RU2117799C1

RU2117799C1 - Unit controlling injection of fuel into internal combustion engine

Info

Publication number: RU2117799C1
Application number: RU96108435A
Authority: RU
Inventors: Б.Р. Ибрагимов; А.Ф. Огарков; Ю.В. Слепов; А.С. Тюфяков; В.А. Черкасов
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Автотрон"; Ибрагимов Борис Равгатович; Огарков Александр Федорович; Слепов Юрий Васильевич; Черкасов Виктор Анатольевич; Тюфяков Андрей Семенович
Priority date: 1996-04-29
Filing date: 1996-04-29
Publication date: 1998-08-20

Abstract

FIELD: internal combustion engines. SUBSTANCE: proposed unit has first former which input is connected to transmitter of top dead point and which output is linked to unit measuring rotation speed and control unit, second former which input is connected to transmitter of angular pulses and which output is linked via time interval unit to analog-to-digital converter, third former which input is connected to transmitter of air flow rate. Output of unit measuring rotation speed is connected to microprocessor which output is connected via power amplifier to fuel batchmeter. Unit is supplemented with functional code-to-code converter, code adder and code divider. Output of analog-to-digital converter is connected via code-to-code converter to code adder which output is connected to code divider to second input of microprocessor. Output of third former is connected to second input of analog-to-digital converter. Output of time interval unit is connected to second inputs of functional code-to-code converter and code adder. First output of control unit is connected to third input of code adder, second output of control unit is connected to second input of code divider. EFFECT: increased efficiency of control over injection of fuel. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электронным системам управления впрыском топлива и зажигания двигателей внутреннего сгорания (ДВС). The invention relates to electronic control systems for fuel injection and ignition of internal combustion engines (ICE).

Известен блок управления зажиганием и впрыском топлива в ДВС (Электронное управление автомобильными двигателями / Г.П. Покровский, Е.А. Белов, С. Г. Драгомиров и др.; Под общ. ред. Г.П. Покровского.-М.: Машиностроение, 1994, с. 105, 106, рис. 76), содержащий процессор, связанный через входной интерфейс с шинами сигналов датчиков системы, а по выходу подключенный через выходной интерфейс к шинам сигналов на исполнительные устройства. При этом сигнал датчика расхода воздуха подключен к шине данных процессора через схему нормализации и АЦП. Known control unit for ignition and fuel injection in the internal combustion engine (Electronic control of automobile engines / G.P. Pokrovsky, E.A. Belov, S.G. Dragomirov and others; Under the general editorship of G.P. Pokrovsky.-M. : Engineering, 1994, pp. 105, 106, Fig. 76), containing a processor connected through the input interface to the signal buses of the system sensors, and connected via the output interface to the signal buses to the actuators. The signal of the air flow sensor is connected to the processor data bus through the normalization circuit and the ADC.

Недостатком известного устройства является малая эффективность управления впрыском топлива из-за низкой точности обработки сигнала с датчика расхода воздуха, связанной с нелинейностью характеристик последнего и как следствие этого занижением истинных показаний датчика по величине расхода воздуха. A disadvantage of the known device is the low efficiency of fuel injection control due to the low accuracy of signal processing from the air flow sensor, due to the non-linearity of the characteristics of the latter and, as a result, the true sensor readings are underestimated in terms of air flow rate.

Наиболее близким к предлагаемому является блок управления впрыском топлива в ДВС (а. с. SU, 1665056A1, В.Я. Литуев и др. "Система управления впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания", опубл. 23.07.91, бюл. N 27), содержащий датчик расхода воздуха, датчики положения поршня в верхней мертвой точке и угловых импульсов коленчатого вала и формирователи этих сигналов, блок измерения частоты вращения коленчатого вала, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), микропроцессор, связанный через усилитель мощности с дозатором топлива, блок временных интервалов, блок управления, коммутатор, блок интегрирования и блок выборки и хранения. Closest to the proposed one is the fuel injection control unit in the internal combustion engine (a.s. SU, 1665056A1, V.Ya. Lituev and others. "Fuel injection control system for an internal combustion engine", publ. 23.07.91, bull. N 27) comprising an air flow sensor, sensors of the position of the piston in the top dead center and angular pulses of the crankshaft and the drivers of these signals, a unit for measuring the rotational speed of the crankshaft, an analog-to-digital converter (ADC), a microprocessor connected through a power amplifier with a fuel meter, a temporary unit interval s, a control unit, a switch, an integration unit and a sampling and storage unit.

Данный блок управления является также недостаточно эффективным с точки зрения управления впрыском топлива из-за низкой точности обработки сигнала с датчика расхода воздуха, связанной с нелинейностью характеристики последнего и как следствие этого занижением истинных показаний датчика по величине расхода воздуха. This control unit is also not efficient enough from the point of view of fuel injection control due to the low accuracy of signal processing from the air flow sensor, due to the non-linearity of the characteristics of the latter and, as a result, the true sensor readings are underestimated in terms of air flow rate.

В блок управления дополнительно введены функциональный преобразователь код-код, сумматор кодов и делитель кодов. A functional code-to-code converter, code adder and code divider are additionally introduced into the control unit.

Введение упомянутых узлов и блоков в канале обработки сигнала расхода воздуха позволяет усреднить не величины кодов, соответствующих напряжениям на выходе датчика расхода воздуха, а величины расходов воздуха на выходе функционального преобразователя код-код, что устраняет методическую ошибку определения расхода воздуха, вызванную нелинейностью характеристики датчика. Случайных ошибок усреднение также позволяет избежать за счет нивелировки случайных выбросов на фоне суммирования многократных выбросов с делением на их количество. Это повышает точность дозирования, а следовательно, эффективность управления впрыском топлива в ДВС. The introduction of the mentioned nodes and blocks in the channel for processing the air flow signal allows us to average not the values of codes corresponding to the voltages at the output of the air flow sensor, but the values of air flow at the output of the code-to-code functional converter, which eliminates the methodological error in determining the air flow caused by the nonlinearity of the sensor characteristics. Averaging also helps to avoid random errors due to the leveling of random outliers against the background of the summation of multiple outliers divided by their number. This increases the accuracy of dosing, and therefore, the efficiency of fuel injection control in the internal combustion engine.

На фиг. 1 приведена схема блока управления; на фиг. 2 - типовая характеристика датчика расхода воздуха. In FIG. 1 shows a diagram of a control unit; in FIG. 2 is a typical characteristic of an air flow sensor.

Блок управления включает формирователь 1, подключенный к блоку измерения частоты вращения 2, формирователь 3, подключенный через блок временных интервалов 4 к АЦП 5, выход которого через функциональный преобразователь код-код 6 и сумматор кодов 7 подключен к делителю кодов 8, выход которого подключен к микропроцессору 9. Выход блока временных интервалов 4 подключен ко вторым входам функционального преобразователя код-код 6 и сумматора кодов 7. Формирователь 10 соединен со вторым входом АЦП 5. Выход формирователя 1 подключен к блоку управления 11, первый выход которого подключен к третьему входу сумматора кодов 7, а второй выход подключен ко второму входу делителя кодов 8. Выход микропроцессора 9 подключен через усилитель мощности 12 к дозатору топлива 13. Вход формирователя 1 связан с датчиком верхней мертвой точки ДВМТ 14, вход формирователя 3 соединен с датчиком угловых импульсов ДУИ 15, вход формирователя 10 соединен с датчиком расхода воздуха ДРВ 16. Датчик ДУИ 15 получает сигнал от зубчатого венца 17, а датчик ДВМТ 14 получает сигнал от штифта 18. The control unit includes a driver 1 connected to a speed measuring unit 2, a driver 3 connected through a time interval unit 4 to the ADC 5, the output of which is connected via a code-to-code converter 6 and codes adder 7 to a code divider 8, the output of which is connected to microprocessor 9. The output of the block of time intervals 4 is connected to the second inputs of the functional converter code-code 6 and the adder codes 7. Shaper 10 is connected to the second input of the ADC 5. The output of the shaper 1 is connected to the control unit 11, The first output of which is connected to the third input of the code adder 7, and the second output is connected to the second input of the code divider 8. The output of the microprocessor 9 is connected through a power amplifier 12 to the fuel meter 13. The input of the driver 1 is connected to the top dead center sensor DVMT 14, the input of the driver 3 connected to the sensor of angular impulses DUI 15, the input of the shaper 10 is connected to the air flow sensor DRV 16. The sensor DUI 15 receives a signal from the ring gear 17, and the DVMT sensor 14 receives a signal from the pin 18.

Блок управления функционирует следующим образом. The control unit operates as follows.

После запуска двигателя на выходах формирователей 1,3,10 формируются соответственно сигналы верхней мертвой точки, угловых импульсов и расхода воздуха. Блок временных интервалов 4 формирует по переднему фронту сигналов с формирователя 3 импульсы, длительность которых выбирается с учетом числа зубьев венца 17 и максимального числа оборотов двигателя, но не менее времени преобразования АЦП 5. Сигналы с выхода блока временных интервалов 4 передним фронтом запускают АЦП 5, на аналоговый вход которого подается сформированный на формирователе 10 выходной сигнал ДРВ 16. Выходной код АЦП 5, пропорциональный выходному напряжению ДРВ 16, преобразуется в функциональном преобразователе код-код 6 в код расхода воздуха и поступает на сумматор кодов 7, где по заднему фронту импульса с блока временных интервалов 4 суммируется с предыдущим значением кода. После прихода сигнала верхней мертвой точки на вход блока управления 11 последний формирует на своих выходах сигнал осуществления деления суммы кодов делителем кодов 8 и передачу частного в микропроцессор 9, а также сигнал сброса сумматора кодов 7 в ноль, подготавливая следующий цикл измерения расхода воздуха. Кроме того, сигнал с датчика ВМТ 14 поступает на блок измерения частоты вращения 2, где преобразуется в цифровой код и передается в микропроцессор 9, который по заложенной в него программе определяет необходимое количество топлива и через усилитель мощности 12 и дозатор топлива 13 управляет подачей топлива в двигатель по заложенной в микропроцессор программе. After starting the engine, the signals of the top dead center, angular pulses and air flow are respectively formed at the outputs of the formers 1,3,10. The block of time intervals 4 generates pulses along the leading edge of the signals from the driver 3, the duration of which is selected taking into account the number of teeth of the crown 17 and the maximum number of engine revolutions, but not less than the conversion time of the ADC 5. The signals from the output of the block of time intervals 4 by the leading edge trigger the ADC 5, on the analog input of which the DRV 16 output signal generated on the former 10 is supplied. The output of the ADC 5, proportional to the output voltage of the DRV 16, is converted in the functional converter code-code 6 into the code stroke and air is supplied to the adder codes 7, wherein the trailing edge of the pulse with a block of time slots 4 is summed with the previous code value. After the arrival of the top dead center signal at the input of the control unit 11, the latter generates at its outputs a signal for dividing the sum of codes with a code divider 8 and transferring the quotient to the microprocessor 9, as well as a reset signal for the code adder 7 to zero, preparing the next cycle of measuring air flow. In addition, the signal from the TDC sensor 14 enters the speed measuring unit 2, where it is converted to a digital code and transmitted to the microprocessor 9, which, according to the program laid down in it, determines the required amount of fuel and, through the power amplifier 12 and the fuel metering unit 13, controls the fuel supply to engine according to the microprocessor program.

Усреднение кодов с выхода АЦП 5, пропорциональных выходным напряжениям с ДРВ 16 с последующим однократным преобразованием этого усредненного кода в код расхода воздуха привело бы к заниженным показаниям по расходу воздуха, поскольку ДРВ имеет нелинейную характеристику, приведенную на фиг. 2, а поток воздуха через датчик носит пульсирующий характер. Именно введение описанных блоков и связей между ними позволяет повысить точность определения расхода воздуха, а следовательно, правильность дозирования смеси и повышения эффективности управления впрыском. Averaging the codes from the output of the ADC 5 proportional to the output voltages from the DRV 16 followed by a single conversion of this averaged code to the air flow code would lead to underestimated air flow readings, since the DRV has a nonlinear characteristic, shown in FIG. 2, and the air flow through the sensor is pulsating. It is the introduction of the described blocks and the relationships between them that makes it possible to increase the accuracy of determining the air flow rate and, consequently, the correct metering of the mixture and increase the efficiency of injection control.

Claims

A control unit for injecting fuel into an internal combustion engine, comprising a first driver, the input of which is connected to the top dead center sensor, and the output is connected to a speed measuring unit and a control unit, a second driver, whose input is connected to the angle pulse sensor, and the output is connected through the unit time intervals to the ADC, the third driver, the input of which is connected to the air flow sensor, the output of the speed measuring unit is connected to a microprocessor, the output of which is connected through efforts power factor to the fuel metering unit, characterized in that a functional code-to-code converter, code adder and code divider are additionally introduced into it, while the ADC output is connected through a code-to-code functional converter to the code adder, the output of which is connected to the second input through a code divider processor, the output of the third driver is connected to the second input of the ADC, the output of the time interval block is connected to the second inputs of the functional code-to-code converter and code adder, the first output of the control unit is connected to temu entry code adder, and the second output - to a second input of the divider codes.