Бесконтактная цифровая система зажигания для двигателей внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к устройствам электрооборудования автомобиля и предназначено для управления воспламенением рабочей свечи в цилиндре карбюраторного двигателя внутреннего сгорания. Бесконтактная цифровая система зажигания для ДВС содержит формирователь опорных импульсов , формирователь измерительного интервала, три накопителя, триггер, элемент И, вычитающий счетчик, усилитель, катушку зажигания, сумматор, два АЦГЬ генератор тактовых импульсов, октан-корректор , функциональный преобразователь и датчик давления. 1 з.п. ф-лы. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 02 P 3/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4875934/21 (22) 09.07.90 (46) 30.06,93. Бюл. М 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт "Сигнал" (72) Г.А.Кретов, Е,Н,Шашков, А.Ю,Черников и Н.И. Смирнов (56) Кондратьев Е. Регулятор угла опережения зажигания. — Радио, 1981, М 1 с, 13-15.

Авторское свидетельство СССР

М 1742504, кл. F 02 P 3/04, 1990. (54) БЕСКОНТАКТНАЯ ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к.устройствам электрооборудования автомобилей и предназначено для управления воспламенением рабочей смеси в цилиндре карбюраторного двигателя внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение экономичности, мощности и снижения токсичности отработанных газов ДВС за счет повышения эффективности использования энергии топлива путем задания и выдержки цифровым способом оптимального временного интервала между моментом зажигания и моментом прохождения поршнем ВМТ в зависимости от октановой характеристики топлива и нагрузки двигателя и повышение надежности устройства за счет стабилизации энергии искрообразования путем задания и выдержки цифровым способом постоянного временного интервала заряда катушки зажигания независимо от частоты вращения вала ДВС.

Для достижения цели в БЦСЗ, содержащую формирователь опорных импульсов, „., Ы„„1824502 Al

2 ю (57) Изобретение относится к устройствам электрооборудования автомобиля и предназначено для управления воспламенением рабочей свечи в цилиндре карбюраторного двигателя внутреннего сгорания. Бесконтактная цифровая система зажигания для

ДВС содержит формирователь опорных импульсов, формирователь измерительного интервала, три накопителя, триггер, элемент И, вычитающий счетчик, усилитель, катушку зажигания, сумматор. два АЦПь генератор тактовых импульсов, октан-корректор, функциональный преобразователь и датчик давления. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

t формирователь измерительного интервала, три накопителя. триггер, элемент И, вычитающий счетчик, усилитель, нагруженный на первичную обмотку катушки зажигания, и генератор тактовых импульсов, введены сумматор, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, октан-корректор, функциональный преобразователь и датчик давления.

На фиг, 1 приведена функциональная схема бесконтактной цифровой системы зажигания для ДВС; на фиг. 2 — функциональная схема формирователя измерительного интервала; на фиг, 3 — функциональная схе- ма накопителя; на фиг. 4 — эпюры напряжений, поясняющее работу бесконтактной цифровой системы зажигания для ДВС в динамическом режиме.

В бесконтактную систему зажигания для двигателя внутреннего сгорания (фиг, 1), содержащую формирователь опорных импульсов (ФОИ) 1, формирующий импульсы в момент достижения поршнем в цилиндре

1824502 верхней мертвой точки, усилитель 2, нагруженный на катушку зажигания 3, формирователь измерительного интервала 4, генератор тактовых импульсов 5, первый накопитель 6, схему И 7, вычитающий счетчик

8, второй 9 и третий 10 накопители и триггер

11, выход генератора тактовых импульсов 5 соединен с тактовыми входами первого 6, второго 9 и третьего 10 накопителей и первым входом элемента И 7, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя измерительного интервала

4, вход которого соединен с выходом формирователя опорных импульсов 1, третий выход формирователя измерительного интервала 4 соединен со входом обнуления вычитающего счетчика и установочными входами второго 9 и первого 6 накопителей, потенциальный выход которого соединен с третьим входом элемента И 7, выход которого соединен со счетным входом вычитающего счетчика 8, импульсный выход второго накопителя 9 соединен с входом установки в единичное состояние триггера 11, вход обнуления и вход которого соединен соответственно с импульсным выходом третьего накопителя 10 и входом усилителя 2, для повышения экономичности, мощности и снижения токсичности отработанных газов

ДВС за счет повышения эффективйости использования энергии топлива путем задания и выдержки цифровым способом оптимального временного интервала между моментом зажигания и моментом прохождения поршнем BMT в зависимости от октановой характеристики топлива и нагрузки двигателя и повышения надежности устройства эа счет стабилизации энергии искроообразования путем задания и выдержки цифровым способом постоянного временного интервала заряда катушки зажигания независимо от частоты вращения вала

ДВС, введены сумматор 12, первая и вторая шины информационных входов которого соединены соответственно с выходами первого 13 и второго 14 аналого-цифровых преобразователей, входы которых соединены соответственно с выходом октанкорректора 15 и через функциональный преобразователь 16 с выходом датчика давления, а выход сумматора 12 соединен с информационным входом первого накопителя 6, установочный вход третьего накопителя 10 соединен с импульсным выходом второго накопителя, второй выход формирователя измерительного интервала соединен с выходами перезаписи первого и второго накопителей. выход вычитающего счетчика соединен с информационным входом второго накопителя.

Накопитель (фиг, 3) содержит триггер

21, элемент И 22, счетчик 23 и формирователь импульса 24, причем первый вход элемента И 22 является тактовым входом накопителя, вход перезаписи которого является вход записи счетчика 23, а установочным входом накопителя является S-вход триггера 21, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И 22, выход которого соединен со счетным входом счетчика 23, выход старшего разряда которого соединен со входом формирователя импульса 24, выход которого является импульсным выходом накопителя и соединен с R-входом триггера 21, инверсный выход которого является потенциальным выходом накопителя, информационным входом которого являются информационные 0-входы счетчика 23, Принцип работы системы зажигания поясняется чертежами фиг. 1-фиг. 3, эпюрами напряжений фиг. 4 и заключается в следующем.

При вращении вала двигателя, например при запуске от стартера. на выход ФОИ выдается последовательность импульсов (фиг. 4а), длительность периода следования которых Т обратно пропорциональна числу оборотов вала в минуту, т.е. уменьшается с его ростом. По каждому переднему фронту (положительному перепаду) импульса ФИИ формирует на своих втором, третьем и первом выходах соответственно следующие управляющие сигналы: "Перезапись" (фиг.

46), "Нач.установка" (фиг, 4в) и "Интервал" (фиг. 4г). Рассмотрим момент t> появления первого импульса с выхода ФОИ, При этом в ФИИ (фиг. 3), триггер 18 устанавливается в нулевое состояние и его выходным сигналом блокируется прохождение импульсов с выхода ГТИ 5 через схему И 7, и по отрицательному перепаду с его выхода формирователь 19 формирует на выходе ФИИ короткий импульс "Перезапись", по которому содержимое (код) вычитающего счетчика 8 и сумматора 15 переписывается в счетчики 23 соответственно второго 9 и первого 6 накопителей, Импульсы "Нач.установка" (фиг, 4в). задержанным относительно импульса

"Перезапись" (фиг, 4б) блоком задержки 20 на время тз, устанавливается одновременно в единичное состояние триггер 18 в ФИИ, триггер 21 в первом 6 и втором 9 накопителях, а также в нулевое состояние вычитающий счетчик 8, После чего на выходе триггера 18 формируется измерительный интервал г, =Т, при котором размещается счет импульсов частотой fr c выхода

ГТИ через элементы И 22 в первом и втором

1824502 накопителях, а также предварительное разрешение на счет импульсов частотой следования f через элемент И 7 в вычитающем счетчике 8, По окончании счета счетчика 23 в первом накопителе 6 за время 5 и

1сг1 =

35 сии.max

Пга1п 1О92 т где Тт — период частоты ft импульсов с входа

ГТИ.

Таким образом, в момент времени 12 в 40 вычитающем счетчике 8 будет записано числовое значение

nmln Гии то и эзар й1=2

Тт

45 при условии начальной установки в нулевое состояние вычитающего счетчика (в момент подачи напряжения питания на СЗ) и выбора разрядностей счетчика 23 в накопителях согласно требованиям, приведенным выше, за время t не произойдет его переполнение, поэтому на его старшем выходе возможен только положительный перепад(на фиг.

Зз) для выхода второго накопителя 9 пока- 55 зано пунктиром), в результате чего пробой ряэрядного промежутка свечи из-эа отсутствия импульса на вторичной обмотке катушки зажигания 3 (фиг. 4н) в первом периоде (где n — число разрядов счетчика 23 в первом накопителе 6) по отрицательному перепаду 10 сигнала на его выходе (фиг. 4д), формирователь 24 в первом накопителе 6 формирует короткий импульс (фиг. 4е), по которому триггер 21 устанавливается в нулевое состояние, блокируя своим выходным сигналом 15 через элемент И 22 дальнейшее прохождение импульсов на вход счетчика 23, после чего по единичному сигналу с инверсного выхода триггер 21 (фиг. 4ж) разрешается прохождение импульсов с частотой fr че- 20 рез элемент И 7 на вход вычитающего счетчика 8.

Одновременно в течение всего интерваЛа Ги дО МОМЕНта 1г ОСущЕСтВЛяЕтСя СЧЕТ импульсов в счетчике 23 второго 9 накопи- 25 теля, а также в вычитающем счетчике 8. Минимальное число разрядов вычитающего счетчика 8 и счетчика 23 во втором накопителе 9 выбирается из условия максимального значения измерительного интервала 30 сии.max — тои.max (т е минимальнОго чиСла оборотов вала двигателя) и может быть вычислено в соответствии с выражением

Тоо он отсутствует, С приходом второго импульса с выхода ФОИ на ФИИ в момент времени t2 приведенный выше цикл работы повторяется, но при этом в счетчик 23 второго накопителя 9 записывается код М1. По отрицательному перепаду напряжения на его старшем выходе (фиг, 4з) через время

1= гии <оо эзар формирователь 24 формирует импульсы (фиг. 4и), по которому триггер

11 устанавливается в единичное состояние (фиг. 4м), а его выходным сигналом через усилитель 2 на первичную обмотку катушки зажигания 3 подается постоянное напряжение и разрешается счет импульсов с частотой fT с выхода ГТИ через элемент И 22 в третьем накопителе 10. По окончании счета .счетчика 23 в третьем накопителе 10 (иэ нулевого состояния в нулевое) за время t« =

=эзар = 2 /тт, где m — число зарядов счетчика 23 в третьем накопителе 10, По отрицательному перепаду сигнала на его выходе (фиг. 4к) формирователь 24 в третьем накопителе формирует короткий импульс (фиг, 4л), по которому триггер 11 устанавливается в нулевое состояние (фиг. 4м), при этом его выходным сигналом через усилитель 2 обеспечивается первичная обмотка катушки зажигания 3, на выходной высоковольтной обмотке которой на время то, до прихода следующего импульса с выхода ФОИ формируется импульс напряжения (фиг. 5н) пробоя разрядника в свече. После чего цикл работы в каждом периоде Тои частоты импульсов с выхода

ФОИ аналогичен рассмотренному, при этом саар = cos t, а тоо зависит от октановой характеристики топлива и нагрузки двигателя и определяется как

Ткор Цр+ <ор где гт р — временный интервал. определяемый датчиком давления в зависимости от нагрузки двигателя, т.е, в зависимости от изменения давления во всасывающем патрубке двигателя, как:

tg p Ngp Тти, где Тти- период частоты импульсов с выхода генератора тактовых импульсов 5;

1824502

N4 p — код с выхода АЦП 14, определяемый как аЬР

Ьр

5 где Л P — изменение давления во всасывающем патрубке двигателя, определяемое датчиком давления 17; а — коэффициент, нормирующий выходной сигнал датчика давления во входной для 10

АЦП, при помощи функционального преобразователя 16;

ЬV — дискрет преобразования АЦП 14;

t op — временный интервал, определяемый в зависимости от октановой характери- 15 стики топлива как: г.,— И., т,. где Й„,— код с выхода АЦП 13, определяемый как

Nop = где Vop — напряжение на выходе октанового регулятора 15;

Ь V — дискрет преобразования АЦП 13, Следовательно

Т кор Т p + T op = Np p "ти + Nop Тти

= (Ч р+ Nop) ти

30 функцию сложения кодов выполняет сумматор, причем группа информационных входов которого на один разряд больше группы информационных входов, в количество выкодных разрядов должно соответсвовать ко- 35 личеству информационных входов счетчика

23 в первом накопителе, Выходное напряжение с октан-корректора формируется таким образом, что выходной код Nop с выхода

АЦП 13 при применении топлива с самым 40 высоким октановым числом (допустимым для данного двигателя) равен нулю, чем ниже октановое число, тем больше Nop, Максимальные выходные коды Nop u N $ p c выхода АЦП 13 и АЦП 14 определяются в 45 зависимости от характера двигателя.

Формула изобретения

1. Бесконтактная цифровая система за- . жигания для двигателей внутреннего сгора- 50 ния, содержащая формирователь опорных импульсов, формировать измерительного интервала, три накопителя, триггер, элемент И, вычитающий счетчик, усилитель, нагруженный на первичную обмотку катушки 55 зажигания и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами первого, второго и третьего накопите-. лей и первым выходом элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя измерительного интервала, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, третий выход формирователя измерительного интервала соединен с входом обнуления вычитающего счетчика и установочными входами второго и первого накопителей, потенциальный выход которого соединен с третьим входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом вычитающего счетчика, импульсный выход второго накопителя соединен с входом установки в единичное состояние триггера, вход обнуления и выход которого соединен соответственно с импульсным выходом третьего накопителя и входом усилителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, мощности и снижения токсичности отработанных газов двигателя внутреннего сгорания за счет повышения эффективности использования энергии топлива путем задания и выдержки цифровым способом временного интервала между моментом зажигания и моментом прохождения поршнем верхней мертвой точки в зависимости от октановой характеристики топлива и нагрузки двигателя и повышения надежности устройства за счет стабилизации энергии искрообразования путем задания и выдержки цифровым способом постоянного временного интервала заряда катушки зажигания независимо от частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания, введены сумматор, первая и вторая шины информационных входов которого соединены с@ответственно с выходами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы которых соединены соответственно с выходом октан-корректора и через функциональный преобразователь с выходом датчика давления. а выход сумматора соединен с информационным входом первого накопителя, установочный вход третьего накопителя соединен с импульсным выходом второго накопителя, второй выход формирователя измерительного интервала соединен с выходом перезаписи первого и второго накопителей, выход вычитающего счетчика соединен с информационным входом второго накопителя.

2, Система зажигания по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что накопитель содержит триггер, элемент И, счетчик и формирователь импульса, причем первый вход элемента И является тактовым входом накопителя, входом перезаписи которого является вход записи счетчика, а установочным входом накопителя является S-вход триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом

1824502

10 элемента И, выход которого соединен со счетным выходом счетчика, выход старшего разрядакоторого соединен с входом формирователя импульса, выход которого является импульсным выходом накопителя и соединен с R-входом триггера, инверсный выход которого является потенциальным выходом накопителя, информационным входом которого являются информацион5 ные 0-выходы счетчика.

1824502

Составитель А. Чернышов

Техред М.Моргентал Корректор Г. Кос

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2219 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитетапо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5