Система автоматического управления режимами работы транспортного средства Советский патент 1984 года по МПК B60K41/04 

Изобретение относится к транспортной технике, в частности к системам, осуществляющим оптимизацию по критерию минимального удельного расхода топлива режимов работы транспортного средства с бесступенчатой передачей, и может быть использовано в устройствах управления транспортными средствами. По основному авт. св. № 745727 известна система автоматического управления режимами работы транспортного средства, содержащая задатчик и датчик скорости, соединенные с входами одного из блоков сравнения, один из выходов которого связан с исполнительным механизмом управления регулирующим органом передачи. Другой выход блока сравнения соединен с одним из выходов блока формирования команд управления, связанного одним из выходов с исполнительным механизмом управления рейкой топливного насоса. Система также содержит датчики расхода топлива, крутящего момента двигателя и оборотов коленчатого вала. Кроме того, она включает в себя оптимизатор, блок умножения, управляемые ключи и задатчик мощности двигателя. Датчик оборотов коленчатого вала соединен одним и другим выходами соответственно с вторым входом блока формирования команд управления и одним из входов блока умножения. Другой вход блока умножения соединен с датчиком крутящего момента двигателя, а выход - с одним из входов оптимизатора. Другой вход оптимизатора соединен с датчиком раскода топлива, а выход - с сигнальным входом одного из ключей. Выход этого ключа соединен с исполнительным механизмо.м управления рейкой топливного насоса, а его управляющий входс первым выходом блока формирования команд управления. Второй, третий и четвертый блока формирования команд управления соединены соответственно с управляющими входами второго и третьего ключей и третьим входом блокау.множения. Второй выход блока умножения соединен с одним из входов другого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком мопшости двигателя, а выход - с сигнальным входом второго ключа. Выход второго ключа соединен с одним из входов исполнительного механизма управления регулирующим органом передачи, второй вход которого соединен с выходом третьего ключа. Третий ключ соединен сигнальны.м входом с первым выходом первого блока сравнения. Вход задатчика мощности двигателя и третий вход блока формирования команд управления связан с регулирующим органом передачи 1. Недостаток этой системы заключается в том, что процесс разгона транспортного средства до заданной скорости движения 2 2 занимает значительный промежуток времени. Анализ показывает, что одной из причин, приводящих к этому, является последовательное управляющее воздействие на органы управления. Вначале обороты -вала двигателя.достигают максимального значения, а затем уже начинает уменьщаться передаточное число бесступенчатой передачи. При этом скорость перемещения органов управления двигателем и передачей остается постоянной и равной скорости, обеспечивающей высокое качество выполнения заданных режимов регулирования в процессе установивщегося двигателя транспортного средства; Исследования процесса разгона транспортного средства с бесступенчатой передачей показали, что величина скорости перемещения органов управления оказывает существенное влияние на динамическую нагруженность элементов трансмиссии. . Целью изобретения является повышение эффективности путем уменьщения времени разгона при ограничении уровня дина.мической нагруженности в трансмиссии транспортного средства. Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления режимами работы транспортного средства снабжена блоком управления разгоном, исполнительными механизмами разгона, дифференциальными звеньями и блоком определеНИИ скорости изменения крутящего .момента двигателя, причем первый вход блока управления разгоном соединен с пяты.м выходом блока формирования команд управления, выходы блока управления разгоном соединены с входами исполнительных механизмов разгона, выходы которых соединены с одним из входов дифференциальных звеньев, вторые входы дифференциальных звеньев соединены с исполнительными механизмами управления рейкой топливного насоса и регулирующи.м органом бесступенчатой передачи, выходы дифференциальных звеньев, соединены с рейкой топливного насоса и управляющим органом бесступенчатой передачи, дополнительный выход датчика крутящего момента соединен с входом блока определения скорости изменения крутящего момента двигателя, выхо, которого соединен с вторым вхОлТ,ом блока управления разгоном. На чертеже представлена блок-схе.ма объекта регулирования к системы автоматического управления (САУ) режимами работ тра 1спортного средства. Система содержит двигатель 1, бесступенчатую передачу 2, на которую действует нагрузка 3, датчик 4 расхода топлива, датчик 5 крутящего момента, датчик 6 оборотов коленчатого вала двигателя, датчик 7 скорости движения, блок 8 умножения, блок 9 сравнения, задатчик 10 мощности двигателя, управляющий ключ 11, оптимизатор 12, блок

13 формирования команд управления, управляемый ключ 14, исполнительный механизм 15 управления рейкой 16 топливного насоса, блок 17 сравнения, задатчик 18 скорости движения, управляемый ключ 19, исполнительный механизм 20 управления регулирующим органом 21 бесступенчатой передачи 2, блок 22 управления разгоном, исполнительные механизмы 23 и 24 разгона, дифференциальные звенья 25 и 26 и блок 27 определения скорости изменения крутящего момента двигателя.

Выход задатчика 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 исполнительным механизмом 15. Второй выход блока 8 умножения соединен с одним из входов блока 9 сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком 10 мощности двигателя. Выход блока 9 сравнения соединен 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 ключа 19, через который первый выход блока 17 сравнения соединяется с вторым входом исполнительного механизма 20. Четвертый выход блока 13 связан с управляющим входом ключа 14. Второй выход датчика 6 соединен с одним из входов блока 13 формирования ко.манд, другой вход которого соединен с регулирующим органом 21 бесступенчатой передачи 2, а третий вход - с вторым выходом блока 17 сравнения.

В отличие от прототипа первый вход блока 22 соединен с пяты.м выходом блока 13 формирования команд управления. Выходы блока 22 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 исполнительным механизмом 15. Выход исполнительного механизма 24 соединен с одним из входов дифференциального звена 26, другой вход которого соединен с исполнительным механизмом 20. Выход дифференциального звена 25 соединен с рейкой 16 топливного насосу. Выход дифференциального звена 26 соединен регулирующим органом21 бесступенчатой передачи 2. Дополнительный выход датчика 5 соединен с входом блока 27 определения скорости изменения крутящего момента двигателя. Выход блока 27 соединен

с вторым входом блока 22 управления разгоном.

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.

5 Первоначально регулирующий орган 21 бесступенчатой передачи 2 находится в нейтральном положении. Блок 17 сравнения передает сигнал рассогласования на блок 13 формирования команд управления, который

отключает оптимизатор 12. 0

В отличие от прототипа при этом подключается блок 22 управления разгоном, который реализован на той же элементной базе, что и блок 13. После подключения блока 22

5 на 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 бесступенчатой

0 передачи 2. Транспортное средство начинает разгоняться. При этом блок 27 определения скорости изменения крутящего момента настраивается на некоторую величину, при достижении которой в блок 22 поступает сигнал, формирующий управление на исполнительный механизм 24 и уменьщающий скорость перемещения регулирующего органа 21 бесступенчатой передачи 2. При этом рейка 16 топливного насоса в процессе разгона перемещается исполнительным механиз0 мом 23 в сторону увеличения подачи топлива до упора, а управляющий орган 21 - исполнительным механизмом 24 и уменьщает передаточное число бесступенчатой передачи 2 до тех пор, пока разность между скоростью действительной и заданной не станет меньше некоторой величины. В этом случае блок 13 формирования команд управления отключает блок 22 и через ключи 14 и 19 подключает на исполнительные механизмы 15 и 20 выходы оптимизатора 12 и блока 17

0 сравнения. Осуществляется режим поддержания заданной скорости движения путем изменения передаточного числа бесступенчатой передачи 2, а оптимизатор 12 обеспечивает такую подачу топлива, при которой удельный расход будет минимальным.

5 Если заданная скорость движения превосходит действительную на определенную величину, а регулирующий орган 21 бесступенчатой передачи не находится в нейтральном поло ;че;1И11, то при;; -/; ;и; L. мл режим поддержания 1:.;;1;;ямп)й моликх-ги двшате.чя.

Б.лок 13 формирования команд siipaii.ic1П1Я Hociji.iacT сигнал, па ocHoeaiuiH ксггорого через ключ 19 отключается выход б.1ока 17 сра151 ения на иеполннтельный механизм 2(). На входы блока 9 сравнения ностунают сигналы от блока 8 умножения и задатчика 10 мониюсти двигателя, связанного с регулирующим органом 21 бесстунемчатой передачп 2. Одновременно с отключением выхода блока 17 сравнения на исполнительный механизм 20 через ключ 11 поступает сигнал paccoi-ласования текущего и задаваемого значений мощности двигателя, который, воздействуя на регулирующий орган 21, увеличивает передаточное число бесступенчатой передачи 2 таким образом,чтобы мощность двигателя 1 оставалась постоя н1ой. При этом для каждого значения передаточного числа оптимизатор 12 обеснечивает такую подачу топлива, чтобы его удельный расход был минимален.

При увеличении нагрузки 3 и снижении оборотов двигателя I до минимально доп стихплл 01 датчика () в блок 13 формирования команд управления подается сигнал, на основании которого через блок 8 умножспия отключается оптимизатор 12, а через ключ 19 отключается выход блока 17 сравпепин и подключается исиолнительный механизм 20 сигнал, направляемый на увелпчепие нередаточного числа бесступенчатой передачи 2. 3 на двигатель 1 уменьн1ается, а его обороты уве,1нчиваются. Как только обороты двигателя 1 возрастают до максимума; датчик 6 выдает сигнал на б.пок 13 ({)ормирования команд управлещтя, который через блок 8 умножения подключает оптимизатор 12. предварительно отключив сигнал, воздействовави1ий через ключ 19 па исполнительный механизм 20, и процесс регулирования продолжается.

Использование предлагаемой системы автоматического уиравления режимами работы на транснортном средстве с бесступенчатой нередачей нозволяет уменьшить время разгона при ограничеЕИ1и уровня динамической нагружепности, снизить общий расход тонлива и cyHiecTBeiiHo облегчить управление транспортными средствами по сравнению с базовым объектом.

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА по авт. св. „NO 745727, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем уменьшения времени разгона при ограничении уровня динамической нагруженности в трансмиссии транспортного средства, она снабжена блоком управления разгоном, исполнительными механизмами разгона, дифференциальными звеньями и блоком определения скорости изменения крутящего момента двигателя, причем первый вход блока управления разгоном соединен с пятым выходом блока формирования команд управления, выходы блока управления разгоном соединены с входами исполнительных механизмов разгона, выходы которых соединены с одним из входов дифференциальных звеньев, вторые входы дифференциальных звеньев соединены с исполнительными механизмами управления рейкой топливного насоса и регулирующим органом бесступенчатой передачи, выходы дифференциальных звеньев соединены с рейкой топливного насоса и управляющим органом бесступенчатой передачи, дополниi тельный выход датчика крутящего .момента соединен с входом блока определения скоW рости изменения крутящего момента двигателя, выход которого соединен с вторым входом блока управления разгоном. 01 со со ho