RU2107179C1

RU2107179C1 - Internal combustion engine fuel feed control device

Info

Publication number: RU2107179C1
Application number: RU94023416A
Authority: RU
Inventors: Петр Семенович Громыко; Виталий Григорьевич Журавский; Алексей Юрьевич Зоров
Original assignee: Петр Семенович Громыко; Виталий Григорьевич Журавский; Алексей Юрьевич Зоров
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 1998-03-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; transport engineering; vehicle fuel systems. SUBSTANCE: in device to control fuel delivery into internal combustion engine, control unit has additional series-connected filter 3, frequency divider 4, frequency-to-voltage converter 5, nonlinear voltage generator 11, voltage adder 13, voltage-to-pulse length converter 14 and direct, alternating and nonlinear voltage pickups 8, 9 and 12, respectively. Control unit is coupled with ignition moment and throttle valve angular position pickups 1 and 7, respectively. Output of voltage-to-pulse length converter 14 is connected through output signal amplifier to winding of electromagnetic nozzle 16. EFFECT: improved engine economy both at constant speed and at acceleration. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано в системах питания ДВС с впрыском топлива. The invention relates to a device for controlling the supply of fuel to an internal combustion engine (ICE) and can be used in power systems of an internal combustion engine with fuel injection.

Известно устройство управления подачей топлива в ДВС [1], содержащее последовательно соединенные датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, блок управления, выходной усилитель-формирователь и преобразователь, своим выходом связанный с управляемой форсункой. Данное устройство обеспечивает дозирование топлива в зависимости от режима работы двигателя, однако точность этого дозирования недостаточна для устройства, не имеющего обратной связи между текущим режимом работы двигателя и положением дроссельной заслонки. A known device for controlling the supply of fuel to the internal combustion engine [1], which contains a serially connected engine speed sensor, a control unit, an output amplifier-driver and a converter connected with a controlled nozzle by its output. This device provides fuel metering depending on the engine operating mode, however, the accuracy of this metering is insufficient for a device that does not have feedback between the current engine operating mode and the throttle position.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство управления подачей топлива в ДВС [2], содержащее датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, датчик углового положения дроссельной заслонки, выполненной в виде потенциометра, подвижный контакт которого кинематически связан с приводом дроссельной заслонки, блок управления, первый и второй входы которого через первый и второй преобразователи подключены соответственно к датчикам углового положения дроссельной заслонки и частоты вращения коленчатого вала, а выход блока управления подключен через усилитель к обмотке электромагнитной форсунки, размещенной во впускном трубопроводе двигателя. Closest to the proposed is a control device for supplying fuel to the internal combustion engine [2], comprising a sensor for the engine speed, an angular position sensor of the throttle valve made in the form of a potentiometer, the movable contact of which is kinematically connected with the throttle actuator, a control unit, the first and second the inputs of which through the first and second converters are connected respectively to the sensors of the angular position of the throttle and the speed of the crankshaft, and the output of the control unit Nia connected through an amplifier to the coil of an electromagnetic injector, placed in the engine intake pipe.

Данное устройство обеспечивает формирование сигнала управления электромагнитной форсункой по многопараметровой характеристике, что обеспечивает высокую точность дозирования топлива на стационарных режимах работы двигателя. Однако, данное устройство не в состоянии обеспечить приемлемую точность дозирования топлива на переходных режимах работы двигателя и тем самым не может обеспечить необходимую приемистость двигателя при разгоне и экономию топлива в процессе замедления движения автомобиля по желанию водителя. This device provides the formation of the control signal of the electromagnetic nozzle according to the multi-parameter characteristic, which ensures high accuracy of fuel metering in stationary engine operation modes. However, this device is not able to provide acceptable accuracy of fuel metering during transient engine operation and thus cannot provide the necessary engine response during acceleration and fuel economy in the process of deceleration of the vehicle at the request of the driver.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении точности дозирования топлива на переходных режимах работы двигателя, обеспечивающее необходимую приемистость двигателя при разгоне автомобиля и экономию топлива при замедлении движения автомобиля по желанию водителя. The technical result of the claimed invention is to increase the accuracy of fuel metering during transient engine operation, providing the necessary engine throttle during acceleration and fuel economy when slowing down the vehicle at the request of the driver.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве управления подачей топлива в ДВС, содержащем блок управления, первый вход которого соединен с выходом датчика моментов зажигания, второй - с выходом датчика углового положения, кинематически связанного с приводом дроссельной заслонки, причем один выход блока управления соединен с обмоткой электромагнитной форсунки, подключенной вторым концом к источнику питания, в блок управления подачей топлива дополнительно введены последовательно соединенные фильтр, делитель частоты, преобразователь частоты в напряжение, подключенный к первому входу схемы ИЛИ, второй вход которой подключен к выходу датчика постоянного напряжения, а выход через другой выход блока управления - к выходу датчика углового положения дроссельной заслонки, регулируемый усилитель, подключенный входом к выходу датчика углового положения дроссельной заслонки, а выходом - к генератору нелинейного напряжения, подключенному выходом к первому входу датчика нелинейного напряжения, выход которого соединен с первым входом сумматора напряжения, подключенного вторым входом к выходу датчика переменного напряжения, а выходом - к второму входу преобразователя напряжения в длительность импульса, первый вход которого подключен к выходу фильтра, а выход через усилитель выходного сигнала и выход блока управления - к обмотке электромагнитной форсунки. The technical result is achieved due to the fact that in the control device for supplying fuel to the internal combustion engine containing a control unit, the first input of which is connected to the output of the ignition timing sensor, the second to the output of the angle sensor kinematically connected to the throttle actuator, and one output of the control unit connected to the coil of the electromagnetic nozzle connected by the second end to the power source, a filter, a frequency divider, are additionally introduced in series to the fuel control unit , a frequency to voltage converter connected to the first input of the OR circuit, the second input of which is connected to the output of the DC voltage sensor, and the output through the other output of the control unit to the output of the throttle angle sensor, an adjustable amplifier connected by the input to the output of the throttle angle sensor damper, and the output to the non-linear voltage generator, connected by the output to the first input of the non-linear voltage sensor, the output of which is connected to the first input of the voltage adder, Starting the second input to the output of the AC voltage sensor and the output - to the second input voltage to pulse width converter, a first input of which is connected to the filter output and output through the output amplifier and output control unit - to the coil of an electromagnetic injector.

Преобразователь напряжения в длительность импульсов выполнен в виде RC - цепи, двух диодов и последовательно соединенных компараторов, RC - триггера, электронного ключа и интегрирующей цепи, причем выход фильтра подключен к входу RC - цепи, выход которой соединен с S - входом триггера и через первый диод - с управляющим входом электронного ключа, который выходом подключен к прямому входу компаратора и к выходу интегрирующей цепи, подключенной к источнику питания, а выход компаратора соединен с R - входом RS - триггера, а его инверсный вход подключен к сумматору напряжения, прямой выход RS - триггера подключен к входу усилителя выходного сигнала, а его инверсный выход через второй диод подключен к управляющему входу электронного ключа. The voltage-to-pulse converter is made in the form of an RC circuit, two diodes and serially connected comparators, an RC trigger, an electronic switch and an integrating circuit, the filter output being connected to the RC input, the output of which is connected to the trigger S and through the first diode - with the control input of the electronic key, which is connected to the direct input of the comparator and to the output of the integrating circuit connected to the power source, and the output of the comparator is connected to the R - input of the RS-trigger, and its inverse input is connected a voltage adder, direct access RS - trigger input connected to the output of the amplifier, and its inverse output via a second diode connected to the control input of the electronic key.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства управления подачей топлива в ДВС; на фиг. 2 - принципиальная схема преобразователя напряжения в длительность импульсов. In FIG. 1 shows a functional diagram of a control device for supplying fuel to an internal combustion engine; in FIG. 2 is a schematic diagram of a voltage to pulse converter.

Устройство управления подачей топлива в ДВС содержит датчик 1 моментов зажигания, подключенный к первому входу блока 2 управления, который состоит из последовательно соединенных фильтра 3, делителя 4 чистоты, преобразователя 5 частоты в напряжение, подключенного через схему ИЛИ 6 к входу датчика 7 углового положения дроссельной заслонки и к выходу датчика 8 постоянного напряжения, выход которого подключен к источнику питания и к первому входу датчика 9 переменного напряжения; регулируемого усилителя 10, подключенного входом к выходу датчика 7 углового положения дроссельной заслонки, кинематически связанного с дроссельной заслонкой, а выходом - к генератору 11 нелинейного напряжения, который выходом подключен к первому входу датчика 12 нелинейного напряжения, выход которого соединен с первым входом сумматора 13 напряжения, соединенного вторым входом с выходом датчика 9 переменного напряжения, а выходом - с вторым входом преобразователя 14 напряжения в длительность импульса, первый вход которого подключен к выходу фильтра 3, а выход через усилитель 15 выходного сигнала и второй выход блока управления - к обмотке электромагнитной форсунки 16, подключенной вторым концом к источнику питания. The control device for supplying fuel to the internal combustion engine contains an ignition timing sensor 1 connected to the first input of the control unit 2, which consists of a filter 3 connected in series, a purity divider 4, a frequency to voltage converter 5 connected via an OR 6 circuit to the input of the throttle angular position sensor 7 damper and to the output of the DC sensor 8, the output of which is connected to a power source and to the first input of the AC sensor 9; adjustable amplifier 10 connected to the output of the sensor 7 of the angular position of the throttle, kinematically connected to the throttle, and the output to the generator 11 of the nonlinear voltage, which is connected to the first input of the sensor 12 of the nonlinear voltage, the output of which is connected to the first input of the voltage adder 13 connected by the second input to the output of the AC sensor 9, and the output to the second input of the voltage converter 14 for the duration of the pulse, the first input of which is connected to the output filter 3, and the output through the amplifier 15 of the output signal and the second output of the control unit to the winding of the electromagnetic nozzle 16 connected by the second end to the power source.

Преобразователь 14 напряжения в длительность импульсов содержит последовательно соединенные компаратор 17, RS - триггер 18, электронный ключ 19 и интегрирующую цепь 20. Первый вход преобразователя напряжения в длительность импульсов через RC - цепь 21 подключен к S - входу триггера 18 и через первый диод 22 к управляющему входу электронного ключа 19, выход которого соединен с выходом интегрирующей цепи 20 и неинверсным входом компаратора 17, подключенного выходом к R - входу RS - триггера, а инверсным входом - к сумматору 13 напряжения, причем прямой выход RS - триггера 18 подключен к входу усилителя 15 выходного сигнала, а его инверсный выход через второй диод 23 подключен к управляющему входу электронного ключа 19. The voltage-to-pulse-voltage converter 14 comprises a comparator 17, RS-trigger 18, an electronic switch 19 and an integrating circuit 20 connected in series. The first input of the voltage-to-pulse-voltage converter through RC-circuit 21 is connected to the S-input of trigger 18 and through the first diode 22 to the control input of the electronic key 19, the output of which is connected to the output of the integrating circuit 20 and the non-inverse input of the comparator 17, connected by the output to the R - input RS - trigger, and the inverse input to the adder 13 voltage, and the direct output RS - trigger 18 is connected to the input of the amplifier 15 of the output signal, and its inverse output through the second diode 23 is connected to the control input of the electronic key 19.

Работа устройства управления подачей топлива в ДВС осуществляется следующим образом (фиг.1). The operation of the fuel supply control device in the internal combustion engine is as follows (figure 1).

Сигнал с выхода датчика 1 моментов зажигания поступает на первый вход блока 2 управления - на фильтр 3, выполненный в виде интегрирующей RS - цепи и триггера Шмитта (микросхема 564ТЛ1). Отфильтрованный сигнал через делитель 4 частоты, выполненный по схеме RS - триггера (микросхема 564ТМ2), в котором происходит уменьшение частоты входного сигнала в 2 раза, поступает на вход преобразователя 5 частоты в напряжение, представляющего собой комбинацию дифференцируемых и интегрирующих RS - цепей и электронных ключей (2 микросхемы 564КТ3). Выходной сигнал преобразователя 5 частоты в напряжение, обратно пропорциональный входной частоте, через датчик 9 переменного напряжения, представляющий собой потенциометр, поступает на первый вход сумматора 13, выполненного в виде сумматора напряжений на основе операционного усилителя (микросхема 140УД6). С выхода преобразователя 5 частоты в напряжение сигнал поступает также на вход датчика 7 углового положения дроссельной заслонки через выход схемы ИЛИ 6. С второго входа схемы ИЛИ 6 сигнал поступает на среднюю точку 1 датчика 8 постоянного напряжения, представляющего собой потенциометр, вход которого подключен к источнику питания. Сигнал с выхода 2 датчика 7 углового положения дроссельной заслонки, представляющего собой потенциометр, поступает на второй вход блока 2 управления - на вход регулируемого усилителя 10, с выхода которого сигнал поступает на вход генератора 11 нелинейного напряжения, представляющего собой сложный делитель напряжений, содержащий компараторный узел (микросхема 1401СА1). С выхода генератора 11 нелинейного напряжения сигнал через датчик 12 нелинейного напряжения, выполненного в виде потенциометра, поступает на второй вход сумматора 13. The signal from the output of the sensor 1 of the ignition timing is fed to the first input of the control unit 2 - to the filter 3, made in the form of an integrating RS - circuit and Schmitt trigger (chip 564ТЛ1). The filtered signal through a frequency divider 4, made according to the RS-trigger scheme (564TM2 chip), in which the input signal frequency is reduced by 2 times, is fed to the input of the frequency converter 5 to voltage, which is a combination of differentiable and integrating RS-circuits and electronic keys (2 microcircuits 564kt3). The output signal of the frequency to voltage converter 5, inversely proportional to the input frequency, is supplied through the AC voltage sensor 9, which is a potentiometer, to the first input of the adder 13, made in the form of a voltage adder based on an operational amplifier (chip 140UD6). From the output of the frequency converter 5 to the voltage, the signal also goes to the input of the sensor 7 of the throttle angle through the output of the OR circuit 6. From the second input of the OR circuit 6, the signal goes to the midpoint 1 of the DC sensor 8, which is a potentiometer, the input of which is connected to the source nutrition. The signal from the output 2 of the sensor 7 of the angular position of the throttle valve, which is a potentiometer, is fed to the second input of the control unit 2 - to the input of an adjustable amplifier 10, the output of which is fed to the input of a nonlinear voltage generator 11, which is a complex voltage divider containing a comparator unit (microcircuit 1401CA1). From the output of the non-linear voltage generator 11, the signal through the non-linear voltage sensor 12, made in the form of a potentiometer, is fed to the second input of the adder 13.

На первый вход преобразователя 14 напряжения в длительность импульсов поступает сигнал с выхода сумматора 13, а на второй - с выхода фильтра 3. Длительность импульсов, формируемых на выходе преобразователя 14 напряжения в длительность импульсов, прямо пропорциональна напряжению, подаваемому на его первый вход. Прямоугольные импульсы с выхода преобразователя 14 напряжения в длительность импульсов через усилитель 15 выходного сигнала, выполненного в виде усилительного каскада на транзисторах, поступают в обмотку электромагнитной форсунки 16, второй конец которой подключен к источнику питания. A signal from the output of the adder 13 is supplied to the first input of the voltage converter 14 in the pulse duration, and the filter 3 is fed to the second input. The duration of the pulses generated at the output of the voltage converter 14 to the pulse duration is directly proportional to the voltage supplied to its first input. Rectangular pulses from the output of the voltage converter 14 to the pulse duration through the amplifier 15 of the output signal, made in the form of an amplifier stage on transistors, enter the winding of the electromagnetic nozzle 16, the second end of which is connected to a power source.

Преобразователь напряжения в длительность импульсов приведен на фиг.2. Сигнал постоянного напряжения с выхода сумматора 13 поступает на инверсный вход компаратора 17 (микросхема 521СА3), выход которого подключен к R - входу RS - триггера 18 (микросхема 564ТМ2). На S - вход RS - триггера 18 поступает дифференцированный сигнал с выхода RS - цепи 21, на вход которой поступают импульсы с выхода фильтра 3. На управляющий вход электронного ключа 19 (микросхема 564КТ3) поступает сигнал с инверсного выхода RS - триггера 18 через диод 23 и сигнал с выхода RC - цепи 21 через диод 22. Выход электронного ключа 19 подключен к выходу интегрирующей цепи 20 и к неинверсному входу компаратора 17. Таким образом, длительность выходных импульсов, поступающих на вход усилителя 15 выходного сигнала с прямого выхода RS - триггера 18, определяется временем заряда конденсатора интегрирующей цепи 20 до опорного напряжения, поступающего на инверсный вход компаратора 17 с выхода сумматора 13. Когда напряжение на неинверсном входе компаратора 17 сравняется с опорным напряжением на его инверсном входе, на вход RS - триггера поступит сигнал сброса с выхода компаратора 17 и выходной импульс закончится. Таким образом, схемное решение и принцип работы вышеописанного устройства передачи топлива в ДВС позволяет реализовать мощностной режим работы двигателя при разгоне и экономичный при стационарном движении, что обеспечивает экономичность, экологию и требуемую динамику автомобиля во всех режимах работы двигателя. The voltage Converter in the pulse duration is shown in figure 2. The DC voltage signal from the output of the adder 13 is fed to the inverse input of the comparator 17 (chip 521CA3), the output of which is connected to the R - input of the RS - trigger 18 (chip 564TM2). At the S - input of the RS - trigger 18, a differentiated signal is received from the output of the RS - circuit 21, to the input of which pulses are received from the output of the filter 3. The signal from the inverse output of the RS - trigger 18 through the diode 23 is fed to the control input of the electronic key 19 (chip 564KT3) and the signal from the output of the RC circuit 21 through the diode 22. The output of the electronic key 19 is connected to the output of the integrating circuit 20 and to the non-inverse input of the comparator 17. Thus, the duration of the output pulses supplied to the input of the amplifier 15 of the output signal from the direct output of the RS trigger 18 is determined the charge time of the capacitor of the integrating circuit 20 to the reference voltage supplied to the inverse input of the comparator 17 from the output of the adder 13. When the voltage at the non-inverse input of the comparator 17 is equal to the reference voltage at its inverse input, a reset signal from the output of the comparator 17 will be received at the RS-trigger input output pulse will end. Thus, the circuit design and the principle of operation of the above-described fuel transfer device in the internal combustion engine allows for the implementation of a power mode of operation of the engine during acceleration and economical in stationary motion, which ensures economy, ecology and the required dynamics of the car in all modes of engine operation.

Авторы считают нецелесообразным раскрытие дополнительно введенных устройств и блоков, представленных на схеме, в связи с их известностью и доступностью. The authors consider it inappropriate to disclose additionally introduced devices and units shown in the diagram, due to their popularity and availability.

Claims

1. A control device for supplying fuel to an internal combustion engine, comprising a control unit, the first input of which is connected to the output of the ignition timing sensor, and the second input - to the output of the angular position sensor kinematically connected to the throttle actuator, and one output of the control unit is connected to the winding electromagnetic nozzle connected by the second end to a power source, characterized in that the filter, frequency divider and frequency converter are connected in series to the control unit into the voltage connected to the first input of the OR circuit, the second input of which is connected to the output of the DC voltage sensor, and the output through the other output of the control unit to the input of the throttle angle sensor, an adjustable amplifier connected to the output of the angle sensor, and the output to to the input of the nonlinear voltage generator connected by the output to the input of the nonlinear voltage sensor, the output of which is connected to the first input of the voltage adder connected by the second input to the output of the variable sensor voltage, and the output to the second input of the voltage converter into the pulse duration, the first input of which is connected to the filter output, and the output through the output signal amplifier and the output of the control unit to the winding of the electromagnetic nozzle.

2. The device according to claim 1, characterized in that the voltage to pulse width converter is made in the form of an RC circuit, two diodes and serially connected comparator, RS trigger, an electronic key and an integrating circuit, the filter output being connected to the RC circuit input , the output of which is connected to the S-input of the trigger and through the first diode to the control input of the electronic key, which is connected to the direct input of the comparator and to the output of the integrating circuit connected to the power source, the output of the comparator is connected to the R-input of the RS-trigger And its inverting input connected to a voltage adder, a direct output RS-flip-flop is connected to the input of the output amplifier, and its inverse output via a second diode connected to the control input of the electronic key.