Устройство управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯИзобретение относится к системамтопливоподачи с электронным управлением,Известны устройства управленияподачей топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащие датчик угловой скорости, первый и второй счетные блоки,.трехвходовую схему И, исполнительный орган, триггер и генератор импульсов, причем каждый счетныйблок выполнен в виде первого и второ Ого формирователей, связанных с триггером блока и реверсивным счетчиком,датчик скорости выполнен в виде двухкатушек, установленных у вала с постоянным магнитом, при этом первая 15катушка связана с первыми формирователями счетных блоков,а вторая - спервым блоком через второй формирователь, связанный через триггер с трехвходовой схемой И, соединенной с исполнительным органом, генератор импульсов включен на счетном входе счетчика первого блока, прямые выходы реверсивных счетчиков имеют связь совходом трехвходовй схемы И Г,Однако такие устройства не позволяют изменять угол опережения впрыска топлива в соответствии с переходньви режимами работы двигателя.Цель изобретения - обеспечениекоррекции угла опережения на переходных режимах,Указанная цель достигается тем,что в устройство дополнительно введены первая и вторая схемы ИЛИ, двухвходовая и многовходовая схемы равнозначности и двухвходовая схема И,датчик скорости выполнен с дополнительной третьей катушкой, связаннойсо вторым формирователем второго счетного блока, один вход каждой из схемИЛИ связан с прямым выходом первогоформирователя, другой вход - с прямым выходом ячейки старшего разрядасчетчика, а выход - с единичным входом триггера блока, многовходоваясхема равнозначности включена в связь59665 45 50 55 между счетчиками и трехвходовой схемойИ, двухвходовая схема равнозначностивключена входами на прямых выходахтриггеров счетных блоков, а выходомна входе трехвходовой схемы И адвухвходовая схема И включена входамимежду прямым выходом триггера и выходом генератора импульсов, а выходомподключена к счетному входу счетчикавторого счетного блока,На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит датчикугловой скорости вала 2 двигателя, выполненный в виде трех катушек Р,расположенных вблизи вала, на поверхности которого установлен постоянныймагнит 6, Третья катушка 5 установлена у вала 2 посредине между катушками Р и 4 так, что магнит 6 проходитвблизи нее при движении поршня изверхней мертвой точки в нижнюю, т,е.минимальное расстояние между третьейкатушкой и магнитом имеет место приоповороте вала на 90 относительноверхней мертвой точки. Первая катушка р подключена к первым парам входных зажимов первого управляющегосчетного блока 7, идентичного второму управляющему (корректирующему)счетному блоку 8, которые являютсявходами первых Формироватепей 9 и 10импульсов соответственно управляющего и корректирующего счетных блоков7 и 8, Вторая и третья катушки 4 и5 подключены ко вторым парам входныхзЯкимов управляющего счетного блока7 и корректирующего счетного блока8, которые являются входами вторыхФормирователей 11 и 12 импульсовсоответственно управляющего и корректирующего счетных блоков. Первый и второй входы первой схемы ИЛИ1 Р соединены соответственно с первымвыходом первого формирователя 9 импульсов и прямым выходом двоичнойячейки старшего разряда реверсивногосчетчика 14 управляющего счетногоблока 7. Выход первой схемы ИЛИ 1 Рподключен ко входу триггера 15 дляустановки его в единичное состояние,который входит в состав управляющегосчетного блока 7. Входы дополнительного триггера 16 для установки егов единичное и нулевое состояния соединены с прямыми выходами соответственно первого и второго формирователей 9 и 11 импульсов управляющегосчетного блока 7. Первый и второй 1 О 15 20 25 30 35 40 4входы схемы ИЛИ 17 соединены соответственно с прямым выходом первого формирователя 9 импульсов и прямым выходом двоичной ячейки старшего разряда реверсивного счетчика 18 корректирующего счетного блока 8. Выходвторой схемы ИЛИ 17 подключен ко входу триггера 19 для установки его вединичное состояние, который входитв состав корректирующего счетногоблока 8. Информационные выходы управляющего и корректирующего счетных блоков 7 и 8, являющиеся прямымивыходами двоичных ячеек всех разрядов реверсивных счетчиков 14 и 18,подключены ко входам многовходовойсхемы 20 равнозначности. Прямые выходы триггеров 15 и 19 управляющегои корректирующего счетных блоков 7и 8 соединены соответственно с первым и вторым входами двухвходовойсхемы 21 равнозначности. Генератор22 импульсов соединен со счетнымвходом управляющего счетного блока7, являющимся входом реверсивногосчетчика 14, и первым входом двухвходовой схемы И 2 Р, Второй входпоследней соединен с прямым выходомдополнительного триггера 16, а выходсо счетным входом корректирующегосчетного блока 8, являющимся входомреверсивного счетчика 18. Выходымноговходовой схемы 20 равнозначности, двухвходовой схемы 21 равнозначности и инверсный выход дополнительного триггера 16 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами трехвходовой схемы И 24,Выход последней подключен к электронно-механическому исполнительному органу 25, выполненному в виде последовательно соединенных одновибратора 26 усилителя 27 и электромагнитного клапана 28,Устройство работает следующим образом.Рассмотрим случай, когда угловая скорость вала постоянна, т.е. имеет место установившийся скоростной режим работы двигателя.Предположим, что при вращении вала 2 постоянный магнит 6 проходит вначале вблизи катушки Р. Вследствие изменения магнитного потока, пронизывающего витки этой катушки, на ее зажимах появляется импульс напряжения, поступающий на первые пары входных зажимов управляющего и корректирующего счетных блоков 7 и 8. Прикорректирующего счетного блока 8 - через открытую двухвходовую схему И 23. Запись числа в реверсивный счетчик 14 управляющего счетного блока 7 продолжается до момента прихода поршня в нижнюю мертвую точку, а в реверсивный счетчик 18 корректирующего счетного блока 8 - до тех пор, пока вал 2 не поворачивается на 90 О с момента начала движения поршня из верхней мертвой точки. Как только вал поворачивается на 90 О магнит 6 проходит вблизи третьей катушки 5, на зажимах которой вследствие изменения пронизывающего ее витки магнитного потока появляется импульс напряжения, поступающий на вторую пару входных зажимов корректирующего счетного блока 8. При этом выходной единичный импульс второго формирователя 12 импульсов устанавливает триггер 19 в нулевое состояние и переводит реверсивный счетчик 18 в режим вычитания. В этом счетчике происходит считывание ранее записанной в него информации импульсами той же частоты следования. Управляющий счетный блок 7 продолжает работать в прежнем режиме, составляющие остальных элементов устройства остаются без изменения. Когда поршень двигателя приходит в нижнюю мертвую точку, вал 2поворачивается на пол-оборота и постоянный магнит 6 проходит вблизивторой катушки 4, на зажимах которойпоявляется импульс напряжения, поСтупающий на вторую пару входных зажимовуправляющего счетного блока 7. На выходе второго формирователя 11 импульсов управляющего счетного блока приэтом возникает единичный импульс,устанавливающий дополнительный триггер 16 и триггер 15 управляющегосчетного блока 7 в нулевое состояниеи переводящий реверсивный счетчик14 в режим вычитания. Начиная с этогомомента, в указанном счетчике происходит считывание ранее записанной информации импульсами прежней частотыследования. Поступление импульсовна счетный вход корректирующего счетного блока 8 прекращается, так какдвухвходовая схема И 23 закрываетсявследствие поступления на ее второйвход нулевого сигнала, Посколькувал 2 вращается в данном случае равномерно, то время движения магнита 6от первой катушки 3 до третьей катушки 5 равно времени движения его от 5 859665 6этом на прямых выходах первых формирователей 9 и 10 импульсов появляются единичные импульсы различной длительности. Длительность выходногоимпульса первого формирователя 95импульсов является заданием времениопережения впрыска топлива и определяет угол опережения впрыска, а длительность выходного импульса первогоформирователя 10 импульсов значительно меньше и имеет величину, необходимую лишь для надежного воздействия на последующие элементы устройства. Указанные импульсы проходятсоответственно через первую и вторуюсхемы ИЛИ 13 и 17 на входы триггеров15 и 19 управляющего и корректирующего счетных блоков 7 и 8, эти триггеры переходят в единичное состояниеи переводят реверсивные счетчики 14 и18 в режимы слежения. Одновременнос этим на инверсных выходам первыхформирователей 9 и 10 импульсов,появляются нулевые сигналы, сбрасывающие соответственно реверсивныесчетчики 14 и 18 в нулевое состояние. Кроме того, единичный выходной импульс первого формирователя9 управляющего счетного блока 7,действуя на вход дополнительнотриггера 16 для установки его в единичное состояние, переводит этоттриггер в указанное состояние. Врассмотренном выше промежутке времени триггеры 15 и 19 находятся,в одинаковых состояниях, в кото 35рых также находятся и реверсивныесчетчики 14 и 18, вследствие чегона выходах многовходовой схемы 20равнозначности и двухвходовой схемы4021 равнозначности действуют единичныесигналы, поступающие соответственнона первый и второй входы трехвходовойсхемы И 24, Однако на выходе последней единичный импульс не появляетсяи впрыск топлива не происходит, таккак на ее третьем входе действуетнулевой сигнал с инверсного выхода,дополнительного триггера 16. Послеокончания действия нулевых сигналовна инверсных выходах первых формирователей 9 и 10 импульсов происходитзапись числа в реверсивные счетчики4 и 18 соответственно управляющегои корректирующего счетных блоков 7и 8, так как на счетный вход управляющего счетного блока 7 импульсы по.ступают непосредственно с генерато-,ра 22 импульсов, а на счетный вход30 В рассматриваемом случае формиро 55 вание начала впрыска происходит не в момент появления нулевых сигналов: на всех инФормационных выходах управляющего счетного блока 7, как это 985968 прекращается. Поскольку вал 2 вращасется с ускорением, время движенияпостоянногр магнита 6 от первой катушки 3 до третьей катушки 5 большевремени движения этого магнита от 5третьей катушки до второй катушки4 и число, записанное в реверсивныйсчетчик 18, не успевает полностьюсосчитаться, Вследствие этого в момент прихода поршня в нижнюю мертвуюточку в указанном счетчике остаетсянекоторое число, зависящее от ускорения - чем больше (меньше) ускорение,тем больше (меньше) это число. Указанное число сохраняется в реверсив.ном счетчике 18 при движении поршняиз нижней мертвой точки в верхнюю,в то время как в реверсивном счетчике 14 происходит считывание ранеезаписанной в него информации импульсами прежней частоты следования. Навтором входе трехвходовой схемы И 24прн движении поршня из нижней мертвойточки в верхнюю действует единый сигнал, так как триггеры 15 и 19 находятся в одинаковых (нулевых) состояниях, На третьем входе трехвходовой схемы И 24 также действует единичный сигнал с инверсного выхода дополнительного триггера 16. Однако напервом ее входе единичный сигналпоявляется лишь тогда, когда на соот-,ветствующих входах многовходовой схемы 20 равнозначности появляются одинаковые сигналы. Это происходит тогда, когда число в реверсивном счетчике 4 совпадает с числом, оставшимсяв реверсивном счетчике 18, т.е. когда сигналы на прямых выходах двоичных ячеек одинаковых разрядов указанных счетчиков совпадают. При поступ 49ленин следующего импульса на счетныйвход управляющего счетного блока 7единичный сигнал на выходе многовходовой схемы 20 равнозначности исчезает, так как число в реверсивном 15счетчике 14 изменяется и уже не совпадает с числом в реверсивном счетчике 18. Появившийся на первом входетрехвходовой схемы И 24 единичныйимпульс проходит на электронно-механический исполнительный орган 25,осуществляющий впрыск топлива в цилиндр двигателя,65 оимеет место в установившемся скоростном режиме, а раньше на величину промежутка времени, необходимого для считывания оставшегося в реверсивном счетчике 18 числа. Чем больше(меньше) ускорение вала 2, тем большее (меньшее) число остается в реверсивном счетчике 18 и тем на на больший (меньший) отрезок времени раньше (по сравнению с установившимся режимом) происходит впрыск топлива. Время опережения в предлагаемом устройстве, равное промежутку времени от момента начала впрыска до момента прихода поршня н верхнюю мертвую точку, уменьшается в меньшей степени, чем в известном, что и обеспечивает коррекцию угла опережения впрыска при ускорении вала двигателя.Рассмотрим случай, когда вал 2 двигателя вращается с замедлением.Предположим, что нри вращении вала постоянный магнит 6 проходит вблизи первой катушки 3, что соответствует прохождению поршня через верхнюю мертвую точку. Возникающий при этом импульс напряжения, попадая на первые пары входных зажимов управляющего и корректирующего счетных блоков 7 н 8, приводит к установке триггеров 5 и 9 в единичное состояние, сбросу реверсивных счетчиков 14 и 18 в нулевое состояние и переводу этих счетчиков в режим сложения, Запись числа в реверсивный счетчик 14 осуществляется импульсами генератора 22 импульсов а в реверсивный счетчик 18 - выходными импульсами двухвходовой схемы И 23, причем запись числа в реверсивный счетчик 14 начинается после окончания нулевого сигнала на инверсном выходе первого формирователя 9 импульсов и длится до момента прихода поршня в нижнюю мертвую точку, а запись числа в реверсивный счетчик 18 начинается после окончания нулевого сигнала на инверсном выходе первого формирователя 10 и продолжается до момента поворота вала 2 на угол 90" . Когда вал поворачивается на указанный угол, магнит 6 проходит вблизи третьей катушки 5 и возникающий на ее зажимах импульс напряжения приводит к установке триггера 19 в нулевое состояние и переводу реверсивного счетчика 18 в режим вычи тания. Далее происходит считывание ранее записанной в реверсивный счетчик 18 информации импульсами той же частоты, что и запись, Поскольку вал .2 вращается с замедлением, время движения постоянного магнита 6 между первой катушкой 3 и третьей катушкой 5 меньше времени его движения между третьей катушкой и второй катушкой 4 и полное считывание информации в ре- версивном счетчике 18 происходит еще до прихода поршня в нижнюю мертвую точку. Когда указанный счетчик оказывается в нулевом состоянии, двухвходовая схема И 23 остается открытой и поступивший с ее выхода на вход этого счетчика импульс приводит к его переполнению и появлению на всех информационных выходах корректирующего счетного блока 8 единичных сигналов. Единичный сигнал с прямого выхода двоичной ячейки старшего разряда реверсивного счетчика 18 проходит через вторую схему ИЛИ 17 на вход триггера 19 для установки его в единичное состояние. При этом последний переходит в единичное состояние и переводит реверсивный счетчик 18 в режим сложения, в котором начинается второй цикл записи числа, В момент прихода поршня двигателя в нижнюю мертвую точку на вторую пару входных зажимов управляющего счетного блока 7 поступает импульс, в результате30 чего триггер 15 и дополнительный триггер 16 устанавливаются в нулевое состояние, двухвходовая схема И 23 закрывается, запрещая дальнейшее поступление импульсов на счетный вход корректирующего счетного блока Ь, и реверсивный счетчик 14 переходит в режим вычитания. В результате этого при движении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю в реверсивном счетчике 14 происходит считыва 40 ние ранее записанной информации, а в реверсивном счетчике 18 число остается без изменения, В начальный период указанного движения на выходе двухвходовой схемы 21 равнозначности действует нулевой сигнал, так как триггеры 15 и 19 находятся в равных состояниях, на выходе многовходовой схемы 20 равнозначности также действует нулевой сигнал, поскольку 50 числа в реверсивных счетчиках 14 и 18 различны. Когда в процессе считывания число в реверсивном счетчике 14 становится равным числу, оставшемуся в реверсивном счетчике 18, на выходе многовходовой схемы 20 равнозначности появляется едИничный сигнал, исчезающий с приходом следующего импульса на счетный вход управляющего счетного блока. Однако единичный импульс на выходе трехвходовой схемы И 24 не появляется ввидуприсутствия на ее первом входе нулевого сигнала. При полном считываниичисла в реверсивном счетчике 14 навсех информационных выходах управляющего счетного блока 7 появляютсянулевые сигналы, а при поступленииследующего импульса на счетный входуказанного блока на всех информационных выходах его появляются единичныесигналы. Единичный сигнал с прямоговыхода ячейки старшего разряда реверсивного счетчика 14 проходит черезпервую схему ИЛИ 13 на вход триггера15 для установки его в единичноесостояние. Этот триггер переходитв единичное состояние и переводитреверсивный счетчик 14 в режим сложения. При этом на выходе двухвходовойсхемы 21 равнозначности появляетсяединичный сигнал, поступающий навторой вход трехвходовой схемы И 24,На третьем входе указанной схемыдействует единичный сигнал с инверсного выхода дополнительного триггера16. Начиная с этого момента, в реверсивный счетчик 14 происходитзапись числа. Когда это число становится равным числу в реверсивном счетчике 8, на соответствующих информационных выходах управляющего и корректирующего счетных блоков 7 и 8оказываются одинаковые сигналы и навыходе многовходовой схемы 20 равнозначности появляется единичный сигнал, исчезающий с приходом следую-,щего импульса на счетный вход управляющего счетного блока 7. Выходнойимпульс указанной схемы равнозначности проходит через открытую трехвходовую схему И 24 на электронномеханический исполнительный орган25, формируя начало впрыска топлива,продолжительность которого определяется длительностью выходного импульса одновибратора 26. В рассматриваемом случае формирование впрыскапроисходит не в момент появления нулевых сигналов на всех информационных выходах управляющего счетногоблока 7, как это имеет место в установившемся скоростном режиме, а позже на величину промежутка времени, необходимого для записи числа в реверсивный счетчик 14 при движении поршняиз нижней мертвой точки в верхнюю.Этот промежуток времени совпадаетс промежутком , необходимым для записи числа в реверсивный счетчик 18 вовтором цикле сложения. Чем больше(меньше) замедление вала 2, тембольшее (меньшее) число успевает записаться в реверсивный счетчик 18 вовтором цикле сложения и тем на больший (меньший) отрезок времени позже(по сравнению с установившимся режимом) происходит впрыск топлива. В результате этого фактическое время опережения впрыска, в предлагаемом устройстве, равное промежутку времениот момента начала его до момента прихода поршня в верхнюю мертвую точку,увеличивается в меньшей степени, чемв известном, что и обеспечивает коррекцию угла опережения впрыска призамедлении вала двигателя.Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным засчет корректировки фактического времени опережения впрыска обеспечивает коррекцию угла опережения впрыска, причем это происходит в пределах того же оборота. вала, в котором имеет место ускорение или замедление,Формула изобретенияУстройство управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее датчик угловой скорости, первый и второй счетные блоки; трехвходовую схему И,исполнительный орган, триггер и генератор импульсов, причем каждый счетный блок выполнен в виде первого и второго формирователей, связанных с триггером блока и реверсивным счетчиком, датчик скорости выпол.ен в виде двух катушек, установлен 40 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 2707197/25-06, кл.Е 02 М 39/001978. ных у вала с постоянным магнитом,при этом первая катушка связана спервыми формирователями счетных блоков, и вторая - с первым блоком че 5 рез второй формирователь, связанныйчерез триггер с трехвходовой схемойИ, соединенной с исполнительным органом, генератор импульсов включенна счетном входе счетчика первого 10 блока, прямые выходы реверсивныхсчетчиков имеют связь со входом трехвходовой схемы И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью коррекции угла опережения впрыска в переходных режимах, в устройство дополнительно введены первая и вторая схемы ИЛИ,двухвходовая и многовходовая схемыравнозначности и двухвходовая схемаИ, датчик скорости выполнен с дополнительной третьей катушкой связан(ной со вторым формироватепем второгосчетного блока, один вход каждой из,схем ИЛИ связан с прямым выходом первого формирователя, другой вход - 25с прямым выходом ячейки старшегоразряда счетчика, а выход - с единичным входом триггера блока, многовходовая схема равнозначности включена в связь между счетчиками и трехвходовой схемой И, двухвходовая схе- ЗОма равнозначности включена входамина прямых выходах триггеров счетныхблоков, а выходом - на входе трехвходовой схемы И, а двухвходоваясхема И включена входами между прямым выходом триггера и выходом генератора импульсов, а выходом подключена к счетному входу счетчика втор,го счетного блока.Составитель Н. Редактор Т, Мермелштайн Техред Л,Пекарь 3 4/ ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна аз 7506/54 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035 Москва, Ж Тираж 581ого комитета СССРний и открытий5 Раушская наб. трахальцев Корректор М. Демчик Подписное