Блок управления впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания. Блок содержит первый формирователь, вход которого соединен с датчиком верхней мертвой точки, а выход подключен к блоку измерения частоты вращения и блоку управления, второй формирователь, вход которого соединен с датчиком угловых импульсов, а выход подключен через блок временных интервалов к АЦП, третий формирователь, вход которого соединен с датчиком расхода воздуха, выход блока измерения частоты вращения подключен к микропроцессору, выход которого подключен через усилитель мощности к дозатору топлива. Блок отличается тем, что в него дополнительно введены функциональный преобразователь код-код, сумматор кодов и делитель кодов, при этом выход АЦП подключен через функциональный преобразователь код-код к сумматору кодов, выход которого через делитель кодов подключен ко второму входу процессора, выход третьего формирователя подключен ко второму входу АЦП, выход блока временных интервалов подключен ко вторым входам функционального преобразователя код-код и сумматора кодов, первый выход блока управления подключен к третьему входу сумматора кодов, второй выход блока управления подключен ко второму входу делителя кодов. Изобретение позволяет повысить эффективность управления впрыском топлива. 2 ил.

Изобретение относится к электронным системам управления впрыском топлива и зажигания двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известен блок управления зажиганием и впрыском топлива в ДВС (Электронное управление автомобильными двигателями / Г.П. Покровский, Е.А. Белов, С. Г. Драгомиров и др.; Под общ. ред. Г.П. Покровского.-М.: Машиностроение, 1994, с. 105, 106, рис. 76), содержащий процессор, связанный через входной интерфейс с шинами сигналов датчиков системы, а по выходу подключенный через выходной интерфейс к шинам сигналов на исполнительные устройства. При этом сигнал датчика расхода воздуха подключен к шине данных процессора через схему нормализации и АЦП.

Недостатком известного устройства является малая эффективность управления впрыском топлива из-за низкой точности обработки сигнала с датчика расхода воздуха, связанной с нелинейностью характеристик последнего и как следствие этого занижением истинных показаний датчика по величине расхода воздуха.

Наиболее близким к предлагаемому является блок управления впрыском топлива в ДВС (а. с. SU, 1665056A1, В.Я. Литуев и др. "Система управления впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания", опубл. 23.07.91, бюл. N 27), содержащий датчик расхода воздуха, датчики положения поршня в верхней мертвой точке и угловых импульсов коленчатого вала и формирователи этих сигналов, блок измерения частоты вращения коленчатого вала, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), микропроцессор, связанный через усилитель мощности с дозатором топлива, блок временных интервалов, блок управления, коммутатор, блок интегрирования и блок выборки и хранения.

Данный блок управления является также недостаточно эффективным с точки зрения управления впрыском топлива из-за низкой точности обработки сигнала с датчика расхода воздуха, связанной с нелинейностью характеристики последнего и как следствие этого занижением истинных показаний датчика по величине расхода воздуха.

В блок управления дополнительно введены функциональный преобразователь код-код, сумматор кодов и делитель кодов.

Введение упомянутых узлов и блоков в канале обработки сигнала расхода воздуха позволяет усреднить не величины кодов, соответствующих напряжениям на выходе датчика расхода воздуха, а величины расходов воздуха на выходе функционального преобразователя код-код, что устраняет методическую ошибку определения расхода воздуха, вызванную нелинейностью характеристики датчика. Случайных ошибок усреднение также позволяет избежать за счет нивелировки случайных выбросов на фоне суммирования многократных выбросов с делением на их количество. Это повышает точность дозирования, а следовательно, эффективность управления впрыском топлива в ДВС.

На фиг. 1 приведена схема блока управления; на фиг. 2 - типовая характеристика датчика расхода воздуха.

Блок управления включает формирователь 1, подключенный к блоку измерения частоты вращения 2, формирователь 3, подключенный через блок временных интервалов 4 к АЦП 5, выход которого через функциональный преобразователь код-код 6 и сумматор кодов 7 подключен к делителю кодов 8, выход которого подключен к микропроцессору 9. Выход блока временных интервалов 4 подключен ко вторым входам функционального преобразователя код-код 6 и сумматора кодов 7. Формирователь 10 соединен со вторым входом АЦП 5. Выход формирователя 1 подключен к блоку управления 11, первый выход которого подключен к третьему входу сумматора кодов 7, а второй выход подключен ко второму входу делителя кодов 8. Выход микропроцессора 9 подключен через усилитель мощности 12 к дозатору топлива 13. Вход формирователя 1 связан с датчиком верхней мертвой точки ДВМТ 14, вход формирователя 3 соединен с датчиком угловых импульсов ДУИ 15, вход формирователя 10 соединен с датчиком расхода воздуха ДРВ 16. Датчик ДУИ 15 получает сигнал от зубчатого венца 17, а датчик ДВМТ 14 получает сигнал от штифта 18.

Блок управления функционирует следующим образом.

После запуска двигателя на выходах формирователей 1,3,10 формируются соответственно сигналы верхней мертвой точки, угловых импульсов и расхода воздуха. Блок временных интервалов 4 формирует по переднему фронту сигналов с формирователя 3 импульсы, длительность которых выбирается с учетом числа зубьев венца 17 и максимального числа оборотов двигателя, но не менее времени преобразования АЦП 5. Сигналы с выхода блока временных интервалов 4 передним фронтом запускают АЦП 5, на аналоговый вход которого подается сформированный на формирователе 10 выходной сигнал ДРВ 16. Выходной код АЦП 5, пропорциональный выходному напряжению ДРВ 16, преобразуется в функциональном преобразователе код-код 6 в код расхода воздуха и поступает на сумматор кодов 7, где по заднему фронту импульса с блока временных интервалов 4 суммируется с предыдущим значением кода. После прихода сигнала верхней мертвой точки на вход блока управления 11 последний формирует на своих выходах сигнал осуществления деления суммы кодов делителем кодов 8 и передачу частного в микропроцессор 9, а также сигнал сброса сумматора кодов 7 в ноль, подготавливая следующий цикл измерения расхода воздуха. Кроме того, сигнал с датчика ВМТ 14 поступает на блок измерения частоты вращения 2, где преобразуется в цифровой код и передается в микропроцессор 9, который по заложенной в него программе определяет необходимое количество топлива и через усилитель мощности 12 и дозатор топлива 13 управляет подачей топлива в двигатель по заложенной в микропроцессор программе.

Усреднение кодов с выхода АЦП 5, пропорциональных выходным напряжениям с ДРВ 16 с последующим однократным преобразованием этого усредненного кода в код расхода воздуха привело бы к заниженным показаниям по расходу воздуха, поскольку ДРВ имеет нелинейную характеристику, приведенную на фиг. 2, а поток воздуха через датчик носит пульсирующий характер. Именно введение описанных блоков и связей между ними позволяет повысить точность определения расхода воздуха, а следовательно, правильность дозирования смеси и повышения эффективности управления впрыском.

Формула изобретения

Блок управления впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащий первый формирователь, вход которого соединен с датчиком верхней мертвой точки, а выход подключен к блоку измерения частоты вращения и блоку управления, второй формирователь, вход которого соединен с датчиком угловых импульсов, а выход подключен через блок временных интервалов к АЦП, третий формирователь, вход которого соединен с датчиком расхода воздуха, выход блока измерения частоты вращения подключен к микропроцессору, выход которого подключен через усилитель мощности к дозатору топлива, отличающийся тем, что в него дополнительно введены функциональный преобразователь код - код, сумматор кодов и делитель кодов, при этом выход АЦП подключен через функциональный преобразователь код - код к сумматору кодов, выход которого через делитель кодов подключен к второму входу процессора, выход третьего формирователя подключен к второму входу АЦП, выход блока временных интервалов - к вторым входам функционального преобразователя код-код и сумматора кодов, первый выход блока управления подключен к третьему входу сумматора кодов, а второй выход - к второму входу делителя кодов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2