195683. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés belsőégésű gépek befecskendező fúvókájához társított és állandó egyenfeszültségre kapcsolt tűlöketérzékelő áramváltozási jeleinek érzékelésére
1 195 683 2 A találmány. tárgya kapcsolási elrendezeti belsőégé-, sű gépek belecskcnde/.o íúvókájához társított és állandó egyenfcszültségrc kapcsolt tűlöketérzékelő áramváltozási jeleinek érzékelésére, Üzemanyagbefeeskendezcsű belsőégésű gépeknél befecskendező szelepeket alkalmaznak, amelyeknél egy - egy szelcptüt a befecskendezendő üzemanyag nyomásának hatására jttgócrő ellen mozgatják és ennek során a szclepülékről leemelik. Mivel az optimális szabályozáshoz a pontos befecskendezési időpont, valamint a befecskendezés időtartamának ismerete szükséges, ezért integrált tülökét* érzékelővel ellátott befecskendező szelepeket fejlesztettek ki, amelyek ifyvóka tű helyzetétől függően kimenetijeiét állítanak.élő, ez; például mágneses úton Kall effektuson •v alapuló elcm,ek alkalmazásával történhet. Ismert ilyen jellegű, kereskedelemben kapható befecskendező fúvóka, amelynél az érzékelőt állandó egyenfeszültséggel táplálják, a szelep nyitásakor kb. 10%-os áramváltozás jön létre, amelynek értéke kisebb, mint I mA. Hagyományos belsőégésű gépek, esetén az. érzékelő impulzusok időtartama 0,5 és 1,5 ms között van, míg az impulzustűvolság értéke kb. 50 250 ms. Az áramváltozás kis relatív és abszolút értéke miatt gyakran nehezen érzékelhető, különösen a gépjárműben uralkodó nagy zavarszint következtében. Ezen felül a tápfeszültség kisebb mértékű változása áramváltozásokat idéz elő, amelyeket tévesen atűlöketérzékelő impidzitónkéiu c-. telhettük, tlgyebmbc veendő továbbá, hogy iinpuízu.ikjt.'.kési tényező C,2-25%-íg terjedő széles tartományban van. A találmány..célja, hogy olyan kapcsolási elrendezést hozzunk létre, amely kis ráfordítással a fentiekben ismertetett áramváltozások érzékelését a gépjárművekben uralkodó feltételek mellett is képesek biztosítani. A feladat megoldására olyan kapcsolási elrendezést fejlesztettünk ki, amelynél a találmány szerint az érzékelő szabályozott egyenfeszültségforrás szabályozott kimenetére van kapcsolva, míg az egyenfeszültségforrás kimenete és szabályozó erősítő kimenete között mérőcllenáUás van kapcsolva, a szabályozó erősítő kimeneté sáváteresztésű váltófeszültségerősítő bemenetével van összekötve, míg a váltófeszültségerősítő kimenete Schmitt -trigger bemenetére van vezetve, amelynek kimenete a tűlöketérzékelő érzékelő áramának változásaira jellemző jelet szolgáltató kimenet. Különösen nagy zavarbiztonságot nyújt olyan kialakítás, amelynél a találmány szerint az érzékelő két, szimmetrikusan működő szabályozó erősítővel ellátott szabályozott egyenfeszültségforrás kimeneti kapcsaira ven vezetve, míg a szabályozó erősítő kimenetei és az egyenfeszültségforrás kimeneti kapcsai között egy-egy mérőellenállás van kapcsolva, továbbá a szabályozó erősítők kimenetei sáváteresztésű szimmetrikus váltófeszültségerősítő Schmitt-'rigger bemenetére van vezetve, amelynek kimeneti jele a tűlöketérzékelő érzékelő áramának változásait reprezentáló jel. A kapcsoló földelésén keresztül ható zavarok nagymértékű elnyomása érdekében célszerű, ha a két szabályozó erősítőnek egy—egy ellenálláson keresztül referenciafeszültség pólusaival összekötött referenciafeszültség bemenetel között szűrőkondenzátor van kapcsolva. Előnyös továbbá, ha a szabályozó erősítő(k) az ellencsatolású ágban elrendezett, aluláteresztő biztosító kondenzátorral van(nak) ellátva. A zavarelhárílókcpesség növelésének tekintetében előnyös, ha a váltófes/.ültségcrősítő alsó határfrekvenciája 5 Hz és 10 Hz között és felső határfrekvenciája 15 kHz és 30 kHz között van. Előnyös továbbá, ha a szabályozott egyenfeszültségforrás szabályozási időállandója 1 ps alatt, előnyösen 0,5 ps alatt van. A találmányt további előnyei és jellemzői ismertetésével együtt az alábbiakban kiviteli példák kapcsán, rajz segítségével ismertetjük részletesebben, ahol a rajzon az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés blokkvázlatát, a 2. ábra a kapcsolási elrendezés néhány jelcinek időbeli lefolyását diagram segítségével, a 3. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezésnek egy részletesebben bemutatott kiviteli alakját, míg a 4. ábra megnövelt zavarelnyomó képességű kiviteli példát ismerteti. Az 1 . ábra szerinti kapcsolási elrendezés szabályo-ZOtt : 1 egyei iles/ültségforrással van ellátva, amely egy befecskendező fúvóka 7.s tűlöketérzékelőjénck tápellátását biztosítja. Az. 1 egyenfeszültségforrás szabályozó 2 erősítővel van ellátva, amelynek ncminvertáló bemenetére UR referenciafeszültség van kapcsolva, ahol az. UR refereneiafes/ültscg egyenfeszültscg. A szabályozó 2 erősítő 3 kimeneté és az 1 egyenfeszültségforrás 4 kimenete között Rm mérőcllenáUás van kapcsolva, ahol .; Zs tiVKctérze kelővel összekötött 4 kimenet szabályozási hurkot képezően a szabályozó 2 erősítő invcrtáló bemenetével van öszszekötve. A szabályozó 2 erősítő 3 kimeneté 5 váltófeszültségerősítő bemenetével van összekapcsolva, amelynek 6 kimeneté 7 Schmitt -trigger bemenetére van vezetve. A 7 Schmitt-trigger kimenetén az érzékelendő UA feszültség jelenik meg. A találmány szerint kialakított kapcsolási elrendezés a következőképpen működik: Az 1 egyenfeszültségforrás a szabályozott 4 kimenetén állandó Us feszültséget szolgáltat, amelynek értéke például 5 V, míg a Zs tűlökctérzékelőn keresztül folyó Is érzékelő áram értéke például 4 mA. A befecskendező fúvóka szelcptűjének nyitásával az. Is érzékelő áram kis mértékben, például 400 pA-el csökken (a 2. ábrán az "a" diagram). Mivel az 1 egyenfeszültségforrás szabályozási időállandója - ha az érzékelő felé vezető összekötőkábel kapacitása 500 pF - tipikusan 0,5 ps vagy annál kisebb, ezért a Zs tűlökctérzékelőn levő Us feszültség megfelelő gyors utánszabályozása biztosított, az Is érzékelő áramnak a befecskendező fúvóka szeleptűjénck mozgása által előidézett "iEezise (2 ábrán az "a” diagram) során viszont a szabályozó 2 erősítő 3 kimenetén levő U3 feszültség csökken, például 220 mV-ai ( a 2. ábrán "b" diagram). Az 5 váltófeszültségerősítő ezen U3 feszültséget felerősíti, 6 kimenetén U6 feszültség keletkezik, amely a 2. ábrán a V diagramon van ismertetve. Ezen feszültségimpulzusok amplitúdójának értéke kb. 4 V. Az 5 váltófeszültség erősítő alsó határfrekvenciáját kb. 5 Hz és 10 Hz között választjuk meg, a következő példánál ( 3. ábra) ez a határfrekvencia 7 Hz, hogy egyrészt a szükséges egyenfeszültség leválasztást biztosítsuk és másrészt megakadályozzuk, hogy hosszantartó feszültségváltozásokat (drift) tűlöketjelként értékeljék. A felső határfrekvenciát 15 kHz és 30 kHz között választjuk meg, a következő példa esetén 18 kHz. Ezáltal a rövid ideig tar5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
