Система управления двухдвигательной силовой установкой транспортного средства

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерации по иатеитам и товарным знакам(Я) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВУХДВИГАТЕЛЬНОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ(7) Ислотьэование: в транспортных средствакпреимуществеею в системах управпения колесными транспортными средствами. Сущность изобретения: система управления включает рулевой при(19) КС (11) 2000964 С 1(Я) 5 В 60 К 17 34 вод и элементы системы питания двигатепей Дпя обеспечения повышения тяговых и топпивно - экономических показателей в систему вкпючены датчики частот вращения 5 и крутящих моментов 6 на копенчатых валах двигатепей, сигнапы с которых поступают в блок 7 управпения, связанный с бортовой ЭВМ 8 и с испопнительными механизмами 3 регулирования подачи топпива В систему также включен датчик 9 угла поворота рупевого колеса 10, сигнап с которого поступает в блок 7 управпения 4 ип,1 табп,Изобретение относится к транспортным средствам, преимущественно к системам уп равления колесными транспортными средствами.Известна система регулирования сдво енной силовой установки, содержащая ЭВМ и блок управления, которая производит автоматическое выравнивание выходных крутящих моментов двигателей, при этом передний двигатель работает на привод пе редних колес, задний - на привод задних.Недостатком этой системы является то, что она производит выравнивание выходных крутящих моментов, а при движении в различных дорожных условиях, особенно 15 при поворотах, необходимо дифференцированное управление двигателями, в частности на автомобилях с бортовой схемой трансмиссии.Целью изобретения является повы шение тяговых качеств и топливной экономичности транспортных средств с двухдвигательной силовой установкой в различных дорожных условиях, в частности при криволинейном движении. 25Это достигается тем, что в систему включены датчик угла поворота рулевого колеса, датчики частот вращения валов двигателей и блок управления, включающим в себя два преобразователя, два усилителя и 30 деа компаратора, входы первого иэ которых соединены с датчиками крутящих моментов двигателей, а выход - с первым входом второго компаратора, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя, а 35 выход - с выходом первого преобразователя, другие входы которого связаны с датчиками крутящих моментов и частот вращения валов двигателей. а выход - с вычислительным устройством, соединенным с вторым 40 преобразовавателем, выходы которого через второй усилитель подключены к исполнительным механизмам регулировки подачи топлива при этом выход первого усилителя соединен с датчиком угла поворота 45 рулевого колеса.На фиг.1 представлена структурная схема системы управления двухдвигательной силовой установкой; на фиг,2 - скоростная характеристика ДВС с воспламенением от 50 сжатия; на фиг,З - функциональная блоксхема блока управления; на фиг,4 - блоксхема ЭВМ.Система (фиг,1) включает общую педаль управления 1 (задатчик 11), связанную черЕз привод 2 с исполнительными механизмами 3 регулирования подачи топлива в двигатели 4, датчики частот вращения 5 и крутящих моментов 6 на коленчатых валах двигателей, сигналы с которых поступают в блок управления (БУ) 7, связанный с бортовой ЭВМ 8 и с исполнительными механизмами 3 регулирования подачи топлива, В систему также включен датчик угла поворота рулевое колесо 10, сигнал с которого поступает в БУ 7.Блок управления (фиг,З) включает усилители (Ус 1 и УС 2) 1 и 2, компараторы (К 1 и К 2) 3 и 4, аналого-цифровой (АЦП) 5 и цифроаналоговый (ЦАП) б преобразовательЭВМ (фиг.4) включает постоянное запоминающее устройство 1 (ПЗУ), процессор 2 (П), блок оперативной памяти 3 (ОП), дешифратор 4. ЭВМ выполнена по стандартной схеме "общая шина" (ОШ).В зависимости от режима движения транспортного средства, определяемого заданным количеством подаваемого топлива, углом поворота рулевого колеса и дорожными условиями, двигатели развивают крутящие моменты, которые в общем случае не равны, Различие крутящих моментов двигателей обуславливается разной частотой вращения колес бортов, приводимых этими двигателями, которые возникают при криволинейном движении и при разных условиях сцепления колес с дорогой. Указанное различие крутящих моментов может достигать существенного значения. Возможны случаи перехода одного из двигателей на режим принудительного холостого хода, что вызывает перегрузку второго двигателя и резкое повышение расхода топлива,Сущность процесса управления величиной крутящего момента параллельно работающих двигателей рассмотрим по скоростной характеристике ДВС с воспламенением от сжатия (фиг.2),При прямолинейном движении е одинаковых условиях качения колес болтов показатели двигателей и, и Мкр близко совпадают (т,1 фиг.2).При повороте транспортного средства частота вращения двигателя наружного борта увеличивается до п 2, а двигателя наружного борта уменьшается до п 1. Средняя частота вращения двигателей при 1+ п 22- . определяющая скорость движения машины, в общем случае будет отличаться от по. В отсутствие регулирования (корректировки) подачи топлива в двигатели, т.е. при работе их на одной нагрузочной или регулировочной характеристике (прямая 3), развиваемые ими крутящие моменты изменяются: двигателя наружного борта уменьшается (т.5), внутреннего борта увеличивается (т.4), разность моментов Л М 1, равная Муар Мвн. отрицательная и при50 55 реэлизации через колесный движитель создает дополнительный момент сопротивления повороту транспортного средства, Устранить это г недостаток предлагается путем согласованного изменения количества подаваемого в двигатели топлива при постоянном положении педали управления подачей топлива, что означает перевод двигателей на новые характеристики работы: на регуляторную характеристику(прямая 2), внутреннего борта на регуляторную характеристику (прямая 4). При этом крутящие моменты двигателей выравниваются (т,2 и 3), разность Л М исчезает. С целью дальнейшего улучшения использования силовой установки предлагается осуществлять перевод двигателя наружного борта на внешнюю скоростную характеристику (кривая 1), при этом его крутящий момент увеличивается (т.б), создается положительная разность М,р - Л М, облегчающая поворот. Величина и знак разности крутящих моментов двигателей, определяемые в БУ, проверяются на соответствие величины и знаку угла поворота рулевого колеса по заложенному с ЭВМ алгоритму. В случае недостаточности разность моментов и выхода двигателя наружного борта на высшую скоростную характеристику (т.б) осуществляется уменьшение подачи топлива в двигатель внутреннего борта, т,е. перевод его на характеристику (т.7, прямая 5).Уменьшение подачи топлива производится до достижения требуемой разности крутящих моментов двигателей ЛМ 4. пропорциональной углу поворота рулевого колеса.Формирование и выдача команд исполните 11 ьным механизмам 3 (фиг.1), блоком управления 7 осуществляется на основе обработки информаций, поступающих от датчиков Дмп. Дмл, Дпп, Дпл Д аВ блоке управления (фиг.3) усилитель 1 формирует сигнал, уровень которого соответствует величине требуемой разности крутящих моментов (Л Мз) в зависимости от угла поворота (а) рулевого колеса, являющегося задающим сигналом. Сравнение сигналов М 1 и М 2, поступающих От датчиков крутящих моментов, происходит в компараторе 3, на выходе из которого формируется сигнал ЛМф с учетом величины и знаков сигналов М 1 и М 2,Компаратор 4 сравнивает величины задающей Л Мз и фактической Л Мф разностей крутящих моментов двигателей и формирует сигнал д(Л М), пропорциональный их рассогласованию,5 10 15 20 25 30 35 40 45 В АЦП 5 осуществляется преобразование сигналов д ( Л М), М 1, М 2 о)1, и мг в цифровую форму для передачи в ЭВМ, а в ЦАП 6 - преобразования сигналов Лр 1 и Л р 2, поступающих из ЭВМ из цифровой формы в аналоговую. В усилителе 2 осуществляется масштабное преобразование сигналов Л р 1 и Лр 2 до уровня, соответствующего параметрам исполнительных механизмов подачи топлива в двигателе.ЭВМ (фиг.4) реализует предлагаемый закон управления крутящими моментами двигателей.Поступающие в ЭВМ сигналы от БУ преобразуются в дешифраторе 4 к форме соответствующей параметрам работы блоков ЭВМ.В ПЗУ заложены внешние скоростные характеристики управляемых двигателей и программа функционирования системы управления. На основании имеющихся в ПЗУ данных осуществляется сравнение рабочего режима каждого двигателя с его скоростной характеристикой, Результаты сравнения являются основной для определения возможностей и расчета величин необходимого изменения подачи топлива в двигатели.Промежуточные результаты расчетов хранения в блоке ОП.Логические и арифметические операции, предусмотренные программой работы системы управления, выполняются в П, который также управляет процессом преобразования и передачи данных и работой остальных блоков ЭВМ,Программа работы ЭВМ предусматривает определение и хранение в течение заданного периода задержки значения средней частоты вращения двигателей аср. При изменении поступающего в ЭВМ сигнала д (ЛМ) расчету управляющих переменных Л р 1 и Л р 2 корректируется таким образом, чтобы вновь полученное значение виар после перехода двигателей на новые режимы работы соответствовало имеющемуся в памяти ЭВМ значению. Результатом одного цикла вычислений в ЭВМ является определение величины сигналов Лр 1 и Лр 2, которые в Д преобразуются к виду, удобному дляпередачи в БУ,Таким образом, использование предлагаемой системы управления двухдвигательной силовой установкой обеспечивает повышение тяговых свойств и топливной экономичности транспортных средств в различных дорожных условиях и при криволинейном движении.2000964 Технические преимущества изобретения обосновываются сравнением показателей, полученных с помощью теоретических расчетов и экспериментальных исследований с показателями базового обьекта, в качестве которого принят автомобиль с двухдвигательной силовой установкой и бортовой схемой трансмиссии.Данные по режимам работы двухдвигательной силовой установки при движении Крутящийся момент, кг,м Частота вра- Расход топлиМощность,ва, кг/ч щения,об/мин л.с,Двигатель наружного бор 6,91 2500Снижение Формула изобретения СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВУХДВИГАТЕЛЬНОЙ СИ- лОВОЙ УстАнОВкОЙ тРАнспОРтнОГО сРеДст. ВА, содержащая рулевое колесо, педаль управления, кинематически связанную посредством исполнительных механизмов регулирования подачи топлива, подключенных к вычислительному устройству. с двигателями, имеющими датчики крутящих моментов, отличающаяся тем, что, с целью повышения тяговых качеств и улучшения топливной экономичности, она снабжена датчиком угла поворота рулевого колеса, датчиками частот вращения валов двигателей и блоком управления, включающим в себя два преобразователя, два усилителя и Без системы управления С системой управления Без системы управления С системой управления Без системы управления С системой управления Преимущества системы управления автомобиля по кругу радиусом 13, Ом набетонной дороге приведены в таблице. При обеспечении положительной раэ 5 ности крутящих моментов, преимущества силовой установки с системой управления еще более увеличатся(56) Патент Японии М 63207727, кл, В 601 О К 17/34, 1988. два компаратора, входы первого иэ которых соединены с датчиками крутящих моментов двигателей, а выход - с первым входом второго компаратора, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя, а выход - к входу первого преобразователя, другие входы которого связаны с датчиками крутящих моментов и частот вращения валов двигателей, а выход - с вычислительным устройством, соединенным с вторым преобразователем, выход которо го через второй усилитель подключен к исполнительным механизмам регулирования подачи топлива, при этом выход первого усилителя соединен с датчиками угла поворота рулевого колеса,2000964 оставитель В. Гавриленехред М.Моргентал рректор М,Тка Редактор Н. Федоро дпис акаэ 31 Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина Тираж НПО "Поиск" Росла113035, Москва, Ж, Рау нтакая наб.,