автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Совершенствование микропроцессорных систем управления трансмиссией автомобиля

РГ6 од

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ

АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

КРАВЦОВ Юрий Владимирович

УДК 629.113-585:681.325.5

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСМИССИЕЙ АВТОМОБИЛЯ

05.05.03 — Автомобили и тракторы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1993

Работа выполнена на кафедре "Автомобили" и в Проблемной НИЛ автомобилей Белорусской государственной политехнической академии.

Научный руководитель - кандидат технических наук,

ст. научный сотрудник Черванев А.Д.

Официальна оппоненты: заслуженной деятель науки И

. техники РБ. . доктор технических наук, профессор Гуськов В.В.,

кандидат технических наук, ст. научный сотрудник Белоус М. М.

Ведущее предприятие - Белорусский автомобильный завод,

г. Додино

; • Защита состоится "0Ъ"<}€М£РЯ. 10ЭЗ г, в 10 часов на оасэда-нй!1 спвцналиоирозаннога оорзта Д 050.02.02 при Белорусской государственной Г!0"и!?ю'/ы"п45ской академии по адресу: 220027, г. Цинс^. проспект' Ф. Скорины, 65.

С диссертацией ноано ознакомиться в библиотеке акздемии.

Ваши отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, ааверенньр почать», просим выслать по указанному, адресу.

Автореферат разослан <-'' * Ърм 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат* технических наук

(с) Белорусская государственная' политехническая академия, 1993

ОБШАЯ'ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Наиболее распространенным типом трансмиссии на АТС в настоящее время является механическая ступенчатая. Основными ее преимуществами является простота в изготовлении и надежность в эксплуатации. Однако с ростом грузоподъемности реализация этих преимуществ становится затруднительной, так как количество передач в трансмиссии увеличивается до 15 ... 20. Увеличение числа ступеней требует более частого их переключения. что повышает физические и психологические нагрузки на водителя.

При переключении передач по различным причинам возможны отклонения во времени срабатывания исполнительных механизмов управления коробками передач. С КП). Это приводит к увеличению динамических нагрузок в трансмиссии автомобиля.

На дальних междугородних перевозках водителю утомительно держать педаль управления подачей топлива в неизменном положении длительное время и постоянно отвлекать свое внимание от дорожной обстановки для контроля скорости движения.

Поэтому адаптация алгоритмов работы таких систем к изменяющимся условиям эксплуатации и характеристикам исполнительных механизмов является актуальной задачей.

Целью настоящего исследования является совершенствование разработанных ранее методов и алгоритмов управления двигателем и КП на режиме переключения передач и разработка:

- алгоритма управления подачей топлива на режиме поддержания скорости движения;

- алгоритма управления КП. адаптирующегося к их структурам и уровню загрузки автомобиля.

Научная новизна. При выполнении поставленных задач автором получены и выносятся на зашиту следующие научные результаты:

- адаптивный алгоритм управления подачеП топлива для синхронизации КП;

- критерии оценки системы.управления подачей топлива при синхронизации основной коробки передач;

- алгоритм управления позачей топлива и трансмиссией при поддержании постоянной скорости движения;

- алгоритм адаптации системы к степени загрузки автомобиля.

- алгоритм адаптации системы к структурам КП;

Практическая ценность. В результате проведенных исследований определены требования к механизмам управления подачей топлива для системы автоматического.управления ССАУ) механической трансмиссией , получены численные значения основных их характеристик, разработаны алгоритмы управления, адаптирующиеся к структурам КП, времени срабатывания исполнительных механизмов управления КП и изменению загрузки автомобилей.

Реализация работы. Результаты работы использованы в Проблемной НИЛ автомобилей и НИЛ Конструирования и эксплуатации автомобилей Белорусской государственной политехнической академии при разработке опытных образцов САУ механическими трансмиссиями автомобильной техники для ПО "БелавтоМАЗ", КАМАЗ, ВКЭИАвтобуспром, УКРПАСТРАНС автопоездов большой грузоподъемности MA3-54321. МАЗ-2000, автобусоз ЛАЗ-42021 и ЛАЗ-4207.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на Всесоюзных научно-технических конференциях "Проблемы применения микропроцессорной техники в системах управления автомобилем" в 1938 г. . "Автоматизация управления и проектирования автомобиля и САПР технологических процессов автомобилестроения" в 1990 г. . "Проблемы применения микропроцессорных контроллеров в системах управления автотракторной техники" в 1991 г. . на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава БГПА 1983. .... 1993 гг.

Публикации. По тема диссертации опубликовано 18 научных работ.

Объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы, включающего 177 наименований. Основная часть диссертации содержит 113 страниц машинописного текста, 40 рисунков и 13 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ работы систем автоматического управления трансмиссиями автомобилей.

Различные аспекты проблемы автоматизации трансмиссий изучали в своих работах H.A. Айзерман, А.И. Гришкевич, Ю.К. Есеновский--Лашков, Л.Г. Красневский. Л.В. Крайнык, В.А. Петров, Д. Г. Поляк, О.С. Руктешель, А. Т. Скойбеда, В. П. Тарасик, А. Д. Черванев и др.

Большинство исследований посвящено выбору информационных параметров и законов переклпчения передач..организации ггереклвче-ний и разработке исполнительных механизмов. Вопросы исследования и разработки методов и алгоритмов адаптации систем управления к изменявшимся характеристикам двигателей, агрегатов трансмиссии я исполнительных механизмов мало изучены.

В качестве объекта для дальнейшего совершенствования бил выбран разработанный при участии автора для ПО "БелавтоМАЗ", ВКЭИАвтобуспром и УКРПАСТРАС макетный образец микропроцессорной САУ механической трансмиссией перспективных грузовых автомобилей и автобусов.

В соответствии с вьполненным анализом литературных источников и поставленной целью были сформулированы следующие задачи:

- разработать математическую модель процесса переключения передач с адаптивным управлением двигателем;

- провести исследования и разработать методы и алгоритмы адаптивного управления механической ступенчатой трансмиссией автомобиля;

-' разработать алгоритм упрэвления подачей топлива на режиме поддержания заданной скорости движения;

- разработать для САУ механической трансмиссией алгоритм управления КП различной структуры, учитывающий загрузку автомобиля.

Вторая глава посвяшена разработке математической модели автомобиля и исследованию поведения двигателя при различных законах управления подачей топлива в процессе переключения передач с центральной синхронизацией и адаптивным алгоритмом.

Для моделирования процесса переклвчения передач была принята расчетная система автомобиля, схема которой приведена на рис. 1.

Процесс переключения передач по алгоритму центральной синхронизации делится на следующие основные этапы, на которых движение масс динамической системы описывается соответствующими системами дифференциальных уравнений:

1. Движение на передаче.

2. Выклктние сцепления.

3. Выключение передачи.

4. Включение сцепления.

3. Центральная синхронизация.

Схема расчетной динамической системы автомобиля

а)

63

Рис. 1

6. Включение передачи и движение на ней. Этап.1. Движение на передаче.

с 1г + 1а + 13/икп Мтр кп

С"« + ' икп

иа = ыг ' %

= СМа4 + «кз*3 " см«в + Мк4В) -1ц,АЬ = СМ4В + " Му,

мщ'ез« = «з

о р а,, / 3600

Б " ы4*г0 ' и0

Вр«г' = АСгЗ'ы^Мр - г ЕСОЗ + ЕСаЗ + С'2 ] « •

- г'2 - Р«з1дпг

С13

(23

ф

Данная система уравнений имеет две группы уравнений а и б. При переключении передач уравнения группы "а" изменяют свою структуру. а уравнения группы "6" не изменяют. Поэтому в последующих этапах представлены только уравнения группы "а".

Этап 2 и этап 4. Вьключение и включение сцепления.

Процесс выключение и включение сцепления описьйаются одними и теми же уравнениями. Отличие между ниш состоит в характере изменения момента трения в сцеплении Мсц.

а) = Мд - Мш - М^^дпСы, - «3) ;

" "тр кп " "«а. * Мкз, 3 ' Чсп - (3)

Этап 3. Вьключение передачи-, а) I,- », = Мд - М^ - Мсц-51дпСи1 - «а) ;

1г'ыг = Мсц-5]дп(м1 - «а) - Мтр т ; (4)

= " Мм ~ "кз* • .

Этап 3. Центральная синхронизация: а) С14 * = МД - М^ - ^ . если и1м .. то - 0:

= К •

=-Мз4-Мкз4 ■

Условия перехода от одного этапа переключения я другому и соответственно перехода от одной системы дифференциальных уравнений к другой приняты следующие:

а) переход от первого этапа ко второму -

М1 ~ ып 1+1 СпРи переходе на высшую ступень), С6) Ы1 5 ип 1-г '•"Р15 переходе на низшую ступень). (7)

где ып ь>п - пороговые ¡значения угловой скорости двигателя, при которых происходит переключение на высшую или низшую передачи соответственно;

б) переход от второго этапа к третьему - Мсц < Мсц т1п

СМсц mln - заданный минимальный момент трения в. сцеплении];

в) переход от третьего этапа к четвертому - t, > t С tn* -Еремя выключения передачи в КПЗ;

гЗ переход от четвертого этапа к пятому - - о2| < Ли ; дЗ переход от пятого этапа к шестому - 1и„ - ы * и„п| < tu

, . о □ кп

Cfiw - заданная величина рассогласования угловых скоростей, зависящая от точности измерения скоростейЗ.

Закон перемещения рычага регулятора топливного насоса высокого давления СТНВДЗ вьражается формулой:

(1-е

-k't

3

(83

«р = Да

В третьей главе рассматривается построение САУ механической трансмиссией. оснащение ее датчиками и исполнительными механизмами, алгоритм работы и экспериментальная проверка предложенного, способа управления двигателем при переключении передач. Структурная схема САУ показана на рис. 2.

САУ механической трансмиссией построена на базе универсального микропроцессорного контроллера "Электроника МС-2702", выполненного на наборе микросхем серии КР580.

Сбор необходимой для функционирования САУ информации производился при помощи информационной подсистемы, в которой использованы следующие датчики Сем. таблицу 13.

Структурная схема САУ механической трансмиссией

Рис. 2

Таблица 1

Датчики САУ механической трансмиссией

1 ---------------------- ■ '■■'■' | Датчики -г ................1 ) Информа- | | ционный | | сигнал | ■ 1

| Задатчик режима "Автомат" 1 Д1 1

| Положение педали подачи топлива 1 Д2 1

| Положение рычага регулятора ТНВД 1 ДЗ |

| Номер включенной передачи з КП 1 Д4 1

| Состояние сцепления 1 Д5 |

| Частота вращения коленчатого вала ДВС 1 Д8 |

| Частота вращения выходного вала КП 1 Д7 |

| Задатчик загрузки автомобиля 1 Д8 |

| Переключатель режима "Подъем" 1 дэ |

| Кнопка "Накат" 1 дю |

| Кнопка "Скорость" 1 ДИ 1

| Срабатывание тормозной системы ■ 1 Д12 | .1...,. ...... 1

На пульте управления также разметался индикатор состояния трансмиссии, информировавший водителя о режиме работы системы, включенном или выключенном состоянии сцепления и номере включенной в КП передачи! Для отображения этоЯ информации были апробированы устройства на базе семисегментного индикатора типа КЛЦ-202А И телевизора цветного изображения "Электроника Ц-432".

Реализация формируемых системой управляющих воздействий производилась при помощи исполнительной подсистемы, в состав которой входили исполнительные механизмы управления, представленные в таблице 2.

В качестве силового агрегата использовался двигатель КамАЭ-7408М, сцепление - фрикционное двухдисковое сухое, коробка передач - пятиступенчатая трехходовая КамАЗ-14.

В описываемой САУ механическая связь между педалью подачи топлива и рычагом регулятора ТНВД отсутствовала, а управление подачей топлива производилось при помощи реверсивного электродвигателя постоянного тока (типа ЭПП-130МТ) с механическим редукто'-

Таблица 2

Исполнительные механизмы САУ трансмиссией автомобиля -

Г------:- | Исполнительные механизмы управления г- - т Сигнал . | управления|

| Топливным насосом высокого давления К1 |

| Моторным тормозом К2 |

| Остановом ДВС КЗ |

| Сцеплением К4 |

| Коробкой передач • КЗ | ................1

ром. воздействовавшего через систему тяг и рычагов на рычаг ТНВЛ-Для обеспечения обратной связи в системе управления двигателем использовался потенциометрический датчик типа ГГГП-11С.

Экспериментальное исследование процесса управления ДВС при переключении передач проводилось на стенде для испытаний систем автоматического управления механическими трансмиссиями автомобилей, созданном в Проблемной ПИЛ автомобилей БГПА при участии автора.

Стенд, на котором проводились исследования, включал в себя: силовую часть, систему управления стендом, измерительную систему.

Силовая часть стенда состояла из силового агрегата автомобиля. порошкового тормоза и инерционного маховика, соединенных между собой карданньыи валами.

Организация процесса переключения передач при адаптивном алгоритме, когда для включения передачи скорость вращения коленчатого вала двигателя поддерживается равной приведенной для этой передачи, показана на примере реальных осциллограмм, на которых представлены переходы с 3-ей на 4-тую Срис. За) и с 4-ой на 3-тью Срис. 36) передачи.

При достижении условий переключения на 4-ую передачу одновременно подаются сигналы на прекращение подачи топлива и выключение сцепления. Затем через задержку времени подается команда на выключение 3-ей передачи Случи 6, 9). После выключения передачи и установки КП в нейтральное положение Случи 2, 3) снимаются сигналы с электропневшклапанов выключения сцепления, останова двигателя и подается команда на переключение ползунов в КП С луч 1).

Образцы осциллограмм процессов переключения передач

а) о 3-ей на 4-ую

■ (3) о 4-ой на 3-ью Рис. 3

гоег Нм-'о1

Сцепление начинает замыкаться. Дальнейшее управление двигателем производится по рассогласованию между текущей частотой вращения его коленчатого вала и приведенной частотой вращения выходного вала КП для новой передачи. Угловые скорости вращения коленчатого вала двигателя и промежуточного вала КП уменьшаются С луч 8). При достижении расчетного рассогласования между угловой скоростью коленчатого вала двигателя и приведенной угловой скоростью выходного вала КП выдается команда на включение 4-ой передачи (луч 6). После включения передачи Случ 3) через задержку временя, необходимую для окончания переходных процессов, подается сигнал и на второй электропневмоклапан цилиндра включения исполнительного механизма управления КП Случ 9). что позволяет убрать поджим вилки к каретке синхронизатора, а следовательно, устранить их повышенный износ и нагрев. При этом ползун 4-ой передачи удерживается в заданном положении при .помощи фиксатора КП.

Переключения вниз Сркс. 363 осуществляются следующим образом. При достижении условий переключения одновременно подаются сигналы на прекращение подачи топлива и выключение сцепления, затем через задержку времени подается команда на выключение 4-ой

передачи Случи 6, 93. После выключения передачи и установки КЛ в нейтральное положение Случи 2, 33 снимаются сигналы на управление остановом двигателя, выключение сцепления и одновременно подается сигнал ла выбор ползуна 3-ей передачи С луч 1). Ввиду того, что приведенная скорость выходного вала КЛ на 3-ей передаче больше скорости вращения коленчатого вала, которая была на 4-ой передаче, угловая скорость коленчатого вала двигателя Случ 8). а вместе с ней угловая скорость промежуточного вала КП начинают увеличиваться Суправление по рассогласованию). В это время рычаг исполнительного механизма занимает положение выбора ползуна 3-ей передачи. Дальнейшее включение передачи происходит также как и в предыдущем случае.

При возникновении каких-либо задержек при включении передачи. частота вращения коленчатого вала двигателя поддерживается равной приведенной частоте вращения выходного вала КП до тех пор, пока скорость, автомобиля не изменится до такой величины, когда по условиям движения необходимо включать другую передачу, или ь течении заданного интервала времени С если работает система диагностики).

Так как увеличение передаваемого момента трансмиссией производится только после замыкания потока мощности С включения передачи и замыкания.сцепления при равных приведенных скоростях вращения включаемых элементов), то работы буксования синхронизаторов и сцепления в предлагаемом адаптивном алгоритме переключения передач практически равны нулю, что,в свою очередь, увеличивает срок службы этих узлов трансмиссии. .

Для проверки влияния темпа перемещения рычага регулятора, на динамические нагрузки, возникающие в трансмиссии во время переключения передач, на время разрыва потока мощности в алгоритме управления рычагом регулятора, изменялось значение коэффициента ка Сем. зависимость 8). Этому коэффициенту присваивались значения, равнье 2, 3, 4. и 3 (расчетное равно 3). При каждом значении коэффициента проводились- осциллографирования процессов разгона и замедления автомобиля с переключением передач. Полученные записи обрабатывались.

На рис. 4 представлены зависимости влияния коэффициента кг на интенсивность перемещения а рычага регулятора ТНВД Срис. 4а) и величину динамического момента М^ в трансмиссии, время разрыва

Влияние коэффициента К2 на управление перемещением рычага ТНВД. динамический момент в трансмиссии и время переключения

а)

0,М 0,6 С ДО £

д)

на

Рад, 50-

01- £М-¿СОеС ^/»пм

потока мощности 1рПМ, рассогласование частоты вращения Дидв коленчатого вала двигателя от .необходимого при включении передачи Срис. 4<33. Индекс "в" соответствует переключению на высшую, а индекс "н" на нипшую передачи. Из графиков видно, что при отклонении коэффициентов от своих расчетных Соптимальных] значений амплитуда колебания момента в трансмиссии и время разрыва потока мощности изменяются в сторону увеличения (ухудшения].

Исследования показали, что при изменении коэффициента к3 от

расчетного в меньшую сторону, динамический момент в трансмиссии растет незначительно, а возрастает время разрыва потока мощности. Это связано с тем. что точнее устанавливается необходимая частота вращения коленчатого вала двигателя. Напротив же. при отклонении их в большую сторону время разрыва потока мощности увеличивается незначительно, а быстро растет динамический момент в трансмиссии (точность регулирования ухудшается).

Для сравнения район,! предлагаемого адаптивного алгоритма переключения передач с разработанным ранее алгоритмом центральной синхронизации, был проведен анализ осциллографических записей процессов переключения передач на стенде! оборудованном трансмиссией автобусов ЛАЗ.

Точками 1Кф (Н. В) и 11рПМ СН, В) показаны динамические моменты, возникающие в трансмиссии, и время разрыва потока мощности при переключении вверх и вниз соответственно, когда для системы критерием управления было выбрано минимальное время переключения передачи. Видно, что предлагаемый способ управления двигателем позволяет снизить динамические нагрузки в трансмиссии при некотором увеличении времени переключения.

Четвертая глава посвящена вопросам управления трансмиссией на режиме поддержания заданной скорости движения и коробками передач различной структуры при переменной загрузке автомобиля.

Из аппаратных доработок САУ переключения передач для обеспечения режима поддержания скорости требуется лишь установка кнопки перехода на этот режим движения и подсоединение ее к электронному блоку управления. Остальные вопросы управления решаются алгоритмически, путем доработки управляющей программы.

Закон управления положением рычага регулятора при этом имеет вид:

1 = То * кГкг'1из _ "I- сш

где I - длительность выдачи управляющего воздействия на исполнительный механизм управления подачей топлива • при каждом цикле работы; Т0 - Еремя запаздывания привода исполнительного механизма; к1 - коэффициент перевода в длительность интервала времени; кг - коэффициент, характеризующий интенсивность перемещения рычага регулятора ТНВД на каждом шаге управления;

Од. ы - требуемая и текущая скорости вращения выходного вала коробки передач.

Управляющее воздействие на механизм подачи топлива формируется в виде, импульса определенной длительности по разности угловых скоростей. Для вьражения величины перемещения рычага регулятора через интервал времени служит коэффициент к . которьй определяется как." ' -Va max- С10)

Интенсивность перемещения рычага регулятора ТНВД определяется выражением:

ка = 7 Чв сш

Установлено, что увеличение или уменьшение скорости движения автомобиля происходит за счет низкочастотных составляющих возмущающих воздействий с частотами до 2-х Гц. Поэтому при исследовании режима поддержания скорости динамическая система автомобиля была упрощена до двухмассовой однозвенной системы.

Упрощение проводилось на основе динамической модели, описанной в главе 2 исходя из того, что в трансмиссии включена передача и замкнуто сцепление. При движении на n-ой передаче масса вращающихся частей двигателя с моментом инерции Iг и массы вращающихся деталей сцепления и коробки передач от первичного вала до синхронизатора на вторичном валу 1г объединены в одну массу с моментом инерции Ij = Ij + Тг. Тормозной момент двигателя Н„ и момент синхронизации Мсх при движении на передаче отсутствуют. Моменты инерции масс вторичного вала, синхронизаторов КП и карданного вала 1э, главной передачи, дифференциала; и-ведущих колес в сборе 14. самого автомобиля и ведомых колес в сборе 1в объединены в одну массу с моментом инерции 1г - 13 + 14 + 1д. К динамической системе, кроме инерционных моментов, приложены крутящий момент двигателя Мдв и суммарный момент сопротивления движению И^ , создаваемый дорогой М^ и сопротивления воздуха Mw, Ify = М^ + М^ . Движение масс при этом определяется уравнениями:

Мдв К КИ ы, = —--------* С а, / un - и„ 3; С12Э

. 1 "п э

Ч V1! "г/1!

«3 ■ «а ' 1г + с к12 у к "Ч ' ип ~ ыо 3 "

- М^ / 1.г ; С13)

и. ы_

М = -2---С14)

г

и Р

иП 12 12

где М2 - упругий момент е звене с податливостью е12,

е12 - податливость вторичного вала КП, деталей, расположенных за КП до ведущих колес и шин ведущих колес.

Задавались различные значения интенсивности перемещения рычага и имитировалось движение по участку дороги длиной 2.3 км с заданной скоростью 20 м/с. Результаты расчетов обрабатывались и оценивалась величина отклонения скорости движения от заданной и характер перемещения рычага регулятора в зависимости от величины к2- Из проведенного анализа значение кг принято равным 0.5 У, / {.рад/с).

В процессе проведения стендовых испытаний макетного образца САУ механической трансмиссией с системой поддержания скорости было выявлено, что при имитации движения на крутых подъемах, когда не хватает мощности двигателя для преодоления его на высшей передаче происходит переключение ка низшую ступень и затем, при восстановлении скорости движения после преодоления подъема, происходит переключение передачи обратно на высшую ступень. Из-за значительной инерционности автомобиля рычаг регулятора успевает переместиться в положения максимальной подачи до достижения заданной величины скорости. Это приводит к возникновению колебательного процесса в районе заданной скорости движения до ее стабилизации, т.к. при превыиении скорости движения более чем на 1 км/ч система управления воздействует на рычаг прекращения подачи топлива и заслонку моторного тормоза для снижения скорости. Такое явление было устранено введением коррекции управления по ускорению автомобиля-.

I - [ Т0 + к1,ка* | «3 - и | ]-к, . С15)

где к3 - коэффициент, который определяется как":

кэ =

0 , если И > Дц ;

* . . (16)

1 , если о з Аь>1 .

Значение порога ускорения Ли, выбиралось экспериментально.

При эксплуатации автомобиля с неполной загрузкой нет необходимости при разгоне включать все передачи подряд (при большом числе ступеней в КПЗ. Автоматическое определение номера включаемой передачи производится следующим образом. В зависимости от степени загрузки автомобиля (порожний, половина, полный) задаются номера таблиц Ь (Ь = ( О, 1. 2 33, в которые занесены рабочие

передачи N ( N = < 0. 1. 2, 3.....Мшах 3; И(пах - номер самой

высшей передачи в КПЗ в порядке их включения для определенного уровня загрузки автомобиля. При необходимости переключить передачу изменяется на единицу в ту или другую сторону, в зависимости от направления переключения, номер строки Э в таблице БШ и счи-тывается номер передачи N. которую надо будет включать в КП. Таким образом, N = ГЧЬ, 53.

На автомобилях устанавливаются коробки передач, в состав которых входят: основная КП, демультипликатор и делитель. Основная КП может применяться как отдельно, так и сочетаться с делителем и демультипликатором в различных вариантах. С целью обеспечения управления этими КП алгоритм должен адаптироваться к структурам КП по дополнительной информации, занесенной в систему управления для конкретной модели КП.

Алгоритм автоматическоого определения структуры КП и номера К передачи в основной КП, которую надо будет включить, представлен на рис. 3. Для -этого проверяется есть ли в системе данные о демультипликаторе (блок 13 и после какой передачи надо переходить на высшую его ступень (блок 23. Затем проверяется есть ли в системе данные по делителю (блоки 3. 43 и, в зависимости от этой информации, по номеру Н передачи во всей КП определяется номер передачи К для включения в основной КП:

- блок 5 соответствует КП автобусов семейства ЛАЗ,

- блок В - КП автомобилей семейства КамАЗ,

Алгоритм определения номера передачи в основной КП

Рис. 3

ДМ - демультипликатор; ДЛ - делитель; Мдмн -максимальный номер передачи в КП. используемый для движения на низшей ступени ДМ; К - номер передачи в основной КП; Кдмв - количество передач в основной КП, используемых для движения на высшей ступени ДМ.

- блок 7 - КП автомобилей семейства МАЗ.

- блок 8 - КП модульного автопоезда МАЭ-2000.

Включение высшей ступени демультипликатора производится при выполнении условия, что-N > NflMH СМдми - максимальный номер передачи в КП. используемьй для движения на низшей ступени ДЮ. При невьголнении этого условия включается низшая ступень ДМ.

Управление делителем производится следующим -образом: если N. нечетное, то включается низшая ступень, а если Н четное - высшая.

Также система обеспечивает ограничение максимальной скорости движения на уровне 100 км/ч для автобуса ЛАЭ-4207.

ВЫВОДЫ

1. Проведенные теоретические исследования показали, что не-адаптивньй алгоритм центральной синхронизации не может обеспечить безударного переключения ступеней в коробке передач вследствие изменения характеристик агрегатов трансмиссии в зависимости от срока службы автомобиля, его индивидуальных особенностей и условий движения, интенсивности изменения частот вращения коленчатого вала двигателя и выходного вала коробки передач в процессе переключения ступеней, а также времени срабатывания исполнительных механизмов.

2. Предложенный способ управления двигателем с поддержанием частоты вращения коленчатого вала равной приведенной для новой передачи обеспечивает безударное включение и тем сгмьм снижение динамических нагрузок в трансмиссии автомобиля при. переключении передач и исключение влияния изменяющихся при изготовлении и эксплуатации характеристик механизмов АТС при некотором увеличении (10 - 20 Уд времени разрыва потока,мощности по сравнению с предлагаемыми ранее алгоритмами переключения передач.

3. Минимальное время центральной синхронизации при переклэ-чении на высшие передачи зависит от отношения передаточных чисел смежных ступеней в коробке передач и составляет 1.2 ... 2.0 с. При этом при переключении на высшую ступень с целью уменьшения динамических нагрузок нецелесообразно увеличивать интенсивность замедления двигателя путем включения моторного тормоза.

4. Скорость увеличения частоты вращения коленчатого вала

двигателя при переключении > на низшие передачи оказывает малое влияние на время установления оборотов двигателя после прекращения перемещения рычага регулятора ТНВД при синхронизации.

5. Разработан алгоритм управления трансмиссией в режиме поддержания скорости движения автомобиля не только в пределах одной передачи, но и с переключением ступеней при сильном изменении сопротивления движению.

6. Испытания САУ в режиме поддержания заданной водителем постоянной скорости движения на автомагистрали показали, что данный вариант системы, помимо экономии топлива С 3 'Л и увеличения средней скорости движения С 4 ^ ), позволяет от 65 до 85 % общего времени прохождения маршрута двигаться в режиме автоматического поддержания скорости, когда управление двигателем и трансмиссией полностью передается микроЭВМ, а водитель выдерживает лишь необходимое направление движения.

7. Разработан алгоритм управления коробками передач в системах автоматического управления трансмиссиями семейств автомобилей ЛАЗ, МАЗ С в том числе МАЭ-2000) и КамАЗ, адаптирующийся к структурам КП.

8. Разработан алгоритм управления коробками передач с большим числом ступеней для облегченных режимов эксплуатации автомобилей (переключение через передачу).

9. Проведенные экспериментальные исследования показали, что предлагаемый способ управления двигателем при переключении передач позволяет перейти к управлению несинхронизированньш коробками передач. Это в своп очередь даст, уменьшение габаритных размеров коробок передач и тем самым экономию черных и цветных металлов, идущих на их изготовление.

Основное содержание диссертации- изложено в следующих опубликованных работах:

1. Исследование и создание автоматической системы управления механической коробкой передач для пригородных автобусов среднего и большого класса. Этап 5. Стендовые испытания. Отчет о НИР / Белорус, политехи, ин-т С6ПЮ; Руководитель Гришкевич А. И. № ГР 01.83.0030015, инв. № 0287.0020493, - Мн.. 1986. Исполн. Н.А. Лузинов, Ю. В. Кравцов, В. А. Куцеволов и др.

2. Кравцов Ю.В. Св соавторстве). Применение микропроцессоров в автоматизированных системах управления трансмиссией автомобиля. 18

// Конструирование и эксплуатация автомобилей и тракторов. Вш, ' 2. - Ми.: Выиэйшая шк.. 1987. - С. 23 - 26.

3. Исследование и создание автоматической систем! управления' механической коробкой передач для пригородных автобусов среднего и большого класса. Этап 8. Анализ результатов испытаний САУ и разработка технических требований на изготовление опытной партии. Отчет о НИР / Белорус, политехи, ин-т (БПЮ; Руководитель Гришке-вич А. И. № ГР 01.83.0030013. инв. № 0288.0027370. - Мн., 1987. Ксполн. В.А. Бармин.'Ю.В. Кравцов. O.A. Маханьков и др.

4. Кравцов Ю.В. (в соавторстве). Использование микропроцессорной 0ВМ для управления процессом торможения в системе управления скоростью автомобиля. Минск 1987. Леп. в ЩМИТЭИзвтопром 24.06.1987, № 1503-ап87.

3. Кравцсв Ю. В. Св соавторстве) Выбор алгоритмов функционирования систему автоматического управления механическими трансмиссиями // Применение микропроцессорной техники в системе управления автомобилем: Тезисы докл. Всесоюзной н.-т. конференции. Минск, 1988. - С. 42.

0. Кравцов Ю. В. Св соавторстве) Микропроцессорная система автоматического управления механическими коробками передач // Применение микропроцессорной техники в системе управления автомобилем: Тезисы докл. Всесоюзной н.-т. конференции. Минск. 1988. -С. 40.

7. Рг.сработать теоретические основы проектирования и изготовить опытные образцы систем, повыпавших надежность, безопасность и производительность автомобильной техники. Этап 2. Разработать структурную схеяу и алгоритмы функционирования системы оптимизации режимов работы и диагностирования. Отчёт о ЧИР Белорус, политехи, ин-т СБПИ); Руководитель Гриикевич А. И. й ГР 01.86.0070*338. инв. 0288.0024777, - Минск, 1989. Испоя, Кравцов О. В., Руктешель 0. С., Черванез А. Д. и др,

8. Кравцов Ю. В. С в соавторстве) Система управления скоростью движения транспортного средства. А. С. СССР 1537S73 МКИ В 60 К 41/00 от 13. 04.87 г.

9. Кравцов Ю. В. Св соавторстве) Система управления механической коробкой передач транспортного средства. // Вопросы электронизации автомобилей: Материалы семинара. -М.: НИИАЭ, 1990. -С.23. 1д

10. Кравцов Ю. В. Св соавторстве) Применение микропроцессоров в управлении автомобилем // Автоматизация управления и проектирования автомобиля и САПР технологических процессов автомобилестроения: Тезисы докл. ВНТК, - Суздаль, 1990. - С. 4-6.

11. Кравцов Ю.В. (в соавторстве) Способ управления коробкой передач и устройство для его осуществления. Полок, реш. по заявке № 4818812/11 С048063) от 26.04.90 г.

12. Кравцов Ю. В. Св соавторстве) Комплексная система автоматического управления сочлененным модульш» автопоездом. // Проблемы применения микропроцессорных контроллеров в системах управления автотракторной техники: Тезисы докладов ЪНГК. - Минск. 1991. - С. 53. 54.

13. Кравцов Ю. В. (в соавторстве) Способ управления коробкой передач и устройство для его осуществления. Полок, реш. по заявке К 4381733/11 С109213) от 2.8.05.92 г.

14. Кравцов Ю. В. Св соавторстве) Микропроцессорная система, автоматического управления механической трансмиссией // Материалы 47-ой НТК. посвященной 70-летию Белорусского политехнического института. - Минск. 1992.

15. Кравцов Ю. В. Св соавторстве) Адаптивная микропроцессорная система управления трансмиссией автомобиля. // Развитие автомобильной электроники и электрооборудования: Материалы международного симпозиума. - Суздаль, 1993.