Способ управления мощностью двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02D17/02 F02D41/24 

Изобретение относится к двигателест- роению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с электронным управлением подачей топлива.

Известен способ управления впрыском топлива с обратной связью по сигналу X- зонда, основанный на интегрировании сигнала с выхода последнего.

Однако данный способ используется для управления мощностью ДВС без отключения рабочих циклов и не применим в случае наличия пропуска впрыска топлива, так как в этом случае неизбежны искажения информации о составе обработавших газов, ввиду того, что в части рабочих циклов двигателя производится продувка рабочей камеры воздухом

Известен способ управления мощностью ДВС с циклическим фазированным впрыском топлива, основанный на отключении части рабочих циклов двигателя путем пропуска впрыска Даннчй способ осуществляет формированием заданной последовательности тактов впрыска топлива определенной длительности и пропусков в

части рабочих ДВС в зависимости от параметров, характеризующих состояние двигателя. При этом не учитываются выходные параметры рабочего процесса ДВС

Способ не исключает ошибок, связанных с погрешностями измерения состояния двигателя и износом в процессе эксплуатации. Это снижает эффективность управления, приводит к ухудшению выходных параметров, в частности токсичности ОГ ДВС

Цель изобретения-снижениетоксичности отработавших газов ДВС

Цель достигается тем, что при управлении мощностью ДВС с циклическим фазированным впрыском топлива в части рабочих циклов по расчетным значениям нагрузки изменяют количество вспрыскиваемого топлива на неотключенном рабочем цикле пропорционально усредненной на предшествующих рабочих циклах концентрации кислорода в отработавших газах

На фиг. 1 показана структурная схема системы управления мощностью ДВС, работа которой иллюстрирует предлагаемый способ, на фиг 2-6 - диаграммы, поясСО

с

2

ю

ел

Ј

няющие работу системы; на фиг, 7 - пример реализации генератора опорного импульса,

Система (фиг, 1) содержит датчик 1 опорных импульсов, счетчик 2, компаратор 3, датчик 4 нагрузки двигателя, аналого- цифровой преобразователь 5, D-триггер 6, элемент И 7, усилитель 8, электромагнитную форсунку 9, подключенную к топлианой магистрали 10, аналоговый ключ 11, фильтр 12 нижних частот, масштабирующий усилитель 13, датчик 14 концентрации кислорода в отработавших газах ДВС, элемент 15 задержки для компенсации транспортных задержек О Г от выпускного окна до датчика 14.

датчика 1 соединен со счетным С-входом счетчика 2 с С-входом триггера б и с первым входом элемента И 7, Выход датчика 4 через преобразователь 5 соединен с первым входом цифрового компаратора 3, второй вход которого подключена выходу счетчика 2 а выход - к D-входу триггер:-- 6. Инверсный выход триггера 6 соединен с вторым входом элемента И 7, R-входом сброса счетчика 2 и входом V стро- бирования аналогового ключа 11 через элемент 15 задержки. Информационный аход ключа 11 соединен с выходом датчика 14, а выход аналогового ключа 11 через блок 12 и усилитель 13 - с корректирующим входом датчика 1. Выход элемента И 7 через усилитель 8 подключен к электромагнитному приводу форсунки 9.

Система работает следующим образом,

Опорные импульсы Х1 (фиг, 2) подсчитываются счетчиком 2, формирующим на своем выходе код Х2 номера цикла (фиг. 3), счетчик реагирует на задние фронты импульсов Х1.

Датчик формирует сигнал напряжений, уровень которого зависит от нагрузки на двигатель (например, от положения педали акселератора).

Сигнал датчика 4 преобразуется в код ХЗ (фиг. 3) преобразователем 5 (величина кодов Х2, ХЗ показана условно отклонением от оси абсцисс на фиг. 3).

В случае сохранения кодов Х2 и ХЗ компаратор 3 формирует на своем выходе сигнал Х4 (фиг. 4), который воспринимается триггером б по переднему фронту следующего опорного импульса XI. На выходе триггера 6 формируется сигнал Х5, который разрешает или блокирует прохождение импульса Х1 через элемент И 7 на форсунку 9. Сигнал Х5 низкого уровня сбрасывает счетчик 2 в О. Как показано в примере при нагрузке, соответствующей коду (фиг. 3), система формирует пять импульсов

впрыска, а шестой пропускает, после чего последовательность повторяется. Соответственно при другой нагрузке, например при , последовательность впрысков будет

следующая: четыре впрыска и один пропуск. Таким образом, различными положениями педали акселератора автоматически ставятся в соответствие определенный процент, пропусков впрыска топлива и, следователь0 но, определенная выходная мощность на валу двигателя.

В рабочих циклах двигатели с непропущенным впрыском топлива, т.е. когда логический уровень сигнала , разрешается

5 прохождение сигнала датчика 14 на вход 12 через аналоговый ключ 11, В результате на выходе блока 12 формируется сигнал, уровень которого зависит от содержания кислорода в ОГ в неотклгаченных циклах, (с

0 непропущенным впрыском топлива). Этот сигнал через масштабирующий усилитель 13 воздействует на корректирующий вход датчика 1. При этом образуется петля обратной связи, благодаря которой осуществля5 ется регулирование состава смеси на заданном уровне, например на стехиомет- рмческом.

В рабочих циклах с отключенной подачей топлива интегрирование сигнала датчи0 ка 14 концентрации кислорода прерывается на время совершения отключенного рабочего цикла, т.е. цикла с пропуском впрыска, что обеспечивается в общем случае формируемым специально импульсом бло5 кировки. В данном примере интегрирование прерывается с помощью аналогового ключа 11. управляемого сигналом с выхода триггера 6.

Пример выполнения датчика 1 показан

0 на фиг. 7, Здесь 16 - вход датчика, 17 - задатчик импульса синхронизации, формируемого в заданной фазе рабочего цикла ДВС, 18-таймер, управляемый напряжением. Задатчик может быть выполнен, напри5 мер, в виде метки, жестко связанной с распределительным валом двигателя, и чувствительного элемента реагирующего на прохождение метки вблизи него. Это может быть оптоэлектронная пара, формирующая

0 импульс при вращении светонепроницаемого диска с прорезью, связанного с валом двигателя.

Таймер в показанном примере выполнен на интегральной схеме КР 1006 ВИ1. На

5 S-вход запуска таймера (фиг. 7) поступает импульс задатчика. При этом таймер переключается в состояние 1 на выходе 19, а выход 20 таймера, выполненный в виде транзистора с открытым коллектором, отключается от земли и конденсатор 21 заряжается от источника питания En через резистор 22. Совпадение уровня напряжения на входе R таймера, соединенного с конденсатором 21, с уровнем напряжения на входе С таймера (таймер имеет вст оен- ный компаратор), вызывает переключение таймера в О, при этом выход 20 закорачивается на землю и конденсатор 21 разряжается. Длительность импульса на выходе 19 таймера определяется постоянной времени RC-цепи 21 и 22 и уровнем напряжения на корректирующем входе С таймера. Таким образом, отклонения в составе смеси, формируемой с помощью системы впрыска (фиг. 1), от заданного соотношения контролируется датчиком 14 и через цепь элементов 11-13 компенсируются увеличением или уменьшением длительности впрыска так, чтобы обеспечить регулирование состава смеси на заданном уровне.

Формула иэооретени я

Способ управления мощностью двигателя внутреннего сгорания с циклическим фазированным впрыском топлива в части рабочих циклов по расчетным значениям нагрузки, отличающийся тем, что, с целью снижения токсичности отработавших газов, изменяют количество впрыскиваемого топлива на неоткл юченном рабочем цикле пропорционально усредненной на

предшествующих неотключенных рабочих циклах концентрации кислорода в отработавших газах.

Использование: управление мощностью двигателей внутреннего сгорания с циклическим фазированным впрыском топлива Сущность: при управлении мощностью ДВС с циклическим фазированным впрыском топлива изменяют количество впрыскиваемого топлива на неотключенном рабочем цикле пропорционально усредненной на предшествующих неотключенных рабочих циклах концентрации кислорода в отработавших газах 7 ил

xiLJLJ JLJlJLJLCUlJ

Х2

Хб

ппппп ппп

вш. 2

Фиг. 7