SU1188355A1 - Method of stabilizing stoichiometric composition of fuel-air mixture in internal combustion engine - Google Patents
Method of stabilizing stoichiometric composition of fuel-air mixture in internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- SU1188355A1 SU1188355A1 SU833644769A SU3644769A SU1188355A1 SU 1188355 A1 SU1188355 A1 SU 1188355A1 SU 833644769 A SU833644769 A SU 833644769A SU 3644769 A SU3644769 A SU 3644769A SU 1188355 A1 SU1188355 A1 SU 1188355A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- engine
- amplitude
- composition
- control
- fuel
- Prior art date
Links
Description
Изобретение относится к двигатё-" нестроению, и в частности, к автоматическому регулированию двигателей с искровым, в том числе с форкамерно-факельным зажиганием, и касается 5 способа стабилизации стехиометрического состава топливо-воздушной смеси в двигателе.The invention relates to engine misalignment, and in particular, to automatic control of spark engines, including prechamber and flare ignition, and concerns 5 ways of stabilizing the stoichiometric composition of an air-fuel mixture in an engine.
На фиг. 1 показаны амплитудная характеристика тока ионизации об Ю (график а), импульсы.напряжения зажигания (график б), изменение коэффициента избытка воздуха об во времени (график в) и импульсы напряжения и('1), пропорционального. току ί5 ионизации (график г); на фиг. 2 процесс обострения огибающей импульсов напряжения, пропорционального току ионизации υ(ΐ) (график а) и результат этого обострения (гра- 20 фик б)на фиг. 3 - функциональная схема устройства для .осуществления способа стабилизации стехиометрического состава^ на фиг. 4 схематичес- , ки показан орган регулирования по- 25 дачи дополнительного воздуха; на фиг. 5 - примерная функциональная схема системы поиска зоны регулирования и максимальной амплитуды, системы поддержания максимальной ампли- 30 туды и формирования сигнала управления; на фиг. 6 - график работы системы поиска; на фиг. 7 - график работы системы поддержания максимальнойFIG. Figure 1 shows the amplitude characteristic of the ionization current, U (graph a), ignition voltage pulses (graph b), change in the excess air ratio v in time (graph c), and voltage pulses and (1) proportional. current ί5 ionization (graph g); in fig. 2, the process of sharpening the envelope of voltage pulses proportional to the ionization current υ () (graph a) and the result of this sharpening (graph 20 b) in FIG. 3 is a functional diagram of a device for implementing a method for stabilizing a stoichiometric composition ^ in FIG. 4 shows schematically the control unit for supplying additional air; in fig. 5 is an exemplary functional diagram of a system for searching for a control zone and a maximum amplitude, a system for maintaining the maximum amplitude and generating a control signal; in fig. 6 - the schedule of the search system; in fig. 7 - the schedule of the maintenance of the maximum
амплитуды. 35amplitudes. 35
ιι
Способ осуществляется следующим образом. При составе топливо-воздушной смеси, находящемся в области, близкий к стехиометрическому сос- 40 таву, после каждого импульса напряжения зажигания, вызывающего воспламенение рабочего тела в цилиндре, появляется импульс тока ионизации рабочего тела, амплитуду которого измеря- 45 ют датчиком тока ионизации. При регулировании состава смеси в этих условиях изменяют амплитуду импульса тока ионизации путем подачи управляющего сигнала системы двигателя на орган регулирования, например подачи дополнительного воздуха. Амплитуда достигает максимального значения, когда состав смеси становится точно равным стехиометрическому, т.е.сб =1 $$The method is as follows. When the composition of the fuel-air mixture in the region close to the stoichiometric composition, after each pulse of ignition voltage, which causes ignition of the working fluid in the cylinder, a pulse of ionization current of the working fluid appears, the amplitude of which is measured by the ionization current sensor. When adjusting the composition of the mixture under these conditions, the amplitude of the ionization current pulse is changed by applying the control signal of the engine system to the control unit, for example supplying additional air. The amplitude reaches a maximum value when the composition of the mixture becomes exactly equal to the stoichiometric, i.e., ab = 1 $$
(об - коэффициент избытка воздуха). Поэтому амплитудная характеристика тока ионизации имеет при об =1 макси-ί мум.(about - coefficient of excess air). Therefore, the amplitude characteristic of the ionization current has at about = 1 maxi-ί mum.
Для стабилизации стехиометрического состава топливо-воздушной смеси так регулируют ее состав, что обеспечивают работу системы двигателя на максимуме амплитудной характеристики 1т(й) тока ионизации. Для этого задают направление перемещения исполнительному Элементу органа регулирования топливо—воздушной смеси, измеряют амплитуды тока ионизации за предыдущий и последующий циклы, сравнивают эти полученные значения* причем операции измерения и сравнения повторяют и при положительном знаке разности между последующим и предыдущим значениями сохраняют направления перемещения исполнительного элемента органа регулирования,а при отрицательном знаке изменяют направление перемещения исполнительного элемента органа регулирования топливо-подачи, причем операции измерения и сравнения повторяют до получения нулевой разности значений амплитуд тока ионизации, что будет свидетельствовать о достижении стабилизации стехиометрического состава топливо-воздушной смеси, поступающей в цилиндры ДВС.To stabilize the stoichiometric composition of the fuel-air mixture, its composition is adjusted in such a way that it ensures the operation of the engine system at the maximum amplitude characteristic of 1 ton (s) of the ionization current. To do this, they set the direction of movement of the fuel element – air mixture control element to the executive element, measure the amplitudes of the ionization current during the previous and subsequent cycles, compare these obtained values * and repeat the measurement and comparison operations and, with a positive sign, the difference between the subsequent and previous values regulatory body, and with a negative sign change the direction of movement of the executive element of the regulatory body top liv-filing, and the measurement and comparison operations are repeated until a zero difference is obtained in the values of the amplitudes of the ionization current, which will indicate that stabilization of the stoichiometric composition of the air-fuel mixture entering the ICE cylinders is achieved.
Получение нулевой разности хДрак*Getting zero difference xDrak *
теризует также достижение системой максимума амплитудной характеристики, дальнейшее перемещение исполнительного элемента органа регулирования в прежнем направлении обуславливает получение отрицательного знака разности амплитуд, повторное изменение направления перемещения исполнительного элемента органа регулирования и т.д.It also ensures that the system achieves a maximum amplitude characteristic, the further movement of the control element in the previous direction causes a negative sign of the amplitude difference, a repeated change of the direction of movement of the control element, etc.
Следовательно, из положительной разности формируется сигнал на перемещение исполнительного элемента органа регулирования, а из отрицательной разности формируется сигнал на изменение направления этого пере-· мещения. Причем, в совокупности эти : сигналы обеспечивают продвижение системы в сторону максимума амплитудной характеристики, т.е. осуществляется стабилизация стехиометрического состава топливо-воздушной смеси.Consequently, a difference is formed from the positive signal to the displacement adjusting actuator body, and is formed of a negative difference signal to change the direction of this re - · displacements. Moreover, in the aggregate these: signals provide the system advancement towards the maximum of the amplitude characteristic, i.e. The stoichiometric composition of the air-fuel mixture is stabilized.
Чем резче выражен максимум огибающей амплитуды импульсов (штриховая линия на графике г фиг. 1), тем 'точнее осуществляется регулирование, т.е. тем точнее поддерживается стехиометрический состав смеси.The sharper the maximum of the amplitude envelope of the pulses is expressed (the dashed line in the graph of Fig. 1), the more precisely the regulation is carried out, i.e. the more precisely the stoichiometric composition of the mixture is maintained.
33
11883551188355
4four
Для обострения максимума огибающей, что равноценно обострению максимума амплитудной характеристики > (см. график а, фиг. 1) необходимо усилить импульсы и(1) и ограничить 5 их снизу (см. график а, фиг. 2).To sharpen the maximum of the envelope, which is equivalent to the sharpening of the maximum amplitude characteristic> (see graph a, fig. 1), it is necessary to strengthen the pulses and (1) and limit them to 5 (see graph a, fig. 2).
При усилении импульсов огибающая А преобразуется в огибающую Б, а при ограничении снизу последняя преобразуется в огибающую С (см. график б). 10 Ограничение снизу необходимо в связи с тем, что величина максимально допустимой амплитуды всегда ограничена параметрами схемы.When the pulses are amplified, the A envelope is converted to the B envelope, and when bounded from below, the latter is converted to the C envelope (see graph b). 10 A lower limit is necessary due to the fact that the value of the maximum allowable amplitude is always limited by the parameters of the circuit.
Функциональная схема устройства, 15 обеспечивающая реализацию способа стабилизации стехиометрического сοс'тава топливо-воздушной смеси (см. фиг. 3), содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, датчик 2 напряже- 20 ния зажигания, датчик 3 тока ионизации, систему 4 поиска зоны регулирования и максимальной амплитуды тока ионизации, систему 5 поддержания максимальной амплитуды тока иониза- 25 ции, в которой имеется схема 6 обострения амплитудной характеристики (процесс обострения см. фиг. 2) тока ионизации, схема 7 формирования приращения амплитуд напряжения, про- 30 порционального току ионизации, и схема переключения цепей управления, представляющая собой триггер 8 узкого, строба, схему 9 формирования сигнала управления, в которой имеется цепь 10 обеднения и цепь II обогащения смеси,и орган регулирования 12(The functional diagram of the device, 15 which provides an implementation of the method for stabilizing the stoichiometric content of the air-fuel mixture (see Fig. 3), contains an internal combustion engine 1, an ignition voltage sensor 2, an ionization current sensor 3, a control zone search system 4 and the maximum amplitude of the ionization current, the system 5 of maintaining the maximum amplitude of the ionization current, in which there is a circuit 6 of exacerbation of the amplitude characteristic (process of exacerbation, see Fig. 2) of the ionization current, circuit 7 of forming the increment of amplitudes This is a proportional ionization current, and a control circuit switching circuit, which is a narrow trigger 8, a control signal generation circuit 9, which has a depletion circuit 10 and a mixture enrichment circuit II, and a regulator 12 (
Орган 12 регулирования может быть выполнен в виде клапана-дозатора (см. фиг. 4), регулирующего подачу ‘дополнительного воздуха во всасывающий коллектор карбюраторного двигателя внутреннего сгорания, и содержит электромагнитные клапаны (ЭМК) 13 и 14, диафрагму 15, пружину 16, камеру 17 дозатора и золотник 18.The control body 12 can be made in the form of a metering valve (see Fig. 4) regulating the supply of additional air to the intake manifold of a carburetor internal combustion engine, and contains solenoid valves (EMC) 13 and 14, a diaphragm 15, spring 16, chamber 17 dispenser and spool 18.
Система 4 поиска (см. фиг. 5) содержит мультивибратор 19 поиска зоны регулирования, одновибратор 50 20, схему 21 формирования разности амплитуд, схему 22 запрета и разрешения поиска зоны регулирования, схему 23 запрета и разрешения прохождения импульсов зажигания, схему 55The search system 4 (see FIG. 5) contains a multivibrator 19 for searching the control zone, a single vibrator 50 20, an amplitude difference forming circuit 21, a circuit 22 for inhibiting and enabling the search for a control zone, a circuit 23 for blocking and enabling ignition pulses, circuit 55
24 запрета и разрешения прохождения импульсов разности амплитуд,триггер24 prohibition and resolution of the passage of pulses of amplitude difference, trigger
25 широкого строба, инвертор 26 импульсов запрета, инвертор 27.25 wide strobe, inverter 26 inhibit pulses, inverter 27.
В состав системы 5 поддержания максимальной амплитуды входит схема 6 обострения, схема 7 формирования разности амплитуд, триггер 8 узкого , строба переключения цепей управления^ схема 28 разрешения включения триггера 8 узкого строба, схема 29 запрета и схема 30 дифференцирования фронтов импульса узкого строба с разд е ль ными вход ами.The system of maintaining the maximum amplitude includes the aggravation circuit 6, the amplitude difference forming circuit 7, the narrow trigger 8, the control switching strobe ^ the trigger resolution switching-on circuit 28 of the narrow strobe, the ban circuit 29 and the narrow strobe pulse differentiation circuit 30 with a section the entrance of s.
Схема 9 формирования сигнала управления имеет стробируемый каскад 31 и усилитель 32 тока цепи 10 клапана 14, стробируемый каскад 33 и усилитель 34 тока цепи 11 клапана ·The control signal generation circuit 9 has a gated cascade 31 and an amplifier 32 of the current of the circuit 10 of valve 14, a gated cascade 33 and the amplifier 34 of the current of the circuit of valve 11 ·
13. Работа системы 4 и схемы 9 показана на фиг. 6, а работа системы 5 на фиг. 7.13. The operation of system 4 and circuit 9 is shown in FIG. 6, and the operation of system 5 in FIG. 7
1 ' ' ’one ' ' '
Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.
Во время действия сигнала управления в цепи 10 обеднения смеси клапан 14 обрывает доступ разрежению в системе питания двигателя в камеру 17, пружина 16 сжимается, и золотник 18 вместе с диафрагмой 15 передвигается, увеличивая доступ дополнительного атмосферного воздуха во всасывающий коллектор, обеспечивая обеднение смеси. Положение золотника 18 сохраняется до прихода следующего сигнала управления, а значит сохраняется' и состав смеси при отсутствии других воздействий на систему питания.During the operation of the control signal in the chain 10 depletion of the mixture, the valve 14 cuts off access to the vacuum in the engine power supply system to the chamber 17, the spring 16 is compressed, and the spool 18 together with the diaphragm 15 moves, increasing the access of additional atmospheric air to the intake manifold, ensuring the leanness of the mixture. The position of the spool 18 is maintained until the next control signal arrives, and therefore the composition of the mixture is preserved in the absence of other effects on the power system.
При поступлении сигнала управления из цепи 11 обогащения клапан 13 на время действия сигнала пропускает в камеру 17 клапана дозатора атмосферное давление, оказывая на дозатор воздействие, противоположное описанному выше, т.е. обогащая· смесь.When a control signal is received from the enrichment circuit 11, the valve 13 for the duration of the signal passes atmospheric pressure into the chamber 17 of the metering valve, exerting the opposite effect on the dispenser, i.e. enriching · mixture.
Сигналы управления имеют разный характер в зависимости от режимов работы. В процессе поиска зоны регулирования в качестве сигналов управления клапаном используются импуль-. сы напряжения зажигания с датчика 2, После завершения поиска зоны регулирования появляются импульсы тока ионизации и сигнал управления формируется как разность между амплитудами этого тока за предыдущий и последующий рабочие циклы двигателя. Причем обеспечивают, чтобы разность между амплитудами последующего и предыдущего импульсов была положительной, т.е. чтобы амплитуда по следующего4 импульса была бы большеThe control signals have a different character depending on the operation modes. In the process of searching for the regulation zone, pulse- signals are used as valve control signals. When the search for the control zone is completed, the ionization current pulses appear and the control signal is generated as the difference between the amplitudes of this current for the previous and subsequent engine operating cycles. Moreover, it is ensured that the difference between the amplitudes of the subsequent and previous pulses is positive, i.e. so that the amplitude of the next 4 pulses would be greater
5 1188355 ' 65 1188355 '6
амплитуды предыдущего. Сигналы управления поступают на вход цепей управления схемы 9 формирования сигналов управления. Цепи 10 и 11 управления нормально заперты по входу и опираются стробирующими импульсами, причем эти импульсы поступают либо в Одну, либо в другую цепь.amplitudes of the previous one. The control signals are fed to the input of the control circuits of the control signal generation circuit 9. The control circuits 10 and 11 are normally locked at the entrance and rely on gating pulses, and these impulses enter either One or the other.
Ниже более подробно описана работа электронных схем, обеспечивающих подачу сигналов на цепи 10 и II управления обеднением и обогащением.The operation of electronic circuits that provide signals to the chains 10 and II of the control of depletion and enrichment is described in more detail below.
При включенном устройстве постоянно работает симметричный мультивибратор 19 поиска, на выходе которого периодически чередуются положительные и отрицательные импульсы . Пока система поиска не вошла в зону регулирования, ток ионизации отсутствует, никаких запретов нет, триггер 25 широкого строба беспрепятственно запускается фронтами импульса мультивибратора 19 (см. график д на фиг,. 6) и повторяет, его колебания (см. график ж, фиг. 6)ζ вырабатывая напряжение - ишс импульса напряжения ;Широкого строба. Если триггер оказывается "вначале в положении, пока•занном на графике, то он подготавливает к открытию стробируемый каскад 31 цепи обеднения смеси поступающим на ее вход положительным напряжением. В это время (до момента ΐ,) схема 23 открыта и импульсы напряжения зажигания и5, показанные на графике г фиг. 6, поступают в виде сигналов управления , на вход каскада 31, открывая его и воздействуя через усилитель 32 на клапан 14. Благодаря этому коэффициент об избытка воздуха до момента Ъ, возрастает под влиянием импульсов напряжения зажигания (см. графики в, г, з и.к на фиг . 6 ).When the device is turned on, a symmetric multivibrator 19 of the search constantly operates, the output of which periodically alternates positive and negative pulses. While the search system has not entered the control zone, there is no ionization current, there are no prohibitions, the wide strobe trigger 25 is freely triggered by the pulse fronts of the multivibrator 19 (see graph d in FIG. 6) and repeats its oscillations (see graph g, fig 6) ζ producing voltage - and shs voltage pulse; Wide strobe. If the trigger turns out to be “in the position as shown on the graph,” it prepares for opening the gated cascade 31 of the depletion circuit with a positive voltage supplied to its input. At this time (up to time,) the circuit 23 is open and the ignition voltage pulses and 5 , shown in the graph of Fig. 6, come in the form of control signals to the input of the cascade 31, opening it and acting through the amplifier 32 on the valve 14. Due to this, the coefficient of excess air up to time b increases under the influence of ignition voltage pulses (see gra iki, d, IK of Fig. 6).
Амплитуда возникающего тока ионизации в момент времени определяется проекцией точки А на графике в фиг, 6 на вертикальную ось об переносом полученного значения на горизонтальную ось (графика а),, из которого Iвосстанавливается перпендикуляр до пересечения его с зависимостью ит(I) ; от об в :точке А1, соответствующей не-., которому значению А на графике б А см7 построение при помощи штриховых: . линий)'. Появление импульсов тока Ионизации вызывает срабатывание од(новибратора 20, который своим отрицательным импульсом иоБ (см. графикThe amplitude of the arising ionization current at the moment of time is determined by the projection of point A on the graph in FIG. 6 onto the vertical axis about transferring the obtained value to the horizontal axis (graph a) from which I recovers the perpendicular to the intersection with the dependence and m (I); from about to: point А 1 , corresponding to non-, to which the value of A on the graph b A cm7 is plotted with the help of the stroke:. lines) '. The appearance of Ionization current pulses triggers an ode (Novibrator 20, which with its negative impulse and OB (see graph
е, фиг. 6) запирает, во-первых,схему 23, чем предотвращает поступление на каскад 31 импульсов напряжения зажигания, и во-вторых, схему 22 5 предотвращая .воздействие мультивибратора 19 на триггер 25.e, fig. 6) locks, firstly, the circuit 23, which prevents the ignition voltage to be supplied to the cascade 31, and secondly, the circuit 22 5 prevents the influence of the multivibrator 19 on the trigger 25.
Так как длительность импульса одновибратора выбирают такой, чтобы она во всех случаях была не меньше вре10 мени поиска максимальной амплитуды начиная с момента появления тока ионизации, то на это время, во-первых, предотвращается поступление на схему формирования сигнала управле15 ния импульсов напряжения зажигания, и, во-вторых, любые изменения полярности импульса мультивибратора 19 не приводят’ к переключению цепей упк равления. Последнее отмечено в-мом·’Since the pulse duration of the single vibrator is chosen such that in all cases it is not less than the time of searching for the maximum amplitude since the onset of the ionization current, at this time, first, the impulse voltage of the ignition voltage is prevented from entering the control signal generation circuit, and Second, any changes polarity of the pulse of the multivibrator 19 does not cause 'to switching circuit pack to a systematic way. The latter is noted in the item · '
20 мент ΐ2, когда опрокидывание мультивибратора 19 не приводит к опрокидыванию триггера. На время действия импульса одновибратора 20, т.е. начиная с момента ΐ(, поступает разре25 шение на схему 24 на прохождение разности (приращения) амплитуд импульса напряжения, пропорционального импульсу тока ионизации ит(1). Эта разность формируется так: замеряют ам30 плитуду импульса, запоминают ее значение в виде опорного напряжения иоп до следующей амплитуды и сравнивают значение этой амплитуды с опорным напряжением ивп (см. график б,фиг.б).20 ment ΐ 2 , when the rollover of the multivibrator 19 does not lead to the rollover of the trigger. For the duration of the pulse of the one-shot 20, i.e. starting from the moment ΐ ( , the resolution goes to the circuit 24 to pass the difference (increment) of the amplitudes of the voltage pulse proportional to the ionization current pulse and m (1). This difference is formed as follows: measure the pulse amplitude, remember its value as a reference voltage and op to the next amplitude and compare the value of this amplitude with the reference voltage and vp (see graph b, fig.b).
На фиг. 6 принята идеализирующая посылка, согласно которой флюктуация состава смеси и тока ионизации отсутствуют. Ниже будет введена соответствующая поправка.FIG. 6, an idealizing premise was adopted, according to which the fluctuation of the mixture composition and ionization current is absent. Below will be a corresponding amendment.
С момента сигнал управления формируют по разности амплитуд. По- ступивший через схему 24 на вход каскада 31 в момент ΐ, первый сигнал разности, преобразованный в сигнал управления (график з, фиг. 6), приведет к дальнейшему обеднению см£си, т.е. к изменению об в сторону стехиометрического значения. Поэтому последующие разности амплитуд будут положительными (график з, фиг. 6), коэффициент избытка воздуха(графики в, к, фиг. 6) и амплитуды тока ионизации (график б, фиг. 6) продолжают возрастать.From the moment the control signal is formed by the difference of the amplitudes. The first difference signal, converted into a control signal (plot h, fig. 6), entered through the circuit 24 at the input of the cascade 31 at the moment, will lead to further depletion cm £ si, i.e. to change about in the direction of the stoichiometric value. Therefore, subsequent amplitude differences will be positive (graph h, fig. 6), excess air coefficient (graphs c, c, fig 6) and amplitudes of the ionization current (graph b, fig 6) continue to increase.
В момент амплитуда тока ионизации достигает максимума, а значение !At the moment the amplitude of the ionization current reaches a maximum, and the value!
сб· - единицы. С этого момента необхо-,Sat · - units. From now on,
димо перейти к режиму· поддержанияDimo switch to maintenance mode
7 - 1188355 ' »7 - 1188355 ''
максимальной амплитуды, осуществляемому системой 5.maximum amplitude implemented by the system 5.
Если в момент включения системы , импульс мультивибратора 19 и соответственно триггера 25 окажется от- 5If at the moment the system is turned on, the pulse of the multivibrator 19 and, accordingly, the trigger 25 will be 5
рицательным (момент , графики д,negative (time, graphics d,
•ж, фиг. 6), то он подготавливает к открытию стробируемый каскад 33 цепи обогащения смеси поступающим на его вход отрицательным напряжени- Ю ем.• W, FIG. 6), he prepares for opening the gated cascade 33 of the mixture enrichment circuit with negative voltage Yu.
С момента 1ц и до момента. схема 23 открыта и импульсы напряжения зажигания, предварительно инвертируемые инвертором 27, поступа- 15 ют в виде отрицательных импульсов на вход каскада 33, открывая его и воздействуя· через усилитель 34 на клапан 13, Благодаря этому коэффициент об с момента ΐ4- и до момента 20 Ъ5 убывает под влиянием импульсов напряжения зажигания (графики в, г, и, к, фиг. 6). В момент амплитуда появляющегося напряжения, пропорционального току ионизации, соответ- 25From the moment 1ts to the moment. The circuit 23 is open and the ignition voltage pulses, which are pre-inverted by the inverter 27, arrive in the form of negative pulses at the input of the cascade 33, opening it and acting through the amplifier 34 on the valve 13. Due to this, the coefficient about from moment 4 to the moment 20 b 5 decreases under the influence of ignition voltage pulses (graphs c, d, and, k, Fig. 6). At the moment, the amplitude of the appearing voltage, proportional to the ionization current, corresponds to 25
//
ствует точке Б на левой ветви зависимости ит(1) от об (график а, фиг. 6). С этого момента снова запускается одновибратор 20 и повторя„ются процессы, описанные выше, с 30point B on the left branch of the dependence of m and t (1) on ob (graph a, fig. 6). From this moment, the one-shot 20 is started again and the processes described above are repeated from 30
той разницей, что открывается каскад 33 импульсами, полученными по разности амплитуд со схемы 24, но предварительно инвертируемыми инвертором 27. 35the difference is that the cascade is opened with 33 pulses, obtained from the difference of amplitudes from the circuit 24, but pre-inverted by the inverter 27. 35
Таким образом, в первом рассмо'гренном случае система обеспечивает поиск максимальной амплитуды·, соответствующей об =1, путем обеднения, а во втором случае - путем обогаще- 40 ния смеси.Thus, in the first considered case, the system provides the search for the maximum amplitude, corresponding to r = 1, by depletion, and in the second case, by enriching the mixture.
Работа системы 5 поддержания максимальной амплитуды (см. фиг. 5) иллюстрируется графиками на фиг. 7, причем зависимость а амплитуд напря- 45 жения, пропорционального току ионизации, от об построена в соответствующем масштабе с учетом обострения амплитудной характеристики (см. фиг. 2). Здесь также предполагается, 50 что флюктуации состава смеси и амплитуды тока ионизации отсутствуют.The operation of the system for maintaining the maximum amplitude 5 (see FIG. 5) is illustrated by the graphs in FIG. 7, moreover, the dependence of and the amplitudes of the voltage proportional to the ionization current, from about is built at the appropriate scale, taking into account the exacerbation of the amplitude characteristic (see Fig. 2). It is also assumed here 50 that fluctuations in the mixture composition and amplitudes of the ionization current are absent.
Для того, чтобы получить сигнал на переход от режима поиска зоны регулирования к режиму поддержания максимальной амплитуды, т.е. на переход системы поиска к системе поддержания максимальной амплитуды, используют балансную схему 28 разрешения включения триггера 8 узкого строба. На один из входов схемы 28 поступает сигнал от датчика 3 тока ионизации, на другой из входов сигнал от схемы 21 формирования разности амплитуд. До тех пор, пока на входы схемы 28 не поступает никаких сигналов или поступают как сигнал тока ионизации, так и сигнал разности амплитуд, напряжение на выходе схемы равно нулю. При исчезновении сигнала разности амплитуд, но при сохранении тока ионизации на выходе схемы 28 возникает напряжение, используе-. мое как сигнал разрешения включения триггера 8 узкого строба. Необходимо заметить, что при регулировании в процессе поддержания максимальной амплитуды разность амплитуд может быть и не равна нулю, поскольку при этом осуществляются некоторые изменения об. Однако зона регулирования при использовании обостренной характеристики довольно узкая и следует оговорить, что схема 28 не должна реагировать на получающиеся при этом небольшие разности амплитуд, поступающие со схемы 21.In order to receive a signal for the transition from the search mode of the control zone to the mode of maintaining the maximum amplitude, i.e. on the transition of the search system to the system of maintaining the maximum amplitude, use the balanced scheme 28 of enabling the trigger 8 of the narrow strobe. The signal from the ionization current sensor 3 is fed to one of the inputs of the circuit 28, and the signal from the amplitude difference forming circuit 21 to the other of the inputs. As long as no signal arrives at the inputs of circuit 28 or both the ionization current signal and the amplitude difference signal arrive, the voltage at the circuit output is zero. With the disappearance of the signal of the difference of the amplitudes, but with the preservation of the ionization current at the output of the circuit 28, a voltage arises, using-. mine as a trigger signal enable trigger 8 narrow gate. It should be noted that when regulating in the process of maintaining the maximum amplitude, the difference of the amplitudes may not be equal to zero, since in this case some changes are made about. However, the control zone when using the aggravated characteristic is rather narrow and it should be stipulated that the circuit 28 should not react to the small amplitude differences resulting from the circuit 21.
При включении триггера 8 узкого строба запираются схемы 22, 23, 24 сигналом, поступающим на эти схемы . либо непосредственно с триггера 8, либо через инвертор 26, чем предотвращается поступление в схему формирования сигнала -управления как сигналов с датчика 2, так и сигналов · со схемы 21 формирования разности амплитуд, а также прекращается доступ на триггер 25 широкого строба управляющего воздействия мультивибратора 19. Вместо этого на триггер 25 поступают сигналы с триггера 8, причем первый дублирует состояние второго.When the trigger 8 of the narrow strobe is turned on, the circuits 22, 23, 24 are locked by a signal arriving at these circuits. either directly from trigger 8, or via inverter 26, which prevents the control signal from entering both the signal from sensor 2 and signals from the amplitude difference forming circuit 21, and also the trigger 25 of the wide control strobe of the multivibrator 19 is terminated Instead, the trigger 25 receives signals from trigger 8, the first duplicating the state of the second.
Пусть работа системы поддержания максимальной амплитуды начинается с момента времени и состояние системы в этот момент соответствует точке В на левой части зависимости ит(1) от об (график а, фиг. 7).Let the system of maintaining the maximum amplitude begin at the moment of time and the state of the system at this moment corresponds to point B on the left side of the dependence and t (1) on about (graph a, Fig. 7).
Если триггер 8 и триггер 25 случайно в этот момент перебрасываются в требуемое состояние, то отрицательным напряжением стробируется каскад 33 цепи 11. В этом случае в указан-.If trigger 8 and trigger 25 are accidentally transferred to the required state at that moment, then cascade 33 of circuit 11 is gated with a negative voltage. In this case, the indicated is.
,ный момент времени дифференцирует- .The moment of time differentiates -.
: ся отрицательный фронт импульса узкого строба триггера 8 (графики е: negative edge of the pulse narrow gate trigger 8 (graphics e
9 1188355 Ю9 1188355 U
и ж, фиг, 7) и полученный в резупь- . тате 5того отрицательный импульс поступает на вход стробируемого каскада 33 в качестве сигнала управления ϋ(| (график и, фиг. 7). Поэтому будет 5 происходить обогащение смеси, т.е. убывание об (график в, фиг. 7) и возрастание амплитуды напряжения, пропорционального току ионизации. В связи с этим схема 7 формирования раз- Ю ,ности амплитуд будет вырабатывать разность положительного знака, инвертируемую инвертором 27 до тех пор, пока амплитуда импульса не достигнет в момент величины, весьма близкой к максимуму (точка Г на графике а, фиг. 7). В этом состоянии еще может возникнуть положительная разность амплитуд и система мо20and g, fig, 7) and obtained in rezup-. On the 5th of this, a negative impulse arrives at the input of the gated cascade 33 as a control signal ϋ (| (graph, Fig. 7). Therefore, the mixture will be enriched, i.e. a decrease in v (graph, fig. 7) and an increase in amplitude voltage proportional to the ionization current. In this connection, the amplitude difference amplification circuit 7 will produce the difference of the positive sign inverted by inverter 27 until the pulse amplitude reaches a value very close to the maximum at the moment (point D on the graph a, fig. 7). In this state There may still be a positive difference in amplitudes and a system of
жет в этот, момент перейти в состояние, отмеченное на графике а точкой Д на правой ветви зависимости и (I) о т о(, вблизи об = 1 . В -этом состоянии система могла бьг'находиться. сколь угодно долго, например в момент ΐ8 и Ъ9, поскольку разность амплитуд, а значит и величина сиг- · нала управления равны нулю.at this moment, go to the state marked on the graph a by point D on the right branch of the dependence and (I) o t o (, near ob = 1. In this state, the system could be found for an arbitrarily long time, for example, at ΐ 8 and b 9 , since the difference of the amplitudes, and hence the magnitude of the control signal, is equal to zero.
Однако любое стороннее возмущение выведет систему из этого состояния и она снова начнет регулировать состав смеси. Пусть, например, в момент времени Ъ,о состав смеси внезапно изменился в сторону ее обогащения и соответствует точке Е* на 35 графике а, фиг. 7. Амплитуда импульса при этом уменьшится, и схема 7 формирования разности выработает отрицательный импульс (график д, фиг. 7). Под влиянием этого импуль- 40 са произойдет опрокидывание триггера 8 и триггера 25, вместо каскада 33 будет стробирован каскад 31 цепи обеднения смеси. Одновременно фронт импульса триггера 8 дифферен- 45 цируется схемой 30 и положительный импульс, полученный в'результате дифференцирования (график ж), поступает в качестве сигнала управления на вход каскада 31((график з), обед- 50 няя смесь. Поэтому амплитуда следующего импульса напряжения, пропорционального току ионизации, будет больше предыдущей, и схема 7 выработает положительный сигнал. Далее будут 55 повторяться те же процессы, что и при обогащенной смеси, но состав смеси по л стремится к 1 со стороны бо.гатой смеси путем ее обеднения.However, any outside disturbance will bring the system out of this state and it will again begin to regulate the composition of the mixture. Let, for example, at the moment of time b, the composition of the mixture suddenly changed in the direction of its enrichment and corresponds to the point E * on chart 35 a, FIG. 7. The pulse amplitude will decrease, and the difference forming circuit 7 will generate a negative pulse (graph d, fig. 7). Under the influence of this impulse, the trigger 8 and the trigger 25 will overturn, instead of the cascade 33 a cascade 31 of the mixture depletion circuit will be gated. At the same time, the front of the pulse of trigger 8 is differentiated by circuit 30 and the positive pulse obtained as a result of differentiation (graph g) is fed as a control signal to the input of cascade 31 ((graph h), the final mixture. Therefore, the amplitude of the next pulse the voltage proportional to the ionization current will be higher than the previous one, and the circuit 7 will generate a positive signal.Further, the same processes will be repeated as in the enriched mixture, but the composition of the mixture in l tends to 1 from the side of the blended mixture by its depletion.
В случае выхода устройства из зо!ны поддержания максимальной амплитуды через схему 28 разрешения будет подана команда на отключение триггера 8 узкого строба, запреты на схемы 22, 23 и 24 со стороны этого триггера будут сняты, и устройство возобновит работу либо в той, либо в другой зоне.If the device leaves the zone of maintaining the maximum amplitude, the permission command 28 will be sent to turn off the trigger 8 of the narrow gate, bans on the circuits 22, 23 and 24 from the side of this trigger will be removed, and the device will resume operation either in this or in another zone.
Для того, чтобы система поддержания максимальной амплитуды не мешала работе системы поиска зоны регулирования и максимальной амплитуды', вырабатываемые в течение всего времени работы устройства сигналы схемы 7 формирования разности амплитуд не пропускаются в цепи управления, так как с момента появления импульсов тока ионизации и до момента включения системы поддержания амплитуды импульсы одновибратора 20 включают схему запрета 30.In order for the system to maintain the maximum amplitude does not interfere with the operation of the search zone control system and the maximum amplitude ', the signals of the amplitude difference forming circuit 7 generated during the entire device operation time are not passed through the control circuit, since from the onset of the ionization current pulses to enabling the system to maintain the amplitude of the pulses of the one-shot 20 include a prohibition scheme 30.
Выше было отмечено, что при описании работы устройства была допущена идеализация, при которой не учитывалась возможность и вероятность флюктуаций состава смеси и величин амплитуды импульсов тока ионизацииIt was noted above that when describing the operation of the device, an idealization was allowed, which did not take into account the possibility and probability of fluctuations of the mixture composition and the amplitudes of the pulses of the ionization current
в процессе регулирования.*in the process of regulation. *
<<
Для того, чтобы избежать возможных при этом погрешностей и срывов процес-ι са регулирования в схемах 7 и 21 формирования разности амплитуд, предусматривают усреднение амплитуд не менее трех очередных импульсов и получение разности усредненных величин.In order to avoid possible errors and breakdowns of the regulation process in circuits 7 and 21 of the formation of the amplitude difference, the amplitudes of at least three successive pulses are averaged and the difference of averaged values is obtained.
Рассмотрение графиков на фиг.1,Consideration of the graphs in figure 1,
2, 6 и 7 и устройств по фиг. 3, 4 и 5 показывает, что осуществляется способ стабилизации стехиометрического состава смеси в двигателе внутреннего сгорания путем регулирования состава смеси по параметру, характеризующему процесс сгорания, в каче-.^ стве которого Используют величину тока ионизации, а регулирование осуществляют по максимальному значению амплитуды этого тока.2, 6 and 7 and the devices of FIG. 3, 4 and 5 shows that a method is being implemented to stabilize the stoichiometric composition of the mixture in an internal combustion engine by adjusting the composition of the mixture according to the parameter characterizing the combustion process, which uses the value of the ionization current, and the regulation is carried out according to the maximum amplitude of this current .
Устройство для осуществления этого способа, схематично представленное на фиг. 3 и описанное выше, предусматривает стабилизацию стехиометрического состава смеси по токам ионизации заряда одного цилиндра, поэтому ее применение возможно в одноцилиндровом двигателе ив системе с впрыском в каждый цилиндр двигателя при многоцилиндровом его испол11A device for implementing this method, schematically represented in FIG. 3 and described above, provides for the stabilization of the stoichiometric composition of the mixture according to the ionization current of the charge of one cylinder; therefore, it can be used in a single-cylinder engine in a system with injection into each engine cylinder with its multi-cylinder 11
нении. Для многоцилиндрового двигателя описанное выше устройство по фиг. 3 должно применяться для каждо1188355'nenii. For a multi-cylinder engine, the device described above in FIG. 3 must be applied for every 1188355 '
1212
го из цилиндров в отдельности, т.е. должно быть столько одинаковых авто номных устройств,сколько цилиндров.from cylinders separately, i.e. there must be as many identical autonomous devices as there are cylinders.
4 Цр)4 CR)
(δ) / /(δ) / /
\ с\ with
ΥΥ
кto
\\
\\
Ψΐί2.2Ψΐί2.2
1 1883551 188355
11883551188355
1 1883551 188355
Фия.6Fiya.6
11883551188355
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833644769A SU1188355A1 (en) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | Method of stabilizing stoichiometric composition of fuel-air mixture in internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833644769A SU1188355A1 (en) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | Method of stabilizing stoichiometric composition of fuel-air mixture in internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1188355A1 true SU1188355A1 (en) | 1985-10-30 |
Family
ID=21082713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU833644769A SU1188355A1 (en) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | Method of stabilizing stoichiometric composition of fuel-air mixture in internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1188355A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996022458A1 (en) * | 1995-01-18 | 1996-07-25 | Mecel Ab | Method and system for controlling combustion engines |
-
1983
- 1983-09-22 SU SU833644769A patent/SU1188355A1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996022458A1 (en) * | 1995-01-18 | 1996-07-25 | Mecel Ab | Method and system for controlling combustion engines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4251989A (en) | Air-fuel ratio control system | |
| SU531492A3 (en) | Spark ignition internal combustion engine power system | |
| US3960118A (en) | Air-fuel ratio adjusting device in an internal combustion engine having a carburetor | |
| US4271811A (en) | Feedback control of exhaust gas recirculation based on combustion condition | |
| US4178883A (en) | Method and apparatus for fuel/air mixture adjustment | |
| US3952710A (en) | Air-fuel ratio control system for internal combustion engines | |
| GB1509075A (en) | Process and device for regulating the operational behaviour of an internal combustion engine | |
| GB1523512A (en) | Closed loop air-fuel ratio control system for use with internal combustion engine | |
| US4372270A (en) | Method and apparatus for controlling the composition of the combustible mixture of an engine | |
| US4223644A (en) | Method and apparatus for controlling operational variables of an internal combustion engine | |
| GB1484766A (en) | Air-fuel mixture control apparatus for carburetted internal combustion engines | |
| GB1590342A (en) | Method and apparatus for the determination of operating parameters in an internal combustion engine | |
| US4089311A (en) | Fuel supply system for internal combustion engines | |
| US4408588A (en) | Apparatus for supplementary fuel metering in an internal combustion engine | |
| US4103695A (en) | Method of and device for controlling solenoid operated flow control means | |
| GB1386429A (en) | Systems for regulating the air to fuel ratio of the mixture supplied to an internal combustion engine | |
| GB1429351A (en) | Systems for regulating the mass ratio of the fuel/air mixture of internal combustion engines | |
| US4003350A (en) | Fuel injection system | |
| US4370960A (en) | Engine speed control system | |
| US4363209A (en) | Air-fuel control method and apparatus for internal combustion engine | |
| GB1503178A (en) | Method and apparatus to control air/fuel ratio of the mixture applied to an internal combustion engine | |
| GB1431694A (en) | Systems for regulating the fuel/air mixture for an internal combustion engine | |
| US4356797A (en) | System for controlling air-fuel ratio | |
| US4173952A (en) | Closed-loop mixture control system for an internal combustion engine with improved response characteristic to idling condition | |
| US4485625A (en) | Control means for internal combustion engines |