Устройство для регулирования двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F02D41/00 

Р зобретение относится к двигателе строению, в частности к устройствам управления двигателей внутреннего Сгорания (две), и может быть использовано для регулирования подачи топлива в двигатель.

Цель изобретения - повьшение топливной экономичности двигателя внутреннего сгорания (две) за счет повышения точности коррекции топливопо- дачи по параметрам нагрузки. чертеже изображена функционалъ ая схема предлагаемого устройства. I Устройство содержит импульсный датчик 1 частоты вращения вала двига еля внутреннего сгорания (ДЕС) 2, формирователь 3 импульсов, вход ко- Горого подключен к выходу импульсног датчика 1 частоты вращения, синхрони ирующий замкнутый контур 4 с двумя выходами, вход которого соединен с выходом формирователя 3 импульсов, а первый к второй выходы подключены соответственно к первому входу диф- ференциатора 5 и к второму входу схе .мы 6 определения режимов работы ЛВС, выход, которой соединен с первым входом микропроцессора (МКП) 7, второй И третий входы которого подключены соответственно к выходам датчиков 8 И 9 рабочих параметров ДВС, а первы |выход МКП 7 соединен с первым входом первого сумматора 10, второй вход которого подключен к выходу дифференциатора 5, а выход сумматора 10 соединен с первым входом второго сумма.- тора 115 второй вход которого подключен, к выходу датчика 12 крутящего момента ДВС, а выход соединен с тпаговы.м электродвигателем (ШД) 13, выходной вал которого соединен с рейкой 14 топливных насосов (РТН), датчик 15 углового положения выходного вала шагового электродвигателя, выход которого подключен к четвертому входу МКП 7, и датчик 16 положения верхней мертвой точки (в.м.т.) поршня в цилиндре ДВС, выход которого соединен с вторым входом диффе - ренциатора 5, второй выход МКП 7 соединен с ШД 13.

В памяти микропроцессора 7 в виде графиков заложены зависимости; b у f-CP) цикловой подачи топлив а (положение РТН) от давления наддува, Ьц f(tn4; цикловой подачи топлива от температуры охлаждающей жидкости ДВС, Ьц f(n) - цикловой подачи топлива от частоты вращения коленчатого вала ДВС. Указанные зависимости определяют количество подаваемого в ДВС топлива от изменения рабочих параметров ДВС, характеризующих его нагрузку, температурный режим и скоростной ре жим работы.

Устройство работает следующим образом. .

При переходе ДВС на другой режим работы сигнал частоты n. вращения от органа задания поступает на первый вход схемы 6 определения режимов работы двигателя, которая устанавливает узкий заданный диапазон изменения частоты вращения на данном режиме работы. На основании этого сигнала задания зависимости Ьц f(n.b) МКП 7

рассчитывает необходимое положение РТН 14 (необходимую цикловую подачу топлива для поддержания заданной частоты вращения двигателя). С первого выхода ККП 7 сигнал на установку

РТН 14 в требуемое положение через первый 10 и второй 11 сумматоры поступает на ШД 13, который осуществляет позиционирование РТН 14 в соответствии с заданной частотой п адВращения ДВС, Это положение РТК (цикловая подача топлива) на установившемся режиме непрерывно контролируется и регулируется с помощью цепи обратной связи, включающей в себя датчик 15 углового положения выходного вала ШД 13. При приближении частоты вращения к верхней или нижней границе скоростного диапазона, установленного схемой 6 определения режимов

работы двигателя, ШД 13 по сигналу МКП 7 изменяет положение РТН 14 в сторону увеличения или уменьшения подачи топлива в цилиндры ДВС„

При изменении нагрузки ДВС 2,

вызванном, например, изменением профиля пути, включением или выключением вспомогательных агрегатов, приводимых от ДВС и т.п., изменяется частота вращения его коленчатого вала.

Сигнал п с выхода импульсного датчика 1 частоты вращения в виде после- довательности импульсов произвольной формы поступает на вход формирователя 3 импульсов, который формирует импульсы требуемой формы и длительности. Указанная последовательность импульсов частоты вращения поступает на вход синхронизирующего замкнутого контура 4, где происходит фильтра

ция низких частот импульсов частоты вращения и их синхронизация по фазе . с эталонным значением- импульсов, генерируемых контуром. С выхода синхронизирующего замкнутого контура 4 сигнал частоты вращения в виде напряжения Пор поступает на первый вход дифференциатора 5 и на второй вход схемы 6 определения режимов работы две. Схема 6 определяет отклонение фактической частоты вращения от заданной в ту или иную сторону и выдает на первый вход МКП 7 сигнал 4U рассогласования, на основании которо- го по зависимости Ъ ц f(tio) МКП 7 определяет величину коррекции положения РТН 14 по отклонению скоростного режима (изменением Mj). В дифференциаторе 5 происходит дифферен- цирование сигнала фактической частоты вращения за интервал времени между двумя соседними моментами впрыска топли-ва.. Этот интервал времени задается с помощью датчика 16 положения в.,м.т. поршня в цилиндре ДВС, выходной сигнал которого поступает на второй вход дифференциатора 5. Производ

dUф ная --- служит мерой нагрузки ДВС,

о

соответствующей потерям на трение, т.е. служит мерой изменения М при изменении частоты вращения ДВС. Разность Mj - М представляет собой М - момент, затрачиваемый на сообщение кинетической энергии движущимся массам. Эта разность определяется в нервом сумматоре 10, с выхода которого сигнал, соответствующий значению Мццц, поступает на первый вход .второго сумматора 11. На второй вход- второго суьшатора 11 с выхода датчика 12 крутящего момента ДВС поступает сигнал, соответствующий фактическому эффективному моменту нагрузки (Мзф). В сумматоре 11 значения j( и М ф суммируются и результат суммирования с выхода второго сумматора 11 поступает на ШД 13, который осуществляет позиционирование РТН 14 (изменяет цикловую подачу топлива) в- соответствии с этим сигналом регулирования. При этом временная задержка в коррекции цикловой подачи топлива по скоростному и нагрузочному режимам практически сводится к нулю.

Ка установившемся режиме работы Две при изменении условий на входе в

двигатель (изменение барометрического давления и температуры окружающей среды) или условий охлаждения двигателя изменяются сигналы датчиков 8, измеряющих давление наддува, и датчиков 9, измеряющих температуру охлаждающей жидкости. Вследствие этого МКП 7 на основании зависимостей

Ьц fCP) и

Ьц f(to

) , заложенных в его памяти, рассчитывает коррекцию цикловой подачи топлива (положение РТН) для изменившихся условий работы ДВС. Сигнал /зЬц коррекции с дополнительного (второго) выхода МКП 7 поступает на ШД 13, которЬЕЙ изменяет положение РТН 14 в соответствии с величиной сигнала ЗЪц. Таким образом, устройство осуществляет дополнительную коррекцию топливоподачи при изменении условий на впуске в двигатель и(ш1и) его температурного режима.

Формула изобретения

Устройство для регулирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее импульсный датчик частоты вращения вала двигателя, формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу импульсного датчика, синхронизирующий замкнутый контур с двумя выходами, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а

первый и второй выходы подключены соответственно к первому входу дифференциатора и к второму входу схемы определения режимов работы двигателя, выход которой соединен с первым входом микропроцессора, второй и третий входы которого подключены соответст- венно к вьЕсодам датчиков рабочих параметров двигателя, а первый выход микропроцессора соединен с первь м

входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу дифференциатора, а выход сумматора связан с входом шагового электродвигателя, выходной вал которого кинематически

связан с рейкой топливных насосов двигателя, датчик углового положения выходного вала шагового электродвигателя, выход которого подключен к четвертому входу микропроцессора, датчик положения верхней мертвой точки поршня в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, выход которого соединен с вторым входом дифферении514375396

агора, отличающееся тем,цессор снабжен вторым выходом, перчто, с целью повышения топливной эко-вый вход второго сумматора подключен

нсмичности двигателя внутреннего его-к выходу первого сумматора, второй

рания за счет повышения точности кор-его вход - к выходу датчика крутярекции топливоподачи по параметрамщего момента двигателя, а выход соенагрузки, оно снабжено датчиком кру- динен с шаговым электродвигателем,

тящего момента двигателя и вторь мпричем второй выход микропроцессора свясумматором с двумя входами, микропро-занс входом шагового электродвигателя.

Изобретение м.б. использовано для регулирования подачи топлива в двигатель. Цель изобретения - повышение топливной экономичности двигателя за счет повьшения точности коррекции топливоподачи по параметрам нагрузки. Для этого устройство снабжено датчиком 12 крутящего момента двигателя и вторым сумматором 11 с двумя входами. Микропроцессор 7 снабжен вторым выходом, первый вход второго сумматора подключен к выходу первого сумматора 10, а второй его вход - к выходу датчика 12, а выход соединен с шаговым электродвигателем 13. Второй выход микропроцессора 7 связан с входом шагового электродвигателя 13, выходной вал которого соединен с рейкой 14 топливных насосов. Устройство осуществляет допол- нительную коррекцию топливоподачи при изменении условий на впуске в двигатель и(или) его температурного режима . 1 ил, со с i4 со ел 00 х