УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей, в частности, к системам зажигания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с принудительным воспламенением топливно-воздушной смеси.
Известны устройства для систем зажигания ДВС, содержащие входной формирователь и коммутационный транзистор, управляющий работой катущки зажигания (Опарин И. М. и др., Электроннью системы зажигания, М., Машиностроение, 1987г., с. 105).
Ограничение тока в первичной обмотке катущки зажигания обеспечивается за счет добавочного сопротивления , включенного последовательно с первичпой обмоткой катущки зажигания.
Данная система зажигания имеет существенные недостатки: большая рассеиваемая мощность в катушке и добавочном сопротивлепии, певысокие выходные характеристики системы зажигания.
Известны устройства (Ютт В. Е., Электрооборудование автомобилей, учеб, для студентов вузов. 2-е изд., М., Транспорт, 1995 г., с. 168) устраняющие эти недостатки за счет использования в пих средств активного ограничения выходного тока, адаптивного выключения выходного тока при остановленном двигателе. Недостатком данных устройств является их конструктивная сложность изза большого количества элементов, что также отрицательно сказывается на надежности устройств в целом.
Наиболее близким но технической сущности является устройство (Натент России .NO 2065074, МКИ F 02 Р 3/04, опубл. в бюл. №22/96), содержащее коммутационный транзистор и монолитную интегральную схему с функциями ограничения выходного тока, адаптивного регулирования скважности импульсов выходного тока и плавного выключения выходного тока при остановленном двигателе.
Недостатком устройства является невысокая надежность из-за незащищенности коммутационного транзистора и интегральной схемы от выбросов напряжений в бортовой сети автомобиля, в частности, при сбросе нагрузки на генераторе, т.к. в этот момент мгновенная мощность, рассеиваемая транзистором электронного ключа может достигать 1000 Вт.
Предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить надежность устройства.
Для этого в устройство для системы зажигания ДВС, содержащем электронный ключ, средство измерения тока, монолитную интегральную схему, содержащую средство ограничения выходного тока, средство ограничения напряжения на электронном ключе, средства адантивного регулирования скважности импульсов выходного тока и плавного выключения выходного тока при остановленном двигателе, введена защитная схема, включающая первый резистор, включенный в цепь питания монолитной интегральной схемы, первый транзистор, база-эмиттерный переход которого включеп параллельно первому резистору, второй резистор, включенный между коллектором первого трапзистора и общей щиной источника питания, а также второй транзистор, база-эмиттерный
МПК F 02 Р 3/04
переход которого включен параллельно второму резистору, а коллектор подключен к входу питания выходного драйвера монолитной интегральной схемы.
На фиг.1 приведено устройство для системы зажигания ДВС.
На фиг.2 приведены диаграммы, поясняющая принцип работы устройства.
Схема устройства для системы зажигания ДВС содержит монолитную интегральную схему 1; электронный ключ 2; средство измерения выходного тока 3., содержащее токоизмерительный резистор 4, резисторы 5 и 6 делителя напряжения; защитную схему 7, содержащую транзисторы 8 и 9, резисторы 10 и 11; времязадающие конденсаторы 12, 13, 14, 15; конденсатор 16; токоограничивающие резисторы 17, 18; резисторы 19, 20; резисторы 21, 22 делителя напряжения; конденсатор 23, резистор 24 корректирующей RC-цепи; защитный диод 25.
Устройство снабжено выводами 26 (+) для подключения положительного полюса источника питания, 27 для подключения датчика положения коленчатого вала и 28 для подключения катушки зажигания.
Монолитная интегральная схема 1 включает схему 29 опорного напряжения , схему 30 управления длительностью импульса, схему 31 восстановления длительности импульса , схему 32 управления тахометром , схему 33 ограничения напряжения на электронном ключе, схему 34 защиты от постоянного протекания тока при остановленном двигателе, схему 35 ограничения тока , выходной каскад 36, с детектором 37 насыщения, схему управления 38. Один из входов 39 микросхемы 1 служит для подачи сигнала с датчика положения коленчатого вала, а вход 40 - для подачи напряжения питания на нее.
Устройство работает следующим образом.
При работе двигателя датчик положения коленчатого вала (не показан) вырабатывает сигнал прямоугольной формы, который поступает на вход 39 микросхемы 1 (фиг 1).
Переход сигнала от высокого уровня к низкому соответствует моменту искрообразования.
Схема управления длительностью накопления энергии в катушке зажигания производит сравнение напряжений на конденсаторах 12, 13 и вырабатывает сигналы управления по выходу. В момент перепада сигнала от низкого уровня к высокому на входе 39 начинается заряд конденсатора 13 (фиг.2 U13).
Конденсатор 13 к этому моменту времени полностью разряжен током разряда, обусловленным низким уровнем сигнала на входе 39. Когда , через катушку зажигания начинает протекать ток, а конденсатор 13 быстро заряжается больщим током до максимального уровня для исключения возможности дребезга.
При достижении током через катушку зажигания определенного уровня, задаваемого токосъемным резистором 4 и делителем напряжения на резисторах 5, 6, ток через катущку зажигания ограничивается на достигнутом уровне, а конденсатор 12 в этот момент переключается на заряд. В момент перехода сигнала от высокого уровня к низкому на входе 39 происходит прерывание протекания тока через катушку зажигания, во вторичной обмотке которой развивается высокое напряжение. В этот же момент происходит быстрый разряд конденсатора 13 и переключение на разряд конденсатора 12. Соотношение токов заряда и разряда конденсаторов 12 и 13 выбраны таким образом, чтобы время активного
режима коммутационного транзистора электронного ключа 2 составляло 6 % от периода следования входного сигнала.
Когда ток через катушку но какой-либо причине (при резком увеличении оборотов, пониженном напряжении питания и пр.) не достиг номинального значения к моменту искрообразования, включается схема 31 восстановления длительности импульса. Происходит быстрый разряд конденсаторов 12 и 14. Сразу после разряда этих конденсаторов длительность времени включенного режима становится максимально возможной (практически равняется длительности импульса на входе 39, ток заряда конденсатора 12 равен 0. В течение времени восстановления длительности импульса напряжение на конденсаторе 14 увеличивается, что вызывает постепенное увеличение тока заряда конденсатора 12 и восстановление его до номинального уровня. При этом длительность времени включенного состояния электронного ключа 2 уменьшается, пока не достигнет заданного уровня.
Если высокий уровень на входе 39 микросхемы 1 присутствует слишком долго (при остановке двигателя), происходит заряд конденсатора 15 и при достижении порогового уровня происходит плавное уменьшение тока через катушку зажигания до нуля, не вызывающее искрообразования. При низком уровне сигнала на входе 39 микросхемы 1 конденсатор 15 быстро разряжается.
Резистор 18 ограничивает ток выходного каскада 36. Резистор 17 определяет ток по входу питания 40 микросхемы 1.
Зашитная цепь 7 работает следующим образом. При повышении напряжения на входе 26 (+) увеличивается ток, потребляемый микросхемой по входу 40. Соответственно, при увеличении тока через резистор 10 открывается транзистор 8 и часть тока ответвляется через транзистор 8 и резистор 11 на общую шину. При дальнейшем увеличении напряжения на входе 26 (+), и соответственно увеличении тока через резистор 11, открывается транзистор 9 который шунтирует коллектор транзистора выходного драйвера микросхемы 1 на общую шину. Вследствие этого коммутационный транзистор электронного ключа 2 закрывается. Тем самым обеспечивается защита микросхемы 1 и коммутационного транзистора электронного ключа 2 в режиме ограничения тока в момент перенапряжений на входе 26 (+).
Возможно использование описанного устройства с датчиком положения коленчатого вала другого тина (например, индукционного) при введении в него входного формирователя ( не показан), обеспечивающего согласование сигнала датчика положения коленчатого вала с входом 39 микросхемы 1.
Использование в системе зажигания ДВС предложенного устройства повышает надежность системы зажигания при возникновении импульсов помех в бортовой сети питания автомобиля.