Система автоматического управления ступенчатой коробкой передач транспортной машины

Система автоматического управления ступенчатой коробкой передач транспортной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

рц 62l60I

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 с (51) М. Кл.з

В 60К 41/06

F 16Н 5/66 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.12.75 (21) 2197438/27-11 с присоединением заявки Хо 2312754/11

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет 12,01.76 по и. 2 (43) Опубликовано 30.08.78. Бюллетень Хе 32 (53) УДК 629.113-585. . 52 (088.8) (45) Дата опубликования описания 08.08.78 (72) Авторы изобретения

В, В. Кацыгин, М. М. Пинскер и В. T. Власов (71) Заявитель Центральный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечернозсмной зоны СССР (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

СТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОЙ

МАШИНЫ

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для автоматического управления процессом переключения передач на транспортных машинах как с механической, так и с гидромехапической трансмиссией.

Известна система для автоматического управления ступенчатой коробкой передач транспортной машины, содержащая датчик скорости, связанный с валом двигателя, датчик положения педали управления двигателем, выполненный на резисторе и включенный в цепь датчика скорости, командные и исполнительные реле включения низших и высших передач с самопитанием на время переключения передач и блокироькой, исключающей их одновременное срабатывание, и датчики знака ускорения машины и направления перемещения педали управления двигателем fl).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является система автоматического управления ступенчатой коробкой передач транспортной машины, содержащая датчик оборотов выходного вала коробки передач, датчики положения рычага регулятора и рейки топливного насоса, датчик линейного ускорения машины, ключи, сравнивающие устройства и реверсивный коммутатор, выходы которого соединены с электромагнитами исполнительных устройств и управляющими входами ключей, к другим входам которых подключен выход датчика оборотов выходного вала коробки передач, а выходы ключей через резисторы соединены с первыми входами сравнивающих устройств, вторые входы которых через резисторы соединены с выходами датчиков линейного ускорения, положения ры10 чага регулятора и рейки топливного насоса (2J.

Недостатком этой системы также является неустойчивая работа в режиме переключения передач.

15 Цель изобретения — повышение устойчивости работы системы в режиме переключения передач.

Цель достигается тем, что система снабжена элементами ПАМЯТЬ, ИЛИ и ЗА20 ПРЕТ, причем выход одного из элементов

ЗАПРЕТ соединен с суммирующим входом реверсивного коммутатора, один из входов — с выходом одного из сравнивающих устройств, а другой через один из элемен25 тов ИЛИ вЂ” с выходом реверсивного коммутатора, подающим команду на включение высшей передачи, и с выходом одного из элементов ПАМЯТЬ, один из выходов которого подключен к выходу другого срав30 нивающего устройства, а выход второго эле621601

3 мснта ЗАПРЕТ соединен с вычитающим входом реверсивного коммутатора, один из входов -- с выходом другого сравнивающего устройства, а другой через второй элемент ИЛИ вЂ” с выходом реверсивного коммутатора, подающим команду на включение низшей передачи, и с выходом другого элемента ПАМЯТЬ, один из входов которого подключен к выходу первого сравнивающего устройства.

Кроме того, для изменения постоянной времени элементов ПАМЯТЬ пропорционально величине линейного ускорения машины система снабжена инвертором, выход которого через диод соединен со вторым входом первого элемента ПАМЯТЬ, а вход непосредственно и через другой диод соединен соответственно с датчиком линейного ускорения и вторым входом второго элемента ПАМЯТЬ.

На чертеже представлена блок-схема системы.

Система содержит реверсивный коммутатор 1, к выходам 2 — 4 которого подключены управляющие входы ключей 5 — 7 и через диоды 8 — 10 электромагниты 11 — 13 исполнительных устройств, включающих соответственно первую, вторую и третью передачи. Ко вторым входам упомянутых ключей подключен выход датчика 14 оборотов выходного вала коробки передач, выполненного, например, на тахогенераторе, вал которого жестко связан с выходным валом коробки передач. Выходы ключей 5 — 7 через масштабные резисторы 15 — 17 и суммирующие резисторы 18, 19 присоединены к первым входам 20, 21 сравнивающих устройств 22, 23, вторые входы 24, 25 которых подсоединены через суммирующие резисторы 26 — 33 к выходам датчиков 34 — 36 соответственно положения рейки и рычага регулятора топливного насоса 37, линейного ускорения машины и источника стабилизированного напряжения +Ео. Выходы 38, 39 сравнивающих устройств 22, 23 подключены к управляемым входам 40, 41 элементов ЗАПРЕТ 42, 43, к входам 44, 45 элементов ПАМЯТЬ 46, 47 и к первичным обмоткам трансформаторов 48, 49, ко вторичным обмоткам которых подключены неоновые лампы 50, 51. Выходы элементов ЗАПРЕТ 42, 43 подсоединены к вычитающему и суммирующему входам реверсивного коммутатора

1, а их управляющие входы 52, 53 — к выходам элементов ИЛИ 54, 55. Один вход 56 (57) каждого элемента ИЛИ подключен к выходу элемента ПАМЯТЬ 46 (47), а другой — к выходам 2, 4 реверсивного коммутатора. Датчик 36 линейного ускорения выполнен на тахогенераторе 58, вал которого соединен с ведомым колесом машины и подсоединен через конденсатор 59, инвертирующий усилитель 60, шунтируемый резистором 61, суммирующие резисторы 29, 30 к выходам 24, 25 сравнивающих устройств 22, 5

23. Выход датчика 36 линейного ускорения через инвертор 62 и диод 63 присоединен к управляющему временем запоминания входу 64 элемента ПАМЯ 1 Ь 46, а через диод

65 — к входу 66 элемента ПАМЯТЬ 47.

Источник стабилизированного напряжения

+Ео подсоединен к датчикам 34, 35 положепия рейки и рычага регулятора топливного насоса, а через суммирующие резисторы

26, 33 — к входам 24, 25 сравнивающих устройств.

Контроллер 67 для ручного управления си":åìoé подключен к источнику постоянного напряжения +Fp.

Сравнивающее устройство 23 срабатывает в том случае, когда потенциал на его входе 21 больше или равен потенциалу на входе 25, а сравнивающее устройство 22,— когда потенциал на его входе 20 меньше или равен потенциалу на входе 24.

Система работает следующим образом.

При определенной скорости движения машины на первой передаче с ускорением наступает равенство напряжений на входах

21, 25 сравнивающего устройства 23, и на его выходе 39 появится импульс, который через открытый вход 41 элемента ЗАПРЕТ

43 поступает на суммирующий вход реверсивного коммутатора 1 и на вход 45 элемента ПАМЯТ1э 47. Под его воздействием реверсивный коммутатор 1 перейдет в следующее устойчивое состояние и подаст напряжение с выхода 3 к ключу 6 и через диод

9 — — к электромагниту 12 исполнительного устройства, включающего вторую передачу, выключив ключ 5 и электромагнит 11 первой передачи. При включении ключа 6 и выключении ключа 5 изменится масштаб напряжения датчика 14, поступающего через масштабный резистор 16 на вход 21 сравнивающего устройства 23, и нарушится равенство напряжений на входах 21, 25; следующий импульс не поступит. Быстродействие реверсивного коммутатора и ключей на порядок выше быстродействия сравнивающих устройств.

Импульс, поступивший на основной вход

45 элемента ПАМЯТЬ 47 вызовет появлепие на его выходе положительного потенциала в течение заданного промежутка времени (2 — 4 с). Потенциал поступит на вход

56 элемента ИЛИ 54, далее на управляющий вход 52 элемента ЗАПРЕТ 42 и закроет его. Благодаря этому сразу после включения высшей псредачи выходной сигнал сравнивающего устройства 22 через вход 40 не подает команду на включение низшей передачи. Элемент ЗАПРЕТ 43 остается открытым, поэтому можно произвести подряд несколько переключений на высшую передачу.

Аналогично происходит переключение всех остальных передач.

Если после включения контроллера 67 в положение А с места или при движении на

î21601 б0

5 первой передаче реверсивный коммутатор 1 установится в положение «третья передача», то напряжение на входе 20 будет меньше, чем на входе 24, сработает сравнивающее устройство 22, и через открытый вход

40 элемента ЗАПРЕТ 42 подаст два импульса на вычитающий вход реверсивного коммутатора 1 и переведет его в положение

«первая передача».

Задержка подачи правильной команды не превысит 0,08 с и не отразится на работе механизма управления коробкой передач, быстродействие которого 0,1 — 0,3 с. Если после включения контроллера 67 в положение А коммутатор 1 окажется в четвертом, неиспользуемом, состоянии, то все ключи

5 — 7 в цепи масштабирующих резисторов

15 — 17 будут закрыты, и сравнивающее устройство 22, подав импульс через открытый элемент ЗАПРЕТ 42 на вычитающий вход реверсивного коммутатора 1, переведет его в первое состояние. В дальнейшем работа системы не будет отличаться от описанной.

Конденсатор 59, инвертирующий усилитель 60 и резистор 61 необходимы для измерения и пересчета приращения угловой скорости ведомого колеса, задаваемой тахогенератором 58, в линейное ускорение машины.

При движении машины с положительным ускорением усилитель 60 подает пропорциональный ускорению отрицательный сигнал на вход суммирующих резисторов 29, 30, который уменьшает общую величину положительного сигнала, поступающего на входы 24, 25 сравнивающих устройств 22, 23.

В результате этого сравнивающее устройство 23 сработает, и переключение на высшую передачу произойдет раньше, т. е. при меньшем напряжении, вырабатываемом датчиком 14. При движении машины с отрицательным ускорением (т. е. с замедлением) усилитель 60 подает на вход суммирующих резисторов 29, 30 положительный сигнал, который увеличивает общую величину напряжения, поступающего на входы 24, 25 сравнивающих устройств 22, 23. В результате этого сравнивающее устройство 22 сработает, и переключение на низшую передачу произойдет раньше, т. е. при большем напряжении, вырабатываемом датчиком 14.

При увеличении скорости движения машины на третьей передаче и при уменьшении скорости ее движения на первой передаче до порога срабатывания сравнивающих устройств 22, 23 импульсы последних не проходят на входы коммутатора 1, так как выходы 2, 4 через элементы ИЛИ 54, 55 закрывают элементы ЗАПРЕТ 42, 43, а поступают через повышающие трансформаторы 48 или 49 на неоновые лампы 50 и 51.

Свечение лампы 50 или 51 оповещает водителя о необходимости переключения вручную диапазона в трансмиссии машины.

Зо

6

Если после включения высшей передачи резко изменятся условия движения и машина начнет двигаться с замедлением, отрицательный потенциал поступит с выхода датчика 36 ускорения через диод 65 на управляющий временем запоминания вход 66 элемента ПАМЯТЬ 47 и уменьшит длительность запрещающего сигнала, поступающего на управляющий вход 52 элемента

ЗАПРЕТ 42. Уменьшение будет пропорционально замедлению машины. В результате этого переключение на низшую передачу может произойти раньше при условии, что поступит сигнал с выхода сравнивающего устройства 22.

Если после включения высшей передачи машина будет двигаться с ускорением, положительный потенциал с выхода датчика

36 ускорения не пройдет через диод 65 и время работы элемента 11ЛМЯТЬ 47 не будет изменено. Отрицательный потенциал с выхода инвертора 62 поступит на вход 64, управляющий временем запоминания элемента ПЛМЯТЬ 46, но не окажет на него влияния, так как будет отсутствовать сигнал на входе 44 элемента 46.

Если после включения низшей передачи дорожные условия изменяться и машина начнет двигаться со значительным ускорением, отрицательный потенциал с выхода инвертора 62 поступит через диод 63 к управляющему временем запоминания входу

44 элемента ПЛМЯТЬ 46 и уменьшит длительность запрещающего сигнала, поступающего на управляющий вход 53 элемента

ЗАПРЕТ 43. В результате этого переключение на высшую передачу может произойти р аньше.

Изобретение позволяет повысить устойчивость работы системы при переключении передач на всех основных режимах работа машины без использования информации о знаке ускорения машины. При этом происходит запрет только обратного переключения, а прямое последовательное переключение на следующую (низшую или высшую) передачи не запрещается. Благодаря этому, если постоянная времени элементов запрета составляет несколько секунд, система позволяет произвести в одном направлении (на высшую или на низшую передачи) подряд несколько переключений со скоростью, определяемой быстродействием элементов системы, а использование инвертора позволяет изменять время запрета обратного переключения пропорционально линейному ускорению машины.

Формула изобретения

1. Система автоматического управления ступенчатой коробкой передач транспортной машины, содержащая датчик оборотов выходного вала коробки передач, датчики положения рычага регулятора и рейки топливного насоса, датчик линейного ускорения, 621601 оЧ E

Составитель Л. Цобан

Тсхрсд О. Тюрина

Peаактор А. Купрякова

Корректор Н. Федорова

Подписнос

Заказ 1507/5 Изд. № 588 Тира>к 799

IIIQ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьг.ий

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

Типография, п р. С апунова, 2 ключи, сравнивающие устройства и реверсивпый коммутатор, выходы которого соединены с электромагнитами исполнительных устройств и управляющими входами ключей, к другим входам которых подключен выход датчика оборотов выходного вала коробки передач, а выходы ключей через резисторы соединены с первыми входами сравнивающих устройств, вторые входы которых через резисторы соединены с выходами датчиков линейного ускорения, положепия рычага регулятора и рейки топливного насоса, отличающаяся тем, что, с целью повышения устойчивости работы системы в режиме переключения передач, она снабжена элементами ПЛМЯТЬ, ИЛИ и

ЗЛПРЕТ, причем выход одного из элементов ЗАПРЕТ соединен с суммирующим входом реверсивного коммутатора, один из входов — с выходом одного из сравнивающих устройств, а другой через один из элементов ИЛИ вЂ” с выходом реверсивного коммутатора, подающим команду на включение высшей передачи, и с выходом одного из элементов ПЛМЯТЬ, один из входов которого подключен к выходу другого сравпивающего устройства, а выход второго элемента ЗЛПРЕТ соединен с вычитающим

0ходoм реверсивного коммутатора, один из входов — с выходом другого сравнивающе5 ro устройства, а другой через второй элемент ИЛИ вЂ” с выходом реверсивного коммутатора, подающим команду на включение низшей передачи, и с выходом другого элемента ПАМЯТЬ, один нз входов кото10 рого подключен к выходу первого сравнивающего устройства.

2. Система по п. 1, отл ич а ющаяся тем, что она снабжена инвертором, выход которого через диод соединен со вторым

15 входом первого элемента ПАМЯТЬ, а вход непосредственно и через другой диод соединен соответственно с датчиком линейного ускорения и вторым входом второго элемента ПАМЯТЬ.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 423685, кл. В бОК 41/Об, 1970.

2. Заявка № 1497279/11, кл. В 60К 41/06, 25 14.12.70, по которой принято решение о выдачс авторского свидетельства.