Система автоматического управления режимами работы транспортного средства

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (u>958152 (61) Дополнительное к авт. свид-вуМ 745727 (22) Заявлено 130281 (21) 3248024/27-11 (ф 1) М Каа 3

В 60 К 41/04 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150982.Бюллетень Йо34

Дата опубликования описания 150982

t$3) УДК 629. 113-585.52(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

2 ла соединен одним и другим выходами соответственно с вторым входом бло-. ка формирования команд управления и одним из входов блока умножения.

Другой вход блока умножения соединен с датчиком крутящего момента двигателя, а выход — с одним иэ входов оптимизатора. Другой вхрд оптимизатора соединен с датчиком расхода топлива, а выход — с сигнальным входом одного из ключей. Выход этого ключа соединен с исполнительным механизмом управления рейкой топливного насоса, а его управляющий входс первым выходом блока формирования команд управления. Второй, третий и четвертый выходы блока формирования команд управления соединены соответственно с управляющими входами 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 мощ25 ности двигателя, а выход — с сигнал-;— ным входом второго ключа. Выход второго ключа соединен с одним иэ входов исполнительного механизма управления регулирующим органом передачи, 30 второй вход которого соединеи с выИзобретение 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 использовано в устройствах управления транспортными средствами.

По основному авт.св. Р 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 входов 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 ваВ. P. Мандрыка, М. Н. Коденко, A.Ä. Галуцких .н..,т, pg pgq и A.Ì.Ëèõoäåé )

Г и- "; а йт км

1

Хараконскин ордена Ленина попитехническдаии Рстантутр им. В.И.Ленина

958152 ходом третьего ключа. Третий ключ соединен сигнальным входом с первым выходом первого блока сравнения. Вход эадатчика мощности днигателя и третий вход блока формирования команд управления связан с регулирующим ор- S ганом передачи (13.

Недостаток известного изобретения заключается в том, что при выходе транспортного средства. на установившийся режим движения оптимизатор про-Jp должает работать в режиме автоколебания, что объясняется процессом поиска экстремума н оптимизаторе. В этом случае подача топлива в цилиндры двигателя носит колебательный характер, что оказывает отрицательное влияние на качество смесеобраэования и мощность двигателя. Скорость движения объекта в связи с этим меняется.

Разность между действительной и заданной скоростями не превосходит некоторой величины, регулятор выполняет режим постоянной скорости движения. Однако запаздывание в системе поддержания. скорости движения транспортного средства приводит к тому, 25 что с учетом постоянной времени двигателя изменение передаточного числа бесступенчатой трансмиссии наступает в .тот момент, когда в процессе поиска экстремума сигнал на исполнитель- 30 ный механизм меняет знак на противоположный и увеличивает амплитуду колебаний скорости движения транспортного средства. Кроме того, процесс работы оптимизатора в зоне экстремума35 затруднен в силу слабо выраженного экстремума в характеристике удельного расхода топлива. Поэтому увеличивается время поиска экстремума. Все это приводит к увеличению расхода 4О топлива при установившемся движении транспортного средства.

Целью изобретения является умень,шение расхода топлива при установившемся движении транспортного средст° ва.

Поставленная цель достигается тем,. что система автоматического управления режимами работы транспортного средства снабжена блоком определения знака приращения сигнала и блрком определения направления перемещения исполнительного механизма управления рейкой топливного насоса, причем вход блока определения знака приращения сигнала соединен с оптимизатором, а выход - с четвертым входом блока формирования команд, второй выход исполнительного механизма управления рейкой топливного насоса соединен с 60 входом блока определения направления перемещения исполнительного механизма управления рейкой топливного насоса, выход которого соединен с пятым входом блока формирования команд.

На чертеже представлена блок-схема объекта регулирования и системя 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 момен.та, датчик 6 оборотов коленчатого вала двигателя, датчик 7 скорости двикения, блок 8 умножения, блок 9 сравнения, задатчик 10 мощности днигателя, управляющий ключ 11, оптимизатор 12, блок 13 формирования команд управления, управляемый ключ 14, исполнительный механизм 15 управления рейкой 16 топливного насоса, блок 17 сравнения, задатчик 18 скорости движения, управляеьый ключ 19, исполни тельный механизм 20 управления регулирующим органом 21 бесступенчатой передачи 2, блок 22 определения знака приращения сигнала и блок 23 определения направления перемещения исполнительного механизма управления рейкой топливного насоса.

Выход датчика 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 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 эадатчиком 10 мощности двигателя. Выход этого блока сравнения соединен с сигнальным входом ключа 11, выход которого соединен с одним из входов исполнительного механизма 20. Выход датчика 7 скорости движения соединен с одним из входов блока 17 сравнения, второй вход которого соединен с эадатчиком 18 скорости движения. Одни из выходов блока 13 формирования команд управления связан с блоком 8 умножения, другой — с управляюащм входом ключа 11, третий— с управляющим входом ключа 19, через который первый выход блока 17 сравнения соединяется с вторым входом исполнительного:механизма 20. Четвертый выход .блока 13 связан с управляющим 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 — со вторым выходом блока 17 сравнения. Выход исполнительного .механизма 15 соединен с рейкой 16 топливного насоса, а выход исполнительного механизма 20 связан с регулирующим органом 21 бесступенчатой передачи 2, второй выход которого связан с входом эадатчика 10 мощности двигателя. В отличие от основного

958152 изобретения вход блока 22 соединен с оптимизатором 12, а выход — с четвертым входом блока 13 формирования команд. Выход исполнительного механизма 15 управления рейкой 16 топливного насоса соединен с входом бло-. ка 23, выход которого соединен с пятым входом блока 13 формирования команд управления.

САУ режимами работы транспортного средства работает следующим образом.

Задатчиком 18 скорости движения устанавливается скоростной режим движения транспортного средства. Регулирующий орган 21 бесступенчатой передачи 2 при этом находится в нейтральном положении. Блок 17 сравнения передает сигнал рассогласования на блок 13 формирования команд управления, который отключает оптимизатор 12 и через ключ 14 и исполнительный механизм 15 воздействует на рейку 16 топливного насоса, увеличивая подачу топлива в цилиндры двигателя 1.

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.

Когда обороты двигателя 1 достига.ют максимума от датчика 6 оборотов, который представляет собой комбинированный датчик, на первом выходе которого формируется аналоговый сигнал, поступающий на вход блока 8 умножения для полученияя непрерывного текущего значения мощности двигате- . ля 1, а на втором — дискретный сигнал, соответствукщий минимальным и максимальным оборотам двигателя, на вход блока 13 поступает сигнал. Он включает ключ 19 таким образом, что сигнал рассогласования с блока 17 сравнения поступает на исполнительный механизм 20, который начинает воздействовать на регулирующий орган 21 бесступенчатой передачи 2, уменьшая ее передаточное число.

Одновременно с подключеним блока 17 сравнения к исполнительному механизму 20 по сигналу с блока 13 формирования команд управления происходит подключение выхода, блока 8 множения на вход оптимизатора 12, оторый через ключ 14 подключается а исполнительный механизм 15. Оптимизатор 12 представляет собой устройство, формирующее критерии оптимизации..(в данном случае удельный расход топлива) и обеспечивакщее на выход такое управляющее воэдействие, которое минимизирует критерий оптимизации . Транспортное средство начинает разгоняться до .заданной задатчиком 18 скорости движения путем изменения передаточного числа бесступенчатой передачи 2, а оптимизатор 12 для каждого значения передаточного числа бесступенчатой передачи 2 обеспечивает такую подачу топлива„ чтобы удельный его расход

10 был Минимальным. В отличие от основ-. ного изобретения сигнал от оптимизатора 12 поступает также в блок 22, где определяется знак приращения сигнала при движении определяющей точ15 ки по кривой удельного расхода топлива. При каждом переходе изображающей точки через экстремум, исполнительный механизм 15 выдает срответствующие управления рейке 16 топливно20 го насоса, и при помощи блока 23, определяющего направление перемещения исполнительного механизма 15, передает кодированные сигналы энакопеременного вида, которые поступают

25 на пятый вход блока 13 формирования команд управления. Так как началом установившегося движения системы считают состояние, когда изображающая точка хотя бы один раз перешла через экстремум плавакщей характеристики удельного расхода топлива и вернулась на исходную наклонную ветвь, то окончание установившегося движения и начало переходного процесса определяются постоянной времеЗ5 ни двигателя. В этом случае изображающая точка не пересекает экстремума на характеристике удельного расхода топлива, несмотря на соответствующее перемещение исполнитель-

40 ного механизма 15 управления рейкой 16 топливного насоса. Сигналы от блоков 22 и 23 направляются в блок 13 формирования команд, где, при условии выполнения режима движения с постоян45 ной скоростью и условия нахождения агрегата в установившемся режиме, вырабатывается сигнал, которыя отключает выход блока 17 сравнения от одного входа управляемого ключа 19. Одновре50 менно блок 13 формирования команд выдает на вход управляемого ключа 19 сигнал, при котором уменьшению или увеличению подачи топлива соответствует увеличение или уменьшение передаточного числа бесступенчатой передачи 2. Это приводит к более выраженному положению экстремума и в целом уменьшает время его поиска. Колебания скорости движения транспортного средства уменьшаются до минимума.

В случае окончания установившегося движения, переходной процесс в системе продолжается в пределах движения на заданном режиме.

Если заданная скорость движения

65 превосходит действительную на опре958152 деленную величину, а регулирую«ий орган 21 бесступенчатой передачи не находится в нейтральном положении, то происходит переход на режиме поддержания постоянной мощности двигателя. 3

Блок 13 формирования команд управления посылает сигнал, на основании которого через ключ 19 отключается выход блока 17 сравнения на исполнительный механизм 20.. 10

На входы блока 9 сравнения поступают сигналы от блока 8 умножения и эадатчика 10 мощности двигателя, связанного с регулирующим органом 21 бесступенчатой передачи 2. Одновременно с отключением выхода блока 17 сравнения на исполнительный механизм 20 через ключ 11 поступает сигнал рассогласования текущего и задаваемого значения, мощности двигателя, который, -воздействуя на регулирующий орган 21, увеличивает передаточное число бесступенчатой передачи 2 таким образом, чтобы мощность двигателя 1 оставалась постоянной. При этом для каждого значения передаточного числа оптимизатор 12 обеспечивает такую передачу топлива, чтобы его удельный расход был минимальным.

Когда разность между скоростью действительной и заданной .стает, -ЗО меньше некоторой величины, блок 13 формирования команд управления через ключ 11 отключает выход блока 9 сравнения и подключает на исполнительный механизм 20 через ключ 19 выход 35 блока 17 сравнения. Затем процесс регулирования повторяется ° ри увеличении нагрузки 3 и сни кении оборотов двигателя 1 до миниально допустимых от датчиков б в 4р лок 13 формирования команд управле— ия подается сигнал, на основании которого через блок 8 умножения отключается оптимизатор 12, а через ключ 19 отключается выход блока 17 сравнения.и подключается на исполнительный механизм 20 сигнал, направляемый на увеличение передаточного числа бесступенчатой передачи 2.

Нагрузка 3 на двигатель 1 уменьшается, а его обороты увеличиваются.

Как только обороты двигателя 1 возрастают до максимума, датчик б выдает сигнал на блок 13 формирования команд управления, который через блок 8 умножения подключает оптимизатор 12, предварительно отключив сйгнал, воздействовавший через ключ 19 на исполнительный механизм 20, и процесс регулирования продолжается.

Использование системы режимами работы на транспортном средстве с бесступенчатой передачей позволяет снизить общий расход топлива и существенно облегчить управление транспортными средствами.

Формула изобретения

Система автоматического управления режимами работы транспортного средства по авт.св. Р 745727, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения расхода топлива при установившемся движении транспортного средства, она снабжена блоком оп- ределения знака приращения сигнала и блоком определения направления перемещения исполнительного механизма управления рейкой топливного насоса, причем вход .блока определения знака приращения сигнала соединен с оптимизатором, а выход — с .четвертым входом блока, формирования команд, второй выход исполнительного механизма управления рейкой топливного насоса соединен с входом блока определения направления перемещения исполнительного механизма управления рейкой топливного насоса, выход которого соединен с пятым входом блока формирования команд.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское càèäåòåëüñòâî СССР

Р 745727, кл. В 60 К 41/04, 1977.

958152

Составитель A.Áàðûêîâ

Техред g.Харитончик Корректор А.Ференц

)РеДактор М.Бандура

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 7219/19 Тираж 718 Подиисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,-Москва, 5-35, Раушская наб., a. 4/5