БЛОК ЭЛЕКТРОННОГО ЗАЖИГАНИЯ С АНТИУГОННЫМ УСТРОЙСТВОМ Российский патент 1996 года по МПК F02P3/04 

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей, в частности к системам зажигания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с принудительным воспламенением топливно-воздушной смеси в камерах сгорания поршневых двигателей.

Широко известны электронные устройства автомобильной охранной сигнализации с блокировкой системы зажигания [1] Отключение зажигания в рассматриваемом устройстве осуществляется через 7.10 с после включения за счет того, что параллельно контактам прерывателя-распределителя (ПР) установлен конденсатор емкостью 20 мкФ, разряд которого блокируется разомкнутыми контактами реле.

Существенным недостатком аналога является токонагруженный режим работы устройства независимо от включения/отсутствия зажигания, что снижает его надежность в целом. Устройство также имеет избыточную сложность в реализации, повышенную себестоимость из-за применения конденсатора большого номинала и весогабаритные характеристики.

Известно также антиугонное устройство [2] у которого в положении первого ключа в позиции 2 осуществляется блокировка высоковольтных импульсов зажигания аналогично устройству [1] с вставкой.

Недостатками этого устройства являются бесполезное рассеяние мощности через катушку зажигания и добавочное сопротивление в режиме блокировки последовательности высоковольтных импульсов зажигания и замкнутом состоянии второго ключа, возможность ложного искрообразования при переключении первого ключа из состояния "2" в состояние "1", зависимость выходных характеристик системы зажигания от состояния и зазора механических контактов прерывателя и малая эффективность защиты автомобиля от угона.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является блок электронного зажигания с антиугонным устройством [3] Блок содержит входной формирователь, выполненный на мощном транзисторе, диоде, резисторе и управляемый входным сигналом, формируемым контактами (ПР), где ток через контакты задается резисторами. Выходной формирователь выполнен на тиристоре, мультивибраторе на транзисторах, трансформаторе, диодном мосте, накопительном конденсаторе с резистором, диодах и резисторах. Антиугонное устройство подключено к входу входного формирователя и содержит конденсатор и резистор, причем, когда конденсатор заряжен (в момент размыкания контактов), то транзистор открыт и потребляет энергию от источника питания. Первичная обмотка катушки зажигания (КЗ) прототипа подключена к отрицательной клемме источника питания, что не является общепринятым способом подключения КЗ и требует дополнительных действий при установке прототипа в типичную схему системы зажигания (СЗ).

Основным недостатком прототипа является чрезмерная сложность реализации устройства, причем длительность искрового разряда примерно в 5 раз меньше, чем у классической СЗ, что является неэффективным при запуске ДВС на обогащенных смесях. К недостаткам относятся токонагруженный режим работы устройства при отсутствии резистора, а также необходимость переключения КЗ при установке прототипа на автомобиль.

Изобретение позволяет улучшить вторичные характеристики СЗ (длительность искрового разряда) при одновременном упрощении блока электронного зажигания как при изготовлении, так и при установке в схему классической СЗ.

Положительный эффект при промышленном выпуске устройства заключается в снижении себестоимости изделия за счет уменьшения количества комплектующих элементов, размеров устройства, продлении ресурса ДВС за счет улучшения характеристик зажигания и менее напряженного режима работы свечей зажигания и электрической изоляции высоковольтной части СЗ, повышении потребительских качеств СЗ за счет включения устройства в классическую схему СЗ без дополнительных переделок и переподключений, увеличении надежности и долговечности блока за счет меньшего числа мест паек, количества полупроводниковых приборов и обесточивания схемы в режиме антиугонной работы.

Для этого блок электронного зажигания с антиугонным устройством содержит входной формирователь, выполненный на р-n-р-транзисторе, в базу и эмиттер которого включены резисторы-ограничители тока, где другой контакт резистора базы связан с источником импульсов входного сигнала, а коллектор р-n-р-транзистора подключен к входу выходного формирователя, который выполнен на n-р-n-транзисторе, между базой и эмиттером которого включен резистор, где эмиттер n-р-n-транзистора соединен с массой блока, коллектор является выходом блока в целом, а база связана с антиугонным устройством, причем антиугонное устройство может быть выполнено как реле, нормально замкнутое состояние которого шунтирует базу n-р-n транзистора на массу.

С помощью этих средств реализуется блок электронного зажигания с антиугонным устройством, обладающий новыми свойствами, которые не проявляются в известных технических решениях.

На фиг.1 приведен пример реализации устройства; на фиг.2 приведены эпюры на основных узлах схемы.

Блок электронного зажигания с антиугонными устройством, включенный в бортсеть автомобиля, укомплектованного, например, аппаратами классической СЗ (ПР и КЗ), содержит резистор 1 конструктивно законченного блока электронного зажигания ДВС, включенный между выходом ПР и положительной клеммой аккумуляторной батареи (АБ), причем отрицательная клемма АБ связана с другим выходом ПР и корпусом автомобиля. Номинал резистора определяет рабочий ток, в данном случае ток "самоочищения" контактов ПР. Кроме того блок содержит резистор 2, включенный между клеммой резистора 1 и входом входного формирователя, который выполнен, например, на р-n-р-транзисторе 3, эмиттер которого через резистор 4 связан с положительным полюсом АБ, а коллектор с базой n-р-n-транзистора 5. В этом случае резистор 2 ограничивает ток базы, а резистор 4 ток коллектора транзистора 3, включенного в данном случае как эмиттерный повторитель. Выход транзистора 3 (коллектор) соединен с базой n-р-n-транзистора 5, один из выходов которого коллектор является выходом блока в целом и связан с первичной обмоткой L₁ обмоткой КЗ, вторичная L₂ обмотка которой связана со свечами зажигания (св.3). Эмиттер транзистора 5 соединен с корпусом автомобиля, а резистор 6, подключенный между базой и эмиттером транзистора 5, улучшает его запирание. Антиугонное устройство (АУ) связано с входом выходного формирователя (базой транзистора 5) и может быть выполнено как реле, имеющее два состояния: рабочее (контакты замкнуты) и нерабочее (контакты разомкнуты).

Блок электронного зажигания с антиугонным устройством работает следующим образом.

При замкнутом состоянии контактов ПР (период УЗСК ПР на фиг.2) через контактную группу течет рабочий ток величиной, нормируемой резистором 1, и входной ток в базу величиной, определяемой соотношением номиналов резисторов 2 и 1, где R2 > R1. Вследствие этого транзистор 3 открывается, и через резистор 4 и коллектор-эмиттерный переход р-n-р-транзистора в базу n-p-n-транзистора 5 поступает ток, величина которого определяется номиналом резистора 4 и падениями напряжения на переходах р-n-р и n-р-n- транзисторов, что вызывает отпирание n-p-n-транзистора 5 и протекание тока I_Iм по первичной обмотке L1 КЗ (I_Iм) величиной, определяемой напряжением АБ, активным сопротивлением L1 и падением напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора 5. Как правило, ток I_Iм достигает величины 4 А, что определяет требования к выбору коммутационного n-р-n- транзистора 5.

В момент размыкания ПР р-n-р-транзистора запирается, что вызывает запирание n-p-n-транзистора и трансформацию накопленной энергии в обмотке L1 на обмотку L2, при этом на вторичной обмотке L2 возникает высоковольтный импульс зажигания U_2м отрицательной полярности (U_2м), а на первичной импульс амплитудой ≈ 350 В положительной полярности, прикладываемый к коллектору n-р-n-транзистора, для улучшения запирания которого использован резистор 6. Энергия, возникающая на обмотке L2 КЗ, трансформируется в энергию зажигания на свечах.

В рабочем состоянии антиугонного устройства контакты замкнуты и база транзистора 5 шунтирована на массу, коммутационный транзистор 5 заперт и высоковольтные импульсы зажигания U_2м отсутствуют, при этом через КЗ и коллектор-эмиттерный переход не протекает ток I_Iм и отсутствует перегрев как КЗ, так и транзистора 5.

Использование: в электрооборудовании автомобилей, в частности в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания с принудительным воспламенением топливно-воздушной смеси в камерах сгорания поршневых двигателей, в качестве штатного блока при классической комплектации системы зажигания автомобиля. Сущность изобретения: блок электронного зажигания с антиугонным устройством содержит входной формирователь, выполненный на p-n-p-транзисторе 3, трех резисторах 1,2,4, выходной формирователь на n-p-n-транзисторе 5 и резисторе 6, катушку зажигания, прерыватель, антиугонное устройство. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. БЛОК ЭЛЕКТРОННОГО ЗАЖИГАНИЯ С АНТИУГОННЫМ УСТРОЙСТВОМ, содержащий входной формирователь, первый вход которого связан с источником импульсов входного сигнала, второй вход - с источником питания блока, а выход - с входом выходного формирователя, выход которого является выходом блока, а также антиугонное устройство, отличающийся тем, что выводы антиугонного устройства связаны соответственно с входом выходного формирователя и массой блока, при этом входной формирователь выполнен как коммутационный элемент, имеющий два входа и выход, первый и второй входы коммутационного элемента соединены соответственно с первым и вторым входами входного формирователя, а выход - с выходом входного формирователя, выходной формирователь выполнен как второй коммутационный элемент, имеющий два входа и один выход, его первый вход соединен с массой блока, второй вход - с входом, а выход - с выходом выходного формирователя. 2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что первый коммутационный элемент выполнен как транзистор р-п-р-проводимости, а антиугонное устройство представляет собой реле, нормально замкнутые контакты которого соединены соотвественно с первым и вторым выходами антиугонного устройства.