Устройство регулирования запасаемой энергии в первичной обмотке катушки зажигания

 

Изобретение относится к системам зажигания поршневых двигателей внутреннего сгорания ,в частности, к бесконтактным системам зажигания, и может быть использовано в автомобилестроении для моделей с улучшенными показателями по токсичности выхлопных газов и экономичности двигателя. Цель изобретения - повышение надежности - достигается путем увеличения точности и снижения инерционности регулирования запасаемой энергии. Устройство содержит датчик 1 угловых отметок, в качестве которого может быть использован микропереключатель на эффекте Холла, блок 2 регулирования времени накопления, содержащий последовательно соединенные интегратор 3 времени и компаратор 4 с первым источником 5 опорного напряжения и блок 6 синхронизации. Кроме того, устройство содержит силовой каскад 7, шины 8 и 13 питания, индукционную катушку 9 зажигания с первичной 10 и вторичной 11 обмотками, искровой промежуток 12, измерительный резистор 14, блок 15 адаптации, содержащий блок 16 сравнения, второй источник 17 опорного напряжения, интегратор 18 адаптации, одновибратор 19 и управляемый ключ 20. В описании изобретения приводится вариант реализации устройства регулирования запасаемой энергии в электромагнитном поле индукционной катушки зажигания. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„5U„„1498934 д 1 511 4 F 02 Р 3 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4094779/24-2! (22) 21.07.86 (46) 07.08.89. Бюл. № 29 (71) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильйого электрооборудования и автоприборов (72) Л. Э. Гутцайт, Е. Л. Попова, С. Г. Пустельников и В. И. Чепланов (53) 621.43.044.7 (088.8) (56) Патент ФРГ № 2925235, кл. F 02 P 3/04, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1442688, кл. F 02 P 3/04, 11.07-:86. (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЗАПАСАЕМОЙ ЭНЕРГИИ В ПЕРВИЧНОЙ

ОБМОТКЕ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ (57) Изобретение относится к системам зажигания поршневых двигателей внутреннего сгорания, в частности к бесконтактным системам зажигания, и может быть использовано в автомобилестроении для моделей с улучшенными показателями по токсичности выхлопных газов и экономичности двигателя. Цель изобретения — повышение надеж2 ности — достигается путем увеличения точности и снижения инерционности регулирования запасаемой энергии. Устройство содержит датчик 1 угловых отметок, в качестве которого может быть использован микропереключатель на эффекте Холла, блок

2 регулирования времени накопления, содержащий последовательно соединенные интегратор 3 времени и компаратор 4 с первь|м источником 5 опорного напряжения и блок 6 синхронизации. Кроме того, устройство содержит силовой каскад 7, шины 8 и 13 питания, индукционную катушку 9 зажигания с первичной 10 и вторичной 11 обмотками, искровой промежуток 12, измерительный резистор 14, блок 15 адаптации, содержащий блок 16 сравнения, второй источник 17 опорного напряжения, интегратор 18 адаптации, одновибратор 19 и управляемый ключ 20. В описании изобретения приводится вариант реализации устройства регулирования запасаемой энергии в электромагнитном поле индукционной катушки зажигания.

5 ил.

1498934 (3

Изобретение относится к системам зажи-! гания поршневых двигателей внутреннего, сгорания, в частности к бесконтактным системам зажигания, и может быть использовано в автомобилестроении для моделей с улучшенными показателями по токсичности

; и экономичности.

Цель изобретения — увеличение надежности путем увеличения точности и снижения инерционности регулирования запа.,саемой энергии.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — электрическая принципиальная схема устройства; на фиг. 3 —— временные диаграммы, поясняющие работоспособность устройства; на фиг. 4 и 5 временные диаграммы, поясняющие работоспособность устройства при изменении «апряжения питания источника питания и скважности сигнала датчика угловых отметок coo T в етст в е н но.

Устройство регулирования запасаемой энергии в первичной обмотке KBTvltlKH зажигания (фиг. 1) содержит датчик 1 угловых отметок, в качестве которого может быть использован, например, микропереключатсль на эффекте Холла с прямоугольной формой импульсов выходного сигнала, скважность которого может изменяться в процессе изготовления и эксплуатации, блок 2 регулирования времени накопления, содержа(ций Iloследователыю соединенные интегратор 3 времени и компаратор 4 с первым источником 5 о»>орногo U(>@I напряжения H блбк 6 синхронизации момента искрообразования с выходным сигналом блока 2 регулирования времени накопления, силовой каскад 7, первую шину 8 питания, к которой подсоединяется, например, аккумуляторная батарея, напряжение которой может принимать значение от 6 до 16 В. Устройство также включает индукционную катушку 9 зажигания с первичной 10 и вторичной 11 опмотками; искровой промежуток 12, вторук> шину 13 питания, измерительный резистор 14 текущего значения тока первичной обмотки

10 катушки 9, блок 15 адаптации, содержа(ций блок 16 сравнения, второй источник

17 опорного U(напряжения, интегратор 18 адаптации, одновибратор 19 и управляемый кл!оч 20.

Устройство характеризуется следующи м и связями: выход датчика 1 угловых отметок связан с первым входом блока 2 регулирования времени накопления и с входом одновибратора 19; первый вход блока 2 регулирования (вход устройства) также связан с первым входом интегратора 3 времени с входом блока 6 синхронизации момента искрообразования; второй вход блока 2 регулирования соединен с вторым входом интегратора 3 времени и с выходом блока 15 адаптации; выход интегратора 3 через первый резистор и выход блока 6 синхронизации момента искрообразования соединены с первым входом компаратора 4; второй вход компаратора 4 связан с выходом первого источника 5 опорного Ugкения; выход компаратора 4, явля)ошийся выходом блока 2 регулирования времени накопления, связан с входом силового каскада 7, имею щего два выхода; первый выход выходного каскада 7 соединен с одной клеммой первичной обмотки 10 индукционной катушки 9 зажигания, другая клемма которой подключена к первой шине 8 питания.

Вторичная обмотка 11 катушки 9 зажигания через искровой промежуток 12 подсоединена к второй шине !3 питания. Второй выход силового каскада 7 соединен через измерительный резистор 14 с второй шиной иитаHHя, а непосредственно -- с вlîðым входом блока 15 адаптации, Образованного интегратором 18 адаптации и блоксгм 16 сравнения, выход которого крез второй резистор подсоединен к первому !)Ходу иll ñгратора 18 адапт3llии, второй вход которого через третий резистор поде(и д ii!OH к первому входу блока 15 ад3IIT31»HH, соединенному с выходом комп ipатора 4 и с вхо

25 дом силового каскада 7. В»ирой вход.бл()1 5 3д,3 ll I II LI,HH in, (CO(..; *I I i H (. 1)k .:» ICT t.)31)TblH резистор к Hcр(»ох!х k»xo (х блока 16 сРаннсн и Я Б I 01>О II k3õo \ ко i) ) OI o !(Po» I! H! l ü! и резисто1) co(äH II("II с к! opüt ì il ."I i) I H H !in: I 7 опорного напряжения, выхо.(инi(JI p

30 аДаПтаЦИИ ЧЕРЕЗ ШЕСГ(>й Рози(TOP СОЕДИН H С выходом блока !5 ада!!тации, первый вход блока 2 регу,IHpoBÇHHH кремсilH накопления через одновибра.гор 19 и у.Ip3I»3HC>itûé клю .

20 соединен с вторым !3хо,"Ом блок; 2 р(гх, I HI)OB3 II HPi БР(М(.IiH ii >i КО!!, IС 11 и Я I 3 ЫХОДО.

Ç5 блока 15 адаптации.

Ьлок 2 регулирования времени накопления запасаемой энергии cодержит интсгра Ор 3 вр смен И, 13bl IIOJI H Cl lb til li к(! )(! Око !э 3 3постный усилитель 21, междх первым (и;14р вертируюшим) входом и выходом которого включен времязадающий ко)!денсHTop 22, причем первый (инвертиру!Оший) вход токоразностного усилителя 21, кро 33 i oi"О, Ic ð 3 разряди ыи реBHcTop 23 cB)133 H c klcpl»titiht 13 ioдом, 3 второй 1И1>ямой) вход соединен с вто45 рым входом блока 2 рсгулирования.

Выход токоразностного усилителя 21 -!ерез токозадаюший первый резистор 24 связан с первым (инвертируюшим) входом BTopoi о токоразностного усилителя 25, явля!Ощегося

KoMtI3p3TopoM 4, ВТороН (иеи>!верт>!рх ю!ций }

50 вход которого через другой токоза;13ю!Иий резистор 26 подключен к первом) источнику 5 опорного U()() i напряжения, выполненному в данном случае как параметрический стабилизатор напряжения на резисторе

27 и стабйлитроне 28. Bbioop зна»е!1)!я Опорного напряжения 1l,, определяется tppooваниями по поддержанию постоянства запасаемой в электромагнитном«поле- и!»дукц!!Он1498934 ной катушки 9 энергии в заданном диапазоне оборотов коленчатого вала. Выход токоразностного усилителя 25 компаратора 4 является выходом блока 2 регулирования.

Выходной сигнал усилителя 25 используется, кроме того, для ускоренного разряда времязадающего конденсатора 22 интегратора 3. С этой целью между выходом усилителя 25 и инвертирующим входом усилителя 21 включена последовательная цепочка из диода 29 и резистора 30.

Блок 6 синхронизации выходного сигнала блока 2 регулирования с моментом искрообразования реализован на транзисторе 31, коллектор которого через последовательно соединенные диод 32 и резистор 33 связан с инвертирующим входом токоразностного усилителя 25. Резистор 34 служит для задания базового тока транзистора 31, в коллекторе которого включен нагрузочный резистор 35.

Силовой каскад 7 содержит первый транзисторный каскад 36, выполненный как эмиттерный повторитель, и второй каскад 37 на мощном тразисторе Дарлингтона, например, типа КТ 848А с параметрами I (15А, U<,. (400B с р, =100 при (=8А. Эмиттерный повторитель 36 обеспечивает необходимый базовый ток для насыщения транзистора Дарлингтона 37, для ограничения коллекторного тока каскада 36 включен резистор 38. Между эмиттером транзистора

Дарлингтона и его базой включен третий транзисторный каскад 39, функция которого — ограничение коллекторного тока транзистора Дарлингтона. Регулировка уровня ограничения осуществляется подбором номиналов резисторов 40 и 41, включенных как делитель напряжения. Для защиты транзистора Дарлингтона от мгновенного нарастания напряжения на первичной обмотке 10 катушки 9 зажигания между коллектором транзистора Дарлингтона и второй шиной 13 питания включен конденсатор 42 емкостью порядка 0,22 мкФ.

Источник питания, например аккумуляторная батарея, имеет положительную клемму, подсоединенную к первой шине 8 питания, на которой напряжение может меняться от 6 до 16 В, и клемму, подсоединенную к второй шине 13, соединенной с корпусом автомобиля.

В связи с требованиями по интенсификации выходных характеристик современных устройств накопления энергии для обедненных ДВС уровень коллекторного тока мощного транзистора Дарлингтона в момент искрообразования повышен до 8 — 9А по сравнению с 3 — 4А через контакты прерывателя для обеспечения уровня запасаемой энергии 130 — 180 мДж. Учитывая КПД индукционной катушки зажигания (0,3 — 0,45), можно подсчитать величину выделенной энергии на искровом промежутке 12, в ка6 честве которого может быть использована, например, свеча зажигания.

Блок 15 адаптации представляет собой последовательное соединение первого ток:разностного усилителя 43, выполненного как блок 16 сравнения, и второго токоразностного усилителя 44, выполненного как интегратор 18 адаптации. В функцию усилителя 43 блока 16 входит сравнение амплитуды текущего значения коллекторного тока

10 мощного транзистора Дарлингтона 37, выраженной в единицах напряжения, падение которого снимается на измерительном резисторе 14, в качесте которого может быть использован любой резистивный элемент

15 малого сопротивления, например 0,05 Ом, со значением требуемого значения тока заданного опорным уровнем lп второго источника 17 опорного напряжения. В качестве источника !7 опорного напряжения в данном случае использован параметрический

20 стабилизатор напряжения на стабилитроне

45 и резисторе 46. Заданный уровень тока в данном случае определен как половина амплитуды текущего значения тока, возможен также и другой выбор заданного уровня тока. Четвертый и пятый резисторы 47 и 48 служат для задания входных токов токоразностного усилителя 43 блока 16 сравнения. Функция интегратора 18 адаптации заключается в формировании на его выходе уровня напряжения коррекции, полученного

3р в результате интегрирования выходных сигналов компаратора 4 и блока 16 сравнения.

С этой целью первый (неи н верти рующи и ) вход токоразностного усилителя 44 соединен с выходом усилителя 43 блока 16 сравнения через второй зарядный резистор 49, а его

35 второй (инвертирующий) вход соединен с выходом усилителя 25 компаратора 4 через третий разрядный резистор 50. Между вторым (инвертирующим) входом н выходом усилителя 44 включен времязадающий конденсатор 51. Выход усилителя 44 через за40 рядный шестой резистор 52 соединен с вторым (неинвертирующим) входом усилителя

21 интегратора 3 времени, являющимся вторым входом блока 2.

Усилители интегратора 3 времени и ком45 паратора 4 блока 2 регулирования времени накопления, блока 16 сравнения и интегратора 18 блока 15 адаптации объединены в едином корпусе счетверенного токоразностного усилителя, серийно выпускаемого отеччественной промышленностью в серии К 401

5р УД 1. Выходной контакт I микросхемы подсоединяется к второй шине 13 питания, в выходной контакт II — к первой шине 8 питания.

Одновибратор 19 выполнен также на токоразностных усилителях 53 и 54 по схеме

55 одновибратора.

Одновибратор содержит времязадающую цепочку, состоящую из конденсатора 55 и резистора 56, резистор 57 обратной связи и

1498934 гокозадающие резисторы 58 — 60. Вход вы1)олнен в виде дифференцирующей цепочки, состоящей из конденсатора 61, резистора 62 к диода. 63.

Управляемый ключ 20 выполнен на транзисторе 64, открытый эмиттерно-коллекторный переход которого шунтирует на корпус выходной сигнал блока 15 адаптации.

1ля задания режима ключа используются ,резисторы 65 и 66.

Устройство работает следующим образом.

При вращении коленчатого вала двигателя на выходе датчика 1 угловых отметок формируется периодический сигнал напряжения И в виде прямоугольных импульсов, длительность которых пропорциональна частоте вращения вала двигателя. 11ри этом, момент /1 формирования отрицательного фронта импульса определяет момент выклк>чения тока через первичную обмотку 10 кату1пки 9 зажигания, что соответствует искрообразованию, а момент 1;1 формирования положительного фронта импульса сооТветствуе I моменту, относительно которого вводится задержка включения выходного транзистора силового каскада 7 посредстВом блока 2 регулирования времени накопления. В интервале tl — 4 низкий уровень ; напряжения Ы через блок 6 синхрониза ции момента искрообразования поддерживает на выходе компаратора 4 низкий уровень напряжения U4 независимо от выход10го сигнала U3 интегратора 3. Г1ри этом силовой каскад 7 выключен и ток через первичную обмотку 10 катушки 9 зажигания не и ротекает.

В интсрва le i) — -tl, когда действует высокий уровень напряжения U l на выходе датчика 1 и при условии, что уровень выходного напряжения U3 на выходе интеграто( ра 3 меньше уровня опорного напряжения

Uw I источника 5 напряжения, на выходе

Ho 11!BpdTopd 4 формируется импульсный curIId„l U4 ВЫСОКОГО уроВня, Которым ВКЛ1Очается силовой каскад 7. В катушке зажиГании с момента (з начинает пРотекать ток il, нарастающий но экспоненте. При низких и средних частотах вращения вала двигателя, т. е. при достаточно больших временных выдержках интервала t > — tl, ток

11 достигает заданного уровня t„a момент и ограничивается. Причем момент наступает существенно раньше момента искрообразования /1, что приводит к большому бесполезному выделению мощности в выходном каскаде и ка" óøêå зажигания. Для уменьшения мощности потерь предусмотрена регулировка времени задержки относительно момента 4 таким образом, чтобы катушка зажигания включалась только на время, нри котором ток i l достигает требуемого значения l (т. е. i;,=tI)1, нри котором запасается необходимый уровень энергии.

Регулирование времени задержки осуществляется следующим путем.

В процессе нарастания тока !! в IIepвичной обмотке !О катушки 9 зажигания на измерительном резисторе 14 создается падение напряжения, пропорциональное величине тока il, протекающего через него, когорое затем сравнивается в блоке !6 сравнения блока 15 адаптации с опорным уровнем Uo)) второго источника 17 напряжения.

В момент 4 при равенстве уровней напряжения, что соответствует значению тока 1„/2, 1О на выходе блока 16 сравнения формируется высокий уровень напряжения U16, который поддерживается до момента (1. Состояние блока 16 характеризует время достижения первичным током i l заданного значения 1 /2.

15 Выходной сигнал высокого уровня Г>16 блока 16 управляет работой . интегратора 18 блока 15 адаптации, в результате чего в интервале 4 — i l на его выходе вырабатывается сигнал линейно нарастающего напряжения U 18. Начиная с момента /„ когда на

2О выходе блока 16 действует низкий уровень напряжения 016, полученный уровень напряжения U18 на выходе интегратора 18 фиксируется и используется в ка 1есгве управляющего напряжения интегратора 3 блока 2

>5 регулирования времени накопления.

Каждый момент / сигналом Ul датчика l Осуществляется запуск одновибратора

19. на выходе которого в интервале !1 — Г> фо!)миру сг>ся cHfHd;I с 19 низкого ypoHH Напря>кения постоянной, не зависящей от час30 тоть вращения, длительности TI;. Причем длительность Тп выоираегс>1 всегда меньшей интервала il — (;; при любых час-отах вращения вала двигателя. Выхо,1ной C!al нал U19 одновибратора 19 управляст рdooTOH управляемого ключа 20. Причем высокому уров35 ню напряжения U19 соответствует включенное состояние ключа 20. I p«этом ьторой вход интегратора 3 оказывастся зашун Гированным ключом 20. 11изкому уровню напряжения сигнала U19 соответствует выключенное состояние управляемого ключа 20.

Таким образом, в промежуток времени в выходной сигнал U18 блока 15 адаптации оказывается подключенным к второму входу интегpdTopd 3, в результате чего на его

Выходе ВырабатыВается сгlгнал,- и нейlгг> на4 растак>щего напряжения U3, максимальнос. значение которого к моменту времени ь пропорционально уровню напр я же иия Ь 18 и нтсгратора !8 блока 15 адаптации. В интервале t) — i;, на оба входа интегратора поступают сигналы низкого уровня напря5Q жения. Гlолученный уровень напряжения с 3 на выходе интегратора фиксируется в течение времени Т„до мом-нта >;,. В момент i, на первый вход интегратора 3 поступает высокий уровень напряжения U l си — íàëà датчика 1, в результате чего напряженис Ь3 на

55 выходе интегратора 3 IHllcll»o убывает. При этом. если напряжение Е3 болгппе уровня опорного напряжения U,, на выходе ком— паратора 4 присутствует I>HE> HI) уровень

1498934

10 напряжения и, следовательно, силовой каскад 7 выключен. В момент t4 при равенстве напряжений U3 и Uw на выходе компаратора 4 устанавливается высокий уровень напряжения U4, которым включается силовой каскад 7, а в первичной обмотке 10 катушки 9 зажигания начинает протекать ток 1ь Скорость убывания напряжения U3 выбирают таким образом, чтобы ток il к моменту t, соответствующему искрообразованию, успел достичь требуемого значения .

Одновременно производится коррекция выходного уровня напряжения U18 блока 15 адаптации. За счет подачи высокого уровня напряжения U4 компаратора 4 на второй вход интегратора 18 адаптации, начиная с момента t4, напряжение Uls на его выходе линейно убывает до момента 4, который соответствует достижению током i l значения

Х,/2, после чего за счет подачи высокого уровня напряжения U16 блока 16 сравнения на первый вход интегратора 18 выходное напряжение U18 вновь линейно нарастает до момента ti, а затем фиксируется. Скорость нарастания и убывания напряжения

U18 выбрана одинаковой. Далее в течение времени То в интеграторе 3 производится интегрирование выходного напряжения блока 15 адаптации и вычисляется соответствующая задержка момента включения выходного каскада относительно момента 4.

Таким образом, в квазиустойчивом режиме работы двигателя при определенной частоте вращения вала двигателя на выходе блока 15 адаптации: устанавливается соответствующий этому режиму уровень напряжения U18, посредством которого вычисляется оптимальное для данного режима время включенного состояния силового каскада 7, вследствие чего величина запасаемой энергии регулируется (поддерживается) на требуемом уровне.

Более низкой частоте вращения (n l ) соответствует более высокий уровень выходного напряжения U18 и, как следствие этого увеличение задержки момента включения t4, а более высокой частоте вращения (n2) соответствует более низкий уровень выходного напряжения U18 и уменьшение задержки момента включения t4. Результатом является поддержание оптимального времени накопления энергии.

Характерным для двигателя являются переходные режимы, например разгон или торможение, в которых особенно важно поддержание требуемого значения запасаемой энергии. Диаграммы (фиг. 4) иллюстрируют процессы в устройстве регулирования при резком переходе с низкой частоты вращения на высокую частоту вращения вала двигателя (практически за четыре цикла искрообразования, т. е. за два оборота коленчатого вала четырехцилиндрового двигателя, частота увеличивается в 2 раза). В этом случае устройство поддерживает требу емый уровень запасаемой энергии практически без потерь (в данном примере всего один пропуск), отслеживая не только резкое изменение пе5 риода следования импульсов сигнала датчика 1, но также и изменение скважности сигнала, что имеет место при ускорениях.

При колебаниях питающего напряжения также производится поддержание за10 данного уровня запасаемой энергии при оптимальной регулировке времени накопления. Процессы, происходящие в устройстве регулирования, иллюстрируются диаграммы (фиг. 5), из которых видно, что повышенно15 му напряжению питания (U„ ) соответствует более высокий уровень выходного напряжения U18, а более пониженному питающему напряжению U, 1 соответствует более низкий уровень напряжения U18, что соответственно отражается задержке момента включе20 ния t4.

Таким образом, происходящие процессы в устоойстве регулирования запасаемой энергии в электромагнитном поле индукционной катушки системы зажигания характеризуют25 ся тем, что уровень выходного напряжения

U18 сигнала блока адаптации определяется режимом работы двигателя, т. е. частотой вращения вала двигателя, и факторами внешних воздействий (питающее напряжение, скважность сигнала датчика угловых

30 отметок, разброс параметров первичной цепи катушки зажигания и температура окружающей среды) .

Кроме того, интегрирование уровня выходного напряжения U18 в интеграторе 3 производится в течение постоянного проме35 жутка времени (To), который не зависит от частоты вращения вала двигателя и других внешних факторов, т. е. уровень напряжения однозначно отображает режим работы двигателя, уровень питающего напряжения и другие внешние факторы, следствием чего является точное вычисление оптимального времени накопления для данного режима сразу же в последующем цикле искрообразования. Преимуществом данного устройства является сокращение времени по45 иска оптимального значения времени накопления, т. е. увеличивается точность регулирования запасаемой энергии в электромагнитном поле индукционной катушки зажигания, что приводит к увеличению надежности всего устройства системы зажигания.

50 С момента включения выходного транзистора силового каскада 7 (момент t4) напряжение на выходе усилителя 25 компаратора 4 почти равно питающему напряжению усилителя (U >). Выходное напряжение через разрядный третий резистор 50 поступает

55 на второй (инвертирующий) вход токоразностного усилителя 44 интегратора 18. На первый (неинвертирующий) вход усилителя

1498934

4 в то же самое время поступает низкий ровень напряжения, близкий к потенциалу торой шины 13 питания, с выхода усилиеля 43 блока 16 сравнения. Таким образом, роисходит разряд времязадающего конденатора 51 (если он был к этому моменту ремени заряжен) токомi,==r — ", где R—

Unó р / ) оминал пятого резистора 50.

На выходе интегратора 18 адаптации роисходит уменьшение уровня напряжения, оторое убывает линейно. Одновременно

ыходным напряжением компаратора 4 ключаются эмиттерный повторитель 36, выодной транзистор 37 и через первичную бмотку 10 катушки 9 зажигания начинает ротекать ток 1.

В процессе нарастания первичного тока i l первичной обмотке 10 катушки 9 зажиания на измерительном резисторе 14 созается падение напряжения, пропорциональое величине тока il, протекающего через него. Полученное напряжение сравнивается в токоразностном усилителе 43 с опорным ровнем напряжения Uon g параметрического табилизатора. Одновременно напряжение с измерительного резистора 14 поступает через резистивный делитель напряжения на базу транзистора 39, который выключен. В случае превышения времени включенного состояния транзистора оптимального времени, при котором первичный ток il достигает ,требуемого уровня (1 ), транзистор 39 начинает приоткрываться (за счет увеличения входного напряжения), шунтируя тем самым через коллекторно-эмиттерный переход на вторую шину 13 питания часть входного (базового) тока транзистора 37, тем самым запирая его до такого уровня, при котором амплитуда тока стабилизируется. В момент времени t5, когда первичный ток достигает значения 1р/2, входной ток усилителя 43 через четвертый резистор 47 начинает превышать ток через пятый резистор 48, в результате чего на выходе усилителя формируется импульс, напряжение которого равно питающему напряжению усилителя. Через зарядный второй резистор 49 полученный сигнал поступает на неинвертирующий вход токоразностного усилителя 44 интегратора

18, на инвертирующий вход которого через разрядный третий резистор 50 поступает аналогичный сигнал с усилителя 25 компаратора 4.

Для получения одинаковых скоростей заряда и разряда времязадающего конденсатора 51 соотношение номиналов второго и третьего резисторов разряда 50 и заряда 49 выбирают 2:1. Таким образом, в интервале

t5 — tI конденсатор 51 заряжается зарядным .е .е 2Uqy Uny U» током IЗ, где 3 — i — t — — — — —, на

k R R выходе интегратора 3 происходит увеличение напряжения, нарастающего линейно.

В момент искрообразования t при выключении тока через первичную обмотку

10 катушки 9 зажигания на выходе усилителя 43 формируется низкий уровень напряжения, близкий к потенциалу шины 13. На выходе усилителя 25 компаратора 4 также сформирован низкий уровень напряжения.

При этом интегратор 18 работает в режи10 ме хранения, а напряжение, получаемое в результате заряда конденсатора 51, запоминается до следующего момента t4.

Одновременно в момент t сигналом дат чика 1 происходит запуск одновибратора 19.

1 В исходном состоянии на выходе токоразностного усилителя 54 присутствует высокий уровень напряжения, равный питающему напряжению усилителя V», а на выходе токоразностного усилителя 53 — низкий уровень напряжения, равный потенциалу шины

20 13. Конденсатор 55 заряжен практически до напряжения питания U» . Устойчивое состояние ждущего мультивибратора задается токозадающими резисторами 58 — 60. Высокий уровень напряжения с выхода ждущего мультивибратора через резистивный делитель напряжения подается на базу транзистора 64 и включает последний. Открытый коллекторно-эмиттерный переход транзистора 64 шунтирует выходной сигнал блока 15 адаптации через зарядный шестой

30 резистор 52 на общую шину 13 питания.

Запуск одновибратора 19 осуществляется в момент ti коротким импульсом отрицательного напряжения, который формируется дифференцируюгцей цепочкой (61, 62). Вследствие этого одновибратор 0IlpOкидывается и начинается процесс разряда конденсатора 55 через резистор 56, в течение (То) которого на выходе усилителя 54 формируется низкий уровень напряжения, запирающий транзистор 64. По окончании процесса разряда одновибратор возвращается в исходное состояние, а конденсатор 55 быстро заряжается до напряжения (4„. В течение промежутка времени Тр, когда транзистор 64 заперт, выходное напряжение интегратора 18 через зарядный резистор 52

45 (R52) подается на неинвертирующий вход токоразностного усилителя 21 интегратора 3.

Происходит заряд времязадающего конденсатора 22 (С22) до напряжения !

3 Та - U18 То

U3=—

С72 R52 С22

После окончания выдержки Тю на обоих входах усилителя 21 присутствуют низкие уровни напряжения, полученное напряжение

U3 запоминается до момента t3. В интервале tl — 4 низкий уровень напряжения датчика удерживает транзистор 31 блока 6 синхронизации в запертом состоянии, в результате чего питающее напряжение через резисторы 35, 33 и диод 32 подается на

1498934

Формула изобретения неинвертирующий вход усилителя 25 компаратора 4. Таким образом, на выходе усилителя 20 присутствует низкий уровень напряжения, близкий к потенциалу шины 13.

В момент 4 на инвертирующий вход усилителя 21 интегратора 3 подается высокий уровень Напряжения. Начинается процесс разряда конденсатора 22 током i =

UI — Напряжение на выходе интегратора 3 линейно убывает и сравнивается с уровнем опорного напряжения Uoni параметрического стабилизатора (резистор 27, стабилитрон 28) и усилителя 25 компаратора 4.

В момент t4 при равенстве напряжений на выходе усилителя 25 компаратора 4 формируется высокий уровень напряжения, включаюн ий выходной каскад для накопления энергии в электромагнитном поле катушки зажигания. Одновременно высокий уровень напряжения компаратора 4 через цепочку из диода 29 и резистора 30 подается на инвертирующий вход токоразностного усилителя 21 интегратора 3, что вызывает процесс ускоренного разряда конденсатора 22.

Предложенный вариант реализации устройства регулирования запасаемой энергии в электромагнитном поле индукционной катушки системы зажигания (фиг. 2) выполняет функции, заложенные в устройство согласно блок-схеме (фиг. 1), причем выполнение отдельных узлов и элементов электрической принципиальной схемы (фиг. 2) возможно и иными широко известными в схемотехнике способа ми.

Испытания макетных образцов устройства регулирования запасаемой энергии показали постоянство запасаемой энергии в катушке зажигания (3=LANI /2) в диапазоне оборотов двигателя от 700 до 3500 об/мин при изменении напряжения питания от 6 до 16 В и при изменении скважности импульса входного сигнала от 2 до 5. При этом система потребляет и рассеивает минимальную мощность, а также обеспечивает разгон двигателя от 700 до 7000 об/мин в течение 1,5 с без пропусков искрообразования.

Устройство регулирования запасаем ой энергии в первичной обмотке катушки зажигания, содержащее блок регулирования вр;мени накопления, образованный интегратором времени, блоком синхронизации и компаратором, первый вход интегратора времени, являющийся первым входом блока регулирования времени накопления и входом устройства регулирования запасаемой энергии в первичной обмотке катушки зажигания, соединен с входом блока синхронизации, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с первым источником опорного напряжения, выход интегратора соединен с первым входом компаратора, второй вход интегратора времени, являющийся вторым входом блока регi .ëèðoaàíèÿ времени накопления, соединен с выходом блока адаптации, образован ного и нтегратором адаптации и блоком сравнения, выход которого соединен с первым входом интегратора адаптации, второй вход которого подсоединен к первому входу блока адаптации, соединенному с выходом компаратора, являющиM ся выходом блока регулирования времени накопления, и с входом силового каскада, первый выход которого через первичную обмотку катушки зажигания соединен с первой шиной питания, второй выход силоього каскада подсоединен к второму входу блока адаптации и через измерительный резистор — к второй шине питания, второй вход блока адаптации подсоединен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с вторым источником опорного напряжения, выход интегратора адаптации соединен с выходом блока адаптации, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем повышения точности регулирования, введены последовательно соединенные одновибратор и управляемый ключ, выход которого подсоединен к второму входу блока регулирования времени накопления, а вход одновибратора подсоединен к входу устройства регулирования запасаемой энергии в первичной обмотке катушки зажигания.

1498934 иг.2

1498934

u

018(gлг)

® (Й7 )

Составитель А. Борзиков

Редактор А. Мотыль Техред И. Верес Коррекгор И. Мтсла

Заказ 4532/27 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и о! крыt ив и ири ГЕ!1Т (.(.(:Ð

I I3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская ииб. ь 4.

Производственно-издательский комбинат «Патент». г. Ужг iр .:, . Ги-;.,инги I(! I