Система автоматического управления режимами работы транспортного средства

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА по авт. св. „NO 745727, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем уменьшения времени разгона при ограничении уровня динамической нагруженности в трансмиссии транспортного средства, она снабжена блоком управления разгоном, исполнительными механизмами разгона, дифференциальными звеньями и блоком определения скорости изменения крутящего момента двигателя, причем первый вход блока управления разгоном соединен с пятым выходом блока формирования команд управления, выходы блока управления разгоном соединены с входами исполнительных механизмов разгона, выходы которых соединены с одним из входов дифференциальных звеньев, вторые входы дифференциальных звеньев соединены с исполнительными механизмами управления рейкой топливного насоса и регулирующим органом бесступенчатой передачи, выходы дифференциальных звеньев соединены с рейкой топливного насоса и управляющим органом бесступенчатой передачи, дополниi тельный выход датчика крутящего .момента соединен с входом блока определения скоW рости изменения крутящего момента двигателя , выход которого соединен с вторым входом блока управления разгоном. 01 со со ho

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D В 60 К 41/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (6l) 745727 (21 ) 3615834/27-11 (22) 18.04.83 (46) 30.09.84. Бюл. ¹ 36 (72) В. P. Мандрыка, М. Н. Коденко, А. Д. Галуцких и Г. Н. Шепеленко (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (53) 629.113-.585.52 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 745727, кл. В 60 К 41/04, 1977 (прототип) . (54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА по авт. св.

¹ 745727, отличаюшаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем уменьшения времени разгона при ограничении уровня динамической нагруженности в трансмиссии транспортного средства, она снабжена блоком управления разгоном, исполнитель„,ЯУ;„, 1115932 ными механизмами разгона, диффсрепциальными звеньями и блоком определения скорос ти изменения крутящего момента двигателя, причем первый вход блока управления разгоном соединен с пятым выходом блока формирования команд управления, выходы блока управления разгоном соединены с входами исполнительных механизмов разгона, выходы которых соединены с одним из входов дифференциальных звеньев, вторые входы дифференциальных звеньев соединены с исполнительными механизмами управления рейкой топливного насоса и регулирующим органом бесступенч атой передач и, выходы дифференциальных звеньев соединены с рейкой топливного насоса и управляющим органом бесступенч атой передачи, дополнительный выход датчика крутящего момента соединен с входом блока определения скорости изменения крутящего момента двигателя, выход которого соединен с вторым входом блока управления разгоном.

11!5932

Изобретение относится к транспортной технике, в частности к системам, осуществляющим оптимизацию по критерию минимального удельного расхода топлива режимов работы транспортного средства с бесступенчатой передачей, и может быть исполь зовано в устройствах управления транспортными средствами.

По основному авт. св. № 745727 известна система автоматического управления режимами работы транспортного средства, содержащая задатчик и датчик скорости, соединенные с входами одного из блоков сравнения, один из выходов которого связан с исполнительным механизмом управления регулирующим органом передачи. Другой выход блока сравнения соединен с одним из выходов блока формирования команд управления, связанного одним из выходов с исполнительным механизмом управления рейкой топливного насоса. Система также содержит датчики расхода топлива, крутящего момента двигателя и оборотов коленчатого вала. Кроме того, она включает в себя оптимизатор, блок умножения, управляемые ключи и задатчик мощности двигателя.

Датчик оборотов коленчатого вала соединен одним и другим выходами соответственно с вторым входом блока формирования команд управления и одним из входов блока умножения. Другой вход блока умножения соединен с датчиком крутящего момента двигателя, а выход — с одним из входов оптимизатора. Другой вход оптимизатора соединен с датчиком раскода топлива, а выход — с сигнальным входом одного из ключей. Выход этого ключа соединен с исполнительным механизмом управления рейкой топливного насоса, à его управляющий входс первым выходом блока формирования команд управления. Второй, третий и четвертый выходь. блока формирования команд упраьления соединены соответственно с упр авл яю щи ми входа ми второго и третьего ключей и третьим входом блока умножения.

Второй выход блока умножения соединен с одним из входов другого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком мощности двигателя, а выход — с сигнальным входом второго ключа. Выход второго ключа соединен с одним из входов исполнительного механизма управления регулируюгцим органом передачи, второй вход которого соединен с выходом третьего ключа.

Третий ключ соединен сигнальным входом с первым выходом первого блока сравнения.

Вход задатчика мощности двигателя и третий вход блока формирования команд управления связан с регулирующим органом передачи 11).

Недостаток этой системы заключается в том, что процесс разгона транспортного средства до заданной скорости движения

55 занимает значительный промежуток времени.

Анализ показывает, что одной из причин, приводящих к этому, является последовательное управляющее воздействие на органы управления. Вначале обороты вала двигателя достигают максимального значения, а затем уже начинает уменьшаться передаточное число бесступенчатой передачи. При этом скорость перемещения органов управления двигателем и, передачей остается постоянной и равной скорости, обеспечивающей высокое качество выполнения заданных режимов регулирования в процессе установившегося двигателя транспортного средства: Исследования процесса разгона транспортного средства с бесступенчатой передачей показали, что величина скорости перемещения органов управления оказывает существенное влияние на динамическую нагруженность элементов трансмиссии.

Целью изобретения является повышение эффективности путем уменьшения времени разгона при ограничении уровня динамической нагруженности в трансмиссии транспортного средства.

Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления режимами работы транспортного средства снабжена блоком управления разгоном, исполнительными механизмами разгона, дифференциальными звеньями и блоком определения скорости изменения крутяшего момента двигателя, причем первый вход блока управления разгоном соединен с пятым выходом блока формирования команд управления, выходы блока управления разгоном соединены с входами исполнительных механизмов разгона, выходы которых соединены с одним из входов дифференциальных звеньев, вторые входы дифференциальных звеньев соединены с исполнительными механизмами управления рейкой топливного насоса и регулирующим органом бесступенчатой передачи. выходы дифференциальных звеньев. соединены с рейкой топливного насоса и управляющим органом бесступенчатой передачи. дополнительный выход датчика крутящего момента соединен с входом блока определения скорости изменения крутящего момента двигателя, выход которого соединен с вторым входом блока управления разгоном.

На чертеже представлена блок-схема объекта регулирования и системы автоматического управления (САУ) режимами работ транспортного средства.

Система содержит двигатель 1, бесступенчатую передачу 2, на которую действует нагрузка 3, датчик 4 расхода топлива, датчик 5 крутящего момента, датчик 6 оборотов коленчатого вала двигателя, датчик 7 скорости движения, блок 8 умножения, блок 9 сравнения, задатчик 10 мощности двигателя, управляющий ключ 11, оптимизатор !2, блок

1115932

l3 формирования команд управления, управляемый ключ 14, исполнительный механизм 15 управления рейкой 16 топливного насоса, блок 17 сравнения, задатчик 18 скорости движения, управляемый ключ 19, исполнительный механизм 20 управления регулирующим органом 21 бесступенчатой передачи 2, блок 22 управления разгоном, исполнительные механизмы 23 и 24 разгона, дифференциальные звенья 25 и 26 и блок 27 определения скорости изменения крутящего момента двигателя.

Выход задатчика 4 соединен с одним из входов оптимизатора 12. Выходы датчиков 5 и 6 соединены с входами блока 8 умножения, один из выходов которого соединен с вторым с входом оптимизатора 12, выход которого через ключ 14 соединен с исполнительным механизмом 15. Второй выход блока 8 умножения соединен с одним из входов блока 9 сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком 10 мощности двигателя. Выход блока 9 сравнения соединен с сигнальным входом ключа 11, выход которого соединен с одним из входов исполнительного механизма 20. Выход датчика 7 скорости движениясоединен с одним из входов блока 17 сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком 8 скорости движения. Один из выходов блока 13 формирования команд управления связан с блоком 8 умножения, другой — с управляюшим входом ключа 11, третий — с управляюшим входом ключа 19, через который первый выход блока 17 сравнения соединяется с вторым входом исполнительного механизма 20. Четвертый выход блока 13 связан с управляюшим входом ключа 14. Второй выход датчика 6 соединен с одним из входов блока 13 формирования команд, другой вход которого соединен с регулирующим органом 21 бесступенчатой передачи 2, а третий вход — с вторым выходом блока 17 сравнения.

В отличие от прототипа первый вход блока 22 соединен с пятым выходом блока 13 формирования команд управления. Выходы блока 22 соединены с входами исполнительных механизмов 23 и 24 разгона. Выход исполнительного механизма 23 соединен с одним из входов дифференциального звена

25, другой вход которого соединен с исполнительным механизмом 15. Выход исполнительного механизма 24 соединен с одним из входов дифференциального звена 26, другой вход которого соединен с исполнительным механизмом 20. Выход дифференциального звена 25 соединен с рейкой !6 топливного насоса. Выход дифференциального звена 26 соединен регулирующим органом 21 бесступенчатой передачи 2. Дополнительный выход датчика 5 соединен с входом блока 27 определения скорости изменения крутяшего момента двигателя. Выход блока 27 соединен с вторым входом блока 22 управления разгоном.

САУ режимами работы транспортного средства работает следуюшим образом.

Задатчиком 18 скорости движения устанавливается скоростной режим движения транспортного средства. На вход блока 13 формирования команд управления, который может быть реализован на известных логических элементах И, ИЛИ, НЕ, подаются различные сочетания входных сигналов, в зависимости от которых на выходе получаются однозначные определенные переключательные функции, обеспечивающие требуемую последовательность работы системы.

Первоначально регулирующий орган 21 бесступенчатой передачи 2 находится в нейтральном положении. Блок 17 сравнения передает сигнал рассогласования на блок 13 формирования команд управления, который отключает оптимизатор 12.

В отличие от прототипа при этом подключается блок 22 управления разгоном, который реализован на той же элементной базе, что и блок 13. После подключения блока 22 на его выходах формируются управляющие воздействия, которые передаются на входы исполнительных механизмов 23 и 24, и через дифференциальные звенья одновременно воздействуют на рейку 16 топливного насоса и регулирующий орган 21 бесступенчатой передачи 2. Транспортное средство начинает разгоняться. При этом блок 27 определения скорости изменения крутящего момента настраивается на некоторую величину, при достижении которой в блок 22 поступает сигнал, формируюший управление на исполнительный механизм 24 и уменьшающий скорость перемещения регулирующего органа 21 бесступенчатой передачи 2. При этом рейка 16 топливного насоса в процессе разгона перемещается исполнительным механизмом 23 в сторону увеличения подачи топлива до упора, а управляющий орган 21 — исполнительным механизмом 24 и уменьшает передаточное число бесступенчатой передачи 2 до тех пор, пока разность между скоростью действительной и заданной не станет меньше некоторой величины. В этом случае блок 13 формирования команд управления отключает блок 22 и через ключи 14 и 19 подключает на исполнительные механизмы

15 и 20 выходы оптимизатора 12 и блока 17 сравнения. Осуществляется режим поддержания заданной скорости движения путем изменения передаточного числа бесступенчатой передачи 2, а оптимизатор 12 обеспечивает такую подачу топлива, при которой удельный расход будет минимальным.

Если заданная скорость движения превосходит действительную на орределенную величину, а регулируюший орган 21 бесступенчатой передачи не находится в нейтральном поло)).с :!»». то:!р,;: ... р« ., рсжим»0.1,(сржя»»я ",, i ):»»()ii м():!(,I()(! », !l3H !Ч!ТС, 1>!. !

))!с>к !3 форм»рова»)!и кома»л у»р;!в.!с!

i »H»с)сь! 1 11 f с И Гна;1. »11 OC»OB;I» II » KOTO!)OI О чср(.з ключ 19 откгцо)шстся Bhlxol, блока 17 сряв»ения»(l испол»»тельный механизм 20.

Нс! !3хо. сы блока 9 сравнения поступают сиг»ялы от блока 8 умножения и задатчика !О м >III»o(. TH двиГBTBëH, связанноГО с рсГ)лир !О!цим органом 2! бесступенчатой передач» 2. Одновременно с отключением вь!ход!! блока 17 сравнения на исполнительный мсхян»зм 20 через ключ 11 поступает сиг»ял рассогласования текущего и задаваемого значений мощности двигателя, который, воздействуя на регулирующий орган 21, увеличивает передаточное число бесступе»чатой передачи 2 таким образом, чтобы мощность двигателя 1 оставалась постоянной.

При этом для каждого значения»средаточного числа оптимизатор 12 обеспечивает такую подачу топлива, чтобы его удельный расход был минимален.

При увеличении нагрузки 3 и снижении оборотов двигателя 1 до минимально до»,(TIl(iI,i x i) l .l(ll !Икя б в с)лок 13 форм»ро-!

3;!»»я коман;! управления подается сигнал, »я î »oBBIIHH которого через блок 8 умнож»!IH отк. »очяется оптимизатор 12, а через ключ 19 отключается выход блока 17 срав»(»»я»»с>лключастся»B исполнительный мсханизм 20 сигнал, »а»равляемый на увсл»чс»ис»ерсдяточногo числа бессту»с нчатой псредач» 2. }1ягрузка 3»я

Как только обороты двигателя 1 возрастают до максимума, датчик 6 выдает сигнал на олок 13 формирования команд управлсния, ко О р ы Й ч с р (:3 О О к 8 x м i! О ж (. I I I! я I I О 1 и, к) и B ст оптимизатор 12. предварительно отклю IHB

BO3(BHC fBOB3 BI!I HH чеpBз кл !Оч 1 9

»а ис»олнительный механизм 20, и процесс регулирования продолжается.

Использование предлагаемой системы автоматического управления режимами работы ня транспортном средстве с бесступснчатой

»ередячей»03Boëÿåò уменьшить врс я разгона при ограничении уровня динамической

»агружснности, снизить общий расход то»л»ва н су(цсствешго облегчить управленис транспортными средствами по сравнению с базовым объектом.

Редактор М. Недолуженко

Заказ 6839/!4

С Оста ватель А. Ьарыкон

Тсхрсд И. Всрес Корректор Л. Тяско

Тираж 656 I Iîäиисно(ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 33035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4