RU1781449C

RU1781449C - Device for firing point control in internal combustion engine

Info

Publication number: RU1781449C
Application number: SU904862128A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Суздальцев; Альберт Леонардович Поляков
Original assignee: А.И.Суздалыдев и А.Л.Пол ков
Priority date: 1990-08-27
Filing date: 1990-08-27
Publication date: 1992-12-15

Abstract

Изобретение относитс к электронным цифровым системам зажигани и предназначено дл автоматического управлени моментом зажигани горючей смеси двигател внутреннего сгорани . Устройство содержит кодовый диск, установленный на валу двигател , 2 датчика углового положени вала, счетчик кода скорости, задатчик эталонных отрезков времени, распределитель , программную матрицу, мультиплексор и 2 элемента И. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to electronic digital ignition systems and is intended to automatically control the moment of ignition of a combustible mixture of an internal combustion engine. The device comprises a code disk mounted on the motor shaft, 2 encoders of the angular position of the shaft, a speed code counter, a reference unit of time intervals, a distributor, a program matrix, a multiplexer, and 2 I. elements. 1 zp f-ly, 2 ill.

Description

Устройство дл управлени моментом зажигани двигател внутреннего сгорани относитс к электронным цифровым системам зажигани и предназначено дл автоматического управлени моментом зажигани горючей смеси двигател .The device for controlling the moment of ignition of an internal combustion engine relates to electronic digital ignition systems and is intended to automatically control the moment of ignition of a combustible mixture of an engine.

Известны устройства дл управлени моментом зажигани двигател , содержащие зубчатый диск, установленный на валу двигател , датчик углового положени вала, подключенный к установочным входам основного и вспомогательного счетчиков и к запускающему входу задатчика эталонных отрезков времени, датчик прохождени зубьев диска, подсоединенные через логические элементы И к основному и дополнительному счетчикам, причем второй вход первого элемента И подключен к выходу задатчика, а второй вход второго элемента И св зан с выходом вспомогательного счетчика, третий элемент И, выход которого вл етс выходом устройства.Known devices for controlling the moment of ignition of the engine, comprising a gear disk mounted on the engine shaft, a shaft angular position sensor connected to the installation inputs of the main and auxiliary counters and to the triggering input of the master unit of the reference time segments, a disk tooth passage sensor connected through logical elements And to primary and secondary counters, the second input of the first AND element connected to the output of the setter, and the second input of the second AND element connected to the auxiliary output counter ceiling elements, the third AND gate, whose output is the output device.

Недостатком известных устройств вл етс низка точность регулировани момента искрообразовани .A disadvantage of the known devices is the low accuracy of regulation of the moment of sparking.

Известны также устройства получени импульсов управлени моментом зажигани ДВС, содержащие зубчатый диск, установленный на валу двигател , датчик углового положени вала, подключенный к установочным входам основного и вспомогательного счетчиков и к запускающему входу задатчика эталонных отрезков времени , датчик прохождени зубьев диска, подсоединенный через первый логический элемент И к основному счетчику, через второй логический элемент И к вспомогательному счетчику и через третий логический элемент И к распределителю, причем второй вход первого элемента И подключен к выходу задатчика, второй вход второго элемента И к инверсному входу вспомогательного счетчика, а второй вход третьего элемента И - к пр мому выходу вспомогательного счетчика, при этом выходы распределител импульсов через программную матрицу подключены к информационным входам мультиплексора,ад- ресные входы которого соединены с выходами основного счетчика, а выход муль Ч 00Also known are devices for generating impulses for controlling the moment of ignition of an internal combustion engine, comprising a toothed disk mounted on the engine shaft, an angle sensor for the shaft connected to the installation inputs of the main and auxiliary counters and to the triggering input of the master of the reference times, a sensor for passing the teeth of the disk connected through the first logical element And to the main counter, through the second logical element And to the auxiliary counter and through the third logical element And to the distributor, and the second input of the first element And is connected to the output of the setter, the second input of the second element And to the inverse input of the auxiliary counter, and the second input of the third element And to the direct output of the auxiliary counter, while the outputs of the pulse distributor through the program matrix are connected to the information inputs of the multiplexer, hell - the resident inputs of which are connected to the outputs of the main counter, and the output is mul H 00

юYu

типлексора подключен к коммутатору системы зажигани .The toplex is connected to the ignition system switch.

Это устройство более точно регулирует момент новообразовани . Оно прин то за прототип.This device more precisely controls the time of neoplasm. It is accepted as a prototype.

Недостатки устройства:The disadvantages of the device:

1.Дл достижени заданной точности момента искрообразовани необходимо достаточно большое количество зубьев на диске , что технически трудно выполнимо, или необходимо достаточно сложное считывание , например при использовании оптических дисков.1. To achieve the specified accuracy of the moment of sparking, a sufficiently large number of teeth on the disk is necessary, which is technically difficult to do, or rather complicated reading is necessary, for example, when using optical disks.

2.В каждом цикле работы схемы распределитель импульсов может оказатьс перед началом отсчета не в нулевом состо нии , тогда отсчет угла опережени будет неточным, что приведен к несвоевременному искрообразованию.2. In each cycle of the circuit operation, the pulse distributor may appear before the reference is not in the zero state, then the reference of the lead angle will be inaccurate, which leads to untimely sparking.

3.Дополнительный счетчик работает параллельно основному и пока работает за- датчик эталонных отрезков времени он подсчитывает избыточную информацию, что определ ет его избыточную емкость.3. The additional counter works parallel to the main one and while the sensor of the reference time periods is working, it counts the excess information, which determines its excess capacity.

4.Задатчик эталонных отрезков времени должен быть выполнен в виде таймера или более сложной схемы с кварцевым генератором , то есть схема относительно сложна .4. The master of the reference time intervals should be made in the form of a timer or a more complex circuit with a crystal oscillator, that is, the circuit is relatively complex.

Целью изобретени вл етс повышение точности определени момента искрообразовани и упрощение устройства.The aim of the invention is to increase the accuracy of determining the moment of sparking and simplify the device.

Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве, содержащем кодовый диск, установленный на валу двигател , два датчика углового положени вала, счетчик кода скорости , распределитель, программную матрицу , мультиплексор, выход которого подключен к коммутатору, информационные входы мультиплексора через программную матрицу св заны с выходами распределител , а адресные входы-с выходами счетчика кода скорости, задатчик эталонных отрезков времени, запускающий вход которого св зан с выходом первого датчика углового положени вала и с обнул ющим входом счетчика кода скорости, тактируемый вход которого подключен к выходу первого элемента И, один из входов которой св зан с первым выходом задатчи- ка -эталонных отрезков времени, причем вторые входы первой и второго элемента И объединены, а выход второго элемента И подключен к тактируемому входу распределител , обнул ющий вход которого подключен к выходу первого датчика углового положени вала двигател , выход второго датчика углового положени вала подключен ко второму входу за датчика эталонных отрезков времени, второй выход которого св зан с первым входом второго элемента И, второй вход которой подключен к третьему выходу задатчика эталонных отрезков времени, Задатчик эталонных отрезков времени выполнен в виде генератора и триггера, входы которого вл ютс первым и вторым входами задатчика, а выходы триггера - соответственно первым и вторым выходами задатчика, причем выходThis goal is achieved by the fact that in the device containing a code disk mounted on the motor shaft, two encoders for the angular position of the shaft, a speed code counter, a distributor, a program matrix, a multiplexer whose output is connected to the switch, information inputs of the multiplexer are connected via a program matrix the outputs of the distributor, and the address inputs are the outputs of the counter of the speed code, the reference unit of time intervals, the triggering input of which is connected with the output of the first shaft angle sensor and with the update the increasing input of the counter of the speed code, the clock input of which is connected to the output of the first element And, one of the inputs of which is connected to the first output of the master - reference time intervals, the second inputs of the first and second element And combined, and the output of the second element And connected to the clocked input of the distributor, the zeroing input of which is connected to the output of the first sensor of the angular position of the motor shaft, the output of the second sensor of the angular position of the shaft is connected to the second input behind the sensor of the reference time intervals, second the output of which is connected to the first input of the second element And, the second input of which is connected to the third output of the master unit of the time intervals, the master unit of the standard time segments is made in the form of a generator and a trigger, the inputs of which are the first and second inputs of the master, and the outputs of the trigger are respectively the first and the second outputs of the setter, and the output

генератора вл етс третьим выходом задатчика .generator is the third output of the master.

На фиг.1 и 2 представлены функциональна схема и временна диаграмма работы предлагаемого устройства. На валуFigures 1 and 2 show a functional diagram and a timing diagram of the operation of the proposed device. On the shaft

двигател закреплен диск 1 дл четырехцилиндрового двигател с двум диаметрально расположенными зубь ми 2. Датчик углового положени 3 (Д1) установлен так, что срабатывает от прохождени зуба кодового диска в момент нахождени поршн в НМТ {нижней мертвой точке). Второй датчик углового положени вала 4 (Д2) расположен относительно первого датчика под углом о 135-150 градусов по ходу вращени кодового диска, а относительно ВМТ (верхней мертвой точки) под углом Д Задатчик эталонных отрезков времени 5 состоит из триггера 6 и генератора 7. Второй и третий выходы задатчика соединены с входами злемента И 8, а ее выход - с распределителем 9. Выходы распределител 9 св заны через программную матрицу 10 с информационными входами мультиплексора 13. Первый и третий выходы задатчика соединены с входами элемента И 11, а ее выход соединен со счетным входом счетчика кода скорости 12, выходы которого подключены на адресные входы мультиплексора 13, выход мультиплексора подключен к коммутаторуThe engine is secured with a disk 1 for a four-cylinder engine with two diametrically spaced teeth 2. The angular position sensor 3 (D1) is mounted so that it triggers from the passage of the tooth of the code disk when the piston is in the BDC (bottom dead center). The second shaft angular position sensor 4 (D2) is located relative to the first sensor at an angle of about 135-150 degrees in the direction of rotation of the code disk, and relative to TDC (top dead center) at an angle D, the Reference time unit 5 consists of a trigger 6 and a generator 7. The second and third outputs of the master are connected to the inputs of the element And 8, and its output is connected to the distributor 9. The outputs of the distributor 9 are connected through the program matrix 10 with the information inputs of the multiplexer 13. The first and third outputs of the master are connected to the inputs of the element And 11, and e output connected to a counting input of the counter code speed 12, the outputs of which are connected to address inputs of the multiplexer 13, the multiplexer output is connected to switch

зажигани (на схеме не показан). Датчик углового положени вала 3 подключен к первому входу задатчика эталонных отрезков времени 5 и обнул ющим входам распределител 9 и счетчика 12. Датчик 4 соединенignition (not shown in the diagram). The sensor of the angular position of the shaft 3 is connected to the first input of the master of the reference time intervals 5 and the zeroing inputs of the distributor 9 and the counter 12. The sensor 4 is connected

со вторым входом задатчика. Программна матрица представл ет собой две группы параллельных шин, пересекающихс под пр - мым углом без электрического контакта. Вертикальна группа шин подключена к информационным входам мультиплексора, а горизонтальна группа шин подключена к выходам распределител 9. Программирование матрицы осуществл етс соединением вертикальных и горизонтальных шин вwith the second input of the setter. The program matrix consists of two groups of parallel buses intersecting at right angles without electrical contact. The vertical bus group is connected to the information inputs of the multiplexer, and the horizontal bus group is connected to the outputs of the distributor 9. The matrix is programmed by connecting the vertical and horizontal buses in

точках их пересечени в соответствии с выбранной программой, например дл матрицы , представленной на фиг.1, составлена программа, дл осуществлени которой лева вертикальна шина, подключенна к 16their intersection points in accordance with the selected program, for example, for the matrix shown in Fig. 1, a program is compiled for which the left vertical bus is connected to 16

входу мультиплексора 13, соединен с горизонтальной шиной, подключенной к 16 выходу распределител 9. Следующа вертикальна шина подключена к 15 входу мультиплексора, соединена с горизонталь- ной шиной, подключенной к 14 выходу распределител и т.д. Точками на схеме фиг.1 обозначены места соединени вертикальных и горизонтальных шин матрицы.the input of the multiplexer 13, is connected to a horizontal bus connected to the 16 output of the distributor 9. The next vertical bus is connected to the 15 input of the multiplexer, connected to a horizontal bus connected to the 14 output of the distributor, etc. The dots in the diagram of Fig. 1 indicate the junction of the vertical and horizontal matrix buses.

Устройство работает следующим обра- зом.The device operates as follows.

При поступлении сигнала с датчика 3 обнул ютс распределитель 9 и счетчик кода скорости 12, а также срабатывает триггер 6 задатчика эталонных отрезков времени 5 и сигнал с его первого выхода, поступа на элементы И 11, разрешает прохождение импульсов с генератора 7 задатчика 5 на счетный вход счетчика 12. При повороте коленчатого вала двигател на угол о., при ко- тором зуб кодового диска 1 совместитс с датчиком углового положени 4, который сработает, отчего триггер б опрокинетс в нулевое состо ние, тем самым элемент И 11 закроетс , а элемент И 8 откроетс и разрешит прохождение импульсов с генератора 7 на счетный вход распределител 9. С выходов счетчика 12 код, соответствующий скорости вращени вала двигател поступит на адресные входы мультиплексора 13 и разрешит таким образом прохождение сигнала с одного из его входов Д1-Дт, соединенных с программной матрицей 10, на выход к коммутатору. На фиг.1 дл примера показан мультиплексор, переключаю- щий 16 входных шин под управлением адресов Ai-An, то есть угол / в данном случае поделен равномерно на 16 точек. Угол же а. имеет максимальный размер, выраженный в количестве импульсо в с ге- нератора 7, и равный 2П - импульсов, где п - количество двоичных разр дов счетчика 12. Импульсы с генератора 7, поступа на распределитель 9, распредел ютс по соответствующим его выходам. Каждый импульс сдвинут относительно ВМТ на дискретный временной интервал, причем каждого выходу соответствует присущий ему угловой сдвиг/3/16. Дл реализации заданной регулировочной характеристики искро- образовани выходы распределител 9 соединены с информационными входами мультиплексора 13 через программную матрицу 10. В нее закладываетс заданна регулировочна характеристика путем соответствующего соединени вертикальных и горизонтальных шин. На временной диаграмме (фиг.2) показан процесс формировани сигнала зажигани на выходе мультиплексора 13 дл двух выделенных в вышеприведенной таблице кодов скорости вала двигател .When the signal from the sensor 3 is received, the distributor 9 and the counter of the speed code 12 are reset, as well as the trigger 6 of the master unit of the reference time intervals 5 and the signal from its first output, coming to the elements And 11, allows the passage of pulses from the generator 7 of the master 5 to the counting input counter 12. When the engine crankshaft is rotated through an angle o., at which the tooth of the code disk 1 is compatible with the angular position sensor 4, which will work, causing trigger b to tilt to the zero state, thereby closing the element 11 and the element 11 8 o it is opened and will allow the passage of pulses from the generator 7 to the counting input of the distributor 9. From the outputs of the counter 12, the code corresponding to the speed of rotation of the motor shaft will go to the address inputs of the multiplexer 13 and will thus allow the signal to pass from one of its inputs D1-Dt connected to the program matrix 10, to the exit to the switch. Figure 1 shows, by way of example, a multiplexer switching 16 input buses under control of Ai-An addresses, that is, the angle / in this case is divided evenly into 16 points. The angle is a. has a maximum size, expressed in the number of pulses from the generator 7, and equal to 2P - pulses, where n is the number of binary bits of the counter 12. The pulses from the generator 7, arriving at the distributor 9, are distributed over its corresponding outputs. Each pulse is shifted relative to TDC by a discrete time interval, and each output corresponds to its inherent angular shift / 3/16. In order to realize a predetermined control characteristic of sparking, the outputs of the distributor 9 are connected to the information inputs of the multiplexer 13 through a program matrix 10. A predetermined control characteristic is laid in it by a corresponding connection of vertical and horizontal buses. The timing diagram (Fig. 2) shows the process of generating the ignition signal at the output of multiplexer 13 for the two motor shaft speed codes highlighted in the above table.

Подключение выхода первого датчика углового положени вала к обнул ющему входу распределител позвол ет перед началом каждого цикла работы устройства устанавливать в нулевое положение рас- пределитель, чем обеспечиваетс однозначность считывани записанной в программной матрице информации, что с одной стороны повышает точность формировани сигнала момента зах игани , а с другой стороны повышает надежность работы устройства.Connecting the output of the first sensor of the angular position of the shaft to the zeroing input of the distributor makes it possible to set the distributor to zero position before each operation cycle of the device, which ensures the unambiguity of reading the information recorded in the program matrix, which on the one hand increases the accuracy of generating the signal of the pick-up moment. and on the other hand increases the reliability of the device.

Построение задатчика эталонных отрезков времени в виде триггера, выдел ющего интервалы между жестко закрепленными датчиками углового положени и заполн ющего этот интервал импульсами посто нной частоты с генератора импульсов, позвол ет с одной стороны повысить точность отсчета кода скорости в интервале угла ее. и точность получени дискретных значений в распределителе 9 в интервале-угла/3, что означает повышение точности определени момента искрообразовани , а с другой стороны упро- щазт конструкцию кодового диска, делает независимым данное устройство от количества зубьев, то есть от типов двигател внутреннего сгорани .The construction of a reference time generator in the form of a trigger separating the intervals between the rigidly mounted angular position sensors and filling this interval with constant frequency pulses from the pulse generator makes it possible, on the one hand, to increase the accuracy of reading the speed code in the interval of its angle. and the accuracy of obtaining discrete values in the distributor 9 in the angle-angle interval / 3, which means improving the accuracy of determining the moment of sparking, and on the other hand simplifies the design of the code disk, makes this device independent of the number of teeth, i.e., of the types of internal combustion engine.

Расположение датчиков углового положени вала относительно друг друга под углом 135-150° (диапазон регулировани угла искрообразовэни относительно ВМТ лежит дл различных двигателей в диапазоне 0-30°, 0-45°) позвол ет выбрать оптимальную емкость распределител 9.The location of the sensors of the angular position of the shaft relative to each other at an angle of 135-150 ° (the range of adjustment of the angle of sparking relative to TDC for various engines lies in the range of 0-30 °, 0-45 °) allows you to choose the optimal capacity of the distributor 9.

Исключение дополнительного счетчика с третьей схемой И в совокупности с оы- шеизложенным упрощает реализацию устройства и снижает его стоимость.The elimination of an additional counter with a third AND circuit, together with the foregoing, simplifies the implementation of the device and reduces its cost.

Предлагаемое устройство реализовано в макетном образце, изготовленном авторами . Экономический эффект в денежном выражении на данном этапе подсчитать не представл етс возможным.The proposed device is implemented in a prototype made by the authors. The monetary effect at this stage cannot be calculated.

Claims

1. A device for controlling the ignition timing of an internal combustion engine, comprising a code disk mounted on the engine shaft, two shaft angular position sensors, a speed code counter, two And elements, a distributor, a program matrix, a multiplexer whose output is connected to the switch, information inputs of the multiplexer through the program matrix are connected to the outputs of the distributor, and the address inputs are connected to the outputs of the counter of the speed code, the reference clock unit, the input of which is connected to the output of the first sensor the angular position of the shaft with the zeroing input of the speed code counter, the clock input of which is connected to the output of the first AND element, one of the inputs of which is connected to the first output of the reference unit of the reference time intervals, the second inputs of the AND elements are combined, and the output of the second element And connected to a distributor, characterized in that, in order to increase the accuracy and reliability of determining the moment of sparking and simplify the device, the first sensor of the angular position of the shaft of the internal combustion engine (ICE) is located relative to dovogo disk in the position corresponding to the bottom dead center combustion engine, and the second sensor - at an angle relative

the first sensor in the direction of rotation of the code disk, the output of the second sensor of the angular position of the shaft connected to the second input of the master of the reference time intervals, the second output of which is connected to the first input of the second element AND, the second input of which is connected to the third output of the master of the standard time intervals, and the output of the first shaft angle sensor is additionally connected to the zeroing input of the distributor.

2. The device according to claim 1, characterized in that the master of the reference time periods is made in the form of a generator and a trigger, the inputs of which are respectively the first and second inputs of the master, and the outputs of the trigger are respectively the first and second outputs of the master, and the output of the generator is the third output of the master.

4MG

Af No.

-x

in

11G

fl

Lj

i

33

V

l / foff LOfffJ

t

well

n

12345B7 8

i

a

i

I

Y1

Ifff / ffJ

1