Способ определения момента формирования пускового импульса и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК F02P5/04 

Фиг.5а

Изобретение относится к устройствам, применяемым для обеспечения работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано в ДВС любого типа совместно с блоком электронного зажигания.

На фиг, 1 показана диаграммгз работы устройства при различных оборотах коленчатого вала; на фиг. 2 - диаграмма работы устройства в случае, когда Fi(t) и F2{t) являются линейными функциями: на фиг, 3 зависимость угла задержки зажигания в зависимости от оборотов 4-крзтного4-цилиндрового две при линейной зависимости функций Fi(t), F2(t), где 1 - угол задержки, 2

-угол опережения зажигания; на фиг, 4 диаграмма работы устройства в случае, когда функции Fi(t) м F2(t) являются экспоненциальными; HS фиг, 5 - пример реализации устройства при экспоненциальном виде функции Fi{t), F2(t) (а) - однокэскадное, б) трехкаскадное); на фиг, б - семейство нормированных зависимостей угла задержки зажигания в зависимости от оборотов 4-тактного 4-цилиндрового ДВС для схемной реализации, приведенной на фиг, 5: кривая

1 - Uorp/Unm 0,625; кривая 2 - Uorp/Unnr -0,5556; кривая 3 - Uorp/Unm 0,526, кривая 4 - зкеперйментальная зависимость схемной реализации, приведенной на фиг. 5 дйя Uorp/UnMT 0,526.

Целью изобретения является повышение точности определения момента, формирсаания пускового импульса при одновременном повышении надежности.

Принципиальным моментом в реализации способа является наличие участка, когда выходной .сигнал при наличии входного фиксирован по уровню, так что при любой частоте вращения коленчатого вала уменьшение выходного напряжения элемента Задержки происходит от этого фиксированного уровня . Это требование накладивает определенные ограничений на скважность сигнала формирователя 1 (фиг. 5); величина максимальной задержки сигнала, определенной временем нарастания функции до уровня ограничения, должна

быть меньше длительности импульса.

Способ определения момента формирования пускового импульса обеспечивается- следующей последовательностью операций. В начальный момент (фиг, 1) выходной сигнал от нуля нарастает по закону F2(t) до уровня срабатывания порогового устройства Аср (в этот момент на его выходе формируется положительный перепад) и затем ограничивается уровнем Аогр.

После окончания положительной чзсти происходит уменьшение по закону F2(t)

практически до нуля. С ростом оборотов сигнал блока задержки ВЗ не успевает уменьшить до нуля, так что возрастание сигнала в следующем цикле будет происходить с некоторого конечного значения АООТ, что ведет к уменьшению времени задержки сигнала, т.е. к росту угла опережения зажигания. При некоторой частоте враш.ения коленчатого вала, которая определяется видом 4F2(t) и соотношением Аогр и Аср, величина Аост становится равной Аср, величина задержки равна О, устройство перестает влиять на момент появления зажигания, который определяется либо штатной системой опережения зажигания в случае использования данного устройства как октан-корректора. либо фиксированным положением датчика момента зажигания при автономном использовании.

Величина По определяется только выбросом Аогр. Аср и видом F2(t).

Вид зависимости УОЗ с (п) в диапазоне оборотов ниже по определяется видом функций Fi(t), F2{t), а наибольший УОЗ определяется предельной реализуемой задержкой (при заданном для конкретной ДВС начальном УОЗ), т.е. функцией Fi{t), Таким образом, Нри реализации имеется возможность гибкого и не.эависимого варьирования параметров.

Устройство (фиг. 5), реализующее данный способ, содержит формирователь 1 импульсов и блок 2 задержки, включенные последовательно, причем блок задержки содержит элемент 3 задержки, состоящий из интегрирующей RC-цепи. элементы которой (резистор 4, конденсатор 5) соединены через разделительный диод 6, точка соединения резистора 4 и разделительного диода 6 соединена через ограничительный диод 7 с источником опорного напряжения (Uon). разрядный резисторе включен параллельно конденсатору 5, а точка соединения разделительного диода 6 и резистора 4 является выходом элемента 3 задержки и подключена к входу компаратора 9. йыход которого является выходом устройства.

Устройство р1аботает следующим обра. зом.

Рассмотрим случай, когда Fi(t) Ui(t), а F2(t) -U2(t). Временная диаграмма работь БЗ изображена на фиг. 3. Для частоты п об/мин вращение коленвала 4-кратного 4цилиндрового двигателя период искрообразования Т определяется Т 30/п с. Пусть формирователь 1 формирует сигнал заданной скважины. Тогда время, когда сигнал положителен, t+ N(S + 1) когда он равен нулю t- Т - t-i-.

Простой анализ показывает, что в этом

случае угловая задержка. ), вносимап одним каскадом устройства, описывается следующим выражением:

«°{п) щ (Аср - Аогр + 30 U2S/(n(S + 1))) (1)

Вид этой зависимости в уловных координатах показан на фиг. 3, график 1, там же показана характеристика регулирования УОЗ, график 2, 8 предположении, что начальный УОЗ ofi. Видно, что имеется возможность независимыми параметрами S, Ui, U2, Аогр. Аср регулировать независимо друг от друга величину «макс, ni. по. Каскадным соединением устройства можно добиться кусочно-ломаной аппрохсимац1-п1 любой сколь угодно сложной характеристики с любой необходимой точностью обеспечить, если это необходимо, резкие изломы.

В случае, если функции Ft(t), F2(t) (см. фиг. 4) представляют собой экспоненты F i(t) АОСТ (Аобщ - Аост)(1 - ехр ( F2(t) Аогр ехр (-тг ). удается также найти аналитическое решение на УОЗ. Угловая задержка, BHOctfMafl данным устройством, описывается выражением

(f(n} блгз п ((Аобщ - {30S/(n{S + 1) Гр))/(Аогр - Аср)).(2)

где тз - время заряда:

Гр - время разряда.

Задержка сигнала момента зажигания исключается, когда обороты коленвала достигают По 30 S/( Гр(5 + 1) In (Аогр/Аср)), где По 3000 об/мин.

Пример. В качестве порогового устройства использован КМОП лог. повторитель, который имеет Ucp 0,5 Упит. Здесь

Гз RaC, Тр RpC, Аогр Dorp. Аобщ Упит.

Выберем По - 3000 об/мин (как у механического автомата 03 двигателей ВАЗ), а S 1. С учетом обозначений выражение (2) модифицируется

а°(п) бп РзС In 2 (1 - Uorp/UnwT X ехр {15/nRpC)))(3)

Семейство нормированных зависимо. fj3(f. стей -ггг различных значений

ГлЗ

Uorp/Unm приведены на фиг. 6. Видно, что этот случай представляет собой некоторую сглаженную аппроксимацию случая линейных Fi(t) и F2(t). а также, как и в.случае линейных зависимостей времязадающих функций в некоторой области оборотов вблизи нуля имеется падающий участок зависимости. а°(п). Это свойство можно использовать при каскадном соединении, при необходимости а определенном диапазоне

оборотов уменьшить скорость увеличения УОЗ или создать падающий участок. В то же время при соответствующем подборе параметров в рабочем диапазоне оборотов характеристика может быть сделана и монотонной (см. фиг. 6). График 4 на фиг. 6 экспериментально получен при реализации устройства по схеме, приведенной на фиг. 5а,

0 При построении многокаскадного устройства соответствующим выбором скважности можно добиться, чтобы формирователь 1 толь.к6 8 первом каскаде, а последуюЩ -в каскады состояли каждый только из по5 рогового устройства (фмг. 55).

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я 1. Способ определения моментз формирования пускового импульса, отстоящего от определенной фазы рабочего цикла на заданное время, заключающийся в формировани /; первой электрической величины Fi(t), второй злектрический величины F2(t)H определении момента формирования пускового импульса по превышению электрической

5 величиной Fi(t} порогового уровня Апор. отличающийся тем, что, С целью повыщения точности определения момента -формирования пускового импульса, формируют последовательность прямоугольных

0 импульсов постоянной скважины, начало о1-орых совпадает с фазой рабочего цикла, соответствующей максимальной величине задержки, а длительность больше максимальной величины задержки момента фо.р5 мирования пускового импульса, с момента появления прямоугольного импульса формируют электрическую величину в соответствии с функцией f(t), содержащей три участка: f(t) Fi(t); f(t) const: f(t) F2(t), где

-0 Fi(t) - монотонно изменяется во времени: F(t)-противоположна по направлению величине Fi(t), устанавливают пороговое значение Апор F(tT). где tr - заданное время формирования пускового импульса в пределах значений электрической величины Fi(t). и при заданной длительности рабочего цикла.

2. Устройство для определения момента формирования пускового импульса, содержащее последовательно включенный (формирователь и блок временной задержки, который содержит последовательно включенные элемент временной задержки и компаратор, приче.м элемент временной

5 задержки содержит конденсатор, подключенный с одной стороны к общей шине, и ограничительный диод, вход формирователя является входом, а выход компаратора выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности опр деления момента формирования пускового импульса, при одновременном повышении надежности, в элемент временной задержки введены резистор интегрирующей цепи, разделительный диод, разрядный резистор, причем резистор интегрирующей цепи соединен с одной стороны с выходом элемента задержки и через разделительный диодс конденсатором, с другой стороны -с входом элемента задержки, точка соединения конденсатора и разделительного диода соединена через ограничительный диод с источником опорного напряжения, разрядный резистор включен параллельно конденсатору.

3.Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что резистор интегрирующей цепи выполнен в виде потенциометра с приводом движка отдатчика нагрузки двигателя.

4.Устройство по п. 2, отличающеес я тем, что резистор интегрирующей цепи выполнен в виде потенциометра с приводом движка вручную.

5.Устройство по п. 2, отличающеес я тем, что для точной аппроксимации характеристики угла опережения зажигания устройство выполнено в виде соединений нескольких устройств по пп. 2-4.

Изобретение относится к устройствам, применяемым для обеспечения работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано в ДВС любого типа совместно с блоком электронного зажигания. Целью изобретения является повышение точности формирования пускового импульса при одновременном повышении надежности. Цель достигается введением функции f(t) и установкой порогового значения Апор " Н^т) в соответствии с описанием. В устройстве, реализующем способ, цель достигается введением резистора 4 интегрирующей цепи, ограничительного диода 7, разрядного резистора 8 и функциональными связями. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.Г'fe8шод ——о

) п - cl-f8(f , л,пГ5. 7.г/) ()

Фи&З

огр

П

(1-exp-t/T)

%

,t)-,,pe PH/i:p}

ост

о

фиг.

Фиг. 5 Si

ЮОО

Фиг. 6

Вшод

« в --о

тг.

- WffO

-2000

2000 n,MW ЗООй