Система регулирования угла опережения впрыска топлива в дизель Советский патент 1991 года по МПК F02D41/40 

И(обретение относится к двитателее трое нию, а именно к микропроцессорным системам регулирования угла опережении впрыска топлива (УОВТ) в дизель

Цель изобретения уменьшение расхода топлива путем учета переменных условий эксплуатации.

На чертеже покачана блок-схема предл;1- г аемой сие темы

Система содержит интерфейсный блок 1 и(мерительных преобразователей, иик- роЭВМ 2, датчик 3 температуры хладагента, датчик 4 частоты вращения колечма- юто вала, датчик 5 натру(ки, датчик 6 положения рейки топливного насоса, датчик 7 угла опережения впрыска топлива, первый 8 ,т третий 9 регистры, первую 10 i: вторую 11 схемы сравнения-совпадеям м; 12 сравнения, схему 13 вычитани вторую i ХСМУ ИЛИ 14, схему 15 подавления (га контактов, второй 16, четвертый 17 пятый 18 и шестой 19 регистры, пер- Bi. n триггер 20, первую 21 и вторую 22

И, первый 23 и второй 24 таймеры, пер- в ю схему ИЛИ 25, первый 26, второй 27, пнтг й 28 и седьмой 29 одновт раторы, ;н Т1,ю схему И 30, третий 31 и четвер- i biii 32 таймеры, топливный наси- 33 высокою давления, четвертый 34, пятый 35 и шестой 36 одновибраторы, исполнительное i тройство 37, четвертый ключ 38, второй , :MIгер 39, третью 40 и четвертую 41 схемы

1 П, интерфейсный блок 42 исполнитель MI о устройства, тро ий ключ 43, трети и четвертый 45 триггеры, второй 46 i

мвь н 1-7 ключи, инвертор 48

Мри этом датчики частоты вращении нчатого вала 4, температуры хлад.чт

ОЭ Ю

Ю

О5

3, утла опережения впрыска топлива 7 и положения рейки топливного насоса 6 выходами соединены с интерфейсным блоком I измерительных преобразователей, соединенным с цифровым входом микроЭВМ 2, первый цифровой выход интерфейсного блока 1 измерительных преобразователей соединен с информационным входом первого регистра 8 и с первым информационным входом первой схемы 10 сравнения-совпадения, а выход первого регистра 8 соединен с вторым информационным входом первой схемы 10 сравнения-совпадения, выход сравнения которой соединен с первым входом первой схемы И 21, а выход совпадения соединен с первым входом второй схемы И 22. Третий информационный вход первой схемы сравнения-совпадения 10 соединен с вторым регистром 16, второй цифровой выход интерфейсного блока измерительных преобразователей 1 соединен с информационным входом третьего регистра 9 и первым входом второй схемы 11 сравнения-совпадения, а выход третьего регистра 9 соединен с вторым информационным входом второй схемы 11 сравнения-совпадения, выход сравнения которой соединен с вторым входом первой схемы И 21, а выход совпадения соединен с вторым входом второй схемы И 22. Третий информационный вход второй схемы 1 1 сравнения-совпадения соединен с четвертым регистром 17, третий цифровой выход интерфейсного блока 1 измерительных преобразователей соединен с первым информационным входом схемы 12 сравнения и информационным входом пятого регистра 18, выход которого соединен с вторым входом схемы 12 сравнения, выход которой соединен с первым входом первой схемы ИЛИ 25 и с управляющим входом схемы 13 вычитания; четвертый цифровой выход интерфейсного блока измерительных преобразователей 1 соединен с первым информационным входом схемы 13 вычитания и с информационным входом шестого регистра 19, выход которого соединен с вторым информационным входом схемы 13 вычитания, выход которой соединен с вторым цифровым входом микроЭВМ 2, управляющий выход которой соединен с первым входом второй схемы ИЛИ 14. выход которой соединен с R-входами первого 20, второго 39, третьего 44 и четвертого 45 триггеров.

Схема 15 подавления дребезга контакта соединена с С-входом первого триггера 20, выход которого соединен с входом первого таймера 23 и третьим входом первой схемы И 21, выход первого таймера 23 соеди нен с первым одновибратором 26, выход которого соединен с вторым входом в юрой схемы ИЛИ 14; выход первой схемы И 21 соединен с управляющими входами первого 8 и третьего 9 регистров ч с третьим входом второй схемы И 22. выход которой соединен с первым входом третьей схемы

0

5

0

5

0

0

5

о

И 30 и с входом второго таймера 24, выход которого соединен с входом второго одновибратора 27, выход которого соединен с вторым входом третьей схемы И 30, выход которой соединен с входами третьего 28 и четвертого 34 одновибраторов и третьего таймера 31, выход третьего одновибратора 28 соединен с управляющим входом шестого регистра 19 и вторым входом пер-- вой схемы ИЛИ 25, выход которой соединен с управляющим входом пятого регистра 18, выход четвертого одновибратора 34 соединен с первым входом третьей схемы ИЛИ 40 и С-входом второго триггера 39, выход которого соединен с управляющими входами первого 47 и второго 46 ключей и через инвертор 48 с управляющими входами третьего 43 и четвертого 38 ключей, причем вьтиы первого 47 и четвертого 38 ключей соединены с первым входом интерфейсного блока исполнительного устройства 42 («Назад), а выходы второго 46 и третьего 43 ключей соединены с вторым входом интерфейсного блока исполнительного устройства 42 («Вперед), выход третьего таймера 31 соединен с входом пятого одновибратора 35, выход которого соединен с первым входом четвертой схемы ИЛИ 41 и входом четвертого таймера 32, выход которого соединен с входом шестого одновибратора 36, выход которого соединен с вторым входом четвер- ой схемы ИЛИ 41, выход четвертой схемы ИЛИ 41 соединен с С-входом четвертого триггера 45, выход которого соединен с рабочим входом первого ключа 47, выход пятого одновибратора 35 соединен с вторым ьходом третьей схемы ИЛИ 40, выход ко- горой соединен с С-входом третье о триггера И, выход которого соединен с рабочим н-одом второго ключа 46, цифровой выход микроЭВМ 2 соединен с рабочими входами peibeio 43 и четвертого 38 ключей, шход второй схемы И 22 соединен через седьмой одновибратор 29 с третьим входом второй схемы ИЛИ 14.

Система работает следующим образом.

В исходном состоянии система работает в режиме управления углом опережения впрыска топлива в зависимости от ,ем- ператчры хладагента, частоты вращения и нагрузки на нале двигателя. Триггеры 20, 39, 44 и 4Г сброшены, на их выходах содержится логический «О. В регистре 16 записано значение сгавки частоты вращения на границе зоны подстройки, в регистре 17 значение уставки нагрузки на грани- lit зоны подстройки Ключи ЗЬ и 43 открыты я управление исполнительным чстройст- ном 37 осуществляется через интерфейсный бл..к исполнительного устройства 42 от микроЭВМ 2.

Формирование сигнала на включение режима адаптнции к временным устовиям ЭКСРт агапии производи я либо автоматически но истечении oi peie., времени, либо подается операгором имельнои устаНОВКИ вручную Пр.1Я UI (.14 I 1.1

включение режима адаптации он поступаем через схему 15 подав :ения дребгз а кон тактов на счетный вход трип ера 2(1. логическая «1 с выхоча которой) посту- пает на третий вход схемы Я 21 При , або те двигателя на оборот ix и нагрузке н зоне подстройки на входах схемы 10iравнения совпадения сигнал от ..атчика 4 частоты вращения превышает величину, хранящуюся в регистре 16, и на ее выходе юяв.тягтся сигнал, поступающий на первый вход е- мы И 21; а на входах схемы II (.равнения-совпадения сигнал от датчика Г на грузки превышает величину хранящуюся в регистре 17, и на ее выходе иоянтяеня сигнал, поступающий на второй i схемы И 21 На выходе схемы И 21 иынавли вается логическая «I, которая поступает на третий вход схемы И 22

Логическая «1 с выхода схемы И 21 так же поступает на управляющие вхо рем им ров 8 и 9, вызывая запись в них зна чений частоты вращения и Эги значения в схемах 10 и I сравнения сов- падения сравниваются с показаниями датчи ков 4 и 5 и в случае гкн гонт тпа та чений частоты вращения и нагрчсм с м- мы 10 и 11 сравнения-сонма 1ення зымюг на первый и второй вхол/ 1 . логические «

На выходе схемы И 22 ,ючм гж res. inr- нал, поступающий на первый rxoi, i х мы И 30, и одновременно через р 24 запускает через время Ti о иговибрап-р 27, формирующий импульс, поступающий на в i о- рой вход схемы И 30

На выходе схемы И 30 сгаиав |ива ся логическая «1 Если через время Т рс жим работы двигателя изменяется, то сиг нал на выходе схемы И 22 OTCVTI и на выходе схемы И 30 будет логический «О

Логическая «1 с выхода схемы И 30 поступает на одновибратор 28, формирхющий короткий импульс, поступающий на второй вход схемы ИЛИ 25, управляющий сигнал с выхода которой, поступая в чмистр 18, вызывает запись в него значении с датчика положения рейки топливного насоса 6 вы сокого давления, и в pei истр 19, вьмывая запись в него значения датчика 7 угла опережения впрыска топлива

Логическая «1 с выхода схемы И 30 поступает на одновибратор 34, формирующий короткий импульс, поступающий на первый вход схемы ИЛИ 40. далее на счетный вход триггера 44, на выходе которою устанавливается логическая «1, и на счет- ный вход триггера 39, логическая «I с выхода которого открывает ключи 46 и 47 и через инвертор 48 закрывает ключи 38 и 43

J

5 0

5 0

Г

Г шпал с выхо ia трип ера 39 через ключ 4Ь п. на интерфейсный блок испод- мроиства 42. вызывая работу nuio.i - льною устройства 37 в сторону вели мя ума опережения впрыска топ- шва

Логическая «I с выхода схемы И 30 также поступает на таймер 31, сигнал с которого че нм время Tj запустит одновибратор 35, импульс с выхода которого поступит через второй вход схемы ИЛИ 40 на счетный вход триггера 44, вызывая на его выходе логический «О

Импульс с одновибратора 35 также поступает на первый вход схемы ИЛИ 41, сигнал с выхода которой поступает на счетный вход триггера 45, логическая «I поступает на интерфейсный блок исполнитеть- ною устройства 42. вызывая работу исполнительного устройства 37 в сторону уменьшения угла опережения впрыска топлива в топливном насосе 33 высокого давления, на вход таймера 32, с выхода которого через время Tt сигнал поступает на одно- вибрагор 36, сигнал с которого поступает че|ич второй вход схемы ИЛИ 41 на счетный вход триггера 45, вызывая на его выходе лог ический «О. В течение времени Tj-)-Ti, юг да рейка топливного насоса 33 высокого ыв гения щ ремепиется, происхоги вращение в схеме 12 сравнения шачения положения рейки, написанною в регистре 18. с показаниями датчика 6 положения рейки В случае, если показания датчика в меньше чем шачение в регистре 8. Bi/чабаты- вается управляющий импульс, поступающий и схему 13 вычитания, вычисляющую разность между значениями в регистре 9 и датчика 7. которая поступает в микроЭВМ 2. на первый вход схемы ИЛИ 25, вызывая перезапись значения нового положения рейки с датчика 6 в регистр |Я

В смччае, если во время режима адап число оборотов выходит из зоны подстройки, то на выходе схемы 10 сравнения-совпадения снимается логическая «1, mv ступающая на первый вход схемы И 21. и на ее выходе устанавливается логический «О, если нагрузка выходит из зоны подстройки, го на выходе схемы 11 сравнения-совпадения снимается логическая «1, поступающая на второй вход схемы И 21, и на ее выходе устанавливается логический «О, если частота вращения коленчатого вала не соответствует частоте начала ре/ки . адаптации то с выхода совпадения схемы 10 сравнения-совпа 1ения на первый вход схемы И 22 поступает логический «О, вызывая логический «О на выходе схемы И 22, если нагрузка не соответствует значению нагрузки в начале режима адапта ции, то с выхода совпадения схемы 1 I сравнения-совпадения на второй вход схемы И 22 логический «О, вызывая логический «О на выходе схемы И 22 При прекращении сигнала на выходе схемы И 22 (логическая «1 - логический «О) одновиб ратор 29 формирует импульс, поступающий на третий вход схемы ИЛИ 14, импульс с выхода которой, поступая на R-входы первого-четвертого триггеров, переводит их в исходное состояние, если в течение адаптации из микроЭВМ 2 поступит управляющий сигнал на первый вход схемы ИЛИ 14, го импульс с выхода этой схемы переведет триггеры 20, 39, 44 и 45 в исходное состояние

Логическая «1, кроме первого входа схемы И 22, поступает на вход таймера 23 через время Т|+Т2 + Тз, на выходе которо- го появится сигнал, поступающий на вход одновибратора 26, импульс с выхода которого переведет в исходное состояние триггеры 20, 39, 44 и 45 Ключи 46 и 47 закроются, а ключи 38 и 43 откроются Управление утлом опережения впрыска топли ва будет осуществляться от микроЭВМ 2, которая в дальнейших вычислениях использует полученную поправку Разность между значением угла опережения впрыска топлива, содержащимся в регистре 19, и значением угла опережения впрыска топлива, детектируемым датчиком 7, соответствует разности теоретического и фактического углов опережения впрыска топлива, полученных в режиме адаптации

В дальнейшей работе по жесткой про- грамме система осуществляет регулирование угла опережения впрыска топлива с коррекцией по переменным условиям эксплуатации

Таким образом, предлагаемая система осуществляет регулирование угла опережения впрыска топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, нагрузки и температуры двигателя, устанавливая оптимальный по топливной экономичности УОВТ для каждого сочетания частоты нагрузки и температуры

Формула изобретения

Система регулирования угла опережения впрыска топлива в дизель, содержащая топ- ливный насос высокого давления, датчики частоты вращения, температуры хлада ен- та, угла опережения впрыска топлива, по ложения рейки топливного насоса, интерфейсный блок измерительных преобразователей, исполнительное устройство, интерфейс- ныи блок исполнительного устройства и микроЭВМ, причем выходы датчиков связаны с соответствующими входами интерфейсного блока измерительных преобразователей, выход которого соединен с первым цифровым входом микроЭВМ, выход микроЭВМ через интерфейсный блок исполнительного устройства связан с исполнительным устройством. отличающаяся тем что с целью снижения

5

5 5

0

5

5 0

0

расхода топлива путем учета переменных условий эксплуатации, она дополнительно содержит датчик нагрузки, четыре триггера, семь одновибраторов, четыре таймера, четыре схемы ИЛИ, три схемы И, две схемы сравнения совпадения, схему сравнения, схему вычитания, шесть регистров, инвертор, четыре ключа И, схему подавления дребезга контактов, причем датчик нагрузки связан с интерфейсным блоком измерительных преобразовататей, первый цифровой выход которого соединен с информационным входом первого регистра и первым информационным входом первой схемы сравнения-совпадения, выход первого регистра соединен с вторым информационным входом первой схемы сравнения-совпадения, выход сравнения которой связан с первым входом первой схемы И, а выход совпадения сое динен с первым входом второй схемы И, третий информационный вход первой схемы сравнения совпадения соединен с вторым регистром, второй цифровой выход интерфей сного блока измерительных преобразователей соединен с информационным входом третьего регистра и первым входом второй схемы сравнения-совпадения, выход третьего регистра соединен с вторым информационным входом второй схемы сравнения- совпадения, выход сравнения которой соединен с вторым входом первой схемы И, а выход совпадения соединен с вторым входом второй схемы И, третий информационный вход второй схемы сравнения-совпадения соединен с четвертым регистром, третий цифровой выход интерфейсного блока измерительных преобразователей соединен с первым информационным входом схемы сравнения и информационным входе м пятого регистра, выход которого связан с вторым входом схемы сравнения, выход схемы сравнения соединен с первым входом первой схемы ИЛИ и с управляющим входом схемы вычитания, четвертый цифровой выход интерфейсного блока измерительных преобразователей соединен с первым информационным входом схемы вычитания и с информационным входом шестого регистра, выход которого соединен с вторым информационным входом схемы вычитания, выход схемы вычитания соединен с вторым цифровым входом микроЭВМ, управляющий выход микроЭВМ соединен с первым входом второй схемы ИЛИ, выход которой связан с входами сброса в нуль первого, второго, третьего и четвертого триггеров, схема подавления дребе-на контактов соединена со счетным входом первого триггера, выход которого связан ( входом первого таймера и третьим входом первой схемы И, выход первого таймера через первый одновибра- тор i оединен с вторым входом второй схемы ИЛИ, выход первой схемы И связан с управляющими входами первого и третье- i о регистров и с третьим входом второй

схемы И, выход второй схемы И параллельно связан с первым входом третьей схемы И, через седьмой одновибратор с тре тьим входом второй схемы ИЛИ и с входом второго таймера, выход которого через вто рой одновибратор соединен с вторым входом третьей схемы И, выход третьей схемы И связан с входами третьего и четвертого одновибратора и входом третье: о таймера, выход третьего одновибратора соединен с управляющим входом шестого регистра и вторым входом первой схемы ИЛИ, выход которой связан с управляющим входом пято го регистра, выход третьего таймера через пятый одновибратор параллельно соединен с вторым входом третьей схемы ИЛИ, первым входом четвертой схемы ИЛИ и четвертым таймером, выход четвертого таймера через шестой одновибратор связан с вторым вхо дом четвертой схемы ИЛИ, выход четвер той схемы ИЛИ соединен со счетным вхо

0

дом четвертого триггера, выход которого связан с рабочим входом первого ключа, выхо i третьей схемы ИЛИ соединен со счет ным входом третьего трип ера, выход кото рого связан с рабочим входом второго ключа, выход четвертого одновибратора соединен с первым входом третьей схемы ИЛИ и со счетным входом второго триггера, выход второго триггера связан с прав ляющими входами первого и второю ключей и через инвертор с управляющими входами третьего и четвертого ключей, выходы первого и четвертого ключей соединены с первым входом, а выходы второго и третьего ключейс вторым входом ннтер фейсного блока исполнительного итройсгва связь межд цифровым выходом микроЭВЧ и интерфейсным блоком исполнительного устройства осуществляется черсм рабочие вхо ды и выходы третьего и четвертого клю чей

Изобретение относится к дни -ателес1 роению, преимущественно к микропроцессорным системам регулирования топливоподачи ди (елей, н позволяет снизить эксплуатационный расход топлива дизелем путем ик та переменных условий эксплуатации двигателя, система регулирования уела опережения впрыска топлива в дизель содержит топливный насос высокого давления, датчики частоты вращения, температуры хладагента, угла опережения впрыска топлива, положения рейки топливного насоса высокого давления, датчик нагрузки, интерфейсный блок и(мерительных преобразователей, исполнительное устройство, интерфейсный блок исполнительного устройства, микроЭВМ, четыре триггера, семь одновибраторов, четыре таймера, четыре схемы ИЛИ, три схемы И, две схемы сравнения-совпадения, схему сравнения, вычитания, шесть регистров, инвертор, четыре ключа, схему подавления дребеиа контактов. На установившемся режиме работы .имел я медленно изменяют у.ол опережения в сторону увеличения, а атом в сторону уменьшении гла опере ж-1 впрыска топлива, и определяют угол опережения впрыска топлива, соответствующий минимальному расходу топлива. I ил. S (Л