СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВС Российский патент 2001 года по МПК F02D41/26 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системе управления двигателем внутреннего сгорания (далее - ДВС), например, для управления моментом зажигания или топливоподачей.

Известна система управления подачей топлива в ДВС, см. патент США N 4719794, МКИ4 G 01 M 19/00, публ. 19.06.98 г., включающая в себя датчики рабочих параметров ДВС, контроллер, выполненный на базе микроЭВМ, устройство ручной регулировки (переменный резистор) выходного параметра ДВС (концентрация окиси углерода (CO) в отработавших газах) и исполнительные устройства (топливные форсунки).

В качестве устройств ручной регулировки обычно применяют переменные резисторы как наиболее дешевые и простые в использовании.

Недостатками переменных резисторов являются зависимость сопротивления от температуры окружающей среды и низкая надежность в условиях воздействия агрессивных сред, вибраций, многократного изменения температуры и влажности на борту автомобиля. В процессе эксплуатации движок переменного резистора может произвольно изменить свое положение или потерять контакт с поверхностью резистора. Перечисленные явления приводят к нарушению регулировки и нестабильности выходного параметра ДВС, например, концентрации CO в отработавших газах, что может вызывать повышенное загрязнение окружающей среды.

За прототип заявляемого способа взят способ управления двигателя ВАЗ-2111 с распределенным впрыском топлива (1). Система управления ДВС включает в себя контроллер, выполненный на базе микропроцессора, датчики режима работы ДВС, устройство ручной регулировки выходного параметра ДВС (переменный резистор ручной регулировки CO, называемый в тексте "потенциометр CO") и форсунки впрыска топлива.

Управление ДВС осуществляется следующим образом. Напряжение со средней точки делителя, образованного внешним по отношению к контроллеру переменным резистором ручной регулировки CO, и внутренним, расположенным в контроллере резистором, подключенным к опорному уровню напряжения, подается на вход аналого-цифрового преобразователя (далее - АЦП) и преобразуется в цифровой сигнал. В зависимости от величины полученного цифрового сигнала корректируется величина топливоподачи, рассчитанная на основе значений параметров работы ДВС, полученных путем измерения сигналов датчиков режима работы двигателя. После этого производится топливоподача с учетом вышеназванной коррекции путем открытия форсунок на заданное время и в заданный момент.

Недостаток прототипа заключается в следующем. Положение движка переменного резистора ручной регулировки CO изменяют только во время регулировки содержания CO в отработавших газах ДВС, поскольку данную процедуру проводят в стационарных условиях, с применением газоанализатора. Переменный резистор ручной регулировки установлен стационарно на автомобиле. В процессе эксплуатации движок переменного резистора может произвольно изменить свое положение. При этом изменяется коррекция топливоподачи, в результате чего возрастает концентрация CO в отработавших газах.

Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности работы системы управления ДВС и снижение ее стоимости за счет исключения из бортовой комплектации системы управления устройства ручной регулировки выходного параметра ДВС, которое подключается только на время регулировки.

Указанная задача решается в способе управления ДВС, включающем периодическое измерение сигналов датчиков режима работы ДВС, периодическое измерение сигнала устройства ручной регулировки выходного параметра ДВС, расчет и формирование сигнала управления исполнительным устройством с учетом коррекции, зависящей от величины сигнала устройства ручной регулировки.

Задача решается тем, что задают действующее значение сигнала устройства ручной регулировки, задают диапазон допустимых значений сигнала устройства ручной регулировки, определяют нахождение значения измеренного сигнала устройства ручной регулировки в пределах заданного диапазона и, если значение измеренного сигнала устройства ручной регулировки находится вне заданного диапазона, в расчетах коррекции сигнала управления используют действующее значение сигнала устройства ручной регулировки.

При инициализации системы управления задают действующее значение, соответствующее нулевой корректировке сигнала управления.

Действующее значение могут запоминать в энергонезависимой памяти контроллера.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена блок-схема системы управления ДВС.

Изобретение может быть реализовано, например, в системе управления топливоподачей ДВС (см. чертеж). Система управления включает в себя контроллер 1, содержащий микропроцессор, АЦП, ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), ЭРПЗУ (электрически репрограммируемое постоянное запоминающее устройство), резистор R1 и источник опорного напряжения U_оп. Система снабжена датчиками режима работы двигателя, например, температуры (t), положения дроссельной заслонки (ПДЗ), расхода воздуха (РВ) и положения коленвала (ПКВ) двигателя. Система также имеет переменный резистор R2 ручной регулировки концентрации CO в отработавших газах и топливные форсунки 2. Переменный резистор R2 подключен к контроллеру 1 с помощью разъема 3.

Для реализации изобретения выполняют следующие действия:
1. При инициализации системы (первой подаче напряжения питания в контроллер) из ПЗУ контроллера 1 в ОЗУ записывают начальное действующее значение величины сигнала ручной регулировки и величины U1, U2, определяющие заданный диапазон значений сигнала ручной регулировки CO. Это начальное действующее значение соответствует нулевой коррекции топливоподачи. При последующих включениях системы управления в качестве действующего значение сигнала ручной регулировки используется сохраненное в ОЗУ значение. Это возможно, если ОЗУ имеет режим сохранения информации при выключении двигателя (режим питания от автономного источника питания). В случае, если ОЗУ не имеет автономного питания при последующих включениях системы управления на автомобиле начальное действующее значение величины сигнала ручной регулировки записывается в ОЗУ из ЭРПЗУ.

2. Измеряют величины сигналов датчиков режима работы ДВС и на их основе рассчитывают величину топливоподачи.

3. Измеряют уровень напряжения U_co (см. чертеж), который зависит от положения движка переменного резистора R2 ручной регулировки CO.

4. Производят оценку измеренного значения сигнала переменного резистора ручной регулировки CO на предмет нахождения его в заданном диапазоне.

5. Если значение измеренного сигнала ручной регулировки CO находится внутри заданного диапазона (U1 - U2; U2 меньше опорного напряжения U_оп), то его запоминают в ОЗУ контроллера 1 как действующее значение величины сигнала ручной регулировки и по его величине рассчитывают коррекцию топливоподачи.

6. Если значение сигнала переменного резистора ручной регулировки CO выходит за пределы заданного диапазона, то расчет коррекции величины топливоподачи производят по хранящемуся в ОЗУ действующему значению величины сигнала ручной регулировки CO.

7. Производят топливоподачу с учетом упомянутой коррекции путем открытия форсунок на заданное время в соответствующий момент. Синхронизацию работы системы производят по сигналам датчика ПКВ.

8. Повторяют перечисленные действия периодически синхронно с рабочим процессом ДВС.

При остановке ДВС запоминают в ЭРПЗУ контроллера 1 из ОЗУ последнее использованное в расчете коррекции топливоподачи действующее значение сигнала ручной регулировки CO (см. шаг 1 описания работы системы).

Для осуществления ручной регулировки системы управления ДВС достаточно подключить к разъему 3 (см. чертеж) технологический переменный резистор ручной регулировки. При этом регулировка выходного параметра ДВС (концентрации CO в отработавших газах) будет производиться в соответствии с величиной сопротивления технологического переменного резистора, а после его отключения (при этом U_ос = U_оп и, следовательно, больше U2, т.е. не находится в заданном диапазоне) система будет работать по действующему значению сигнала, сохраненному в ОЗУ контроллера 1. При выключении двигателя последнее использованное в расчете коррекции сигнала управления действующее значение сигнала может быть сохранено в ЭРПЗУ контроллера 1. Если в процессе дальнейшей эксплуатации автомобиля возникает необходимость в регулировке CO, то к разъему 3 подключают переменный резистор R2. При этом при измерении сигнала U_со система определяет, что его значение находится в заданном диапазоне и тем самым разрешается ручная регулировка CO. Режим ручной регулировки будет продолжаться до тех пор, пока резистор R2 не будет отключен от разъема 3.

Способ может быть также осуществлен в других системах управления ДВС, снабженных устройством ручной регулировки, например, в системе управления зажиганием ДВС с переменным резистором ручной регулировки уровня детонации двигателя путем коррекции угла опережения зажигания.

Достоинством заявляемого изобретения является повышение надежности и снижение стоимости автомобиля, снабженного ДВС с управлением, осуществляемым по заявляемому способу, за счет возможности осуществления эффективного управления ДВС при отсутствии в системе управления бортового устройства ручной регулировки.

Литература
1. Автомобили ВАЗ-21083, ВАЗ-21093, ВАЗ-21099, ВАЗ-21102, ВАЗ-2111. Система управления двигателем ВАЗ-2111 (1,5 л) с распределенным впрыском топлива: Руководство по техническому обслуживанию и ремонту. Ген. Департамент Развития АО АВТОВАЗ. - М.: "Ливр", 1998 г., стр. 10.

Изобретение предназначено для управления топливоподачей или зажиганием ДВС. Способ включает периодическое измерение сигналов датчиков режима работы двигателя, периодическое измерение сигнала устройства ручной регулировки выходного параметра двигателя, расчет и формирование сигнала управления исполнительным устройством с учетом коррекции, зависящей от величины сигнала устройства ручной регулировки. При этом задают действующее значение сигнала устройства ручной регулировки, задают диапазон допустимых значений сигнала устройства ручной регулировки, определяют нахождение значения измеренного сигнала устройства ручной регулировки в пределах заданного диапазона и, если значение измеренного сигнала устройства ручной регулировки находится вне заданного диапазона, в расчетах коррекции сигнала управления используют действующее значение сигнала устройства ручной регулировки. Технический результат - повышение надежности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ управления двигателем внутреннего сгорания, включающий периодическое измерение сигналов датчиков режима работы двигателя, периодическое измерение сигнала устройства ручной регулировки выходного параметра двигателя, расчет и формирование сигнала управления исполнительным устройством с учетом коррекции, зависящей от величины сигнала устройства ручной регулировки, отличающийся тем, что задают действующее значение сигнала устройства ручной регулировки, задают диапазон допустимых значений сигнала устройства ручной регулировки, определяют нахождение значения измеренного сигнала устройства ручной регулировки в пределах заданного диапазона и, если значение измеренного сигнала устройства ручной регулировки находится вне заданного диапазона, в расчетах коррекции сигнала управления используют действующее значение сигнала устройства ручной регулировки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при инициализации системы управления двигателем задают действующее значение сигнала устройства ручной регулировки, соответствующее нулевой корректировке. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что действующее значение запоминают в энергонезависимой памяти.