Бесконтактная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1993 года по МПК F02P3/04 

00

w

$

о

00

выдержки цифровым способом постоянного временного интервала заряда катушки зажигания независимо от частоты вращения вала ДВС. Бесконтактная цифровая система зажигания для ДВС содержит формирователь опорных импульсов (1), формирователь

измерительного интервала (4), четыре накопителя (5, 9, 14, 16), триггер (15), два элемента И (6, 11), два вычитающих счетчика (7, 12), два блока элементов И (8, 13), усилитель (2) и катушку зажигания (3). 4 ил.

Изобретение относится к устройствам электрооборудования автомобиля и предназначено для управления воспламенением рабочей смеси в цилиндре карбюраторного двигателя внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение экономичности и надежности устройства за счет стабилизации энергии искрообразования путем задания и

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

Цель изобретения - повышение экономичности и надежности устройства за счет стабилизации энергии искрообразования путем задания и выдержки цифровым способом постоянного временного интервала заряда катушки зажигания независимо от частоты вращения вала ДВС.

Для достижения поставляемой цели в БКЦСЗ, содержащую формирователь опор- ных-импульсов(ФОИ), формирователь измерительного интервала (ФИИ), три накопителя, триггер, первый и второй эле- менты И, первый и второй вычитающие счетчики, первый и второй блоки элементов И, усилитель, подключенный к первичной обмотке катушки зажигания и генератор тактовых импульсов, введен четвертый накопитель.

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

В бесконтактную систему зажигания для двигателя внутреннего сгорания (фиг.1), содержащую формирователь опорных импульсов (ФОИ) 1, формирующий импульсы, например, в момент достижения поршнем в цилиндре верхне- мертвойточки, усилитель 2, нагруженный на первичную обмотку катушки зажигания 3, формирователь измерительного интервала (ФИИ) 4, первый накопитель (HI)5, первый элемент И 6, пер- вый вычитающий счетчик (СТ) 7, первый блок элементов И 8, второй накопитель (Н2) 9, генератор тактовых импульсов 10, вторая схема И 11, второй вычитающий счетчик (СТ) 12, второй блок элементов И 13, третий на- копитель(НЗ) 14, триггер 15, выход которого соединен со входом усилителя 2, a R- и S- входы триггера 15 соединены соответствен но с вторыми выходами второго 9 и третьего

14 накопителей, первые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов 10, с первым входом первого накопителя 5 и вторыми входами первой 6 и второй 11 схем И, выход формирователя опорных импульсов 1 соединен со входом формирователя измерительного интервала 4, первый выход которого соединен с первыми входами второго 11 и первого 6 элементов И, третий вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом первого накопителя 5 и счетным входом первого вычитающего счетчцка 7, второй выход формирователя измерительного интервала соединен с первыми входами первого 8 и второго 13 блоков элементов И,, третий выход формирователя измерительного интервала соединен со вторыми входами первого 5, второго 9 и третьего 14 накопителей и входами установки в нулевое состояние первого 7 и второго 12 вычитающих счетчиков, выходы разрядов которых соединены со вторыми входами соответственно первого 8 и второго 13 блоков эле мен- тов И, выходы которых соединены с третьими входами соответственно второго 9 и третьего 14 накопителей, выход второго элемента И 11 соединен со-счетным входом второго вычитающего счетчика 12, для повышения экономичности / надежности устройства за счет стабилизации энергии искрообразования путем задания и выдержки цифровым способом постоянного временного интервала заряда катушки зажигания независимо от частоты .-вращения вала двигателя, введен дополнительный накопитель 16, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов 10 и третьим выходом формирователя измерительного интервала 4, а первый выход накопителя 16 соединен с третьим входом второго элемента И 11.

Отличительные признаки предполагаемого изобретения обладают существенными отличиями, т.к. с данной целью в известных авторам технических решениях не использовались.

Сущность предлагаемого изобретения сводится к следующему. При работе двигателя внутреннего сгорания вращается коленчатый вал и в момент достижения поршнем ВМТ на выходе ФОИ формируются импульсы, поступающие в ФИИ, где формируется импульс строба, длительностью Гии, чуть меньшей периода следования импульсов с выхода ФОИ. С началом импульса строба разрешается заполнение счетчиков в накопителях Н1 и НЗ импульсами с ГТИ до их переполнения и самоблокировки соответственно за время Гоп и г3ар, зависящие от емкости счетчиков и частоты ГТИ. после чего с их выходов до окончания строба выдаются сигналы разрушения счета импульсов с ГТИ через схемы И 6 и 11 в вычитающих счетчиках 7 и 12. В момент окончания импульса строба по сигналу с ФИЙ коды с выходов вычитающих счетчиков 7 и 12 переписываются в счетчики накопителей Н2 и НЗ, после чего вычитающие счетчики по сигналу с ФИИ устанавливаются в нулевое состояние, формируется новый импульс строба (разрешается счет импульсов с ГТИ в счетчиках накопителей Н2 и НЗ и повторяется выше описанная циклограмма работы накопителей Н1,. Н4 и вычитающих счетчиков 7 и 12. через время ti

ГИИ - Г3ар И t2 Гии ТОп ПрОИЗОЙДвТ Пврвполнение счетников соответственно во втором (Н2) и третьем (НЗ) накопителях, при этом вначале триггер 15 устанавливается в состояние Т и по его выходному сигналу подается через усилитель ток на катушку зажигания, после чего - состояние О, при этом катушка зажигания обесточивается и выдается высокое напряжение на её вторичной обмотке. Таким образом, начиная с второго периода импульсов, с выхода ФОИ на любых оборотах ток в катушке зажигания будет подаваться на время const и сниматься за время ton const достижения поршнем ВМТ, причем формирование этих констант осуществляется с высокой стабильностью без предварительной настройки устройства.

Принцип работы системы зажигания поясняется чертежами фиг. 1-3, эпюрами напряжений фиг.4 и заключается в следующем. При вращении вала двигателя, например при запуске от стартера, на выход ФОИ выдается последовательность импульсов (фиг.4А), период следования которых обратно-пропорционален числу оборотов вала в минуту и уменьшается с его ростом. По каждому переднему фронту (положительному перепаду) импульса, ФИИ формирует на своих втором, третьем и первом выходах

соответственно следующие управляющие сигналы. Перезапись (фиг.4Б), Нач.уста- новка (фиг.4В), и Интервал (фиг.4Г). Рассмотрим момент ц появления первого 5 импульса с выхода ФОИ. При этом в ФИИ (фиг.2) триггер 17 устанавливается в нулевое состояние и его выходным сигналом блокируется прохождение импульсов с выхода ГТИ через первую (6) и вторую (11) схемы И,

0 а по отрицательному перепаду с его выхода формирователь 18 формирует на выходе ФИИ короткий импульс Перезапись, по которому содержимое (КОД) вычитающих счетчиков 7 и 12 через блоки схем И 8 и 13

5 переписываются в счетчик 22 накопителей 9 и 14 соответственно импульсом Нач.уста- новка (фиг.4В), задержанным относительно импульса Перезапись (фиг.4Б) блоком задержки 19 на время Т3 устанавливаются

0 одновременно в единичное состояние триггер 17 в ФИИ, триггеры 20 в первой (5), втором (9), третьем (14) и четвертом (16) накопителях, а также в нулевое состояние вычитающие счетчики 7 и 12, после чего на

5 выходе триггера 17 формируется измерительный интервал Гии-тЪи, при котором разрешается счет импульсов частотой fT с выхода ГТИ через элементы И 21 в первом, втором, третьем и четвертом накопителях, а

0 также предварительное разрешение на счет импульсов частотой следования fT через первую (6) и вторую (11) схемы И в первом (7) и втором (12) вычитающих счетчиках. По окончании счета счетчика 22 в первом нако5 пителе 5 (из нулевого состояния в нулевое)

за время tC4i Топ - 2n/fT, (где n - число разрядов счетчика 22 в первом накопителе 5), по отрицательному перепаду сигнала на

л его выходе (фиг.4Д) формирователь 23 в первом накопителе 5 формирует короткий импульс (фиг.4е), по которому триггер 20 устанавливается в нулевое состояние, блокируя своим выходным сигналом через схему И 21 дальнейшее прохождение t импульсов на вход счетчика 22, после чего по единичному сигналу с инверсного выхода триггера 21 (фиг.4Ж) разрешается прохож- . дение импульсов с частотой tV через первый

Q элемент И 6 на вход первого вычитающего счетчика 7. Одновременно, по окончании счета счетчика 22 в четвертом накопителе 16 (из нулевого состояния в нулевое) за время

tc42 Тзар + ton 2m/fT (где m - число раз- 5 рядов счетчика 22 в четвертом накопителе 16) по отрицательному перепаду сигнала на его выходе (фиг.4з) формирователь 23 в четвертом накопителе 16 формирует короткий импульс (фиг.4И), по которому триггер 20 устанавливается в нулевое состояние, бло5

кируя своим выходным сигналом через схему И 21 дальнейшее прохождение импульсов на вход счетчика 22, после чего по единичному сигналу с инверсного выхода триггера 21 (фиг.4К) разрешается прохождение импульсов с частотой тт через второй элемент И 11 на .вход второго вычитающего счетчика 12. Одновременно в течение всего интервала тии до момента времени t осуществляется счет импульсов с счетчика 22 второго и третьего (9 и 14) накопителей, а также в первом и втором вычитающих счетчиках (7 и 12). Минимальное число разрядов вычитающих счетчиков 7 и 12 и счетчика 22 во вторсш 9 и третьем 14 накопителях выбирается из условия максимального значения измерительного интер- яалз Тим макс Той макс (т.е. минимального числа оборотов вала двигателя) и может быть вычислено в соответствии с выражением

. Тип макс

Пмии i iog2 :,

I т

где Т г - период частоты fT импульсов с выхода ГТИ.

Таким образом, в момент времени т.2 в первом и втором вычитающих счетчиках 7 и 12 будут записаны соответственно числовые значения:

Тии

Тт

Го

Тзар

Тт

При условии начальной установки в нулевое состояние первого и второго вычитающих счетчиков (в момент подачи напряжения питания на СЗ) и выбора разрядностей счетчиков 22 в накопителях согласно требованиям, приведенным выше, за время Тии не произойдет их переполнение, поэтому на их старших выходах возможны только положительные перепады (на фиг.4Л для выхода второго накопителя 9, на фиг.4Н для выхода третьего накопителя 14 показано пунктиром), в результате чего пробой разрядного промежутка свечи из-за цтсутствия импульса на вторичной обмотке катушки зажигания 3 (фиг.4Р) в первом периоде Т0и соответствует. С приходом второго импульса с выхода ФОИ и ФИИ в момент времени 12 приведенный выше цикл работы повторяется, но при этом в счетчики 22 второго (9) и третьей (14) накопителей записываются коды № 1 и № 2 соответственно. При записи в

счетчик 22 третьего накопителя 14 во втором измерительном интервале числа импульсов:

N3

ТиИ Ton Т;

Тт

зар

по отрицательному перепаду напряжения на его старшем выходе (фиг.4Л) через время t Тии -Топ - Тзар формирователь 23 формирует импульсы (фиг.4М), которым триггер 15 устанавливается в единичное состояние (фиг.4П) и его выходным сигналом через усилитель 2 на первичную обмотку катушки зажигания 3 подается постоянное напряжение. При записи в счетчик 22 второго накопителя 9 числа импульсов:

20

N4

Тии Топ

Тт

По отрицательному перепаду напряжения на его старшем выходе (фиг,4Н) через время Тш - Топ формирователь 23 формирует импульс (фиг.40), которым триггер 15 устанавливается в нулевое состояние (фиг.4П), при этом его выходным сигналом через усилитель 2 обеспечивается пер вичная обмотка катушки зажигания 3, на выходной высоковольтной обмотке которой за время Г0п до прихода следующего импульса с выхода ФОИ (например, в момент времени tj) формируется импульс напряжения (фиг.4Р) пробоя разрядника в свече. После чего цикл работы в каждом периоде Той частоты импульсов с свыхода ФОИ аналогичен рассмотренному, при этом T0n const, T3ap const и не зависят от числа оборотов вала двигателя.

Формула изобретения

Бесконтактная система-зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая формирователь опорных импульсов, формирователь измерительного интервала,

„„

первый, второй и третий накопители, триг- гер, первый и второй элементы И, первый и второй вычитающие счетчики, первый и второй блоки элементов И, усилитель, подклю- челный к первичной обмотке катушки зажигания, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего накопителей и вторыми входами первого и второго элементов И, выход формирователя опорных импульсов соединен с входом фор- мирователя измерительного интервала, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, третий вход первого элемента И и его выход

соединены соответственно, с первым выходом первого накопителя и счетным входом первого вычитающего счетчика, второй выход формирователя измерительного интервала соединен с первыми входами первого и второго блоков элементов И, третий выход формирователя измерительного интервала соединен с вторыми входами первого, второго и третьего накопителей и входами установки в нулевое состояние первого и второго вычитающих счетчиков, выходы разрядов которых соединены с вторыми входами соответственно первого и 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 единичное

состояние триггера, выход которого соединен с входами усилителя, выход второго элемента И соединен со счетным входом второго вычитающего счетчика, отличающ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности и надежности системы за счет стабилизации энергии искрообразова- ния путем задания и выдержки.цифровым способом постоянного временного интервала заряда катушки зажигания независимо от частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания, введен четвертый накопитель, первый и второй входы которого соединены соответственно, с выходом генератора тактовых импульсов и третьим выходом формирователя измерительного интервала, первый выход четвертого накопителя соединен с третьим входом второго элемента И.

Фиг. Ј.

Фиг.З.