Устройство регулирования угла опережения зажигания Советский патент 1991 года по МПК F02P5/145 

(

ю

ю

VI

Изобретение относится к автоматическому управлению двигателем внутреннего сгорания, в частности к регулированию угла опережения зажигания, и может быть использовано для регулирования опережения впрыска топлива.

Цель изобретения - повышение точности регулирования путем увеличения скорости реагирования на изменение частоты вращения вала двигателя.

На фиг.1 -представлена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - круговая диаграмма работы устройства.

Устройство содержит генератор 1, делитель 2 частоты, элементы 3-6 И, элементы 7,8 ИЛИ, элемент 9 ИЛИ-НЕ, схемы 10, 11 совпадения, счетчики 12-15, регистры 16,

17JK-триггер 18 и RS-триггер 19. Счетчик 12 снабжен выходными логическими элементами И и И-НЕ, а счетчик 13 - логическим элементом И-НЕ. Схемы 10 и 11 совпадения выполнены соответственно на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ.

Вход разрешения записи регистра 16 связан с выходом элемента 4 И, первый вход которого подключен к выходу триггера

18и к первому входу элемента 6 И. Выход элемента 6 И связан с первым входом элемента 7 ИЛИ, выход которого связан с входом счетчика 13, вход установки нуля которого связан с входом установки нуля счетчика 12, с К-входом триггера 18, с выходом триггера 19 и с первым входом элемента 5 И. Выход элемента 5 И связан с входом счетчика 14, вход установки нуля которого связан с выходом схемы 11 совпадения и с входом счетчика 15. Вход установки нуля счетчика 15 связан с выходом элемента 9 ИЛИ-НЕ, являющимся выходом устройства, к которому также подключены R-вход триггера 19, входы установки нуля регистров 16 и 17 и первый вход элемента 8 ИЛИ. Выход элемента 8 ИЛИ соединен с J-входом триггера 18, инверсный выход которого соединен со вторым входом элемента 7 ИЛИ. Вход разрешения записи регистра 17 связан со вторым входом элемента 4 И, с S-вхо- дом триггера 19, с датчиком опорных импульсов (на чертеже не показан) и с первым входом элемента 3 И. Выход элемента 3 И соединен с входом счетчика 12, выход которого соединен с информационным входом регистра 16. Выход регистра 16 связан с первыми входами схем 10 и 11 совпадения и с выходом регистра 17, информационный вход которого связан с выходом счетчика 13, подключенного выходным логическим элементом И-НЕ к выходному логическому элементу И-НЕ счетчика 12 и ко второму

входу элемента 3 И, третий вход которого связан с выходом делителя 2 частоты. Вход делителя 2 частоты подключен к выходу генератора 1 импульсов, к которому также

подключен второй вход элемента 5 И. Выход счетчика 15 связан со вторым входом схемы 10 совпадения, выход которой связан с первым входом элемента 9 ИЛИ-НЕ, подключенного вторым входом к инверсному

0 выходу триггера 19. Выход счетчика 14 соединен со вторым входом схемы 11 совпадения, а выходной логический элемент И счетчика 12 - со вторым входом элемента 8 И и со вторым входом элемента 6 И.

5 Принцип работы устройства заключается в формировании сигнала, регистрации числа опорных импульсов, пропорционального частоте вращения вала двигателя, обработке сигнала в последующем периоде, изменении угла опережения зажигания.

0 В фазовом положении А датчик опорных импульсов вырабатывает сигнал, являющийся началом отсчета импульсов, поступающих в счетчик оборотов и в счетчик задержки опережения зажигания.

5 В фазовом положении А датчик опорных импульсов вырабатывает сигнал, являющийся началом отсчета импульсов, поступающих в счетчик оборотов и в счетчик задержки опережения зажигания. В счетчик

0 оборотов импульсы поступают с частотой f0, а в счетчик задержки - с частотой генератора fr. В точке А формируется сигнал момента искрообразования. В фазовом положении В (угол 180° относительно т,А) формируется

5 сигнал, являющийся концом отсчета импульсов, постуупающих в счетчик оборотов на участке АВ и началом отсчета импульсов, поступающих в счетчик оборотов и в счетчик задержки на участке ВА. Счетчик задержки

0 формирует сигнал, соответствующий углу задержки:

Iг- Я

13 Е т рад, 1ч

где Е - количество импульсов в счетчике; 5 К - коэффициент деления частоты генератора.

Угол опережения зажигания составит

0 0д-1э, где #д - фазовое положение датчика относи0 тельно ВМТ.

Учитывая, что угол опережения зажигания изменяется линейно в диапазоне скоростей cor- ai и остается постоянным в диапазонах - W1 и ад- сомакс. в счетчик

5 задержки в диапазоне от холостого хода () до ом записывается постоянное число импульсов, равное квадрату числа импульсов EL записанному при скорости вращения

вала (о. Аналогично в диапазоне от од до максимальной скорости вращения ((Уцакс) в счетчик задержки записывается постоянное число, равное квадрату числа импульсов Е2, записанному при скорости од. При этом углы задержки на начальном и конечном участках изменения скорости вращения соответственно равны

Е ,. . El

1з

О), I

зк

О),

to К ° foK

где Ei.Ea- количество импульсов в счетчике оборотов в диапазонах вращения аь - ш и

СО2-0) макс Соответственно; ГОхх, . U1, ОД,

ft)- угловые скорости вращения вала на холостом ходу, максимальная, при минимальном опережении зажигания, при максимальном опережении зажигания и текущая скорость соответственно, fo - частота импульсов, поступающих в счетчик оборотов.

Устройство работает следующим образом.

В фазовом положении А вала двигателя формируется сигнал, являющийся точкой отсчета импульсов, поступающих в счетчик оборотов и в счетчик задержки сигнала. В точке А1 на выходе элемента 9 ИЛИ-НЕ фор- миоуется сигнал, поступающий на исполнительное устройство, а также устанавливающий счетчик 15, регистры 16, 17 и триггер 19 в нулевое, а триггер 18 - в единичное состояние. При этом импульсы опорной частоты от генератора 1 через делитель 2 и элемент 3 И поступают на вход счетчика 12, который совместно со счетчиком 13 образует счетчик оборотов. При прохождении фазового положения В вырабатывается очередной импульс, поступающий на инверсный вход элемента 3 И. На выходе элемента 3 И устанавливается нулевое состояние, что препятствует поступлению на вход счетчика 12 импульсов от генератора 1. Таким образом, при вращении вала двигателя от положения А до положения В в счетчик оборотов записывается число импульсов, обратно пропорциональное угловой скорости вращения.

Одновременно сигнал с датчика опорных импульсов поступает на входы разрешения записи регистров 16, 17 и на S-вход триггера 19. Информация со счетчиков 12 и 13 переписывается в регистры 16 и 17, триггер 19 переходит в единичное состояние, а триггер 18 - в нулевое. Счетчики 12, 13 при этом обнуляются и начинают подсчет импульсов, поступающих с выхода делителя 2.

Наличие на первом входе элемента 5 И логической единицы обеспечивает прохождение импульсов генератора 1 в счетчик 14. После просчета счетчиком 14 количества

импульсов, равного записанному в регистрах 16. 17, на выходе схемы 11 совпадения появится единичный сигнал, который обнулит счетчик 14 и запишет единицу в счетчик 15. Цикл подсчета импульсов счетчиком 14 повторяется до совпадения кодов чисел счетчика 15 и регистров 16 и 17. При этом на выходе схемы 10 совпадения появится сигнал логического нуля, поступающий на один из входов элемента 9 ИЛИ-НЕ, на другой

0 вход которого поступает сигнал логического нуля с инверсного выхода триггера 19. Сигнал высокого уровня с выхода элемента 9 ИЛИ-НЕ поступает на исполнительное устройство и на входы установки нуля счетчика

5 15, триггера 19, регистров 16, 17 и на вход установки триггера 18 в единичное состояние. Следовательно, с момента появления сигнала с датчика опорных импульсов (положение А) до момента формирования импуль0 сз на выходе элемента 9 ИЛИ-НЕ счетчики 14 и 15 совместно со схемами 10 и 11 совпадения обеспечивают задержку по времени, равную произведению квадрата числа импульсов, хранящихся в регистрах 16, 17 на

5 период следования импульсов генератора 1. За это время вал двигателя переместится из положения А в положение А момента иск- рообразования. Далее цикл работы устройства повторяется.

0 Использование устройства обеспечивает повышение точности установки угла опережения зажигания и улучшение тем самым экономичности двигателя внутреннего сгорания.

5 Формула изобретения

Устройство регулирования угла опережения зажигания, содержащее датчик опорных импульсов, четыре счетчика с входами установки нуля и счетными входами и гене0 ратор импульсов, вход которого связан со счетным входом первого счетчика, а входы установки нуля второго и третьего счетчиков связаны с датчиком опорных импульсов, о т- личающееся тем, что, с целью повыше5 ния точности регулирования путем увеличения скорости реагирования на изменение частоты вращения вала двигателя, устройство снабжено первым, вторым и третьим элементами И с двумя входами, четвертым

0 элементом И с тремя входами, один из которых выполнен инвертирующим, первым и вторым элементами ИЛИ с двумя входами, третьим элементом ИЛИ с двумя входами и инвертирующим выходом, первой схемой

5 совпадения и второй схемой совпадения с инвертирующим выходом, делителем частоты, JK-триггером и RS-триггером и двумя регистрами, второй счетчик снабжен выходным логическим элементом И-НЕ, а третий

счетчик снабжен выходными логическими элементами И и И-НЕ, причем между генератором импульсов и счетным входом первого счетчика одним из входов и выходом включен первый элемент И, другой вход ко- торого подключен к неинвертирующему выходу RS-триггера, инвертирующий выход и R-вход которого подключены, соответственно к одному из входов и выходу третьего элемента ИЛИ, выполненному в виде выхо- да устройства, другой вход третьего элемента ИЛИ связан с выходом первой схемы совпадения, между датчиком опорных импульсов, и счетным входом второго счетчика S-входом и неинвертирующим выходом включен RS-триггер, к неинвертирующему выходу которого подключены счетный вход третьего счетчика и К-вход JK-триггера, неинвертирующий выход которого через один из входов и выход второго элемента И свя- зан с одним из входов первого элемента ИЛИ, другой вход которого связан с инвертирующим входом JK-триггера, выход первого элемента ИЛИ подключен к счетному входу второго счетчика, а другой вход второ- го элемента И связан с выходным логическим элементом И третьего счетчика, счетный вход которого подключен к выходу четвертого элемента И, один из входов которого через делитель частоты подключен к

выходу генератора импульсов, другой вход связан с выходными логическими элементами И-НЕ второго и третьего счетчиков, а инвертирующий вход - с выходом датчика опорных импульсов, к которому также подключены вход разрешения записи первого регистра и один из входов третьего элемента И, другой вход которого связан с неинвертирующим входом JK-триггера, а выход подключен к входу разрешения записи второго регистра, вход установки нуля которого связан с выходом третьего элемента ИЛИ, связанным с входом установки нуля четвертого счетчика, входом установки нуля первого регистра и одним из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого связан с выходным логическим элементом И третьего счетчика, а выход связан с J- входом JK-триггера, информационные входы первого и второго регистров связаны соответственно с выходами второго и третьего счетчиков, выходы регистров подключены к одному из входов второй схемы совпадения, другой вход которой связан с выходом первого счетчика, а к выходу подключены вход установки нуля первого счетчика и счетный вход четвертого счетчика, выход которого подключен к одному из входов первой схемы совпадения, другой вход которой связан с выходом второго регистра.

Момент

искроооразооония

в

Изобретение относится к автоматическому управлению двигателем внутреннего сгорания и м.б. использовано для регулирования опережения впрыска топлива. Цель изобретения - повышение точности регулирования путем увеличения скорости реагирования на изменение частоты вращения вала двигателя. Устройство содержит датчик опорных импульсов, счетчики 12-15 с входами установки нуля и счетными входами, генератор 1 импульсов, элементы И 4-6 с двумя входами, элемент И 3 с тремя входами один из которых выполнен инвертирующим, элементы ИЛ И 7 и 8 с двумя входами, элемент ИЛИ с двумя входами и инвертирующим выходом, схемой 10 совпадения и схемой 11 совпадения с инвертирующим выходом, делитель 2 частоты, JK-триггер 18, RS-триггер 19 и регистры 16 и 17. Счетчик 13 снабжен выходным логическим элементом И-НЕ, а счетчик 12 - выходными логическими элементами И и И-НЕ. Принцип работы устройства заключается в формировании сигналов, регистрации числа опорных импульсов, пропорционального частоте вращения вала двигателя, обработке сигнала в последующем периоде.изменении угла опережения зажигания. 2 ил. у Ј

Фиг. I