Способ управления цикличностью повторяющегося процесса и устройство для его осуществления

Саюа Советских Социалистических Республик43) Опубликовано 30 по делам изобретен крытий(45) Дата опубликования описания 30.01.79) Автор изобретения Иностранец Хартмут Майер(ФРГ) ностранная фирма Роберт Бош(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЦИКЛИЧНОСТЪЮПОВТОРЯЮЩЕГОСЯ ПРОЦЕССА И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ техничесобой но. тью повИзобретение относится к способам и устройствам управления цикличностью повторяющегося процесса, в частности к способам и устройствам бесконтактного управления моментом зажигания двигателя внутреннего сгорания с применением цифровых счетно-решающих элементов,Известны способы управления моментом зажигания с использованием магнитоэлектрического датчика, сигнал которого изменяется в зависимости от частоты вращения и подается на схему, формирующую закон изменения угла зажигания 1).Этим способам присуща низкая точность отработки характеристики опережения угла зажигания.Известны также способы управления цикличностью повторяющегося процесса, преимущественно управления моментом зажигания двигателя внутреннего сгорания, путем подсчета угловых импульсов, отсчитываемых от опорных импульсов, сравнения результатов подсчета и формирования сигнала управления моментом зажигания 2).Способ осуществляют устройством зажигания, содержащим датчики угловых и опорных импульсов, взаимодействующие с зубчатым диском, связанным с валом двигателя, логические многовходовые первую и вторую вентильные схемы, регулируемую вентильную схему, счетчики с декодирующими ступенями, первое и второе диффе ренцирующие звенья, схему зажигания идатчик нагрузки двигателя.К недостаткам этого способа относятсясложный процесс вычисления закона управления и дорогая аппаратура для его О реализации.Цель изобретения - упрощение процессавычисления закона управления.Поставленная цель достигаетсяским решением, представляющимвый способ управления цикличнос торяющегося процесса.Предлагаемый способ отличается от известного способа управления тем, что подсчет угловых импульсов начинают по истечении заданного промежутка времени от опбрного импульса, суммируя угловые импульсы до заданного значения, соответствующего заданному углу поворота вала двигателя, после чего угловые импульсы вычитают до исходного значения и прй этом формируют сигнал управления процессом.Кроме того, заданный промежуток времени от опорного импульса до начала суммирования угловых импульсов изменяют в зависимости от параметров двигателя, а величину заданного угла поворота вала двигателя для начала вычитания угловых импульсов изменяют в зависимости от параметров двигателя.Такой способ может быть осуществлен устройством, содержащим датчики угловых и опорных импульсов, взаимодействующие с зубчатым диском, связанным с валом двигателя, логические многовходовые первую и вторую вентильные схемы, регулируемую вентильную схему, счетчики с декодирующими ступенями, первое и второе дифференцирующие звенья, схему загкигания и датчики нагрузки двигателя.Отличие нового устройства состоит в том, что оно дополнительно снабжено главным счетчиком с прямым и обратным счетом и декодирующей ступенью, причем входы счетчика подключены соответственно к выходам первой и второй вентильных схем, два входа которых соединены непосредственно с датчиками угловых и опорных импульсов, причем третий вход первой вентильной схемы соединен через регулируемую вентильную схему и первое дифференцирующее звено с датчиком опорных им. пульсов, а третий вход второй вентильной схемы подключен к выходу декодирующей ступени главного счетчика и через второе дифференцирующее звено к схеме зажигания. Кроме того, устройство отличается тем, что вход регулируемой вентильной схемы подключен к датчику нагрузки двигателя, входы счетчика - и датчикам угловых и опорных импульсов, а его декодирующая ступень выполнена регулируемой в в зависимости от параметров двигателя и ее выход подключен к одному из входов второй вентильной схемы.На фиг, 1,а - г показаны диаграммы, характеризующие схему отсчета импульсов устройства;на фиг. 2 дана блок-схема устройства согласно изобретению.Способ управления моментом загкигания заключается в следующем.При вращении коленчатого вала двигателя на выходе датчика угловых импульсов появляется сигнал, показанный на фиг. 1, а. В момент прихода сигнала с датчика опорных импульсов (фиг. 1,б) на вход первой вентильной схемы на ее выходе образуется сигнал (фиг, 1,в), длительность которого зависит от параметров двигателя, например температуры (пунктиром показано изменение длительности сигнала в зависимости от параметров). При уменьшении сигнала на выходе вентильной схемы до нуля начинается суммирование угловых импульсов, которое продолжается до момента исчезновения сигнала на выходе датчика опорных импульсов, после чего осуществляется вычитание импульсов, поступающих с датчика г 10 15 20 25 33 35 40 45 ГО 55 60 65 угловых импульсов. В момент, когда достигается исходное состояние счетчика, происходит формирование импульса управления загтытгаттттем. (На фиг, 1,г показан сигнал схемы отсчета импульсов).Устройство управления моментом закигания (фиг. 2) состоит из диска 1, связанного с коленчатым валом двигателя и снабженного зубьями 2, датчика 3 угловых импульсов, датчика 4 опорных импульсов, секторов 5, создающих опорные импульсы, многовходовых вентильных схем: первой 6 и второй 7, главного счетчика 8, вход 9 прямого счета которого соединен с выходом вентильной схемы б, а вход 10 обратного отсчета - с выходом вентильной схемы 7. Выход счетчика 8 соединен с входом декодирующей ступени 11, выход которой подключен к дифференцирующему звену 12 и к входу 13 второй вентильной схемы 7, а дифференцирующее звено 12 подключено непосредственно к входу устройства 14 зажигания, Выход датчика 4 опорных импульсов соединен с входом 15 вентильной схемы 7 через переключатель 1 б, а также с входом 17 вентильной схемы б и через второе дифференцирующее звено 18 с входом рсгулируемой вентильной схемы 19, на управляемый вход 20 которой могут подаваться сигналы, зависящие от параметров двигателя, например от давления Р. Поскольку зависимость начала выч;ттания импульсов от параметров двигателя дает возможность дополнительно изменять закон регулирования угла загкигапия, то устройство может быть снабжено счетчиком 21, вход 22 которого соединен с датчиком 3 угловых импульсов, а вход 23 - с датчиком 4 опорных импульсов. Выход счетчика 21 связан с входом 15 вентильной схемы 7 через переключатель 16 и декодирующую ступень 24, длительность сигнала на выходе которой зависит от параметров двигателя.Работает устройство следутощим образом.При вращении коленчатого вала двигателя в момент прихода сигнала датчика 4 опорных импульсов через перет:лючатель 16 на вход 15 вентильной схемы 7 она запирается, Одновременно через второе дифференцирующее звено 18 запускается регулируемая вентильная схема 19 (одновибратор), сигнал на выходе которой показан па фиг. 1,в,и запирается вептильпая схема 6,Длительность сигнала на выходе схемы 19 зависит от параметров двигателя.Вентильная схема б отпирается в момент спада сигнала на выходе регулируемой вснтильной схемы 19 (фиг. 1,в) и пропускает сигнал с датчика 3 угловых импульсов на вход 9 прямого отсчета счетчика Я. Прп этом счетчик 8 начинает суммирование импульсов с датчика 3.В момент окончания сигнала (фиг. 1,б) на выходе датчика 4 опорных импульсов схема б запирается, а схема 7 отпирается иначинает пропускать импульсы с датчика3 ца вход 10 обратного отсчета главногосчетчика 8. Счетчик вычитает импульсыдатчика 3 и по достижении результата счета исходного значения на выходе декодирующей ступени 11 появляется сигнал, который запирает вентильную схему 7 и черездифференцирующее звено 12 приводит вдействие устройство 14 зажигания, Придальнейшем повороте коленчатого вала 10двигателя рабочий процесс схемы повторяется,При соединении переключателя 16 с выходом декодирующей ступени 24 (пунктирна фиг. 2) решающим для начала обратного отсчета главного счетчика 8 является неокончание сигнала с датчика 4 опорных импульсов, а момент достижения коленчатым. валом двигателя определенного заданногоуглового положения, По исчезновении сцгнала с датчика 4 опорных импульсов счетчик 21 начинает отсчитывать импульсы датчика 3 и при определенном результате счета на выходе декодирующей ступени 24 появляется сигнал, отпирающий схему 7. 25Так как момент появления сигнала навыходе декодирующей ступени 24 зависитот параметров двигателя, то и момент начала вычитания импульсов счетчиком 8 зависит от параметров двигателя, Таким об- ЗОразом, осуществляется дополнительнаякорректировка закона управления моментом зажигания в зависимости от параметров двигателя,Для дифференцирующих звеньев 12 и 18 з 5в простейшем случае могут быть использованы комбинации резистора и конденсаторас диодом. Для регулируемой вентильнойсхемы 19 может быть применен триггер содним стабильным положением. 4)Формула изобретения1, Способ управления цикличностью повторяющегося процесса, преимущественноуправления моментом зажигания двигателя 45внутреннего сгорания, путем подсчета угловых импульсов, отсчитываемых от опорных импульсов, сравнения результатов подсчета и формирования сигнала управлениямоментом зажигания, о т л и ч а ю щ и й с я 50тем, что, с целью упрощения процесса вычисления закона управления, подсчет угловых импульсов начинают по истечении заданного промежутка времени от опорногоимпульса, суммируя угловые импульсы дозаданного значения, соответствующего заданному углу поворота вала двигателя, после чего угловые импульсы вычитают до исходного значения ц прц этом формируют сигнал управления процессом.2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что заданный промежуток времени от опорного импульса до начала суммирования угловых импульсов изменяют в зависимости от параметров двигателя.3, Способ по пп, 1, 2, отличающийся тем, что величину заданного угла поворота вала двигателя для начала вычитания угловых импульсов изменяют в зависимости от параметров двигателя,4. Устройство для осуществления способа по п, 1, содержащее датчики угловых и опорных импульсов, взаимодействующие с зубчатым диском, связанным с валом двигателя, логические многовходовые первую и вторую вентильные схемы, регулируемую вентильную схему, счетчики с декодирующими ступенями, первое и второе дифференцирующие звенья, схему зажигания ц датчик нагрузки двигателя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что устройство дополнительно снабжено главным счетчиком с прямым и обратным счетом и декодирующей ступенью, причем входы счетчика подключены соответственно к выходам первой и второй вентильных схем, два входа которых соединены непосредственно с датчиками угловых и опорных импульсов, причем третий вход первой вентильной схемы соединен через регулируемую вентильную схему и первое дифференцирующее звено с датчиком опорных импульсов, а третий вход второй вентильной схемы подключен к выходу декодирующей ступени главного счетчика и через второе дифференцирующее звено к схеме зажигания,5, Устройство по п. 4, отл и ч а ющесс я тем, что вход регулируемой всцтильцой схемы подключен к датчику нагрузки двигателя.6. Устройство по пп. 4 и 5, о т л и ч а ющсес я тем, что входы счетчика подключены к датчикам угловых ц опорных импульсов, а его декодирующая ступень выполнена регулируемой в зависимости от параметров двигателя н ее выход подключен к одному из входов второй вецтильцой схемы.Источники информации,принятые во внимание прц экспсртцзе1. Патент Японии 49 - 35648, кл. 516 01,опублик, 1974,2. Патент ФРГ1917389, л. 46 3/00,опублик. 1970.645613 Фиг гСоставитель Л. Швецовузова Техред Н. Строганова Корректор Р, Беркович Редак Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2705/18 Изд,125 Тираж 779НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписноеткрытий.