Бесконтактная цифровая система зажигания для двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02P5/04 

Изобретение относится к устройствам, применяемым в электрооборудовании двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение точности регулирования угла опережения зажигания.

На фиг.1 приведена функциональная схема системы; на фиг.2 - функциональная схема формирователл измерительного интервала; на фиг.З - функциональная схема накопителя; на фиг.4 - эпюры напряжений, поясняющие работу бесконтактной цифровой системы зажигания для ДВС в динамическом режиме.

Система содержит формирователь 1 опорных импульсов (ФОН), формирующий импульсы, например, в момент достижения поршнем в цилиндре верхней мертвой точки, усилитель 2, нагруженный на первичную обмотку катушки зажигания 3, для обеспечения цифрового задания времени опережения Ton const и с целью увеличения эффективности использования топлива при росте оборотов вала двигателя введены

формирователь 4 измерительного интервала (ФИИ), первый накопитель (Н1)5, первый элемент И 6, первый вычитающий счетчик (СТ) 7, первый блок элементов И 8, второй накопитель (Н2) 9, первый триггер 10, второй элемент И 11, второй вычитающий счетчик (СТ) 12, второй блок элементов И 13. третий накопитель (НЗ) 14. второй триггер 15 и генератор тактовых импульсоз 16, выход которого соединен с первыми входами первого 5, второго 9, третьего 14 накопителей, первым входом первого элемента И 6 и счетным входом первого триггера 10, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 11, выход которого соединен со счетным входом второго вычитающего счетчика 12. первый выход (ФИИ) 4 соединен с вторым входом второго элемента И 11 и вторым входом первого элемента И 6, третий вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом первого накопителя 5 и счетным входом первого вычитающего счетчика 7, второй выход ФИИ 4 соединен с первыми входами первого 8 и

сл

с

второго 13 блоков элементов И, третий выход (ФИИ) 4 соединен с вторыми входами первого 5, второго 9, третьего 14 накопителей и входами установки в нулевое состояние первого 7 и второго 12 вычитающих счетчиков, выходы разрядов которых соединены с вторыми входами соответственно первого и второго блоков элементов И 8,13, выходы которых соединены с третьими входами соответственно второго и третьего накопителей 9, 14, вторые выходы которых соединены соответственно с R-входом и S- входом второго триггера 15, выход которого соединен с входом усилителя 2, ФИИ (см. фиг.2) содержит триггер 17, формирователь 18 импульсов и элемент 19 задержки, причем счетный вход триггера 17 является входом ФИИ, а его выход - первым выходом ФИИ и соединен с входом формирователя 18 импульса, выход которого является вторым выходом ФИИ и соединен с входом элемента 19 задержки, выход которого является третьим выходом ФИИ и соединен с S-входом триггера 17, D-вход которого соединен с шиной логического О, Накопитель (см. фиг.З) содержит триггер 20, элемент И 21, счетчик 22 и формирователь 23 импульса, причем первый вход элемента И 21 является первым входом накопителя, вторым входом которого является S-вход триггера

20.прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И 21, выход которого соединен со счетным входом счетчика 22. выход старшего разряда которого соединен с входом формирователя 23 импульсов, выход которого является вторым выходом накопителя и соединен с R-входом триггера

21,инверсный выход которого является первым выходом накопителя, третьим входом которого являются S-входы триггеров счетчика 22.

Система работает следующим образом.

При вращении вала двигателя, например при запуске от стартера, на вход ФОИ выдается последовательность импульсов (см. фиг.4а), период следования которых Топ пропорционален числу оборотов вала в минуту и уменьшается с его ростом. По каждому переднему фронту (положительному перепаду) импульса ФИИ 4 формирует на своем втором, третьем и первом выходах соответственно следующие управляющие сигналы: Перезапись (см. фиг.46), Начальная установка (см. фиг.4в) и Интервал (см. фиг.4г). Рассмотрим момент ti появления первого импульса с выхода ФОИ. При этом в ФИИ (см.фиг.2) триггер 17 устанавливается в нулевое состояние и его выходным сигналом блокируется прохождение импульсов с выходом ГТИ 16

и триггера 10 соответственно через первый и второй элементы И 6, 11, а по отрицательному дрепаду с его выхода формирователь 18 формирует на выходе ФИИ 4 короткий

импульс Перезапись, по которому содержимое (код) вычитающих счетчиков 7 и 12 через блоки элементов И 8 и 13 переписывается в счетчики 22 накопителей 9 и 14 соответственно. Импульсом Начальная установка (см. фиг.4в), задержанным относительно импульса Перезапись (см.фиг.4б) элементом задержки 19 на время т3, устанавливаются одновременно в единичное состояние триггера 17 в ФИИ 4 триггеры 20 в

первом, втором и третьем накопителях 5, 9, 14, а также в нулевое состояние вычитающие счетчики 7 и 12. После чего на выходе триггера 17 формируется измерительный интервал тии, при котором разрешаются

счет импульсов частотой fT с выхода ГТИ через элементы И 21 в первом, втором и третьем накопителях, счет импульсов частотой следования fT/2 с выхода первого триггера 10 через второй элемент И 11 в втором

вычитающем счетчике 12, а также предварительное разрешение на счет импульсов частотой следования fT через первый элемент И 6 в первом вычитающем счетчике 7. По окончании счета счетчика 22 в накопителе 5 (из

нулевого состояния в нулевое) за время счета ten 7оп 2n/fT (где п - число разрядов счетчика 22) по отрицательному перепаду сигнала на его выходе (см. фиг.4д) формирователь 23 в первом накопителе 5 формирует

короткий импульс (см. фиг.4е), по которому триггер 20 устанавливается в нулевое состояние, блокируя выходным сигналом через элемент И 21 дальнейшее прохождение импульсов на вход счетчика 22. После по единичному сигналу с инверсного выхода триггера 20 (см. фиг.4ж) разрешается прохождение импульсов с частотой fT через первый элемент И 6 на вход первого вычитающего счетчика 7. Одновременно в

течении всего интервала гии до момента времени t2 осуществляется счет импульсов в счетчиках 22 второго и третьего накопителей 9, 14, а также в первом и втором вычитающих счетчиках 7 и 12. Минимальное

чис io разрядов вычитающего счетчика 7 и счетчика 22 в втором накопителе 9 выбирается из условия максимального значения измерительного интервала Гиимакс - Тоимакс (т.е. минимального числа оборотов вала двигателя пмин) и может быть вычислено в соответствии с выражением

г, -. 1оп„ иимакс Пмин IOCJ2 -j

0)

где Тт - период частоты импульсов с выхода генератора тактовых импульсов.

Число разрядов вычитающего счетчика 12 и счетчика 22 в третьем накопителе 14 принимается на единицу меньше вычисленного в соответствии с выражением (1). Таким образом, в момент времени t2 в первом и втором вычитающих счетчиках 7 и 12 записываются соответственно числовые значения

М опмин ( Топ IM1 ;,

КЬ 9() - Тии N2 2ТТ

При условии начальной установки в нулевое состояние первого и второго вычитающих счетчиков (в момент подачи напряжения питания на БСЗ) и выборе разрядностей счетчиков 22 в накопителях 9 и 14 согласно требованиям, приведенным выше, за время тии не происходит их переполнение, поэтому на их старших выходах возможны только положительные перепады (на фиг.4з для второго накопителя 9, на фиг.4к для третьего накопителя 14 показано пунктиром). В результате пробой разрядного промежутка свечи из-за отсутствия импульса на вторичной обмотке катушки зажигания 3 (см.фиг.4н) в первом периоде Той отсутствует, С приходом второго импульса с выхода ФОИ 1 на ФИИ 4 в момент времени t2 приведенный выше цикл работы повторяется, но при этом в счетчики 22 второго и третьего накопителей 9, 14 записываются коды NI и N2 соответственно. При записи в счетчик 22 третьего накопителя 14 в втором измерительном интервале числа импульсов

Гии(4)

N3

2ТТ

по отрицательному перепаду напряжения на его старшем выходе (см. фиг.Чз) через время 1вкп Тои/2 формирователь 23 формирует импульс (см. фиг.4и), которым триггер 15 устанавливается в единичное состояние и его выходным сигналом (см. фиг.4м) через усилитель 2 на первичную обмотку катушки зажигания 3 подается постоянное напряжение. При записи в счетчик 22 второго накопителя 9 числа импульсов

N4 (5)

по отрицательному перепаду напряжения на его старшем выходе (см. фиг.4к) через время Твык 7ии - Топ формирователь 23 формирует импульс (см. фиг.4л), которым триггер 15 устанавливается в нулевое состояние, при этом его выходным сигналом (см. фиг,4м) через усилитель 2 обесточивается первичная обмотка катушки зажигания 3 на

выходной высоковольтной обмотке которой за время Топ до прихода следующего импульса с выхода ФОИ (например в момент времени тз), формируется импульс напряже5 ния (см. фиг,4и) пробоя разрядника в свече. Затем цикл работы в каждом периоде Той частоты импульсов с выхода ФОИ 1 аналогичен рассмотренному, при этом Ton const и не зависит от числа оборотов вала двига10 теля.

Формула изобретения 1. Бесконтактная цифровая система зажигания для двигателей внутреннего сгора15 ния, содержащая формирователь опорных импульсов и усилитель, нагруженный на первичную обмотку катушки зажигания, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования угла опереже20 ния зажигания, в него введены формирователь измерительного интервала, первый, второй и третий накопители, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И, первый и второй вычитающие

25 счетчики, первый и второй блоки элементов И и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого, второго, третьего накопителей, первым элементом И и счетным входом первого

30 триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго вычитающего счетчика, первый выход формирователя измерительного интервала сое35 динен с вторым входом первого и второго элементов И, третий вход и выход первого элемента И соединены соответственно с первым выходом первого накопителя и счетным входом первого вычитающего счетчика,

40 второй выход формирователя измерительного интервала соединен с первыми входами первого и второго блоков элементов И, третий выход формирователя измерительного интервала соединен с вторыми входа45 ми пе рвого, второго, третьего накопителей и входами установки в нулевое состояние первого и второго вычитающих счетчиков, выходы разрядов которых соединены с вторыми входами соответственно первого и

50 второго блоков элементов И, выходы которых соединены с третьими входами соответственно второго и третьего накопителей, вторые выходы которых соединены соответственно с входами установки в нулевое и

55 единичное состояние второго триггера, выход которого соединен с входом усилителя, выход формирователя опорных импульсов соединен с входом формирователя измерительного интервала.

2.Система по п. 1,отличающаяся тем, что формирователь измерительного интервала содержит триггер, формирователь импульса и блок задержки, выход триггера соединен через формирователь импульса и блок задержки с собственным входом установки в единичное состояние, D-вход триггера соединен с шиной нулевого потенциала, а его счетный вход является входом формирователя измерительного интервала, первым, вторым и третьим выходами которого являются соответственно выход триггера, формирователя импульса и блока задержки.

3.Система по п. 1,отличающаяся тем, что накопитель содержит триггер, эле0

5

мент И, счетчик и формирователь импульса, причем первый вход элемента И является первым входом накопителя, вторым входом которого является вход установки в единичное состояние триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход старшего разряда которого через формирователь импульса, выход которого является вторым выходом накопителя, соединен с входом установки в нулевое состояние триггера, инверсный выходкоторого является первым

выходом накопителя, третьим входом которого являются входы триггеров счетчика.

Изобретение относится к устройствам, применяемым в электрооборудовании двигателей внутреннего сгорания. Система содержит формирователь измерительного интервала 4, три накопителя 5, 9, 14, два триггера 10, 15, два элемента И 6, 11, два вычитающих счетчика 7, 12, два блока элементов И 8,13 и генератор тактовых им пульсов 16, что обеспечивает цифровое вычисление угла опережения зажигания. 2 з.п. ф-лы. 4 ил.

Фиг2