RU9895U1 - Система управления двс - Google Patents

Abstract

1. Система управления четырехцилиндровым ДВС, включающая в себя по меньшей мере датчик положения коленчатого вала, блок управления, форсунки впрыска топлива, подключенные к топливной магистрали, и модуль зажигания со свечами зажигания, отличающаяся тем, что блок управления снабжен первым дополнительным входом, а система управления дополнительно снабжена датчиком синхронизации с задатчиком, причем выход датчика синхронизации подключен к первому дополнительному входу блока управления.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что задатчик синхронизации установлен на распределительном валу.3. Система по п.1 и 2, отличающаяся тем, что задатчик синхронизации выполнен из магнитного материала в виде шторки, имеющей два сектора, а датчик синхронизации выполнен на эффекте Холла.4. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок управления снабжен вторым дополнительным входом, а также аварийным переключателем, включенным между полюсом источника питания и вторым дополнительным входом блока управления.

Description

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВС.

Полезная модель относится к двигателестроению и может быть использована в системе управления четырехцилиндровым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) с распределенным попарно-параллельным впрыском и зажиганием топливновоздушной смеси.

Известна система управления зажиганием ДВС, (см. 1), включающая в себя датчик положения распределительного вала с задатчиком, электронный коммутатор с аналоговым блоком управления, две двухвыводные катушки зажигания и свечи зажигания. Задатчик, выполненный в виде симметричной шторки с двумя секторами, встроен в распределитель зажигания, снабженный центробежным и вакуумным автоматами, и механически соединен с распределительным валом .

Недостатками известной системы являются низкие гибкость и точность управления углом зажигания, что является обш;им свойством механических систем подобного типа.

За прототип полезной модели взята система управления впрыском и зажиганием топливно-воздушной смеси четырехцилиндрового ДВС автомобиля BA3-2l083-20i (см. 2), включающая в себя датчик положения коленчатого вала с задатчиком, выполненным в виде зубчатого колеса, закрепленного на коленчатом валу две, электронный блок управления, выполненный на базе микроЭВМ, модуль зажигания, состоящий из двух двухвыводных катушек зажигания и электронного двухканаЛного коммутатора, свечи зажигания, электромагнитные форсунки,

подюпОЧСнные к топливной магистрали, а также другие датчики режима работы двигателя, Яйпример, датчик массового расхода воздуха, датчик температуры

МПК6 F02D43/00

охлаждающей жидкости, датчик положения дроссельной заслонки и т, п. Датчик положения коленчатого вала предназначен для синхронизации работы блока управления с рабочим процессом ДВС. Блок управления по сигналам датчиков определяет режим работы двигателя и вырабатывает в определенных фазах рабочего цикла импульсы управления форсунками и коммутатором. Блок управления выдает команды включения форсунок и искрообразования попарно поочередно, через каждые 180 градусов поворота коленчатого вала, одновременно в цилиндрах 1,4, затем, через 180 градусов поворота коленчатого вала - в цилиндрах 2,3. При этом в в цилиндре, находящемся в конце такта сжатия, производится рабочая искра, а в цилиндре, находящемся в конце такта выпуска, одновременно производится холостая искра.

Прототип имеет следующий недостаток. При выходе из строя датчика положения коленчатого вала происходит отказ системы управления ( см. 3), двигатель теряет работоспособность, и автомобиль не может самостоятельно двигаться до станции технического обслуживания .

Задачей заявляемой полезной модели является создание системы управления ДВС с резервированием канала синхронизации .

Указанная задача решается в системе управления ДВС, включающей в себя датчики режима работы двигателя, датчик положения коленчатого вала, блок управления, электромагнитные форсунки, подключенные к топливной магистрали, модуль зажигания и свечи зажигания. Для решения задачи блок управления снабжен первым дополнительным входом, а система управления снабжена датчиком синхронизации с задатчиком, причем выход датчика синхронизации подключен к первому дополнительному входу блока управления. Задатчик синхронизации может

быть установлен на распределительном валу. При этом задатчик может быть выполнен из магнитного материала в виде шторки, имеющей два сектора, а датчик синхронизации может быть выполнен на эффекте Холла. Блок управления может быть также снабжен вторым дополнительным входом, а система может быть снабжена аварийным переключателем, включенным между полюсом источника питания и вторым дополнительным входом блока управления

Пример выполнения заявляемой системы управления ДВС представлен на фиг. 1. Система включает в себя задатчик 1 положения коленчатого вала, установленный на оси 2 коленчатого вала двигателя, задатчик 3 синхронизации, установленный на оси 4 распределительного вала, датчик 5 положения коленчатого вала, датчик 6 синхронизации, датчик 7 положения дроссельной заслонки и датчик 8 температуры охлаждающей жидкости двигателя. Кроме того, система содержит блок 9 управления, выполненный на базе микроЭВМ, электромагнитные форсунки 10, питаемые из топливной магистрали (не показана), модуль 11 зажигания, в состав которого входят электронный коммутатор и две двухвыводные катущки зажигания, и свечи 12 зажигания. Система также может быть снабжена аварийным переключателем 13 (показан пунктиром).

Выходы датчиков 5, 7, 8 подключены к соответствующим входам блока 9 управления. Выход датчика 6 синхронизации нодключен к дополнительному входу 14 блока 9 управления. Выходы блока 9 соединены, соответственно, со входами электромагнитных форсунок 10 впрыска топлива и модуля И зажигания. Выходы модуля 11 зажигания подключены к свечам 12 зажигания. В случае наличия аварийного переключателя 13, он подключен, с одной стороны, к одному из полюсов

источника питания (на фиг. 1 - к земле) и, с другой стороны - к донолнительному входу 15 блока 9 (показано пунктиром).

Задатчик 1 выполнен в виде зубчатого диска из магнитомягкого ферромагнитного материала, несколько зубьев на котором пропущены для обеспечения синхронизации (определения отсчетного положения). Задатчик 3 выполнен в виде симметричной шторки, имеющей два сектора из ферромагнитного материала. Магнитоэлектрический датчик 5 формирует импульсы напряжения в соответствии с изменением магнитного потока, связанного с перемещением зубьев задатчика 1 при вращении коленчатого вала двигателя. Датчик 6 на эффекте Холла формирует импульсы напряжения в соответствии с наличием или отсутствием вблизи него сектора щторки задатчика 3, причем совмещение начала и конца каждого из секторов с датчиком 6, приводящее к формированию фронта или спада сигнала на выходе датчика, совпадает по фазе поворота коленчатого вала с требуемой фазой впрыска и зажигания, соответственно, в одной или другой паре цилиндров, так что фронт сигнала, формируемого при прохождении в области датчика сектора щторки соответствуют углу (фазе) зажигания и впрыска топлива в одной паре цилиндров ДВС, а спад упомянутого сигнала - соответственно, фазе зажигания и впрыска топлива в другой паре цилиндров. Датчик 7 потенциометрического типа выдает сигнал напряжения в соответствии с положением дроссельной заслонки двигателя. Датчик 8 формирует сигнал напряжения, величина которого зависит от температуры охлаждающей жидкости.

Блок 9 управления может работать в двух режимах, в щтатном и аварийном.

в штатном режиме блок 9 принимает сигналы датчиков 5, 7, 8 и на основе полученной информации о режиме работы двигателя рассчитывает такие параметры, как длительность и фаза формирования импульсов управления форсунками 10 и модулем 11 зажигания. Блок 9 формирует импульсы управления форсунками 10 и модулем 11 в соответствии с рассчитанными параметрами.

В аварийном режиме, характеризующемся отказом датчика 5 положения коленчатого вала, блок 9 воспринимает сигнал датчика 6 и по фронту этого сигнала формирует импульсы управления форсунками 10 и модулем 11 для одной пары цилиндров, а по спаду сигнала - для другой пары цилиндров. В простейшем случае фаза и длительность импульсов управления может быть постоянной. Поскольку блок 9 является программируемым устройством, длительность импульсов управления может изменяться в зависимости от скорости вращения вала двигателя (частоты следования импульсов от датчика 6), а также от сигналов других датчиков, характеризующих режим работы двигателя. Что касается изменения фазы импульсов управления, это также возможно, хотя и связано с динамическими погрещностями. В любом случае, в аварийном режиме система управления обеспечивает сохранение работоспособности двигателя, что позволяет автомобилю самостоятельно двигаться до гаража или станции технического обслуживания.

Переход системы управления из штатного режима работы в аварийный может осуществляться по одному из двух вариантов. В первом варианте переход осуществляется автоматически по результату анализа одновременного присутствия импульсов на выходе датчика 6 и отсутствия импульсов на выходе датчика 5. Во втором варианте переход осуществляется вручную замыканием дополнительного входа 15 блока 9 через переключатель 13 на полюс источника питания.

Следует отметить, что система управления, подобная изображенной на фиг. 1, может быть выполнена с применением в качестве задатчика аварийного режима шторки, установленной на оси коленчатого вала и имеющей 1 сектор. Однако применение задатчика 3 синхронизации, установленного на распределительном валу, предпочтительно как из соображений компоновки двигателя, так и потому, что такое расположение задатчика является более защищенным от механических повреждений, что наглядно показала практика спортивных соревнований, во время которых были зарегистрированы случаи отказов датчика положения коленчатого вала при отсутствии отказов датчика положения распределительного вала.

Список использованной литературы:

1.Журнал «За рулём, № 5/97, стр. 153

2.А.И. Игнатов, К.В. Новокшенов, К.Б. Пятков. Автомобили ВАЗ-2108,2109 и их модификации, включая модели с впрыском топлива и модернизированной панелью приборов. Устройство, техническое обслуживание и ремонт. М.: «Легион, 1997, стр.176.

3.Журнал «За рулём, № 11/97, стр. 154

Claims (4)

1. Система управления четырехцилиндровым ДВС, включающая в себя по меньшей мере датчик положения коленчатого вала, блок управления, форсунки впрыска топлива, подключенные к топливной магистрали, и модуль зажигания со свечами зажигания, отличающаяся тем, что блок управления снабжен первым дополнительным входом, а система управления дополнительно снабжена датчиком синхронизации с задатчиком, причем выход датчика синхронизации подключен к первому дополнительному входу блока управления.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что задатчик синхронизации установлен на распределительном валу.

3. Система по п.1 и 2, отличающаяся тем, что задатчик синхронизации выполнен из магнитного материала в виде шторки, имеющей два сектора, а датчик синхронизации выполнен на эффекте Холла.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок управления снабжен вторым дополнительным входом, а также аварийным переключателем, включенным между полюсом источника питания и вторым дополнительным входом блока управления.