Система автоматического управления фрикционным сцеплением транспортной машины

 

Использование в транспортных средствах; в частности в системах автоматического управления фрикционным сцеплением автомобилей и автобусов. Цель изобретения - повышение ресурса сцепления в результате уменьшения работы его буксования и снижения нагруженности трансмиссии при разгоне и торможении автомобиля. Автоматическое управление обеспечивается действием многопрограммного преобразователя 4 частоты в напряжение и многопрограммного регулятора 16 силы тока в обмотке электромагнита 44 привода клапана регулирования давления в сервокамере 46 привода сцепления. Это осуществляется путем изменения закона регулирования силы тока в обмотках электромагнита 44. Управление сцеплением может быть принудительным - по желанию водителя, так и автоматическим в зависимости от сигналов, поступающих or датчика 32 положения педали подачи топлива блока 41 контроля состояния включателя размыкания сцепления и триггеров 26 и 37, управляемых сигналами, получаемыми от включателя 42 принудительной блокировки сцепления и выхода 24 порогового устройства 11 электронного блока 8 1 з.п. ф-лы, 5 ил

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 60 К 41/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

«4

1(О

А

i (" )

Joa > !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4901844/11 (22) 10. 1 2,90 (46) 15.12.92, бюл, N. 46 (71) Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (72) Д.Г.Поляк (56) Авторское свидетельство СССР

М 725917, кл, В 60 К 23/02, Авторское свидетельство СССР

N901096,,кл. B 60 К 41 /02, (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННЫМ СЦЕПЛЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ (57) Использование в транспортных средствах; в частности в системах автоматического управления фрикционным сцеплением автомобилей и автобусов, Цель изобретения— повышение ресурса сцепления в результате уменьшения работы его буксования и снижения нагруженности трансмиссии при раз„, ЖÄÄ 1781098 А1 гоне и торможении автомобиля. Автоматическое управление обеспечивается действием многопрограммного преобразователя 4 частоты в напряжение и многопрограммного регулятора 16 силы тока в обмотке электромагнита 44 привода клапана регулирования давления в сервокамере 46 привода . сцепления. Это осуществляется путем изменения закона регулирования силы тока в обмотках электромагнита 44, Управление сцеплением может быть принудительным— по желанию водителя, так и автоматическим в зависимости от сигналов, поступающих or датчика 32 положения педали подачи топлива блока 41 контроля состояния включателя размыкания сцепления и триггеров 26 и 37, управляемых сигналами; получаемыми от включателя 42 принудительной блокировки сцепления и выхода 24 порогового устройства 11 электронного блока 8. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1781098

ЗО

50

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к системам автоматического управления фрикционным сцеплением автомобилей и автобусов.

Известна система автоматического управления сцеплением, содержащая электромагнит управления сцеплением, блок управления упомянутым электромагнитом, включатель принудительного размыкания сцепления и датчик частоты вращения вала двигателя, Недостатком известной системы управления является использование в ней для регулирования силы тока в обмотке электромагнита двух электромагнитных реле, которые не могут обеспечить высокой надежности и ресурса работы блока управления.

Наиболее близкой к предлагаемой системе управления по использованию и достигаемому результату является устройство для автоматического управления сцеплением транспортного средства, содержащее датчик частоты вращения вала двигателя, частотно-аналоговый преобразователь, регулятор силы тока в обмотке электромагнита управления сцеплением и пороговое устройство для включения и выключения блокировки сцепления при заданных частотах вращения вала двигателя.

Недостатками известного устройства являются формирование электронным блоком только одной заданной характеристики изменения силы тока в функции частоты вращения вала двигателя независимо от условий эксплуатации автомобиля, что в ряде случаев не обеспечивает оптимального режима совместной работы двигателя и сцепления; исключается возможность принудительной блокировки сцепления независимо от частоты вращения вала двигателя, что не позволяет предотвратить длительную работу сцепления с пробуксовкой в случае движения автомобиля с низкими скоростями движения при включенных высших передачах.

Цель изобретения — повышение ресурса сцепления в результате уменьшения работы его буксования и снижение нагруженности трансмиссии при разгоне и торможении автомобиля.

Это достигается тем. что система автоматического управления фрикционным сцеплением содер>кит переключатель программ электронного блока и включатель принудительной блокировки сцепления, а в составе электронного блока имеются для преобразования частоты сигналов датчика частоты вращения вала двигателя в напряжение многопрограммный преобразователь по меньшей мере с двумя входами для реализации нескольких программ его работы. многопрограммный регулятор силы тока в обмотке электромагнита привода клапана регулирования давления. блок изменения программ регулятора силы тока. формирователь команд блокировки сцепления, имеющий в своем составе пороговое устройство, элемент снижения уровня опорного сигнала данного устройства и элемент задержки его включения, блок контроля состояния включателя принудительного размыкания сцепления, первый и второй триггеры, причем первый вход упомянутого многопрограммного преобразователя подключен к выходу датчика частоты вращения вала двигателя, второй его вход соединен с первым выходом переключателя программ электронного блока, у которого второй выход подключен ко второму входу порогового устройства блока формирования команд блокировки, первый вход порогового устройства соединен с выходом преобразователя, к которому также подключены первый вход многопрограммного регулятора силы тока, а третий вход порогового устройства через элемент снижения уровня опорного сигнала порогового устройства и элемент задержки имеет связь с выходом порогового устройства, который соединен с первым входом первого триггера и первым входом упомянутого блока изменения программ, имеющего второй вход, подключенный к выходу первого триггера, третий вход, соединенный с датчиком положения педали подачи топлива, и выход подсоединенный ко второму входу регулятора силы тока, з второй вход первого триггера соединен с выходом блока контроля состояния включателя размыкания сцепления, к которому такжее подключен первый вход второго триггера, имеющего второй вход, соединенный с включателем принудительной блокировки сцепления, а выход второго триггера подключен к третьему входу многопрограммного регулятора силы тока. у которого выход соединен с обмоткой электромагнита привода клапана регулирования давления и включателем принудительного размыкания сцепления.

Второй целью изобретения является реализация высокого быстродействия системы управления для обеспечения оптимальных условий совместной работы высок, динамических двигателей и автоматичес... действующего сцепления, Это достигается тем, что многопрограммный преобразователь частоты в напряжение содержит интегратор с устройством управления, блок запоминания уровня высокого сигнала ингеграгора, усилитель -,ы1781098

20

30

50

55 ходного сигнала блока запоминания, аналоговый ключ и формирователь команд управления преобразователя, имеющий в своем составе первый и второй дифференциаторы, ключ и инвертор причем вход первого дифференциатора через ключ подключен к выходу датчика частоты вращения вала двигателя, первый выход первого дифференциатора имеет связь с управляющим выходом аналогового ключа, а второй выход, данного дифференциатора соединен с входом инвертора, выход которого подключен к входу второго дифференциатора, имеющему выход, соединенный с входом устройства управления интегратором, а выход упомянутого устройства подключен к входу интегратора, выход которого через аналоговый ключ соединен с входом блоком запоминания, имеющим выход, подключенный к первому входу усилителя его сигналов, второй вход усилителя соединен с переключателем программ электронного блока, а выход усилителя является выходом преобразователя.

Преимуществом изобретения является оптимизация режимов совместной работы двигателя и сцепления в различных дорожных условиях, что повышает комфортабельность транспортного средства и повышает ресурс узлов трансмиссии.

На фиг.1 и редставле на фун кциональная схема системы управления; на фиг,2 — структурная схема преобразователя; на фиг,3— принципиальная электрическая схема преобразователя; на фиг.4 — принципиальная электрическая схема многопрограммногQ регулятора силы тока, блока изменения программ регулятора силы тока и блока контроля состояния включателя размыкания сцепления; на фиг.5 — циклограмма функционирования преобразователя.

Система управления содержит датчик 1 частоты вращения вала двигателя (не показан), выход 2 которого соединен с первым входом 3 многопрограммного преобразователя 4 частоты в напряжение. Второй вход 5 преобразователя 4 соединен с первым выходом 6 переключателя 7 программ электронного блока 8. Второй выход 9 переключателя 7 подключен ко второму входу 10 порогового устройства 11 блока 12 формирования команд блокировки сцепления. Первый вход 13 порогового устройства

11 подключен к выходу 14 преобразователя

4 и первому входу 15 многопрограммного регулятора 16 силы тока. Третий вход 17 порогового устройства 11 соединен с выходом 18 элемента 19 снижения уровня опорного сигнала, имеющего вход 20, подключенный к выходу 21 блока 22 задержки, вход 23 которого соединен с выходом

24 порогового устройства 11, к которому также подключена первый вход 25 первого триггера 26 и первый вход 27 блока 28 изменения программ регулятора силы тока, Выход 29 первого триггера 26 соединен со вторым входом 30 блока 28, имеющего третий вход 31, соединенный с выходом датчика 32 положения педали подачи топлива.

Выход 33 блока 28 соединен со вторым входом 34 регулятора 16 силы тока, у которого его третий вход 35 подключен к выходу 36 второго триггера 37. Первый вход 38 триггера 37 соединен со вторым входом 39 триггера 26 и с выходом 40 блока 41 контроля состояния включателя 42 принудительного размыкания сцепления, который имеет связь с входом 43 блока 41 и цепью питания обмотки электромагнита 44 привода клапана 45 регулирования давления сервокамеры

46 привода сцепления, Обмотка 44 имеет связь с выходом 47 регулятора 16 силы тока, через который данная обмотка подключается к отрицательному полюсу 48 бортовой сети.

Второй вход 49 триггера 37 соединен с включателем 50 принудительной блокировки сцепления.

В состав структурной схемы многопрограммного преобразователя частоты в напряжение, представленной на фиг.2, входит формирователь 51 команд управления преобразователем 4, содержащий ключ 52, вход которого является одновременно входом

13, преобразователя, а его выход 53 подключен к входу 54 первого дифференциатора 55, имеющего первый выход 56, соединенный с входом 57 инвертора 58, и второй выход 59— подключенный к управляющему входу 60 аналогового ключа 61, Выход 62 инвертора

58 соединен с входом 63 второго дифференциатора 64, выход 65 которого соединен с входом 66 устройства 67 управления интегратором 68, имеющим вход 69, подключенный к выходу 70 устройства 67 управления.

Выход 71 интегратора 68 соединен с первым выходом 72 аналогового ключа 61, второй выход 73 которого подключен к входу 74 блока 75 запоминания, имеющего выход 76, соединенный с первым входом 77 выходного усилителя 78, Второй вход 79 усилителя

78,являющийся одновременно вторым входом 5 преобразователя. подключен к выходу

6 переключателя 7 программ электронного блока, Выход 80 усилителя 78 является одновременно выходом 14 преобразователя 4.

В принципиальной злектрической схеме преобразователя 4, выполненного согласно фиг.3, в ключ 52 формирователя 51 входит резистор 81, один конец которого соединен с входом 13 преобразователя, а

1781098 второй его конец подключен к конденсатору

82 и резистору 83. Второй конец резистора

83 соединен с резистором 84 и управляющим входом 85 переключающего элемента

86, один из выходов которого является выходом 53 ключа 52, а второй выход 87 элемента 86 совместно c0 BTopblMN концами конденсатора 82 и резистора 84 подключены к отрицательному полюсу 88 стабилизированного источника питания.

В состав первого дифференциатора 55 вхоДит первый дифференцирующий элемейт, представляющий собой последовательйо соединенные конденсатор 89 и резйстор 90, и второй дифференцирующий элемент вИполненный из последовательно соединенных конденсатора 91 и резистора

92, Между входом 54 элемента 55 и положительным полюсом 93 истОчника питания включен резистор 94.

Инвертор 58 содержит переключающий элемент 95 и резистор 96, который включен между выходом 62 инвертора ui йоложитель- ным полюсом 93 источника питания, Второй дифференциатор 64 имеет в своем составе последовательно соединенные конденсатор 97 и резистор 98.

Устройство 67 управления интегратором 68 содержит переключающий элемент

99 и резистор 100, включенный между положительным полюсом 93 источника питания и первым выходом 101 переключающего элемента 99.

В состав интегратора 68 входят последовательно соединенные конденсатор 102 и резистор 103, общая точка соединения которьix подключена к неинвер .ирующему входу 104 операционного усилителя 105, ийвертирующий вход 106 и выход 107 котоp6rо соединены между co6ой и с выходом 71 интегратора.

Блок 75 запоминания состоит из последовательно соединенных резистора 108 и конденсатора 109, а в состав выходного усилителя 78 входит операционный усилитель

110, неинвертирующий вход 77 которого является входом выходного усилителя 78. Инвертирующий вход 111 операционного усилителя соединен со вторым входом 5 преобразователя через резистор 112 и с выходом операционного усилителя 110 через резистор 113, К источнику питания подключены последовательно соединенные резисторы 114 и 115. общая точка которых соединена"с входом 5 преобразователя.

Многопрогра<м<мный регулятор 16 силы тока (фиг.4) содержит операционный усилитель 116, и<нвертирующий вход 117 которого через резистор 118 соединен с первым входом 15 регулятора. через резистор 119 под10 ключен к"отрицательному полюсу 88 источника питания, а также соединен со вто15

20 теля 116

50 ключен к положительному полюсу 93 источника питания, через резистор 120 соединен с отрицательным полюсом 88 источника питания и через резистор 121 подключен к третьему, входу 35 регулятора

Неинвертирующий вход 122 операционного усилителя 116 через резистор 123 и 124 соединен с положительным полюсом 93 источника питания, через резистор 125 подрым входом 34 регулятора 16, К общей точке резисторов 123 и 124 подключен один из концов обмотки электромагнита 44, Выход 126 операционного усилителя

116 через последовательно соединенные резисторы 127, 128 и стабилитрон 129 подключен к отрицательному полюсу 48 бортовой сети (не показана) и через резистор 130 связан с неинвертирующим входом усилиОбщая точка резисторов 127 и 128 подключена к базе 131 транзистора 132, эмиттер 133 которого соединен с отрицательным полюсом 48 бортовой сети, а его коллектор

134 соединен с анодом диода 135 и выходом

47 регулятора, Катод 136 диода 135 подключен к положительному полюсу 93 источника питания, Блок 28 изменения программ регулятора 16 (фиг.4) содержит транзистор 137, эмиттер 138 которого через резистор 139 подключен к отрицательному полюсу 88 стабилизированного источника питания, коллектор 140 соединен с выходом 33 блока 28, а база 141 через диод 142 и резистор 143 подключена к первому входу 27 блока 28.

Второй вход 30 блока 28 через резистор

144 и диод 145, а также через резистор 146 и диод 147 связан с базой 141 транзистора

137 и одним из концов конденсатора 148, второй конец которого подключен к отрицательному полюсу 88 источника питания. Общая точка резистора 144 и диода 145 соединена с третьим входом 31 блока 28.

С входом 30 через резистор 149 соединена база 150 транзистора 151, эмиттер 152 которого подключен к отрицательному полюсу 88 источника питания, а его коллектор

153 соединен с общей точкой резистора 143 и диода 142, Формирователь 12 команд блокировки сцепл <ия (фиг,4) содержит пороговое устройст 11, в состав которого входит операционный усилитель 154, неинвертирующий вход 155 которого соединен с первым входом 13 порогового устройства, резистором

156, второй конец которого подключен ко второму входу 10 порогового устройства, и

1781098

5

30

40

50

55 резистором 157. подключенным к отрицательному полюсу 88 источника питания.

Инвертирующий вход 158 усилителя 154 подключен к средней точке делителя напряжения, образованного резисторами 159 и

160, а через резистор 161 он соединен с входом 17 порогового устройства. Вторые концы резисторов 159 и 160 подключены соответственно к положительному 93 и отрицательному 88 полюсам источника питания, Выход 162 операционного усилителя

154 соединен с выходом 24 порогового устройства 11, являющегося и выходом формирователя 12..

В состав блока 22 задержки входит последовательно соединенные резистор 163 и конденсатор 164, общая точка которых соединена с выходом 21 блока 22.

Элемент 19 снижения уровня опорного сигнала выполнен в аиде аналогового-f

42 принудительного размыкания сцепления содержит диод 166. анод которого соединен с входом 43 блока 41. а катод подключен к параллельно соединенным резистору 167 и конденсатору 168. Общая точка соединения диода 166, резистора 167 и конденсатора

168 является выходом 40 блока 41, а вторая общая точка соединения резистора 167 и конденсатора 168 подключена к отрицательному полюсу 88 источника питания.

Источник питания электронного блока выполнен в виде последовательно соединенных резистора 169 и стабилитрона 170. подключенных к положительному 93 и отрицательному 48 полюсам бортовой сети, Общая точка резистора 169 и стабилитронэ,170 является отрицательным полюсом 88 стабилизированного источника питаййя. Система автоматического управления сцепления действует следующим образом.

На выходе 2,датчика 1 частоты вращения вала двигателя сфоомируются импульсные сигналы, частота следования которых пропорциональна частоте вращения вала двигателя (фиг.5а). При поступлении на вход

13 преобразователя 4 (фиг.3) импульса выходного сигнала он через RC фильтр, образованный резистором 81 и конденсатором

82. и делитель напряжения. состоящий из резисторов 83 и 84, подводится к входу 85 ключа 86. Следствием этого является открытие ключа 86 и соединение его выхода 53 с отрицательный полюсом 88 источника питания, т .е. на выходе ключа формируется низкий уровень напряжения (уровень логического нуля). На фиг.5б этот период имеет обозначение to, После прекращения действия импульсов входного сигнала (периоды t1 — t2, t3 t4 циклов тц1, tqz) ключ 86 закрывается, а на его выходе формируются сигналы продолжйтельностью t<>. t 2 с уровнем логической единицы (фиг,5б).

В течение периодов to через открытый ключ 86 и резисторы 90, 92 происходит разряд конденсаторов 89 и 91 (фиг.5в) и к началу формирования на выходе ключа 86 напряжения с уровнем логической "1 данные конденсаторй оказываются полностью разряженными. Благодаря этому от выхода ключа 86 напряжение с уровнем логической

"1" подводится, во-первых, через конденсатор 89 к управляющему входу 57 инвертора 95. в результате чего его выход 62 соединяется с отрицательным полюсом 88 источника питания, и через резистор 98 осуществляется разряд конденсатора 97.

Во-вторых. напряжение с уровнем логической "1" через конденсатор 91 подводится к управляющему входу 60 аналогичного ключа 61, благодаря чему через его соединившиеся выходы 72 и 73 к выходу 71 интегратора 68 подключается вход 74 блока запоминания 75. Это в, свою очередь, приводит к тому, что запоминающий конденсатор 109 заряжается до уровня напряжения, действующего к моменту открытия ключа 61 . на выходе интегратора 68. Данное напряжение (U>pg) практически зависит только от продолжительности цикла t„входных сигналов, и определяется из выражения

U >no=Uct-U pz — напряжение, до которого зарядился конденсатор 102 в течение цикла входного сигнала.

Чем меньше продолжительность цикла 1ц и, следовательно, чем выше частота входного сигнала, тем до меньшего уровня напряжения заряжается конденсатор 102. и соответственйо более высоким оказывается напряжение U

Для обеспечения нормального функционирования преобразователя необходимо, чтобы по окончании процесса заряда конденсатора 109 осуществилось, во-первых. выключение аналогового ключа 61 и. во-вторых, после этого происходил разряд интегi 781098 рирующего конденсатора 102 с тем, чтобы в, каждом последующем цикле входного сигнала заряд конденсатора начинался при нулевом его начальном напряжении.

Данные условия обеспечиваются благо- 5 даря тому, что цепь заряда конденсатора 89 имеет большую постоянную времени по сравнению с цепью заряда конденсатора

91, и вследствие этого напряжение на входе

60 аналогового ключа 61 уменьшается до 10 порогового уровня его выключения быстрее, чем у инвертора 95 (фиг.5г), В результате ключ 61 закрывается раньше, чем выключается инвертор 95 и появляется найряжение с уровнем логической "1" на его выходе 63, 15 приводящее к открытию ключа 99 с последующим разрядом конденсатора 102 через данный ключ и резистор 100 (фиг,5и), После того, как в результате заряда конденсатора 97 напряжение на входе 101 клю- 20 ча 99 снижается до порогового значейия его закрытия (период тр на фиг.5ж),данный ключ выключается, после чего начинается новый цикл заряда конденсатора 102 (фиг.5и).

Коэффициент усиления rio напряжению 25 выходного усилителя 78 определяется параметрами резисторов 112, 113, 114, 115, а также величиной напря>кения Оь. подводи- мого Ко второму входу 5 преобразователя.

Чем выше напряжение 0, тем меньшим 30 оказывается этот коэффициент усилия. Это позволяет реализовать многопрограммное преобразовайие частоты в напряжении tly тем изменения напряжения Ug с помощью переключателя программ 7 электронного 35 блока (фиг.1 и 2), Важным дбстоинством преобразователя 4 является высокое его быстродействие, благодаря чему напряжение на выходе преобразователя, характеризующее частоту 40 вращения вала двигателя, появляется. как только заканчивается очередной цйкл входного сигйала, Тем самым обеспечивается оптимальный режйм регулирования момен:тй, передаваемого сцеплением, в зависимо- 45 сти от частоты вращения вала двигателя.

Многопрограммный регулятор 16 силы тока выйолнен йо схеме импульсного усилителя с отрицательной обратной связью по силе тока в обмотке 93 электромагнита и с 50 положительной обратной связью в оперативном усилителе 116. реализуемой в результате соединения его выхода 126 и неинвертирующего входа 122 через резистор 130. 55 . Указанная отрицательная обратная связь обеспечивается в результате подключения неинвертирующего входа 122 усилителя через делитель напряжения, образованный резисторами 123 и 125, к общей точке резисторов 123 и 124. Через резистор

124 проходит ток обмотки электромагнита. поэтому напряжение в данной точке равно стабилизированному напряжению источника питания за вычетом падения напряжения в резисторе 124 в результате прохо>кдения через него тока 1зм электромагнита.

При постоянстве напряжения, подводимого от выхода 14 преобразователя 4 к входу 15 регулятора 16 сила тока 4, автоматически устанавливается на таком уровне, при котором величина напряжения

Оа2 на неинвертирующем входе 122 оказывается равной напряжению Ul

15, происходящее при изменении частоты вращения вала двигателя. и связанные с этим изменением напряжения Ulled влечет за собой также изменение силы тока 4, при котором восстанавливается равенство

U 1 17= U 122, Для того, чтобы указанное регулирование силы тока 4 происходило с минимальными потерями энергии и нагревом транзистора 132, поддержание требуемого значения 1, обеспечивается путем периодического включения и выключения транзистора 132, в результате чего он работает либо в режиме насыщения, либо в режиме отсечки, т.е. с минимальными потерями . энергии, Это достигается s результате периодического появления на выходе 126 операционного усилителя 116 сигналов с уровнями логического "0" и "1" под воздействием указанной положительной обратной связи в усилителе 116, формируемой путем включения резистора 130 между его выходом 126 и вх6дом 122, В периоды времени, когда транзистор

132 закрыт, ток в обмотке 44 электромагнита не прерывается, поскольку его цепь остается замкнутой через диод 135. Благодаря этому в цепи обмотки электромагнита протекает ток, форма которого представляет собой отрезки переходящих друг в друга экспонент с увеличением и уменьшением силы тока. причем эти экспоненты колеблются относительно среднего значения силы тока !эмир, определяемого из условия

U122=Ц117.

Формирователь 12 команд блокировки сцепл ния при увеличении частоты враще"ния в,"э двигателя до заданной величины

Ilhg вь.„абатывает команду уменьшения до нуля силы тока в обмотке 44 электромагнита. что обеспечивает полное включение сцепления. После же того, как произошла блокировка сцепления, команда на его раз. блокировку вырабатывается при сниже ли

1781098 частоты вращения вала двигателя до значения пр6. меньшего, чем п6,, т.е. реализуется определенный гистерезис в работе фоомирователя.

Команда блокировки сцепления выра- 5 батывается, когда напряжение U155, подводимое к неинвертирующему входу 155 операционного усилителя 154 становится выше опорного напряжения U)5e на его инвертирующем входе 158. При этом на выхо- 10 де 162 усилителя 154 появляется напряжение с уровнем логической "1". Под действием этого напряжения через резистор 143 и диод 142 происходит заряд конденсатора 148 с соответствующим 15 увеличением напря>кения на базе 141 транзистора 137, и возрастанием силы тока

i,1ж его коллектора 140.

Прохождение тока ц ио через резистор

123 приводит к снижению напряжения на 20 неинвертирующем входе 122 операционного усилителя 116, следствием чего является уменьшение силы тока 4 в обмотке электромагнита. При увеличении силы тока ь„ио до определенной величины напряжение на 25 выходе 126 операционного усилителя уста- . навливается на уровне логического "0". что приводит к уменьшению до нуля и силы ТОК;!

Ьн.

Роль конденсатора 148 в процессе пол- 30 учения режима блокировки заключается в

:обеспечении плавного. изменения во времени момента; передаваемого сцеплеНием. что необходимо для исключения динамических перегрузок трансмиссии. . 35

После появления нэ выходе 162 усилителя 154 напряжения с уровнем логической

"1" через резистор 163 происходит заряд конденсатора 164 блока 22 задержки с постепенным увеличением напряжейия на 40 входе 20 элемента 19 снижения уровня опорного сигнала. После дости>кения этим напряжением порогового уровня включения элемента 19 происходит соединение между собой его выходов 18 и 165, в результате 45 чего параллельно резистору 160 подключается резистор 161 и происходит уменьшение напряженйя U>56 на инвертирующем входе 158 усилителя 154. Вследствие этого, после того,"как усилитель 154 переключился 50 в режим с напряжением на выходе, равным логической "1", его возврат в режим с выходным напря)кением, равным логическому "0". произойдет при меньшей величине напряжения U155 íà его входе 155. т.е. при более 55 низкой частоте вращения вала двигателя.

Роль конденсатора 164 в процессе выработки команды блокировки сводится к тому, чтобы исключить излишнюю блокировку сцепления при переходных режимах" изменения частоты врагцения вала двигателя.

После того, как на выходе 162 операционного усилителя 154 и, следовательно, на выходе 24 порогового устройства 11 появляется напряжение с уровнем логической "1", оно поступает на первый вход 27 блока 28 изменения программ регулятора силы тока и далее через резистор 143 и диод 142 подводится к конденсатору 148 и базе 141 транзистора 137. В результате этого по мере заряда конденсатора 148 возрастает сила тока коллектора транзистора 137, соединенного с выходом 33 блока 28. Следствием увеличения силы тока в цепи коллектора транзистора 137 является повышение падения напряжения в резисторе 123 регулятора силы тока, приводящие к снижению напряжения на неинвертирующем входе 1,22 операционного усилителя 116 и уменьшению силы тока в обмотке 44 электромагнита.

После того, как напря>кение на базе транзистора 137 достигает определенного уровня. сила тока в обмотке 44 электромагнита уменьшается до нуля, чему соответствует получение режима блокировки сцепления. Благодаря плавному нарастайию- напряжения нэ базе транзистора 137, происходит также плавное увеличение момента, передаваемого сцеплением, что исключает появление перегоузок в трансмиссии.

При реализации режима торможения двигателем с переходом QT высших к низшим передачам на режимах с высокими частотами вращения вала двигателя необходимо во избежание появления повышенных нагрузок в трансмиссии осуществлять плавное включение сцепления, Это требование обеспечивается с помощью первого триггера 26. При низких частотах вращения вала двигателя напряжения на выходе 24 блока

12 и первом входе 25 триггера 26 имеют уровень логического "0", что обеспечивает и низкий уровень напряжения на его выходе

29. В этом случае транзистор 151, а также диоды 145 и 147 закрыты, вследствие чего режим работы регулятора 16 силы тока зависит только от напряжения подводимого к его первому. входу 15 от выхода 14 преобразователя.

Напряжение, подводимое Ко второму входу 39 триггера 26 от выхода 40 блока 41, зависит только от положения включателя 42 принудительного размыкэния сцепления, Контакты этого выключателя замыкаются только в период переключения передач, а в течение всего остального времени они остаются разомкнутыми, и в этом случае под воздействием импульсов напряжения; по1781098

16 ратный переход триггера 26 в состояние с напряжением на выходе, равным логическому "0", происходит после того, как в результате уменьшения частоты вращения вала двигателя появляется напряжение с уров- 50 нем логического "0" на выходе 24 блока 12 и, следовательно, на первом входе 25 триггера 26.

Реализация принудительной блокировки сцепления независимо от частоты враще- 55 ния вала двигателя обеспечивается с помощью второго триггера 37 при замыкании KQHTBKTOB включателя 50, Уменьшение при этом на входе 49 триггера 37 напряжения на уровне логического "0" приводит к ступающих с коллектора 134 транзистора

132 через диод 166 к конденсатору 168, он заряжается до уровня логического "1", Поэтому в периоды между переключениями передач на входе 39 триггера 26 напряжение также имеет уровень логической "1", что не оказывает влияния на состояние триггера

26.

Напряжение с уровнем логической "1" появляется на выходе триггера 26 только при одновременном соблюдении двух условий: наличии напряжения с уровнем логической "1" на его первом входе 25 и напряжения с уровнем логического "0" на

его втором входе 39, Эти условия имеют место при высокой частоте вращения вала двигателя и замыкании контактов выключателя 42 в процессе переключения передач.

Появление напряжения с уровнем логической "1" на выходе 29 триггера 26 приводит к открытию транзистора 151. вследствие чего напряжение от выхода 24 блока 12 перестает подводиться к базе 141 транзистора

137. Но взамен этого его база подключается к выходу 29 триггера 26. Если при этом имеет место тяговый режим автомобиля (нажата педаль подачи топлива и разомкнуты контакты датчика 32 положения данной педали), то через параллельно включенные резисторы 144 и 146 происходит быстрый заряд конденсатора 148 и увеличение тока коллектора транзистора 137, что обеспечивает после окончания процесса включения передачи быстрое нарастание момента трения сцепления до полной его блокировки, Если же после окончания переключения передач водитель не нажимает на педаль подачи топлива (режим торможения двигателем), то контакты датчика 32 остаются замкнутыми, и в.этом случае заряд конденсатора 148 происходит только через резистор 146, следствием чего является относительно медленное нарастание на нем напряжения, и обеспечивается требуемое более плавное включение сцепления. Об10

45 появлению напряжения с уровнем логической "1" на выходе 36 триггера и третьем входе 35 регулятора 16 тока, В результате этого повышается напряжение на инвертирующем входе 117. операционного усилителя 116 и, как следствие, происходит выключение транзистора 132, приводящее к отключению обмотки электромагнита 44 от бортовой сети и блокировке сцепления, После того, как водитель перестает воздействовать на выключатель 50, обратный переход триггера 37 в состояние с напряжением на его выходе 46, равным логическому

"0", происходит даже при кратковременном замыкании контактов выключателя 42, в результате чего на входе 38 триггера появляется напряжение с уровнем логического "0".

Такой обратный переходтриггера 37, приводящий к разблокировке сцепления. осуществляется автоматически, как только начинается процесс переключения передач.

Формула изобретения

1, Система автоматического управления фрикционным сцеплением транспортной машины, содержащая вакуумную сервокамеру привода сцепления с клапаном регулирования давления, имеющим электромагнитный привод, электронный блок управления электромагнитом привода упомянутого клапана, датчик частоты вращения вала двигателя, датчик положения педали подачи топлива. и включатель для принудительного размыкания сцепления, отличающаяся тем, что, с целью повышения ресурса сцепления и снижения нагруженности трансмиссии при разгоне и торможении автомобиля, она снабжена переключателем программ электронного блока и включателем принудительной блокировки сцепления, электронный блок включает многопрограммный преобразователь сигналов датчика частоты вращения вала двигателя в напряжение по меньшей мере с двумя входами для реализации нескольких программ его работы, многопрограммный регулятор силы тока в обмотке электромагнита привода клапана perynvfpoвания давления, блок изменения программ регулятора силы тока. формирователь команд блокировки сцепления, имеющий в своем составе пороговое устройство, элемент -:ижения уровня опорного сигнала данн. устройства и блок задержки его включения, блок контроля состояния включателя принудительного размыкания сцепления, первый и второй триггеры, причем первый вход упомянутого многопрограммного преобразователя подключен к выходу

18

1781098

17 датчика частоты вращения вала двигателя, второй его вход соединен с первым выходом переключателя программ электронного блока, у которого второй выход подключен к второму входу порогового устройства блока формирования команд блокировки, первый вход порогового устройства соединен с выходом преобразователя, к которому также подключен первый вход многопрограммного регулятора силы тока, а третий вход порогового устройства через элемент снижения уровня опорного сигнала порогового устройства и блок задержки имеет связь с выходом порогового устройства, который соединен с первым входом первого триггера и первым входом упомянутого блока изменения программ, имеющего второй вход, подключенный к выходу первого триггера, третий вход, соединенный с датчиком положения педали подачи топлива, и выход, подсоединенный к второму входу регулятора силы тока, а второй вход первого триггера соединен с выходом блока контроля состояния включателя размыкания сцепления, к которому также подключен первый вход второго триггера, имеющего второй вход. соединенный с включателем принудительной блокировки сцепления, а выход второго триггера подключен к третьему входу многопрограммного регулятора силы тока. у которого выход соединен с обмоткой электромагнита привода клапана регулирования давления и включателем принудительного размыкания сцепления.

2. Система по п,1, отличающаяся тем. что, с целью осуществления высокого быстродействия системы управления для обеспечения оптимальных условий совмест5 ной работы высокодинамичных двигателей и автоматически действующего сцепления, многопрограммный преобразователь частоты в напряжение содержит интегратор с устройством управления, блок запоминания

10 уровня выходного сигнала интегратора, усилитель выходного сигнала блока запоминания, аналоговый ключ и формирователь команд управления преобразователя, имеющий в своем составе первый и второй диф15 ференциаторы, ключ и инвертор, причем вход первого дифференциатора через ключ подключен к выходу датчика частоты вращения вала двигателя, первый выход первого дифференциатора имеет связь с управляю20 щим входом аналогового ключа, а второй выход данного дифференциатора соединен с входом инвертора, выход которого подключен к входу второго дифференциатора, имеющему выход, соединенный с входом

25 устройства управления интегратором, а выход упомянутого устройства подключен к входу интегратора. выход которого через аналоговый ключ соединен с входом блока запоминания, имеющим выход. подключвн30 ный к первому входу усилителя его сигналов, второй вход усилителя соединен с переключателем программ электронного блока. выход усилителя является выходом преобразователя.

1781098

Составитель А.Барыков Ф .-

Техред М.Моргентал Корректор Н.Слободяник

Редактор

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

Заказ 4246 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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