Система управления предпусковым подогревателем двигателя внутреннего сгорания

Полезная модель относится к области электрооборудования транспортных средств и может быть использована для управления предпусковым жидкостным подогревателем двигателя внутреннего сгорания. Система управления является составной частью предпускового подогревателя и обеспечивает автоматический розжиг топлива в котле, нагрев жидкости системы охлаждения двигателя и поддержания ее в определенном диапазоне температур. В системе управления предпусковым жидкостным подогревателем двигателя внутреннего сгорании, включающей блок управления, содержащий микропроцессорный узел, узел контроля параметров, узел включения исполнительных устройств и блок питания, и таймер-терморегулятор, содержащий микропроцессорный узел, узел индикации, узел органов управления и узел терморегулятора, новым является то, что блок управления и таймер-терморегулятор дополнительно содержат узлы согласования связи, микропроцессорный узел блока управления и микропроцессорный узел таймера-терморегулятора включают блоки широтно-импульсных модуляторов (ШИМ), кроме того, узел органов управления таймера-терморегулятора снабжен блоком защиты от несанкционированного запуска, а для повышения надежности работы системы используется аналоговый датчик пламени, определяющий момент воспламенения горючей смеси по положительному знаку градиента температуры во времени. Предлагаемая система управления позволяет повысить ее экономичность, снизить затраты электрической энергии, за счет обеспечении работы агрегатов подогревателя-нагнетателя воздуха, циркуляционного насоса и свечи накаливания, в широком диапазоне режимных параметров и повысить ресурс их работы, обеспечить защиту от несанкционированного запуска и, таким образом повысить надежность работы подогревателя.

Полезная модель к области электрооборудования транспортных средств и может быть использована для управления предпусковым жидкостным подогревателем двигателя внутреннего сгорания.

Известна система управления предпускового подогревателя двигателя внутреннего сгорания, в которой использован алгоритм управления периферийными устройствами, при этом формирование управляющих сигналов на периферийные устройства и интервалов времени в этой системе производится с использованием реле времени и кроме того, в этой системе используются температурные датчики с замыкающими и размыкающими контактами (а.с. №1621634, МПК F 02 N 17/02, F 02 P 19/02, опубл. 20.01.1995).

Известна система управления предпускового подогревателя двигателя внутреннего сгорания, наиболее близкая по технической сущности к заявляемой и принятая за ближайший аналог (патент №2213251, МПК F 02 N 17/04, опубл. 2003.09.27), состоящая из двух конструктивных узлов: блока управления предпусковым жидкостным подогревателем, состоящего из процессорного узла, узла контроля датчиков и узла включения исполнительных устройств, обеспечивающего в соответствии с заложенным алгоритмом и показаниями датчиков диагностику и управление исполнительными устройствами подогревателя, и таймера-терморегулятора, обеспечивающего возможность как ручного, так и автоматического включения блока управления подогревателем и отображения результатов диагностики.

Данная система позволяет осуществить диагностику неисправностей узлов подогревателя двигателя внутреннего сгорания и автоматическое включение его, однако она недостаточно экономична, так как работает на режимах определяемых дополнительным сопротивлением, и, кроме того, она

недостаточно надежна и не обеспечивает защиту от несанкционированного запуска.

Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель заключается в повышении экономичности системы управления путем снижения затрат электрической энергии за счет обеспечения работы нагнетателя воздуха, циркуляционного насоса и свечи накаливания в широком диапазоне режимных параметров и повышении ресурса их работы, обеспечении защиты от несанкционированного запуска и повышении надежности работы подогревателя.

Технический результат достигается тем, что в системе управления предпусковым жидкостным подогревателем двигателя внутреннего сгорания, включающей блок управления, содержащий микропроцессорный узел, узел контроля параметров, узел включения исполнительных устройств и блок питания, и таймер-терморегулятор, содержащий микропроцессорный узел, узел индикации, узел органов управления и узел терморегулятора, новым является то, что блок управления и таймер-терморегулятор дополнительно содержат узлы согласования связи, микропроцессорный узел блока управления и микропроцессорный узел таймера - терморегулятора включают блоки широтно-импульсных модуляторов (ШИМ), кроме того, узел органов управления таймера-терморегулятора снабжен блоком защиты от несанкционированного запуска, а для повышения надежности работы системы используется температурный аналоговый датчик пламени, определяющий момент воспламенения горючей смеси по положительному знаку градиента температуры по времени.

Система управления предпусковым жидкостным подогревателем представлена на фигурах:

Фиг.1 - структурная схема блока управления подогревателем;

Фиг.2 - структурная схема таймера - терморегулятора.

В блок управления подогревателем входят: 1 - узел контроля параметров; 2 - микропроцессорный узел с широтно-импульсным

модулятором; 3 - узел включения исполнительных устройств; 4 - узел согласования связи; 5 - блок питания. В блок таймера - терморегулятора входят: 6 - узел индикации; 7 - микропроцессорный узел с широтно-импульсным модулятором; 8 - узел органов управления; 9 - узел терморегулятора; 10 - узел согласования связи.

Предпусковой жидкостный подогреватель содержит котел, горелочное устройство, топливный насос, нагнетатель воздуха, циркуляционный насос, обеспечивающий обмен жидкости системы охлаждения двигателя и котла подогревателя, свечу накаливания для начального розжига, термопредохранитель, датчики температуры и пламени. Система управления является составной частью предпускового подогревателя и обеспечивает автоматический розжиг топлива в котле, нагрев жидкости системы охлаждения двигателя и поддержания ее в необходимом диапазоне температур. Система управления предпусковым жидкостным подогревателем двигателя внутреннего сгорания включает блок управления и таймер-терморегулятор. Блок управления содержит узел контроля параметров 1, микропроцессорный узел 2, включающий блок ШИМ, узел включения исполнительных устройств 3, узел согласования связи 4, блок питания 5. Таймер - терморегулятор содержит узел индикации 6, микропроцессорный узел 7, содержащий блок ШИМ, узел органов управления 8, снабженный блоком защиты от несанкционированного запуска; узел терморегулятора 9, узел согласования связи 10.

Начальный запуск блока управления осуществляется по команде ПУСК, которую формирует микропроцессорный узел 7 таймера - терморегулятора. Команда формируется при достижении текущим временем заданного ранее значения, либо при поступлении на микропроцессорный узел 7 сигнала от узла органов управления 8 о нажатии соответствующей кнопки. По команде ПУСК микропроцессорный узел 2 блока управления в соответствии с заложенным алгоритмом производит диагностику и управление исполнительными устройствами подогревателя (свеча накаливания,

топливный насос, нагнетатель воздуха, циркуляционный насос). Управление исполнительными устройствами заключается в формировании управляющих сигналов на узел включения исполнительных устройств 3 в соответствии с заданной программой управления и результатами анализа сигналов, поступающих с узла контроля параметров 1. Узел контроля параметров 1 обеспечивает преобразование первичных сигналов от датчиков температуры и пламени и контрольных цепей исполнительных устройств в сигналы, допустимые для ввода в микропроцессорный узел 2. Узел включения исполнительных устройств 3 обеспечивает требуемое преобразование сигналов управления, формируемых микропроцессорным узлом 2, согласно характеристикам исполнительных устройств. Для управления исполнительными устройствами - свечой накаливания, топливным насосом, нагнетателем воздуха, циркуляционным насосом применяются сигналы с широтно-импульсной модуляцией, которые формируются блоком ШИМ микропроцессорного узла 2.

При поступлении от узла органов управления 8 таймера -терморегулятора в микропроцессорный узел 7 других сигналов, например, на изменение режима работы, таймер-терморегулятор производит изменение текущего времени, времени установок включения блока управления и длительности его работы. Таймер-терморегулятор обеспечивает возможность как ручного, так и автоматического включения блока управления подогревателем и отображения результатов диагностики на узле индикации 6.

Для организации надежной передачи команд от таймера-терморегулятора в блок управления и диагностической информации от блока управления в таймер - терморегулятор в блок управления и таймер-регулятор включены блоки согласования связи 4 и 10 соответственно. Блоки согласования связи обеспечивают гальваническую развязку и преобразование уровней передаваемых сигналов.

Для повышения надежности системы в составе датчиков используется температурный аналоговый датчик пламени, определяющий момент воспламенения горючей смеси в горелочном устройстве не по некоторому пороговому значению температуры выхлопных газов, а по положительному знаку градиента температуры по времени. Если градиент температуры

где: Т - температура; - время; ₀ - начальный момент времени,

- фиксируется воспламенение, что позволяет быстро определить момент воспламенения и выключить свечу накаливания, потребляющую большое количество электроэнергии. Датчик пламени осуществляет преобразование температуры в электрический сигнал, поступающий для обработки в микропроцессорный узел 2 блока управления.

Для защиты от несанкционированного запуска подогревателя в узел органов управления включен блок защиты от несанкционированного запуска. Он представляет собой кнопку, сигнал от которой поступает в микропроцессорный узел 7 таймера-терморегулятора. Микропроцессорный узел 7 в соответствии с заданным алгоритмом обрабатывает данный сигнал для последующего разрешения передачи команды ПУСК в блок управления.

Узел терморегулятора 9 обеспечивает включение вентилятора в кабине для поддержания заданной температуры воздуха в кабине автотранспортного средства. Управление вентилятором осуществляется с помощью ШИМ-сигналов. Поэтому в состав микропроцессорного узла 7 таймера-терморегулятора включен блок ШИМ.

В предлагаемой полезной модели достигается существенная экономия электрической энергии от аккумулятора за счет использования широтно-импульсной модуляции (ШИМ) в управлении нагнетателем воздуха, жидкостным циркуляционным насосом и свечой накаливания. Применение ШИМ в управлении свечой накаливания увеличивает срок ее службы, так как обеспечивает плавное нарастание напряжения до рабочего значения и защиту от повышения напряжения на свече свыше 20 В. Использование ШИМ в

управлении устройствами увеличивает срок их службы и экономит электрическую энергию от аккумулятора и увеличивает его ресурс. Использование аналогового датчика пламени, определяющего момент воспламенения горючей смеси по положительному знаку градиента температуры во времени, также позволяет экономить электроэнергию, уменьшая время работы свечи накаливания. Кроме того, в системе управления предпусковым подогревателем обеспечивается надежная защита от несанкционированного запуска: кнопка ПУСК в узле органов управления таймера-терморегулятора.

1. Система управления предпусковым жидкостным подогревателем двигателя внутреннего сгорания, включающая блок управления, содержащий микропроцессорный узел, узел контроля параметров, узел включения исполнительных устройств, блок питания, и таймер-терморегулятор, содержащий микропроцессорный узел, узел индикации, узел органов управления и узел терморегулятора, отличающаяся тем, что блок управления и таймер-терморегулятор дополнительно содержат узлы согласования связи, микропроцессорный узел блока управления включает блок широтно-импульсного модулятора (ШИМ).

2. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что микропроцессорный узел таймера-терморегулятора включает блок широтно-импульсного модулятора (ШИМ).

3. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что узел органов управления таймера-терморегулятора имеет блок защиты от несанкционированного запуска.

4. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что блок управления включает аналоговый датчик пламени, определяющий момент воспламенения горючей смеси по положительному знаку градиента температуры во времени.