Устройство регулирования запасаемой энергии в первичной обмотке катушки зажигания Советский патент 1989 года по МПК F02P3/04 

4

СО

00

со оо

Изобретение относится к системам зажигания поршневых двигателей внутреннего сгорания ,в частности, к бесконтактным системам зажигания, и может быть использовано в автомобилестроении для моделей с улучшенными показателями по токсичности выхлопных газов и экономичности двигателя. Цель изобретения - повышение надежности - достигается путем увеличения точности и снижения инерционности регулирования запасаемой энергии. Устройство содержит датчик 1 угловых отметок, в качестве которого может быть использован микропереключатель на эффекте Холла, блок 2 регулирования времени накопления, содержащий последовательно соединенные интегратор 3 времени и компаратор 4 с первым источником 5 опорного напряжения и блок 6 синхронизации. Кроме того, устройство содержит силовой каскад 7, шины 8 и 13 питания, индукционную катушку 9 зажигания с первичной 10 и вторичной 11 обмотками, искровой промежуток 12, измерительный резистор 14, блок 15 адаптации, содержащий блок 16 сравнения, второй источник 17 опорного напряжения, интегратор 18 адаптации, одновибратор 19 и управляемый ключ 20. В описании изобретения приводится вариант реализации устройства регулирования запасаемой энергии в электромагнитном поле индукционной катушки зажигания. 5 ил.

Фи.г.1

J-1}

Изобретение относится к системам зажигания поршневых двигателей внутреннего сгорания, в частности к бесконтактным системам зажигания, и может быть использовано в автомобилестроении для моделей с улучшенными показателями по токсичности и экономичности.

Цель изобретения - увеличение надежности, путем увеличения точности и снижения инерционности регулирования запасаемой энергии.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - электрическая принципиальная схема устройства; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работоспособность устройства; на фиг. 4 и 5 - временные диаграммы, поясняюшие работоспособность устройства при изменении напряжения питания источника питания к скважности сигнала датчика угловых отметок соответственно.

Устройство регулирования запасаемой энергии в первичной обмотке катунжи зажигания (фиг. 1) содержит датчик 1 угловых отметок, в качестве которого может быть использован, например, микропереключатель на эффекте Холла с прямоугольной формой имнульсов выходного сигнала, скважность которого может изменяться в процессе изготовления и эксплуатации, блок 2 регулирования времени накопления, содержащий но- следовательпо соединенные интегратор 3 времени и компаратор 4 с первым источником 5 опорного Uon} напряжения и блсж 6 синхронизации момента искрообразования с выходным сигналом блока 2 регулирования времени накопления, силовой каскад 7, первую шину 8 питания, к которой подсоединяется, например, аккумуляторная батарея, напряжение которой может принимать значение от 6 до 16 В. Устройство также включает индукционную катушку 9 зажигания с нервичной 10 и вторичной 11 обмотками; искровой промежуток 12, вторую шину 13 питания, измерительный резистор 14 текущего значения тока первичной об.мотки 10 катушки 9, блок 15 адаптации, содержащий блок 16 сравнения, второй источник 17 опорного Uoa 2 напряжения, интегратор 8 адаптации, одновибратор 19 и управляемый ключ 20.

Устройство характеризуется следующими связя.ми: выход датчика 1 угловых отметок связан с первым входом блока 2 регулирования времени накопления и с входом одновибратора 19; первый вход блока 2 регулирования (вход устройства) также связа-н с первым входом интегратора 3 времени с входом блока 6 синхронизации момента искрообразования; второй вход блока 2 регулирования соединен с вторым входом интегратора 3 времени и с выходом блока 15 адаптации; выход интегратора 3 через нервый резистор и выход б;1ока 6 синхронизации

0

0

момента искрообразования соединены с первым входом компаратора 4; второй вход компаратора 4 связан с выходом первого источника 5 огюрного Uon напряжения; вы- , ход компаратора 4, являюш.ийся выходом блока 2 регулирования времени накоплени.ч, связан с входом силового каскада 7, и.мею- 1дего два выхода; первый выход выходного каскада 7 соединен с одной клеммой нервичной обмотки 10 индукционной катушки 9 зажигания, другая клемма которой подключена к первой шине 8 питания.

Вторичная обмотка 11 катушки 9 зажигания через искровой промежуток 12 подсоединена к второй шине 13 питания. Второй

5 выход силового каскада 7 соединен через измерительный резистор 14 с второй шиной питания, а непосредственно - с вторым входом блока 15 адаптации, образованного интегратором 18 адаптации и блоком 16 сравнения, выход которого через BTOpoii резистор подсоединен к первому входу ин1е- гратора 18 адаптации, второй вход которого через третий резистор подсоедш1ен к первому входу блока 15 адаптации, соединенному с выходом компаратора 4 и с пхо

5 дом силовог О каскада 7. Biopoii вход,6,10- ка 15 адаптации подсое. ц-нкм через четвертый |)езистор к первому входу блока 16 сравнения, второй вход KOTojXjro через nfiTiiiit резистор соединен с вторькм ()Ч П1Ком 17 опорного напряжения, выход интегратора 18

0 адаптации через шестой резистор соединен с выходом блока 5 адаптации, первый вход блока 2 ре1 улирования в()емени накоплении через одновибратор 19 и управляемый клю. 20 соединен с втор1 1м вхол.ом блока 2 лирова1-:ия времени накс нлопчя i-; ;; выходим

5 блока 15 адаптации.

Блок 2 регу.чирования вре.чепи накопления запасаемой энергии содерж гг пптег)а- тор 3 времени, выполненный как токораз- ностный усилитель 21, между нервы.м (ппQ вертируюшим) входом и выходом которого включен времязадаюший конденсатор 22, причем первый (ипвертируюший) вход тоь;( разностного усилителя 21, кроме TOi o, через разрядный резистор 23 связан с первым входом, а .второй (прямой) вход соедипен с вто5 рым входом блока 2 регулирования. Выход токоразностного усилителя 21 через токозадаюший нервый резистор 24 связан с первым (ипвертируюшим) входом второго токоразностного усилителя 25, являющегося ко.мнараторо.м 4, второй (неинвертируюпхий)

0

вход которого через другой токозадаюший

резистор 26 подключен к первому источнику 5 опорного Uon напряжения, выполненному в данном случае как па;)аметричес- кий стабилизатор напряже1{пя па резисторе 27 и стабилитроне 28. Выбор значения опор- ного напряжепия Uon определяется требованиями по поддержанию постоянства запасаемой в электромагнитном no.:ie нндукииопной катушки 9 энергии в заданном диапазоне оборотов коленчатого вала. Выход токоразностного усилителя 25 компаратора 4 является выходом блока 2 регулирования. Выходной сигнал усилителя 25 используется, кроме того, для ускоренного разряда время- задающего конденсатора 22 интегратора 3. С этой целью между выходом усилителя 25 и инвертирующим входом усилителя 21 включена последовательная цепочка из диода 29 и резистора 30.

Блок 6 синхронизации выходного сигнала блока 2 регулирования с моментом искрооб- разования реализован на транзисторе 31, коллектор которого через последовательно

честве которого может быть использована, например, свеча зажигания.

Блок 15 адаптации представляет собой последовательное соединение первого токс- разностного усилителя 43, выполненного как блок 16 сравнения, и второго токоразностного усилителя 44, выполненного как интегратор 18 адаптации. В функцию усилителя 43 блока 16 входит сравнение амплитуды текущего значения коллекторного тока 10 мощного транзистора Дарлингтона 37, выраженной в единицах напряжения, падение которого снимается на измерительном резисторе 14, в качесте которого может быть использован любой резистивный элемент

соединенные диод 32 и резистор 33 связан с 5 злого сопротивления, например 0,05 Ом, со

инвертирующим входом токоразностного усилителя 25. Резистор 34 служит для задания базового тока транзистора 31, в коллекторе которого включен нагрузочный резистор 35.

значением требуемого значения тока заданного опорным уровнем Uen-i второго источника 17 опорного напряжения. В качестве источника 17 опорного напряжения в данном случае использован параметрический

Силовой каскад 7 содержит первый тран- 20 стабилизатор напряжения на стабилитроне

зисторный каскад 36, выполненный как эмит- терный повторитель, и второй каскад 37 на мощном тразисторе Дарлингтона, например, типа КТ 848А с параметрами /x,n 15Л, -сздвп 400В с PC 100 при . Эмит- терный повторитель 36 обеспечивает необходимый базовый ток для насыщения транзистора Дарлингтона 37, для ограничения коллекторного тока каскада 36 включен резистор 38. Между эмиттером транзистора Дарлингтона и его базой включен третий транзисторный каскад 39, функция которого - ограничение коллекторного тока транзистора Дарлингтона. Регулировка уровня ограничения осуществляется подбором номиналов резисторов 40 и 41, включенных как делитель напряжения. Для защиты транзистора Дарлингтона от мгновенного нарастания напряжения на первичной обмотке 10 катушки 9 зажигания между коллектором транзистора Дарлингтона и второй щиной 13 питания включен конденсатор 42 емкостью порядка 0,22 мкФ.

Источник питания, например аккумуляторная батарея, имеет положительную клемму, подсоединенную к первой шине 8 питания, на которой напряжение может менять45 и резисторе 46. Заданный уровень тока в данном случае определен как половина амплитуды текущего значения тока, возможен также и другой выбор заданного

25 уровня тока. Четвертый и пятый резисторы 47 и 48 служат для задания входных токов токоразностного усилителя 43 блока 16 сравнения. Функция интегратора 18 адаптации заключается в формировании на его выходе уровня напряжения коррекции, полученного

30 в результате интегрирования выходных сигналов компаратора 4 и блока 16 сравнения. С этой целью первый (неинвертирующий) вход токоразностного усилителя 44 соединен с выходом усилителя 43 блока 16 сравнения через второй зарядный резистор 49, а его

35 второй (инвертирующий) вход соединен с выходом усилителя 25 компаратора 4 через третий разрядный резистор 50. Между вторым -(инвертирующим) входом и выходом усилителя 44 включен времязадающий конденсатор 51. Выход усилителя 44 через за рядный щестой резистор 52 соединен с вторым (неинвертирующим) входом усилителя 21 интегратора 3 времени, являющимся вторым входом блока 2.

Усилители интегратора 3 времени и ко.мся от 6 до 16 В, и клемму, подсоединен- АС паратора 4 блока 2 регулирования времени

о irt.U гг.. Л Г .

ную к второй шине 13, соединенной с корпусом автомобиля.

В связи с требованиями по интенсификации выходных характеристик современных устройств накопления энергии для обедненных две уровень коллекторного тока мощного транзистора Дарлингтона в момент искрообразования повыщен до 8-9А по сравнению с 3-4А через контакты прерывателя для обеспечения уровня запасаемой энергии 130-180 мДж. Учитывая КПД индукционной катушки зажигания (0,3-0,45), можно подсчитать величину выделенной энергии на искровом промежутке 12, в канакопления, блока 16 сравнения и интегратора 18 блока 15 адаптации объединены в едином корпусе счетверенного токоразностного усилителя, серийно выпускаемого отеч- чественной промышленностью в серии К 1401

50 УД 1- Выходной контакт I микросхемы подсоединяется к второй шине 13 питания, в выходной контакт II - к первой шине 8 питания.

Одновибратор 19 выполнен также на токоразностных усилителях 53 и 54 по схеме

55 одновибратора.

Одновибратор содержит времязадающую цепочку, состоящую из конденсатора 55 и резистора 56, резистор 57 обратной связи и

честве которого может быть использована, например, свеча зажигания.

Блок 15 адаптации представляет собой последовательное соединение первого токс- разностного усилителя 43, выполненного как блок 16 сравнения, и второго токоразностного усилителя 44, выполненного как интегратор 18 адаптации. В функцию усилителя 43 блока 16 входит сравнение амплитуды текущего значения коллекторного тока 0 мощного транзистора Дарлингтона 37, выраженной в единицах напряжения, падение которого снимается на измерительном резисторе 14, в качесте которого может быть использован любой резистивный элемент

злого сопротивления, например 0,05 Ом, со

значением требуемого значения тока заданного опорным уровнем Uen-i второго источника 17 опорного напряжения. В качестве источника 17 опорного напряжения в данном случае использован параметрический

стабилизатор напряжения на стабилитроне

20 стабилизатор напряжения на стабилитроне

45 и резисторе 46. Заданный уровень тока в данном случае определен как половина амплитуды текущего значения тока, возможен также и другой выбор заданного

25 уровня тока. Четвертый и пятый резисторы 47 и 48 служат для задания входных токов токоразностного усилителя 43 блока 16 сравнения. Функция интегратора 18 адаптации заключается в формировании на его выходе уровня напряжения коррекции, полученного

30 в результате интегрирования выходных сигналов компаратора 4 и блока 16 сравнения. С этой целью первый (неинвертирующий) вход токоразностного усилителя 44 соединен с выходом усилителя 43 блока 16 сравнения через второй зарядный резистор 49, а его

35 второй (инвертирующий) вход соединен с выходом усилителя 25 компаратора 4 через третий разрядный резистор 50. Между вторым -(инвертирующим) входом и выходом усилителя 44 включен времязадающий конденсатор 51. Выход усилителя 44 через за рядный щестой резистор 52 соединен с вторым (неинвертирующим) входом усилителя 21 интегратора 3 времени, являющимся вторым входом блока 2.

Усилители интегратора 3 времени и ко.м АС паратора 4 блока 2 регулирования времени

паратора 4 блока 2 регулирования времени

гг.. Л Г .

накопления, блока 16 сравнения и интегратора 18 блока 15 адаптации объединены в едином корпусе счетверенного токоразностного усилителя, серийно выпускаемого отеч- чественной промышленностью в серии К 1401

УД 1- Выходной контакт I микросхемы подсоединяется к второй шине 13 питания, в выходной контакт II - к первой шине 8 питания.

Одновибратор 19 выполнен также на токоразностных усилителях 53 и 54 по схеме

одновибратора.

Одновибратор содержит времязадающую цепочку, состоящую из конденсатора 55 и резистора 56, резистор 57 обратной связи и

|гокозадающие резисторы 58-60. Вход вы- )полнен в виде дифференцирующей цепочки, ростоящей из коцденсатора 61, резистора 62 И диода 63.

Управляемый ключ 20 выполнен на транзисторе 64, открытый эмиттерно-коллек- торный переход которого шунтирует на корпус выходной сигнал блока 15 адаптации. Для задания режима ключа используются {резисторы 65 и 66.

Устройство работает следующим образом. I При вращении коленчатого вала двигателя на выходе датчика 1 угловых отметок формируется периодический сигнал напряжения L/1 в виде прямоугольных импульсов, длительность которых пропорциональна частоте вращения вала двигателя. При этом, момент /1 формирования отрицательного фронта имнульса определяет момент выключения тока через первичную обмотку 10 катуп1ки 9 зажигания, что соответствует искрообразованию, а момент /з формирования положительного фронта импульса соответствует моменту, относительно которого вводится задержка включения выходного транзистора силового каскада 7 посредством блока 2 регулирования времени накоп- .ления. В интервале низкий уровень напряжения W через блок 6 синхронизации момента искрообразоваыия поддерживает на выходе компаратора 4 низкий уровень напряжения (74 независимо от выходного сигнала Ш интегратора 3. При этом силовой каскад 7 выключен и ток через первичную обмотку 10 катущки 9 зажигания не протекает.

В интервале /з-1, когда действует высокий уровень напряжения U на выходе датчика 1 и при условии, что уровень выходного напряжепия (73 на выходе интегратора 3 меньще уровня опорного напряжения Uon источника 5 напряжения, на выходе компаратора 4 формируется импульсный сигнал (74 высокого уровня, которым включается силовой каскад 7. В катущке зажигания с момента з начинает протекать ток П, нарастающий ио эксноненте. При низких и средних частотах вращения вала двигателя, т. е. при достаточно больп1их временных выдержках интервала /з-1, ток (1 достигает заданного уровня /,, в момент /6 и ограничивается. Причем момент /а наступает существенно раньше момента ис- крообразования /i, что приводит к болыпо- му бесполезному выделению мощности в выходном каскаде и катушке зажигания. Для уменьшения мощности потерь предусмотрена регулировка времени задержки относительно момента /з таким образом, чтобы катушка зажигания Включалась только на время, при котором ток П доетигает требуемого значения /р, (т. е. if,t), при котором запасается необходимый уровень энергии. Регулирование времени задержки осуществляется следующим путем.

В процессе нарастания тока П в первичной обмотке 10 катушки 9 зажигания на измерительном резисторе 14 создается падение напряжения, пропорциональное величине тока tl, протекающего через него, которое затем сравнивается в блоке 16 сравнения блока 15 адаптации с опорным уровнем Uon 2 второго источника 17 напряжения. В момент /5 при равенстве уровней напряжения, что соответствует значению тока /р/2,

0 на выходе блока 16 сравнения формируется высокий уровень напряжения (716, который поддерживается до момента t. Состояние блока 16 характеризует время достижения первичным током П заданного значения /р/2.

5 Выходной сигнал высокого уровня 716 блока 16 управляет работой - интегратора 18 блока 15 адаптации, в результате чего в интервале t5-ti на его выходе вырабатывается сигнал линейно нарастающего напряжения и IS. Начиная с момента /;, когда на

0 выходе блока 16 действует низкий уровень напряжения (716, полученный уровень напряжения Ul на выходе интегратора 18 фиксируется и используется в качестве управляющего напряжения интегратора 3 блока 2

5 регулирования времени накопления.

Каждый момент /i сигналом U датчика 1 осуществляется запуск одновибратора 19, на выходе которого в интервале t - t формируется сигнал L 19 низкого уровня напряжения постоянной, не зависягцей от час0 тоты враш.ения, длительности 7(). Причем длительность Го выбирается всегда меньшей интервала ti - 1з при любых частотах вращения вала двигателя. Выходной сиг нал U Q одновибратора 19 управляет работой управляемого ключа 20. Причем высокому уров5 ню напряжения L 19 соотне1ствует включенное состояние ключа 20. При этом второй вход Интегратора 3 оказ1мвается защунти- рованным ключом 20. Низкому уровню напряжения сигнала ; 19 соответствует выклю- .. ченное состояние управляемого ключа 20. Таким образом, в промежуток времени Та выходной сигнал L 18 блока 15 адаптации оказывается подключенным к второму входу интегратора 3, в результате чего на его выходе вырабатывается сигна.ч линейно на5 растающего напряжения /73, максимальное значение которого к моменту времени /9 пропорционально уровню напряжения С 18 интегратора 18 блока 15 адаг1тации. В интервале /2 - .i на оба входа интегратора поступают сигналы низкого уровня напря0 жения. Полученный уровен.ь напряжения О З на выходе интегратора фиксируется в течение времени 7 до мо.мента /з- В -момент Jj на первый вход интегратора 3 поступает высокий уровень напряжения U 1 сигнала датчика 1, в результате чего напряжение L 3 на

выходе интегратора 3 линейно убывает. При этом, если напряжение L 3 больше уровня опорного напряжения Uoni, на выходе компаратора 4 присутствует 1тзкий уровень

напряжения и, следовательно, силовой каскад 7 выключен. В момент t при равенстве напряжений U3 и на выходе компаратора 4 устанавливается высокий уровень напряжения U4, которым включается силовой каскад 7, а в первичной обмотке 10 катушки 9 зажигания начинает протекать ток /1. Скорость убывания напряжения f/3 выбирают таким образом, чтобы ток П к моменту t, соответствующему искрообразова- нию, успел достичь требуемого значения /р. Одновременно производится коррекция выходного уровня напряжения f/18 блока 15 адаптации. За счет подачн высокого уровня напряжения {У4 компаратора 4 на второй вход интегратора 18 адаптации, начиная с момента /4, напряжение (718 на его выходе линейно убывает до момента t, который соответствует достижению током /1 значения /р/2, после чего за счет подачи высокого уровня напряжения С/16 блока 16 сравнения на первый вход интегратора 18 выходное напряжение fyi8 вновь линейно нарастает до момента t, а затем фиксируется. Скорость нарастания и убывания напряжения t/18 выбрана одинаковой. Далее в течение времени То в интеграторе 3 производится интегрирование выходного напряжения блока 15 адаптации и вычисляется соответствующая задержка момента включения t выходного каскада относительно момента зТаким образом, в квазиустойчивом режиме работы двигателя при определенной частоте вращения вала двигателя на выходе блока 15 адаптации устанавливается соответствующий этому режиму уровень напряжения L 18, посредством которого вычисляется оптимальное для данного режима время включенного состояния силового каскада 7, вследствие чего величина запасаемой энергии регулируется (поддерживается) на требуемом уровне.

Более низкой частоте вращения (п) соответствует более высокий уровень выходного напряжения i/18 и, как следствие этого увеличение задержки момента включения /4, а более высокой частоте вращения (п2) соответствует более низкий уровень выходного напряжения fyi8 и уменьшение задержки момента включения t. Результатом является поддержание оптимального времени накопления энергии.

Характерным для двигателя являются переходные режимы, например разгон или торможение, в которых особенно важно поддержание требуемого значения запасаемой энергии. Диаграммы (фиг. 4) иллюстрируют процессы в устройстве регулирования при резком переходе с низкой частоты вращения на высокую частоту вращения вала двигателя (практически за четыре цикла искрообразования, т. е. за два оборота колен- чатого вала четырехцилиндрового двигателя, частота увеличивается в 2 раза). В этом слу

5

5

чае устройство поддерживает требуемый уровень запасаемой энергии практически без потерь (в данном примере всего один пропуск), отслеживая не только резкое изменение пег риода следования импульсов сигнала датчика 1, но также и изменение скважности сигнала, что имеет место при ускорениях.

При колебаниях питающего напряжения также производится поддержание за0 данного уровня запасаемой энергии при оптимальной регулировке времени накопления. Процессы, происходящие в устройстве регулирования, иллюстрируются диаграммы (фиг. 5), из которых видно, что повышенному напряжению питания (Уоз) соответствует более высокий уровень выходного напряжения fyi8, а более пониженному питающему напряжению Un i соответствует более низкий уровень напряжения (718, что соответственно отражается задержке момента включе0 ния /4.

Таким образом, происходящие процессы в устройстве регулирования запасаемой энергии в электромагнитном поле индукционной катушки системы зажигания характеризуют5 ся тем, что уровень выходного напряжения t/18 сигнала блока адаптации определяется режимом работы двигателя, т. е. частотой вращения вала двигателя, и факторами внешних воздействий (питающее напряжение, скважность сигнала датчика угловых

0 отметок, разброс параметров первичной цепи катушки зажигания и температура окружающей среды).

Кроме того, интегрирование уровня выходного напряжения в интеграторе 3 производится в течение постоянного проме5 жутка времени (Го), который не зависит от частоты вращения вала двигателя и других внешних факторов, т. е. уровень напряжения однозначно отображает режим работы двигателя, уровень питающего напряже- ния и другие внешние факторы, следствием чего является точное вычис чение оптимального времени накопления для данного режима сразу же в последующем цикле искрообразования. Преимуществом данного устройства является сокращение времени по5 иска оптимального значения времени накопления, т. е. увеличивается точность регулирования запасаемой энергии в электромагнитном поле индукционной катушки зажигания, что приводит к увеличению надежности всего устройства системы зажигания.

С момента включения выходного транзистора силового каскада 7 (момент /4) напряжение на выходе усилителя 25 компаратора 4 почти равно питающему напряжению усилителя (t/Tiy). Выходное напряжение через разрядный третий резистор 50 поступает на второй (инвертирующий) вход токораз- ностного усилителя 44 интегратора 18. На первый (неинвертирующий) вход усилителя

0

44 в то же самое время поступает низкий ровень напряжения, близкий к потенциалу }торой шины 13 питания, с выхода усилителя 43 блока 16 сравнения. Таким образом, троисходит разряд времязадающего конденсатора 51 (если он был к этому моменту

}ремени заряжен) током .

(/пу

где R -

1оминал пятого резистора 50.

На выходе интегратора 18 адаптации троисходит уменьшение уровня напряжения, которое убывает линейно. Одновременно 5ыходным напряжением компаратора 4 включаются эмиттерный повторитель 36, выгодной транзистор 37 и через первичную обмотку 10 катушки 9 зажигания начинает тротекать ток i.

В процессе нарастания первичного тока П первичной обмотке 10 катушки 9 зажигания на измерительном резисторе 14 соз- аается падение напряжения, пропорциональное величине тока П, протекаюшего через него. Полученное напряжение сравнивается в токоразностном усилителе 43 с опорным уровнем напряжения Uonz параметрического стабилизатора. Одновременно напряжение с измерительного резистора 14 поступает через резистивный делитель напряжения на базу транзистора 39, который выключен. В случае превышения времени включенного состояния транзистора оптимального времени, при котором первичный ток П достигает требуемого уровня (1р), транзистор 39 начинает приоткрываться (за счет увеличения входного напряжения), шунтируя тем самым через коллекторно-эмиттерный переход на вторую шину 13 питания часть входного (базового) тока транзистора 37, тем самым запирая его до такого уровня, при котором амплитуда тока стабилизируется. В момент времени t, когда первичный ток до- :стигает значения /р/2, входной ток усилителя 43 через четвертый резистор 47 начинает превышать ток через пятый резистор 48, в результате чего на выходе усилителя формируется импульс, напряжение которого равно питаюшему напряжению усилителя. Через зарядный второй резистор 49 полученный сигнал поступает на неинвертируюш.ий вход токоразностного усилителя 44 интегратора 18, на инвертирующий вход которого через :разрядный третий резистор 50 поступает ана- ;логичный сигнал с усилителя 25 компаратора 4. .

Для получения одинаковых скоростей заряда и разряда времязадающего конденсатора 51 соотношение номиналов второго и третьего резисторов разряда 50 и заряда 49 выбирают 2:1. Таким образом, в интервале 5-Л конденсатор 51 заряжается зарядным

рп,. /т ,-« ,,„ где i6 i-t-r КГ

током г З,

0

5

0

5

5

5 0

выходе интегратора 3 происходит увеличение напряжения, нарастающего линейно.

В момент искрообразования t при выключении тока через первичную обмотку 10 катушки 9 зажигания на выходе усилителя 43 формируется низкий уровень напряжения, близкий к потенциалу шины 13. На выходе усилителя 25 компаратора 4 также сформирован низкий уровень напряжения. При этом интегратор 18 работает в режиме хранения, а напряжение, получаемое в результате заряда конденсатора 51, запоминается до следующего момента t.

Одновременно в момент t сигналом дат чика 1 происходит запуск одновибратора 19. В исходном состоянии на выходе токораз- ностного усилителя 54 присутствует высокий уровень напряжения, равный питающему напряжению усилителя Umr, а на выходе токоразностного усилителя 53 - низкий уровень напряжения, равный потенциалу шины 13. Конденсатор 55 заряжен практически до напряжения питания Uny. Устойчивое состояние ждущего мультивибратора задается токозадающими резисторами 58-60. Высокий уровень напряжения с выхода ждущего мультивибратора через резистивный делитель напряжения подается на базу транзистора 64 и включает последний. Открытый коллекторно-эмиттерный переход транзистора 64 шунтирует выходной блока 15 адаптации через зарядный шестой 0 резистор 52 на общую шину 13 питания.

Запуск одновибратора 19 осуществляется в момент ii коротким импульсом отрицательного напряжения, который формируется дифференцирующей цепочкой (61, 62). Вследствие этого одновибратор опрокидывается и начинается процесс разряда конденсатора 55 через резистор 56, в течение (Го) которого на выходе усилителя 54 формируется низкий уровень напряжения, запирающий транзистор 64. По окончании процесса разряда одновибратор возвращается в исходное состояние, а конденсатор 55 быстро заряжается до напряжения Uny . В течение промежутка времени Го, когда транзистор 64 заперт, выходное напряжение интегратора 18 через зарядный резистор 52 (R52) подается на неинвертирующий вход токоразностного усилителя 21 интегратора 3. Происходит заряд времязадающего конденсатора 22 (С22) до напряжения

0

,,о гЗ-Го СП R52.C22

После окончания выдержки Го на обоих входах усилителя 21 присутствуют низкие уровни напряжения, полученное напряжение (73 запоминается до момента /з. В интервале /1-1з низкий уровень напряжения датчика удерживает транзистор 31 блока 6 синхронизации в запертом состоянии, в результате чего питающее напряжение через резисторы 35, 33 и диод 32 подается на

13

неинвертирующий вход силителя 25 компаратора 4. Таким образом, на выходе усилителя 20 присутствует низкий уровень напряжения, близкий к потенциалу шины 13. В момент 3 на инвертирующий вход усилителя 21 интегратора 3 подается высокий уровень йапряжения. Начинается процесс разряда конденсатора 22 током /рЛ;

W „

л Напряжение на выходе интеграто- К2,о

ра 3 линейно убывает и сравнивается с уровнем опорного напряжения Иап параметрического стабилизатора (резистор 27, стабилитрон 28) и усилителя 25 компаратора 4.

14 Формула изобретения

Устройство регулирования запасаемой энергии в первичной обмотке катушки зажп гания, содержащее блок регулирования времени накопления, образованный интегратором времени, блоком синхронизации и компаратором, первый вход интегратора времени, являющийся первым входом блока регулирования времени накопления и входом

0 устройства регулирования запасаемой энергии в первичной обмотке катушки зажигания, соединен с входом блока синхронизации, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход котоВ момент 4 при равенстве напряжений на 15 соединен с первым источником опорно- выходе усилителя 25 компаратора 4 формируется высокий уровень напря.жения, включающий выходной каскад для накопления энергии в электромагнитном поле катушки зажигания. Одновременно вь1сокий уровень

го напряжения, выход интегратора соединен с первым входом компаратора, второй вход интегратора времени, являющийся вторым входом блока регулирования времени накопления, соединен с выходом блока адаптанапряжения компаратора 4 через цепочку 20 ции, образованного интегратором адапта- из диода 29 и резистора 30 подается на инвертируюп.1ий вход токоразностного усилителя 21 интегратора 3, что вызывает процесс ускоренного разряда конденсатора 22.

и блоком сравнения, выход которого соединен с первым входом интегратора адаптации, второй вход которого подсоединен к первому входу блока адаптации, соеди- 25 ненному с выходом компаратора, являющимся выходом блока регулирования времени накопления, и с входом силового каскада, первый выход которого через первичную обмотку катушки зажигания соединен с первой щиной питания, второй выход силового

Предложенный вариант реализации устройства регулирования запасаемой энергии в электромагнитном поле индукционной катушки системы зажигания (фиг. 2) выполняет функции, заложенные в устройство согласц ш и блоком сравнения, выход которого соединен с первым входом интегратора адаптации, второй вход которого подсоединен к первому входу блока адаптации, соеди- 25 ненному с выходом компаратора, являющимся выходом блока регулирования времени накопления, и с входом силового каскада, первый выход которого через первичную обмотку катушки зажигания соединен с первой щиной питания, второй выход силового

но блок-схеме (фиг. 1), причем выполнение 30 каскада подсоединен к второму входу блоотдельных узлов и элементов электрической принципиальной схемы (фиг. 2) возможно и иными широко известными в схемотехнике способами.

Испытания макетных образцов устройства регулирования запасаемой энергии показа 35 ного напряжения, выход интегратора адаптали постоянство запасаемой энергии в катушке зажигания () в диапазоне оборотов двигателя от 700 до 3500 об/мин при изменении напряжения питания от 6 до 16 В и при изменении скважности импульса входного сигнала от 2 до 5. При этом система потребляет и рассеивает минимальную мощность, а также обеспечивает разгон двигателя от 700 до 7000 об/мин в течение 1,5 с без пропусков искрообразо- вания.

14 Формула изобретения

Устройство регулирования запасаемой энергии в первичной обмотке катушки зажпгания, содержащее блок регулирования времени накопления, образованный интегратором времени, блоком синхронизации и компаратором, первый вход интегратора времени, являющийся первым входом блока регулирования времени накопления и входом

устройства регулирования запасаемой энергии в первичной обмотке катушки зажигания, соединен с входом блока синхронизации, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход котоР - соединен с первым источником опорно-

го напряжения, выход интегратора соединен с первым входом компаратора, второй вход интегратора времени, являющийся вторым входом блока регулирования времени накопления, соединен с выходом блока адапта 20 ции, образованного интегратором адапта-

и блоком сравнения, выход которого соединен с первым входом интегратора адаптации, второй вход которого подсоединен к первому входу блока адаптации, соеди- 25 ненному с выходом компаратора, являющимся выходом блока регулирования времени накопления, и с входом силового каскада, первый выход которого через первичную обмотку катушки зажигания соединен с первой щиной питания, второй выход силового

ка адаптации и через измерительный резистор - к второй шине питания, второй вход блока адаптации подсоединен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с вторым источником опор0

ции соединен с выходом блока адаптации, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем повышения точности регулирования, введены последовательно соединенные одновибратор и управляемый ключ, выход которого подсоединен к второму входу блока регулирования времени накопления, а вход одновибратора подсоединен к входу устройства регулирования запасаемой энергии в первичной обмотке катушки зажигания.

i/ t 3 is 6 il tl Ь 4 Vh 3 y Vh Ч V % / 0,3.3

6-158