УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВПРЫСКОМ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F02D41/30 

Изобретение относится к области управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

Известна система регулирования скорости вращения ДВС на холостом ходу (патент США N 4493301 F 02D 9/02, 31/00, опубликованный 15.01.84 г), предназначенная для ДВС с электронной системой впрыска, имеющего в перепускном канале вокруг дроссельной заслонки магнитную заслонку, обеспечивающую управление расходом воздуха, а также датчики оборотов ДВС.

Известно также устройство для регулирования оборотов холостого хода в ДВС со сжатием смеси (патент ФРГ заявка N 3340060, F02D 9/02, F02M 3/08, опубликованный 20.12.84 г), в котором регулирование осуществляется в зависимости от оборотов ДВС с помощью изменения проходного сечения для воздуха в регуляторе холостого хода, расположенного в байпасном канале, окружающем дроссельную заслонку, которое может быть взято за прототип.

Недостатком обеих известных систем является регулирование оборотов ДВС путем изменения количества воздуха при неизменном количестве впрыскиваемого топлива. Это приводит в процессе регулирования к изменению качественного состава смеси топлива и воздуха. Результатом этого является ухудшение экологического состава выхлопных газов ДВС.

Кроме того, в указанных системах есть существенная задержка в получении сигнала об изменении оборотов ДВС относительно их значения в реальном времени, так как использован принцип интегрирования. В результате регулирование осуществляется с запаздыванием, что дополнительно ухудшает экологический состав выхлопных газов.

Целью настоящего изобретения является улучшение экологичности выхлопных газов ДВС путем обеспечения стабилизации оборотов ДВС с помощью количественного изменения смеси топливо-воздух практически без изменения из качественного состава. Кроме того, предлагаемое схемное решение позволяет получить сигнал о величине оборотов ДВС в реальном масштабе времени (без задержки).

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства управления впрыском топлива в ДВС; на фиг.2 функционально принципиальная схема преобразователя частоты синхронизирующих импульсов в напряжение.

Устройство управления впрыском топлива в ДВС содержит фильтр 1 синхронизирующих импульсов (ФСИ) от датчика 2 оборотов ДВС (например, импульсов от системы зажигания), преобразователь 3 частоты синхронизирующих импульсов в напряжение (ПЧН), преобразователь 4 совокупности командных и корректирующих параметров ДВС в напряжение (ПКПН), поступающих от соответствующих датчиков 5, преобразователь 6 напряжения в длительность импульса (ПНД), генератор 7 импульсов тока (ГИТ), управляющих работой электромагнитной форсунки 8 (ЭФ).

Цель изобретения достигается тем, что для формирования напряжения 9, определяющего длительность импульса, управляющего открыванием ЭФ на холостом ходу, используется ПЧН 3 с обратно пропорциональной (гиперболической) зависимостью напряжения 9 от частоты импульсов 10. Поскольку степень наполнения цилиндров ДВС воздухом при случайном изменении оборотов холостого хода тоже изменяется по гиперболической зависимости, то в результате качественное соотношение топливо-воздух при изменении оборотов ДВС на холостом ходу остается практически постоянным. ДВС выделяет при этом минимальное количество вредных выхлопных газов.

Устройство управления впрыском топлива в ДВС работает следующим образом. Импульсы от датчика 2 оборотов поступают на ФСИ 1. Пройдя через него, импульсы 10 запускают ПНД 6 и одновременно поступают на вход ПЧН 3 с обратно пропорциональной зависимостью, выход которого соединен с одним из входов ПКПН 4. ПКПН 4 получает значения командных параметров 11 от соответствующих датчиков 5 ДВС и формирует суммарное управляющее напряжение 12. ПНД 6 формирует на своем выходе импульсы 13 с длительностью, пропорциональной величине напряжения 12, которые, пройдя через ГИТ 7, управляют работой ЭФ 8. При случайном изменении оборотов ДВС и соответствующем ему изменении частоты синхронизирующих импульсов 10 напряжения 9 и 12 изменяются обратно пропорционально частоте импульсов 10, что приводит к автоматическому корректирующему изменению длительности импульсов тока 14 в ЭФ 8. В результате обеспечивается стабилизация оборотов ДВС.

Функционально-принципиальная схема ПЧН 3 приведена на фиг. 2. Она содержит две одинаковые интегрирующие цепочки 15 (15'), входы сопротивлений которых через электронные ключи (ЭК) 16 (16') подсоединены к стабильному источнику напряжения. Выходы интегрирующих цепочек через ЭК 17 (17') подсоединены к общей нагрузке. Конденсаторы интегрирующих цепочек запараллелены ЭК 18 (18') сброса, управляющие входы которых подсоединены к соответствующим дифференциирующим цепочки 19 (19'). Управляющие входы ЭК 16, 17', а также дифференциирующей цепочки 19 и управляющие входы ЭК 16', 17, а также дифференцирующей цепочки 19' подсоединены к противофазным выходам триггера 20, работающего в режиме двоичного деления синхронизирующих импульсов 10.

Рассмотрим работу ПЧН. При появлении высокого (положительного) напряжения на неинвертирующем выходе триггера 20 происходит по переднему фронту сброс напряжения на конденсаторе интегрирующей цепочки 15, а затем через открытый ЭК 16 заряд конденсатора до величины напряжения, пропорциональной длительности периода между двумя синхронизирующими импульсами 10. В это время напряжение с конденсатора в противоположной интегрирующей цепочке 15' через открытый ЭК 17' поступает в нагрузку 21. С приходом следующего синхронизирующего импульса 10 триггера 20 меняет свое состояние на противоположное и интегрирующие цепочки меняются своими функциями. В результате на нагрузке 21 выделяется постоянное напряжение, величина которого находится в обратно пропорциональной зависимости от частоты следования синхронизирующих импульсов 10. Величина этого напряжения уточняется с каждым очередным синхронизирующим импульсом 10, т.е. без задержки.

Использование: в устройствах управления впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания. Сущность изобретения: для обеспечения стабильности оборотов ДВС и улучшения экологичности выхлопных газов путем количественного регулирования топливной смеси, особенно на оборотах холостого хода, в устройство управления впрыском топлива в ДВС, состоящее из фильтра синхронизирующих импульсов, следующих с частотой искрообразования, преобразователя совокупности командных параметров ДВС в напряжение, преобразователя напряжения в длительность импульсов, генератора импульсов тока, включен дополнительно преобразователь частоты синхронизирующих импульсов в напряжение с обратно пропорциональной зависимостью между частотой и величиной формируемого напряжения. Схема этого преобразователя позволяет без задержки в реальном масштабе времени получить на выходе напряжение, величина которого уточняется с каждым очередным синхронизирующим импульсом. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство управления впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания (ДВС), содержащее фильтр синхронизирующих импульсов, следующих с частотой искрообразования, преобразователь совокупности командных параметров ДВС в напряжение, преобразователь напряжения в длительность импульсов, генератор импульсов тока, управляющих срабатыванием электромагнитных форсунок, отличающееся тем, что в него между фильтром синхронизирующих импульсов и преобразователем совокупности командных параметров в напряжение включен преобразователь частоты синхронизирующих импульсов в напряжение с обратно пропорциональной зависимостью между напряжением и частотой. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что преобразователь частоты синхронизирующих импульсов в напряжение выполнен в виде двух одинаковых интегрирующих RC-цепочек, входы которых объединены парой электронных ключей (ЭК) и подсоединены к стабильному источнику питания, выходы которых объединены другой парой ЭК и подсоединены к нагрузке, при этом управляющие входы входного и выходного ЭК в каждой интегрирующей RC-цепочке подсоединены к противофазным выходам триггера-делителя синхронизирующих импульсов на два, а параллельно каждому интегрирующему конденсатору подключен индивидуальный ЭК, управляющий вход которого через дифференцирующую RC-цепочку подсоединен к тому выходу триггера-делителя, к которому подсоединен управляющий вход входного ЭК данной интегрирующей RC-цепочки.