Устройство для управления двигателем внутреннего сгорания Советский патент 1985 года по МПК F02D33/00 

WЧзг

со со

N

со

Фиг.

Изообретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к устройствам дляуправления двигателем внутреннего сгорания.

Известно устройство для управления двигателем внутреннего сгорания, содержащее датчики параметров состояния двигателя, подключенные своими выходами к входам блока определения скорости вращения вала двигателя, два выхода которого подключены к входам блока управления подачей топлива, а выход последнего соединен с электромагнитным клапаном, установленным в канале подачи топлива к двигателю 1.

Больщое количество переключений клапана в процессе функционирования приводит к его значительному износу и, как следствие, снижает надежность устройства для управления двигателем.

Цель изобретения - повыщение надежности управления.

Указанная цель достигается тем, что устройство для управления двигателем внутреннего сгорания, содержащее датчики параметров состояния двигателя, подключенные своими выходами к входам блока определения скорости вращения вала двигателя, два выхода которого подключены к входам блока управления подачей топлива, а выход последнего соединен с электромагнитным клапаном, установленным в канале подачи топлива к двигателю, дополнительно содержит последовательно соединенные блок выделения постоянной составляющей, вычитающий элемент и регулируемый золотник, причем вход блока выделения постоянной составляющей подключен к выходу блока управ.1ения подачей топлива, а регулируемый золотник установлен в канале подачи топлива между электромагнитным клапаном и двигателем.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для управления двигателем; на фиг. 2 - блок-схема блока определения скорости вращения вала двигателя; на фиг. 3 - блок-схема блока управления подачей топлива.

(Устройство содержит датчик 1 угловых меток, датчик 2 углового положения вала 3 от зубчатого венца 4 и указателя 5 щестерни 6, жестко связанной с валом 3, подключенные своими выходами 7 и 8, соответственно к входам блока 9 определения скорости вращения вала 3 двигателя, два выхода 10 и 11 которого подключены к входам блока 12 управления подачей топлива, а выход последнего соединен с электромагнитным клапаном 13, установленным в канале 14 подачи топлива к двигателю.

Устройство дополнительно содержит последовательно соединенные блок 15 выделения постоянной составляющей, вычитающий элемент 16 и регулируемый золотник 17,

причем вход блока 15 выделения постоянной составляющей подключен к выходу блока 12 управления подачей топлива, а регулируемый золотник 17 установлен в канале 14 подачи топлива между электромагнитным клапаном 13 и двигателем.

Блок 9 определения скорости вращения вала 3 двигателя содержит счетчик 18 импульсов, к входу которого подключен своим выходом 7 датчик угловых меток, а к

° выходу - выход 10 блока 9, формирователь 19 импульсов, подключенный своим входом к выходу 8 датчика 2 углового положения вала 3, а выходом - к входу счетчика 18 импульсов, ждущий мультивибратор 20, к входам которого подключены датчик 2 углового положения вала 3 через выход 8 и задатчик 21 скорости, а к выходу - блок 12 управления подачей топлива через выход 11.

Блок 12 управления подачей топлива

0 выполнен в виде цифрового автомата и содержит управляющий триггер 22, установочные входы R и S KOTOporo подключены через логические элементы И 23 и 24 соответственно, к инверсному и прямому выходам вспомогательного триггера 25, установочные входы R и S KOTOporo подключены к выходам И и 10 блока 9, причем вход триггера 25 подключен к входу 11 через формирователь 26 переднего фронта стробирующего импульса. Вторые входы схем 23 и 24

0 подключены к выходу 11 блока 9 через формирователь 27 заднего фронта стробирующего импульса. Выходом блока 12 является инверсный выход триггера 22. Формирователи 26 и 27 переднего и заднего фронтов могут быть выполнены в виде последовательно соединенных дифференциальной цепи и диода, включенного в соответствующем направлении.

Устройство для управления двигателем внутреннего сгорания работает следующим

0 образом.

С поступлением на вход системы сигнала датчика 2 углового положения вала 3 формирователь 19 импульсов подает импульс на вход установки нуля счетчика 18 импульсов, тем самым приводя последний в исходное состояние. Кроме того, сигнал от датчика 2 включает ждущий мультивибратор 20, который вырабатывает импульс с длительностью Т, пропорциональной положению задатчика 21 скорости. Этот импульс

0 поступает на формирователи 26 и 27 переднего и заднего фронтов. В то же время на вход счетчика 18 начинают поступать импульсы от задатчика 1 угловых меток.

Если частота вращения вала 3 больще требуемой, то сигнал переполнения счетчика 18 сформируется на выходе 10 раньще, чем закончится импульс на выходе 11 мультивибратора 20. Если частота вращения вала 3 меньше требуемой, то сигнал переполнения счетчика 18 сформируется позже, чем закончится импульс мультивибратора 20. От сигнала с выхода формирователя 26 переднего фронта, поступающего на вход R триггера 25, последний устанавливается в состояние, соответствующее логическому «О Затем сигнал переполнения счетчика 18 поступает на вход триггера 25 и устанавливаег в нем состояние, соответствующее логической «1. Если последний сигнал приходит раньше, чем закончился импульс мультивибратора 20, окончание которого фиксируется формирователем 27 заднего фронта, то состояние, соответствующее логической «1, из триггера 25 переносится в триггер 22 при поступлении импульса на вход логического элемента И 24 от формирователя 27. Если же этот сигнал приходит позже, то через логический элемент И 23 из триггера 25 в триггер 22 переносится состояние, соответствующее логическому «О. Таким образом, с большей степенью точности на выходе блока 12 формируется напряжение, включающее и выключающее электромагнитный клапан 13 при уменьщении и превыщении частоты вращения вала 3 величины, заданной задатчиком 21. При скорости, близкой к заданной, клапан 13 начинает с больщой частотой включаться и выключаться, причем эта частота пропорциональна точности системы регулирования. Оптимальным с точки зрения на ежности режимом работы клапана 13 в предлагаемой системе является режим постоянного включения, но для этого необходимо точное дросселирование подачи топлива. Кроме того, для того, чтобы была возмож ность повышения скорости при любом установившемся режиме, режим работы клапана 13 в установившемся режиме должен позволять иметь периоды отключения. Поэтому наилучший его режим должен состоять из уплотнительного периода включения и малого - отключения. При этом постоянная составляющая сигнала, подводимого к клапану 13, должна быть меньше напряжения U логической «1 на выходе блока 12 и составлять 90-95%от Uj. Поддержание такого режима осуществляется за счет элементов 15-17. Блок 15 выделяет постоянную составляющую сигнала, подводимого к клапанану 13. Напряжение U на выходе блока 15 сравнивается с сигналом UST , составляющим 95% от U с помощью вычитающего элемента 16. Если U; UST то управляемый золотник 17 перемещается в сторону уменьшения подачи топлива, если Jz .. УЭТ , то золотник 17 перемещается в сторону увеличения подачи топлива. Вычитающий элемент 16 имеет большую зону нечувствительности, в связи с чем точность регулирования цепи элементов 15-17 достаточно мала, но, несмотря на это, точность всего устройства определяется клапаном 13. В то же время большая зона нечувствительности элемента 16 исключает частые переключения управляемого золотника 17, т. е. за счет дополнительной цепи элементов 15-17, устанавливается оптимальный по надежности режим работы клапана, позволяющий увеличить его ресурс. Таким образом, реализация изобретения повышает надежность управления двигателем внутреннего сгорания.

Фиг.З

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее датчики параметров состояния двигателя, подключенные своими выходами к входам блока определения скорости вращения вала двигателя, два выхода которого подключены к входам блока управления подачей топлива, а выход последнего соединен с электромагнитным клапаном, установленным в канале подачи топва к двигателю, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности управления, оно дополнительно содержит последовательно соединенные блок выделения постояниой составляющей, вычитающий элемент и регулируемый золотник, причем вход блока выделения постоянной составляющей подключен к выходу блока управления подачей топлива, а регулируемый золотник установлен в канале подачи топлива между электромагнитным клапаном и двигателем.