Система автоматического управления режимами работы транспортного средства

 

ОПИСАНИЕ 745727

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советакмх

Соцмалмстмческмх

Реслублмк (ál ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.02.77 (2 l ) 2448267/27- l l (5) ) М. Кл. е

В 60 K4I/04 с присоединением заявки №вЂ”

Гааударатееииый камитет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 07.07 80. Бюллетень № 25 (53) УДК 629.! l3-585.52 (088.8) по делам изабретений и аткрытий

Дата опубликования описания l 2.07.80 (72) Авторы изобретения

В. Р, Мандрыка и М. H. Коденко

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

РЕЖИМАМИ PAB0Tbl ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

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 н 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 (.l(.

Недостатком ее является то, что оптимизатор, выполненный по. этой схеме, хотя н позволяет выбрать транспортному средству оптимальный режим движения, при котором расход топлива за пройденный путь будет тз 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 ия, что приведет к более напряженному режиму работы ecch системы н увеличению расхода топлива.

Кроме того, существуют режимы движения транспортного средства, при выполнении которых требуется постоянная (максимальная) мощность двигателя.

Наиболее близкой к предлагаемой является система автоматического управления режимами 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 насоса и датчики расхода топлива, крутящего момента двигателя и оборотов коленчатого вала (2(Основным недостатком при связанном регулировании 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, необходимого

745727 для согласования работы двигателя и трансмиссии на промежуточных режимах. При изменении характеристик топливной аппаратуры с течением времени и условий эксплуатации наличие в системе такого устройства с постоянной характеристикой не 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 . щ система автоматического управления режимами работы транспортного средства 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 соедишеп с.датчиком крутящего момента двигателя, а выход — с одним из входов оптимизатора, другой вход которого соединен с датчиком расхода топлива, а выход — с си гнальным входом одного из ключей, выход которого соединен с исполнительным механизмом управлении 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 умно>кения, второй выход которого соединен с одним из входов другого блока сравнения, второй вход которого соединен

:с задатчиком мощности 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, бесступенчатую 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, задатчик 10 мощности двигателф, управляющий ключ 11, оптимизатор 12, блок 13 формирования команд управления, управляемый ключ 14, исполнительный меха- 5з низм 15 управления рейкой 16. топливного насоса, блок 17 сравнения, задатчик 18 скорости движения, управляемый ключ 19, исполнительный механизм 20 управления регу4 лирующим органом 21 бесступенчатой передачи 2.

Выход датчика 4 соединен с одним из входов оптимизатора 12. Выходы датчиков 5 и 6 соединены со входами блока 8 умножения, один из выходов которого соединен со вторым входом оптимизатора 12, выход которого через ключ 14 соединен с исполнительным механизмом 15, Второй выход блока 8 умножения соединен с одним йз входов блока 9 сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком 10 мощности дви гателя. Выход этого блока сравнения соедйиен с сигнальным входом ключа 11, выход которого соединен с одним из входов исполнительного механизма 20. Выход датчика 7 скорости движения соединен с одним из входов блока 17 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 19, через который первый выход блока 17 сравнения соединяется со вторым входом исполнительного механизма 20. Четвертый выход блока !3 связан с управляющим входом ключа 14. Второй выход датчика 6 соединен с одним из входов блока 13 формирования команд, другой вход. которого соединен 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 выход исполнительного механизма 20 связан с регулирующим органом 21 бесступенчатой передачи 2, второй выход которого связан с входом задатчика 10 мощности двигателя, САУ режимами работы транспортного средства работает следующим образом.

Задатчиком 18 скорости движения устанавливается скоростной режим движения транспортного средства. Регулирующий орган 21 бесступенчатой передачи 2 при этом находится в нейтральном положении. Блок 17 сравнения передает сигнал рассогласования на блок 13 формирования команд управления, который отключает оптимизатор 12 и через ключ 4 и исполнительный механизм !

5 воздействует на рейку !6 топливного насоса; увеличивая подачу топлива в цилиндры двигателя 1.

На вход блока !3 формирования команд управления, который может быть реализован на известных логических элементах И, ИЛИ и НЕ подаются различные сочетания входных сигналов, в зависимости от которых на выходе получаются однозначно определенные переключательные функции, обеспечивающие требуемую последовательность работы системы.

Когда обороты двигателя достигнут максимума от датчика 6 оборотов, который представляет собой комбинированный датчик, на первом выходе которого формируется

745727

S о

Формула изобретения

j$

SO

S5 аналоговый сигнал, поступающий на вход блока 8 умножения для получения непрерывного текущего значения мощности двигателя 1, а на втором — дискретный сигнал, соответствующий минимальным и максимальным оборотам двигателя, на вход блока 13 поступит сигнал. Он включает ключ 19 таким образом, что сигнал рассогласования с блока IT сравнения поступит на исполнительный механизм 20, который начнет воздействовать на регулирующий орган 21 бесступенчатой передачи 2, уменьшая ее передаточное число.

Одновременно с подключением блока I? сравнения к исполнительному механизму 20 по сигналу с блока 13 формирования команд управления происходит подключение выхода блока 8 умножения на вход оптимизатора 12, который через ключ 14 подключается на исполнительный механизм 15. Оптимизатор 12 представляет собой устройство, формирующее критерий оптимизации (в данном случае удельный расход топлива! и обес- печивающее на выходе такое, управляющее воздействие, которое минимизирует критерий оптимизации.

Транспортное средство начинает разгоняться до заданной задатчиком 18 скорости движения путем изменения передаточного ".числа бесступенчатой передачи 2, а оптимизатор 12 для каждого значения передаточного числа бесступенчатой передачи 2 обеспечивает такую подачу топлива, чтобы его удельный расход был минимальным.

Если заданная скорость движения пре.восходит действительную на определенную величину, а регулирующий орган 21 бесступенчатой передачи 2 не находится в нейтральном положении, то происходит переход на режим поддержания постоянной мощности двигателя.

Блок 13 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 поступают сигналы Ът блока 8 умножения и задатчика 19 мощности двигателя, связанного с регулирующим органом 21 бесступенчатой передачи 2. Одновременно с отключением выхода блока 17 сравнения на исполнительный механизм 20 через ключ ll поступает сигнал рассогласования текущего и задаваемого значения мощности двигателя,. который, воздействуя на регулирующий орган 2!, увеличивает передаточное число бесступенчатой передачи 2 таким образом,. чтобы мощность двигателя 1 оставалась постоянной. При этом для каждого значения передаточного числа оптимизатор 12 обеспечивает такую подачу топлива, чтобы его удельный расход был минимальным.

Когда разность между скоростью действительной и заданной станет меньше некоторой величины, блок 13 формирования команд управления через ключ I. l отключит выход блока 9 сравнения- и подключит на исполнительный механизм 20 через ключ !9 выход блока !7 сравнения. Процесс регулирования повторяется. .При увеличении нагрузки 3 и снижении оборотов двигатели I до минимально допустимых от датчиков 6 в блок 13 формирования команд управления подается сигнал, на основании которого через блок 8 умножения 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

Использование САУ режимами работы на транспортном средстве с бесступенчатой передачей позволяет снизить общий расход топлива и существенно облегчить управление транспортным 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, а

745727

Составитель Л . Цоба»

Текред К. Шуфрнч Корректор М. Внгула

Тираж 763 Подансиое

ЦгтИИПИ Государственного комитета СССР

no делам изобретений и открытий

l l 3035. Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПБП «Патент» г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Портная

Звкаа 4059/5

7 управляющий вход — с первым выходом блока форм нровання команд управления, второй, третий н четвертый вйходй которого соединены 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 — 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

8 входом с первым выходом первого блока сравнения, при этом вход задатчика мощности двигателя н третий вход блока формирования команд управления, связаны с регулирующим органом передачи.

S Источники информации,: принятые во внимание при экспертизе !. Кодеин М. Н. и др Автоматизация тракторных агрегатов.. М., «йашиностроеиие», )969, с. )43.

2. Горбунов П. П. Некоторые вопросы

4о автоматизации тракторных трансмиссий.

«Автоматизация режимов работы тракторных трансмиссий», Под ред. А. А. Крейслера.

М„ЦИНТИАМ, )963, с. 86 — 92 (прототип).