Электронная приставка к транзисторной системе зажигания Советский патент 1993 года по МПК F02P5/02 

или фотоэлектронный. Сущность изобретения: приставка включает узел 11 аварийного зажигания, ключ 23, RS-триггер 24, тахометрическое устройство 10, узел 26 противоугона, пороговый элемент 29, логические элементы 12, 4. Особенностью изобретения является введение параметрического стабилизатора напряжения, та- хометрического устройства, узлов аварийного зажигания и противоугона, трех элементов 2И-НЕ, инвертора, свето- диода, транзистора, резистора и спаренного выключателя, что позволяет уменьшить минимальную задержку момента искрооб- разования при выключенном октан-корректоре и расширить функциональные возможности за счет реализации функций коррекции угла запаздывания момента иск- рообразования в функции скорости вращения коленчатого вала двигателя, обеспечить светодиодную индикацию работы октан- корректора, использовать аварийное зажигание и противоугонное устройство. 3 з.п.ф-лы, 2 ил,

Использование: в импульсной технике, в частности в электронных приставках октан-корректора, совместно с транзисторными системами зажигания с нормированием времени накопления энергии в катушке зажигания, у которых в качестве датчика момента зажигания применяется датчик Холла Ј ч г J

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к электронным приставкам - октан-корректорам, и может быть использовано совместно с транзисторными системами зажигания с нормированием времени накопления энергии в катушке зажигания, у которых в качестве датчика момента зажигания применяется датчик Холла или фотоэлектронный,

- Целью изобретения является уменьшение минимальной задержки момента искрообразраания при выключенном октан- корректоре и расширение функциональных, возможностей устройства за счет реализации функций коррекции угла запаздывания момента искрообразования в функции скорости вращения коленчатого вала двигателя, светодиодной индикации работы .октан-корректора, аварийного зажигания и противоугонного устройства.

Принципиальная схема устройства приведена на фиг.1; эпюры поясняющие работу устройства, - на фиг.2, где а - сигнал на входе устройства; б - сигнал на входе устройства; в - сигнал на входе инвертора та- хометрического устройства; г - сигнал на выходе инвертора тахометрического устройства; д - напряжение на втором конденсаторе тахометрического устройства; е - напряжение на выходе тахометрического устройства; ж - сигнал на выходе первого элемента 2ИЛИ-НЕ; з - сигнал на выходе второго элемента 21/1ЛИ-НЕ; и - сигнал на интегрирующем выходе RS-триггера; к - сигнал на выходе устройства; л - сигнал на выходе первого элемента 2И-НЕ; м - сигнал на выходе второго элемента 2И-НЕ; н - сигнал на выходе третьего элемента 2И-НЕ; о - напряжение на интегрирующем конденсаторе; п - сигнал на выходе порогового элемента.

Устройство с помощью штепсельных разъемов 1, 2 включается в разрыв цепей, образуемый при разьединении штатного штепсельного разъема, причем разъем 1 соединяется с разъемом, подключенным к датчику Холла, установленному в распределителе зажигания, а разъем 2-е разъемом, провода от которого идут к транзисторному

коммутатору. Выводы 3 разъемом 1 и 2 подключаются к плюсу источника питания. Выводы 4 и 5 образуют вход и выход устройства соответственно. Выводы 6 подключаются к отрицательной шине питания. Вывод 4 разъема 1 соединен через размыкающий контакт 7 сдвоенного выключателя с точкой соединения первого вывода первого резистора 8 и входов первого инвертора 9, тахометрического устройства 10, первого узла 11-аварийного зажигания, второго элемента

2ИЛИ-НЕ 12-и первого элемента 2И-НЕ 13.

Выход инвертора 9 соединен с вторым входом элемента 2ИЛИ-НЕ 14, первым входом

элемента 2И-НЕ 15 и выходом узла 11 аварийного зажигания, второй вход которого через второй размыкающий контакт 16 спаренного выключателя соединен с отрицательной шиной питания. Второй вывод резистора 8 соединен с входом питания тахометрического устройства, с выходом параметрического стабилизатора 17 напряжения, образующим положительную шину питания, а также через последовательные светодиод 18, третий резистор 19 и переход эмиттера - база транзистора 20, коллектор которого соединен с отрицательной шиной питания, с точкой соединения входа второго инвертора 21. выхода третьего элемента 2И-НЕ 22 и входом управления

электронного ключа 23. Входы элемента 2ИНЕ 22 соединены с выходами элементов 15

и 13, вторые входы которых подключены к

инвертирующему выходам RS-триггера 24.

Неинвертирующий выход триггера 24 образует выход 5 устройства. Выход инвертора 21 соединен через последовательные диод 25, узел 26 противоугона, токозэдающий регулируемый резистор 27 с первой обкладкой интегрирующего конденсатора 28, параллельно к которому подключен электронный

ключ 23, и входом порогового элемента 29, выход которого соединен с первыми входами элементов 14, 12, выходы которых подключены к входам R и S RS-триггера 24 соответственно. Вторая обкладка конденсатора 28 соединена с выходом тахометриче- ского устройства 10 и через второй резистор 30 с отрицательной шиной питания. Второй входной вывод узла аварийного зажигания соединен с входом управления электронного ключа 31, соединяющего его первый входной вывод с отрицательной шиной 4 питания, первым выводом первого резистора 32, второй вывод которого соединен с выходными выводом узла через конденсатор 33 и с первым входным выводом через

второй резистор 34, параллельно которому подключены соединенные последовательно диод 35 и третий резистор 36. Тахометриче- ское устройство содержит инвертор 37, вход которого соединен с управляющим входом устройства 39 выборки-хранения, выход которого образует выход тахометрического устройства, через первый конденсатор 38 с входным выводом устройства, к которому также подключен один вывод второго резистора 40, и через первый резистор 41 с отрицательной шиной питания. Выход инбертора 37 подключен через обратный диод 42 к второму выводу резистора 40 и к управляющему входу электронного ключа 43, соединяющего положительную шину питания с информационным входом устройства 39 выборки-хранения и через параллельные третий резистор 44 и второй конденсатор 45 с отрицательной шиной питания. Узел противоугона представляет соб0й соединенные .параллельно размыкающие контакты 46, конденсатор 47 и резистор 48.

В основе работы октан-корректора устройства лежит принцип поочередного сдвига в сторону отставания передних фронтов прямого и инверсного сигналов датчика Холла с помощью одной фазосдвитающей цепочки и последующего синтеза с помощью RS-триггера сигнала со скважно- ,стью, равной скважности входного сигнала, но запаздывающего относительно входного.

1Гакой принцип обеспечивает сохранение неизменной скважности входного сигнала во всех режимах работы без каких-либо под- строечных элементов. Отклонение скважности сигнала от задаваемой датчиком Холла недопустимо, так как приводит к искажению процесса нормирования тока в транзисторном коммутаторе, что связано либо с умень- амплитуды тока в катушке зажигания и уменьшением энергии искры, либо с увеличением времени пребывания

транзистора коммутатора в активном режиме.

. В процессе работы устройства, пока конденсатор 28 заряжается током, проходя- 5 щим с выхода инвертора 21 через диод 25, замкнутые контакты 46 узла 26 противоугона, регулируемый резистор 27, а также резистор 30, а напряжение на входе порогового устройства 29 не превышает уровень его

0 переключения, на его выходе присутствует сигнал единица (фиг.2 п), блокирующий по первым входам элементы 2ИЛИ-НЕ 12, 14, на выходах которых присутствует сигнал ноль (фиг.2 ж, з), удерживающий RS-триг5 гер 24 в состоянии, в которое он был приведен в предыдущем такте, т.е. на его инвертирующем выходе присутствует сигнал ноль (фиг.2 и), а на неинвертирующем - сигнал единица (фиг.2 -к). На

0 выходах элементов 2И-НЕ 15, 13 присутствуют сигналы единица (фиг.2 л, м), на выходе элемента 2И-НЕ22 - ноль (фиг.2н), на .выходе инвертора 21 - единица. Ключ 23 разомкнут. Пока конденсатор 28 заряжает5 ся до напряжения переключения порогового элемента 298 (фиг.2, интервал to - ti), происходит задержка переднего фронта инверсного сигнала датчика Холла (фиг,2 б). 1 Когда напряжение на конденсаторе 28 до0 стигает уровня переключения элемента 29 (фиг.2 о, ц), на его выходе появляется сигнал ноль (фиг.2 п, tt), на выходе элемента 2ИЛИ-НЕ 12 -. единица (фиг.2 з, ti), RS- триггер 24 переключается и сигналы на его

5 выходах реверсируются (фиг.2 и, к, ti). На выходе элемента 2И-НЕ 15 появляется сигнал ноль (фиг.2 л, ti), на выходе элемента 2И-НЕ 13 сохраняется сигнал единица (фиг.2 м, ti). На выходе элемента 2И-НЕ 22

0 появляется сигнал единица (фиг.2 н, ti), ключ 23 отпирается, разряжается конденсатор 28 (фиг.2 о, ti). Одновременно с этим на выходе инвертора 21 устанавливается сигнал ноль, а на выходе элемента 29 - еди5 ница, блокирующий по первым входам элементы 2ИЛИ-НЕ 12, 14. Поскольку процесс переключения RS-триггера 24 и разряда конденсатора 28 проходит очень быстро, сигналы единица на выходах элементов

0 2ИЛИ-НЕ 12, 14 очень короткие и показаны нафиг.2ж, з, как единичные. Схема остаэтся в этом4состоянии до появления сигнала ноль на выходе инвертора 9 (фиг.2 , t2). после чего на выходе элемента И-НЕ 15

5 снова устанавливается сигнал единица. Поскольку единица сохраняется и на выходе элемента 2И-НЕ 13, на выходе элемента 2И-НЕ 22 устанавливается сигнал ноль (фиг.2 н, t2), запирающий ключ 23, а на выхо- де инвертора 21 - единица, в результате

чего снова начинает заряжаться конденсатор 28. На время этого заряда происходит задержка переднего фронта прямого сигнала датчика Холла. Когда конденсатор 28.заряжается до уровня переключения элемента 29 (фиг.2 о, гз), на его выходе появляется короткий сигнал ноль (фйг.2 п, ts) а на выходе элемента 2ИЛИ-НЕ 14 - короткий сигнал единица (фиг,2 ж, ta). RS-триг- гер 24 переключается (фиг.2 и, к, ta), конденсатор 28 разряжается и схема сохраняет это состояние до момента времени t4, когда на входе датчика Холла снова появляется сигнал ноль. Далее процессы поочередных задержек передних фронтов инверсного и прямого сигналов датчика Холла повторяются, как описано выше. Изменяя величину сопротивления резистора 27, можно в широких пределах регулировать постоянную времени заряда конденсатора 28 и, следовательно, сдвиг по фазе в сторону отставания прямоугольного импульса на выходе датчика Холла. По мере нарастания частоты вращения коленчатого вала двигателя заданная вручную задержка момента искрообразования, начиная с определенной частоты, плавно уменьшается и на определенной частоте исчезнет совсем.. Это достигается с помощью частотозависи- мого увеличения смещения напряжения на второй обкладке конденсатора 28. .Падение напряжения на резисторе 30 под действием тока, протекающего от тахометрического устройства 10, при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя-возрастает, а время заряда конденсатора 28 до уровня переключения элемента 29 сокращается. Тахометрическое устройство работает следующим образом.,

Передний фронт сигнала датчика Холла (фиг.2, а) дифференцируется цепочкой: чэ е- зистор 41 - конденсатор 38, дифференцированный сигнал (фиг.2 в) управляет ключом устройства 39. Этот же сигнал инвертируется инвертором 37 (фиг.2 г), и короткий сигнал ноль на выходе этого элемента через диод 42 задерживают подачу сигнала единица на управляющий вход ключа 43 на время выборки (замыкание ключа в устройстве 39). По окончании сигнала ноль на ; выходе инвертора 37 и процесса выборки (ключ в устройстве 39 размыкается) замыкается ключ 43 и конденсатор 45 заряжается до напряжения положительной шины питания (фиг.2 д). Когда на выходе датчика Холла появляется сигнал ноль (фиг.2а), ключ 43 размыкается и конденсатор 45 начинает разряжаться через резистор 44 (фиг.2 д). При низких частотах вращения коленчатого вала двигателя конденсатор 45 успевает

разрядиться полностью и напряжение на выходе тахометрического устройства 10 равно нулю. Начиная с некоторой частоты, конденсатор 45 к моменту выборки разрядиться не успевает, на резисторе 30 появляется напряжение смещения (фиг.2 е). Заданная с помощью резистора 27 задержка начинает сокращаться. Когда напряжение смещения достигает уровня

переключения элемента 29, на его выходе устанавливается сигнал ноль (фиг.2 п) и задержка исчезает полностью. Во время работы октан-корректора, пока заряжается конденсатор 28, на выходе элемента 2И-НЕ

22 присутствует сигнал ноль. Напряжение

на выходе эмиттерного повторителя на

транзисторе 20 также близко к нулевому, и

светодиод 18 светится, обеспечивая индика. цию работы октан-корректора. По яркости

свечения светодиода можно судить о величине запаздывания, о его исчезновении при наборе оборотов. Поскольку в предлагаемом устройстве в отличие от прототипа минимальная задержка входного сигнала

определяется Только временем заряда конденсатора 28 (время его разряда на задержку не влияет), то эта минимальная задержка существенно уменьшается, что обеспечивает достижение цели.

В случае выхода из строя датчика Холла устройство можно перевести в случае автономной генерации сигналов прямоугольной формы со скважностью 2/3 и частотой 300 Гц для обеспечения аварийного зажигания.

В обычном режиме работы устройства в качестве октан-корректора контакты 16 спаренного выключателя соединяют управляющий вход ключа 31 с отрицательной шиной питания. Ключ 31 разомкнут и на

работу октан-корректора не влияет. Для перевода схемы в режим аварийного искрообразования необходимо отключить спаренный выключатель. Контакты 7- и 16 размыкаются. Ключ 31 вместе с резистором

8 образуют первый инвертор,а инвертор 9 - второй инвертор релаксационного генератора, в состав которого входят времязадаю- щие конденсатор 33 и резисторы 36, 34. Цепочка, состоящая из последовательных

диода 35 и резистора 36, делает генератор несимметричным и обеспечивает скважность сигнала на входе инвертора 9 такую же, как и датчика Холла (2/3). Поскольку частота работы релаксационного генератора превышает частоту исчезновения

задержки-корректора, тахометрическое устройство обеспечивает такое смещение на резисторе 30, при котором на выходе элемента 29 присутствует сигнал ноль. В этом случае элементы 2ИЛИ-НЕ 12, 14 выполняют функции инверторов, как и RS-триггер 24. Узел 26 противоугона работает в режиме использования схемы как октан-корректора. При включении противоугона контакты 46 размыкаются. Во время запуска двигате- ля устройство работает, как описано выше поскольку емкость конденсатора 47 значительно превышает емкость конденсатора 28. Через несколько секунд после запуска двигателя конденсатор 47 заряжается, амп- литуда импульсов на конденсаторе 28 уменьшается, на выходе элемента 29 устанавливается сигнал единица, блокирующий элементы 2ИЛИ-НЕ 12, 14, после чего переключение RS-триггера 24 прекращает- ся и двигатель останавливается. Так как заряд конденсатора 47 происходит постепенно, напряжение заряда конденсатора 28 также уменьшается постепенно. Если установлено максимальное сопротивление ре- зистора 27, задержка импульсов зажигания также постепенно увеличивается до полной остановки двигателя. Внешне это проявляется как отсутствие топлива, что переключает внимание угонщика на систему питания. После отключения системы зажигания конденсатор 47 разряжается через резистор 48 и запуск двигателя можно повторить, что свидетельствует об исправности системы зажигания.

Испытание электронной приставки при совместной работе с коммутаторами 36.3734 и 55.3734 показали ее высокую эффективность. К дополнительным достоинствам следует отнести простоту ее подключения, при которой не требуется выполнять какие-либо пересоединения в штатной системе зажигания.

Формула изобретения

5

0

5 0 5

та искрообразования и расширения функциональных возможностей, введены параметрический стабилизатор напряжения, выход которого является положительной шиной питания, а входы включены между полюсом источника питания и отрицательной шиной питания, тахометрическое устройство, вход которого подключен к входу инвертора, а выход соединен с второй обкладкой интегрирующего конденсатора и вторым входом устройства сброса непосредственно, а, через второй резистор - с отрицательной шиной питания, узел аварийного зажигания, первый вход которого связан с входом инвертора, а выход - с его выходом, спаренный выключатель, первый размыкающий контакт которого соединяет вход инвертора с входным выводом электронной приставки, а второй размыкающий контакт соединяет второй;вход узла аварийного зажигания с отрицательной шиной питания, три элемента 2И-НЕ, первые входы первого и второго из них соединены соответственно с вторыми входами инвертирующих логических элементов, вторые входы - с инвертирующим и неинвертирующим вы- , ходами RS-триггера, их выходы - с входами третьего элемента 2И-НЕ, второй инвертор, вход которого соединен с выходом третьего элемента 2И-НЕ и управляющим входом устройства сброса интегрирующего конденсатора, а выход через последовательные диод и узел противоугона - с вторым выводом токозадающего резистора, причем инвертирующие логические элементы выполнены в виде элементов 2 ИЛ И-НЕ, устройство сброса интегрирующего конденсатора - в виде электронного ключа, второй вывод первого резистора соединен с положительной шиной питания, которая также соединена с выходом третьего элемента 2И-НЕ через последовательно соединенные светодиод, третий резистор и переход эмиттер-база р- n-p-транзистора, коллектор которого подключен к отрицательной шине питания.

. , Л v

0

первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен через конденсатор с выходным выводом узла, а через второй резистор, параллельно которому подключены последовательно соединенные диод итретий резистор, - с первым входным выводом узла.

Фиг, 2,