Устройство формирования импульсов управления зажиганием двигателя внутреннего сгорания

САН ИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. ид-в 22) Заявлено 30.11.79 (21) 2845538/18 с присоединен (23) Приорите заявк Гесударствеиимй комлте ССР делам изобрет(7 ор Чеба Е, А. Бело зоб етения Научно-исследовательский и экспериментаьнЫйг:1 гнетитут, автомобильного электрооборудования и автопрцборов1Изобретение относится к автомобильной электронике и может быть использовано для обеспечения автоматического управления зажиганием в электронных системах зажисания. и системах автоматического управле ния рабочим процессом двигателей внутреннего сгорания.Известны устройства формирования импульсов управления зажиганием двигателя внутреннего сгорания, содержащие датчики импульсов начала отсчета основных и дополнительных импульсов и счетчики импуль 10 сов начального и основного чисел 1.Недостатком таких устройств является то что они не обеспечивают регулирование момента зажигания в широких пределах.Цель изобретения - получение нелинейных зависимостей момента зажигания от частоты вращения и расширение диапазона их регулирования.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено схемой управления досчетом, схемой выбора основного числа, мат О рицей и программным устройством, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами счетчика импульсов начального числа, третий выход программного устройства соединен с первым входом счетчика импульсов основного числа, четвертый выход программного устройства соединен с первым входом схемы управления досчетом, пятый выход программного устройства соединен с первым входом матрицы, а группа выходов программного устройства соединена с первой группой входов схемы выбора основного числа, первый вход программного устройства соединен с выходом датчика импульсов начала отсчета, второй вход программного устройства соединен с выходом датчика дополнительных импульсов, третий вход счетчика импульсов начального числа соединен с выходом датчика основных импульсов, вторым входом схемы управления досчетом и четвертым входом программного устройства, группа выходов счетчика импульсов начального числа соединена с группами входов матрицы и программного устройства второй вход счетчика импульсов основного числа соединен с выходом схемы управления досчетом. группа входов счетчика импульсов основного числа соединена с группой выходов матрицы, а группа выходов счетчика импульсов основного числа соединена с второй группой входов схемы выбораосновного числа, выход которой соединен с третьим входом программного устройства.На фиг. 1 дана блок-схема устройства; на фиг. 2 - изображение углов опережения зажигания.5Устройство состоит из насаженного навал 1 (фиг. 1) профилированного диска 2с размещенными на его цилиндрической поверхности зубьями 3, имеющего оди)1 меченный или дополнительный зуб 4, В частностив качестве диска с зубьями может быть ис 10пользована шестерня маховик) двигателя.Устройство снабжено также датчиком 5 основных импульсов, датчиком 6 импульсов начала отсчета, схемой управления досчетом 7счетчиком 8 импульсов основного числа, матрицей 9, счетчиком 10 импульсов начальногочисла, схемой 11 выбора основного числа,программным устройством 12 и датчиком 13дополнительной информации. Датчик формирует электрические импульсы при прохождении каждого из зубьев 3. Датчик 6 форми 20рует электрический импульс при прохождении дополнительного зуба 4. Выход датчика5 соединен со вторым, третьим и четвертымвходами схемы управления досчетом, счетчика импульсов начального числа и программного устройства соответственно, выход датчика 6 соединен с первым входом программного устройства, а выход датчика 13 - совторым входом программного устройства.Выход схемы управления досчетом соединенсо вторым входом счетчика импульсов основного числа, группа выходов которого соединена со второй группой входов схемы выбораосновного числа. Группа выходов матрицысоединена с группой входов счетчика импуль.сов основного числа, а группа входов матри 35цы соединена с группой выходов счетчикаимпульсов начального числа и группой входов программного устройства. Первый ивторой выходы программного устройствасоединены соответственно с первым и вторым входами счетчика импульсов начального числа, третий, четвертый и пятый выходы програм много устройства соединеныс первыми входами счетчика импульсов основного числа, схемы управления досчетоми матрицы соответственно, а группа выходов45его соединена со второй группой входовсхемы выбора основного числа. Выход датчика дополнительной информации соединенсо вторым входом программного устройства,Выход схемы выбора основного числа соединен третьим входом программного устройства и является выходом устройства,Предлагаемое устройство работает следующим образом,При вращении вала 1 с диском 2 по мерепрохождения зубьев 3 и 4 с датчиков 5 и 6снимаются электрические импульсы. Сигналс датчика 6 поступает на первый вход программного устройства 12, преобразуется внем и устанавливает в исходное состояние все устройство, После установки исходного состояния по сигналу со второго выхода программного устройства на третий вход счетчика 10 с датчика 5 поступает импульсная последовательность, количество импульсов которой в любой момент времени пропорционально скорости вращения коленчатого вала, По окончании сигнала со второго выхода программного устройства данная импульсная последовательность (начальное число) в виде параллельного двоичного кода поступает в матрицу 9 и далее после преобразования в ней по заданному в характеристиках закону записывается в счетчике 8. Одновременно, или после ввода в счетчик 8 начального числа, анализируется дополнительная информация с датчика 13. Результат этого анализа в виде параллельного двоичного кода кода основного числа) фиксируется на труппе выходов программного устройства и на первой группе входов схемы выбора основного числа, В определенный момент времени, зависящий от данного основного числа, с четвертого выхода программного устройства на первый вход схемы управления досчетом 7 подается сигнал, разрешающий поступление в счетчик 8 импульсов с датчика 5. Поступающие таким образом в счетчик 8 импульсы до. бавляются к ранее записанным в нем и при сравнении кода счетчика с кодом основного числа схема 11 выдает сигнал, являющийся импульсом управления зажиганием, На фиг. 2 области АО и ВО изображают диапазон управления зажиганием при двух различных значениях основного числа, а буквами 9,су и 9 ф показаны моменты выработки импульса управления зажиганием при фиксированном основном и различных начальных числах.Устройство формирования импульсов управления зажиганием ДВС позволяет реализовать сложные зависимости угла опережения зажигания от частоты вращения с учетом дополнительной информации об изменении режима или ездовой ситуации и дают возможность оперативно изменять весь диапазон управления в целом. Совокупность операций преобразования начального числа и коррекции основного числа, осуществляемая в указанной последовательности, дает возможность реализовать нелинейные, и, в част- ности, сложные линейные характеристики опережения с различной по величине и знаку крутизной. Имеется также возможность как коррекции отдельных участков заданных зависимостей, так и изменения всего их диапазона. При этом все осуществляется оперативно, в зависимости от параметров, характеризующих работы двигателя или (и) ездовую ситуацию в данный момент времени.Перечисленные преимущества особенно ощутимы при использовании устройства в составе современных электронных систем ав. томатического управления режимом двигателя, где требуется реализовать большие5 70 15 20 Формула изобретения 25 30 35 40 45 50 55 семейства сложных нелинейных и линейных характеристик управления, и изменять эту область в тех случаях, когда в процессе работы двигателя появляются режимы, требующие незамедлительного вмешательства, для предотвращения таких нежелательных явлений как детонационный эффект и. пр. которые не всегда удается предусмотреть априори. Необходимость в изменении диапазона управления возникает еще и в тех случаях, когда требуется изменить критерии оптимальности режима двигателя, например максимум экономичности на минимум токсичности; или наоборот. Предварительное зада ние обоих критериев рещает задачу оптимизации лишь отчасти, так как точные данные по тому, какие должны быть характеристики управле-. ния для обеспечения этих критериев, как правило отсутствуют, причем заранее невозможно предусмотреть все возможные в процессе эксплуатации автомобиля ситуации, в которых возникает необходимость в одном из них или в их оптимальном сочетании. Кроме того, априорное задание отдельных характеристик управления на каждый критерий приводит к большим аппаратурным затратам и усложнению алгоритма работы устройства, и, притом, страдает тем недостатком, что оказывается невозможным оперативно учесть все изменения режима работы двигателя или (и) ездовой ситуации, диктующие необходимость удовлетворения обоим критериям одновременно. Указанные трудности оптимйзации режима ДВС преодолеваются особенно эффетивно при использовании устройства в автоматических системах, в которых датчики корректирующей информации влючаются в контур обратной связи, а операции преобразования характеристик управления сосредотачиваются в одном единственном конструктивном элементе, например интегральной схеме, который в зависимости от конкретно решаемой задачи может перепрограммироваться или даже меняться.Возможно использование устройства не только в качестве штатных бортовых систем автоматического управления рабочим процессом двигателя, но и в составе стендов для исследований характеристик управления и испытаний ДВС, так как задание с помощью таких устройств требуемого временного и углового положения импульса управления осуществляется простыми средствами и с большей точностью, а изменение закона управления не ведет к изменению структуры и алгоритма работы устройства. Учитывая, что изменение отдельных участков характеристик и всего диапазона управления в.целом не влечет за собой изменения структуры и алгоритма работы устройства, подобные системы могут быть использованы без существенных изменений не тольк; ка ДВС одного, типа, но и на двигателях различных автомобилей, имеющих принципиально отличные друг от друга характеристики и диапазон управления.Все перечисленные преимущества устройства в совокупности при использовании его в качестве штатной системы зажигания или системы автоматического управления рабочим процессом двигателя обеспечивают экономию топлива снижение токсичности и улуч. шение мошностных и динамических показателей двигателя. Устройство формирования импульсов управления зажиганием двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчики импульсов начала отсчета, основных и дополнительных умпульсов и счетчики импульсов начального и основного чисел, отличающееся тем, что с целью получения нелинейных зависимостей момента зажигания от частоты вращения и расширения диапазона их регулирования, устройство снабжено схемой управления досчетом, схемой выбора основного числа, матрицей и программным устройством, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами счетчика импульсов начального числа, третий выход программно го устройства соединен с первым входом счетчика импульсов основного числа, четвертый выход программного устройства соединен с первым входом схемы управления досчетом пятый выход программного устройства соединен с первым входом матрицы, а группа выходов программного устройства содинена с первой группой входов схемы выбора основного числа, первый вход программного устройства соединен с выходом датчика импульсов начала отсчета, второй вход программного устройства соединен с выходом датчика дополнительных импульсов, третий вход счетчика импульсов начального числа соединен с выходом датчика основных импульсов, вторым входом схемы управления досчетом и четвертым входом программного устройства, группа выходов счетчика импульсов начального числа соединена с группами входов матрицы и программного устройства, второй вход счетчика импульсов основного числа соединен с выходом схемы управления досчетом, группа входов счетчика импульсов основного числа соединена с группой выходов матрицы, а группа выходов счетчика импульсов основного числа соединена с второй группой входов схемы выбора основного числа, выход которой соединен с третьим входом программного устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ2339755,кл. 4 б К 3/00, 1976.Состав Техред А Тираж 5 Государствен лам изобрете ква, Ж - 35 Патент, г.Редактор М. БандуРаЗаказ 2294/32ВНИИПИпо д113035, МоФилиал ППП итель Г. См