CS199784B1

CS199784B1 - Connection of active member for lead angle ignition of internal combustion engines

Info

Publication number: CS199784B1
Application number: CS283178A
Authority: CS
Inventors: Ondrej Vysoky
Original assignee: Ondrej Vysoky
Priority date: 1978-05-03
Filing date: 1978-05-03
Publication date: 1980-08-29

Description

Vynález se týká zapojení akčního členu Dro řízení úhlu předstihu zážehu spalovacích motorů podle okamžitých podmínek.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the engagement of an actuator Dro for controlling the ignition angle of internal combustion engines according to instantaneous conditions.

Podle dosavadního stavu teohniky se řídí úhel předstihu zážehu spalovacích motorů pomocí odstředivého regulátoru, který je výrobcem nastaven na pevnou funkční závislost úhlu předstihu na otáčkách motoru. Tato závislost je pro každý typ motoru empiricky zjiSíována, Motor tedy pracuje jako soustava s otevřenou regulační smyčkou.According to the prior art, the ignition angle of combustion engines is controlled by means of a centrifugal regulator which is set by the manufacturer to a fixed functional dependence of the ignition angle on the engine speed. This dependence is determined empirically for each motor type, so the motor operates as an open loop control system.

Během provozu se však může vyskytnout celý soubor vnějších vlivů, při kterých je toto nastavení nevyhovující a motor má menší výkon, větší procento exhalací a podobně. Jsou například tyto vlivy: nadmořská výška, vlhkost Vzduchu, různá kvalita paliva, ale i mechanický stav motoru.During operation, however, there may be a whole set of external influences in which this setting is unsatisfactory and the engine has less power, a higher percentage of pollutants and the like. These include: altitude, air humidity, different fuel quality, but also the mechanical condition of the engine.

Pro dodržení přísných podmínek úhlu předstihu motorů pracujících s ochuzenou směsí je možno použít podle vynálezu akčního členu umožňujícího adaptivní regulaci zážehu.In order to comply with stringent lead angle conditions of depleted mixture engines, an actuator enabling adaptive ignition control may be used in accordance with the invention.

Podstatou vynálezu zapojení akčního členu pro řízení úhlu předstihu zážehu spalovacích motorů s impulsním snímačem polohy klikového hřídele je, že impulsní snímač motoru je připojen na vstup napěíového převodníku s výstupem připojeným na vstup oscilátoru, jehož výstup je spojen s generátorem schodovité funkce, na jehož výstupu je při199 784 íaa 7B4 pojen vetup komparátoru, jehož výetup jo spojen ao vstupem tvarovaoího obvodu, jehož výstup je připojen na logioký obvod, jehož výetup je připojen k zapalovací soustavě a jehož jeden vstup je připojen ne výstup napělováho převodníku přee komparátor e hyetereeí e jehož druhý vetup Je připojen k výstupu snímače impulsů. Výetup generátoru achodovitá funkoe je epojen ee vetupem napěťového převodníku a ee vetupem níekofrekvenčního filtru, jehož výetup je připojen ne první pevný kontakt přepínače a současně ne vetup funkčního převodníku, jehož výetup je připojen na druhý pevný kontakt přepíhače. Ne třetí pevný kontakt přepínače je připojen vetup generátoru řídioího napětí a pohyblivý kontakt je připojen na druhý vstup Komparátoru.It is an object of the invention to provide an actuator for controlling the ignition angle of internal combustion engines with a pulse crankshaft position sensor is that the pulse engine sensor is connected to a voltage converter input with an output connected to an oscillator input whose output is connected to a staircase generator. at 7994 and 7B4 the comparator input is connected, the output of which is connected and the input of a forming circuit, the output of which is connected to a logic circuit, the output of which is connected to the ignition system and one input of which is connected It is connected to the pulse sensor output. The output of the generator and the walk-through funkoe are connected by the input of the voltage converter and the input of the low-frequency filter, the output of which is connected to the first fixed contact of the switch and not the input of the functional converter. No third fixed switch contact is connected to the control voltage generator input and the movable contact is connected to the second comparator input.

Akční člen předstihu eážehu epaloveoloh motorů umožňuje regulaci předstihu spalovaoího motoru tak, aby byl optimální eá jakýohkoli okamžitýoh.podmínek a to a velmi ryohlou odezvou, která je nutná eejmáne při ryohlám přidávání nebo ubírání plynu.The engine advance actuator allows engine combustion engine timing to be optimized for any instantaneous condition, and with a very rapid response, which is necessary, especially when accelerating the acceleration or removal of gas.

Akční člen eeatává ae součástek, která nejeou meohanioký namáhány, takže nepodléhá mechanickému opotřebení, čímž je zajištěna dlouhá životnost a bezporuchový ohod soustavy. Zapojení umožňuje snadné nastavení optimálníoh podmínek pro předstih zážehu epalovaoích motorů a tím snížení«potřeby paliva' a omezení škodlivých exhalací. 'The actuator retains components that are not subject to mechanical stress, so that they are not subject to mechanical wear, thereby ensuring a long service life and trouble-free system failure. The wiring makes it easy to set the optimum conditions for ignition of epaling engines, thus reducing «fuel consumption» and reducing harmful emissions. '

Vynález je blíže objasněn na připojených výkreseoh, kde na obr. 1 je blokové sohéma zapojeni a na obr. 2 je příklad zapojení akčního členu podle vynálezu. <BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in greater detail in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a block diagram of an engagement and FIG. <

Blokové zapojení sestává z napěťového převodníku 1, na jehož výstupu je napětí nepřímo úměrné frekvenci motoru. Napěťový převodník je nelineární impulsní obvod, na jehož výetupu je atejnoeměrné napětí a vysokou ryohlostí odezvy. Zpoždění informaoe je zde pouze o jeden impuls od impulsního enímače £ polohy klikového hřídele.The block circuit consists of a voltage converter 1, the output of which is a voltage inversely proportional to the motor frequency. The voltage converter is a non-linear pulse circuit with a uniform voltage and a high response rate. The information delay is here only one pulse from the crankshaft position pulse transducer.

Komparátor a hyeterezí 2 aa při definovaných minimálních otáčkách překlápí a napětí na jeho výetupu přivedené do logiokého obvodu J odpojí dalěí čáeti akčního členu a impulsy procházejí přímo od impulsního snímače A na zapalovací soustavu B bez řízení předstihu. Při vyěěíoh otáčkách je tato cesta logickým obvodem g blokována. Výstupní napětí z převodníku A aa přivádí na oscilátor £, jehož frekvence je nepřímo úměrná výstupnímu napětí napěťového převodníku A· Výstupem z oscilátoru 4 jsou impulsy s konstantní amplitudou a šířkou. Tyto impulsy ae vedou jednak na nízkofrekvenční filtr £, na jehož výstupu je napětí úměrné okamžitým otáčkám motoru. Mimoto ae vedou impulsy z oscilátoru £ na generátor sohodovité funkce g, z jehož výstupu jde napětí na jeden vstup komparátoru 6 na jehož druhý vstup ee přivádí napětí z generátoru R řídicího napětí. V okamžiku rovnosti obou napětí srovnávaných v komparátoru 6 objeví se na výstupu komparátoru 6 impuls, který je přiveden do tvarovaolho obvodu χ. Jsou-li otáčky motoru větěí než volnoběžné, prooháaí tento impuls logickým obvodem J do zapalovací soustavy fi. Změnou velikosti řídioího napětí se mění úhel zážehu lineárně a zcela nezávisle na okamžitých otáčkách motoru. Generátor schodovité funkce 2 J® vybaven stabilizátorem napětí, který zajišťuje dlouhodobou stabilitu jeho amplitudy.The comparator and hyeteresis 2 aa flips at a defined minimum speed and its output voltage applied to the logioc circuit J disconnects additional actuator parts and pulses pass directly from the pulse sensor A to the ignition system B without advance control. At higher speeds, this path is blocked by the logic circuit g. The output voltage from converter A aa is applied to the oscillator jehož, whose frequency is inversely proportional to the output voltage of voltage converter A · The output of oscillator 4 is pulses of constant amplitude and width. These pulses ae, on the one hand, are applied to a low-frequency filter 8, the output of which is a voltage proportional to the instantaneous engine speed. In addition, ae pulses from the oscillator 6 to the harmonic function generator g, the output of which is a voltage to one input of the comparator 6, the other input ee of which supplies the voltage from the control voltage generator R. At the moment of equality of the two voltages compared in the comparator 6, an impulse appears at the output of the comparator 6, which is applied to the shaped circuit χ. If the engine speed is greater than idle, this pulse will pass through the logic circuit J to the ignition system fi. By varying the magnitude of the control voltage, the ignition angle changes linearly and completely independent of the instantaneous engine speed. The 2 J® staircase generator is equipped with a voltage stabilizer that ensures long-term stability of its amplitude.

139 784139 784

Je-li třeba řídit předstih zážehu jako funkci otáček motoru, je možno propojit výstup z nízkofrekvenčního filtru fa přepínačem 8 přepnutým do polohy a přímo s komparátorem 6.If it is necessary to control the ignition timing as a function of engine speed, it is possible to connect the output of the low-frequency filter f by the switch 8 set to and directly with the comparator 6.

Při požadavku jiné funkční závislosti se připojí nízkofrekvenční filtr fa přepínačem 8 v poloze b přes funkční převodník 10 na komparátor 6. V poloze c přepínače 8 je připojena napětí generátoru R přímo na vstup komparátoru 6.If other functional dependencies are required, the low-frequency filter f is connected via switch 8 in position b via the functional converter 10 to comparator 6. In position c of switch 8, generator voltage R is connected directly to the input of comparator 6.

Příklad skutečného zapojení akčního členu bez přepínače 8 a funkčního převodníku 10 je na obr. 2. Signály snímače impulsu A přivedené do napěťového převodníku i se dělí klopným obvodem 11. Využívá se i negovaného výstupu klopného obvodu 11. Invertory lg a 20 přepínají na vstupech integrátorů 14 a 1£ první úroveň nebo druhou úroveň* Je-li na vstupu integrátoru 14 první úroveň, je na integrátoru 15 druhá úroveň a naopak. Při první úrovni na v,st pu integrátoru 14 se na jeho výstupu stále lineárně zvyšuje napětí.An example of the actual actuator connection without switch 8 and functional transducer 10 is shown in Figure 2. The pulse encoder A signals applied to the voltage transducer i are divided by flip-flop 11. A negated flip-flop 11 output is also utilized. 14 and 14, a first level or a second level. If there is a first level at the integrator 14 input, there is a second level at the integrator 15 and vice versa. At the first level at the voltage of the integrator 14, the voltage at the output of the integrator 14 increases steadily.

Při překlopení na druhou úroveň slouží integrátor 14 jako krátkodobé analogová paměť. Výsledná hodnota napětí naintegrovaná za dobu první úrovně je přímo úměrná době periody vstupního signálu. Invertory 17 a 21 slouží ke krátkodobému vynulování integrátoru 14.Upon flipping to the second level, the integrator 14 serves as a short-term analog memory. The resulting voltage value integrated over the first level time is directly proportional to the period of the input signal. The inverters 17 and 21 serve to briefly reset the integrator 14.

vybitím integračních kondenzátorů. Na výstupu napěťového převodníku 1 je přepínací obvod, jehož invertory 18 a 19 přepínají na výstup vždy ten integrátor, který v daném okamžiku pracuje jako analogová paměť. Při skokové změně se výstupní napětí ustálí během dalšího impulsu.discharging integration capacitors. At the output of the voltage converter 1 there is a switching circuit whose inverters 18 and 19 always switch to the output the integrator which at the moment operates as an analog memory. In a step change, the output voltage stabilizes during the next pulse.

Výstup napěťového převodníku 1 je spojen se vstupem komparátoru s hysterezí 2 vytvořeným ze zesilovače 22. Komparétorem 2 ae provádí přepínáni na konstantní předstih při volnoběžných otáčkách. Při otáčkách menších něž tato mez volnoběhu se objeví na vstupu hradla 12 logického obvodu fa první úroveň a na vstupu hradla 23 druhá úroveň Tím je otevřena cesta pro zapalovací impuls přes hradlo 12, sčítací hradlo 24 a invertor 25 přímo na zapalovací zařízení BThe output of the voltage transducer 1 is coupled to the comparator input with hysteresis 2 formed from the amplifier 22. Comparator 2 ae performs a constant advance switching at idle speed. At speeds less than this idle limit, the first level 12 of the logic circuit fa and the second level 23 of the logic input f and the second level of input 23 are opened. This opens the ignition pulse path through gate 12, summing gate 24 and inverter 25 directly to the ignition device B

Zvýší-li ae otáčky nad stanovenou mez, komparátor 22 překlopí a na vstupu hradla 2fa je první úroveň. V tomto případě je přímá cesta pro zapalovací impuls ze snímače A na zapalovací zařízení B hradlovém a impuls je generován v další části obvodu a přivádí se z výstupu tvarovače 2 přes hradla 26. 23. 24. 25 na výstup logického obvodu J a vstup zapalovaoího zařízení B. 'If the ae rises above the set limit, the comparator 22 flips and at the gate input 2fa is the first level. In this case, the direct path for the ignition pulse from the sensor A to the ignition device B is gated, and the pulse is generated in the other part of the circuit and fed from the shaper output 2 through the gates 26. 23. 24. 25 to the logic circuit output J and the ignition device input B. '

Výstupní napětí napěťového převodníku 1. se dále přivádí na řízený oscilátor £ složený z operačních zesilovačů 27. 28, 29. 30 a hradel 31. 32. Výstupní napětí oscilátoru má tvar obdélníkových impulsů, jejichž opakovači frekvence je nepřímo úměrná přivedenému vstupnímu napětí. Výstupní impulsy ae přivádějí na monostabilní klopný obvod, složený z hradel 33. 34. Na výstupu hradla 34 jsou pravoúhlé impulsy s definovanou Šířkou a frekvencí f₈, která je násobkem zapalovacích impulsů. Tyto impulsy se přivádí jednak na integrátor 35 generátoru schodovitá funkce g, jednak na filtr fa, na jehož výstupu je napětí úměrná okamžitým otáčkám motoru.The output voltage of the voltage converter 1 is further applied to a controlled oscillator 5 composed of operational amplifiers 27, 28, 29, 30 and gates 31. 32. The output voltage of the oscillator is in the form of rectangular pulses whose repetition rate is inversely proportional to the input voltage applied. The output pulses ae are applied to a monostable flip-flop composed of gates 33. 34. At the output of the gate 34 are rectangular pulses with a defined Width and frequency f ₈ , which is a multiple of the ignition pulses. These pulses are applied both to the generator integrator 35 by the step function g and to the filter fa at the output of which the voltage is proportional to the instantaneous engine speed.

199 784199 784

Integrátor 35 se při každém impulsu vybíjí hradlem s otevřeným kolektorem 13. Výstupní napětí integrátoru 35 se přivádí na invertor £6. Dlouhodobá stabilita jeho amplitudy je zajištěna monolitickým stabilizátorem napětí 37« Výstupní napětí generátoru schodovité funkce £ se přivádí na komparátor 6 a operačním zesilovačem 38. Na invertující vstup tohoto komparátoru se přivádí řídicí napětí z výstupu generátoru řídicího napětí Jg. Při každém překlopení komparátoru 6 se spuští monostabilní obvod z hradel 39. 40 tvarovacího obvodu 2i který vytváří zapalovací impuls.The integrator 35 discharges at each pulse with an open collector gate 13. The output voltage of the integrator 35 is applied to the inverter 66. Long-term stability of its amplitude is provided by a monolithic voltage stabilizer 37. The output voltage of the staircase generator 6 is applied to the comparator 6 and the operational amplifier 38. The inverting input of this comparator is supplied with control voltage from the output of the control voltage generator Jg. Each time the comparator 6 is overturned, the monostable circuit is triggered from the gates 39, 40 of the forming circuit 21, which generates an ignition pulse.

Akční Člen se může uplatnit zejména u zážehových motorů v automobilu, neboť zde je problém dokonalého spalování nejvíce sledován. Koncepce hybridního způsobu zpracování informace pro fázový posuv impulsu proti vstupním impulsům, měnícím svou frekvenci v širokém rozsahu, kdy část signálu je zpracována analogově a čáat číslicově, je velmi výhodná, zejména pro malou citlivost proti rušivým impulsům a pro velmi rychlou odezvu na rychlé změny frekvence motoru. Zapojení tohoto akčního členu je ovšem možno využít i v jiných odvětvích techniky, například při řízení tyristorů v některých speciálních střídačích. Lze jej použít pro přesné vzorkování periodických signálů s měnící se frekvenci, kde je zaručena přesnost v celém frekvenčním pásmu, což je vhodné například u lékařských přístrojů EKG, EKG a podobně. Nelineární převodník délky periody mezi impulsy na ss napětí podle vynálezu, který je součástí akčního členu, lze využít všude tam, kde chceme získat informaci o délce periody co nejrychleji. Zejména se dá využít u impulsních signálů a měnící se frekvencí, kdy klasické lineární filtry nedávají uspokojivé výsledky. Vzhledem k tomu, ža akční člen vlastně vytváří na jednom z výstupů signál s frekvenci impulsů, která je násobkem vstupní frekvence, lze toto zařízeni v jednodušších případech použit místo fázového závěsu tam, kde se vstupní frekvence mění ve velkém rozsahu a kdy jsou obvykle velké problémy se stabilitou smyčky fázového závěsu.The actuator can be used especially for petrol engines in a car, because here the problem of perfect combustion is most monitored. The concept of hybrid information processing for pulse phase shift against input pulses that vary in frequency over a wide range, where a portion of the signal is processed analog and count numerically, is very advantageous, especially for low sensitivity to pulses and very fast response to rapid frequency changes engine. However, the connection of this actuator can also be used in other fields of technology, for example in the control of thyristors in some special inverters. It can be used for accurate sampling of periodic signals at varying frequencies where accuracy is guaranteed throughout the frequency range, which is useful, for example, in medical ECG, ECG, and the like. The non-linear DC-to-DC converter according to the invention, which is a part of the actuator, can be used wherever we want to obtain information about the period length as quickly as possible. In particular, it can be used for pulse signals and changing frequencies where classical linear filters do not give satisfactory results. Since the actuator actually produces a signal at one of the outputs with a pulse frequency that is a multiple of the input frequency, this device can, in simpler cases, be used instead of a phase lock where the input frequency varies to a large extent with phase locked loop stability.

Claims

Inverting an actuator for controlling the ignition angle of internal combustion engines comprising a pulse sensor for crankshaft position, characterized in that the pulse sensor (A) is connected to the input of the voltage converter (1) with the output connected to the input of the oscillator (4) with the generator input a step function (5) to which the comparator input (6) is connected, the output of which is connected to the input of the forming circuit (7), the output of which is connected to the input of the logic circuit (3) A combustion system (B) and one input of which is connected to the output of the voltage converter (1) via a comparator with hyateresis (2) and the other of which is connected to the output of the pulse sensor (A). with a voltage converter input (1) and a low frequency filter input (92, the output of which is connected to the first fixed switch (8) and simultaneously to the input of functional converter (10), the output of which is connected to the second fixed contact (b) of the switch (8), whose third fixed contact (c) is connected to the input of the control voltage generator (R). the switch (8) is connected to the comparator input (6).