ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ВКЛЮЧЕНИЯ ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТБО ВКЛЮЧЕНИЯ ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в системе з правления преднусковым подогревом двигателей внутреннего сгорания.
Известны устройства для включения нагрузки, содержащие узел управления, коммутационный узел, цепи согласования и обратной связи (1,2).
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является цифровое устройство для включения нагрузки.(2), содержащее генератор тактовых импульсов, дешифратор, делитель частоты, логический элемент ИЛИ, кнопочный пульт, причем выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом делителя частоты,его выход и выход ключа соединены через элемент ИЛИ со входом счетчика, выход которого через депшфратор соединен с кнопочным пультом, его общая шина соединена с запрещающим входом ключа и, кроме того, вывод дешифратора, соответствующий нулевому состоянию счетчика, подключен ко входу сброса делителя частоты и служит выходом устройства.
Известное цифровое устройство включения нагрузки имеет недостатки, состоящие в следзтощем.
1)Для автоматического включения и выключения нагрузки в заданное время в устройстве используется непрограммируемая часовая микросхема с низкой степенью интеграции.
2)Устройство рассчитано на отсчет от одного до девяти одинаковых временных интервалов и включение и выключение одной нагрузки.
Указанные недостатки не позволяют применить известное устройство в системе уравления подогревателем, так как оно не соответствует требоваьшям:
-по возможности перепрограммирования временных интервалов;
-заданию временных интервалов в несколько десятков часов с точностью до одной минуты;
-включению и выключению нескольких нагрузок.
Заявляемая полезная модель направлена на расширение функциональных возможностей цифрового устройства включения подогревателя и снижение его стоимости.
Указанный технический резултат достигается тем, что в известное цифровое устройство, содержащее узел формирования временных рштервалов, связанный первым выводом с «плюсовой вторым выводом с «минусовой « шинами питания, кнопочный пульт, подключенный выходом через первый блок согласования к первому порту ввода-вывода узла согласования временных интервалов, блок транзисторных ключей, подключенный первым входом ко второму порту узла формирования временных интервалов, первый выходной вывод устройства, дополнительно введены регистр сдвига, подключенный первым входом к третьему,вторым входом к четвертому портам узла формирования временных интервалов, блок индикаторов, подключенный четырьмя входами к соответствующим выходам регистра сдвига, пятым входом через второй блок согласования - к первому порту ввода-вывода узла формирования временных интервалов, коммутационный
узел, подключенный первым входом к первому, вторым входом ко второму выходам блока транзисторных ключей, первым выходом - к первому выходному, вторым выходом ко второму выходному выводам устройства, причем узел форлофования времешвих интервалов выполнен в виде программируе мого однокристального микроконтроллера со встроенным таймером, а блок выходных ключей снабжен вторым входом, подключенным к пятому порту узла формирования временных интервалов.
На фиг. 1 представлена схема цифрового устройства включния подогревателя. На фиг. 2 и фиг.З щ)едставлены диа1раммы временных соотношений.
В состав устройства входят следующие элементы. Узел 1 формирования временных интервалов, выполненный в виде программ1фуемого однокристального микроконтроллера со встроенным таймером,подключенный первым выводом через ограничительный резистор к « плюсовой « 2, вторым выводом к «минусовой « 3 шинам питания. Кнопочный пульт 4, подключенный входом через первый блок 5 согласования к первому порту ввода-вывода узла 1 формирования времннных интервалов. Блок 6 транзисторных ключей, подключенный первым и вторым входами соответственно ко второму и пятому портам узла формрфования временных интервалов. Регистр сдвига 7, подключенный первым и вторым входами соответственно к третьему и четвертому портам узла 1 формирования временных интервалов. Блок 8 индикаторов , подключенный четырьмя входами к соответствуюп1;им выходам регистра сдвига 7, пятым входом через второй блок 9 согласования - к первому порту ввода-вывода узла 1 формирования временных интервалов. Коммзт ационный узел 10, в состав которого входят два электромагнитных реле, включенные обмотками соответственно между первым и вторым выходами блока 6 транзисторных ключей и «плюсовой шиной 3 питания, первой и второй парами нормально-разомкнутых контактов между силовым выводом Епит. устройства и его первым 11 и вторым 12 выходными выводами.
ного блока 10, связанные с первым выходным выводом 11 для подключения к нагревателю форсунки и вторым выходным выводом 12 для подключения к подогревателю охлаждающей жидкости, остаются разомкнутыми, а указанные потребители соответственно отюпоченными от силового вьшода питания Епит.
В автоматршеском режиме работы устройства управление потребителями осуществляется в соответствии с временными диаграммами, представленными на фиг. 2. Запуск программы реализации алгоритма управления производится с кнопочного пульта 4, на котором предварительно устанавливается текущее время в часах и минутах и задается время включения подогревателя. В процессе вьшолнения программы по встроенному в микроконтроллер таймеру осуще ствляется изменение содержимого ячеек в соответствии с ходом часов реально го времени. При совпадении текущего и заданного времени запускается алгоритм включения отопителя, по которому в момент времени tl (фиг.2,а) включается нагреватель форсунки. Затем, спустя заданный интервал, в момент времени 12 (фиг.2,6) включается подогреватель охлаждающей жидкости, а нагреватель форсунки вьпслючается (фиг.2,а). Подогреватель охлаждающей жидкости находится во включенном состоянии продолжительное время и выключается в момент времени 13 (фиг.2,6) автоматически.
Управление включением и выключением потребителей производится по сигналам, вырабатьшаемым узлом 1 формирования временных интервалов по второму и пятому портам. Указанные сигналы усиливаются блоком 6 транзисторных ключей и воздействуют на одну или другую обмотки электромагнитных реле коммутационного узла 10, подключающего или отключающего нагреватель форсунки или подогреватель охлаждающей жидкости к силовому выводу питания Епит.
При необходимости длительного подогрева двигателя, превьппающего предусмотренный в программе интервал времени, устройство с кнопочного пульта 4 переводят в полуавтоматический режим работы. В данном режиме управление потребителями осуществляется в соответствии с временными диаграммами, представленными на фиг.З. Запуск программы на отработку данного
жима работы устройства проговодится с кнопочного пульта 4 путем нажатия кнопки подогрева охлаждающей жидкости (на фиг. 1 не показана). При выполнении данной команды в момент времени 11 (фиг.3,а) включается нагреватель форсунки. Спустя заданный интервал времени 11-12 нагреватель форсунки выключается и в момент времени 12 (фиг.3,6) автоматически включается подогреватель охлаждающей жидкости. Вьпслючение подогревателя охлаждающей жидкости осуществляется вручную в любое выбранное время 13 путем нажатия на кнопку сброса (на фиг. 1 не показана) на кнопочном пульте 4.
Так осуществляется включение в заранее заданное время в течение суток с момента запуска или немедленно нагревателя форсунки или подогревателя охлаждающей жидкости.
В указанных автоматическом и полуавтоматическом режимах устройство выполняет предписанные функщш по программам, хранящимся в памяти узла 1 формирования временных интервалов. При этом основную часть времени работает программа, обеспечивающая динамическую ршдикащпо текзтцего или заданного времени. Выбор знакоместа на блоке 8 индикаторов производится с помощью регистра сдвига 7, через который блок 8 индикаторов связан четырьмя входами с третьим и четвертым портами узла 1 формирования временных интервалов, пятым входом через второй блок 9 согласования - с его первым портом ввода-вывода. Запуск необходимой управляющей программы осуществляется по командам с кнопочного пульта 4, связанного выходом через первый блок согласования 5 с первым портом ввода-вывода узла 1 формирования временных интервалов.
Таким образом, введение регистра сдвига, подключенного первым входом к третьему, вторым входом к четвертому портам узла формирования временных интервалов, блока индикаторов, подключенного четырьмя входами к соответствующем выходам регистра сдвига, пятым входом через второй блок согласования - к первому порту ввода-вывода узла формирования временных
интервалов, коммутационного узла, подключенного первым входом к первому, вторым входом ко второму выходам блока транзисторных ключей, первым выходом - к первому выходному, вторым выходом ко второму выходному вьюодам устройства, выполнение узла формирования временных интервалов в виде программируемого однокристального микроконтроллера со встроенным таймером, а также снабжение блока транзисторньгх ключей вторым входом, подключенным к пятому порту узла формирования временных интервалов, выгодно отличает заявляемое устройство от прототипа, так как позволяет существенно расширить его функциональные возможности и уменьшить стоимость.
Предлагаемое схемотехническое решение позволяет использовать в качестве узла формирования временных интервалов самый простой и дешевый микроконтроллер (например, типа PIC16C54) с небольшим количеством портов ввода-вывода. Введенный регистр сдвига расширяет функциональные возможности устройства. В результате суммарная стоимость двух указанных микросхем ниже, чем стоимость одного микроконтроллера с большим количеством выводов. Кроме того, такое схемное решение позволяет использовать печатные платы с низким классом точности, что также существенно удешевляет изделие в целом.
Лабораторные и эксплуатационные испытания, проведенные ОАО «Автоэлектроника и ОАО «КАМАЗ, показали ул)шенкые эксплуатационные характеристики цифрового устройства включения подогревателя и подтвердили приемлемость его применения в системе управления предпусковым подогревом дизельного двигателя автомобилей «КАМАЗ -Источники информации:
1.RU свидетельство №22313, кл. F 02 N 17/06, Бюл. №8, 2002.
2.RU патент №1799486, кл. Н 01 Н 43/00, Бюл. №8, 1993.