Способ формирования импульсов системы зажигания и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК F02P3/04 

Изобретение относится к системаКг формирования импульсов специальной фррмы и может быть использовано в системах электронного зажигания двигателей внутреннего сгорания. Известны способы формирования импульсов тока, для реализации которых используются счетчики и зубчатый диск с электромагнитным датчиком час тоты вращения 1. Недостатками таких систем и спо,собов являются сложность формировани импульсов и связанная с этим сложнос аппаратурной реализацииподобного устройства. Наиболее близким к изобретению является устройство для формирования импульсов системы зажигания, в котором формируются два экспоненциальных напряжения - нарастакхцее и падающее, последнее из которых сравнивается с пороговым напряжением, в результате чего происходит формировани длительности импульсов тока в катушке зажигания 2. Такой способ формирования и устройство, хотя и проще по функциональ ной и схемной, реализации, обладает следующими недостатками: нарастающее и падающее экспоненциальные напряжения формируются в i течении одного периода работы коленчатого вала, зследствие чего уменьшается надежность работы системы зажигания, так как на работоспособносность схемы в значительно большей степени, чем в классической системе, сказывается время замкнутого состояния контактов прерывателя и дребезг контактов при работе двигателя ; -В некоторой степени затрудняется использование бесконтактных датчиков импульсов вместо механического контакта прерывателя; -длительность формируемого импульса тока в катушке зажигания значительно зависит от напряжения питания и теглгературы окружающей среды, так как органом сравнения служит базоэмиттерный переход биполярного транзистора. Цель изобретения - повышение надежности работы системы зажигания. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу формирования импульсов нарастающее экспоненциальное напряжение формируется в течении п-го периода работы контактов датчика импульсов (контактов прерывателя) и затем запоминают и переносят во временной области в (п+1)-й период работы, где формирую падающее экспоненциальное напряжение для сравнения с пороговым напря жением. Кроме того, в устройство для реа лизации способа, содержащее компара тор, разделительный диод, источник питания и первую времязадающую цепь состоящую из последовательно соединенных резистора и конденсатора, вв дены вторая времязадающая цепь, сос тоящая из параллельно соединенных р зисторов и конденсатора, источник . порогового напряжения, выполненный например, на резисторах делителя напряжения и два транзистора - разрядный и передающий, коллекторы которых подключены к общей точке объе динения резистора и конденсатора пе ВРОЙ времязадающей цепи, база разряд го транзистора является входом нормального сигнала датчика импульсов, эмиттер этого транзистора соединен с общим полюсом источника питания, база передающего транзистора являет ся входом инверсного сигнала датчика импульсов, а эмиттер через включ ный в прямом направлении разделител ный диод соединенный с общей точкой второй времязадающей цепи и первым входом компаратора, второй вход КОТОРОГО соединен с источником порого вого напряжения. На фиг.1 изображены временные диаграммы формирования импульсов системы Зспхигания на фиг.2 - уст ройство для реализации способа; на фиг.З - временные диаграммы работы. На временных диаграммах показаны эпюры, процессов размыкания И замыкания контактов прерывателя Пр, напряжения нарастающей экспоненты U-, , напряжения падающей экспоненты и2 и формируемого для управления импульсами тока катушки Зс1Жигания напряжения Ugbix Устройство для формирования импуль сов системы зажигания содержит разрядный 1 и передающий 2 транзисторы коллекторы которых соединены с общей точкой резистора 3 и конденсатора 4первой врелмзадающей цепи. Эмиттер передающего транзистора 2 подключен через разделительный диод 5к точке соединения резистора 6 и конденсатора 7 второй времязадающей цепи и первому входу компаратора 8, второй вход которого соединен с источником порогового напряжения, реализованным на резисторах 9 и 10 делителянапряжения. Кроме того, входы разрядного и передающего, транзисторов подключены соответственно. к нормальному и инверсному (ДИ и ДИ): выходагл датчика импульсов. Формирование импульсов происходит следующим образом. В течении периода работы Т„ коленчатого вала двигателя происходит , формирование экспоненциально нарастающего напряжения А диаграм1 1ы Пр и U-, на фиг.1). По окончании времени n-i происходит перенос максимального напряжения U ц;, во второй период работы Т,, которое становится равным UM2 f в общем случае не равным UMI, но однозначно с ним связанным. Одновременно с этим нарастающее экспоненциальное напряжение становится равным нулю. В течение времени Т, падающее экспоненциальное напряжение уменьшается и, когда по неличине оно сравняется с заданным напряжением и„ор , начинается выходной импульс, являющийся началом накопления тока в катушке зажигания. По окончании времени Т„ схема проходит в исходное состояние. Изменение длительности замкнутых контактов прерывателя не влияет на процессы формирования импульсов. Таким образом, формирование импульсов тока в катушке зажигания происходит с отставанием на один период работы двигателя внутреннего сгорания, однако это не влияет на работоспособность системы зажигания, так как изменение числа оборотов коленчатого вала в динамических режимах имеет значительно большие постоянные времени. Устройство работает следующим образом. Когда контакты прерывателя размыкаются на входах ДИ и ДД формируются двухполярные короткие импульсы фиг.З В общем случае эти импульсы могут быть сформированы специальными формирующими устройствами или быть выходными сигналами магнит- . ного, электромагнитного или светового бесконтактного датчика импульсов. Длительность 1д i t должна быть гораздо меньше времени периода рабо ты двигателя внутреннего сгорания Тр.. Рассмотрим установившиеся процессы работы устройства. С появлением положительного импульса ДИ передающий транзистор 2 открывается и ранее накопленный на конденсаторе 4 первой времязадающей цепи заряд передается на конденсатор 7 второй времязадакнцей цепи. После окончания импульса 1д1 последовательности ДИ формируется:: положительный импульс 1д2последовательности ДИ. Это приводит к тому, что через открытый разрядный транзистор 1 конденсатор 4 полностью разряжается. Далее после окончания импульса ;tA конденсатор 7 разряжается по

экспоненциальному закону (эпюра U на фиг.З) на резистор 6 второй вреязадающей цепи. Одновременно b этим осле окончания импульса t/s, конденсатор 4 заряжается (эпюра 6 U,, на фиг.З) от. источника питания ЕП через резистор 3 первой времязадающей цепи. Таким образом, в течение вреени п-го периода формирование двух экспоненциальных напряжений - нарастающего, определяемого п-ым периоом работы коленчатого вала, и па- ающего, определяемого (п-1)-ым периодом работы двигателя.

После уменьшения напряжения на конденсаторе 7 до напряжения Uпор (эпюра Ug на фиг.З), величина: которого определяется напряжением источника питания и соотношением резистог ров 9 и 10 делителя напряжения, на выходе компаратора 8 формируется начало импульса подачи тока в катушку зажигания (эпюра Ugj,,x на фиг.З), который длится (tv, на эпюре Ugtix фиг.З) до тех пор, пока с приходом следующего импульса 1д конденсатор 7 опять не зарядится до напряжения большего, чем величина О порДалее процессы повторяются анало-г гично.

Формирование нарастающей экспо- ненты происходит от источника пита-, ВИЯ ЕП , а изменение порогового напряжения Unopтакже определяется напряжением ЕП , поэтому при изменении. ЕП изменения длительности t не происходит. Кроме того, вследствие использования двухвходового компаратора 8 длительность импульса tj, не меняется при изменении температуры окружающей среды.

Следовательно, применение изобретения позволяет повысить надежность работы системы зажигания за счет того, что изменяется временная привязка формирования импульсов, сравнение, падающей экспоненты происходит с изменяющимся в зависимости от напряжения питания пороговым напряжением, а также за счет использования двух-.

входового компаратора, . . Таким образом, благодаря изобретению уменьшается влияние дребезго контактов прерывателя., и его переходного сопротивления на функционирование системы зажигания, а также облегчается его регулировка в процессе эксплуатации; длительность тока в катушке зажигания не зависит от напряжения питания и температуры окружающей среды; довольно просто осуществляется сопряжение системы зажигания с бесконтактными датчиками импульсов.

Это приводит к повышению надежности работы системы зажигания двигателей внутреннего сгорания.

Формула изобретения

1.- Способ формирования импульсов системы зажигания, заключающийся в формировании двух экспоненциальных

0 напряжений - нарастающего и падающего и сравнении последнего с пороговым напряжением, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы системы зажигания, нарастающее экспоненциальное напряжение формируют в течении п -го периода работы контактов датчика импульсов, где п - целое число, а затем запоминают и переносят во временной области в (п +1) -и период работы, где формируют падающёе экспоненциальное напряжение.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее компаратор, разл;алительнЕ1й диод, источник питания и первую времязадающую цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора и конденсатора, отличающееся тем, что, с цеQ лью повышения надежности работы системы зажигания, в него введены вто- . рая времязадающая цепь, состоящая из параллельно соединенных резисторов и конденсатора, источник порогового напряжения, заполненный,

5 например, на резисторах делителя напряжения, и два транзистора - разрядный и передающий, коллекторы которых подключены к общей точке соединения резистора и конденсатора первой времязадающей цепи, база разряд- , ного транзистора является входном нормального, сигнала датчика импульсов, эмиттер этого транзистора соединен с . общим полюсом источника питания, база передающего транзистора является j .входом инверсного сигнала датчика импульсов, а эмиттер через включенный в прямом направлении разделительный -ДИОд соединен с Общей точкой второй времязадаю1 дей цепи и первым входом компаратора, второй вход которого соединен с источником порогового напряжения.

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе 1. Глезер Г.Н. и Опарин И.Н. Автомобильные системы электронного зажигания.М., Машиностроение, 1977, с.117-119.

g 2.Крутанов Б. Устройство электронного зажигания.-Сб. В помощь радиолюбителю, вып.№70, П., изд-во ДОСЙАФ, 1980, с.45-52 (прототип).

f D