Устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу

 

Сущность изобретения: устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу содержит электромагнитный клапан 8 отключения подачи топлива, датчик 7 положения дроссельной заслонки, формирователь 1 импульсов системы зажигания , схему 2 сравнения, соединенную с формирователем 1 импульсов, ключевую схему 6 управления, выход которой подключен к электромагнитному клапану 8, кварцевый генератор 3, цифровой интегратор 5. имеющий счетный вход и вход сброса, и схему 4 запрета с управляющим входом. При этом схема 2 сравнения выполнена в виде счетчика с входом обнуления, подключенным к формирователю 1 импульсов системы зажигания, и счетным входом, подключенным к одному выходу кварцевого генератора 3, другой выход которого через схему 4 запрета соединен со счетным входом интегратора 5, причем выход счетчика соединен с входом сброса Интегратора 5, выход интегратора 5 соединен с одним входом ключевой схемы бис управляющим входом схемы 4 запрета, а датчик 7 положения дроссельной заслонки подключен к другому входу ключевой схемы 6. Область применения экономайзера может быть расширена как для высоко-, так и для низкооборотных двигателей за счет введения между выходом цифрового счетчика и входом сброса цифрового интегратора 5 переключателя 9 порога сравнения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л С ч X

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880604/06 (22) 02.10.90 (46) 23,11.92. Бюл. N 43 (71) Ленинградский хозрасчетный филиал

"Кайя" Латвийского производственного обьединения "Дайльраде" (72) О.И.Дерзибашев (56) Радио, 1986, № 7, с. 45.

Авторское свидетельство СССР № 1511446, кл. F 02 0 41/16, 43/00, 1988.

Радио, 1989, ¹ 88, с. 30.

Радио, 1987, ¹ 10, с. 45.

Брэдшо П., Гош С. Применение интегральных схем. Практическое руководство.

M. Мир, 1987. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ НА ПРИНУДИТЕЛЬНОМ ХОЛОСТОМ ХОДУ (57) Сущность изобретения: устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу содержит электромагнитный клапан 8 отключения подачи топлива, датчик 7 положения дроссельной заслонки, формирователь 1 импульсов системы зажигания, схему 2 сравнения, соединенную с

„„SU „, 1776854 А1

s F 02 M 3/045, Р 02 0 41/16 формирователем 1 импульсов, ключевую схему 6 управления, выход которой подключен к электромагнитному клапану 8, кварцевый генератор 3, цифровой интегратор 5. имеющий счетный вход и вход сброса, и схему 4 запрета с управляющим входом.

При этом схема 2 сравнения выполнена в виде счетчика с входом обнуления, подключенным к формирователю 1 импульсов системы зажигания, и счетным входом, подключенным к одному выходу кварцевого генератора 3, другой выход которого через схему 4 запрета соединен со счетным входом интегратора 5, причем выход счетчика соединен с входом сброса интегратора 5, выход интегратора 5 соединен с одним входом ключевой схемы 6 и с управляющим входом схемы 4 запрета, а датчик 7 положения дроссельной заслонки подключен кдругаму входу ключевой схемы 6. Область применения экономайзера может быть расширена как для высоко-, так и для низкооборотных двигателей за счет введения между выходом цифрового счетчика и входом сброса цифрового интегратора 5 переключателя

9 порога сравнения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1776854

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к автоматическому управлению двигателем внутреннего сгорания, и может быть использовано для снижения расхода топлива на карбюраторных двигателях и уменьшения суммарного количества токсичных веществ, выделяемых в атмосферу при сгорании, топлива.

Известно устройство управления двигателем нз принудительном холостом ходу(1), содержащее схему защиты от дребезга контактов, преобразователь частота-напряжение, пороговое устройство, датчик положения дроссельной заслонки и электронный ключ, управляющий электромагнитным клапаном.

Недостатком известного устройства является его сложность за счет наличия схемы защиты от дребезга контактов, пониженная надежность за счет большого количества элементов и температурная нестабильность за счет зависимости длительности формируемых импульсов от температуры.

Известна устройства управления двигателем на принудительном холостом ходу (2) — эканамайзер, содержащее формирователь импульсов, два одновибратора, времязадающие цепочки одновибраторов, датчик положения дроссельной заслонки, усилительный блок, электромагнитный клапан, триггеры RS- и Р-типов, схему подавления дребезга контактов датчика дроссельной заслонки.

Недостатком известного устройства является его температурная нестабильность, усложненность схемы за счет наличия в устройстве схемы защиты ат дребезга контактов, входящей в электронную систему эажигания.

Наиболее близким па технической сущности к заявленному устройству является выбранное в качестве прототипа устройство управления двигателями на принудительном холостом ходу (3) — экономайзер, содержащее схему защиты от дребезга контактов (фармираватель импульсов), выполненную на двух диодах, четырех резисторах, четырех конденсаторах, элементе И и триггере

RS-типа, вход которой подключен к системе зажигания: выход схемы защиты от дребезга соединен с.первым входом делителя частоты, выполненного нз триггере. ВЯ-типа, первый (инверсный) выход которого соединен со входом формирователя порогового интервала времени, выполненного на конденсаторе, двух резисторах и элементе И, а второй (прямой) выход соединен с первым входом схемы сравнения, выполненной на двух триггерах RS-типа и элементе И, второй вход схемы сравнения соединен с выхо10

30 При повышенной частоте вращения

50

20 дом формирователя порогового интервала времени, третий вход схемы сравнения (установочные входы триггеров) соединен с выходом датчика положения дроссельной заслонки, представляющего собой датчиквинт, первый выход схемы сравнения соединен со вторым входом делителя частоты, второй выход схемы сравнения соединен со входом ключевой схемы управления, выполненной на двух транзисторных ключах, выход ключевой схемы управления соединен с электромагнитом запорного клапана.

Устройство работает следующим образом...При нажатой педали акселератора (дроссельная заслонка открыта) контакты датчика положения дроссельной заслонки разомкнуты, сравнения периода повторения импульсов системы зажигания Т с пороговым tn не происходит, на вход ключевой схемы управления (на базу первого транзИ стара) поступает сигнал "1", ключевая сх6. ма открыта, электромагнит запорноМ клапана включен, топливо поступает из каРбюратора в двигатель.

После отпускания педали акселераторЗ контакты датчика положения замыкаются и начинается процесс сравнения величин Т и тп.

T< tr1, где Т- период повторения импульсов системы зажигания, t> — пороговая длительность паузы, соответствует пороговой частоте вращения

1900 об/мин.

При этом после отпускания предварительно нажатой педали акселератора на вход ключевой схемы управления поступает сигнал "0", в результате чего ключ закрыт, обеспечивая отключение электромагнита запорного клапана и, следовательно, отключение подачи топлива в режиме принудительного холостого хода до тех riop, пока частота вращения коленчатого вала не уменьшится до уровня порога включения, то есть пока не начнет выполняться усло.вие Т > ь. При этом на вход ключевой схемы поступает сигнал "1", ключевая схема управления открывается, электромагнит запорного клапана включается, и происходит подача топлива в карбюратор.

Устройство выполнено только с порогом включения, поскольку ложное срабатывание устройства при медленном изменении частоты вращения вблизи порога сравнения устранено за счет связи прямого выхода первого триггера схемы сравнения с установочным входом триггера делителя, з также связи датчика положения дроссельной за1776854 сланки с установочным входом первого триггера схемы сравнения.

Недостатком известного устройства является температурная нестабильность, а также усложненность за счет необходимости введения схемы защиты от дребезга контактов системы зажигания, Целью изобретения является повышение надежности и температурной стабильности устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу, содержащее электромагнитный клапан отключения подачи топлива, датчик положения дроссель-, ной заслонки, формирователь импульсов системы зажигания, схему сравнения, соединенную с формирователем импульсов, и ключевую схему управления, выход которой подключен к электромагнитному клапану, снабжено кварцевым генератором, цифровым интегратором, имеющим счетный вход и вход сброса, и схемой запрета с управляющим входом, а схема сравнения выполнена н виде счетчика со входом обнуления, подключенным к формирователю импульсан системы зажигания, и счетным входом, подключенным к одному выходу кварцевого генератора, другой выход которого через схему запрета соединен са счетным входам интегратора, причем выход счетчика соединен со входом сброса интегратора, выход интегратора соединен с одним входом ключевой схемы и с управляющим входом схемы запрета, а датчик положения дроссельной заслонки подключен к другому входу ключевой схемы. С целью расширения области применения заявляемого устройства и использования его как в высокооборотных, так и в ниэкаабаратных двигателях, имеющих разные пороги срабатывания, устройство снабжена переключателем порога сравнения, включенным между выходам счетчика и входом сброса цифрового интегратора, Сопоставительный анализ с прототипом показывает, чта заявляемое устройство отличается введением в схему кварцевого генератора, цифрового интегратора, схемы запрета, а также тем, что схема сравнения выполнена в виде счетчика с переключателем порога сравнения, а датчик положения дроссельной заслонки соединен со входом ключевой схемы управления.

Таким образам. заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что использование счетчиков с задающим

20 кварцевым генератором для обеспечения стабильности работы электронных устройств широко известно (4). Использование цифровых счетчиков в качестве схем сравнения и логических элементов в переключающих схемах также известно (5).

Однако, введение кварцевого генератора, цифрового интегратора, цифрового счетчика и схемы запрета в указанной связи в заявляемое устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу обеспечивает появление нового свойства— устранение необходимости наличия в устройстве схемы защиты от дребезга контактов, что приводит к упрощению устройства и повышению его надежности.

Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства управления двигателем на принудительном холостом ходу; на фиг. 2— временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 — пример выполнения устройства

Устройстно управления двигателем на принудительном холостом ходу (фиг. 1) (эконамайзер) содержит фармиронатель импульсан системы зажигания 1, схему

30 сравнения, представляющую собой счетчик

2, вход обнуления которого подключен к формирователю 1 импульсов системы зажи-. гания, счетный вход счетчика 2 соединен с одним выходом кварцевого генератора 3, другой выход кнарценого генератора 3 через схему запрета 4 соединен со счетным входом интегратора 5, выход счетчика 2 соединен с входом "Сброс" цифрового интегратора 5, выход интегратора 5 соединен с одним входом ключевой схемы 6 и с управляющим входам схемы запрета 4, ко втараму входу ключевой схемы 6 подключен датчик 7 положения дроссельной заслонки, выход ключевой схемы 6 соединен с электромагнитным клапаном 8 отключения подачи топлива. С целью расширения области применения между выходом счетчика 2 и входом "Сброс" цифрового интегратора 5 введен переключатель порога сравнения 9.

Устройство работает следующим обраэом, При нажатой педали акселератора контакты датчика положения дроссельной заслонки 7 замкнуты, ключевая схема упранления 6 открыта и электромагнит клапана отключения подачи топлива 8 поддерживается во включенном состоянии, топливо поступает иэ карбюратора н днигатель независимо от сигнала на выходе цифрового интегратора 5, 1776854

После отпускания педали акселератора контакты датчика положения 7 разомкнуты, включение электромагнита клапана отключения подачи топлива 8 определяется сигналом на выходе цифрового интегратора 5, единичное значение которого закрывает ключ схемы управления 6, которая отключает электромагнит 8 и, следовательно, топливо не поступает из карбюратора в двигатель.

Кварцевый генератор 3 вырабатывает импульсы, следующие с постоянной частотой 32768 Гц. Эти импульсы поступают на счетный вход цифрового счетчика 2, на вход

"сброса" которого поступают импульсы от формирователя импульсов системы за>кигания 1 °

В случае, когда частота вращения вала двигателя выше порогового значения, выполняется условие Т < 1n, где Т вЂ” период следования импульсов системы зажигания, t< — длительность порогового интервала, определяемая задействованными выходами, цифрового счетчика 2, соответствующая пороговой частоте f> вращения вала двигателя (1900 об/мин для высокооборотных и 1400 об/мин для низкооборотных).

При этом на вход "Сброс" цифрового интегратора 5 с выхода счетчика 2 поступает сигнал "0". Импульсы с первого выхода кварцевого генератора 3 поступают на счетный вход цифрового интегратора 5 с частотой. 32768 Гц и на выходе цифрового интегратора 5 через 0,5 с устанавливается уровень "1", который через ключевую схему управления 6 отключает электромагнит клапана отключения подачи топлива 8 и, следовательно, прекратится подача топлива в режиме принудительного холостого хода, Уровень "1" с того же выхода цифрового интегратора 5 поступит на первый вход схемы запрета 4 и остановит проход импульсов со второго выхода (9-й разряд счетчика) кварцевого генератора 3 через схему запрета 4 на счетный вход цифрового интегратора

5, тем самым поддерживая уровень "1" на выходе цифрового интегратора 5 до тех пор, пока в условиях торможения двигателем обороты вала двигателя не снизятся и не достигнут значения пороговой частоты. При дОстижении пороговой частоты вращения вала двигателя начнет выполняться условие

Т > t . Следовательно, на выходе счетчика 2 появится уровень "1", который. поступит на вход "Сброс" цифрового интегратора 5 и переведет его в состояние "0". Следующие положительные импульсы с выхода цифрового счетчика 2 будут это состояние поддер55

50 живать, Этот уровень логического "0" через ключевую схему управления 6 снова включит электромагнит 8, таким образом, подача бензина восстановится при частоте .вала двигателя, равной Ь. На фиг. 2 показаны временные диаграммы формирования сигналов в точках А, Б, В, Г и Д блок-схемы, приведенной на фиг. 1, в условиях повышения частоты вращения до Ьл и выше, и снижения частоты вращения до 4.

Устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу может быть выполнено, например, как это показано на фиг, 3.

Формирователь импульсов системы зажигания 1 выполнен на резисторах Яз-Rg, конденсаторе Сз, стабилитроне YD> типа КС

212 и служит для обеспечения нормального уровня логической "1" на входе сброса цифрового счетчика 2 при поступлении импульсов системы зажигания, уровень которых колеблется от 200 до 400 B.

Цифровой счетчик 2 выполнен на микросхеме 001 типа К561 ИЕ16. Кварцевый reнератор 3 и цифровой интегратор 5 выполнен на микросхеме DD2 типа К176

ИЕ5, при этом цифровой интегратор 5 выполнен на шести старших разрядах пятнадцатиразрядного счетчика, с первого выхода кварцевого генератора 3 поступают импульсы с частотой 32768 Гц, в качестве второго выхода кварцевого генератора 3 задействован 9-ый разряд микросхемы К561 ИЕ16, с которой снимаются импульсы с частотой 64

Гц. Схема запрета 4 выполнена на элементах 003.1 и 003.2 микросхемы типа К561

ЛА7. а переключатель порога сравнения 9 выполнен на элементах 003.3 и 003.4 той же микросхемы типа К561 ЛА7. Переключение порога сравнения производится установкой тумблера 52 в верхнее по схеме (1400 об/мин — для низкооборотных двигателей) или нижнее (1900 об/мин — для высокооборотных двигателей) положение, что соответствуетзаданиютп = 16 мс или 12 мс соответственно. Питание микросхем осуществляется от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD2 типа КС212, Ключевая схема управления 6 выполнена на транзисторах VT1 типа КТ361 и VT2 типа КТ853. Транзистор VT1 служит для защиты выхода VT2 от выхода из строя при коротких замыканиях в нагрузке, ограничивая его ток коллектора на уровне 0,6 А. Диод

V03 типа КД521 предназначен для устранения влияния контактов датчика 7 положения дроссельной заслонки, представляющего собой концевик, механически соединенный с дроссельной заслонкой, на выходной ток микросхемы DD2 по выходу 015, Диод VD4

1776854

10

35

40 типа КД209 служит для защиты транзистора

VT2 от возникающей противо-ЗДС в электромагнитном клапане отключения подачи топлива 8 при закрывании транзистора VT2.

Светодиод Ч05 типа АЛ307 устанавливается в салоне автомобиля и индицирует включенное состояние электромагнитного клапана отключения подачи топлива, Резисторы R>, Rz, конденсаторы С1, С2 служат для подключения кварцевого резонатора QZ1 к микросхеме DD2.

Питание устройства осуществляется от бортовой сети автомобиля напряжением

13,2-14,5 В. Потребляемый ток при выключенном электромагните 8 запорного клапана не превышает 30 мА.

Кварцевый генератор 3 вырабатывает импульсы, следующие с частотой 32768 Гц.

Введение цифрового интегратора 5 устраняет провалы в оборотах двигателя при снижении частоты вращения до Ь, т,е. при медленном изменении частоты вращения вблизи порога срабатывания не происходит многократного срабатыванил устройства вместо однократного. Поэтому заявляемое устройство не требует введенил гистерезиса и выполнено только с порогом включения. Включение электромагнитного клапана 8 происходит практически безынерционно (Ьапазд около 20 мс), Использование заявляемого устройства позволяет по сравнению с прототипом за счет введения в схему кварцевого генератора, цифрового интегратора и схемы запрета в указанной связи, а также за счет выполненил схемы сравнения в виде цифрового счетчика упростить схему устройства в целом и повысить ее надежность, исключив схему защиты от дребезга контактов, т,к. при дребезге, длящемся 0,1 — 0,5 мс, погрешность в формировании интервала составляет на частоте перехода Ь 0,6-3 7, для высокооборотных двигателей (f = 1900 об/мин) и 0,4 — 2 Д для низкооборотных двигателей (f = 1400 об/мин). B то же время в аналогич н ых устройствах (и рототип) подсчет входных импульсов системы зажигания без использования схемы защиты от дребезга контактов, а также при использовании многоискровых схем зажигания уже при трех импульсах приводит к погрешности в

300, Кроме того, заявляемое устройство за счет использования задающего кварцевого генератора обеспечивает стабильную работоспособность в широком диапазоне температур от минус 40 С до 80 С и изменении питающего напряжения от 8 до 18 В. Введение в заявляемое устройство переключателя порога сравнения позволяет расширить область применения экономайзера как для высоко- так и для низкооборотных двигате. лей, имеющих разные (1900 и 1400 об/мин) пороги срабатывания.

Формула изобретения

1. Устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу, содержащее электромагнитный клапан отключенил подачи топлива, датчик положения дроссельной заслонки, формирователь импульсов системы зажигания, схему сравнения, соединенную с формирователем импульсов, и ключевую схему управления, выход которой подключен к электромагнитному клапану, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и температурной стабильности, оно снабжено кварце- вым генератором, цифровым интегратором, имеющим счетный вход и вход сброса, и схемой запрета с управляющим входом, а схема сравнения выполнена в виде счетчика с входом обнуленил, подключенным г, формирователю импульсов системы зажигания, и счетным входом, подключенным к одному выходу кварцевого генератора, другой вы. хоц которого через схему запрета соединен со счетным входом интегратора, причем выход счетчика соединен с входом сброс =:интегратора, выход интегратора соединен с одним входом ключевой схемы с управляющим входом схемы запрета, а датчик положения дроссельной заслонки подключен к ,цругому входу ключевой схемы, 2, Устрсйство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено переключателем порога сравнения, включенным между выходом счетчика и входом сброса цифрового интегратора.

1776854

Осциллограммы

0.88 се ф

5:2V

V8t

Составитель О,Дерзибвшев

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4109 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рвушская нвб., 4/5

Устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу Устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу Устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу Устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу Устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу Устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и позволяет упростить конструкцию систем питания для двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к машиностроению и обеспечивает уменьшение расхода топлива и токсичности отработавших газов

Изобретение относится к устройствам управления системой подачи топлива в режиме принудительного холостого хода

Изобретение относится к области двигателестроения и обеспечивает повышение точности регулирования частоты вращения двигателя

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить качество регулирования частоты вращения вала двигателя

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано при эксплуатации силовых установок мобильных (тракторов, автомобилей, комбайнов, автокранов, экскаваторов, трубоукладчиков и т.п.) и стационарных (ДВС - генератор, ДВС - насос доильной установки и т.п.) машин при работе двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на режиме холостого хода

Изобретение относится к двигателестроению, в частности системам автоматического управления дизелей

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам управления работой автотракторного дизеля
Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано при работе карбюраторного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на динамическом режиме самостоятельного холостого хода во время остановок и стоянок автотранспортных средств

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ управления работой двигателя (10) заключается в том, что приводят в действие впускные и/или выпускные клапаны (52), (54) двух или более цилиндров посредством распределительного вала и регулируют распределительный вал во время условий холостого хода двигателя для каждого события сгорания двух или более цилиндров. Технический результат заключается в снижении дисбаланса крутящего момента холостого хода между цилиндрами. Раскрыты варианты способа управления работой двигателя и система двигателя. 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится в области транспорта, в частности к двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является снижение расхода топлива двигателя с инжекторным впрыском. Предложены способ и устройство управления работой двигателя с инжекторным впрыском топлива в режиме самостоятельного холостого хода (РСХХ), Способ заключается в формировании управляющего сигнала путем изменения состояний ожидания и обмена информацией между электронным блоком управления (ЭБУ) и штатным контроллером двигателя в области пониженных частот вращения коленчатого вала. Включение и выключение режима происходят по командным сигналам задатчика скоростного режима и датчиков положения педали муфты сцепления и рычага переключения передач транспортного средства, посылаемых в ЭБУ. В процессе ожидания или обмена информацией между ЭБУ и контроллером двигателя осуществляются перенастройка (перепрограммирование) контроллера на приготовление обедненного состава горючей смеси и переход на требуемую пониженную частоту вращения коленчатого вала (КВ), предварительно заданную задатчиком скоростного режима, или на частоту вращения КВ, характерную для типового РСХХ. Преобразование уровней управляющего сигнала между стандартами связи ЭБУ и контроллером осуществляется адаптером последовательного канала. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электронной схеме, которая может быть использована в блоке управления экономайзером принудительного холостого хода (БУ ЭПХХ) автомобиля, а также в других устройствах, где требуется сравнение частот

Устройство управления двигателем на принудительном холостом ходу

Наверх