ЭЛЕКТРОННЫЙ ОКТАН-КОРРЕКТОР Российский патент 1997 года по МПК F02P5/145 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к установке зажигания с помощью электронных средств, и может быть использовано для оптимальной установки угла опережения зажигания (УОЗ) и его коррекции с рабочего места водителя при изменении режима движения или качества топлива.

Известно устройство для преобразования ширины импульсов, которое может использоваться в качестве октан-корректора [1] Оно содержит первую цепь заряда конденсатора 1, вторую цепь заряда конденсатора 2 с большой постоянной времени, схему управления разрядом этих конденсаторов, компаратор и схему пикового детектора. На один вход компаратора поступает сигнал с конденсатора 1, на другой напряжение пикового детектора [2]
Недостатком известного устройства является низкая точность и нестабильность УОЗ при изменении скорости вращения двигателя. Поскольку конденсатор RC-фильтра пикового детектора заряжается в моменты действия импульсов напряжения и разряжается в интервалах между импульсами, то при малой величине постоянной времени этого фильтра он будет иметь большие погрешности коэффициента передачи, а при большой величине постоянной времени пиковый детектор будет иметь большую инерционность, что приведет к отклонению УОЗ от заданного значения при резком изменении скорости вращения двигателя.

Изобретение предназначено для решения задачи выбора оптимального режима работы двигателя и при его осуществлении будет повышена точность и стабильность УОЗ при изменении скорости вращения двигателя.

Указанная задача решается тем, что в известном устройстве, содержащем компаратор, первую и вторую цепи заряда конденсаторов, причем постоянная времени первой цепи меньше, чем второй, входы цепей заряда подключены к источнику напряжения, согласно изобретению цепи заряда конденсаторов выполнены в виде интегрирующих RC- звеньев первого порядка, входы которых подключены к источнику напряжения, выход первого звена соединен с неинвертирующим входом компаратора, выход второго звена соединен с инвертирующим входом компаратора; общий вывод первого звена соединен с первым источником напряжения смещения, общий вывод второго звена соединен с вторым источником напряжения смещения; параллельно первому источнику напряжения смещения и параллельно конденсатору первого RC-звена подключены нормально замкнутые ключи, управляющие электроды которых соединены с незаземленным контактом прерывателя и через резистор с источником напряжения, а параллельно конденсатору второго RC-звена подключен нормально разомкнутый ключ, управляющий электрод которого соединен с выходом компаратора.

Получаемый при использовании изобретения технический результат - повышение точности и стабильности УОЗ достигается за счет того, что из известного устройства исключается импульсный детектор, добавляются источники напряжения смещения и изменяется схема управления разрядом конденсаторов.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 осциллограммы напряжений в различных точках схемы (а напряжение на контактах прерывателя, б напряжение на инвертирующем входе компаратора, в - напряжение на неинвертирующем входе компаратора, г напряжение на выходе компаратора).

Устройство состоит из источника напряжения 1, первого интегрирующего RC-звена 2, второго интегрирующего RC-звена 3, входы которых подключены к источнику 1, компаратора 4, к неинвертирующему входу которого подключен выход первого звена 2, а к инвертирующему входу выход второго звена 3, источников напряжения смещения 5 и 6, к которым подключены соответственно общие выводы RC-звеньев 2 и 3, прерывателя 7, незаземленный контакт которого через резистор 8 соединен с источником напряжения 1, нормально замкнутых электронных ключей 9 и 10 и нормально разомкнутого ключа 11, подключенных соответственно параллельно конденсатору первого RC-звена 2, первому источнику напряжения смещения 5 и конденсатору второго RC -звена; управляющие электроды ключей 9 и 10 соединены с незаземленным контактом прерывателя, а управляющий электрод ключа 11 соединен с выходом компаратора. Значения напряжений источников смещения устанавливаются равными друг другу.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании контактов прерывателя 7 замыкаются ключи 9 и 10, напряжение на неинвертирующем входе компаратора 4 становится равным нулю и выход компаратора переключается в нулевое состояние. При этом размыкается ключ 11, начинается заряд конденсатора второй RC-цепи, и напряжение на инвертирующем входе компаратора изменяется по закону
U₁=E+(U₀-E)(1-exp(-t//T2)), (1)
где U₀ напряжение источника 1; Е напряжение источников смещения; Т₂ постоянная времени второго RC-звена; t время.

При размыкании контактов прерывателя размыкаются ключи 9 и 10 и начинается заряд конденсатора первого RC-звена, а напряжение на неинвертирующем входе компаратора изменяется в соответствии с соотношением
U₂= E+(U₀-E)(1-exp(-t_Φ/T₁)), (2)
где t_Φ -время заряда конденсатора первого RC-звена, Т1 постоянная времени этого звена.

Компаратор переключается в единицу времени в момент времени t=t₁ при достижении равенства напряжений U₁ и U₂. Для этого момента, приравнивая правые части (1) и (2), получим
t₁/T₂= t_Φ/T₁. (3)
Из фиг. 2,г следует
t₁= t_α+t_Φ. (4)
где t_α время замкнутого состояния контактов прерывателя, поэтому из (3) и (4) получим
t_Φ= t_αT₁•T₂/(T₂-T₁). (5)
В дальнейшем процесс повторяется. Из (5) следует, что угол задержки зажигания не зависит от скорости вращения двигателя и пропорционален углу замкнутого состояния контактов прерывателя. Регулировка угла может осуществляться с помощью переменного резистора первого RC-звена.

Литература
1. Преобразователь ширины импульсов. Заявка Японии кл. Н ОЗ К 7/08, Н ОЗ К 3/17 3/023. Нсано Такуя, Мацусита дэнки санге к. к. 2-69019, опубл. 8.03.90 //Кокай токке кохо. Сер. 7(3) 1990 68 с. 119 -123 Яп.

2. Радиотехника N 12, 1991, реф. N 12B56OП.

Использование: системы зажигания двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: октан-корректор содержит компаратор и два интегрирующих RC-звена, постоянная времени первого звена меньше, чем второго, выход первого звена соединен с неинвертирующим, а выход второго звена - с инвертирующим входами компаратора, входы звеньев соединены с источником напряжения, общие выводы звеньев соединены с источниками напряжения смещения. Параллельно конденсатору и параллельно источнику напряжения смещения первого звена подключены нормально замкнутые электронные ключи, управляющие электроды которых соединены с незаземленным контактом прерывателя и через резистор - с источником напряжения, а параллельно конденсатору второго звена подключен нормально разомкнутый ключ, управляющий электрод которого соединен с выходом компаратора. Схема обеспечивает стабильность угла опережения зажигания при изменении скорости вращения двигателя. 2 ил.

Электронный октан-корректор, состоящий из компаратора, первой и второй цепей заряда конденсаторов, причем постоянная времени первой цепи меньше, чем второй, входы цепей заряда подключены к источнику напряжения, отличающийся тем, что цепи заряда конденсаторов выполнены в виде интегрирующих RC-звеньев, входы которых подключены к источнику напряжения, выход первого звена соединен с неинвертирующим, а выход второго звена с инвертирующим входами компаратора, общий вывод первого звена соединен с первым источником напряжения смещения, общий вывод второго звена соединен с вторым источником напряжения смещения, параллельно первому источнику напряжения смещения и параллельно конденсатору первого RC-звена подключены нормально замкнутые ключи, управляющие электроды которых соединены с незаземленным контактом прерывателя и через резистор с источником напряжения, а параллельно конденсатору второго RC-звена подключен нормально разомкнутый ключ, управляющий электрод которого соединен с выходом компаратора.