Система автоматического управления ступенчатой коробкой передач транспортной машины Советский патент 1979 года по МПК B60K41/06 F16H5/66 

с суммиру1дщим и вычитакицим 1аходами реверсивного коммутатора, каждый из выходов которого через диод соединен с обмоткой одного из электромагнитов исполнительных устройсНгв, соответствующим вьгходом и управляющим входрм одного из первой группы ключей, рабочий вход каждого из которых соединен с датчиком скорости вращения выходного вала коробки передач 2, Недостатком этой системы является низкая точность работы, так как информативность используемых параметров (положения рейки, аадакшегр рычага регулятора топливного насоса и с:корости вращения выходного вала коробки передач) не постоянна и зависит от режима движения машины... j. .: . Цель изобретения - повышение качест ва управления и надежности в работе сиетемы путем использования различных информааиойных параметров При Движении под нагрузкой, по и при торможеНИИ,. Это достигается тем) что система снаб

жена соединенными последовательно конечным выключателем, связанным с задающим рычагом регупйтора топливного liacfoca, элементами задержки, параллель- зо но каждому из которых включен диод, и инвертором, один из Второй группы ллючей соединен последовательно с обмотками электромагнитов исполнительных устройств и подключен управляющим входом к выходу первого элементй ae«e p5iacH; йрУrtle подюиочены попарно своиМй выходами к одному из входов сравнивающих устройctB, други13 входы которых сЬедийены с . йстгочником постоянйЫхз напряжения, npiatчем управляющий вход одного из ключей в каждой упомянутой паре соединен с выходом второго элемента задержки, другого - с выходом инвергора, а рабочие вгроды первого и второго ключей каждой пары Соединены соответственно с другими выьодами суммирующих резисторов и выХодами ключей первой группы, соединеннУМй дополнительно ч1ёрез реЬйстор с датчйком положения (задаЬщего рычага регулятора топливного насоса. Для исключения случайных срабатываний прИ резком изменении положения рычага ре лятора топливного насоса при движении мащины под нагругзкой, она снабжена дифференциаторами, включенными каждый междуДатчикомпоЛозкени:я задакяце го рычага регулятора т опливного насоса и рабочим входом одного из каждой пары ключей. Для повышения качества управления при различных режимах работы машины каждое из сравнивающих устройств выполнено на последовательно соединен22, инвертирующего усилителя 23 и резистора 24, включенного в цепь обратной связи усилитейя, источник постоянного ных компараторе и генераторе с управляемой частотой, управляющий вход которого соединен с выходом инвертора. На чертеже показана функциональная схема системы. Система содержит сравнивающие устройства 1 и 2, состоящие кажДое из компаратора 3 и ждущег о генератора с управляемой частотой и подающие команды на включение низщей и высшей передач ре версивному коммутатору 5. К каждому из первых кодов б и 7 сравнивающих устройств подсоединены выходы ключей 8-11, а ко вторым входам присоединён через резисторы 12 и 13 источник постоянного напряжения + Е. Через суммирующие резисторы 14-17 и дифференциатор, состоящий из резистора 18 и конденсатора 19, подкгаочёны соответственно датчик 2О линейного ускорения машины, состоящей из тахогенератора 21, вал которого связан с ведомым колесом мащины, конденсатора напряжения 4-Е, датчики 25 и 26 положения рейки и задающего рычага регулятора топливного насоса к рабочему входу ключа 8, а через суммирующие резисторы 27-30 и дифференциатор, -состоящий из резистора 31 и конденсатора 32, упомянутые датчики и источник напряжения подсоединены к рабочему входу ключа 10. Рабочие входы ключей 9, 11 подсоединены через суммирующий резистор 33 к выходу датчика 26 задающего рычага регуля1чэра топливного насоса, а через суммирующий резистор 34 и масштабные резисторы 35, 36 и 37 соответственно к выходам ключей 38, 39, 40, рабочие входы которых подсоединены к выходу датчика 41;скорости (частоты) вращения выходного вала коробки передач. Управлающие входы этих ключей и первые концы обмогок элекгромагнигов 42, 43, 44 исполнительных устройств подключены к выходам 45, 46, 47 коммутатора 5, подающим команду на включение первой, второй и третьей передач. концы обмоток упомянутых электромагнитов присоединены к выходу ключа 48, рабочий вход которого соединен с отрица елы1ым полюсом источника напряжения, а управляющий подсоединен к входу элемента 49 задержки. Выход элемента 49 присоединен к входу инвертора 5О и к управляющ входам ключей 8, 1О. Выход инв.еркгора i 50 подсоедрщен к управляющим входам ключей 9, 11 и к входам, управляющим частотой ждущих генераторов 4, К входу элемента 49 задержки подключен выход элемента 51 задержки, вход которого через контакты конечного выключателя 52 соединен с отрицательным полюсом источника нгщряжения, а сам конечный выключатель соединен механически с задающим рычагом регулятора топливного насоса, так, что его контакты замкнуты, когда рычаг (педаль подачи топлива) находится в положении холостой ход двигателя. Вход и выход каждого элемента задержки зашунтирован диодами 53, 54. На суммирующем к вычитающем входах 55, 56 реверсивного коммутатора 5 установлены диоды 57, 58. К катодам этих диодов подключены через резисторы 59, 60 выходы 45, 47 реверсивного коммутатора 5, подающие команды на включение высшей и низщей передач. К выходам компараторов 3 сравнивающих устройств 1, 2 подсоединены лампы накаливания 61, 62 которые оповещают водителя о необходимости переключения диапазона в трансмиссии машины. Ручной переключатель (контроллер) 63 позволяет изменять номер передачи в коробке передач. Диоды 64, 65,66 исключаю обратный ток через электромагниты 42, 43, 44 при закрытом ключе 48. Изменением номинальной величины ре зисторов 12, 13, 33, 34 задают пороги срабатывания сравнивающих устройств 1, 2 при работе системы по скорости и положению задающего рычага регулятора топливного насоса. Резисторами 15, 28 также изменяют пороги срабатывания сравнивающих устройств, а резисторы 14 15, 16, 17, 27, 28,29, 30 позволяют задавать необходимый закон переключения передач при работе системы по поло жению рейки, перемещение задающего ры чага регулятора топливного насоса fe уск рению мащины. Система работает следующим образом Сравнивающее устройство 1 срабатывает в том случае, когда потенциал на его входе, соединенном с резистором 12 меньще потенциала на входе, соединенном с датчиками ускорения, положения задающего рьпага регулятора и рейки топливного насоса. Оно подает команду на включение следующей, низшей передачи. Сравнивающее устройство 2 срабатывает в том случае, когда потенциал на его входе, соединенном с резистором 13, больше потенциала на входе, соединенном с датчиками ускорения, положения задающего рычага регулятора и рейки. Оно подает команду на включение следующей, высщей передачи. Когда в соответствии с выбранным законом переключения передач будет достигнуто равенство потенциалов на входах сравнивающего устройства 1, подающего команду на включение низшей передачи, на его выходе, соединенном с вычитающим входом 56 реверсивного коммутатора 5, появится импульс. Под его воздействием реверсивный коммутатор 5 перейдет в следующее устойчивое состояние и подаст команду на включение смежной низшей передачи, выключив ту, которая была включена пер этим. Если- контроллер 63 находился в положении А, то при отпускании педали подачи топлива в положение холостой ход двигателя во время движения мащины под 1 агрузкой на второй передаче замыкаются кон -акты конечного выключателя 52 и через диоды 53, 54 соединяют с отрицательнь1М полюсом источника напряжения управляющие входы ключей 8, 10, вход инвертора 50 и управляющий вход ключа 48. Ключи 8, 10 закрывахугся и отсоединяются входы 6,7 сравнивающих устройств 1, 2 от выходов датчиков 25, 26 положения рейки и рычага регулятора топливного насоса. Ключ 48 отсоединяет обмотки электромагнитов 42, 43, 44 от отрицательного полюса источника напряжения, при этом сигнал с выхода реверсивного коммутатора 5 на включение обмотки из электромагнита второй передачи не приводит к включению передачи, так как второй конец ее отсоединен от отрицательного полюса источника напряжения ключом 48. Положительный потенциал, поступая 9 выхода инвертора 50, воздействует на управляющие входы ключей 9, 11, открывает их и соединяет выходы датчиков 41, 26 скорости и положения задающего рычагу регулятора топливного насоса с входами 6,7 сравнивающих устройств 1, 2, а также поступает на входы, управляющие частотой ждущих генераторов 4 и изменяет ее на более высокую. При уменьщении скорости движения мащины до определенного предела наступает равенство напряжения, поступающего на вход 6 через ключ 9 и резисторы 33 34, 36 от датч4П ов 26, 41 положения рычага регулятора t и скорости, и напря ния, поступающего от источника +Е черёэ резистор 12 на второй вход сравнивёющего устройства 1. Сумма потенциалов датчиков 26, 41 достигает аадййного на чений при определенный соотношенках хо регулятора и скоростидвижения машины благодаря тому, что при увеличешш хода рычага регулятора топливvorp насоса, потешшал на выходе датчика умень иается. Компаратор 3 срабатывает н потенциал с егб выхода поступает йаЬход зкдущего генер1атора 4, запускает его. Импульс с его выхода посту M&t на вычитаюпшЙ вход 56 реверсивног коммутатора 5, вь4зыв&ет его йереклйчекие и подачу напряжения с выхода 5 к обмотке 42 электромагшгта, второй конец которой отсое цияен от от рша-шй ного полюса источника йайрязкеШ Г управляющему входу юшча 38, сНпкякгаив напряжение от обмотки 43 электромаг нита и ключа 39. При вьЕключении ключа . 39 н включешш кяргоча 38 измёнзйгся ,- масштаб каиряжёаяя датчика 41, «ocrytim шего через резистор 35 к резистору 34 И далее на 6 срайнййдасйи&го устройства 1. Равенство найряженяй на его входах исчезнет и следукндий импульс на его входе не появится. Потешшья с выхода 45 черей резистор 60 диод 58. Следует отметить, что бмсфродействие реверсивного коммутатора и ключей 38, 39, 4О на ЯЕфядок вьше быстродействий сравйяваюншх VcipoficTB 1, 2. По ЭТОЙ причине после первого импульса сра&иива1й1Шх устройств кок мутатор 5 и ключи 38, 39, 40 успевают пронзеестй все перекяюче|шяг до пойвпеш1Я fifroporo импульса. I Обратное пёреклшчеше на вторую пёрбдачу происходит аналогичным образом. При дальнейшем уменьшении cKopocinat на первой передаче «работает сравнивающее устройство 1, как диод 58 закрьгР, то его имйуяьсв не пойдут йа . вычитающий вход реверсивного коммутатора 5 и переключения коммутатора в другое устойчивое состояние не произойдет. В этШ сЛучае при работе сравнивакячвго устройства 1 йайряжение с выхода кошаратора 3 поступает к лампе 62уй ёё ;&бё:«ёние опов1 ает водителя о необходимости включения пониженного диа пазона в трансмиссии мащины. Когда водитель увеличивает ход педали подачи топлива для того, чтобы прекратить движение по инерции, конечный выключатель- 52 разрывает свою цепь, но за время задержки {- 0,5 с), обеспечиваемой элементом 51, система выбирает необходимую передачу при новом положении педали подёчи топлива (задающего рычага регулятора топливного насоса) и скорости движения машины, и при появленнии положительного потенциала на выходе элемента 51 задержки ключ 48 открывает ся и подключает к отрицательному полюсу источника обмотки 42, 43, 44 электромагнитов, что выэьтает включение вновь выбранной, например, первой передачи. После задержки (2 с), обеспечиваемой Элементом 49 для исключения случайнь1Х передач, Вызываемых колебаниями рейки при переходных процессах в регуляторе топливного насоса, возникающих при вкЛ1с чении передачи, положительньШ. потенциал с выхода элемента 49 поступает на управляющие входы ключей 8, 10 И открывает их. Одновременно с выхода инвертора 50 поступает отрицательный Потенциал, который закрывает ключи 9, 11, а также воздействует на входа, управляющие частотой ждущих генераторов 4, уменьшает частоту последних до 0,20,25 Гц. При этом режиме движения машины ййгналы с выходов датчиков 20, 25, 26 ускорения, положения рейки и задающего рычага регулятора топливного насоса через суммирующие резисторы 14, 16, 17, 27,| ;29,30 и ключи 8, 10 поступают на первые входы 6,7 сравнивающих устройств 1,2.;- . . Если при разгоне машины на первой передаче напряжения датчиков ускорения, положения рейки и рычага регулятора топливного насоса соответствует точке переключения передачи, срабатывает сравнивающее устройство 2, его компаратор 3 подает управляющий потенциал на вход ждущего генератора 4, который начинает генерировать импульсы. Первый иМдульс переводит коммутатор 5 в следующее положение, и с его выхода 46 поступает команда на включение второй передачи. Следующий импульс появится через 4-5 с. За это время режим работы двигателя изменится, рейка переместится в другое положение и исчезнет равенство на вхоах сравнивающего устройства 2, что исключит появление на его выходе второ П) импульса. Аналогично происходит обратное переключение передачи. При резком увеличении хода педали подачи топлива происходит резкое краткрвременное увеличениехода (ааброс) 1)ейки топливного насоса, В этом случае потенциад от датчика положения isiSwaiOi шего рычага регулятора топливного на- сЬса через конденсаггоры 19, 32 и резнеторы 18, 31 дифференциаторов поступает .на вход 6 или 7 сравнивающего устройства 1 или 2, уменьшает величину их потенциала и тем самым искгаочает случайное переключение передач, бызыЬаемое кратко временным перемещением рейки, Йри трогании машины |с места вбди- тель включает двигатель, ставит педаль подачи топлива в подожейие холостой ход двигателя, перемещает контрои ,лер 63 в положение, А, При нажатии на педаль подачи топлива контакт 52 разйыкаетсй, элемент 51 создает задержку, за время которой еще продолжает работать по скорости движения машины и по положению задающего рычага регулятора топливного насоса. По сигналам сравнйвакщего устройства 2 реверсивный коммутатор 5 переключится в положение первая передача (так как скорость ..равна нулю) и с его выхода 45 напряжение поступит к обмотке 42 и управляющему входу ключа 38, При появлении положительного потенциала на выходе элемента 51 задержки ключ 48 открыВ&ет ся и подключает к отрицательному полюсу источника обмотку 42, что вызывает вклю чение первой передачи. . Далее система работает так, как бьто описано вьпйв. После включения контроллера 63 в положение А коммутатор 5 может оказаться впюбом состоянии из четырех возможных (одно неиспользуемое), в том числе и в тех, которые не соответствуют режиму работы МашИнь. При этой в зависимости от конкретного срстбйння коммутатрра 5 и режима работь1мац1ины величина напряжения датчика41 на входах6,7сравнивающих устройств, 2 вмзовет срабатывание одного из них и макси- . мум тремя импульсами, поступившими на суммирующий или вычитающий входы коммутатора 5 с В;ыхода сработавшего сравнивающего устройства, он будет перё1веден В требуемое состояние. Задержка Правильной команды не превы сит О,03 с. Включение же самой передачи произойдет после того как ключ 48 соединит обмотки 42, 43, 44 с отрицательным полюсом источника напряжения. Если после включения системы в работу коммутатор 5 окажется в четвер- том, неиспользуемом состоянии, то все ключи в цепи 1 1асштабных резисторов будут закрыты, потенциал, поступающий к резистору 34 будет равен О и сравнивающее устройство 1, подав импульс на вычитающий вход реверсивного коммутатора, переведет его в первое состояние, В дальнейшем работа системы не будет отличаться от описанной выше, Установка контроллера 63 в положение А должна производиться при отпущенной педали подача .топлива, При ДЕЙжейИИ .машины с положительным ycкotзeниeм усилитель 23 подает пропорциональный ускорению положительный потенциалва вход суммирующих резисторов 14, 27, который увеличивает, общую величину положительного потенциала, поступающего на входы 6,7 сравнивающих устройств 1,2. В результате этого сравнивающее устройство 2 срабатывает раньше, т. е. переключение; на вйсшую передачу произойдет при меньшем ходе рейки топливного насосаПри движении машины с отрицательным ускорением 1т.е, замедлением) усилитель 23 подает на вход суммирующих резисторов 14, 27Отрицательный потенциал, который уменьшает общую величину напряжения, поступавшего на Входы 6,7 сравнивающих устройств 1,2, В результате этого сравнивающее устjjoECTBO 1 сработает раньше, т, е. переключение на низЩую передачу произойдет при большем ходе рейки топливного насаса. При увеличений перемещения рейки топливного насоса или скорости движения машИнь на третьей передаче или их уменьшении на первой передаче до порога срабатывания сравнивающих устройств 1,2 импульс с их выходов не проходит на входы 55, 56 реверсивного коммутатора 5, так как вентили 57, 58 закрыты сигналом коммутатора 5 на включение третьей иди первой передач, С выхода сработавшего компаратора 3 сравнивающих устройств, 1,2 поступает ток к лампам 61,62. Их свечение оповещает водителя о необходимости переключения вручную диапазона в трансмиссии машины. Использование устройство повьшдает качество правления, улучшает динамические качества Мащины . путем исполь11зования различных информационных najjaметров при движении машины под нагрузкой и в конце режима движения по инерции при выключенной передаче в коробке передач. Формула изобретения 1. Система автоматического управления ступенчатой коробкой передач тран портной машины, содержащая датчики положения задающего рычага регулятора и рейки топливного насоса и { инейного ускорения и источник йостоянного напряжения, подключенные к одним из выводов соответствующих суммирующих резисторов, группы ключей и сравнивающие устройства, выходы которых через вентили соединень с суммйруй)щим и вычитающим входами реверсивного коммутатора, каждый из выходов которого Через диод соединен с обмоткой одного из электромагнитов исполнительных устройств, соответ ствующим выходом контроллера и управляющим входом Одного из первой группы ключей, рабочий вход каждого из которых соединен с датчиком скорости вращения выходного вала коробки передач, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества управления и надежности в работе, она снабжена соединенными последовательно конечным выключателем, связанным с задающим рычагом I регулятора топливного насоса, элементам задержки, параллельно каждому из которых включен диод, и инвертором а один из второй группы ключей соединен последовательно с обмотйами электромагнитов исполнительных устройств и подюпочен управляющим входом к выходу первого элемента задержки, другие подключены попарно своими выходами к одному из

12 входов сравнивающих устройств, другие входы которых соединены с источником постоянного напряжения, причем управляющий вход одного из ключей в каждой упомянутой паре соединен с выходом второго элемента задержки, другого - с выходом инвертора, а рабочие входы первого и второго ключей каждой пары соединены соответственно с другими выводами суммирующих резисторов и выходами ключей первой группы, соединенными дополнительно через резистор с датчиком положения задающего рычага регулятора топливного насоса. 2.Система по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью исключения случайных срабатываний при резком изменении положения рычага регулятора топливного насоса при движении машины под нагрузкой, она снабжена дифферен циаторами, включенными каждый между датчиком положения задакацего рычага регулятора топливного насоса и рабочим первого из каждой пары ключей. 3.Система по п. 1, отлича ющ а я с я тем, что, с целью повышения качества управления при различных режимах работы машины,Каждое из сравнивающих устройств выполнено на соединенных последовательно компараторе и генераторе с управляемой частотой, управляющий вход которого соединен с выходом инвертора. Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе 1.Заявка № 1497279/11, кл. в 60 К 41/06;, по которой принято положительное решение. 2.Заявка № 2141164/11, кл. В 60 К 41/О6, 1975, по которой ринято положительное решение.