Способ управления впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК F02M51/02 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВПРЫСКОМ ТОПЛИВА

В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1

Изобретение относится к средствам и методам управления работой двигателя, преимущественно двигателя с электроприводной системой топливоподачи.

Известны способы управления впрыском топлива.в двигатель внутреннего сгорания, заключающиеся в том , что формируют низкочастотные импульсы, длительность которых является заданием , времени опережения впрыска, в моменты прохождения порщня через верхнюю и нижнюю мертвые точки преобразуют с помощью высокочастотных импульсов в первое двоичное число время движения порщня из верхней мертвой тЬчки в нижнюю, уменьшенное на величину задания времени опережения впрыска, запоминают это число, преобразуют с помощью тех же высокочастотных импульсов часть промежутка времени движения порщня из нижней мертвой точки в верхнюю во второе двоичное число, при достижении равенства которого с первым двоичным числом подают сигнал на впрыск топлива 1.

Недостаток известного способа связан с тем, что из-за, отсутствия синхронизации между низкочастотными и высокочастотными импульсами, соотнощение между их начальными фазами при работе двигателя меняется, начало и окончание формирования первого и второго двоичных чисел также меняется и равенство этих чисел наступает при различных фазах указанных импульсов, т. е. впрыск производят при различных временах опережения впрыска. В результате этого мгновенные значения фактического времени опережения впрыска топлива колеблются, амплитуда этих

° колебаний составляет полпериода следования высокочастотных импульсов. Это приводит к колебаниям мгновенного значения -фактического угла опережения впрыска и амплитуда этих колебаний равна произведению полупериода высокочастотных импульсов на угловую скорость вала. Поэтому при увеличении угловой скорости ва ла амплитуда указанных колебаний пропорционально увеличивается, а стабильность и точность регулирования угла опережения впрыска уменьщаются, что является недостатком известного способа.

Цель изобретения - повыщение стабильности и точности регулирования угла опережения впрыска топлива путем приведения частоты следования высокочастотных импульсов в соответствие с угловой частотой вращения вала двигателя.

Указанная цель достигается тем, что частоту следования низкочастотных импульсов преобразуют в постоянное напряжение, которое затем преобразуют в высокочастотные импульсы, частота следования которых пропорциональна угловой частоте вращения вала двигателя. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства,, реализующего способа; на фиг. 2а и б показаны временные диаграммы низкочастотных импульсов формируемых при прохождении порщня через верхнюю (обозначены буквой В) и нижнюю (обозначены буквой Н) мертвые точки, и высокочастотных импульсов при разных фазах импульсов в случае малой угловой скорости; на фиг. 3 а и b - временные диаграммы при большой угловой скорости вала двигател-я при тех же фазах импульсов.

Устройство содержит датчик 1 вала 2 двигателя, выполненный в виде двух катущек 3 и 4 установленных у вала 2, и постоянного магнита 5, размещенного на валу. Катущки 3 и 4 соединены со входами соответственно формирователей 6 и 7 импульсов, прямые выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами схемы ИЛИ 8 и входами триггера 9 для установки его соответственно в единичное и нулевое состояние. Инверсный выход формировате.тя 6 импульсов подключен к щине сброса в нулевое состояние счетчика 10. Выход схемы ИЛИ 8 соединен со входом преобразователя 11 частота - напряжение, выход которого подключен ко входу преобразователя 12 напряжение - частота. Прямой и инверсный выходы триггера 9 соединены соответственно с первым входом схемы И 13 и щиной сброса в нулевое состояние счетчика 14. Прямые выходы ячеек всех разрядов счетчиков 10 и 14 подключены ко входам схемы 15 равнозначности, выход которой соединен со входом одновибратора 16. Выход одновибратора 16 через усилитель 17 связан с электромагнитным клапаном 18.

На фиг. 3 - символами tg и Atj обозначены соответственно мгновенные значения времени опережения впрыскати амплитуда колебаний времени опережения впрыска.

Способ управления- впрыском топлива осуществляют следующим образом.

При прохождении поршня через верхнюю мертвую точку магнит 5 проходит вблизи катущки 3, на зажимах которой появляется импульс напряжения. Из этого импульса с помощью формирователя 6 формируют низкочастотный единичный импульс, длительность которого является заданием времени опережения впрыска топлива. Этот единичный импульс устанавливает триггер 9 в единичное состояние, а нулевой

сигнал с инверсного выхода формирователя 6 импульсов сбрасывает счетчик 10 в нулевое состояние. Так как на прямом выходе триггера 9 установлен единичный сигнал, схема И 13 открыта и выходные высокочастотные импульсы преобразователя 12 напряжение - частота проходят на вход счетчика 10. С помощью этих высокочастотных импульсов троизводят преобразование оставщегося в:ремени движения поршня в нижнюю мертвую точку в первое двоичное число. При прохождении порщня через нижнюю мертвую точку магнит 5 проходит вблизи катущки 4, и на ее зажимах появляется импульс напряжения. Из этого импульса с помощью формирователя 7 импульсов формируют низкочастотный единичный импульс, устанавливающий триггер 9 в нулевое состояние и запирающий схему И 13. Формирование первого двоичного числа в этот момент прекращают и запоминают его с помощью счетчика 10. С переходом триггера 9 в нулевое состояние на шине сброса в нулевое состояние счетчика 14 устанавливается единичный сигнал, и запрет на запись числа в этом счетчике снимается. Начиная с этого момента, с помощью . высокочастотных импульсов преобразователя 12 напряжение - частота производят преобразование части промежутка времени движения порщня из нижней мертвой точки в верхнюю во второе двоичное число, накапливаемое в счетчике 14. При достижении равенства второго двоичного числа с первым срабатывает схема Г5 равнозначности, срабатывает одновибратор 16, и его выходной импульс после усиления по мощности усилителем 17 открывает электромагнитный клапан 18, производя впрыск топлива.

При постоянстве угловой скорости вала 2 частота низкочастотных импульсов на входах и выходе схемы ИЛИ 8 постоянна, напряжение на выходе преобразователя Г1 частота - напряжение постоянно, частота следования высокочастотных импульсов преобразователя 12 напряжение - частота также постоянна, вследствие чего время формирования первого двоичного числа равно времени формирования второго двоичного числа. Кроме того, при постоянстве угловой скорости вала вре.мя движения порщня из верхней, мертвой точки в нижнюю равно времени его движения в обратную сторону, и фактическое время опережения впрыска, отсчитываемое от момента появления выходного импульса схемы 15 равнбзначности до момента прихода поршня в верхнюю мертвую точку, колеб лется относительно заданного значения в пределах полупериода высокочастотных импульсов Ate (см. фиг. 2).

При увеличении угловой скорости вала 2 двигателя частота низкочастотных импульсов на входах схемы ИЛИ 8 и на ее выходе, выходное напряжение преобразователя 11 частота - напряжение, частота высокочастотных импульсов преобразователя 12 напряжение - частота растут, а период высокочастотных импульсов падает, вследствие чего амплитуда колебаний фактического времени опережения впрыска уменьшается (см. фиг. 3). Колебания фактического угла опережения впрыска равны произведению колебаний времени опережения на угловую скорость вала, и в случае линейных преобразований частоты в напряжение и напряжения в частоту амплитуда колебаний угла остается такой же, как и при меньшей угловой скорости вала. Постоянство этой амплитуды обусловлено тем, что во сколько раз увеличивается (уменьшается) угловая скорость вала, во столько же раз уменьшается (увеличивается) период следования высокочастотных импульсов, определяюш,ий амплитуду колебаний фактического времени опережения впрыска топлива. Однако даже в случае отсутствия указанной линейности преобразования, а лишь при соблюдении условия возрастания частоты высокочастотных импульсов при увеличении угловой скорости вала двигателя амплитуда колебаний угла опережения впрыска меньше, чем в прототипе, при любой (кроме минимальной) угловой скорости вала, так как колебания времени опережения впрыска в предлагаемом способе меньше при любом скоростном режиме двигателя, кроме минимального, в чем и заключается более высокая стабильность и точность регулирования угла опережения впрыска трплива, Таким образом, по сравнению с известными, предлагаемый способ управления впрыском топлива обеспечивает более высокие стабильнЬсть и точность регулироваНИЯ угла опережения впрыска за счет изменения частоты высокочастотных импульсов в соответствии с угловой скоростью вала двигателя. Формула изобретения Способ управления впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания, заключающийся в том, что формируют низкочастотные импульсы, длительность которых является заданием времени опережения впрыска в моменты прохождения поршня через верхнюю и нижнюю мертвые точки преобразуют с помош,ью высокочастотных импульсов в первое двоичное число время движения поршня из верхней мертвой точки в нижнюю, уменьшенное на величину задания времени опережения впрыска, запоминают это число, преобразуют с помощью тех же высокочастотных импульсов часть .промежутка времени движения поршня из нижней мертвой точки в верхнюю во второе двоичное число, при достижении равенства которого с первым двоичным числом подают сигнал на впрыск топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и точности регулирований угла опережения путем приведения частоты следования высокочастотных импульсов в соответствие с угловой частотой вращения вала двигателя, частоту следования низкочастотных импульсов преобразуют в постоянное напряжение, которое затем преобразуют в высокочастотные импульсы, частота следования которых пропорциональна угловой частоте вращения вала двигателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2797979/25-06, кл. F 02 М 51/02, 1979.

6

ш

a

ПППППППП1ПППП

s

тппппптптпппг

в.

6

пп

is.

в

Ш

Фг/г.З