Устройство для получения регулирующего сигнала, определяющего фазу и величину угла накопления энергии в катушке зажигания

 

АНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союа Соаетских

Социалистических

ЕуЕяин

ОП ИС (ii} 917708

К ПАТЕНТУ

1 (6!)Лополнительныт1 к патенту (32) Заявлено 22.07.74(21) 2045472/25-06 (23) Приоритет - . (32). 23.07.73 (3L) 10 739/73 (331.Швейцария

Опубликовано 30.03.82Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 30.03.82 (51) М. Кл.

Г02 Р 5/08. 1оеуаарствеиый коиитат

СССР по аелаи изебретеиий и отирытиЯ (53) УДК 621.43.

044(088.8) М А (72) Автор изобретения. Иностранец

Гунтер Хартиг (ФРГ) 1

Л., ° .л(71) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕГУЛИРУЮЩЕГО

СИГНАЛА, ОПРЕДЕЛЯЮШЕГО ФАЗУ И ВЕЛИЧИНУ

УГЛА НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ В КАТУШКЕ

ЗАЖИГА НИЯ

Изобретение относится к электронным системам зажигания для двигателя внутреннего сгорания, а именно к устройст вам, позволяющим регулировать энергию, накапливаемую в первичной обмотке катушки зажигания, Известны устройства для получения регулирующего сигнала, определяющего фазу и величину угла накопления энергии в катушке зажигания, содержащие аатчики 1о главных импульсов и начала отсчета, взаимоаействующие с зубчатым диском на валу двигателя и подключенные к счетчику., генератор функций, формирователь импульсов и логические схемы. Устройства 1а осуществляют регулирование энергии в катушке зажигания в зависимости от частоты вращения двигателя )ll.

Недостатком таких устройств является то, что они не обеспечивают оптимально- ро го закона регулирования энергии в ка-. тушке зажигания, вследствие чего система зажигания имеет низкий КПД.

1 ель изобретения - достижение оптимальной зависимости энергии в катушке зажигания от частоты вращения двигателя и повышение КПД системы зажигания.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для получения регулирующего сигнала дополнительно содержит второй, третий, четвертый счетчики, первую и вторую матрицы сравнения и триггерное реле.

На фиг. 1 изображены разные углы, поясняющие изобретение; на фиг. 2устройство образования импульсов; на фиг. 3 - электрическая схема устройства; на фиг. 4 и 5 — диск; на фиг. 69 — электрическая схема устройства, варианты; на фнг. 10-13 - модификация исполнения устройства., на фиг. 1415 - предпочтительное устройство,связи зажигательного устройства двигателя внутреннего сгорания с прешигаемым устройством, На фиг. 1 изображена мертвая точка от аиска, связанного с коленчатым валом, а также точка А, rue осуществляется зажигание смеси в полости цнлинара авн гателя, и точка, гае включается

3 917708

4 ток для создания магнитного поля в ка- самом простом случае внутренняя область тушке зажигания. Диск вращается в ука- . 5, например, имеет только один эуб или эанном стрелкой направлении. Как обще-, промежуток. известно, катушка зажигания, в частноо- Импульсы из датчика 2 вводятся через ти состоит иэ первичной и вторичной об» выполненный в виде схемы НЕ-И вентиль

5 моток, причем ток в первичной обмотке 6 (фиг. 3), который держится в открывключается в точке а (фиг. 1 ) и пре- том состоянии генератором 7, функций рывается в точке А, так что при его в течение заданного времени, в прерывании во вторичной обмотке обра- счетчик 8. Этот счетчик в данном слуэуется высокое напряжение, вызывающее, чае состоит иэ четырех последовательно искровое перекрытие в искрораэряднике включенных двоичных ступеней, наприсвечи зажигания. Угол между А и Z - . мер, триггерных. Таким образом, он угол замыкания М обладает максимальным счетным диапаКроме того, на фиг. 1 изображено зоном в 2 16 счетных состояний. Это произвольное положение по фазе Мр перед >5 означает, что счетчик 8 обладает счет» верхней мертвой точкой ОТ, от которой ными состояниями 0-15". Этот счетчик производятся сами процессы подсчета, выполнен таким образом (например, с ведущие к образованию первичного им» применением соответствующих спеийальпульса в точке А, представляющей начало ных схем), что по достижении счетного угла замыкания, и импульса зажигания состояния 15 он остается в нем и в в точке Z в конце угла замыкания. том случае, если через вентиль 6 на

Угол 1, простирающийся от <о до вход поступают новые импульсы. СчетОТ, обозначается здесь исходным углом, чик 8 остается в положении счета 15 а угол d" между t и ОТ - углом за- . до тех пор, пока не осуществится сброс пуска. импульсов на входе 9. Счетчик 8 облаСистема, устройство которой для об- дает s соответствии с числом двоичных разования главных и вспомогательных ступеней четырьмя выходами 1 «13, импульсов (с помощью последних управ образующими каждый вход двоичной ступеляют операпиями подсчета и синхрониза- ни. Выходные значения этих бинарных цией предлагаемого устройства) указано ступеней находятся на установочных вхо30 на фиг. 2, содержит первый 1 и второй дах 14-17 счетчика 18 или 19-22

2 датчики, образующие импульсы вслед- счетчика 23. Эти счетные состояния ствие прохождения мимо них диска 3, перенимаются обоими счетчиками 18 и оснащенного зубьями и промежутками и 23 (также состоящими иэ четырех двожестко соединенного с валом двигателя ичных ступеней каждый) только при понутреннего сгорания например путем явлении в датчике 1 вспомогательного

I за ядный прессовой посадки на коленчатом валу. импульса, подающегося на зарядны вход 24 счетчика 18 или соответственно на зарядный вход 25 счетчика 23 в виде и внутреннюю 5 части соответственно, команды приема.

В то же время как в области 4, с которой взаимодействует датчик 2, зубья и Счетчик 1 8 постоянно получает импромежутки равномерно распределены по пульсь oT aa ° p и льсы от датчика 2. Выход 26 третьей окружности (например, 128 зубьев, из двоичной ступейи счетчика 18 соединен которых на фиг. указана только часть, в области 5, с которои взаимодействует 45 выход 28 четвертой двоичной ступени счетчика соединен. со счетным входом датчик 1, предусмотрено значительно счетчика 1 8 соединен. меньшее число зубьев или промежутков о о счетчика 29 кото bN имеет эа(один промежуток изображен на фиг. 2), рядный вход 30 и также получает от причем зубья или промежутки в области датчика 1 вспомогательные импульсы, ния помогатель о являющиеся командой приема. Поскольку, 5 служат для образования вспомогательных импульсов, которые в частности 0ElHBKo, JjcT н однако становочные входы счетчика 29

Ъ управляют счетными операциями (т. е. не, имеют подключений, ата команда работой счетчиков, связанных с датчика- приема означает прием двоичного числа

"000" так как атот счетчик оснащен ми непосредственно или через промежу- 000, так как а точные звенья), определяя таким образом 5 только тремя двоичными ступенями положение по фазе импульс в (возможно установить счетчик 29 кс импульсов), полученных посредством ан ой нема ía д гое заданное двозубьев или промежутков области 4. В ичное пифровое значение).

5 917708 6

Выходы отдельных двоичных ступеней счетчиков 18 и 29 обозначены одним цифровым значением 31, обозначающим также и выход 26 третьей двоичной ступени счетчика 18 и выход 28 четвертой двоичной ступени счетчика 18. Таким образом, выхоа 31 включает всего семь двоичных ступеней и представляет собой счетное значение счетчиков 18 и 29, которое может иметь сто двадцать во — 1О

Устройство (фиг. 3) работает следующим образом.

Предполагается, что на выходе матрицы 33 сравнения как раз появился импульс, опрокинувший триггерное реле 37, что соответствует концу угла замыкания, т. е. точке у на фиг. 1. Этот импульс на выходе 35., проходящий через ступень формирования импульсов и появляющийся затем на входе 9 счетсемь счетных состояний. Соответственно условным знаком 32 обозначены выходы первых трех двоичных ступеней счетчика 23, хотя в приведенном примере исполнения охватывается только выход чика 8, должен переставить счетчик 8 обратно, причем в настоящем случае на двоичное значение "0000", и запустить генератор функций. Возможно также установить в счетчике через показанные вхоГенератор 7 функций образует выходной сигнал продолжительности начинающийся всегда при появлении на триггерном входе 39-ого импульса. Через вход 40 продолжительность. C может быть изменена в зависимости от типичных параметров двигателя, как например, температура двигателя, разрежение на всасывании, температура камеры аогорания и так палее. На выходе 41 триггера 37 появляется импульс, длина которого равняется длине угла замыка-ния и фронт включения которого замыкает выключатель в первичной цепи катушки зажигания, чем вызывается появ ление магнитного поля в катушке зажи гания, в ro время как фронт отключения импульса, появляющегося на выходе 41, размыкает выключатель так, что в искроразряднике появляется искра. лучает с. етный юлпульс. С помощью вышеприведенных счетных клпульсо :. (главсчетчика 23. Счетчик 29 поаключен к ды при появлении импульса на входе 9 матрице 33 сравнения, а выход счетчи- и другое двоичное значение. Необходимо, ка 23 — к матрице 34. Выходы 31 и 32 однако, перевести счетчик 8 обратно неидут каждый на одну матрицу 33 сравне- много раньше запуска генератора 7 функния или 34 соответственно, каждая из gg ций, Для этой пели предусмотрен формикоторых может быть запрограммирована рователь 38 импульсов, формирующий из на любое двоичное значение (например, появляющегося на выходе 35 импульса через соответствующие линии извне), короткий прямоугольный имлульс. В тетак что они только в том случае отдают чение этого короткого прямоугольного сигнал (например, импульс) на своем gS импульса счетчик 8 переводится обратно, выходе 35 или 36 соответственно, если. в то время как запуск генератора 7 функна выходах 31 и 32 появляется точное ций производится только с помошью фронта двоичное значение, на которое запрограм- отключения этого. импульса. В течение мирована соответствующая матрица срав= следующего за этим заданного отрезка ния. Выход 36 соеаинен с установочным зо времени генератора 7 функций вентиль входом триггерного реле 37, выход 35 6 открыт, так что в счетчике 8 отсчитыподключен к выходу сброса триггерного вается столько импульсов, сколько их реле 37 и одновременно через форми- появляется в датчике 2 за время рователь 38 имп ульсов - к входу 9 Значит, чем выше частота врашения диска сброса счетчика 8 и к входу 39 генера- 3, тем больше импульсов отсчитывается

35 тора 7 функций. Счетчик 8 перевоаится в счетчике 8. обратно на двоичное значение "0000" Как только в датчике 1 появляется предпочтительно через вход 9 сброса. вспомогательный импульс, счетчики 1 8 и 23 получают через входы 24 или 25 соответственно, команду принять состояние счетчика 8, соответствующее числу появляющихся за время ". импульсов, одновременно через вход 30 производится перевод счетчика 29 обратно в положение "000".

С момента исчезновения вспомогательного импульса счетчик 18 отсчитывает появляющиеся в датчике 2 импульсы. При каждом переходе состояния счетчика 18 с 111Х" (т. е. "1110" или 1111")

S0 на состояние "OOOX" (т. е. "0001 или

"OOO(. ") счетчик 23 получает на входе

27 счетный тыпульс, т. е. счетчик действует в качестве 8-кратного пересчетного устройства для счетчика 23. При каждой перемене счетчика 18 с состояния "1111" на "0000" счетчик 29 по7 9177 ных} счетчики 29 и 23 непрерывно переключаются дальше.

При общем счетном состоянии

0000001 0" счетчиков 1 8 и 2 9 (это состояние соответствует приему 32 MMпульсов s счетчике 1 8, принятых либо через входы 14-17 и/или от датчика 2 импульсов через счетный вход), на которое в настоящем случае запрограммирована матрица 33 сравнения, на выходе

35 этой матрицы появляется импульс.

Посредством связи счетчика 23 через счетчик 18 достигается селективный отсчет счетчиком 23 только каждого восьмого импульса, появляющегося в датчике

2. На выходе 32 счетчика 23 появляется положение, соответствующее сумме иэ перенятых счетчиком 8 через входы 1922 счетных импульсов и введенных счет чиком 18 через счетный вход 27 импуль- сов. Матрица 34 контроля в настоящем случае запрограммирована так, что она дает выходной сигнал на выходе 36, если на выходе 32 счетчика 23 появится счетное состояние "0010, что соответствуете отсчету четырех импульсов в счетчике 23.

Исходный сигнал этой матрицы устанавливает триггер 37 так, что на выходе

41 появляется восходящий фронт импульса угла замыкания. 30

Таким образом (фиг. 4), достигают следующего.

Поскольку датчики 1 и 2 расположены так, что и при самом низком числе обо3$ ротов в счетчике отсчитывается по меньшей мере один импульс>при низких числах оборотов происходит следующее.

На вВ ходах счетчика 8 двоичный сигнал 1000, Этот сигнал принимается

° 0 счетчиками 18 и 23 с появляющимся в датчике 1 вспомогательным сигналом.

Этот вспомогательный сигнал появляется в точке 0 (фиг. 4). Поскольку на кон4$ це вспомогательного импульса начинается одновременно и отсчет появляющихся в .датчике 2 импульсов счетчика 18, у тридцать первого, зуба, т. е. на фиг. 4 в точке 31 (поскольку каждое иэ арабских чисел фиг. 4 означает номер зуба, считая с точки 0"), появляется импульс, так как матрица сравнения запрограммирована так, что она отдает импульс, если на выходе 31 оказывается счетное состояние, соответствующе тридцати двум импульсам в счетчике 1 8 (как через установочные входы, так и через счетный вход вообще).

08 8

Поскольку счетчик 18 начал счет при появлении вспомогательного имнульса, соответствующий одному импульсу, и поскольку дальше на выходе 26 при каждом восьмом импульсе в счетчике 18 на входе 27 счетчика 23 появляется счетный импульс, счет счетчика 23, который при появлении вспомогательного импульса также был приведен в состояние, соответствующее отсчету одного импульса, переводят в состояние "0100, Это соответ ствует отсчету двух импульсов, если счетчик 1 8 получил от датчика 2 семь импульсов, т. е. у зуба семь (фиг. 4).

Поскольку при дальнейшем отсчете счет счетчика 23 повышается каждый раз с помощью одного импульса всегда в том случае, если снова восемь зубьев прошло мимо датчика 2, счет счетчика 23 доотигнет у двадцать третьего зуба состояния «0010, на которое запрограммирована матрица 34. Поэтому она отдает импульс на вход триггера 37, запускающего импульс угла замыкания, иными словами соответствует нарастающему фронту угла замыкания (фиг. 1 точка А).

В этом случае импульс S охватывает область восьми зубьев (зубья 23«31 на фиг. 4) с относительно медленной окружной скоростью.

При немного более высоком числе оборотов время соответствует прохождению мимо датчика 2 двух зубьев. Счет чики 18 и 23 принимают двоичное значение, соответствующее счету "2 счетчика (0100 ) . .Счетчик 23 получает через выходы 26 и 27 первый импульс, когда в датчике 2 появляется шестой импульс, так что его счет переходит на "1100 .

Затем должны следовать еще восемь импульсов датчика 2 до достижения счет чиком 23 счета, при котором матрица 34 отдает один импульс. Это имеет место после общего числа 6+1 х8 импульсов датчика 2, т. е. в точке 14" фиг. 4.

Счетчики 18 и 29, однако, должны после приема счета счетчика 8 получить от датчика 2 еще 32-2 =30 импульсов до отдачи матрицей 33 импульсов на выходе 35. Таким образом, на фиг. 4 в точке 14, появляется импульс, соответст вуюшнй началу импульса В угла замыкания, в то время как импульс, соответ ствующий концу угла замыкания и, одновременно, моменту времени зажигания, появляется в точке 30".

Соотношения .более подробно приведены в табл. 1 и 2.,91 7708

Таблица1

1 ll

7+2х8=23

1 31

2 ЗО 6+1 Х8=14

16 8

5+Ox8=5

3 29

24 8

4 28 О или 4+15х8124

3+1 4x81 1 5

5 27

2+1 3х81 06

О+1 2x8=97

O+1 2х8=96

7+1 Ox8=87

7.1

7.2

7.3

7.4

2+5х 8=42

1+4 x833

7.4

104

14 18

15 .17, 112 таблица 2

П ро дол же н ие табл. 2

1 31 3x8=24

2 30 2х8=16

7 4 11 21 9х8=72

84

7

43

15 17 5х8=40

105 35

6 26 14х8=1 12

В табл. 1 и 2 столбцы означают следующее (в основу положено количество зубьев писка 128)."

I - число импульсов или зубьев, соотг ветствующих времени (т. е. счету счетчика 8 при приеме через сч.етчики 18 и 23);

II число импульсов, которые должны быть подсчйтаны осле пРиема .

7 25 1 Зх&1 04

8 24 12х8=96

9 23 11х8=88

1 0 22 1 Ох8=80

6 26

7 25

8 24

9 23

10 22

11 21

12 20

13 19

3 29 1 х8=8

4 28 Ox8=0

5 27 1 5х8=1 20

6+9x8=78

5+8 х8=69

4+7х8=60

3+6x8=51

28 или 32 7 или 8

1 2 20 8x8=64

1 3 1 9 7х856

1 4 1 8 6x8=48

11 91770 счетчиком 18 по отдачи матриц.й . 33 импульса (топка пп фнг. 4, где появляется на выходе 35-ый импульс); число импульсов, которые должны 5 появиться в датчике 2 с момента приема до отдачи матрицей 34 импульса (т очка на фн г. 4, где появляется на выходе 36-ой импульс). «0

T Ó -. разность между значениями столбца 11 и столбца 1И, т. е. число импульсов датчика 2, на которое импульс на выходе 36 опережает импульс 35 (слеаует t5 обратить внимание не то, что зуб 124 соответствует четвертому зубу перед О); — частное от деления 1У и 1, т. е. алина угла замыкания относительно алины угла перестановки зажигания.

В случае более высоких чисел оборотов, когда значение приема равняется пяти или выше, т. е. превышает значение запуска матрицы 34, счетчик 23 должен вначале получить столько импульсов, чтобы в послеаующем цикле отсчета этого счетчика было бы достигнуто значение запуска 0010 матрицы 34. Если >0 например, при 0" счетчик 23 принимает значение пять, он должен продолжать от-! считывать дальше ао зуба сто пятнадцать (5-ый горизонтальный столбец табл. 1), гае достигнуто значение запуска матрицы 34, и вследствие этого она образует первичный импульс, обуславливающий начало импульса 55 угла замыкания (фиг. 4).

Этот импульс 9g при достижении значения запуска матрицы 33 прекращается у зуба двадцать семь приведенным выше способом.

Поскольку счет счетчика 23 в облаоти зубьев 115-123 равняется двоичному значению «0010", соответствующему значению "4, т. е. при 128" или "0" в точке приема равняется двоичному знач . нию «1010" (соответственно десятичному значению «5 ), из-оа нового приема значения 5 в этом месте цикл отсчета

50 счетчика 23 не подвергается коррекции.

Это происходит оттого, что отсчетный цикл счетчика 23 и счетчика 18 выбран таким, чтобы он соответствовал числу главных импульсов на оборот.

Особым случаем считается прием

55 значения «4», являющегося одновременно значением запуска. При переходе с низких чисел оборотов, соответствующих

8 12 приемному значению J, на число оборотов, соответствующее приемному значению 4, первичный импульс появляется на входе 36 в момент приема, т. е. при

0 на фиг. 4. При следующем обороте, однако, и счетчик 18 переведен вперед на значение ° 4", так что при этом цикле и всех непрерывных циклах с одинаковым приемным значением "4 первичный импульс появляется уже у зуба,124 табл. 1, 4-ый горизонтальный столбец).

Как ясно из табл. 1 (столбец V ), величина угла Ч замыкания относи ельно угла aL запуска, зависящего в основном от передаточного числа счетчика 1 8 (или соответственно редуктора 23 фиг. 9) в сочетании с запрограммированной величиной матрицы 34, колеблется в диапазоне приблизительно «7", 1-8. Этот диапазон, в котором относительная величина угла замыкания в соответствующем случае колеблется, возникает в случае настоящего варианта исполнения от того, что работающий для счетчика 23 в качестве редуктора счетчик 1 8 перенимает из=за своей функции в качестве запускающего счетчика аля матрицИ 33 (вместе со счетчиком 29) также и счет счетчика 8 при появлении вспомогатель ного импульса в точке «73 . Если бы перед счетчиком 23 был подключен особый редуктор (редуктор 23 Ь на фиг. 9), который принимал бы только импульсы непосредственно из датчика 2 (т. е. не через счетчик 18), то не получалось бы колебаний относительного значения угла замыкания, как ясно иэ столбца табл. 2, Последние соображения, однако, действительны только в том случае, если число Й распределенных по окружности диска 3 в области 4 зубьев равняется производному из числа N возможных состояний счета счетчика 8, помноженного на обратную величину передаточного числа q, редуктора, иными словеми в настоящем случае

Х =Аxl: 9, налицо, значит 16x8=128.

Если число М отклоняется от этого значения, образуются также колебания относительной величины угла замыкания, которые в зависимости от вепнчины отклонения могут быть допустимы или нет.

Ва всяком случае обусловленный счетчиком 1 8 (фиг. 3) аиапаэон колебаний относительного угла замыкания (столбец

V табл. 1) допустим и незначителен в сравнении с тем фактом, что таким обра» зом отпадает дополнительный редуктор (23Ь на фиг. 9.).

708 14

N=ng jK3;q,, S где n - положительный множитель, больше 1, предпочтительно целое число.

Если, например, и =2, получаются следующие отношения, иллюстрированные te с помощью фиг. 5 (фиг. 5 в основном соответствует фиг, 4, однако здесь на диске 256 зубьев). В качестве схемы служит вариант исполнения фиг. 3. Если, например, в заданное время попадает один единственный зуб (табл. 1, первый горизонтальный столбец), то угол замыкания простирается от зуба 23 до 31.

Через 128 зубьев повторяется то же самое, так что между зубьями 151 и 159 2О появляется угол замыкания такой же величины. Таким образом, углы замыкания появляются распределенными центральносимметрично по окружности круга фиг. 5, если n - четное число. Если р же n - нечетное число, то второй. (и в соответствующем случае больший) угол замыкания появляется вследствие периодичности счетчика на 128 зубьев позже, так что углы замыкания распределены не центрально-симметрично.

Эти импульсы углов замыкания появ ляются (фиг. 3) на том же выходе 41.

Для распределения зажигания желательно, чтобы (как на фиг, 13) разные импульсы угла замыкания появлялись на разных выходах. Одна из возможностей достижения этого положения достигается в варианте, изображенном на фиг. 6. Этот вариант соответствует варианту фиг. 3, однако, здесь выход 41 соединен со входом схемы НЕ-И 42 и выходом схемы

НЕ-И 43. Оба другие входа схем соединены через инвертор 44, вход которого подключен к выходу делителя 45, вследствие чего в зависимости от состояния на выходе делителя 45 открыта одна или другая схема. Состояние на выходе делителя 45, вход которого соединен с выходом 35 меняется при каждом появ1

50 ленин на этом выходе импульса (импульса зажигания), На фиг, 5 это происходит первый раз у 31 зуба, где состояние на выходе переходит с «О на "1

Здесь появляется следуюший импульс угла замыкания на выходе 46 cxemr 42, SS с появлением импульса (импульса зажигания) у 159 зуба на выходе 35 состояние на выходе делителя 45 переходит с 1

13, 917

Возможен также выбор большего числа зубьев или промежутков, чем g х1 в частности в соответствии с соотношением на "О", так что следующий импульс угла замыкания (основа между зубьями двадцать три и тридцать один) появляется на выходе 47 и так далее.

Синхронизирующий вход 48 делителя

45 соединен с выходом 46, так что у зуба "0 или соответственно цвести пятьдесят шесть состояние HB выходе делителя 45 имеет значение 0";

Варианты, изображенные на фиг. 7-9 (хотя и не такие простые, как вариант фиг. 3), являются относительно уровня техники также крайне предпочтительными. Вчастности эти варианты (в последовательности нумерации фигур) можно рассматривать в качестве предваритель ных ступеней особенно предпочтительных вариантов фиг. 3, так что их нижеследуюшее пояснение одновременно представляет собой дополнительное пояснение положенного в основу варианта фиг. 3 принципа.

У варианта фиг. 7 генератор 7 функций выполнен таким образом, что он оснащен двумя выходами 39 д и 39 Ь, причем на выходе 39 а (как и на фиг. 3) образуется импульс, длина которого равняется заданному времени, соответствуюшему углу опережения, в то время как на выходе 39b получают импульс, длина Т которого соответствует длине угла cL опережения плюс длина угла перестановки, т. е. по времени равняется сумме из времени 1 ", необходимого для создания магнитного поля в катушке зажигания, и заданного времени t, на которое зажигание должно быть смещено вперед относительно верхней мертвой точки ОТ.

Выход 39 Ь подключен ко входу до;полнительно инвертированного элемента

И 6, к другому входу которого подклк . чен выход датчика 21. Вследствие этого счетчик 8 накапливает число импульсов, соответствующее времени Т при данной частоте врашения диска 3 (фиг. 2 ).

Этот счетчик может соответственно счетчику 8 быть переведен обратно через вход 9 сброса, если через формирователь 38 импульсов там появляется импульс.

Если же в датчике 1 появляется вспомогательный импульс, вызывая прием счетчиком 18 счета 8 и счетчиком 23 счета счетчика 8 (в точке "О фиг, 4), а обе матрицы 33 и 34 установлены на одно и то же значение запуска и дают каждая по импульсу при достижении соответствуюшим счетчиком 18 или 23 соответственно заданного счета, то в

Вариант исполнения фиг. 8 соответствует варианту фиг. 7, оанако здесь опушены счетчик 8 и вентиль 6, а генератор 7 функций выполнен аналогично фиг. 5, т. е. на выходе 39а он дает импульс, длина которого соответствует

„углу д опережения. Кроме счетчика . 8

:к счетчику 8 подключен счетчик 23.

Счетчик 18 принимает при появлении вспомогательного импульса в датчике 1 простое счетное значение счетчика 8.

Это значение многократно умножается в умножителе 23 а (фиг, 8) находящем-

I ся межау выходом счетчика 8 и входом установки счетчика 23, например, до 7или 8-кратного значения, которое принимается затем счетчиком 23. Таким образом, угол Ч замыкания. приобретает многократное значение угла с{ перестановки, причем обе матрицы 33 и 34 могут быть запрограммированы на одинаковое значение запуска. Если, например, при приеме счет счетчика 8 равняется

"9, счетчик 1 8 получает счетное значение 9", а счетчик 23 - "63" (при семикратном умножении). Если же значение запуска матриц 33 и 34 установлено на "96", то (в случае отсчета импульсов датчика 2 с "0 фиг. 4) импульс появляется на выходе 36 в точке 96-63=

33" (фиг. 4) и другой импульс — на выходе 35 в точке 96-9="87" (на фиг. 4), причем в этом случае верхняя мертвая точка соответствует точке»96" (фиг. 4).

Конечно, существует возможность пс местить редуктор межау счетчиками 8 и 18 и соединить счетчик 23 прямо со счетчиком 8 (т. е. не через 23a), но этот способ не является предпочтительным, в частности потому, что точность угла перестановки или опережения играет намного большую роль, чем величина угла замыкания, причем величина последнего не должна выходить за границы лишь определенного минимального значения, в остальном же вполне может колебаться в определенном диапазоне.

В варианте фиг. 9 оба счетчика 1 8 и 23 (как и «а фиг. 3) перенимают ow наковое счетное значение от счетчика 8, но в данном случае перед счетным входом счетчика 23 включен редуктор 23 о, передающий, например, кажаый восьмой импульс датчика 2 счетчику 23. Одновременно матрица 34 запрограммирована так, что она дает запускающий импульс . при значении, равном запускающему значению матрицы 83, умноженному на пере15 01 770 таком случае после определенного первого числа импульсов датчика 2 в точке

«36» появится импульс, поскольку Т боль ше 1, а немного позже - импульс в точке «35 . Оба эти импульса соответ» ствует точкам g. и А фиг. 1 (заданный счет выбирают более высоким, чем ожи-.

1 даемые величины счета счетчиков 8 и 8 ).

Устройство фиг. 7 включает миними зацию угла Ц змыни и дает на sb 10 ходе 41 импульс, соответствующий по Ф величине и положению по фазе оптимальному углу замыкания.

В связи с этим слеаует указать на то, что для предлагаемого устройства (в частности на фиг. 6) не играет роли, в каком направлении идет отсчет счетчиков 1 8 и/или 23 аля достижения значения запуска матрицы 33 или 34 соот» ветственно - вперед или назад - и загру- 2О жать ли их при этом числом импульсов перед отсчетом, в Частности таковым, которое в общем соответствует предусмотренному в матрице 33 или 34 соот» ветственно значению запуска, и только д лишь затем отрицательно принимать импульсы со счетчика 8 и 8 и вычитать импульсы иэ датчика 2 так, что матрицы 33 и 34 при значении "0 выдадут импульс . Это касается и соответствующих других вариантов исполнения, поскольку последний способ является лишь кинематическим обращением процессов с использованием способов вариантов исполнения. Следует также указать на то, что

35 в соответствующем случае вместо двоичного параллельного ввоаа счетных значений счетчиков 8 и 8 в счетчики 1 8 и 23 можно осуществлять и серийный ввод через счетные входы или же путем соответствующего расположения вентилей и управления ими перед счетчиками 18 и 23, т. е. обойтись беэ счетчиков 8 и

8 . То же самое можно сказать и относительно остальных вариантов исполне45 ния.

В связи с этим следует подчеркнуть, что помимо серийного ввода и/или дополнительно к параллельному asony через счетные входы можно,вводить другие

5О (в данном случае не служащие для синхронизации) вспомогательные импульсы, вследствие чего достигается то же действие, что и путем изменения эапрограммирова«ного значения матрицы 33 и/или

34 и/или 49 и/или 50, Ввод этих вспо55

% могательных импульсов осуществляется . при заданных положениях по фазе периода движения. можно достичь с помощью схемы фиг. 11 путем подачи периоаически возвращающейся серии импульсов, предпочтительно, выходных импульсов на выходе 59 аатчика 2 ьа вход 60 поддающегося запуску обратно (моностабильного) мультивибратора 61, имеющего на выходе 62 состояние 1 ", до тех пор, пока интервал времени между отдельными импульсами импульсной серии ниже собственного времени мультивибратора 61, что имеет место с зааанного минимального числа оборотов, Появляющийся на выходе 62 сигнал подается на один ахоп схемы

HE-И 63, другой ахоп которой соеаинен с выходом 41 триггера 37, в то время

17 Ì77 даточное число редуктора 23 в (фиг. 9).

Значит, если матрица 33 запрограммирована на запускающее значение "32, а передаточное число редуктора равняется

4=1/8, матрица 34 программируется на запускающее значение 32х1/8=4.

В остальном же устройство фиг. 9 может быть построено анаг логично устройству фиг. 3 (включая счетчик 29).

Как становится ясным при сравнении Ю фиг. 3 и 9, преимушество устройства фиг. 3 по сравнению с фиг. 9 заключается в том, что отпааает особый редуктор

23Ь, поскольку счетчик 18 (фиг. 3) одновременно выполняет функцию реаукто- И ра 23 Ь . При этом, как ясно иэ сравнения таблиц, возникает необходимость учета определенного диапазона колебаний относительного угла замыкания 9: *

Однако, как было указано выше, это впол-щ не приемлемо.

На фиг. 10 изображена схема фиг. 3 с дополнительным комплектом выключателей, содержащих элементы 51, 52 и

53 цля преаотвращения получения не- р правильных импульсов в момент включения и при старте двигателя. Это, в частности, важно по той причине, что процесс отсчета в схеме фиг. 3 уже происходит при появлении импульсов в датчике 2.

В течение первого оборота выходного вала цвигателя внутреннего сгорания счетчики (фиг. 7) ао тех пор не синхронизованы с ходом движения двигателя внутреннего сгорания, пока в датчике 1 не появится вспомогательный импульс (который можно было бы йазвать импуль сом. условной точки илн синхронизации) илн производной иэ вспомогательного импульса импульс условной точки или синхронизации. Весь ход программы, предусмоч ренный в схеме фиг. 3, обеспечен только в том случае, если на входе 39 хотя бы один раз появится триггерный импульс.

Дополнительная схема фиг. 10 (изображены только измененные относительно фиг. 3 части, что относится и к последующим фигурам и фиг. 6) включает два триггерных реле 51 и 52, обладающих свойством занятия заданного состояния при включении .рабочего напряжения, в настоящем случае положения "О, что может быть цостнгнуто определенными операциями включения. Вход 54 тригге- ра 51 соединен с выходом 55 датчика 1, SS так что положение этого триггера на вь1ходе 56 при появлении импульса в датчи.ке 1 переходит в положение "1 . Вход

57 триггера 52 соединен с триггерным

08 18 импульсным входом 39 генератора 7 функций, так что выход 58 этого триггера при появлении триггерного импульса в 39 опрокидывается в положение 1

Выходы 56 и 58 соединены каждый с одним входом элемента И 53, третий вход которого соединен через линию 35а матрицы 33, а выход которого через выход 35Ъ - со входом сброса триггера 37, находящегося на фиг. 3 непосредственно у выхода матрицы 33. Схема

53 в какой-то мере подключена к выходу 35 (фиг. 3).

Принцип действия схемы (фиг. 10) следующий.

Чтобы появляющийся на выходе 35 импульс оказал действие в триггере 37, поаключенные к триггерам 51 и 52 соецинения схемы 53 должны показывать состояние 1 . Это, однако, возможно только в том случае, если на выхоаах

55 н 39 импульс появился по меньшей мере один раз. Вслеаствие этого появляющийся на выходе 35 импульс может выполнять функцию импульса зажигания только после синхронизации процессов отсчета с протеканием движения. При умень шенин точности первого импульса зажигания или же, если счетчик 8 (путем соответствующего исполнения) са 1 занимает состояние 0000 прн включении, триггера 52 может не быть, а схема 53 может быть выполнена в виде авойного элемента И. :лецует указать на то, что блокировку устройства до осуществления синхронизации можно проводить н в соответствующем другом месте.

Катушки зажигания могут быть изготов лены значительно меньших размеров и более дешевыми, если их защищать от термической перегрузки, т. е. если несмотря на включенное зажигание ток катушки зажигания ограничивать. Этого

08 20 друга. Например, для двигателя с двумя цилиндрами требуются два исходных

16 импульса, расположенных на расстоянии пре 180 угла вала.

Эти импульсы могут быть получены с помощью схемы фиг. 13 таким образом, что в схеме фиг. 3 к выходам 31

gs или 32 соответственно подключают входы двух других декодирующих матриц 4:9 и

50 и их программируют таким образом, что они образуют на своих выходах 70 и 71 по импульсу, которые следуют @ под углом 180О к появляющемуся на вы-. ходе 35 или 36 соответственно соогвет» ствующему импульсу. Выходы 70 и 71 соединены со входами григгерного реле

72 (аналогично соединению выходов 35 щ,и 36 с триггером 37), так что на его выходе 73 появляются имлульсы углов замыкания, смещенные относительно появляющихся на выходе 41 импульсов углов замыкания на 180 о, и управляют заЗе жиганием (вкдючая зажигание катушки зажигания} второго цилиндра двига геля.

Так, например, на окружности шайбы 3 со ста -двадцатью восемью зубьями в области 4 (фиг. 2) значение включения или запуска матрицы 49 устанавливают на значение "64 выше значения включения или запуска матрицы 33 или 34, а значение включения или запуска матрицы 50 - на значение "8" (вследствие редукции) .

Как ясно иэ фиг. 14, появляющиеся иа выходе 41 и/или 73 импульсы могут непосредственно включить мощный транзистор 74 через его базу, причем в цепи кодпектора этого мощного транзистора находится трансформатор 75 зажигания, вторичная обмотка которого подключена к искрораэряднику F (или к нескольким искроразрядникам). В частности, мощный

50 транзистор 74 может представлять собой транзистор Дарлингтона, причем между трансформатором зажигания и искроразрядником могут быть предусмотрены звенья или элементы, формирующие им-: пульсы зажигания.

И

Особенно просто осуществляется зажигание, если (фиг. 15) тиристор 76 включать прямо выходом 36 матрицы 34, в цепи тока которого находится. грано1 с 9177 как выход схемы 63 ведет к катушке зажигания, гак что прохождение тока с выхода 41 в катушку зажигания прекращается через схему 63 только при на» личин определенного минимального .числа оборотов. В целях предотвращения самопроизвольного прерывания тока к катушке зажигания, что вызвало бы нежелательный импульс зажигания, между выходом 62 и входом схемы 63 предусмо1 рено .предотвращающее это внезапное рывание дополнительное устройство. Это дополнительное устройство может представлять собой находящийся между подсоединением 62 и массой конденсатор или же генератор пилообразных колебаний с длинным фронтом отключения, или же его функцию может перенять сама схема 63, если в качестве таковой применять медленно замыкающую схему.

На основе разработки системы в виде цифровой системы возможно проведение программы обнаружения собственных нару шений системы, Так, например, система перестала бы работать безупречно и вызвала бы опасность для ДВС, если бы вышел из строя синхронизирующий датчик 1. Такая опасность нредупреждается электрической схемой фиг. 12. Здесь счетчик 64 соединен через счетный вход

65 со входом 39 григгерного импульса, а через вход 66 сброса - с выходом

55 датчика 1. Выход 67 счетчика 64 подключен к одному из входов схемы

НЕ-И. 68, другой вход которой соединен с выходом 41, а выход схемы 68 ведет к катушке зажигания (или устройству зажигания ) .

Принцип действия схемы следующий.

Поскольку импульс на входе 39 генерагора 7 функций и импульс в датчике 1 может появиться только по одному разу на фазу движения (в настоящем примере исполнения), имеет место опасная ошибка если на входе 39 несколько раз появляется импульс беэ гого, чтобы между двумя импульсами такого рода появился импульс от датчика 1. Таким образом, при альтернативном появлении счетчик

64 может зарегистрировать не более одного импульса. Счетчик выполнен таким, что на выходе 67 обычно налицо состояние 1, но при регистрации на выходе 67 более чем oaí6ão импульса появдяется состояние "О, так что на выход более не поступает импульсов.

Одновременно к выходу 67 может быть подключено предохранительное устройство

69, например предохранительная сигнал ная лампа или зуммер, приводимые в действие с помощью выходного сигнала

"1 на выходе 67.или управляемые от него.

Для зажигания многоцилиидровых двигателей требуются отдельные серии импульсов, смещенные относительно друг с I 91 7708

22 форматор 75 зажигания, прокэвоия гаше". генератор функций, формирователь импул, ние тнристора посрецством вспомогатель- сов и логические схемы, о т, л н ч а юного устройства 77, управляемого не- щ е е с я тем, что, с целью достижения посредственно с выхода 35 матрицы 33. оптимальной зависимости энергии в ка5 тушке, зажигания от частоты вращения

Ф о р м у л а и з î (j р е т е н и я двигателя и повышения КПД системы зажигания, оно цополнительно содержит

Устройство цля получ лия регулирую- второй, третий и четвертый счетчики, щего сигнала, определяющего фазу и ве- первую и вторую матрицы сравнения и лнчину угла накопления энергии в катуш >й тригтерное реле. ке зажигания, содержащее датчики глав» Источники информации, ных импульсов и начала отсчета, взаимо- принятые во внимание при экспертизе действующие с зубчатым циском на валу 1. Патент ФРГ % 2010999, двигателя и подключенные к счетчику, кл. 46 К 3/00, 1971.

91 7708

Составитель А. Старостин

Техред С.Мигунова Корректор C Ш M P

Редактор Ю. Ковач

Филиал ППП Патент -; г. Ужгород. ул. Проектная, 4

Заказ 1 939/80 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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