Формирователь импульсов управления электронной системой зажигания

(56) Авторское свФ 920250, кл. Р 0Патент США Ф 4кл. Р 02 Р 5/04,и И.Н.П (088.8) идетель 2 Р 5/О 198936, 1980,номарен о ССС 1979. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) ФОРИИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМОЙ ЗАЖИГАНИЯ (57) Изобретение относится к автомобильной электронике и мошет быть использовано для автоматического управления накоплением энергии в катушках индуктивности электронных систем эашигания двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования угла опереаения закигания в области низких оборотов вала двигателя внутреннего сгорания, Для достикения этой цели в систему закигания введены второй 13 и третий 15 триггеры, второй счетчик 14 элемент ИЛИ 16, элемент И-НЕ 17, второй мультиплексор 18. На чертеае такше показан мультиплексор 1, входная шина 2, умношитель 3 частоты, счетчик 4,триггер 5, .компаратор 6, входные шины 1-12. Предложенный формирователь импульсов управления электронной системой эакигания имеет два реаима: в диапазоне низких оборотов и в диапазоне высоких оборотов вала двигателя. Нуюный решим устанавливают путем подачи по шине 8 сигналов Ж низкого или высокого логического уровня. 4 ил.137Изобретение относится к автомобильной электронике и может бьггь использовано, в частности, для автоматического управления накоплениемэнергии в катушках электронных системзажигания двигателей внутреннего сгорания,Цель изобретения - расширение диапазона регулирования угла опережениязажигания в области низких оборотоввала двигателя внутреннего сгорания.На фиг. 1 приведена электрическаяфункциональная схема формирователяимпульсов управления электронной системой эажигания; на фиг.2 - временнаядиаграмма сигналов на входах-вьиодахблоков формирователя для случая переключения двигателя из режима низкихоборотов в режим высоких оборотов;на фиг.3 - временная диаграмма сигналов на входах-вьмодах блоков формирователя для случая переключения двигателя Иэ режима высоких оборотов врежим низких оборотов; на фнг,4электрическая функциональная схемаэлектронной системы зажигания с формирователем импульсов управления,Формирователь иипульсов управленияэлектронной системой зажигания содержит мультиплексор 1, первый информационный вход которого соединен с первой входной шиной 2 и входом уиножителя 3 частоты, выход которого соединен с вторым информационным входоммультиплексора 1, выход которого соединен с С-входом счетчика 4, триггер5, неинвертирующкй выход которого,соединенный с управляющим входоммультиплексора 1, является выходоиустройства, компаратор 6, входные шины 7 - 12 соответственно, триггер 13,Я-вход которого соединен с входнойшиной 7, счетчик 14, К-вход которогосоединен с неинвертирунщии выходомвторого триггера 13, первый К-входкоторого соединен с вьмодом переносасчетчика 14 и первым К-входом триггера 5, триггер 15, 0-вход которогосоединен с входной шиной 8, а С-вход -с Б-входои триггера 5, первым К-входом счетчика 4 и выходом компаратора6, первая группа входов которого соединена с выходами счетчика 4, элементИЛИ 16, первый вход которого соединенс входной шиной 9, выход - с Ч-входомсчетчика 4, эЛемент ИЛИ-НЕ 17, первый вход которого соединен с неинвертирующим выходом триггера 13, а вы 3047 2ход - с вторым входои элемента ИЛИ16, мультиплексор 18, управляющийвход которого соединен с неинвертирувщии выходом триггера 15 и вторымвходом элемента ИЛИ-НЕ 17, первый ивторой информационные входы соединенысоответственно с входными шинами 10и 11 а выходы - с второй группойвходов коипаратора 6, при этом входная вина 12 соединена с вторым К-входом триггера 5, вторым К-входом триггера 13, К-входом триггера 15 и вторым В-входом счетчика 4.1 г Электронная система зажигания сформирователем 19 импульсов управления содержит датчик 20 начала отсчетаи датчик 21 угловых импульсов, свя-.занные с валом 22 двигателя и подключенные к входам блока 23 вычисленияугла опережения зажигания, блоки 24и 25 программного задания константЕи 2 соответственно, выходы которьм соединены с шинами 10 и 11 соот 25 ветственно, коиларатор 26, первыйвход которого соединен с источникомопорного напряжения (на фиг.4 обозна,чен О, . второй вход подключен кточке соединения эмиттера транзисто 30 ра 27 с резистором 28, а выход - кпяне 9, катушку 29 зажигания, первична обмотка которой включена междуисточником питания (на фиг.4 обозначен 0) и коллектором транзистора 27,З 5 база которого соединена с выходомформирователя 19, причем первый, вто рой и третий выходы блока 23 соединены с шинами 8, 7 и 12 соответственно,а датчик 21 соединен с шиной 2.На фиг,2, 3 введены следующие обозначения: а- сигнал начальной устанонки, передаваемый по шине 12; бсигнал о низкооборотном или высокооборотном режиме работы двигателя,передаваемый по шине 8; в - сигнална выходе триггера 15;. г - сигнал,передаваемый по шине 7; д - сигнална выходе переноса счетчика 14; есигнал, соответствующий числу 2 на,выходах счетчика 4;,ж - сигнал на выходе формирователя (выход триггера5); з - сигнал с выхода компаратора26, передаваемый по шине 9,Формирователь импульсов управленияэлектронной системой зажигания работает следукщим образом.Формирователь имеет два режима работы: в диапазоне низких оборотов ив диапазоне высоких оборотов вала47 4выходе счетчика 14, ио которому снимается сигнал блокировки счета счетчика 4. В режиме работы в диапазоненизких оборотов вала двигателя в ка-.честве опорного используется импульс,подаваемый ио вине 7.Величина максимального числа (константы) 2, накаплилаемого в счетчике4 за цикл работы Формирователя, различна для режимов работы в диапазоневысоких и низких оборотов валя двигателя. Поэтому константы 7, и Е, рассчитанные соответственно для каждогоиз указанных режимов работы, подаютсяна вторую группу входов компаратора6 через мультиплексор 18 в соответствии с выбранным режимом. Константа2 соответствующая режиму работыформирователя в диапазоне высокихоборотов вала двигателя, должна бытьравна числу периодов сигнала, подаваемого по шине 2, которое Формируетсямежду двумя соседними импульсами сигнала, подаваемого по шине 7. Константа 7 , соответствующая режиму работыформирователя в диапазоне низких оборотон вала двигателя, равна числупериодов сигнала, подаваемого на входумномителя 3 частоты, на которое импульс, подаваемый по шине 7,. сдвинутв сторону опережения относительноистинного положения заднего фронтавыходного импульса Формирователя.Коды констант 2, и 7. подаются нвпервую и вторую группы входов мультиплексора 18 состветст.евно,После подачи напряжения литанияна третьем выходе блока 23 Формируется импульс начальной установки, который передается по шине 12 на Формирователь 19, По импульсу начальной установки формирователь 19 принимаетследукщее состояние, На выходе триггера 15 устанавливается низкий догический уровень, соответствующий режиму работы формирователя в диапазоненизких оборотов вала двигателя. Вэтом режиме на вторую группу входовкомпаратора 6 через мультиплексор 18передается код константы 2, На первую группу входов компаратора 6 ссоответствукщих выходов счетчика 4подается код числа, занесенного всч .тчик в результате начальной установки. Поскольку коды на первой нвторой группах входов компдратора 6не равны, на его выходе присутствуетнизкий логический уровень. На выходе35 з 13730 двигателя. Режим работы устанавливают путем подачи по шине 8 сигнала низкого или высокого логического уровня, Посредством триггера 15, на 0 -вход которого поступает этот сигнал, а иа С-вход - сигнал с компаратора 6, момент переключения режимов синхроннзируется началом формирования переднего Фронта выходного импульса формирователя на выходе триггера 5 и тем самым исключаются сбои в работе формирователя при переключении режимов его работы. Информация о положении заднего франта импульса на выходе Формиро вателя передается в формирователь посредством импульса, подаваемого ио шине 7. В режиме работы формирователя в диапазоне низких оборотов вала двигателя обеспечивается возможность получения информации с положения заднего Фронта до начала формирования переднего фронта импульса управления. С этой целью импульс по шине 7 подают с опережением на заданный постоянн.й 25 угол поворота вала двигателя относительно угла, при котором должен формироваться задний фронт выходного импульса формирователя. Этот угол выражается определенным количеством периодов сигнала, передаваемого по шине 2, либо, как в данном конкретном случае, - количеством пери одов этого ае сигнала удвоенной частоты, получаемого на выходе умножителя 3 частоты. Истинное угловое положение импульса, определяющего положение заднего фронта выходного импульса формирователя, вычисляется в формирователе при помощи триггера 13 и счет чика 14, Счетчик 14 предназначен для подсчета заданного количества импульсов удвоенной частоты, подаваемых на его С-вход с выхода умножителя 3 частоты, и формирования иа выходе переноса импульса, определяющего положение заднего фронта выходного импульса формирователя. Счетчик 4 совместно с компарвтором 6 используется при вычислении положения переднего фронта выходного импульса формирователя с учетом изменения оборотов вала двигателя и положения заднего фронта выходного импульса формирователя. В режиме работы в диапазоне высоких оборотов вала двигателя в качестве опорного импульса, инициирующего новый цикл работы формирователя, используется импульс, формируемьй насчета и угловые импульсы оответственцо. Используя этн имлульсь., блок23 вычисляет момецг разрыва первичнойцепи катушки зажы ация и с опережением на заданный угол по огцощению квычисленному значению формирует навтором выходе импульс, которым на выходе триггера 13 устанавливается высокий логический уровень, разрешающийработу счетчику 14 и устанавливающийна выходе элемента ИЛИ-НЕ, а следовательно и на выходе элемента ИЛИ, низкий логический уровень, разрешающийработу счетчика 4. Счетчик 4 начинаетсчет импульсов частотой 1 а счетчик 14 - счет импульсов частотой Г .Счетчик 4 считает импульсы до техпор, пока на его выходе не сформируется код числа равного константе2 . В этом случае на выходе компаратора 6 устанавливается вы:окий логический уровень, который сбрасываетв нулевое состояние сче гчик 4, устанавливает на выходе триггера 5 вьсокий логический уровень и фронтом затриггера 13 устанавливается низкийлогический уровень который поступаетца 1 -вход счетчика 14, блокируя агоработу, и ца первый вход элемента 17ИЛИ-НЕ. Поскольку ца второй вход элемента ИЛИ впоступает низкий логический уровень с триггера 15, на еговыходе присутствует высокий логический уровень,. кот,.рый через элементИЛИ 16 поступает ца Ч-вход с сетЧика4 ц блокирует его работу. На выходетриггера 5 устанавливается низкийлогический уровень, который посгупаетна управляющий вход мультиплексоракоторый подключает к С-входу счетчика 4 шину 2, по ко эрой подаются угловые импульсы от патчнка 21. Низкийлогический уровень с Фо;эмирователя19 подается на базу транзистора 27,обеспечивая его закрытое состояние.При этом ;ок в первичной цепи катуицсцзажигании 29 отсутствует, по этой жепричине отсутств,ет паденц напряжения цв резисторе 2 д. Нд выходе компаратора 26 присугствует низкий логический уровень который передаетсяно шицэ 9, С первого вьгодв блока3по шине ." подается низкий лог.г.с.скийуровень. опред.лякнций ,ежи работыФормирователя 19 в дцапа."оце низг,нхоборотов вала двигателя. При вращениичала двигателя цв выходе датчиков 20ц 21 появляются импую;ьсы начала ог 73047писываст информацию по О-входу в триггер 15, Сигнал высокого логическогоуровня ца выходе формирователя 19отпирает транзистор 27, и через первичцуцепь катушки зажигания н резистор начинает протекать электрическийток. Одцовременно высокий логическийуровень ца выходе триггера 5 переклю ает мультиплексор 1, который подключает к С-входу счетчика 4 выход умножителя 3 ,астоты. Счетчик 4 начинаетсчет импульсов удвоенной частоты. Помере нарастания тока в первичной цепи 11, ка:ушки .ажигания 29 увеличиваетсяпадение напряжения на резисторе 28,и при равенстве его величине опорногонапряжения У, на выходе компаратора26 ус "ацавливается высокий логичес О кцй уровень, который передается пошине 9 ца формирователь 19 и блокирует работу счетчика 4. Код, сформированный в счетчике 4, соответствуетдлительности выходного импульса фор мцрователя 19 и используется в следующем цикле работы последнего, Импул , формируемый на выходе счетчика 14, усганавливает на выходах триггеров 5 и 13 низкие логические уров О ни, Прн этом низкий логический уровень ца выходе Формирователя запираетгргцзцсторразрывая первичную цепькатушки зажигания, и на выходе комаратора 26 устанавливается низкийлогический уровень. Низкий логическийуровень ца выходе триггера 13 обнуляет счетчик 11 и блокирует его работу,устанавливает ца выходе элемента ИЛИНЕ 17 высокий логический уровень, 40 который через элемент ИЛИ 16 поЧ-входу продолжает блокировать работусчетчика 4, В этом состоянии формирователь находится до появления на шине7 импульса, по которому формирователь 46 продолжает работу, как описано выше.Переключение режима работы форми"рователя 19 с диапазона низких надиапазон высоких оборотов вала двигателя осуществляется путем подачи по 5 О,шине, 8 сигнала высокого уровня с первого выхода блока 23. Положительнымфронтом сигнала с компаратора 6 навыходе триггера 15 устанавливаетсявысокий уровень, запрещающий блокировку счетчика 4 сигналом с триггера13 и подключающий к второй. группевходов компаратора 6 через мультиплексор 18 код константы 2, . Блокировка счетчика 4 в этом режиме происходит только по шине 9. В остальномработа формирователя в режиме высокихоборотов вала двигателя аналогичнаописанной для режима низких оборотов.Формула изобретенияФормирователь импульсов управления электронной системой зажигания, содержащий первый мультиплексор, первый информационный вход которого соединен с первой входной шиной и входом умно- жителя частоты, выход которого соединен с вторым информационным входом первого мультиплексора, выход которого соединен с С-входом первого счет" чика, первый триггер, неинвертирующий выход которого, соединенный с управляющим входом первого мультиплексора, является выходом устройства, компаратор, вторую, третью, четвертую, пятую,.шестую и седьмую входные шины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования угла опережения зажигания в области низких оборотов вала двигателя внутреннего сгорания, в него введены второй триггер, Б-вход которого соединен С второй входной шиной, второй счетчик, К-вход которого соединен с неинвертирующим выходом второготриггера, первый К-вход которого соединен с выходом переноса второго 5счетчика и первым К-входом первоготриггера, третий триггер, Р-вход которого соединен с третьей входной шиной, а С-вход - с Б-входом первоготриггера, первым К-входом первого 10 счетчика и выходом компаратора, первая группа входов которого соединенас выходами первого счетчика, элементИЛИ, первый вход которого соединен счетвертой входной шиной, а выход с Ч-входом первого счетчика, элементИЛИ-НЕ, первый вход которого соединенс неинвертируюцим выходом второготриггера, а выход - с вторым входомэлемента ИЛИ, второй ".ультиплексор, рО управляющий вход которого соединен снеинвертирующим выходом третьего триггера и вторым входом элемента ИЛИ-НЕ,первый и второй информационные входысоединены соответственно с пятой и 25 шестой входными шинами, а выходы -с второй группой входов компаратора,при этом седьмая входная шина соединена с вторым К-входом первого триггера, вторым К-входом второго тригге- ЗО ра, К-входом третьего триггера и вто"рым К-входом первого счетчика.1373047 Составитель В.ТкачеТ.федотов Техред Л.Сердюкова ректор О, Кравцова 352 д. 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Укг ул, Проектная,аказ 3131,г ТирВНИИПИ Госудапо делам иэо113035, Москва твенного етений и -35, Рау Подписомитета СССРткрытийкая наб