Устройство для моделирования скоростных характеристик автомобиля и двигателя

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к моделирующим устройствам транспортных средств. Цель изобретения - повышение точности моделирования. Для этого в устройство введены блок временного запаздывания, апериодическое звено, квадратор, блоки масштабирования, группа апериодических звеньев и группа переключателей. Устройство позволяет повысить достоверность исследования систем автоматического регулирования скорости автомобиля. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4252279/24-24; 4289305/24-24 (22) 28.05.87

-(46) 23,04,89. Бюл. Ф 15 (75) В.Е.Ютт и В.П.Лаптев (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1120371, кл, G 06 G 7/64, 1983 .

Авторское свидетельство СССР и 486333. кл. G 06 G 7/70, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СКОРОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМОБИЛЯ

И ДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к вычис1

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к моделирующим устройствам транспортных средств, и может быть использовано для исследований и приемосдаточных испытаний систем автоматического регулирования скорости автомобиля.

Цель изобретения — повышение точности моделирования.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 — экспериментальные статические характеристики бензинового двигателя и момента сопротивления движению автомобиля, приведенного к двигателю, Устройство для моделирования скоростных характеристик автомобиля и двигателя (фиг. 1) содержит блок 1 задания положения дроссельной заслонки двигателя (например,. потенциометр),,блок 2 задания внешнего момента сопротивления (например, потенциометр), первое апериодическое звено 3, управляемый ограничитель 4, „.SU, 1474684 (51) 4 G 06 G 7/70 лительной технике, в частности к моделирующим устройствам транспортных средств. Цель изобретения — повышение точности моделирования. Для этого в устройство введены блок временного запаздывания, апериодическое звено, квадратор, блоки масштабирования, группа апериодических звеньев и группа переключателей.

Устройство позволяет повысить достоверность исследования систем автоматического регулирования скорости автбмобиля. 2 ил. (O

2 первый сумматор 5, второе апериодическое звено 6, блок 7 временного запаздывания, ограничитель 8, блок 9 сравнения и второй блок 10 масштабирования. В состав устройства также входят блок 11 задания оборотов халостого хода (например, потенциометр) Д » и второй сумматор 12, группа апериодических звеньев 13 и 14 (например, Д » по числу передач коробки передач ав- ф томобиля), группа блоков 15 и 16 р 1 масштабирования (по числу апериодических звеньев и группе), квадратор

"17, первый блок 18 масштабирования и группа переключателей 19. Ограничи.тели 4 и 6 объединены в блок 20 ограничения.

Выходы блоков масштабирования

1 объединены и являются выходом устройства, с которого снимается информация о скорости автомобиля. Переключатели 19 осуществляют коммутацию выходов апериодических звеньев 13 и

14 с входами блоков 15 и 16 масшта1474684 бирования, или переключатель соединяет выход апериодического звена 3 с входом сумматора 5. С выхода звена 3 снимается информация о частоте вращения коленчатого вала двигателя, Hà фиг. 2 обозначены: М» — крутящий момент двигателя, (кГм); и— частота вращения коленчатого двигателя (об /мин) ° u zî ° q» з положения 10 дроссельной заслонки (90 соответствуют полностью открытой дроссельной заслонке); и „, — частота вращения, соответствующая холостому ходу двигателя; N - момент сопротивления движению автомобиля на прямой передаче по горизонтальной дороге, приведенный к валу двигателя.

В основу работы устройства положены уравнения, которые могут быть записаны в виде

V(t)=(n „,+(W(p) q(t)F(u,n)-Z„(Z«V(t)+

+К V ()+11 (t))3 — — — - — — — К

1+W (p)W (p)

Eie

W(p) = — - ——

1+Т, р

В при Б 7 дмаксв

F(U,n)= K„n при U К Б+Б,;

1 в остальных случаях;

w (р)= — — — .

»

1+Т,.р

К „ при включенной нейтральной передаче;

К,Ч (t)+K,× (t) прн включенной i-й передаче, W » (р) = где i=0,1,2,3,4 — соответственно нейтральная, 1-я, 2-я, 3-я и 4-я передачи, Устройство работает следующим образом.

Передаточная функция W àïåðèîдического звена 3 определяется выра40

45 жением

Кз

Wg= -- ——

1+т,р

50 где К вЂ” коэффициент передачи;

Тз — постоянная времени апериодического звена 3; р — оператор дифференцирования, Она характеризует инерционные свойства двигателя на холостом ходу.

Передаточная функция W апериоди-, ческого звена 13 определяется выражением

К 1з

Ы

1+Т р

» где Т» — постоянная времени апериодического звена 13;

K» — его коэффициент передачи, Ее величина определяется собственным моментом инерции двигателя и приведенным к двигателю (например, в зависимости от выбранной передачи коробки передач) моментом инерции трансмиссии и поступательно движущихся масс автомобиля. Передаточная функция апериодического звена 14 определяется аналогичным выражением и отличается только величиной постоянной времени.

Передаточная функция W апериодического звена 6 определяется выражением

К .

1+Т,р где К вЂ” коэффициент передачи, Т вЂ” постоянная времени аперио. дического звена 6, характеризующая динамические свойства впускного тракта.двигателя, Коэффициент передачи блока 10 масштабирования равен К„, а блока 18 масштабирования — К,. Коэффициенты передачи блоков !5 и 16 масштабирования соответственно равны К,5и.

К<,. Их значения определяются соотношениями между скоростью автомобиля и частотой вращения коленчатого вала двигателя в зависимости от выбранной передачи. Передаточная функция (4„ квадратора 17 определяется а выражением W „,=К.,„V где К „,— коэффициент передачи, V — скорость автомобиля, Когда один из переключателей 19 находится в положении, при котором он осуществляет соединение. выхода апериодического звена 3 с входом сумматора 5 (что соответствует нейтральному положению коробки передач), на выходе апериодического звена 3 формируется сигнал,. соответствующий частоте и вращения коленчатого вала двигателя. В статическом режиме (сигналы на выходах. всех блоков постоянны) частота вращения при значениях сигналов на выходе блока 1 за.дания положения дроссельной заслонки

Ц и на выходе блока 2 задания внеш5 1474684 6 него момента сопротивления М,(в статическом режиме МС=М „,), лежащих в зоне I (фиг. 2) характеристик двигателя, определяется зависимостью

5 п=п +К g-К М -К . Частота вращения

6 (o c 10h коленчатого вала двигателя, соответствующая холостому ходу в предлагаемом устройстве, задается с помощью блока

11 задания оборотов холостого хода.

Как видно из фиг. 2, характеристики карбюраторного двигателя в зоне II являются существенно нелинейными, В устройстве они аппроксимируются ломаной линией, задаваемой управляемым 15 ограничителем 4 и ограничителем 8, Динамические характеристики устройства в этом случае определяются апериодическими звеньями 3 и 6 и блоком 7 временного запаздывания. При этом второе апериодическое звено 6 и блок

-7 временного запаздывания характеризуют динамические снойстна впускного тракта двигателя, а апериодическое звено 3 — момент инерции двигателя.

Включению передачи в устройстве соответствует положение одного иэ переключателей 19, при котором он осуществляет соединение выхода одного из апериодических зненьев группы, например звена 13, с входом соответствующего блока 15 масштабирования и с входом сумматора 5. Работа устройства в данном случае аналогична описанной. Дополнительной особенностью является то, что момент сопротивления движению автомобиля, приведенный к двигателю, зависит от скоростного режима движения автомобиля, Момент сопротивления движению автомобиля М „связан со скоростью движения V зависимостью М,„=М +K Ч+

+К, V, В предложенном устройстве эта зависимость реализуется с помос щью блока 2 задания внешнего момента сопротивления (который задает момент сопротивления, определяемый коэффициентом сцепления шин с дорогой, уклоном продольного профиля дороги и др,), квадратора 17 и блока 18 масштабирования.

Формула изобретения

Устройство для моделирования скоростных характеристик автомобиля и двигателя, содержащее блок задания положения дроссельной заслонки двигателя, блок задания внешнего момен-. та сопротивления, первое апериодическое звено, блок ограничения, блок сравнения, два сумматора и блок задания оборотов холостого хода, причем выход блока задания внешнего момента сопротивления соединен с первым входом первого сумматора, выход блока задания положения дроссельной заслонки двигателя подключен к первому входу второго сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, н него введены блок нременного запаздывания, второе апериодическое звено, кнадратор, первый и второй блоки масштабирования, группа апериодических звеньев, группа переключателей и группа блоков масштабирования, выходы которых подключены к входам первого блока мас.= штабиронания и кнадратора, выходы которых подключены соответственно к второму и третьему входам первого сумматора, выход которого через второй блок масштабирования подключен к первому входу блока сравнения, выход которого соединен с входом первого апериодического звена, с входами апериодических звеньев группы и с управляемым входом блока ограничения, выход которого подключен к второму входу блока сраннения, выходы апериодических звеньев группы и первого апериодического звена через соответствующие переключатели группы соединены соответственно с входами блоков масштабирования группы и четвертым входом первого сумматора, выхрд блока задания оборотов холостого хода подключен к второму входу второго сумматора, выход которого через последовательно соединенные второе апериодическое звено и блок нременного запаздывания соединен с информационным входом блока ограничения.

1474684

Составитель И.Дубинина

Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Сердюкова Корректор Э,Лончакова

Заказ 1896/48 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101