Устройство программного управления двигателем внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК F02D28/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, и может быть использовано в устройствах программного управления двигателем внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение эффективности устройства путем сокращения времени настройки программ разогрева и охлаждения двигателя. На фиг,1 представлена функциональная схема устройстваj на фиг.2 график функциональной зависимости п fCO . Устройство программного управления двигателем внутреннего сгорания содержит следящую систему i, снабженную последовательно соединенными блоком задания 2, блоком формирования сигнала рассогласования 3 с двумя входами, блоком управления шаговым двигателем 4 с двумя входами, шаговым двигателем 5, датчиком положения вала 6 с двумя выходами и регулятором оборотов двигателя 7 и последовательно соединенными переключателем программ 8, блоком управ ления частотой генератора 9 с тремя входами и двумя выходами задающим генератором импульсов 10, причем вт рой вход блока формирования сигнала рассогласования 3 соединен со вторым выходом датчика положения вала. 6 и вторым входом блока управления частотой генератора 9, а выход зада щего генератора импульсов 10 связан со вторым входом блока управления шаговым двигателем А, блок измерени времени отработки программ 11,снабженный последовательно соединенным первым 12 и вторым 13 одновибраторами, элементом ИЛИ 14 с двумя вход ми, счетчиком 15 с двумя входами,бу ферным регистром 16 с двумя входами дешифратором 17 с двумя входами и табло цифровой индикации 18,, последовательно соединенными блоком 10 управления эталонным генератором и эталонным генератором 20, и переклю чателем контроль 21, причем первь вход блока утфавления частотой гене ратора 9 соединен со вторым входом элемента ИЛИ 14 и вторым входом дешифратора 17, второй выход блока уп равления частотой генератора 9 соединен со входом блока 19 управления эталонным генератором, выход эталон ного генератора 20 соединен со вто8ым входом счетчика 15, выход перелючателя контроль соединен со вторым входом элемента ИЛИ 14, выход ервого одновибратора 12 соединен со торым входом буферного регистра 16, выход задающего генератора импульсов 10 и второй вход блока управления шаговым двигателем 4 соединены со входом первого одновибратора 12, Устройство программного управления работает следующим образом. При появлении рассогласования в следящей системе 1 между сигналами блока 2 и задатчика положения вала 6 блок управления шаговым двигателем, 4 формирует управляющие импульсы в соответствии со знаком сигнала рассогласования от блока формирования сигнала рассогласования 3, что вызывает вращение шагового двигателя 5 в сторону уменьшения рассогласования и приводит к изменению задания на регулятор оборотов двигателя 7. Скорость вращения шагового двигателя 5 определяется частотой задающих импульсов генератора 10. Блок управления частотой генератора 9 позволяет настраивать положения точки излома и частоты, соответствующие пологим ветвям программ (т.е. диапазон изменения и крутизну пологих ветвей) . В соответствии с сигналом датчика положения вала 6 блок управления частотой генератора 9 задает максимально возможную частоту генератора импульсов 10 (в диапазоне до точки излома), либо частоту, соответствующую одной из пологих ветвей (в диапазоне от точки излома до (фиг.2). Выбор программ осуществляется переключателем программ 8. Время отработки пологой части программ прямо пропорционально диапазону (участку АВ фиг.2) и обратно пропорционально частоте генератора импульсов 10. В режиме настройки сигнал от переключателя контроль 21 блока измерения времени отработки программ 11 поступает на первый вход блока управления частотой задающего генератора импульсов 10, что инициирует генерацию частоты, соответствующей пологой ветви программы выбранной переключателем программ 8.При этом cнимaei cя сигнал запрета счета со счетчика 15 и сигнал гашения индикации с дешифратора 17. По положительному фронту каждого из импульсов генератора импульсов 10 на выходе первого одновибратора 12 формируетс кратковременньй сигнал переноса информации из счетчика 15 в буферный регистр 16, а по окончании переноса на выходе второго одновибратора 13 формируется кратковременный сигнал обнуления счетчика 15,который поступает на его вход через элемент ИЛИ 14. После этого счетчик 15 возобновляет счет импульсов, поступающих на его счетный вход от эталонного генератора 20, частота которого значитель но превышает частоту задающего генератора импульсов 10. Таким образо число импульсов от эталонного генератора 20, сосчитанное счетчиком 15 за время, равное периоду импульсов генератора импульсов 10, пропорционально времени обработки программы. Время реализации любой поло гой ветви программы следящей системой определяется выражением f -и 1-п где Т„ - время реализации пологой ветви программы; „ - частота задающего генератора импульсов 10; Кп - число шагов шагового двигателя 5, за которое реализуется пологая ветвь программы;Т: и - период импульсов задающего генератора импульсов 10. Период задающего генератора импульсов 10 может быть определен из соотношения п. где f, - частота эталонного генератора 20; п - число импульсов эталонного генератора 20, сосчитанное за период задающего генератора импульсов 10. Окончательно Т„ К„-п, -гЕсли частота эталонного генератора 20 выбирается равной числу шагов 28 шагового двигателя 5, за которое полностью реализуется пологая ветвь программы, то число импульсов эталонного генератора 20 за период задающего генератора, импульсов 10 будет равно времени отработки ветки программы в секундах. f, к, Т Пэ При перенастройке точки излома (изменение диапазона АВ фиг.2) изменяется число шагов шагового двигателя 5, за которое реализуется пологая -ветвь программы. Для учета этого изменения в блоке измерения времени отработки программ 11 используется блок 19 управления эталонным генератором 20. На вход блока 19 управления со второго выхода блока управления частотой 9 генератором импульсов 10 подается сигнал, соответствующий заданному при настройке значению ординаты точки излома. В блоке управления эталонным генератором 19 происходит вычисление диапазона АВ по значению ординаты точки излома. Управляющий сигнал блока 19 управления поступает на вход эталонного генератора 20 и изменяет частоту его импульсов пропорционально величине диапазона АВ. При этом равенство f, К сохраняется при любых значениях ординаты точки излома программы. Код промелсуточного буферного регистра 16 соответствует времени реализации настраиваемой программы. Информация с буферного регистра 19 дешифруется дешифратором 17 и индицируется на табло цифровой индикации 18 в минутах и секундах. Таким образом, при настройке рограмм (изменении частоты генераора импульсов 10 и ширины диапазоа пологих ветвей программы) на цифовом табло постоянно индицируется екущее значение времени реализации ологой ветви программы в минутах и екундах, причем цикл измерения и иникации повторяется каждый период мпульсов задающего генератора 10.

Фиг.

УСТРОЙСТВО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее следящую систему, снабженную последовательно соединенными блоком задания, блоком формирования сигнала рассогласования с двумя входами, блоком управления шаговым двигателем с двумя входами, шаговым двигателем, датчиком положения вала с двумя выходами и регулятором оборотов двигателя и последовательно соединенньми переключателем программ, блоком управления частотой генератора с тремя входами и двумя выходами и задающим генератором импульсов, причем второй вход блока формирования сигнала рассогласования соединен с вторым выходом датчика положения вала и вторым входом блока управления частотой генератора, а выход задающего генератора импульсов связан с вторым входом блока управления шаговым двигателем, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности путем сокращения времени настройки программ разогрева и охлаждения двигателя, оно дополнительно содержит блок измерения времени,снабженный последовательно соединенными первым и вторым одновибраторами, элементом ИЛИ с двумя входами, счетчиком с двумя входами, буферным регистром с двумя входами дешифпатором с двумя входами и табло цифровой индикации,последовательно соединенными блоком управления эталонным генератором и эталонным генератором, и переключатеСЛ лем контроль, причем первый вход блока управления частотой генератора соединен с вторым входом элемента ИЛИ и вторым входом дешифратора, второй выход блока управления частотой генератора соединен с входом блока управления эталонным генератором, выход эталонного генератора соединен с вторым входом счетчика, выход переключателя Контроль соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход первого одновибратора соедирен с вторым входом буферного регистра, а выход задающего генератора импульсов и второй вход блока управления шаговым двигателем соединены с входом первого одновибратора.

.) А

-20сек -2 мин

20MUH

-90мин

Фиг, 2