Формирователь импульсов управления электронной системой зажигания

 

Изобретейие относится к автомобиль.ной электронике и может быть использовано для автоматического управления накоплением энергии в катушках индуктивности электронных систем зажигания двигателей внутреннего сгорания . Целью изобретения является расширение диапазона регулирования угла опережения зажигания в области низких оборотов вала двигателя внутреннего сгорания. Для достижения этой цели в систему зажигания введены второй 13 и третий 15 триггеры, второй счетчик 14, элемент ИЛИ 16, элемент И-НЕ 17, второй мультиплексор 18. На чертеже также показан мультиплексор 1, входная шина 2, умножитель 3 частоты, счетчик 4, триггер 5, .компаратор 6, входные шины 7-12. Предложенный формирователь импульсов управления электронной системой зажигания имеет два режима: в диапазоне низких оборотов и в диапазоне высоких оборотов вала двигателя. Нужный режим устанавливают путем подачи по шине 8 сигналов низкого или высокого логического уров ня. 4 ил. (Л

СОЮЗ СОЕЕТСжИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1!91 (111

А1 (51)5 Р 02 P 5 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 30,07.91. Бюл. 11 28 (21) 4002467/21 (22) 27.12.85 (72) В.В.Лангуев и И.H.Ïîíîèàðåíêî (53) 62 1.434.047 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 920250, кл. Р 02 P 5/04, 1979.

Патент США Ф 4198936, кл. Р 02 P 5/04, 1980.

/ (54) ФОРИИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМОЙ ЗАЖИГАНИЯ (57) Изобретение относится к автомобильной электронике и моиет быть использовано для автоматического управления накоплением энергии s катушках индуктивности электронных систем зажигания двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования угла опережения зажигания в области низких оборотов вала двигателя внутреннего сгорания. Для достикения этой цели в систему закигания введены второй 13 и третий 15 триггеры, второй счетчик

14, элемент HJIH 16, элемент И-НЕ 17, второй мультиплексор 18. На чертеве такие показан мультиплексор 1, вход ная шина 2, умиритель 3 частоты, счетчик 4, триггер 5, .компаратор 6, входные шины 7-12. Предложенный формирователь импульсов управления электронной системой зажигания имеет два репима: в диапазоне низких оборотов и в диапазоне высоких оборотов вала двигателя. Нукный режим устанавливают путем подачи по шине 8 сигналов низкого или высокого логического уровня. 4 ил.

137

Изобретение относится к автомобильной электронике и может бьггь использовано, в частности, для автоматического управления накоплением энергии в катушках электронных систем зажигания двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования угла опережения зажигания в области низких оборотов вала двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 1 приведена электрическая функциональная схема формирователя импульсов управления электронной системой эажигания; на фиг.2 — временная диаграмма сигналов на входах-вьиодах блоков формирователя для случая переключения двигателя из режима низких оборотов в режим высоких оборотов; на фиг.3 — временная диаграмма сигналов на входах-выходах блоков формирователя для случая переключения двигателя Иэ режима высоких оборотов в режим низких оборотов; на фнг.4 электрическая функциональная схема электронной системы зажигания с формирователем импульсов управления.

Формирователь импульсов управления электронной системой зажигания содержит мультиплексор 1, первый информационный вход которого соединен с первой входной шиной 2 и входом умножителя 3 частоты, выход которого соединен. с вторым информационным входом мультиплексора 1, выход которого соединен с С-входом счетчика 4, триггер

5, неинвертирующкй выход которого, соединенный с управляющим входом мультиплексора 1, является выходом устройства, компаратор 6, входные шины 7 — 12 соответственно, триггер 13, S-вход которого соединен с входной шиной 7, счетчик 14, R-вход которого соединен с неинвертирунщим выходом второго триггера 13, первый К-вход которого соединен с вьмодом переноса счетчика 14 и первым R-входом триггера 5, триггер 15, D-вход которого соединен с входной шиной 8, а С-вход— с S-входом триггера 5, первым R-входом счетчика 4 и выходом компаратора

6, первая группа входов которого соединена с вьмодами счетчика 4, элемент

ИЛИ 16, первый вход которого соединен с входной шиной 9, выход - с Ч-входом счетчика 4, эЛемент ИЛИ-НЕ 17, первый вход которого соединен с неинвертирующим выходом триггера 13, а вы3047 2 ход — с вторым входом элемента ИЛИ

16, мультиплексор 18 управляющий вход которого соединен с неинвертирувщим выходом триггера 15 и вторым входом элемента ИЛИ-HF. 17, первый и второй информационные входы соединены соответственно с входными шинами 10 и 11, а выходы — с второй группой входов компаратора 6, при этом входная шина 12 соединена с вторым R-входом триггера 5, вторым R-входом триггера 13, R-входом триггера 15 и вторым В»входом счетчика 4.

1r Электронная система зажигания с формирователем 19 импульсов управления содержит датчик 20 начала отсчета и датчик 21 угловых импульсов, свя-. занные с валом 22 двигателя и подключенные к входам блока 23 вычисления угла опережения зажигания, блоки 24

ы 25 программного задания констант

Е < и 2 соответственно, выходы которьм соединены с шинами 10 и 11 соот25 ветственно, комларатор 26, первый вход которого соединен с источником опорного напряжения (на фиг.4 обозна,чен Ц„„, . второй вход подключен к точке соединения эмиттера транзисто30 ра 27 с резистором 28, а выход — к пмне 9, катушку 29 зажигания, первична обмотка которой включена между источником питания (на фиг.4 обозначен U) и коллектором транзистора 27, 3> база которого соединена с выходом формирователя 19, причем первый, второй и третий выходы блока 23 соединены с шинами 8, 7 и 12 соответственно, а датчик 21 соединен с шиной 2.

На фиг.2, 3 введены следующие обозначения: а- сигнал начальной устанонки, передаваемый по шине 12; бсигнал о низкооборотном или высокооборотном режиме работы двигателя, q передаваемый по шине 8; в — сигнал на выходе триггера 15;. г — сигнал, передаваемый по шине 7; д - сигнал на выходе переноса счетчика 14; есигнал, соответствующий числу 2 на .выходах счетчика 4;,ж - сигнал на выходе формирователя (выход триггера

5); з - сигнал с выхода компаратора

26, передаваемый по шине 9.

Формирователь импульсов управления электронной системой зажигания работает следукщим образом.

Формирователь имеет два режима работы: в диапазоне низких оборотов и в диапазоне высоких оборотов вала

47 4 выходе счетчика 14, по которому снимается сигнал блокировки счета счетчика 4. В режиме работы в диапазоне низких оборотов вала двигателя в ка-. честве опорного используется импульс, подаваемый по тине 7.

Величина максимального числа (константы) Z, накапиилаемого в счетчике

4 эа цикл работы формирователя, различна для режимов работы в диапазоне высоких и низких оборотов вала двигателя. Поэтому константы 7.i и Z, рассчитанные соответственно для каждого из указанных режимов работы, подаются на вторую группу входов компаратора

6 через мультиплексор 18 в соответствии с выбранным режимом. Константа

Z,, соответствующая режиму работы формирователя в диапазоне высоких оборотов валя двигателя, должна быть равна числу периодов сигнала, подаваемого по шине 2, которое Формируется между двумя соседними импульсами сигнала, подаваемого по шине 7. Константа 7, соответствующая режиму работы формирователя в диапазоне низких оборотон вала двигателя, равна числу периодов сигнала, подаваемого на вход умпомителя 3 частоты, на которое импульс, подаваемый по шине 7,. сдвинут в сторону опережения относительно истинного положения заднего фронта выходного импульса формирователя.

Коды констант Z и 7 подаются на первую и вторую группы входов мультиплексора 18 состветст.евно.

После подачи напряжения литания на третьем выходе блока 23 формируется импульс начальной устанонки, который передается по шине 12 на формирователь 19. По импульсу начальной установки формирователь 19 принимает следукщее состояние. На выходе триггера 15 устанавливается низкий логический уровень, соответствующий режиму работы формирователя в диапазоне низких оборотов вала двигателя. В этом режиме на вторую гру пу входов компаратора 6 чере з мультиплексор t 8 передается код константы Z . На первую группу входов компаратора 6 с соответствукщих выходов счетчика 4 подается код числа, занесенного в сч тчик в результате начальной установки. Поскольку коды на первой н второй группах входов комплратора 6 не равны, на его выходе присутствует низкий логический уровень. На вьасоде

35 з 13730 двигателя. Режим работы устанавливают путем подачи по шине 8 сигнала низкого или высокого логического уровня.

Посредством триггера 15, íà Р -вход которого поступает этот сигнал, а на

С-вход - сигнал с компаратора 6, момент переключения режимов синхронизируется началом формирования переднего фронта выходного импульса формирователя на выходе триггера 5 и тем самым исключаются сбои в работе формирователя при переключении режимов его работы. Информация о положении заднего франта импульса на выходе Формиро- 15 вателя передается в формирователь посредством импульса, подаваемого по шине 7. В режиме работы формирователя в диапазоне низких оборотов вала двигателя обеспечивается возможность получения информации с положения зад.него фронта до начала формирования переднего фронта импульса управления.

С этой целью импульс по шине 7 подают с опережением на заданный постоянн Й угол поворота вала двигателя относительно угла, при котором должен формироваться задний фронт выходного импульса формирователя. Этот угол выражается определенным количеством периодов сигнала, передаваемого по шине 2, либо, как в данном конкретном случае, — количеством пери одов этого же сигнала удвоенной частоты, получаемого на выходе умножителя 3 частоты. Истинное угловое поло*ение импульса, определяющего положение заднего фронта выходного импульса формирователя, вычисляется в формирователе при помощи триггера 13 и счет- 40 чика 14. Счетчик 14 предназначен для подсчета заданного количества импульсов удвоенной частоты, подаваемых на

его С-вход с выхода умножителя 3 частоты, и формирования иа выходе переноса импульса, определяющего положение заднего фронта выходного импульса формирователя. Счетчик 4 совместно с компаратором 6 используется при вычислении положения переднего фронта выходного импульса формирователя с учетом изменения оборотов вала двигателя и положения заднего фронта выходного импульса формирователя. В режиме работы в диапазоне высоких оборотов вала двигателя в качестве опорного импульса, инициирующего новый цикл работы формирователя, используется импульс, формируемьй на счета и угловые импульсы оответственно. Используя эти имлульсь., блок

23 вычисляет моменг разрыва первичной цепи катуш.си зажиз ания и с опережением на заданный угол по огношению к вычисленному эначеHHIQ формирует на втором выходе импульс, которым на выходе триггера 13 устанавливается высокий логический уровень, разрешающий работу счетчику 14 и устанавливающий на выходе элемента ИЛИ-НЕ, а следовательно и на выходе элемента ИЛИ, низкий логический уровень, разрешающий работу счетчика 4. Счетчик 4 начинает счет импульсов частотой f{,. а счетчик 14 - счет импульсов частотой

Счетчик 4 считиет импульсы до тех пор, пока на его выходе не сформируется код числа„ равного константе

Й . В этом случае на выходе компаратора 6 устанавливается вы окий логический уровень, который сбрасывает в нулевое состояние сче гчик 4, устанавливает на выходе триггера 5 вь{сокий логический уровень и фронтом затриггера 13 устанавл«нается низкий логический уровень„ который поступает на Ii -вход с-!етчнкв I4, блокируя аго работу, и на первый вход элемента 17

ИЛИ-НЕ. Поскольку на v.òîðîé вход элемента ИЛИ вЂ . поступает низкий логический уровень с триггера 15, на его выходе присутствует высокий логический уровень,. Кот«pblA через элемент

ИЛИ 16 поступает «a V-вход счетчика

4 и блокирует его работу. На выходе триггера 5 устанавливается низкий логический уровень, который посгупаеr на управляющий вход мультиплексора который подключает к С-входу счетчика 4 шину 2, по кО эрой подаются угловые импульсы оТ патчика 21. Низкий логиче<.кнй уровень с фо;эмирователя

19 подается на базу транзистора 27, обеспечиная eãо закрытое состояние.

При этом ток в первичной цепи катуи«сн зажигании 29 отсутствует, по этой же причине отсутств,ет падени» напряжения нв резисторе 2д. На выходе компвратора 26 присугствует низкий логический уровень,, который передается но шине 9, С первого ВьГ,Одв биока 23 по шине ." подается ннэк гй лог .".сский уроне«b. опредлякяший режиз работы формирователя 19 в диапа.";.не низг,нх оборотов вала r,âèãàòeëÿ. Пр« вращении чала двигателя нв выхэде датчиков 20 н 21 lof,âëÿþòñÿ импую;ьсы начала ог73047

«всыпает информац«ю по 0-входу в триггер 15. Сигнал высокого логического уровня на выходе формирователя 19 отпирает транзистор 27, и через первичнз цепь катушки зажигания и резистор начинает протекать электрический ток. Одновременно высокий логический уровень на выходе триггера 5 переклю{ает мультиплексор 1, который подключает к С-входу счетчика 4 выход умножителя 3,астоты. Счетчик 4 начинает счет импупьсов удвоенной частоты. По мере нарастания тока в первичной цепи ка.ушки ажигания 29 увеличивается

«иден«в напряжения на резисторе 28, и при равенст;зе его величине опорного напряжения У,„ на выходе компаратора

26 ус "анавливается высокий логичес2О кий уровень, который передается по шине 9 на формирователь 19 и блокирует работу счетчика 4. Код, сформирован«ый в счетчике 4, соответствует длительности выходного импульса фор2{ мззрователя 19 и используется в следующем цикле работы последнего. Импул{-, формируемый на выходе счетчика 14, усганавливает на выходах триггеров 5 и 13 низкие логические уров3{) ни. При том низкий логический уровень па выходе формирователя запирает гр;нзнстор,.разрывая первичную цепь катушки зажигания, и на выходе ком«аратора 26 устанавливается низкий логический уровень. Низкий логический уровень на выходе триггера 13 обнуляет счетчик 11 и блокирует его работу, устанавливает на выходе элемента ИПИНЕ 17 высокий логический уровень, 40 который через элемент ИЛИ 16 по

Ч-входу продолжает блокировать работу счетчика 4. В этом состоянии формирователь находится до появления на шине

7 импульса, по которому формирователь

4и продолжает работу, как описано выше.

Переключение режима работы формирователя 19 с диапазона низких на диапазон высоких оборотов вала двигателя осуществляется путем подачи по

50,øèíå, 8 сигнала высокого уровня с первого выхода блока 23. Положительным фронтом сигнала с компаратора 6 на выходе триггера 15 устанавливается высокий уровень, запрещающий блокировку счетчика 4 сигналом с триггера

13 и подключа{оций к второй. группе входов компаратора 6 через мультиплексор 18 код константы Z, . Блокировка счетчика 4 в этом режиме происхо1З тЗО дит только по шине 9. В остальном

Работа формирователя в режиме высоких оборотов вала двигателя аналогична описанной для режима низких оборотов.

Формула изобретения

Формирователь импульсов управления электронной системой зажигания, содержащий первый мультиплексор, первый информационный вход которого соединен с первой входной шиной и входом умножителя частоты, выход которого соединен с вторым информационным входом первого мультиплексора, выход которого соединен с С-входом первого счетчика, первый триггер, неинвертирующий выход которого, соединенный с управляющим входом первого мультиплексора, является выходом устройства, компаратор, вторую, третью, четвертую, пятую,.шестую и седьмую входные шины, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования угла опережения зажигания в области низких оборотов вала двигателя внутреннего сгорания, в него введены второй триггер, S-вход которого соединен t второй входной шиной, второй счетчик, R-вход которого соединен с неинвертирующим выходом второго триггера, первый R-вход которого соединен с выходом переноса второго

5 счетчика и первым R-входом первого триггера, третий триггер, D-вход которого соединен с третьей входной шиной, а С-вход — с S-входом первого триггера, первым R-входом первого

10 счетчика и выходом компаратора, первая группа входов которого соединена с выходами первого счетчика, элемент

ИЛИ, первый вход которого соединен с четвертой входной шиной, а выход15 с V-входом первого счетчика, элемент

ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с неинвертирующим выходом второго триггера, а выход — с вторым входом элемента ИЛИ, вторлй ":ультиплексор, 20 упРавляющий вход которого соединен с неинвертирующим выходом третьего триггера и вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, первый и второй информационные входы соединены соответственно с пятой и

25 шестой входными шинами, а выходы— с второй группой входов компаратора, при этом седьмая входная шина соединена с вторым R-входом первого триггера, вторым R-входом второго тригге30 ра, R-входом третьего триггера и вторым R-входом первого счетчика.

1373047

13ПО47

Составитель В.Ткачев

Редактор Т.Федотов Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Заказ 3131 Тираж 352 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4