Система автоматического управления режимами работы транспортного средства

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1382685тут механизаци В. Н. Лукашеви тванский и видетельство СССРВ 60 К 41/04, 1983. фи ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА(57) Изобретение относится к тра нспортной технике, в частности к системам, осуществляющим оптимизацию по критерию минимального удельного расхода топлива режимов работы транспортного средства, и может быть использовано в устройствах управления транспортными средствами. Целью изобретения является повышение эффективности путем улучшения процесса разгона при снижении уровня динамической нагруженности в трансмиссии. Система содержит двигатель 1, трансмиссию 2, на которую действует внешняя нагрузка 3, датчик расхода топлива 4, датчик крутящего момента 5, датчик 6 оборотов коленчатого вала двигателя, датчик скорости движения 7, блок умножения 8, блок сравнения 9, задатчик 1 О мощности двигателя, управляющий ключ 11, оптимизатор 12, блок формирования команд управления 13, управляемый ключ 14, исполнительный механизм 15 управления рейкой 6 топливного насоса, блок сравнения 17, задатчик скорости движения 18, управляемый ключ 9, исполнительный механизм 20 управления регулирующим органом 21 трансмиссии 2, блок управления разгоном 22, исполнительные механизмы разгона 23 и 24, дифференциальные звенья 25 и 26, блок 27 определения скорости изменения крутящего момента двигателя, датчик 28 крутягцего момента на выходном валу трансмиссии, блок определения скорости изменения крутящего момента 29, блок сравнения 30. Изме-ряя величины крутящего момента на ведущем валу трансмиссии и на ее выходном валу, определяют скорости изменения крутящих моментов и из скорости изменения момента на ведущем валу вычитают скорость изменения момента на выходном валу трансмиссии. Если результат вычитания май положительный, увеличивают скорость разгона транспортного средства, если отрицательный - уменьшают скорость разгона пропорционально величине превышения, РСЬ1382685 воздействуя на механизм включения главного сцепления и уменьшения скорости его включения. При этом уменьшается амплитуда вынужденных колебаний за счет корИзобретение относится к транспортной технике, в частности к системам, осущест. вляющим оптимизацию по критерию минимального удельного расхода топлива режимов работы транспортного средства, и может быть использовано в устройствах управления транспортными средствами.Целью изобретения является повышение эффективности путем улучшения процесса разгона при снижении уровня динамической нагруженности в трансмиссии.На фиг. 1 представлена блок-схема объекта регулирования и системы а втом атического управления (САУ) режимами работы транспортного средства; на фиг. 2 - устройство блока умножения; на фиг. 3 устройство оптимизатора; на фиг. 4 - устройство блока формирования команд управления; на фиг. 5 . - устройство блока управления разгоном; на фиг. 6 - - устройство дифференциальных звеньев.Система содержит двигатель 1, трансмиссию 2, на которую действует внешняя нагрузка 3, датчик 4 расхода топлива, датчик 5 крутящего момента, датчик 6 оборотов коленчатого нала двигателя, датчик 7 скорости движения, блок 8 ум ножен ия, блок 9 сравнения, задатчик 10 мощности двигателя, управляющий ключ 11, оптимизатор 12, блок3 формирования команд управления, управляемый ключ 14, исполнительный механизм 15 управления рейкой 16 топливного насоса, блок 17 сравнения, задатчик 8 скорости движения, управляемый ключ 19, исполнительный механизм 20 управления Регулирующим органом 21 трансмиссии 2, блок 22 управления разгоном, исполнительные механизмы 23 и 24 разгона, дифференциальные звенья 25 и 26, блок 27 определения скорости изменения крутящего момента двигателя, датчик 28 крутящего момента на выходном валу трансмиссии, блок 29 определения скорости изменения крутящего момента, блок 30 сравнения.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 исполректировки скорости изменения моментана входном и выходном валах и, тем самым,увеличивается долговечность трансмиссии.6 ил. нительным механизмом 15. Второй выход блока 8 умножения соединен с одним из входов блока 9 сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком 10 мощнос ти двигателя. Выход блока 9 сравнениясоединен с одним из входов исполнительного механизма 20. Выход датчика 7 скорости движения соединен с одним из входов блока 7 сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком 18 скорости движения. Один из выходов блока 13 формирования команд управления связан с блоком 8 умножения, другой с управляющим входом ключа 11, третий - с управляющим входом ключа 19, через который первый выход блока 7 сравнения соединяется с вторым входом исполнительного механизма 20. Четвертый выход блока 3 связан с управляющим входом ключа 14.Второй выход датчика 6 соединен с одним 20 из входов блока 13 формирования командуправления, другой вход которого соединен с регулирующим органом 21, а третий вход - с вторым выходом блока 17 сравнения. Первый вход блока 22 управления разгоном соединен с пятым выходом блока 13, а выходы 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 30 исполнительным механизмом 15. Выход исполнительногоо механизма 24 соеди нен с одним из входов дифференциального звена 26, другой вход которого соединен с исполнительным механизмом 20. Выход дифференциального звена 25 соединен с рейкой 35 16 топливного насоса. Выход дифференциального звена 26 соединен с регулирующим органом 21 трансмиссии 2.Дополнительный выход датчика 5 соединен с выходом блока 27 определения ско рости изменения крутящего момента двига.теля, выход которого подключен к первому входу блока 30 сравнения. Второй вход блока 30 соединен с выходом блока 29 определения скорости изменения крутящего момента на выходном валу, вход которого сое динен с выходом датчика 28 крутящего момента, установленного на выходном валу трансмиссии. Выход блока 30 сравнениякручивая ее валы. Характер изменения крутящего момента на выходных валах (полуосях) трансмиссии, пропорциональный величине внешней нагрузки, регистрируется датчиком 28, с выхода которого сигнал по 55 подключен к второму входу блока 22 управления разгоном.Блок 8 умножения (фиг. 2) содержит аналоговый полупроводниковый перемножитель 31 напряжений, логический элемент НЕ 32, ключ на транзисторе 33,Оптимизатор (фиг. 3) содержит аппроксиматор, выполненный на интегральном операционном усилителе 34, и однопороговый компаратор 35.Блок формирования команд управления (фиг. 4) выполнен на логических элементах 36 - 39 и оптопарах 40 и 41.Блок 22 управления разгоном (фиг. 5) состоит из логических элементов 42 - 44. Дифференциальные звенья (фиг. 6) построены на операционном усилителе 45, включенном по схеме дифференциального сум м атора.САУ режимами работы транспортного средства работает следующим 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 находится в нейтральном положении. Блок 17 сравнения передает сигнал рассогласования на блок 13 формирования команд управления, который отключает оптимизатор 12, при этом подключается блок 22 управления разгоном, который реализован на той же элементной базе, что и блок 13. После подключения блока 22 ьа 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 трансмиссии 2, который, перемещаясь, плавйо включает главное сцепление и начинает уменьшать передаточное отношение трансмиссии. Величина начальной скорости перемещения регулирующего органа выбирается максимальной, но не превышающей Значения, позволяющего развивать транспортному средству ускорения, превышающие предельно допустимые по санитарным нормам. Крутящий момент двигателя по мере включения сцепления начинает воздействовать на трансмиссию, за 51 О1520 25 30 35 40 45 50 ступает на вход блока 29 определения скорости изменения крутящего момента (темпа). Информация о темпе изменения крутящего момента на выходных валах трансмиссии с выхода блока 29 и о темпе изменения движущегося момента (на первичном валу) с выхода блока 27 поступает в блок 30 сравнения. Величина темпа момента на полуосях сравнивается блоком 30 с темпом момента на первичном валу трансмиссии. Если темп момента на полуосях превышает величину темпа момента на первичном валу, то на выходе блока 30 вырабатывается сигнал превышения, величина которого пропорциональна величине превышения. Сигнал превышения поступает в блок 22 управления разгоном, формирующий управление на исполнительный механизм 24, уменьшающий скорость перемещения регулирующего органа 21. Тем самым осуществляется корректировка отклонения темпа на выходном валу от величины темпа на входном валу, что приводит к снижению амплитуды колебаний, и, соответственно, динамических нагрузок в трансмиссии. Тем самым скорость перемещения регулирующего органа должна изменяться следующим образом:а Ч. Ча Ч где Ч, - скорость перемещения регулирующего органа;Ч, - начальная скорость перемещениярегулирующего органа;Чд - скорость изменения движущегокрутящего момента на первичномвалу;Ч, - скорость изменения крутящегомомента на полуоси;а - коэффициент регулирования.Таким образом, при увеличении внешней нагрузки время разгона увеличивается, так как темп на выходном валу растет быстрее темпа на входном валу, а при уменьшении нагрузки - уменьшается. Одновременно снижается величина динамической нагруженности вследствие уменьшения амплитуды вынужденных колебаний системы за счет корректировки отклонения темпа в ту или другую сторону., Одновременно с началом разгона рейка 16 перемещается исполнительным механизмом в сторону увеличения подачи топлива до отказа (до упора). Разгон продолжается до тех пор, пока разность между скоростью действительной и заданной не становится меньше некоторой величины. При этом блок 13 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, а оптимизатор обеспечивает(,1 ОК)МиОЕ 51 ИЯ К(с "с 3, , )1 сИЯ ИО.НИ И 5 ВХО,Е)Б 0,3.КНоск( 353 .ИБ лО, 350 с)0 О СсС,3 ,с 11 с М л Ъи1 1( 1 ( ) 1 (Ы ( 1 1 1 с , 3 . :1 с . 1 с 1с 11Х 0с О , ЕНИМ : 5 БХО,05 1 И М 1 5 с 3 с)с 3, 5 0)ОИ Б ЛО,ЕО5)ХОс сЕЫ В ХОЕО "5 О 130 О И 5 К, Н)с. , .; ,1)О Ко 0)0 сССН.,3,И НС.иС .3. 1 с. 111 Ь ЪС с с 1 Б М Ом11) В Б . С 3 и )ЕЙКсИ 111.13 Бс) сс, а , 1)с 1 В.ЯН 11,ИИл хо, с )51 л 13 со. 6,ок:5 форчис3 с 3 3 Н 5 л М с Н: ЛсВ С И 3 ТОсИ, 3 С 1 И И (1 вс 3 ыи Быхоиы ко0 ( (е.Ис 3 0( - 1 С с ЬЕНО С ЛН)сБ.3)ЕН)ИМИ БХО,с 3 Л 1 И 5 Ч )с с и 1 сГьс 1 О сл 11(и и 1 1,им Б,Еоы 13 Си О 0 окс 1 . ЛосКСИЯ, )Ы ло,Е 510)03 ОК) с 1 Е:ЕИ 1 СН с ,1 ИМ И 5 В с(,01) Ис),1- ИС.ИНО 0 )МСХс НИ 51 С 0).1.(НИЯ С , 1 И )ГниЛ) О)ВНМ НС )Е,3 И, 1530)Ой )Х , КООРОО СЛИНЕБЫСОЛЫ ГРЕЬСО КГ)НсЕ, с ОсЛснК)ГО 11 л ьыы е 3 лОЛоы3 РЕ)ыл 5 . 15 ыхо,ом 6.10 к,1 .);)Б ния, т)еГии ло, 6.оКс) фо ) Л И ) 0 В В Н И Я КОМ с 3 и, Л 11), В.(сИ и В Я :ВН РС У 3 РУК)33 ИЛ ОР ННОЛ 3 ЕРЕ,353, НРИ ЭТОМ НС)Е)ЫИ Вло6,ОКс л Н)с 8.1 НИЯ )сБО.НОМ ОС ЛИНЕ 13 С НЯ 1 Ь 1 М БЬс ХОЛОМ бс 0 К(3 ф- С 13)03 сИЯ КОМ с 3. Л 31)с 35.с 335, 5 сХО.ис 6.0- М3 С 11 ВСНИЯ 31310 ОЛ С (,с ЕИ 1 С 1 с ( Б О.с Л И И НО ЧНИ Г(.1 НЫЛ Л(Х сИЗЛ 30 )с) 510 с 3.Б 1 сХ 0.1 030)Ы л сОс; НсНЫ С 0.ИМ И 5 ВХО Е(Б,И ф ф С ) С. Н И3, Ь с 1 Х 5 1)Сс 5, с 5 1 О ) Ь С Б ло,ы Ли)фе)с 3 с 1 ны л че)с 13 сБ сос.,Еи СНЫ С ИС ЛНИ 1(,ЬН И сС 51.МВЛ) Л)ВБ1 СНИ Я РЕКСИ 1 О.3 Е)0 0 Нс 30(.с 3 И )(.1 ссИ рскн)иы Орг 3 ол 6 с т. с н 33 ойс )е.ечи.15 э Х Ы ИффсСсИ с 3,)Ь 1 сс сс .555 Н.с 15 сОС,Ен Н с Н 1 ,1) .с Й Р О Й 311с " 1с3(:. И;) :" и) И Ы О) Г 3 сл) " , 1 ,Чс ГсСси,,Е1 О. 13 И .(. 1, 1 с 3 131 с Х (с 31, Кс 1 КР, 151 С 1 :, лОлснт; соеЛи 1 с Бло.с)ч 6 окс Он; Лс.с 1 ия к)0 т и 5 ыснив 13., Г)нс о ыс)л сн ч ,Еви:тс,1 53, В 0)0 и Б 3 л О: ).1 Ок; с лсс(ив ОС Л 13 СН с ОЛИЫ И 5 БХО В 4 и Г010),ЕОК 5 с РВВНЕИ)3,;)У 0 Б ),3 1:010 РО 0 сИ) ссЗЗЛВ 1 ИКОМ Моиос"3 И,НИсТСГЛ 5, В ВЫХС.ИГЕ 33.1 НсЛ НХОЛОМ )ГОРО 0 КК)с, ОТЛи ЧЮОиисЕ ТЕЛ, ЧТО, ( и(.31 0 НОБ 31 СНИЯ т(- ф С К Т И В Н 0 Е Т И5 1 (М ЛС,1 1 Н 3 С Н И и Н ) О Н С С ( с 1 )ИВ 0 с 3 И)И С Чсск(НИИ ЛОВ 13)3 ЛВМИЧСКОЙ ;О 1 ВГГ)лЖ(Н 0 ТИ и Г)1" Л 1(ИИ 01 И :363,НЕ ОНОЛ 13 ИТ(с Н(м ., 1 ИКОМ К)Ли ЕЕ О л 30 М с 13 с 1, ЛОНО Чин ГсНЫсс 6.1 КОМ ,ЕЛС ЛСНЯ (КО 0(ТИЛ ИМ К 5 ТЯ ЕЕ О 51 Л С Н 1 В И,)(. 1 Ь И М ") Г 0 1 ло 5 35 5 Ь Н с Н И Н,) И у ТО Л . ОЛ И ( ЬН 1 И,11 Т И Н К 5, Г 5311 ЕГО Л(М С 1 Гс 3 . ссВЫ 3 сИ НВ ВцлцНОЫ БВ У ТР;33)И ИИ И БЫЛО,ОЛ) ИОЛК,К 3(. К ВХ).ЕМ ЛОНО. НИ ГСЛ, - 3306.ос ОНЯЛС,1(Ня (КС 0 И ИВЫсЕЕ 13 я КУтл 3(0 МЫСВ 15)ЛОКО )РН (К,)И1382685 Ст датчика Х Огп Вотчина б оиру Я Ю оплиниюатору ЮФи нен с входом третьего блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом блока определения скорости изменения крутящего момента, выход третьего блока сравнения подключен к второму входу блока управления разгоном.1382685 лючу11 чу лю 9 Г ъс цспол наел ьномумРкониячу Л иг Ргддкг)4 1411 Госчддрснсннгг113035 Мооде гзенно.нодигрфостдни е.ь Л. ЬгрыковТскрся 1 4 ерес КрТирак 556 1 одяитета (:СХР по ле,тдл изобрЖ - 35, Рушскдя ндб деское предприятие, г. Укдрот тений и открытий4/5