение, подаваемое через регулируемые сопротив" ления 120 и 121 и диод 122 к выходной клемме 123. При этом скорости .изменения выходного напряжения как в сторону увеличения, так и в стОрону уменьшения регулируются независимо друг от друга. В связи с,этим вычис" лительный блок вырабатывает сигнал, который обеспечивает переменный впрыск топлива в двигатель. Когда на выходе второго операционного усилителя 36 вырабатывается высокий потенциал, то становится проводящим транзистор 85, причем выходное напряжение изменяется в сторону щпожительного потенциала.когда двигатель прогрет, то на выходе второго операционного усилителя 36 происходит быстрый переход с ниэ" кого напряжения на высокое и наоборот. Однако, когда датчик 1 холодный, то второй операционный усилитель более длительное время имеет низкий потенциал выходного сигнала, первая и вторая схема задержки 5 и 6 обеспечивают срабатывание первого операционного усилителя. Существующий продолжительное время низкий потенциал, примерно равный 0 (так как датчик 1 холодный), транзистор 12 запирает, при запертых транзисторах 9 и 10 конденсатор 11 эаряжается через сопротивление 17 и сопротивление 21и при выбранных характеристиках сопротивлений.17, 21, 22 и 24 и конденсатора 11 (примерно через 2-5 с)транзистор 13 станет проводящим, всвязи с чем на его коллекторе потенциал падает до потенциала отрицателЬного полюса 18. В результатеэтого через диод 95 и сопротивление94 инвертирующий вход 92 подключается к отрицательному полюсу 18В результате этого сигнал на выходе первого операционного усилителя 32 повышается, в связи с чем через диод 35,регулируемые сопротивления 33 и 34обеспечивается Регулирование длительности выдаваемого усилителем 32 выходного сигнала. Таким образом, сиг-15нал от датчика 1 в этот период времени не управляет схемой интегрирования и это происходит до тех пор, пока датчик 1 не примет рабочего состояния. Этим предотвращается чрезмерное обогащение. смеси при холодномдвигателе. Одновременнос усилителем 32 включается в работу и вторая схема 6 за держки. Это вызывает заряд конденсатора 28, которыйчерез сопротивление 65 соединен с эмиттером транзис- тора 56, обеспечивающим подачу постоянного напряжения к проводу 55. Одновременно с коллектора транзистора 27 через регулируемые сопротивления 117,и 118 к диод 119 подается сигнал .на базу транзистора 38. Пока тран- зистор 13 заперт, диод 119 также заперт, поэтому сигнал от второй схемы задержки б не влияет на работу схемы сравнения 2. Величина стабили" эированного напряжения управляется от диода Зенера 43, а транзистор 56 работает как эмиттерный повторитель, 4 О Транзистор 13 подает также сигнал о работоспособности на восьмой транзистор 67, который включает в работу делитель напряжения, образованный сопротивлениями 72 и 73, которые повышают напряжения на базе транзистора 38. Таким образом, транзистор 67 является, как вспомогательный элемент, дублирующим вторую схему задержки б.Оцновременио с общей точки делителя що напряжения из.сопротивлений 72 к 73 ток через сопротивления и диод 75 подается к датчику 1Величина сопротивлений 72 и 73 подобрана таким образом, чтобы максимальное напряжение датчика 1 не превышало допустимую величину (в этом случае диод 75 запирается). Это также улучшает определение тока от датчика 1 по сравнению с подачей его только на базу транзистора 37. Сопротивления 139 60 и 140 компенсируют пикк высоких напряжений датчика 1, когда он холодный. Транзистор 96 обеспечивает цикл работы схемы интегрирования 4 синхронно с оборотами двигателя и, таким образом, обеспечивает регулирование продолжительности подачи управляющего импульса в соответствии с расходом воздуха. Когда появляется сигнал на входе 99, то транзистор 96 становится проводящим, и одновременно с ним становятся проводящими входные транзисторы 84 и 85, в связи с чем потенциалы на обоих входах усилителя 32 становятся одинаковыми и не происходит изменения потенциала на его выходе, где появляется управляющий сигнал только при непроводящем транзисторе 96, Это предотвращает при холостом ходе двигателя заброс оборотов. Вся системаимеет малую постоянную времени, чтобы обеспечить регулирование подачи по показанию датчика 1, Но эта постоянная времени не должна быть мала, чтобы не возникли неуправляемые колебания в электрической схеме., Сопро-тивление 100 обеспечивает смещение выходного напряжения интегрирующей схемы во время паузы импульса.При работе двигателя на номинальной нагрузке подается управляющий сигнал на вход 105, а посредством транзистора 101 устанавливается на инвертирующем входе 92 такой потенциал, который обеспечивает на выходе требуемый сигнал для работы двигателя на полной мощности. Это необходимо, так как датчик 1 препятствовал бы работе двигателя на номинальной нагрузке, а при этом требуется заданное обогащение смеси. При пуске двигателя, пока датчик 1 отработавших газов не прогрет, включение в работу системы вызывает через конденсатор 83 эфФект короткого замыкания на базе первого транзистора 9 и вследствие этого транзисторы 9 и 10 становятся непроводящими независимо от других условий работы. В результате этого транзистор 13 становится проводящим, и система включается на регулирование подачи топлива, как это было описано. Это может быть достигнуто также без конденсатора 83, при помощи выключателя 143 и диода 142,который соединяет базу транзистора 9 с отрицательным полюсом 18. При этом выключатель 143 может быть сблокирован с замком зажигания (не показан).управляющие сигналы от различных датчиков, как, например, измерения количества воздуха, температуры двигателя и других, могут быть поданы на входную клемму 132При этом управляющий сигнал через индуктивность 133 к регулируемые сопротивления 135 и 136 подается на базу транзистора 38, в связи с чем обеспечивается требуемое регулирование подачи топлива, При этом регулируемые сопротивления обеспечивают требуемые параметры изменения подачи топлива. Второй опера60 65 ционный усилитель Зб с обратной связью от отводного провода 55 через сопротивления 81 имеет коэффициент обратной связи, независимый от уровня напряжения питания. При холодном датчике 1 состава отработавших газов он нагревается проходящим через него током, в связи с чем падает его внутреннее напряжение, система начинает работать, как было описано выше, и на выходе второго операционного усильйеля Зб происходит скачок потенциала на более высокий уровень. Начало процесса регулирования подачи зависит от величины сопротивления 16. При этом переключение транзисторов 9 и 10 вызывает к запиранию восьмого транзистора 67, так что отключается дополнительная подача тока к датчику 1 и повышение пороговой величины на транзисторе 38 через провод 64.Таким образом, система обеспечивает повыдение точности дозирования подачи топлива в зависимости от условий работы двигателя.В варианте выполнения систекы, изображенной на фиг. 4, первая схема задержки образована моностабильным мультивибратором. Соединение с выходом второго операционного усилителя Зб осуществлено через клемму 145, которая через конденсатор 146 подключена к диодам 147 и 148 и далее к базам транзисторов 149 и 150, образу" ющих моностабильный мультивибратор. Эмиттеры транзисторов 149 и 150 непосредственно подключены к отрицатель ному полюсу 18, а их коллекторы через сопротивления 151 и 152 к положительному полюсу 14. База транзистора 149 через конденсатор 153 подключена к коллектору транзистора 150, база которого через сопротивление 154 подключена к коллектору транзистора 149. Общая точка диодов 147 и 148 соединена с отрицательным полюсом 18 через сопротивле не 155. Об" щая точка конденсатора 153 и базы транзистора 149 соединена с положительным полюсом 14 через последовательно включенные сопротивление 156 и конденсатор 157, а общая точка конденсатора 153 и коллектора транзистора 150 через диод 158, сопротивление 159 и конденсатор 160. Общая точка сопротивления 159 и конденсатора 160 соединена через регулируемое сопротивление 161 с базой транзистора 162 и через сопротивление 163 с положительным полюсом 14. Коллектор транзистора 162 соединен. через сопротивление 164 с отрицательным полюсом, а змиттер - непосредственно с базой транзистора 165, эмиттер которого соединен с положительным полюсом 14, а коллекторс отрицательным полюсом 18 через сопротивление 166. Общая точка коллектора транзистора 165 и сопротивление 166 соединена с диодами 35 и95 (см, схему на фиг. 2)Работа системы по фиг. 4 происходит следующим образом.Выходной сигнал второго операционного усилителя поступает через конденсатор 146 и диоды 147 и 148 набазы транзйсторов 149 и 150 мультивибратора, лри стабильиом состояниикоторого транзистор 149 - проводящий, а транзистор 150- непводящий.Выходной сигнал делает проводящимтранзистор 150 (мультивибратор находится в неустойчивом состоянии), врезультате чего заряжается;кондеи сатор 160 через сопротивление 159и диод 158 (в течение периода неустойчивого состояния мультивибратора)и коллектррно-эмиттериый переходтранзистора 150, а также через лосле) довательно включенные транзисторы162 и 165. В результате этого коллектор транзистора 165 имеет положительный потенциал, а диоды 35 и 95 запираются в схеме ло фиг. 2, котораяработает как было описано. Послеокончания нестабильного состояниямультивибратор возвращается в своестабильное состояние, и транзистор150 запирается. Конденсатор 160 раз-ряжается через регулируемое сопротивление 161 и эмиттерно-базовые переходы транзисторов 162 и 165, приэтом сопротивление 163 определястпродолжительность контрольного времени для определения состояния датчика 1 состава отработавших газов.Если в течение этого времени поступает другой выходной импульс со второгооперационного усилителя, то падаетнапряжение на конденсаторе 160 на столько, что транзистор 165 не может находиться в проводящем состоянии, и на коллекторе транзистора 165становится низкий потенциал. В результате этого через диоды 35 и 95 45 система обеспечивает регулированиеподачи топлива. Подсоединенные к базе транзистора 149 сопротивление 156и конденсатор 157 обеспечивают то,что при включении зажигания система 50 переходит на регулирование подачитоплива.На фиг. 5 показан второй вариантвыполнения системы, в котором черезтранзистор 167, заменяющий транзистор67 по фиг.,2, происходит питание 55 током датчика 1, внутреннее сопротивление которого обозначено позицией 168. Система фиг, 5 работает аналогично системе по фиг. 2 и 3, однако обеспечивается исключение иэ схемы делителя напряжения,.образованного сопротивлениями 72.и 3, и высокоомного сопротивления 74. Управление базы транзистора 167 происходит также от коллектора четвертого транзистора 13.В третьем варианте выполнения системы (смо фиг, б) питание датчика 1током происходит,через сопротивление 169 и диод 170 с коллектора шестого транзистора 27,В четвертом варианте выполнениясистемы (см, фиг. 7) коллектор четвертого транзистора 13 соединен с отрицательным полюсом 18 через диод171 и термовыключатель 172, которыйреагирует на температуру охлаждающей воды двигателя. Параллельно термовыключателю 172 подключен выключатель 173. Таким образом, обеспечивается начало регулирования системы в 15зависимости от температуры двигателя,На Фиг. 8 показан график изменения внутреннего сопротивления и емкости датчика 1 отработавших газов взависимости от времени с или температуры. При этом кривая 174 показывает внутреннее сопротивление датчика, кривая 175 - напряжение питанияот постороннего источника тока, кривая 176 - напряжение на выходе приобогащенной смеси, кривая 177 - напряжение на выходе при обедненнойсмеси, а отрезок 178 - напряжение надатчике 1, если бы не было питания.Как видно из графика 8, при непрогретом состоянии датчика 1 его внутреннее сопротивление велико, а егонапряжение на выходе определяетсянапряжением питания от источника тока, показанного кривой 175. Послепрогрева, т.е, после времени , дат 35чик 1 включается в работу и его напряжение на выходе меняется в пределах кривых 176 и 177 в зависимостиот состава смеси, так как изменяетсяего емкостное сопротивление, При 40этом величины напряжения могут колебаться от 100 до 900 мВ.На фиг. 9 пойазан график изменениянапряже.ия на датчике 1 и на выходахоперационных усилителей в эависимости от времени при прогреве двигателя. Как видно из графика в моментвремени с, напряжение на датчике 1подается на вход второго операционного усилителя 36, который пеРед 50этим имел на выходе постоянную высокую величину, примерно равную 1,1 Ви обозначен отрезком 178. Напряжениена выходе усилителя 36 начинает понижаться (если во время регулированиясмесь была обедненной) и за какой-топериод времени понижается на небольшую величину. Это понижение обозначено отрезком 179. В этот период смесьобогащенная. Затем включается опятьрегулирование на обеднение, но при 0другой величине напряжения на выходе,определяемой транзистором 38,.Этотпериод обозначен отрезком 180. Затемопять датчик 1 переключает выходноенапряжение усилителя 36 на понижение 65 и процесс повторяется, пока выходное напряжение на выходе не становится постоянным (равным примерно 350 мВ) и обозначенным линией 181, При этом напряжение на датчике 1 всегда меньше напряжения на выходе усилителя 36. В это время напряжение на выходе первого операционного усилителя 32 показано линией А. Это обеспечивает регулирование подачи смеси в допустимых пределах, в связи с чем повышается точность регулирования подачи.На фиг. 10 показан пятый вариант выполнения системы, в котором коллектор четвертого транзистора 13 через сопротивление 182 и диод 25 поДключен к пятому транзистору 26 и одновременно через диод 183 к блокирующему устройству, образованному регулируемым делителем напряжения из сопротивлений 184 и 185, общая точка 186 которых подключена через диод 187 к выходу второго операционного усилителя, и через диод 188 и клемму 189 " ко входу второй схемы задержки 6. Одновременно четвертый транзистор 13 через сопротивление 190 с коллектором одиннадцатого транзистора 191, база которого через сопротивление 192 подключена к отрицательному полюсу 18, .а через сопротивление 193 - к выходной клемме 189. Коллектор шестого транзистора 27 через диод 194 соединен с общей точкой делителя напряжения из сопротивлений 195 и 196, включенных между проводом 55 и отрицательным полюсом 18. Общая точка сопротивлений 195 и 196 через диод 197 соединена с клеммой 198.Работа системы по фиг. 10 происходит следующим образом.Так как напряжение на выходе датчика 1 изменяется скачкообразно между двумя максимальными значениями, то при бедной смеси на выходе усилителя положительный потенциал, диод 82 становится проводящим и первая схема задержки 5 изменяет выходной потенциал на коллекторе транзистора 10 в направлении отрицательной величины, так что после короткого промежутка времени транзистор 13 запирается и система переключается на регулирование. Диоды 35 и 95 запираются и через сопротивление 182 запирается диод 25, В этот момент времени датчик 1, показывая обедненную смесь, обеспечивает понижение напряжения на выходе усилителя 36 (по от" резку 179), Вследствие положительного напряжения на выходе усилителя 36 диод 187 запирается, так что общая точка 186 деблокируется и в ней устанавливается положительное напряжение, определяемое сопротивлениями 184 и 185 и передаваемое через диод 183,и сопротивление 29 на базу транзистора 26. Это приводит к понижению выходного потенциала с коллектора транзистора 27 и тем самым изменяется пороговая величина напряжения ыа датчике 1. Одновременно обеспечивается регулирование на обогащение смеси согласно кривой А Когда наступает скачкообразное изменение выходного напряжения у датчика 1 вследствие изменения состава смеси, диод 187 становится проводящим и понижает напряжение в общей точке 186, так что диод 183 запирается. Затем исчезает положительный потенциал на входе второй схемы задержки,. однако по диоду 25 не проходит никакой сигнал, так как транзистор 13 заперт, пока не истечет время задержки Вход второй схемы задержки 15 находится в любой фазе потенциала напряжения и выходное напряжение сохраняется на постоянной величине (соответственно отрезку 180 на фиг.9), Как только датчик 1 снова изменяет 20 свое напряжение, процесс повторяется. Это происходит до тех пор,пока напряжение показанное кривой 177, не станет заданньщ, и вторая схема задержки опять будет деблокирована. Одновременно с клеммы 189 подаются управляющие импульсы на впрыск топлива, продолжительность которых определяет расход подаваемого топлива. , Управляющие импульсы. также подаются через сопротивление 193 на базу одиннадцатого транзистора 191, который в этот период становится проводя-. щим и понижает потенциал на диоде 25 настолько что ой становится проводимым и обеспечивает кратковременное повьзаение сигнала с выхода второй схемы б задержки. Это позволяет обеспечить согласование импульсов впрыска с рабочим состоянием двигателя. Пока датчик 1 находится в ие рабочем состоянии, т.е. холодный, ток поданный к датчику 1, зависит от соотношения сопротивлений 195 н 196, так как должен сначала достигаться определенный отрицательный 45 потенциал на катоде диода 194 в соответствии с сигналами первой схемы 4 задержки и затем в соответствии с сигналами второй схемы задержки 6. Нерабочее состояние датчика 1 может быть не только при пуске холодного двигателя, а также при длительном режиме принудительного холостого хода. Работа системы будет происхо" дить так же, какбыло описано.На фнг. 11 изображен шестой ва- риант выполнения системы, при котором последняя имеет датчик 1 с крутой кривой изменения выходного на" пряжения. В системе дополнительно коллектор транзистора 13 через диод 40 199 подключен к базе транзистора 26 через диод.200, конденсатор 28 подключен к коллектору транзистора 27. Общая точка конденсатора 28 и диода .200 через конденсатор 201 соединена 65 с коллектором транзистора 27 и непо-, средственно с общей точкой 202 сопротивлений 203 и 204, первое из которых соединено с отводным проводом 55, а второе через диод 205 с, коллектором транзистора 13.Работа системы происходит следУющим образом.Перед, процессом регулирования выход второй схемы задержки через коллектор транзистора 27 подключен к положительному потенциалу, в связи с чем общая точка 202 принимает отри" цательный потенциал, и диод 200 запирается. Имеющаяся разность напряжений между коллектором транзистора 27 и его конденсатором 28 заряжает последний на потенциал делителя напряжения из сопротивлений 203 и 204 до тех пор, пока диод 205 не.становится проводящим вследствие проводящего состояния транзистора 13. Если затем происходит переключение на управление и происходит запирание транзистора 13, то входной сигнал второй схемазадержки становится положительным, и диод 205 запирается, Поэтому вторая схема задержки из транзисторов 26 и 27 изменяет скачкообразно свой выходной сигнал, и диод 200 становится проводящим, по" тенциал на коллекторе транзистора 27 понижается скачкообразно до на-пряжения в общей точке сопротивле" ний 203 и 204 плюс напряжения дио" да 200. Характер скачкообразного изменения напряжения показан иа графике (фиг. 12), где пунктирная линия 206 показывает изменение напряжения в системе по фиг. 10, а сплошная линия 207 - системы по фиг. 11. Скачок 203 напряжения является функцией сопротивления 204, чем меньше последнее, тем больше величина падения напряжения. КОнденсатор 201 служит улучшенной защитой от помех.Таким образом, предлагаемое выполнение системы позволяет обеспечить повышение точности доэирования пода" чи. топлива в двигатель.формула изобретения1. Электронная система управления впрыском топлива для двигателя внут" реннего сгорания, содержащая установленный в выхлопном трубопроводе датчик состава отработавших газов, соединенный со входом схемы сравнения, снабженной источником опорного напряжения, и обеспечивающей сравнение сигнала от датчика с опорным напряженнем, схему интегрирования, соединенную с выходом схемы сравнения, вычислительный блок С Датчиком оборотов и подключенный к выходу схемой сравнения дополнительный блок, учитывающий нерабочее состояние датчика состава
СмотретьЗаявка
2476515, 27.04.1977
ХАРРО ХЕРТ, ХАНС ШНЮРЛЕ, УЛЬРИХ ДРЕВС, ЭРИХ ЗИНГЕР, БЕРНД КРАУС, ПЕТЕР ВЕРНЕР
МПК / Метки
МПК: F02D 35/00
Метки: внутреннего, впрыскомтоплива, двигателя, сгорания, электронная
Опубликовано: 15.04.1981
Код ссылки
<a href="https://patents.su/16-822767-ehlektronnaya-sistema-upravleniya-vpryskomtopliva-dlya-dvigatelya-vnutrennego-sgoraniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Электронная система управления впрыскомтоплива для двигателя внутреннего сгорания</a>
Предыдущий патент: Двигатель внутреннего сгорания снепосредственным впрыском топлива
Следующий патент: Топливный насос
Случайный патент: 198650