Рис. 1. Схема контроллера ЦСЗ: 1 - ДНО; 2 - ДУИ; 3 - устройство формирования угловых интервалов; 4 - ГВЧ; 5 - счетчик импульсов ГВЧ; 6 - ППЗУ 1; 7 - блок сравнения; 8 - устройство формирования сигнала С3; 9 - устройство формирования сигнала РК; 10 - счетчик импульсов ДУИ; 11 - ППЗУ2; 12 - АЦП сигнала датчика давления (вакуума); 13 - устройство формирования промежуточного опорного импульса; 14 - датчик (давления) вакуума, встроенный в контроллер; 15 - датчик давления; 16 - датчик температуры; 17 - формирователь цифрового сигнала датчика температуры
Информацию, необходимую для определения частоты вращения и положения коленчатого вала двигателя контроллер получает от ДУИ и ДНО.
Диаграммы работы контроллера ЦСЗ по углу ср поворота коленчатого вала, для двух значений частоты вращения коленчатого вала n1 и n2 (n2 > n1) приведены на рис. 2. В данном случае угловые интервалы в серии импульсов ДУИ при изменении частоты вращения коленчатого вала и остаются неизменными (рис. 2, а), а интервалы между импульсами, поступающими от ГВЧ, при росте n увеличиваются (рис. 2, в). Поэтому число импульсов ГВЧ, заполняющих фиксированный угловой интервал φ0 (рис. 2, г и д) будет меньшим. Положение интервала φ0 устройство 3 (см. рис. 1) определяет подсчетом числа сигналов ДУИ с момента поступления сигнала ДНО (см. рис. 2, 6).
Рис. 2. Диаграммы работы контроллера ЦСЗ: а - импульсы ДУИ; б - импульсы ДНО; в - импульсы ГВЧ для измерения скоростного режима двигателя; г - фиксированный угловой интервал сро; д - серия импульсов ГВЧ за угловой интервал φ0; е - импульсы ГВЧ для измерения степени вакуума во впускном трубопроводе; ж - интервал измерения степени вакуума; з - серия импульсов ГВЧ за временной интервал t0; и - импульсы момента искрообразования; к - импульс сигнала СЗ; л - импульс сигнала РК; Т - время между сигналами РК
Число импульсов, записанных в счетчик 5 (см. рис. 1) за угловой интервал φ0, представляет собой двоичный код скоростного режима двигателя, который при появлении разрешающего сигнала от устройства 3 подается на адресные входы ППЗУ1 и ППЗУ2. На адресные входы ППЗУ1 от формирователя 11 цифрового сигнала датчика температуры поступает также код числа импульсов, соответствующих тепловому состоянию двигателя (код определяет два состояния двигателя — до и после прогрева).
В ППЗУ1 и ППЗУ2 хранится информация о значениях оптимального УОЗ θопт для различных сочетаний скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя. Значения угла θопт, выраженные в двоичном коде, заносятся в ППЗУ по данным таблиц, представляемых разработчиками или изготовителями двигателя.
Цифровой код информации о нагрузке двигателя от датчиков давления (вакуума) 14 и 15 формируется АЦП 12 путем подсчета импульсов ГВЧ в течение временного интервала /0 (см. рис. 2, ж), длительность которого зависит от степени вакуума во впускном трубопроводе.
Информация от АЦП 12 (см. рис. 1) на адресные входы ППЗУ1 и ППЗУ2 подается в угловом интервале от момента появления промежуточного опорного импульса, формируемого устройством 13 через 180° поворота коленчатого вала после сигнала ДНО, до начала интервала максимального УОЗ 0тах (см. рис. 2, з) устройством формирования угловых интервалов.
На выходе ППЗУ 1 кодовой комбинации на его адресных входах соответствует двоичный код оптимального УОЗ θопт для текущего скоростного режима работы с учетом нагрузки и теплового состояния двигателя. Цифровой комбинации на адресных входах ППЗУ2 на его выходах соответствует требуемая коррекция УОЗ (угол θкор) относительно максимального значения УОЗ θmax. Кодовая комбинация угла θкор коррекции поступает в счетчик 10 (см. рис. 1) и записывается в нем при поступлении разрешающего сигнала от устройства 3 в начале УОЗ (см. рис. 2, з). Одновременно счетчик 10 (см. рис. 1) начинает подсчет импульсов ДУИ. Число импульсов ДУИ, которое накапливается в счетчике 10, сравнивается с кодовой комбинацией ППЗУ1 в блоке сравнения 7. На выходе блока 7 вырабатывается импульс управления моментом искрообразования (см. рис. 2, и), положение которого по углу поворота коленчатого вала соответствует оптимальному УОЗ.
Кроме импульсов момента искрообразования контроллер ЦСЗ формирует также импульсы сигнала зажигания СЗ и сигнала разделения каналов РК (рис. 2, к и л). Сигнал СЗ, формируемый устройством 8 (см. рис. 1), аналогичен сигналу датчика Холла, поэтому к выводу СЗ контроллера ЦСЗ может быть подсоединен одноканальный коммутатор 36.3734 бесконтактной системы зажигания с регулируемым временем накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания. Сигнал РК формируется устройством 9 по информации, получаемой от устройства формирования промежуточного опорного импульса 13 и с выхода блока сравнения 7, и используется для организации низковольтного статического распределения вторичного напряжения по свечам зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров четырехтактного четырехцилиндрового двигателя.
Сигнал СЗ основного блока 1 (рис. 3) регулирования времени накопления энергии и силы тока в катушке зажигания подается на входы двух логических элементов И 2 и 3 схемы управления двухканальным коммутатором с помощью сигнала РК. Прохождение сигнала СЗ по каждому из каналов зависит от наличия на всех входах соответствующего логического элемента И сигналов логической единицы. Сигнал РК подается на вход одного логического элемента И непосредственно, а на вход другого — через инвертор, чем обеспечивается попеременное включение каналов.
Рис. 3. Схема двухканального коммутатора ЦСЗ: 1 - блок регулирования времени накопления энергии и силы тока в катушке зажигания; 2, 3 - логические элементы И первого и второго каналов; 4 - инвертор
Двухканальные коммутаторы
На базе коммутатора 36.3734 был разработан коммутатор 42.3734 (рис. 4), имеющий дополнительный управляющий вход для сигнала РК и двухканальный выход. По принципу управления периодом накопления энергии коммутатор 42.3734 полностью аналогичен коммутатору 36.3734 и содержит те же функциональные узлы. Основное отличие заключается в наличии двух выходных усилительных каскадов (VT4, VT6 и VT5, VT7), управляющих работой выходных транзисторов VT8 и VT9. Выходные каскады, в свою очередь, управляются сигналом РК контроллера через схему разделения каналов коммутатора посредством ключевого каскада на транзисторе VT2.
Рис. 4. Двухканальный коммутатор 42.3734
Выходные транзисторы коммутируют токи в первичных обмотках катушек зажигания КЗ: 1, КЗ: 4 и КЗ: 2, КЗ: 3 соответственно первого и четвертого, второго и третьего цилиндров. Процесс управления искро-образованием по первому и второму каналам аналогичны.
Конструктивно коммутатор 42.3734 выполнен на двух печатных платах: плате А1, на которой размещена операционная часть коммутатора и плате А2 с выходными каскадами. Выходные транзисторы смонтированы на дополнительном радиаторе. Обе платы установлены в корпусе коммутатора одна под другой.
В коммутаторе 42.3734 формируется также сигнал управления тахометром элементами цепи VD14, VD15, R53 и R54.
Двухканальный коммутатор 6420.3734 (рис. 5) выполнен на базе интегральных микросхем L497B, что позволило разместить все элементы, включая силовые транзисторы VT2 и VT3, на одной плате. Коммутатор выполняет те же функции, что и коммутатор 42.3734, и полностью с ним взаимозаменяем. В значительной степени надежность коммутаторов 6420.3734 увеличилась вследствие применения в качестве силовых транзисторов VT2 и VT3 составных транзисторов BU93IZPFI с встроенной схемой защиты от перенапряжений.
Рис. 5. Двухканальный коммутатор 6420.3734
ЦСЗ с двухканальным коммутатором и двумя двухвыводными катушками зажигания 29.3705 на пусковых режимах двигателя обеспечивает вторичное напряжение 20—22 кВ при шунтирующей емкости вторичной цепи Сш=50 пФ, шунтирующем сопротивлении Rш=1 МОм и напряжении на выводах аккумуляторной батареи UАБ=6 В. В рабочем режиме при частоте вращения коленчатого вала 1000 мин-1 можно получить следующие показатели: Сш=50 пФ, Rш=1 МОм и UАБ=12 В (вторичное напряжение составляет 28—30 В), длительность искрового разряда — 1,55—1,65 мс, энергия разряда — 43—47 мДж, скорость роста вторичного напряжения 720—750 В/мкс.
Функция регулирования времени накопления энергии, выполняемая в коммутаторах 36.3734, 3620.3734, 42.3734 и 6420.3734 аналоговым способом, может быть реализована с помощью цифровых функциональных узлов, которые вводятся в состав контроллера ЦСЗ.
Комментарии посетителей