Система зажигания для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02P5/145 

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств и может быть использовано при создании электронных систем зажигания для двигателей внутреннего сгорания /две/.

Целью изобретения является повышение надежности системы при одновременном повышении стабильности энергии новообразования.

На фиг.1 изображена схема системы зажигания; на фиг.2 - диаграммы сигналов.

Система зажигания содержит датчик 1 положения коленчатого вала двигателя, блок 2 формирования импульсов, клемму 3, блок 4 управления, управляемый генератор 5 импульсов, делитель 6 частоты, мультиплексор 7, реверсивный счетчик 8, дешифратор 9, арифметический блок 10, клемму 11, RS-триггер 12, электрический коммутатор 13, катушку 14 зажигания, шину 15 питания, искровой промежуток 16. Датчик 1 соединен с входом блока 2 формирования импульсов, выход которого через клемму З соединен с входом управления мультиплексора, входом направления счета реверсивного счетчика 8, входом блока 4 управления, первый выход которого соединен с R-вхо- дом реверсивного счетчика 8 и R-входом RS-триггера 12. Второй выход блока 4 управления соединен с входом РЕ - предварительной установки - реверсивного счетчика 8. Информационные выходы реверсивного счетчика 8 соединены с первым информационным входом арифметического блока 10 и входом дешифратора 9, выход которого через клемму 11 соединен с S-входом RS-триггера 12, выход последнего соединен с входом электрического коммутатора 13. Первый выход коммутатора 13 соединен с общей шиной питания, а второй соединен с общим выводом первичной и вторичной обмоток катушки 14 зажигания. Второй вывод первичной обмотки катушки 14 зажигания соединен с второй шиной 15 питания, второй вывод вторичной обмотки через искровой промежуток 16 соединен с общей шиной питания. Информационный вход реверсивного счетчика 8 соединен с информационным выходом арифметического блока 10, к второму информационному входу которого

сл

О

00 4 СЛ СО 00

подключена шина 17(Z1) задания кода начальной установки. Счетный вход реверсивного счетчика 8 соединен с выходом мультиплексора 7, первый вход которого соединен с выходом делителя частоты 6. Вход делителя частоты и второй вход мультиплексора 7 соединен с выходом управляемого генератора 5 импульсов, вход которого соединен со второй шиной 15 питания.

Система работает следующим образом.

На протяжении постоянного угла поворота а вращающегося вала двигателя к клемме 3 приложен сигнал уровня 1, а на углу аг - уровня 0, причем ( а- + az) - постоянная величина, определяемая конструкцией двигателя и распределителя. Конец углового сектора аи (момент времени ts на фиг.2) соответствует моменту искрообразо- вания. В начале цикла счета по спадающему фронту импульса с датчика (момент времени ti) блок 4 управления вырабатывает импульс R установки реверсивного счетчика 8 в исходное состояние. На протяжении угла а (уровень 1) реверсивный счетчик 8 через вход ±1 направления счета включен вправо (сложение). Одновременно под воздействием сигнала с датчика на счетный вход С реверсивного счетчика 8 через мультиплексор 7 поступают тактовые импульсы с частотой fi. При этом числовое значение Z, которое может быть считано с выходом счетчика (сплошная линия на фиг.2), увеличивается. В арифметическом блоке 10 числовое значение Z суммируется с постоянным числовым значением - Zi так, что к числовым входам реверсивного счетчика 8 все время приложено числовое значение Z - Zi. В момент времени ta блок 4 управления вырабатывает импульс РЕ установки реверсивного счетчика 8 и в счетчик заносится числовое значение Z - Zi, т.е. числовое значение, которое может быть считано с выходом счетчика, в момент т.2 уменьшается на величину ZL Из-за изменения уровня сигнала на входе ±1 в этот же момент изменяется направление счета счетчика, а также из-за изменения уровня сигнала на входе мультиплексора 7 частота счета fi изменяется на f2. Числовое значение Z, считываемое с выходов реверсивного счетчика 8, уменьшается и при достижении значения Z0 0. На выходе дешифратора 9 появляется уровень логической 1 (момент времени ts). Под воздействием сигнала с выхода дешифратора 9 на выходе RS-триггера 12 появляется уровень логической 1, который поступает на вход электрического коммутатора 13 и цепь протекания тока в первичной обмотке катушки 14 зажигания замыкается. В первичной обмотке катушки 14 зажигания с момента 1з протекает линейно нарастающий ток I. В момент времени ts по фронту импульса с датчика 1 блок 4 управления вырабатывает импульс сброса для RS-триггера 12 и для счетчика 8, При этом на числовых выходах счетчика устанавливается числовое значение Z0 0, а на выходе RS-триггера 12 появляется уровень логического О, который, воздействуя на электрический коммутатор 13, разрывает цепь протекания тока в первичной обмотке катушки 14 зажигания. В результате этого в искровом промежутке 16 возникает электрический разряд. Импульс сброса для RS-триггера 12 для реверсивного счетчика 8 подготавливает схему к следующему циклу счета.

При выполнении для частот счета соотношения fi/fz ац/а. 1 время At замыкания

электрического коммутатора 13 будет определяться по формуле At Zi/f2 и при постоянном значении Zi зависит только от частоты счета. Как известно, протекание тока в первичной обмотке катушки зажигания

с момента включения описывается уравнением

1(1)1о(1-е-1/П

где i(t) - ток в первичной обмотке катушки зажигания в текущий момент времени t; o . U/R - максимально возможное значение тока в первичной обмотке катушки при бесконечном времени нарастания; R сопротивление в цепи протекания тока; U - напряжение источника питания, подключаемого к первичной обмотке катушки зажигания; С L/R - постоянная времени цепи протекания тока; L - индуктивность первичной обмотки катушки зажигания,

На начальном линейном участке нарастания тока справедливо выражение

45

i(t) lo

t U-t

Для поддержания постоянства тока р размыкания электрического коммутатора, что необходимо для стабилизации, энергии искры, величина At времени нарастания тока в первичной обмотке катушки должна определяться из соотношения

55

At

и

Если Zi - число тактовых импульсов, поступивших с частотой f на счетный вход счетчика за время At, то At Zi/f.

Из двух последних уравнений вытекает равенство

I U 21 .

IP - -J-TLТаким образом, для получения постоянной энергии новообразования при изменениях напряжения питания частоте тактовых импульсов должна быть прямо пропорциональна напряжению питания.

На фиг.2 пунктиром показан вариант работы системы зажигания при пропорциональном увеличении напряжения источника питания, подключаемого к катушке 14 зажигания и частоты тактовых импульсов, вырабатываемых управляемым генератором 5. При этом увеличение амплитуды сигналов на клеммах 3 и 11. а также входах R и РЕ счетчика может и не быть, если схема питается от стабилизированного вторичного источника.

Формула изобретения Система зажигания для двигателя внут- реннего сгорания, содержащая датчик положения коленчатого вала двигателя, при этом выход датчика соединен с входом блока формирования импульсов, выход которого соединен с входом управления мультиплексора, входом направления счета реверсивного счетчика, входом блока управления, первый вход которого соединен с R-входом реверсивного счетчика и R-входом

0

5

0

5 0

RS-триггера, второй выход блока управления соединен с входом предварительной ус- тановки реверсивного счетчика, информационные выходы которого соединены с первым информационным входом арифметического блока и входом дешифратора, выход которого соединен с S-входом RS-триггера, выход которого соединен с входом электрического коммутатора, первый выход которого соединен с общей шиной питания, а второй выход - с общим выводом первичной и вторичной обмоток катушки зажигания, второй вывод первичной обмотки катушки зажигания соединен с второй шиной питания, второй вывод вторичной обмотки через искровой промежуток соединен с общей шиной питания, информационный вход реверсивного счетчика со- единен с информационным выходом арифметического устройства, к второму информационному входу которого подключена шина задания кода начальной установки, счетный вход реверсивного счетчика соединен с выходом мультиплексора, первый вход которого соединен с выходом делителя частоты, вход которого и второй вход мультиплексора соединены с. выходом генератора импульсов, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности устройства, при одновременном повышении стабильности энергии искрообразования, генератор импульсов выполнен управляемым, причем вход генератора соединен с второй шиной питания.

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств и может быть использовано при создании электронных систем зажигания для двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение надежности путем повышения стабильности энергии искрообра- зования. Генератор импульсов выполнен управляемым от напряжения питания, что обеспечивает стабилизацию времени протекания тока через электрический коммутатор при изменениях напряжения питания. 2 ил

15

т х