RU102692U1

RU102692U1 - CAR IGNITION SYSTEM

Info

Publication number: RU102692U1
Application number: RU2010110794/22U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Хасанович Пшихопов; Игорь Георгиевич Дорух; Алексей Леонидович Береснев; Максим Алексеевич Береснев
Priority date: 2010-03-22
Filing date: 2010-03-22
Publication date: 2011-03-10

Abstract

1. Система зажигания автомобиля, содержащая датчик положения поршня в цилиндре двигателя, индукционная обмотка которого имеет фазовый угол, соответствующий положению поршня в цилиндре после верхней мертвой точки (ВМТ), два формирователя импульсов, последовательно включенные управляемый элемент задержки, усилитель-формирователь, прерыватель тока, трансформатор зажигания, распределитель высокого напряжения и свечи зажигания, расположенные в цилиндре двигателя, датчик давления, размещенный в цилиндре двигателя, измеритель временного сдвига, первый и второй входы которого через первый и второй формирователи импульсов подключены соответственно к выводам индукционной обмотки датчика положения поршня и выходу датчика давления соответственно, отличающаяся тем, что в ней сигнальный вход управляемого элемента задержки подключен к выходу первого формирователя импульсов, а первый и второй управляющие входы - соответственно к первому и второму выходам измерителя временного сдвига. ! 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что измеритель временного сдвига содержит генератор тактовых импульсов, два RS-триггера, два элемента ИЛИ, два элемента задержки, четыре элемента И, регистр, счетчик импульсов и компаратор кодов, первый вход измерителя подключен к первому входу первого элемента И и R-входу второго триггера, а второй - к первым входам элементов ИЛИ и к первому входу второго элемента И, S-входы первого и второго триггеров подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых соответственно через первый и второй элементы задержки подключены к инверсным выходам соответственно второго и 1. A car ignition system comprising a piston position sensor in an engine cylinder, the induction winding of which has a phase angle corresponding to the position of the piston in the cylinder after top dead center (TDC), two pulse shapers, a controllable delay element in series, an amplifier driver, a current chopper , an ignition transformer, a high voltage switchgear and spark plugs located in the engine cylinder, a pressure sensor located in the engine cylinder, a temporary meter Viga, the first and second inputs of which through the first and second pulse shapers are connected respectively to the terminals of the induction winding of the piston position sensor and the output of the pressure sensor, respectively, characterized in that the signal input of the controlled delay element is connected to the output of the first pulse shaper, and the first and second control inputs to the first and second outputs of the time shift meter, respectively. ! 2. The system according to claim 1, characterized in that the time shift meter comprises a clock pulse generator, two RS flip-flops, two OR elements, two delay elements, four AND elements, a register, a pulse counter and a code comparator, the first input of the meter is connected to the first input of the first AND element and the R input of the second trigger, and the second to the first inputs of the OR elements and the first input of the second AND element, the S inputs of the first and second triggers are connected to the outputs of the first and second AND elements, respectively, whose second inputs are respectively h the first and second delay elements are connected to the inverse outputs of the second and

Description

Полезная модель относится к автомобильной промышленности, а именно к электрооборудованию для обеспечения работы двигателей внутреннего сгорания, и может быть использована в производстве и эксплуатации автомобильной техники.The utility model relates to the automotive industry, namely to electrical equipment for ensuring the operation of internal combustion engines, and can be used in the production and operation of automotive equipment.

Известна система зажигания рабочей смеси в двигателе автомобиля, содержащая трансформатор зажигания, распределитель напряжения, соединенный с вторичной обмоткой трансформатора, свечи зажигания, соединенные с распределителем напряжения, прерыватель тока первичной обмотки трансформатора, датчик положения поршня в цилиндре двигателя, контактирующий с прерывателем и механически соединенный с валом распределителя напряжения [А.Г.Сергеев, В.Е.Ютт. Диагностирование электрооборудования автомобилей. - М.: Транспорт. - 1987.].A known ignition system of the working mixture in a car engine, comprising an ignition transformer, a voltage distributor connected to the secondary winding of the transformer, spark plugs connected to a voltage distributor, a current transformer of the primary winding of the transformer, a piston position sensor in the engine cylinder in contact with the chopper and mechanically connected to voltage distributor shaft [A.G. Sergeev, V.E. Yut. Diagnostics of electric equipment of cars. - M .: Transport. - 1987.].

Все перечисленные элементы этого аналога входят и в состав заявляемой полезной модели системы зажигания.All of the listed elements of this analogue are also included in the inventive utility model of the ignition system.

Работа этого аналога основана на формировании высокого электрического напряжения путем прерывания тока в первичной обмотке трансформатора зажигания при разъединении электрических контактов в промежуток времени, когда интенсивность горения рабочей смеси максимальна, то есть после точки максимального сжатия или верхней мертвой точки (ВМТ).The work of this analogue is based on the formation of high electrical voltage by interrupting the current in the primary winding of the ignition transformer when the electrical contacts are disconnected during the period when the combustion rate of the working mixture is maximum, that is, after the maximum compression point or top dead center (TDC).

Причиной, препятствующей получению технического результата, обеспечиваемого полезной моделью, в этом аналоге является искрение на контактах при прерывании тока, обусловленное механическим способом его прерывания.The reason that prevents the technical result provided by the utility model in this analogue is sparking at the contacts during current interruption, due to the mechanical method of interrupting it.

Известна также система зажигания двигателя внутреннего сгорания автомобиля, содержащая трансформатор зажигания, распределитель напряжения, соединенный с вторичной обложкой трансформатора зажигания, свечи зажигания, соединенные с распределителем напряжения, электронный прерыватель тока первичной катушки трансформатора зажигания, датчик положения поршня в цилиндре двигателя, соединенный с прерывателем и механически соединенный с валом распределителя [Данов Б.А., Рогачев В.Д., Электрооборудования автомобилей КамАЗ. - М.: Транспорт. - 1997.].The ignition system of a vehicle’s internal combustion engine is also known, comprising an ignition transformer, a voltage distributor connected to the secondary cover of the ignition transformer, spark plugs connected to a voltage distributor, an electronic current chopper of the primary coil of the ignition transformer, a piston position sensor in the engine cylinder connected to the chopper and mechanically connected to the shaft of the distributor [Danov B.A., Rogachev V.D., Electrical equipment of KamAZ vehicles. - M .: Transport. - 1997.].

Все перечисленные элементы этого аналога также входят в состав заявляемой полезной модели системы зажигания.All of the listed elements of this analogue are also part of the claimed utility model of the ignition system.

В этом аналоге прерывание тока осуществляется с помощью транзистора с электронным управлением, что исключает искрение на контактах. Управляющие сигналы поступают от индукционного датчика, механически связанного с коленчатым валом двигателя, что позволяет формировать сигналы для управления транзистором с учетом положения поршня в цилиндре. Длительность промежутка времени от момента подачи управляющего сигнала на транзисторный прерыватель до момента наиболее интенсивного горения рабочей смеси зависит от многих факторов (скорость вращении, состава рабочей смеси, разряжения и т.д.) Поэтому электрическое напряжение на свечи зажигания подается с опережением времени до положения ВМТ. Для совмещения времени наиболее интенсивного горения рабочей смеси (времени детонации) с нужным положением поршня, способным максимально преобразовать энергию горения в механическую энергию, используются механические регуляторы угла опережения зажигания.In this analogue, current interruption is carried out using an electronically controlled transistor, which eliminates sparking at the contacts. The control signals are received from an induction sensor mechanically connected to the engine crankshaft, which allows generating signals for controlling the transistor taking into account the position of the piston in the cylinder. The length of time from the moment the control signal is applied to the transistor chopper to the moment of the most intense burning of the working mixture depends on many factors (rotation speed, composition of the working mixture, discharge, etc.) Therefore, the voltage is supplied to the spark plugs ahead of time to the TDC position . To combine the time of the most intense combustion of the working mixture (detonation time) with the desired piston position, which is able to convert the combustion energy to mechanical energy as much as possible, mechanical controllers of the ignition timing are used.

Причиной, препятствующей получению технического результата, обеспечиваемого полезной моделью, в этом аналоге является то обстоятельство, что механические регуляторы не позволяют учесть все имеющиеся факторы, существенно влияющие на время возгорания рабочей смеси (развитие искрового заряда). Это существенно ограничивает диапазон рабочих условий работы двигателя в режиме, близком к наиболее экономичному.The reason that impedes the achievement of the technical result provided by the utility model in this analogue is the fact that mechanical regulators do not allow taking into account all available factors that significantly affect the ignition time of the working mixture (development of a spark charge). This significantly limits the range of operating conditions of the engine in a mode close to the most economical.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является система зажигания автомобиля, защищенная патентом РФ №2306451 кл. F02P 1/00, 2006 г. Она содержит датчик положения поршня в цилиндре с тремя индукционными обмотками, имеющими фазовые углы, соответствующие ВМТ положения поршня в цилиндре, до и после ВМТ, четыре формирователя импульсов, последовательно включенные управляемый элемент задержки, усилитель-формирователь, прерыватель тока, трансформатор зажигания, распределитель высокого напряжения и свечи зажигания, расположенные в цилиндре двигателя, датчик давления, размещенный в цилиндре двигателя, измеритель временного сдвига, первый и второй входы которого через первый и второй формирователи импульсов подключены соответственно к выводам индукционной обмотки с фазой после ВМТ датчиков положения поршня и выходу датчика давления, фазоамплитудный преобразователь «время-напряжение», включенный между выходом измерителя временного сдвига и управляющим входом управляемого элемента задержки, сигнальный вход которого через третий формирователь импульсов подключен к выводам индукционной обмотки с фазой до ВМТ, и синхронизатор, вход которого через четвертый формирователь импульсов подключен к выводам индукционной обмотки с фазой, соответствующей ВМТ, а первый и второй выходы подключены к синхровходам соответственно управляемого элемента задержки и измерителя временного сдвига.Closest to the technical nature of the claimed is the car ignition system, protected by RF patent No. 2306451 class. F02P 1/00, 2006. It contains a piston position sensor in the cylinder with three induction windings having phase angles corresponding to the TDC of the piston position in the cylinder, before and after TDC, four pulse shapers, a controllable delay element in series, an amplifier-shaper, a current chopper, an ignition transformer, a high voltage distributor and spark plugs located in the engine cylinder, a pressure sensor located in the engine cylinder, a time shift meter, the first and second inputs of which through the first and second pulse shapers connected respectively to the terminals of the induction winding with the phase after the TDC of the piston position sensors and the output of the pressure sensor, a time-voltage phase-amplitude converter connected between the output of the time-shift meter and the control input of the controlled delay element, the signal input of which is through the third a pulse shaper is connected to the terminals of the induction winding with a phase up to TDC, and a synchronizer, the input of which through the fourth pulse shaper is connected to the conclusions of the induction winding with a phase corresponding to TDC, and the first and second outputs are connected to the sync inputs of the controlled delay element and the time shift meter, respectively.

Все перечисленные элементы этого устройства, кроме индукционных обмоток с фазами до ВМТ и ВМТ, третьего и четвертого формирователей импульсов и синхронизатора входят и в заявляемую полезную модель.All of the listed elements of this device, except for induction windings with phases up to TDC and TDC, the third and fourth pulse shapers and synchronizer are included in the claimed utility model.

Работа системы зажигания автомобиля, защищенной патентом РФ №2306451, основана на формировании трех аппаратных каналов управления зажиганием автомобиля, соответствующих трем положениям поршня в цилиндре, и управлении задержкой импульса индукционной обмотки датчика положения поршня с фазой до ВМТ, поступающего в цепь прерывания тока, таким образом, чтобы импульс детонации датчика давления совпадал с импульсом индукционной обмотки положения поршня с фазой после ВМТ.The operation of the vehicle’s ignition system, protected by RF patent No. 2306451, is based on the formation of three hardware channels for controlling the vehicle’s ignition, corresponding to three positions of the piston in the cylinder, and controlling the pulse delay of the induction winding of the piston position sensor with a phase up to the TDC entering the current interrupt circuit, so that the detonation pulse of the pressure sensor coincides with the pulse of the induction winding of the piston position with the phase after TDC.

Причинами, препятствующими получению технического результата, обеспечиваемого полезной моделью, в описанной системе являются сложность и относительно низкая надежность, обусловленные большим количеством входящих в ее состав элементов.The reasons that impede the achievement of the technical result provided by the utility model in the described system are the complexity and relatively low reliability due to the large number of elements included in it.

Технической задачей, на решение которой направлено создание полезной модели, является упрощение и повышение надежности системы.The technical problem, the solution of which is aimed at creating a utility model, is to simplify and increase the reliability of the system.

Технический результат достигается тем, что в известной системе зажигания автомобиля, сигнальный вход управляемого элемента задержки подключен к выходу первого формирователя импульсов, а первый и второй управляющие входы - соответственно к первому и второму выходам измерителя временного сдвига, при этом измеритель временного сдвига содержит генератор тактовых импульсов, два RS-триггера, два элемента ИЛИ, четыре элемента И, регистр, счетчик импульсов и компаратор кодов, а управляемый элемент задержки содержит генератор тактовых импульсов, два счетчика импульсов, один из которых реверсивный, компаратор кодов и элемент ИЛИ.The technical result is achieved in that in the known automobile ignition system, the signal input of the controlled delay element is connected to the output of the first pulse shaper, and the first and second control inputs are respectively connected to the first and second outputs of the time shift meter, and the time shift meter contains a clock pulse generator , two RS-flip-flops, two OR elements, four AND elements, a register, a pulse counter and a code comparator, and the controlled delay element contains a clock generator Two pulse counters, one of which is bidirectional, Comparator codes and an OR gate.

Для достижения технического результата в известной системе зажигания автомобиля, содержащей датчик положения поршня в цилиндре двигателя, индукционная обмотка которого имеет фазовый угол, соответствующий положению поршня в цилиндре после ВМТ, два формирователя импульсов, последовательно включенные управляемый элемент задержки, усилитель-формирователь, прерыватель тока, трансформатор зажигания, распределитель высокого напряжения и свечи зажигания, расположенные в цилиндре двигателя, датчик давления, размещенный в цилиндре двигателя, измеритель временного сдвига, первый и второй входы которого через первый и второй формирователи импульсов подключены соответственно к выводам индукционной обмотки датчика положения поршня и выходу датчика давления соответственно, в ней сигнальный вход управляемого элемента задержки подключен к выходу первого формирователя импульсов, а первый и второй управляющие входы - соответственно к первому и второму выходам измерителя временного сдвига.To achieve a technical result in a known automobile ignition system comprising a piston position sensor in an engine cylinder, the induction winding of which has a phase angle corresponding to the position of the piston in the cylinder after TDC, two pulse shapers, a controllable delay element in series, an amplifier driver, a current chopper, ignition transformer, high voltage switchgear and spark plugs located in the engine cylinder, a pressure sensor located in the engine cylinder I, a time-shift meter, the first and second inputs of which are connected through the first and second pulse shapers to the terminals of the induction winding of the piston position sensor and the output of the pressure sensor, respectively, in it the signal input of the controlled delay element is connected to the output of the first pulse shaper, and the first and second control inputs to the first and second outputs of the time shift meter, respectively.

При этом измеритель временного сдвига содержит генератор тактовых импульсов, два RS-триггера, два элемента ИЛИ, два элемента задержки, четыре элемента И, регистр, счетчик импульсов и компаратор кодов, первый вход измерителя подключен к первому входу первого элемента И и R-входу второго триггера, а второй - к первым входам элементов ИЛИ и к первому входу второго элемента И, S-входы первого и второго триггеров подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых соответственно через первый и второй элементы задержки подключены к инверсным выходам соответственно второго и первого триггеров, первые входы третьего и четвертого элементов И подключены к выходу генератора тактовых импульсов, вторые - к прямым выходам соответственно к первого и второго триггеров, а выходы - соответственно к первому и второму выходам измерителя, сигнальный вход счетчика импульсов подключен к выходу третьего элемента И, вход обнуления - к выходу второго элемента ИЛИ, а выход - к первому входу компаратора кодов, второй вход которого подключен к выходу регистра, а выход - ко вторым входам элементов ИЛИ, при этом R-вход первого триггера подключен к выходу первого элемента ИЛИ.In this case, the time shift meter contains a clock pulse generator, two RS-flip-flops, two OR elements, two delay elements, four AND elements, a register, a pulse counter and a code comparator, the first input of the meter is connected to the first input of the first AND element and the R-input of the second trigger, and the second to the first inputs of the OR elements and to the first input of the second AND element, S-inputs of the first and second triggers are connected to the outputs of the first and second AND elements, respectively, whose second inputs are through the first and second elements respectively the holders are connected to the inverse outputs of the second and first triggers, respectively, the first inputs of the third and fourth elements And are connected to the output of the clock generator, the second to the direct outputs of the first and second triggers, respectively, and the outputs of the first and second outputs of the meter, respectively, the signal input the pulse counter is connected to the output of the third AND element, the zeroing input is to the output of the second OR element, and the output is to the first input of the code comparator, the second input of which is connected to the register output, and the output is a second input of OR, wherein R-input of the first flip-flop connected to the output of the first OR element.

Кроме того, управляемый элемент задержки содержит генератор тактовых импульсов, два счетчика импульсов, один из которых реверсивный, компаратор кодов и элемент ИЛИ, первый вход элемента ИЛИ является сигнальным входом элемента задержки, второй подключен к выходам компаратора кодов и элемента задержки, а выход - ко входу обнуления счетчика импульсов, счетный вход счетчика импульсов подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - ко второму входу компаратора кодов, первый вход компаратора кодов подключен к выходу реверсивного счетчика импульсов, вычитающий и суммирующий входы которого являются соответственно первым и вторым управляющими входами элемента задержки.In addition, the controlled delay element contains a clock pulse generator, two pulse counters, one of which is reversible, a code comparator and an OR element, the first input of the OR element is a signal input of the delay element, the second is connected to the outputs of the code comparator and the delay element, and the output is connected to the pulse counter zeroing input, the pulse meter counter input is connected to the output of the clock pulse generator, and the output is connected to the second input of the code comparator, the first input of the code comparator is connected to the output of the reverse etchika pulses, summing and subtracting inputs of which are respectively the first and second control inputs of the delay element.

Совокупность вновь введенных связей и особенностей выполнения измерителя временного сдвига и управляемого элемента задержки не является самостоятельным устройством и не следует явным образом из уровня техники. Отсутствуют какие-либо источники информации, в которых она была бы описана самостоятельно или в совокупности с остальными элементами заявляемой системы. Поэтому заявляемую систему зажигания автомобиля следует считать новой.The set of newly introduced connections and features of the implementation of the time shift meter and the controlled delay element is not an independent device and does not follow explicitly from the prior art. There are no sources of information in which it would be described independently or in conjunction with other elements of the claimed system. Therefore, the inventive vehicle ignition system should be considered new.

Сущность полезной модели поясняется рисунком, на котором приведены:The essence of the utility model is illustrated in the figure, which shows:

- на фиг.1 - структурная схема заявляемой полезной модели;- figure 1 is a structural diagram of the inventive utility model;

- на фиг.2 - структурная схема измерителя временного сдвига;- figure 2 is a structural diagram of a measuring instrument of a temporary shift;

- на фиг.3 - структурная схема управляемого элемента задержки;- figure 3 is a structural diagram of a controlled delay element;

- на фиг.4 - временные диаграммы сигналов, поясняющие работу измерителя временного сдвига.- figure 4 is a timing diagram of signals explaining the operation of the measuring instrument of a temporary shift.

Предлагаемая полезная модель системы зажигания содержит индукционный датчик 1 с магнитным двухполюсным ротором 2, соединенным механически с коленчатым валом двигателя и имеющим однозначные угловые положения, соответствующие угловым положениям коленчатого вала и положениям поршня в цилиндре двигателя. На статоре датчика расположена индукционная обмотка 3. Ее положение соответствует углу максимальной отдачи мощности (8-12 градусов после ВМТ). В состав системы входят также формирователи 4 и 5 импульсов, управляемый элемент 6 задержки, измеритель 7 временного сдвига, усилитель-формирователь 8, прерыватель 9 тока, трансформатор 10 зажигания, распределитель 11 высокого напряжения, свечи 12 зажигания, расположенные в цилиндре 13 двигателя. В первом цилиндре 13 двигателя расположен датчик 14 давления.The proposed utility model of the ignition system contains an induction sensor 1 with a magnetic bipolar rotor 2 mechanically connected to the crankshaft of the engine and having unambiguous angular positions corresponding to the angular positions of the crankshaft and the positions of the piston in the engine cylinder. An induction winding 3 is located on the sensor stator. Its position corresponds to the angle of maximum power output (8-12 degrees after TDC). The system also includes 4 and 5 pulse shapers, a controlled delay element 6, a time shift meter 7, an amplifier-shaper 8, a current chopper 9, an ignition transformer 10, a high voltage distributor 11, and spark plugs 12 located in the engine cylinder 13. In the first cylinder 13 of the engine is a pressure sensor 14.

Выход индукционной обмотки 3 через формирователь 4 подключен к сигнальному входу элемента 6 задержки. Канал импульсов зажигания содержит последовательно включенные элемент 6, усилитель-формирователь 8, прерыватель 9, трансформатор 10, распределитель 11 и свечи 12, расположенные в цилиндре 13. Выход датчика 14 через формирователь 5 подключен к сигнальному входу измерителя 7. Первый и второй выходы измерителя 7 подключены соответственно к первому и второму управляющим входом элемента 6.The output of the induction winding 3 through the shaper 4 is connected to the signal input of the delay element 6. The ignition pulse channel contains a series-connected element 6, an amplifier-shaper 8, a chopper 9, a transformer 10, a distributor 11, and candles 12 located in the cylinder 13. The output of the sensor 14 is connected through the former 5 to the signal input of the meter 7. The first and second outputs of the meter 7 connected respectively to the first and second control input of element 6.

Элемент 6 задержки содержит счетчики 6.1 и 6.2 импульсов, компаратор 6.3 кодов, генератор 6.4 тактовых импульсов и логический элемент ИЛИ 6.5.The delay element 6 contains counters 6.1 and 6.2 pulses, a comparator 6.3 codes, a generator 6.4 clock pulses and a logical element OR 6.5.

Счетчик 6.1 является реверсивным. Его вычитающий и суммирующий входы являются соответственно первым и вторым управляющими входами элемента 6, а выход подключен к первому входу компаратора 6.3. Счетчик 6.2 осуществляет счет импульсов в одном направлении. Его счетный вход подключен к выходу генератора 6.4, вход сброса (обнуления) - к выходу элемента 6.5, а выход - ко второму входу компаратора 6.3, выход которого является выходом элемента 6 и подключен ко второму входу элемента 6.5. Первый вход элемента 6.5 является сигнальным входом элемента 6.Counter 6.1 is reversible. Its subtracting and summing inputs are respectively the first and second control inputs of element 6, and the output is connected to the first input of the comparator 6.3. The counter 6.2 carries out the counting of pulses in one direction. Its counting input is connected to the output of the generator 6.4, the reset (zeroing) input is connected to the output of the element 6.5, and the output is connected to the second input of the comparator 6.3, the output of which is the output of the element 6 and connected to the second input of the element 6.5. The first input of element 6.5 is the signal input of element 6.

Измеритель 7 временного сдвига содержит два RS-триггера 7.1 и 7.2, счетчик 7.3 импульсов, компаратор 7.4 кодов, регистр 7.5, генератор 7.6 тактовых импульсов, два элемента 7.7 и 7.8 задержки, четыре логических элемента И 7.9, 7.10, 7.11 и 7.12 и два логических элемента ИЛИ 7.13 и 7.14.The time shift meter 7 contains two RS flip-flops 7.1 and 7.2, a 7.3 pulse counter, a 7.4 code comparator, a register 7.5, a clock pulse generator 7.6, two delay elements 7.7 and 7.8, four logical elements AND 7.9, 7.10, 7.11 and 7.12 and two logical Element OR 7.13 and 7.14.

Первый вход элемента 7.9 является первым входом измерителя 7 и подключен к R-входу триггера 7.2, второй - через элемент 7.7 подключен к инверсному выходу триггера 7.2, а выход - к S-входу триггера 7.1. Первый вход элемента 7.10 является вторым входом измерителя 7 и подключен к первым входам элементов 7.13 и 7.14, второй - через элемент 7.8 подключен к инверсному выходу триггера 7.1, а выход - к S-входу триггера 7.2. Первый вход элемента 7.11 подключен к выходу генератора 7.6 и к первому входу элемента 7.12, второй - к прямому выходу триггера 7.1, а выход является первым выходом измерителя 7 и подключен к счетному входу счетчика 7.3. Второй вход элемента 7.12 подключен к прямому выходу триггера 7.2, а выход является вторым выходом измерителя 7. Первый и второй входы компаратора 7.4 подключены к выходам счетчика 7.3 и регистра 7.5 соответственно, а выход - ко вторым входам элементов 7.13 и 7.14. R-вход триггера 7.1 и вход обнуления счетчика 7.3 подключены к выходам элементов 7.13 и 7.14 соответственно.The first input of element 7.9 is the first input of meter 7 and is connected to the R-input of trigger 7.2, the second through element 7.7 is connected to the inverse output of trigger 7.2, and the output is to the S-input of trigger 7.1. The first input of element 7.10 is the second input of meter 7 and is connected to the first inputs of elements 7.13 and 7.14, the second through element 7.8 is connected to the inverse output of trigger 7.1, and the output to the S-input of trigger 7.2. The first input of element 7.11 is connected to the output of generator 7.6 and to the first input of element 7.12, the second to the direct output of trigger 7.1, and the output is the first output of meter 7 and connected to the counting input of counter 7.3. The second input of element 7.12 is connected to the direct output of trigger 7.2, and the output is the second output of meter 7. The first and second inputs of comparator 7.4 are connected to the outputs of counter 7.3 and register 7.5, respectively, and the output is connected to the second inputs of elements 7.13 and 7.14. The R-input of trigger 7.1 and the input of resetting counter 7.3 are connected to the outputs of elements 7.13 and 7.14, respectively.

Работа системы зажигания заключается в следующем.The operation of the ignition system is as follows.

При вращении вала двигателя датчик 1 периодически с периодом Т, соответствующим скорости вращения вала, вырабатывает в обмотке 3 напряжение, из которого формирователь 4 формирует короткие импульсы. Эти импульсы вырабатываются в моменты времени, соответствующие углу максимальной отдачи мощности (порядка 10 градусов после ВМТ). Сформированные импульсы поступают на сигнальный вход управляемого элемента 6 задержки и на первый вход измерителя 7.When the motor shaft rotates, the sensor 1 periodically with a period T corresponding to the shaft rotation speed generates a voltage in the winding 3, from which the shaper 4 generates short pulses. These pulses are generated at times corresponding to the angle of maximum power output (of the order of 10 degrees after TDC). The generated pulses are fed to the signal input of the controlled delay element 6 and to the first input of the meter 7.

В элементе 6 поступившие на его сигнальный вход импульсы задерживаются на время порядка 0,95 Т. Поэтому с каждым импульсом на выходе формирователя 4, начиная со второго, на выходе элемента 6 появляются импульсы управления транзисторным прерывателем 9 тока первичной обмотки трансформатора 10. Они, как и в прототипе, появляются в моменты времени, соответствующие примерно 8 градусов до ВМТ. Далее эти импульсы усиливаются формирователем 8, срабатывает прерыватель 9 тока в цепи трансформатора 10, и с помощью распределителя 11 высокого напряжения и свечей 12 осуществляется зажигание рабочей смеси в цилиндре 13. В процессе горения рабочей смеси срабатывает датчик 14 давления. По сигналу с выхода датчика 14 формирователь 5 вырабатывает короткие импульсы, которые поступают на второй вход измерителя 7. По времени появления эти импульсы несколько опережают соответствующие импульсы формирователя 4, или несколько отстают от них. Элемент 6 задержки и измеритель 7 обеспечивают сведение этого рассогласования к минимуму.In element 6, the pulses received at its signal input are delayed by a time of the order of 0.95 T. Therefore, with each pulse at the output of the former 4, starting from the second, the control pulses of the transistor chopper 9 of the primary winding of the transformer 10 appear at the output of element 6. and in the prototype, appear at time points corresponding to about 8 degrees to TDC. Further, these pulses are amplified by the shaper 8, the current chopper 9 in the circuit of the transformer 10 is activated, and using the high voltage distributor 11 and the candles 12, the working mixture is ignited in the cylinder 13. During the combustion of the working mixture, the pressure sensor 14 is activated. According to the signal from the output of the sensor 14, the shaper 5 generates short pulses that are fed to the second input of the meter 7. By the time of appearance, these pulses are slightly ahead of the corresponding pulses of the shaper 4, or somewhat behind them. The delay element 6 and meter 7 ensure that this mismatch is minimized.

Измеритель 7 определяет величину и знак (опережение или отставание) рассогласования моментов поступления импульсов на его входы. Это осуществляется следующим образом.The meter 7 determines the magnitude and sign (the lead or lag) of the mismatch of the moments of receipt of pulses at its inputs. This is as follows.

Работа измерителя 7 основана на формировании генератором 7.6 тактовых импульсов со стабильной высокой частотой (фиг.4, диаграмма «а»), которые через элементы 7.11 или 7.12, управляемые по вторым входам, поступают на первый или второй выходы измерителя 7 в зависимости от знака рассогласования. В исходном состоянии на прямых выходах обоих триггеров 7.1 и 7.2 имеет место сигнал логического «0» (цепи установки триггеров 7.1 и 7.2 и обнуления счетчика 7.3 на фиг.2 не показаны). Элементы 7.11 и 7.12, вторые (управляющие) входы которых подключены к прямым выходам триггеров 7.1 и 7.2 соответственно, тактовые импульсы генератора 7.6 на выходы измерителя 7 не пропускают.The operation of the meter 7 is based on the formation of the generator 7.6 clock pulses with a stable high frequency (figure 4, diagram "a"), which through elements 7.11 or 7.12, controlled by the second inputs, are fed to the first or second outputs of the meter 7 depending on the sign of the mismatch . In the initial state, the direct outputs of both flip-flops 7.1 and 7.2 have a logical “0” signal (the installation circuits of flip-flops 7.1 and 7.2 and resetting the counter 7.3 in figure 2 are not shown). Elements 7.11 and 7.12, the second (control) inputs of which are connected to the direct outputs of flip-flops 7.1 and 7.2, respectively, do not pass the clock pulses of the generator 7.6 to the outputs of the meter 7.

Входной импульс с первого входа измерителя 7 (фиг.4, диаграмма «б») поступает непосредственно на R-вход триггера 7.2, а через элемент 7.9, открытый по второму входу задержанным элементом 7.7 сигналом единичного уровня с инверсного выхода триггера 7.2, - на S-вход триггера 7.1. Входной импульс со второго входа измерителя 7 (фиг.4, диаграмма «в») поступает через элемент 7.13 на R-вход триггера 7.1, а через элемент 7.10, открытый задержанным элементом 7.8 сигналом единичного уровня с инверсного выхода триггера 7.1, - на S-вход триггера 7.2. Задержка Δt элементов 7.7 и 7.8 минимальна, но достаточна для прохождения входных импульсов через элементы 7.9 и 7.10.The input pulse from the first input of meter 7 (Fig. 4, diagram “b”) goes directly to the R-input of trigger 7.2, and through element 7.9, opened at the second input by a delayed element 7.7, with a unit level signal from the inverse output of trigger 7.2, to S - trigger input 7.1. The input pulse from the second input of the meter 7 (Fig. 4, diagram “c”) enters through the element 7.13 to the R-input of the trigger 7.1, and through the element 7.10, opened by the delayed element 7.8 by the signal of the unit level from the inverse output of the trigger 7.1, to S- trigger input 7.2. The delay Δt of elements 7.7 and 7.8 is minimal, but sufficient for the passage of input pulses through elements 7.9 and 7.10.

Если сигнал на первый вход измерителя 7 (фиг.4, диаграмма «б») поступает в момент времени t₁ раньше, чем сигнал на его второй вход (фиг.4, диаграмма «в») в момент времени t₂, то в момент времени t₁ триггер 7.1 перебрасывается, а в момент t₂ возвращается в исходное состояние (фиг.4, диаграмма «г»). Триггер 7.2 при этом своего состояния не изменяет (фиг.4, диаграмма «д»), так как поступление импульса на R-вход его состояния изменить не может, а импульс на S-вход пройти через элемент 7.10 не может, так как он заперт по второму входу на время Δt задержки элемента 7.8. В течение промежутка времени t₁-t₂ элемент 7.11 открывается по второму входу сигналом единичного уровня с прямого выхода триггера 7.1, и импульсы генератора 7.6 проходят через него на первый выход измерителя 7 (фиг.4, диаграмма «е»).If the signal at the first input of the meter 7 (figure 4, diagram "b") arrives at time t ₁ earlier than the signal at its second input (figure 4, diagram "c") at time t ₂ , then at time t ₁ trigger 7.1 is thrown, and at time t ₂ returns to its original state (figure 4, diagram "g"). In this case, trigger 7.2 does not change its state (Fig. 4, diagram “d”), since the arrival of a pulse to the R-input of its state cannot change, and the pulse to the S-input cannot pass through element 7.10, since it is locked on the second input for the time Δt delay element 7.8. During the period of time t ₁ -t _{2, the} element 7.11 is opened at the second input by a unit-level signal from the direct output of the trigger 7.1, and the pulses of the generator 7.6 pass through it to the first output of the meter 7 (figure 4, diagram "e").

Если же сигнал на второй вход измерителя поступает в момент времени t₃ раньше, чем сигнал на его первый вход в момент времени t₄, то в момент времени t₃ перебрасывается, а в момент времени t₄ возвращается в исходное состояние триггер 7.2. Триггер 7.1 при этом своего состояния не изменяет, так как входной сигнал на его S-вход в момент времени t₄ пройти через элемент 7.9 не может, так как он заперт по второму входу на время Δt задержки элемента 7.8. В течение промежутка времени t₃-t₄ элемент 7.12 открывается по второму входу сигналом единичного уровня с прямого выхода триггера 7.2, и импульсы генератора 7.6 проходят через него на второй выход измерителя 7.If the signal at the second input of the meter arrives at time t ₃ earlier than the signal at its first input at time t ₄ , then at time t _{3 is} transferred, and at time t _{4 the} trigger 7.2 returns to its original state. Flip-flop 7.1 does not change its state, since the input signal to its S-input at time t ₄ cannot pass through element 7.9, since it is locked at the second input for a delay time Δt of element 7.8. During the period of time t ₃ -t _{4, the} element 7.12 opens at the second input with a unit level signal from the direct output of trigger 7.2, and the pulses of the generator 7.6 pass through it to the second output of the meter 7.

Таким образом, измеритель 7 с появлением каждой пары импульсов на своих входах формирует на одном из своих выходов тактовые импульсы, число которых, пропорционально величине временного рассогласования между входными импульсами, а сам выход, на котором формируются тактовые импульсы, определяется знаком этого рассогласования.Thus, the meter 7 with the appearance of each pair of pulses at its inputs generates clock pulses on one of its outputs, the number of which is proportional to the value of the time mismatch between the input pulses, and the output itself, on which the clock pulses are formed, is determined by the sign of this mismatch.

Счетчик 7.3, компаратор 7.4, регистр 7.5 и элемент 7.14 обеспечивают предотвращение сбоя работы измерителя 7 в случае отсутствия по каким-либо причинам импульса на его втором входе из-за несрабатывания датчика 14 по каким-либо причинам (например, при первом импульсе формирователя 4 или при низком качестве рабочей смеси).The counter 7.3, the comparator 7.4, the register 7.5 and the element 7.14 provide the prevention of the malfunction of the meter 7 in the event that for some reason there is no pulse at its second input due to a malfunction of the sensor 14 for some reason (for example, with the first pulse of the shaper 4 or with low quality working mixture).

Каждый из импульсов, поступивших на второй вход измерителя 7, проходит через элемент 7.14 на вход обнуления счетчика 7.3. Последний обнуляется. С каждым перебросом триггера 7.1 и открыванием элемента 7.11 по второму входу тактовые импульсы с первого выхода измерителя 7 начинают поступать на счетный вход счетчика 7.3. Последний осуществляет их подсчет. Результат подсчета с выхода счетчика 7.3 поступает на первый вход компаратора 7.4. В регистре 7.5 записано число, несколько превышающее число тактовых импульсов в максимально большом интервале рассогласования между входными импульсами измерителя 7. Содержимое регистра 7.5 поступает с его выхода на второй вход компаратора 7.4. При наступлении равенства содержимого на его первом и втором входах, свидетельствующем об отсутствии импульса на втором входе измерителя 7, то есть о несрабатывание датчика 14, компаратор 7.4 срабатывает, на его выходе формируется короткий импульс, который через элемент 7.13 поступает на R-вход триггера 7.1, а через элемент 7.14 - на вход обнуления счетчика 7.3. Триггер 7.1 возвращается в исходное состояние, а счетчик 7.3 обнуляется. Измеритель 7 становится готовым к обработке очередной пары импульсов.Each of the pulses received at the second input of the meter 7 passes through element 7.14 to the input of resetting the counter 7.3. The latter is reset to zero. With each flip-flop of trigger 7.1 and the opening of element 7.11 at the second input, clock pulses from the first output of meter 7 begin to arrive at the counting input of counter 7.3. The latter carries out their calculation. The counting result from the output of counter 7.3 is fed to the first input of the comparator 7.4. In the register 7.5, a number is written, slightly exceeding the number of clock pulses in the largest possible mismatch interval between the input pulses of the meter 7. The contents of the register 7.5 comes from its output to the second input of the comparator 7.4. When the content is equal at its first and second inputs, indicating the absence of a pulse at the second input of the meter 7, that is, about the failure of the sensor 14, the comparator 7.4 is triggered, a short pulse is generated at its output, which is fed through the element 7.13 to the R-input of trigger 7.1 , and through element 7.14 - to the input of zeroing the counter 7.3. The trigger 7.1 returns to its original state, and the counter 7.3 is reset to zero. The meter 7 becomes ready to process the next pair of pulses.

Элемент 6 задержки управляется тактовыми импульсами с выходов измерителя 7.The delay element 6 is controlled by clock pulses from the outputs of the meter 7.

Требуемая задержка задается реверсивным счетчиком 6.1 импульсов. Она определяется содержимым счетчика 6.1, которое поступает с его выхода на первый вход компаратора 6.3 кодов. Вначале она устанавливается максимально возможной, примерно соответствующей периоду Т следования импульсов формирователя 4 (цепь установки начальной задержки на фиг.3 не показана). Для уменьшения требуемой задержки управляющие (тактовые) импульсы должны поступать на первый управляющий вход элемента 6, подключенный к вычитающему входу счетчика 6.1, для увеличения - на второй управляющий вход элемента 6, подключенный к суммирующему входу счетчика 6.1.The required delay is set by a reverse counter 6.1 pulses. It is determined by the contents of the counter 6.1, which comes from its output to the first input of the comparator 6.3 codes. Initially, it is set to the maximum possible value, approximately corresponding to the pulse repetition period T of the shaper 4 (the initial delay setup circuit in FIG. 3 is not shown). To reduce the required delay, control (clock) pulses should be supplied to the first control input of element 6 connected to the subtracting input of the counter 6.1, to increase to the second control input of element 6 connected to the summing input of the counter 6.1.

Каждый из импульсов формирователя 4, поступивших на сигнальный вход измерителя 6, через элемент 6.5 поступает на вход обнуления счетчика 6.2. Последний обнуляется и начинает подсчет тактовых импульсов высокой эталонной частоты генератора 6.4, поступающих на счетный вход счетчика 6.2. Содержимое счетчика 6.2 с его выхода поступает на второй вход компаратора 6.3. При достижении содержимым счетчика 6.2 уровня содержимого счетчика 6.1 компаратор 6.3 срабатывает, на его выходе формируется короткий импульс, который проходит непосредственно на выход элемента 6, а через элемент 6.5 - на вход обнуления счетчика 6.2. Последний обнуляется.Each of the pulses of the shaper 4, received at the signal input of the meter 6, through the element 6.5 is fed to the input of zeroing the counter 6.2. The latter is reset and starts counting the clock pulses of the high reference frequency of the generator 6.4, received at the counting input of the counter 6.2. The contents of the counter 6.2 from its output goes to the second input of the comparator 6.3. When the contents of the counter 6.2 reach the level of the contents of the counter 6.1, the comparator 6.3 is triggered, a short pulse is generated at its output, which passes directly to the output of element 6, and through element 6.5 to the input of zeroing the counter 6.2. The latter is reset to zero.

Далее процесс повторяется.The process is then repeated.

Таким образом, каждый из импульсов на сигнальном входе элемента 6, задерживается этим элементом на время, определяемое содержимым счетчика 6.1. причем само содержимое счетчика 6.1 приблизительно соответствует 0,95Т. В каждом цикле оно уточняется поступлением импульсов на первый или второй управляющие входы элемента 6. Если импульс формирователя 5 отстает от импульса формирователя 4, управляющие импульсы поступают на первый управляющий вход элемента 6 и вычитающий вход счетчика 6.1, его содержимое уменьшается, в результате чего отставание импульса формирователя 5 от импульса формирователя 4 уменьшается или исчезает. В противном случае управляющие импульсы поступают на второй управляющий вход элемента 6 и суммирующий вход счетчика 6.1, его содержимое увеличивается. При этом уменьшается или исчезает отставание импульса формирователя 4 от импульса формирователя 5. В случае отсутствия рассогласования между моментами поступления импульсов формирователей 4 и 5 отсутствуют и импульсы на обоих управляющих входах элемента 6.Thus, each of the pulses at the signal input of element 6 is delayed by this element for a time determined by the contents of counter 6.1. moreover, the contents of the counter 6.1 approximately corresponds to 0.95T. In each cycle, it is refined by the arrival of pulses at the first or second control inputs of element 6. If the pulse of the shaper 5 is behind the pulse of the shaper 4, the control pulses are fed to the first control input of the element 6 and the subtracting input of the counter 6.1, its content decreases, resulting in a lag of the pulse shaper 5 from the pulse of the shaper 4 decreases or disappears. Otherwise, the control pulses are fed to the second control input of element 6 and the summing input of the counter 6.1, its content increases. In this case, the lag of the pulse of the shaper 4 from the pulse of the shaper 5 decreases or disappears. In the absence of a mismatch between the moments of arrival of the pulses of the shapers 4 and 5, there are no pulses at both control inputs of the element 6.

Таким образом, в предлагаемой полезной модели системы зажигания, как и в системе зажигания автомобиля, защищенной патентом РФ №2306451, обеспечивается совмещение во времени импульса датчика давления и импульса, сформированного из сигнала индукционной обмотки датчика положения поршня, соответствующей положению вала двигателя «после ВМТ». Следовательно, она также, как и система зажигания автомобиля, защищенная патентом РФ №230645, обеспечивает наиболее точную настройку времени зажигания.Thus, in the proposed utility model of the ignition system, as well as in the vehicle ignition system protected by RF patent No. 2306451, the pressure sensor pulse is combined in time with the pulse generated from the signal of the induction winding of the piston position sensor corresponding to the position of the engine shaft “after TDC” . Therefore, it, like the car ignition system, protected by RF patent No. 230645, provides the most accurate setting of the ignition time.

Однако, предлагаемая полезная модель системы зажигания значительно проще системы зажигания автомобиля, защищенной патентом РФ №2306451, так как она не содержит в своем составе второй и третьей индукционных обмоток датчика положения поршня, третьего и четвертого формирователей импульсов, фазоамплитудного преобразователя «время - напряжение» и синхронизатора. Управляемый элемент 6 задержки и измеритель 7 временного сдвига в предлагаемой системе, в отличие от прототипа, выполнены чисто цифровыми, что обеспечивает ей, как минимум, не менее высокую, чем в прототипе, точность настройки. Большая простота обеспечивает заявляемой системе более высокую надежность.However, the proposed utility model of the ignition system is much simpler than the ignition system of a car protected by RF patent No. 2306451, since it does not contain the second and third induction windings of the piston position sensor, the third and fourth pulse shapers, the time-voltage phase-amplitude converter, and synchronizer. The controlled delay element 6 and the time shift meter 7 in the proposed system, in contrast to the prototype, are made purely digital, which provides it with at least a higher accuracy than in the prototype. Greater simplicity provides the claimed system with higher reliability.

Расчет показывает, что наработка на отказ заявляемой системы примерно на 10% выше, чем у системы зажигания автомобиля, защищенной патентом РФ №2306451.The calculation shows that the mean time between failures of the claimed system is approximately 10% higher than that of the vehicle’s ignition system, protected by RF patent No. 2306451.

Таким образом, достигаемым в заявляемой полезной модели техническим результатом является упрощение системы и повышение ее надежности.Thus, the technical result achieved in the claimed utility model is to simplify the system and increase its reliability.

Предлагаемая система зажигания достаточно легко реализуема. Управляемый элемент 6 задержки и измеритель 7 могут быть выполнены на основе интегральных микросхем серии 530, 533 (см., например, В.Л.Шило. Популярные микросхемы ТТЛ - М: Аргус - 1993). Остальные элементы системы не отличаются от соответствующих элементов системы зажигания автомобиля, защищенной патентом РФ №2306451.The proposed ignition system is quite easy to implement. The controlled delay element 6 and meter 7 can be made on the basis of integrated circuits of the 530, 533 series (see, for example, V.L.Shilo. Popular TTL - M chips: Argus - 1993). The remaining elements of the system do not differ from the corresponding elements of the ignition system of a car protected by RF patent No. 2306451.

Claims

1. A car ignition system comprising a piston position sensor in an engine cylinder, the induction winding of which has a phase angle corresponding to the position of the piston in the cylinder after top dead center (TDC), two pulse shapers, a controllable delay element in series, an amplifier driver, a current chopper , an ignition transformer, a high voltage switchgear and spark plugs located in the engine cylinder, a pressure sensor located in the engine cylinder, a temporary meter Viga, the first and second inputs of which through the first and second pulse shapers are connected respectively to the terminals of the induction winding of the piston position sensor and the output of the pressure sensor, respectively, characterized in that the signal input of the controlled delay element is connected to the output of the first pulse shaper, and the first and second control inputs to the first and second outputs of the time shift meter, respectively.

2. The system according to claim 1, characterized in that the time shift meter comprises a clock pulse generator, two RS flip-flops, two OR elements, two delay elements, four AND elements, a register, a pulse counter and a code comparator, the first input of the meter is connected to the first input of the first AND element and the R input of the second trigger, and the second to the first inputs of the OR elements and the first input of the second AND element, the S inputs of the first and second triggers are connected to the outputs of the first and second AND elements, respectively, whose second inputs are respectively h the first and second delay elements are connected to the inverse outputs of the second and first triggers, respectively, the first inputs of the third and fourth elements And are connected to the output of the clock generator, the second to the direct outputs of the first and second triggers, respectively, and the outputs, respectively, to the first and second outputs meter, the signal input of the pulse counter is connected to the output of the third AND element, the zeroing input is to the output of the second OR element, and the output is to the first input of the code comparator, the second input of which is connected output register, and an output - to the second inputs of the OR elements, the R-input of the first flip-flop connected to the output of the first OR element.

3. The system according to claim 1, characterized in that the controlled delay element comprises a clock pulse generator, two pulse counters, one of which is reversible, a code comparator and an OR element, the first input of the OR element is a signal input of the delay element, the second is connected to the outputs of the comparator codes and delay element, and the output is to the input of zeroing the pulse counter, the counting input of the pulse counter is connected to the output of the clock generator, and the output is to the second input of the code comparator, the first input of the code comparator is connected to the output of the reversible pulse counter, and subtracting the summing inputs of which are respectively the first and second control inputs of the delay element.