Система управления топливным насосом двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1993 года по МПК F02M37/08 

Изобретение относится к двигателест- роению, в частности к системам управления бензиновыми двигателями внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение эффективности и экономичности работы.

Элементы схемы системы управления топливным насосом широко известны, однако, заявляемое схемное решение позволяет повысить эффективность и Экономичность системы:

На чертеже представлена блок-схема системы управления топливным насосом двигателя внутреннего сгорания.

Система состоит из топливного насоса 1, приводом которого является коллекторный электродвигатель постоянного тока, со- единенный с одной стороны с шиной напряжения питания 2. а с другой - с транзистором 3; служащим для коммутации тока в цепи привода насоса 2 и являющимся усилителем мощности выходного сигнала, поступающего с блока управления топливным насосом, включающего формирователи входных сигналов двух типов: формирователи датчиков, информация которых заложена в величине напряжения, представляющие собой ограничители 4 и преобразователи уровня 5, последовательно соединенные между собой и формирователи для датчиков, информация которых заложена в частоте или длительности выходного напряжения, представляющие собой ограничители 6 и преобразователи частоты в напряжение 7, последовательно связанные между собой. Выход каждого из преобразователей уровня 5 и преобразователей частоты в напряжение 7 соединен с соответствующим входом усилителей 8, причем коэффициент усиления каждого из них задается в соответствии с весом каждого из входных сигналов.

Для обеспечения зависимости длительности выходного импульса блока управления от напряжения питания в схему введен усилитель 9, вход которого соединен с шиной напряжения питания 2. Выходы усилителей 8, 9 соединены с входами сумматора 10, подключенного своим выходом к первому входу модулятора ШИМ 11, на второй вход которого поступает напряжение с тактового генератора 12. Выход модулятора ШИМ 11 блока управления соединяется через резистор 13с базой транзистора 3.

В блоке управления имеется источник вторичного питания 14, соединенный с шиной напряжения питания 2. Входы ограничителей 4, 6 формирователей входных сигналов соединены с соответствующими датчиками 15, 16.

В качестве датчиков 15, информация которых заложена в величине выходного напряжения могут применяться датчики: температуры охлаждающей жидкости, окру- жающего воздуха, расхода воздуха, давления.

В качестве датчиков 16, информация которых заложена в частоте или длительности выходного напряжения может применяться

магнитоэлектрический датчик вращения.

0

Общее количество датчиков выбирается из условия, обеспечения заданной точности регулирования.

Система управления топливным насо5 сом для двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом: при работе двигателя информация от датчиков 15, 16 поступает на ограничители 4, 6 входных формирователей, в которых сигналы ограни0 чиваются.

Сигналы с датчиков 15 после ограничения поступают на преобразователи уровней 5 для согласования диапазонов изменения сигналов с выхода ограничителей 4 с вход5 ными диапазонами усилителей 8.

Сигналы с датчиков 16 после ограничения поступают на преобразователи частоты в напряжение 7, где преобразуются в уровни напряжения постоянного тока. Преобразованные сигналы поступают на входы

усилителей 8, где каждый сигнал усиливается в соответствии с коэффициентом усиления, который для каждого усилителя задан заранее. Входным сигналом для усилителя

5 9 является напряжение бортовой сети. Коэффициент усиления и величина выходного напряжения данного усилителя 9 задаются таким образом, что при исключении всех датчиков из системы, сигнал, поступающий

0 с усилителя 9,обеспечивает работу топливного насоса с производительностью, необходимой для обеспечения работы двигателя в средних режимах. С усилителей 8, 9 сигналы поступают на входы сумматора 10. Сум5 марный сигнал поступает на первый вход модулятора ШИМ 11 на выходе которого действует импульсное напряжение переменной скважности, длительность выходных импульсов с модуля-fopa ШИМ 11

0 определяется уровнем напряжения, действующим на его первом входе,связанным с выходом сумматора 10. Причем, увеличение уровня напряжения на первом входе модулятора ШИМ 11 приводит к уменьшению

5 длительности его выходных импульсов. Тем самым достигается обратная связь в системе, необходимая для обеспечения ее устойчивой работы и исключения аварийных режимов. Транзистор 3 усиливает выходной сигнал, поступающий с модулятора ШИМ

11, коммутируя ток в обмотке электродвигателя насоса. Производительность насоса 1 определяется величиной тока, протекающего через его обмотку, при изменении соотношения времени включенного и выключенного состояний выходного транзистора 3 изменяется средний ток в обмотке насоса и, следовательно, регулируется его производительность.

Заявляемая система управления топ- ливным насосом имеет ряд преимуществ по сравнению с известными.

Ключевой режим работы транзистора позволяет существенно снизить мощность, рассеиваемую на транзисторе, улучшить его тепловой режим. Данное техническое решение позволяет облегчить тепловой режим работы транзистора при колебании (РОВЫ- шении) напряжения бортовой сети, так как блок управления соответственно изменяет (уменьшает) длительность выходных импульсов, поддерживая необходимую скорость вращения насоса, тем самым повышает эффективность системы. Использование предлагаемого технического решения по- зволяет также увеличить ресурс электробензонасоса, улучшить энергобаланс автомобиля (снизить потребляемый ток), стабилизировать характеристики насоса и системы при изменении напряжения борто- вой сети.

Формула изобретения

1. Система управления топливным насосом двигателя внутреннего сгорания, содержащая приводной электродвигатель, блок управления, источник питания, транзистор и резистор, причем электродвигатель

подключен к источнику питания через транзистор, база которого через резистор соединена с выходом блока управления, отличающаяся тем, что. с целью повышения эффективности и экономичности работы, она снабжена по меньшей мере двумя датчиками, а блок управления содержит сумматор с количеством входов по числу датчиков, широтно-импульсный модулятор с двумя входами, тактовый генератор, формирова тели сигналов и усилители по числу датчиков, причем каждый датчик через формирователь и усилитель подключен к соответствующему входу сумматора, один вход широтно-импульсного модулятора соединен с тактовым генератором, другой вход - с выходом сумматора, а выход через резистор подключен к базе транзистора.

2. Система по п.1,отличающаяся тем, что по меньшей мере один формирователь выполнен в виде последовательно соединенных ограничителя уровня сигнала и преобразователя уровня.

3. Система по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а- я с я тем, что по меньшей мере один формирователь выполнен в виде последовательно соединенных ограничителя уровня сигнала и преобразователя частота - напряжение.

4. Система по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что усилители выполнены с регулируемым коэффициентом усиления.

5. Система по пп.1-4, отличающая- с я тем, что она снабжена корректирующим усилителем, а сумматор выполнен с дополнительным входом, соединенным с источником питания через корректирующий усилитель.

Сущность изобретения: система управления топливным насосом двигателя внутреннего сгорания содержит приводной электродвигатель 1, блок управления, шину 2 источника питания, транзистор 3 и резистор 13. Система снабжена по меньшей мере двумя датчиками 15 и 16, а блок управления содержит сумматор Юс количеством входов по числу датчиков, широтно- импульсный модулятор 11 с двумя входами, тактовый генератор 12, формирователи сигналов и усилители 8 по числу датчиков, причем каждый датчик через формирователь и усилитель 8 подключен к соответствующему входу сумматора 10, один вход широтно-им- пульсного модулятора соединен с тактовым генератором 12, другой вход - с Выходом сумматора 10, а выход через резистор1 13 подключен к базе транзистора 3. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.