CS196050B1 - Zapojeni regulátoru pro řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení regulátoru pro řízení okamžiku zážehu u zážehových motorů vzhledem k fázi a frekvenci otáčení hřídele zážehového motoru nemechanickým způsobem a pro optimalizaci okamžiku zážehu pomocí optimalizačních signálů nemechanickým způsobem.

Stávající známá zapojení regulátorů pro řízení okamžiku zážehu u zážehových motorů jsou založena na různých principech. Jedna skupina zapojení regulátorů používá jako vstupních signálů synchronizačních impulsů obecného tvaru, které jsou tak přetvořeny ve vstupních obvodech regulátoru, že nesou pouze svou fází informaci o fázové poloze hřídele motoru, zatímco informace o okamžité frekvenci otáčení motoru je získávána zvláštními obvody otáčkoměru na základě zpracování základní frekvence opakování tvarovaných synchronizačních impulsů. Hodnota amplitudy synchronizačních impulsů u této skupiny zapojení regulátorů nebývá informačně využívána. Zapojení regulátorů této první uvedené skupiny mají výhodu v tom, že nejsou citlivá na změny amplitudy vstupních impulsů, pokud je jejich spouštěcí hrana dostatečně strmá v oblasti úrovně jejich komparace. Nevýhodou u této první uvedené skupiny zapojení regulátorů je značná složitost, a tedy i vysoká cena, mají-li kvalitně obsáhnout velký rozsah frekvencí otáčení zážehového motoru.

Druhá jiná skupina zapojení regulátorů používá jako vstupních signálů synchronizačních impulsů ze synchronizačního generátoru a tyto impulsy mají mít přesně definovaný tvar, který obsahuje informaci o fáaová poloze hřídele motoru a o tvaru regulační křivky, podle

196 050

199 OSO níž má být pro určitou frekvenci otáčení hřídele motoru modifikována informace o fázové poloze hřídele motoru pro účely generování fázové správného zážehu, jak to vyžaduje určitý typ zážehového motoru a svou amplitudou poskytují tyto impulsy informaci o okamžité frekvenci otáčení hřídele motoru. Poněvadž generováni synchronizačních impulsů přesného požadovaného tvaru přímo jen synchronizačním generátorem někdy nelze úsporně fyzikálně rsalizovet, mají některá zapojení této skupiny přiváděny na svůj vstup modifikované synchronizační impúley, získané například tím, že mezi výstup synchronizačního impulsního generátoru a vstup uváděného zapojení regulátoru přo řízení okamžiku zážehu je eeriově připojen frekvenčně nebo amplitudově závislý obvod modifikující fázi, amplitudu, nebů tvar synchronizačních impulsů. U kvalitnějších obvodů není synchronizační generátor zatěžován, u některých jiných je i synchronizační generátor přímo zatěžován pro účely modifikace synchronizačních impulsů. Zapojení regulátorů této druhé skupiny zapojení bývají lacinější, avěak jejich nevýhoda je v tom, že většinou neosáhnou kvalitně celý rozsah frekvenci otáčení hřídele motoru, zejména v oblasti velmi nízkých frekvencí otáčení hřídele motoru · Dalěí nevýhodou u těchto zapojení bývá malá přesnost té hodnoty nízké frekvence otáčení hřídele motoru, při níž se má regulační křivka pro okamžik zážehu začít významně měnit. A tuto hodnotu frekvence otáčení nelze zpravidla přesněji seřizovat.

Uvedené nevýhody nemá zapojení regulátoru pro řízení okamžiku zážehu u zážehových motorů, obsahující první tvarovací obvod, který js spojen svým prvním vstupem s výstupem vnějšího synchronizačního generátoru a svým druhým vstupem je spojen e výstupem zdroje prvního optimalizačního signálu, přitom výstup prvního tvarovacího obvodu je spojen a prvním vstupem prvního komparátoru pro komparaci první části synchronizačního kmitu první polarity a druhý vstup prvního komparátoru pro komparaci první části synchronizačního kmitu první polarity je spojen s výstupem zdroje druhého optimalizačního signálu a výstup prvního komparátoru pro komparaci první části synchronizačního kmitu první polarity js spojen s prvním vstupem logického součtového obvodu, výstup logického součtového obvodu je spojen s prvním výstupní^ vývodem regulátoru pro řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tbm, že obsahuje druhý tvarovací obvod, druhý komparátor pro komparaci druhé čáeti synchronizačního kmitu druhé polarity a zdroj třetího optimalizačního aignálu, přitom vstup druhého tvarovacího obvodu je epojen s výstupem synchronizačního generátoru a výstup druhého tvarovacího obvodu je spojen s prvním vstupem druhého komparátoru pro komparaci druhé části synchronizačního kmitu druhé polarity a druhý vstup druhého komparátoru pro komparaci druhé čáeti aynchrenozačního kmitu druhé polarity je spojen s výstupem zdroje třetího optimalizačního signálu a výstup druhého komparátoru pro komparaci druhé části synchronizačního kmitu druhé polarity je spojen s druhým vstupem logického součtového obvodu.

Výhodou tohoto zapojení regulátoru podle vynálezu je, že umožňuje prostřednictvím svého druhého tvarovacího obvodu a druhého komparátoru pro komparaci signálu druhé čáeti synchronizačního kmitu druhé polarity využít těch podstatných oblastí tvaru výstupního synchronizačního kmitu, jejichž fázová poloha ae téměř nemění při změnách frekvence otá198 058 dění hřídele motoru, poněvadž je fázově vázána na výrazné změny definovaného geometrického tvaru rotoru a statoru vnějšího napojeného synchronizačního generátoru. Tyto výrazné změny tvaru výstupního synchronizačního kmitu jsou fázovou polohou místa na rotoru synchronizačního generátoru,! v němž dochází například k dominantní změně magnetického toku v magnetickém obvodu synchronizačního generátoru a tato fázová poloha je velmi stabilní i při velmi nízkých frekvencích otáčení hřídele motoru. Další výhodou je, že během trvání druhé části synchronizačního kmitu druhé polarity nad komparační úrovní druhého komparátoru pro komparaci druhé části synchronizačního'kmitu druhé polarity, je zapojení regulátoru dle vynálezu nepřístupné pro vnější parazitní rušivé signály, nebot výstup uvedeného komparátoru během zmíněné doby má stále tutéž hodnotu signálu. Další výhodou je, že druhá část synchronizačního kmitu druhé polarity může být druhým tvarovacím obvodem vhodně tvarově, popřípadě i fázově, modifikována podle požadavků na regulaci okamžiku zážehu. Další výhodou je, že ze zdroje třetího optimalizačního signálu může být vhodně modifikována komparační úroveň druhého komparátoru pro komparaci druhé části synchronizačního kmitu druhé polarity. Další výhodou je případné použití derivátoru pro získání a využití derivace druhé části synchronizačního kmitu druhé polarity, modifikované druhým tvarovacím obvodem, popřípadě třetím tvarovacím obvodem.

Na výkresové příloze je uvedeno pro objasnění zapojení regulátoru pro řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů v podobě blokových schémat. Na obr. 1 je označen 1 synchronizační generátor, 2 první tvarovací obvod, J první komparátor pro komparaci první části synchronizačního kmitu první polarity, £ logický součtový obvod, 2 první výstupní vývod regulátoru pro řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů, 6 zdroj prvního optimalizačního signálu, 2 zdroj druhého optimalizačního signálu, druhý tvarovací obvod, 2 druhý komparátor pro komparaci druhé části synchronizačního kmitu druhé polarity, 10 zdroj třetího optimalizačního signálu, 13 frekvenční filtr, 14 druhý výstupní vývod regulátoru pro řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů. Uvedené zapojení regulátoru na obr. 1 pracuje tak, že vstupní synchronizační kmity z vnějšího synchronizačního generátoru 1 s amplitudou úměrnou frekvenci otáčení zážehového motoru jsou přiváděny na první vstup tvarovacího obvodu 2. Náběžná hrana první části synchronizačního kmitu první polarity má například jiný tvarnež je tvar požadovat ný pro regulaci okamžiku zážehu dle frekvence otáčení zážehového motoru, tato regulace je prováděna komparací uvedené náběžné hrany kmitu při vhodné komparační úrovni. První tva« rovací obvod 2, ovládaný výstupním signálem zdroje prvního optimalizačního signálu 6, připojeným na druhý výstup prvního tvarovacího obvodu 2, modifikuje tvar náběžné hrany první části do vhodnějšího tvaru. Tento vhodnější tvar náběžné hrany již vyhovuje požadavkům na regulaci okamžiku zážehu v závislosti na frekvenci otáčeni motoru způsobem komparace při vhodné komparační úrovni v oblasti středních a vysokých frekvencí otáčení zážehového motoru. Uvedenou komparaci provádí první komparátor pro komparaci první části synchronizačního kmitu první polarity J, jehož první vstup je připojen na výstup prvního tvarovacího obvodu 2 a na druhý vstup tohoto komparátoru je připojen výstup zdroje druhé198 OSO ho optimalizačního signálu J. Na výstupu tohoto komparátorů je signál vysoká logická úrovně Je tehdy, když prvním tvarovačem modifikovaný signál první polarity na jeho prvním vstupu překročí signál komparační úrovně první polarity, který je na druhém vstupu tohoto komparátorů. Výstup tohoto komparátorů je spojen s prvním vstupem logického součtového obvodu Pro splnění požadavků na regulaci okamžiku zážehu v oblasti nízkých frekvencí otáčení zážehoveno motoru jsou vstupní synchronizační kmity z vnějšího synchronizačního generátoru 1 přiváděny i na vstup druhého tvarovacího obvodu 8. Druhý tvarovceí obvod 8 modifikuje náběžnou hranu následující druhá ěáati synchronizačního kmitu opačné druhé polarity. Z výstupu druhého tvarovacího obvodu 8 je signál modifikované náběžné hrany druhé části synchronizačního kmitu druhé polarity přiveden na první vstup druhého komparátoru pro komparaci druhé části synchronizačního kmitu druhé polarity 2· ^Na úruhý vstup druhého komparátorů pro komparaci druhé části synchronizačního kmitu druhé polarity j) Je připojen výstup zdroje třetího optimalizačního signálu 10. Komparace, prováděná komparátorem pro komparaci druhé části synchronizačního kmitu druhé polarity 2t poskytuje na výstupu tohoto komparátorů signál vysoké logické úrovně jen tehdy, když druhým tvarovacím obvodem 8 modifikovaný signál náběžné hrany druhé čáeti synchronizačního kmitu druhé polarity překročí signál komparační úrovně druhé polarity, který je na druhém vstupu tohoto komparátorů. Náběžné hrana výstupního signálu vysoké logické úroyně tohoto komparátorů pro komparaci druhé části synchronizačního kmitu druhé polarity £ určuje okamžik generování zapalovací jiskry v oblasti nízkých frekvencí otáčení zážehového motoru, nebo v situaci kdy z optimalizačních důvodů potřebuje zážehový motor pouze základní předstih, nebo předstih menší, než je hodnota základního předstihu. Výatup druhého komparátorů pro komparaci druhé části synchronizačního kmitu druhé polarity 2 j® připojen na druhý vstup logického součtového obvodu 4. Logický součtový obvod 4 provádí logický součet a je svým výstupem připojen na první výstupní vývod regulátoru pro řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů na tomto vývodu je tedy signál vysoké logické úrovně je tehdy, když alespoň na jednom ze vstupů logického součtového obvodu £ je signál vysoké logické úrovně. Na první výstupní vývod regulátoru pro řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů 2 může být také připojen vstup frekvenčního filtru 13. Frekvenční filtr 13 pracuje jako dolnofrekvenční propust pro vyhlazení případných nežádoucích signálů a jeho výstup je připojen na druhý výstupní vývod regulátoru přo řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů 14.

Na obr, 2 je označen 11 derivátor. Uvedené zapojení regulátoru na obr. 2 pracuje stejně, jako zapojení na obr. 1, avšak navíc je výstupní signál ze druhého tvarovacího obvodu 8 přiváděn i na vstup derivátoru 11. Derivátor 11 reaguje změnou svého výstupu na strmý průběh závěrná hrany první části synchronizačního kmitu první polarity, případně i na strmý průběh náběžné hrany druhá části synchronizačního kmitu opačné druhé polarity tak, že při vysoké úrovni signálu derivace strmé části signálu má výstup derivátoru 11 hodnotu vysoká logické úrovně v době, kdy ještě nedošlo k překlopení druhého komparátorů pro komparaci druhé části synchronizačního kmitu druhá polarity 2· Výstup derivátoru 11

198 OSO je spojen se třetím vstupem logického součtového obvodu 4. Na výstupu logického součtového obvodu £ je signál vysoké logické úrovně jen tehdy, když alespoň na jednom jeho vstupu je signál vysoké logické úrovně.

Na obr. 3 je označen 11 jako derivátor, 12 třetí tvarovací obvod. Uvedené zapojení regulátoru na obr. 3 pracuje stejně jako zapojení na obr. 1, avšak navíc je výstupní signál ze synchronizačního generátoru 1 přiveden na vstup třetího tvarovacího obvodu 12.

Třetí tvarovací obvod 12 modifikuje výstupní signál synchronizačního generátoru 1 podle požadavků na regulaci okamžiku zážehu v oblasti nízkých frekvencí otáčeni motoru. Takto modifikovaný synchronizační signál na výstupu třetího tvarovacího obvodu 12 je připojen na vstup derivátoru 11. který provádí jeho derivování. Výetup derivátora 11 je spojen se třetím vstupem logického součtového obvodu £.a signál na výstupu derivátoru 11 má hodnotu vysoké logické úrovně při vysoké úrovni signálu derivace té strmé části synchronizačního kmitu, která je tvořena strmou závěrnou hranou první části synchronizačního kmitu první polarity a strmou nábšžnou hranou druhé části synchronizačního kmitu opačné druhé polarity. Na výstupu logického součtového obvodu £ je signál vysoké logické úrovně jen tehdy když alespoň na jednom jeho vstupu je signál vysoké logické úrovně.

U všech tří uvedených zapojení podle obr. 1, 2, 3 je možno náběžné hrany signálu vysoké logické úrovně na výstupu logického součtového obvodu £ použít ke startu generování zapalovací jiskry.

Zapojení regulátoru podle vynálezu lze různě modifikovat, například druhý tvarovací obvod 8, případně třetí tvarovací obvod 12 lze opatřit dalšími vstupy pro připojení dalších zdrojů optimalizačních signálů. Rovněž počet vstupů logického součtového obvodu lze libovolně rozšířit a lze je připojit na výstupy dalších zdrojů optimalizačních signálů. Nebo tyto dodatečné vstupy logického součtového obvodu £ lze připojit na výstupy dalších sériových kombinací tvarovacího obvodu a komparátoru pro komparaci první části synchroniza čního kmitu první polarity, paralelně připojených k sériové kombinaci prvního tvarovacího obvodu 2 a prvního komparátoru pro komparaci první části synchronizačního kmitu první polarity

Zapojení regulátoru podle vynálezu je možno použít všude tam, kde jde o realizaci regulátoru fázová polohy synchronizačních impulsů vzhledem k úhlové poloze natočení hřídele rotoru synchronizačního impulsního generátoru, použitého jakožto snímače úhlové polohy a frekvence otáčení hřídele nčjakého vnějšího zařízení, například u válcovacích, podávačích a transportních zařízení, na nichž je dopravován materiál postupně různou rychlostí a na kterém se mají provádět nějaké technologické operace, přibližně konstantní doby trvání. Tak je tomu například u značkování materiálu, svařování, lakování a podobně, které je nutno zahajovat s korigovatelným předstihem, úměrným okamžité dopiavní rychlosti mateřiálu.

Claims (3)

PftEDMĚT VYNÁLEZU

1. Zapojení regulátoru pro řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů, je188 090 hož vstupním signálem jsou výstupní synchronizační kmity vnějšího synchronizačního generátosu, s amplitudou úměrnou frekvenci otáčení zážehového motoru, přičemž náběžné hrana první části synchronizačního kmitu první polarity má například jiný tvar než je její požadovaný tvar pro regulaci okamžiku zážehu v závislosti na frekvenci otáčení zážehového motoru způsobem komparace náběžné hrany první části synchronizačního kmitu první polarity a závěrná hrana první části synchronizačního kmitu první polarity má strmý průběh, přecházející ve strmou náběžnou hranu druhá části synchronizačního kmitu opačné druhé polarity a výstupní signál regulátoru pro řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů jsou impulsy pro ovládání okamžiku generováni zapalovací jiskry, přitom toto zapojení regulátoru pro řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů obsahuje první tvarovací obvod, který je spojen svým prvním vstupem s výstupem vnějšího synchronizačního generátoru a svým druhým vstupem je spojen s výstupem zdroje prvního optimalizačního signálu, přitom výstup prvního tvarovacího obvodu Je spojen s prvním vstupem prvního komparátoru pro komparaci první části synchronizačního kmitu první polarity a druhý vstup prvního komparátoru pro komparaci první části synchronizačního kmitu první'·-polarity je spojen s výstupem zdroje druhého optimalizačního signálu a výstup prvního komparátoru pro komparaci první části synchronizačního kmitu první polarity je spojen s prvním vstupem logického součtového obvodu, výstup logického součtového obvodu je spojen s prvním výstupním vývodem regulátoru pro řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů, přitom zapojení regulátoru pro řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů může případně dále obsahovat derivátor, případně ještě třetí tvarovací obvod, případně taká frekvenční filtr, napojený sériově mezi první a druhý výstupní vývod regulátoru pro řízení a optimalizaci okamžiku zážehu u zážehových motorů, vyznačené tím, že obsahuje druhý tvarovací obvod (8), jehož vstup je spojen a výstupem synchronizačního generátoru (1) a výstup druhého tvarovacího obvodu (8) je spojen s prvním vstupem druhého komparátoru pro komparaci druhé části synchronizačního kmitu d^uhé polarity (9) a druhý vstup druhého komparátoru pro komparaci druhé části synchronizačního kmitu druhé polarity (9) je spojen e výstupem zdroje třetího optimalizačního signálu (10) a výstup druhého komparátoru pro komparaci druhá části synchronizačního kmitu druhá polarity (9) je spojen s druhým vstupem logického součtového obvodu (4).

2. Zapojení regulátoru podle bodu 1, vyznačené tím, že výatup druhého tvarovacího obvodu (8) je spojen se vstupem dorivátoru (11) a výstup derivátoru (11) js spojen s třetím vstupem logického součtového obvodu (4).

3. Zapojení regulátoru podle bodu 1, vyznačené tím, že výstup synchronizačního generátoru (1) je spojen se vstupem třetího tvarovacího obvodu (12) a výstup třetího tvarovacího obvodu (12) je spojen ae vstupem derivátoru (11) a výstup derivátoru (11) je spojen s třetím vstupem logického součtového obvodu (4).