Система автоматического управления режимами работы транспортного средства

В, Р, Мандрыка и М, Н. Коденко рьковский ордена Ленина политехнический инстит им, В. И. Ленина) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯЖИМАМИ РАБОТЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА2 Изобретение относится к транспортной технике и, 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,Известна система автоматического регулирования, содержа щая датчйки .расхода топлива и значений скорости и оптимизатор с запоминанием экстремума Недостатком ее является то, что оптимизатор, выполненный по. этой схеме, хотя и позволяет выбрать транспортному средству оптимальный режим движения, при котором расход топлива за пройденный путь будет минимальным, но при этом скорость движения транспортного средства будет величиной переменной. Величина сопротивления движению транспортного средства зависит от скорости движения и чем чаще изменяется величина скорости, тем чаще будут меняться параметры сопроти ален ня, что приведет к более напряженному режиму работы всей системы н увеличению расхода топлива. Кроме того, существуют режимы движения транспортного средства, при выполнении которых требуется постоянная (максимальная) мощность двигателя.Наиболее близкой к предлагаемой явля ется система автоматического управлениярежимами работы транспортного средства, содержащая задатчик и датчик скорости, соединенные со входами одного из блоков сравнения, один из выходов которого связан с исполнительным механизмом управления регулирующим органом передачи, а другой соединен. с одним из входов блока формирования команд управления, - связанного одним из выходов с исполнительным механизмом управления рейкой топливного насо са и датчики расхода топлива, крутящегомомента двигателя и оборотов коленчатого вала (2).Основным недостатком при связанномрегулировании двигателя и бесступенчатой передаче в этой системе является наличие жесткого программирующего устройства . одно (двухступенчатого) кулачка или блока кулачков (коноида), а в некоторых случаях блока пружинных элементов, необходимогодля согласования работы двигателя и трансмиссии на промежуточных режимах., Прц йзмеддении характеристик топливной аппаратуры с течением времени и условий эксплуатации наличие в системе такого устройства с постоянной характеристикой це обеспечивает ее работу в оптимальном режиме что приводит к увеличению расхода топлива н следовательно, снижению экономичности.Цель изобретения - повышение экономичности режимов работы.Указанная цель достигается тем, что система автоматического управления режимами работы транспортного средства снабжена оптимизатором, блоком умножения, управляемыми ключами и задатчиком мощности двигателя, причем датчик оборотов коленчатого вала соединен одним ц другим выходами соответственно со вторым входом блока формирования команд управления и одним из входов блока умножения, другой вход которого соедцшеп с.датчиком крутящего момента двигателя, а выход - с одним из входов оптимизатора, другой вход которого соединен с датчиком расхода топлива, а .выход - с сигнальным входом одного из ключей, выход которого соединен с исполнительным механизмом управлений рейкой топливного насоса, а управляющий вход - с первым выходом блока формирования команд управления, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами второго и третьего ключей и третьим входом блока умцокецддя, второй выход которого соединен с одним из входов другого блока сравнения, второй вход которого соединен .с задатчнком моцдцости двигателя, а выход - ,с сигнальным входом второго ключа, выход которого соединен с одним из входов исполнительного механизма управления регулирующим органом передачи, второй вход которого соединен с выходом третьего ключа, соединенного сигнальным входом с первым выходом блока сравнения, причем вход задатчика мощности двигателя и третий вход блока формирования команд управления связаны с регулирующим органом передачи.На чертеже представлены блок-схемы объекта регулирования и системы автоматического управления (СЛУ) режимами работ транспортного средства,Системы содержат двигатель 1, бесступецчатую передачу 2, на которую действует нагрузка 3, датчик 4 расхода топлива, датчик 5 крутящего момента, датчик 6 оборотов коленчатого вала длигателя, датчик 7 скорости движения, блок 8 умножения, блок 9 сравнения, задатчнк 10 мощности двигате 4 ь управляющий ключ 11, оптимизатор 12, блок 13 формирования команд управления, управляемый ключ 14, исполнительный механизм 15 управледтия рейкой 16. топливного насоса, блок 17 сравнения, задатчик 18 ско рости движения, управляемый ключ 19, исполнительный механизм 20 управления регулирующцм органом 21 бесступенчатой передачи 2.Выход датчика 4 соединен с одним извходов оптимизатора 12. Выходы датчиков 5ц 6 соеднцецы со входами блока 8 умножений, один из выходов которого соединенсо вторым входом оптимизатора 12, выходкоторого через ключ 14 соединен с исполнительным механизмом 15, Второй выходблока 8 умножения соединен с одним йзвходов блока 9 сравнения, второй вход кото.1 о рого соединен с задатчиком 10 мощностидви гателя. Выход этого блока сравнениясоедйцен с сигнальным входом ключа 11,выход которого соединен с одним из входовисполнительного механизма 20. Выход дат.чика 7 скорости движения соединен с однимиз входов блока 17 сравнения, второй входкоторого соединен с задатчиком 8 скоростидвижения. Один из выходов блока 13 формирования команд управления связан с блоком 8 умножения, другой с управляющимвходом ключа 11, третий с управляющимвходом 19, через который первый выходблока 1 сравнения соединяется со вторымвходом исполнительного механизма 20. Четвертый выход блока 3 связан с управляющим входом ключа 4. Второй выход датчит 5 ка 6 соединен с одним из входов блока 13формирования команд, другой вход, которогосоединен 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 выходисполнительного механизма 20 связан срегулирующим органом 21 бесступенчатойпередачи 2, второй выход которого связанс входом задатчика 10 мощности двигателя,ы САУ режимами работы транспортногосредства работает следующим образом.Задатчиком 18 скорости движения устанавливается скоростной режим движениятранспортного средства. Регулирующий оргад 21 бесступецчатой передачи 2 при этомо находится в нейтральном положении, Блок17 сравнения передает сигнал рассогласования на блок 13 формирования команд управления, который отключает оптимизатор 12и через ключ 14 и исполнительный механизм15 воздействует на рейку 16 топливногонасоса; увеличивая подачу топлива в цилиндры двигателя 1,На вход блока 3 формирования командуправления, который может быть реализованна известных логических элементах И, ИЛИи НЕ подаются различные сочетания входных сигналов, в зависимости от которыхна выходе получаются однозначно опреде.ленные переключательные функции, обеспечивающие требуемую последовательность53 работы системы.Когда обороты двигателя 1 достигнутмаксимума от датчика 6 оборотов, которыйпредставляет собой комбинированный датчик, ца первом выходе которого формируетсяаналоговый сигнал, поступающий на входблока 8 умножения для получения непрерывного текущего значения мощности дви.гателя 1, а на втором - дискретный сигнал,соответствующий минимальным и максимальным оборотам двигателя, на вход блока 13 поступит сигнал. Он включает ключ 19таким образом, что сигнал рассогласованияс блока 7 сравнения поступит на исполнительный механизм 20, который начнетвоздействовать на регулирующий орган 21бесступенчатой передачи 2, уменьшая еепередаточное число,Одновременно с подключением блокасравнения к исполнительному механизму 20по сигналу с блока 3 формирования командуправления происходит подключение выходаблока 8 умножения на вход оптимизатора 12,который через ключ 14 подключается наисполнительный механизм 15. Оптимизатор 12 представляет собой устройство, формирующее критерий оптимизации (в данномслучае удельный расход топлива и обес-печивающее на выходе такое, управляющеевоздействие, которое минимизирует критерийоптимизации.Транспортное средство начинает разгоняться до заданной задатчиком 18 скоростидвижения путем изменения передаточного".числа бесступенчатой передачи 2, а оптимизатор 12 для каждого значения передаточного числа бесступенчатой передачи 2 обеспечивает такую подачу топлива, чтобы егоудельный расход был минимальным.Если заданная скорость движения пре.восходит действительную на определеннуювеличину, а регулирующий орган 21 бесступенчатой передачи 2 не находится в нейтральном положении, то происходит переходна режим поддержания постоянной мощности двигателя.Блок 3 формирования команд управления посылает сигнал, на основании которого через ключ 19 отключается выход бло-. ка 17 сравнения на исполнительный механизм 20,На входы блока 9 сравнения поступаютсигналы Ът блока 8 умножения и задатчика 19 мощности двигателя, связанного срегулирующим органом 21 бесступенчатойпередачи 2. Одновременно с отключениемвыхода блока 17 сравнения на исполнительный механизм 20 через ключ 1 поступаетсигнал рассогласования текущего и задаваемого значения мощности двигателя,. который, воздействуяна регулирующий орган 2, увеличивает передаточное числобесступенчатой передачи 2 таким образом,.чтобы мощность двигателя 1 оставаласьактоянной. При этом для каждого значенияпередаточного числа оптимизатор 12 обеспечивает такую подачу топлива, чтобы егоудельный расход был минимальным,Когда разность между скоростью действительной и заданной станет меньше некоЬ 31 Е Использование САУ режимами работы.:,на транспортном средстве с бесступенчатой передачей позволяет снизить общий расход Формула изобретения 35 4 5 торой величины, блок 13 формирования ко. манд управления через ключ 11 отключит выход блока 9 сравнения и подключит на исполнительный механизм 20 через ключ 19 выход блока 7 сравнения. Процесс регулирования повторяется..При увеличении нагрузки 3 и снижении оборотов двигатели 1 до минимально допустимых от датчиков 6 в блок 13 формирования команд управления подается сигнал, на основании которого через блок 8 умно. жения отключается оптимизатор 12, а через ключ 9 отключается выход блока 17 сравнения и подключается на исполнительный механизм 20 сигнал, направленный на увеличение передаточного числа бесступенчатой передачи 2. Нагрузка 3 на двигатель 1 уменьшается, а его обороты увеличиваются, Как только обороты двигателя 1 возрастут до максимума, датчик 6 выдаст сигнал на блок 13 формирования команд управления, который через блок 8 умножения подключит оптимизатор 12, предварительно отключив сигнал, воздействовавший через ключ 19 на исполнительный механизм 20, и процесс регулирования продолжается топлива и существенно облегчить управлениетранспортным средством,Система автоматического управления режимами работы транспортного средства, содержащая задатчнк и датчик скорости, соединенные со входами одного из блоков сравнения, один из выходов которого связан с исполнительным механизмом управления регулирующим органом передачи, а другой соединен с одним из входов блока формирования команд управления, связанного одним из выходов с исполнительным механизмом управления рейкой топливного насоса н датчики расхода топлива, крутящего момента двигателя и оборотов коленчатого вала, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности режимов работы, она снабжена оптимизатором, блоком умножения, управляемыми ключами и задатчиком мощности двигателя, причем датчик оборотов .коленчатого вала соединен одним и другим выходами соответственно со вторым входом блока формирования команд управления и одним из входов блока умножения, другой вход которого соединен с датчиком крутящего момента двигателя, а выход - с одним из входов оптимизатора, другой вход которого соединен с датчиком расхода топлива, а выход - с сигнальным входом, Одного из ключей, выход которого соединен с исполнительным механизмом управления рейкой топливного насоса, а745727 Составитель Л, ЦобаТехред К, ШурфТираж 763 "тИЙИ Государственного коио делам изобретений иМосква, Ж - 35, РаувскПБП Патент, г, Ужгород,Корректор М. ВнгулаПодннсиоенгега СССРоткрытийя наб., д. 4/5ул. Проектная, 4 Редактор Т. ПортнааЗакал 4059/5ЦНЙ И 3035Филиал 7управляющий вход - с первым выходом блока формнрования команд управления, второй, третий н четвертый вйходйкоторогосоединены соответственно с управляющими входами второго и третьего ключей и третьим входом блока умножения, второй выход которого соединен с одним нз входов другого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчнком мощности двигателя, а выход - ссигнальным входом второго ключа, выход которого соединен с. одним из входов исполнительного .механизма управления регулирующим органом передачи, второй вход которого соединен с выходом третьего ключа, соединенного сигнальным 8входом с первым выходом первого блока сравнения, при этом вход задатчика мощ ности двигателя н третий вход блока формирования команд управления, связаны с регулирующим органом передачи.Источники информации,:принятые во внимание при эксаертизе ). Кодеин М, Н, и др, Автоматизациятракторных агрегатов. М., йашиностроеиие, )969, с. )43.2. Горбунов П. П, Некоторые вопросы 40 автоматизации тракторных трансмиссий.Автоматизация режимов работы тракторных трансмиссий, Под ред. А, А. Крейслера.МЦИНТИАМ, )963, с. 86 - 92 (прототип).