Система управления двухдвигательной силовой установкой транспортного средства

 

Использование: в транспортных средствах. преимущественно в системах управления колесными транспортными средствами Сущность изобретения: система управления включает рулевой привод и элементы системы питания двигателей Для обеспечения повышения тяговых и топпивно - экономических показателей в систему включены датчики частот вращения 5 и крутящих моментов 6 на коленчатых валах двигателей, сигналы с которых поступают в блок 7 управления, связанный с бортовой ЭВМ 8 и с исполнительными механизмами 3 регулирования подачи топлива В систему также включен датчик 9 угла поворота рулевого колеса 10. сигнал с которого поступает в блок 7 управления 4 ил, 1 табл.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации ио иатеитам и товарным знакам (21) 4845529/11 (22) 28.06.90 (46) 15.10.93 Бюп. Мя 37 — 38 (71) Войсковая часть 63539 (72) Гащре î B.B. K oa B.H. (73) Войсковая часть 63539 (И) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВУХДВИГАТЕЛЬНОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ

{57) Ислопьэование: в транспортных средствак преимуществеею в системах управпения колесными транспортными средствами. Сущность изобретения: система управления включает рулевой при(19) RU (11) 2000964 Cl (51) 5 В 60 К 17 34 вод и элементы системы питания двигатепей. Дпя обеспечения повышения тяговых и топпивно — экономических показателей в систему вкпючены датчики частот вращения 5 и крутящих моментов 6 на копенчатых валах двигатепей, сигнапы с которых поступают в блок 7 управпения, связанный с борювой ЭВМ 8 и с испопнительными механизмами 3 регулирования подачи топпива В систему также включен датчик 9 угла поворота рупевого колеса

10, сигнап с которого поступает в блок 7 управпения. 4 ип. 1 табп, 2000964

Изобретение относится к транспортным средствам, преимущественно к системам уп равления колесными транспортными средствами.

Известна система регулирования сдвоенной силовой установки, содержащая ЭВМ и блок управления, которая производит автоматическое выравнивание выходных крутящих моментов двигателей, при этом передний двигатель работает на привод передних колес, задний — на привод задних.

Недостатком этой системы является то, что она производит выравнивание выходных крутящих моментов, а при движении в различных дорожных условиях, особенно при поворотах, необходимо дифференцированное управление двигателями, в частности на автомобилях с бортовой схемой трансмиссии.

Целью изобретения является повышение тяговых качеств и топливной экономичности транспортных средств с двухдвигательной силовой установкой в различных дорожных условиях, в частности при криволинейном движении. 25

Это достигается тем, что в систему включены датчик угла поворота рулевого колеса, датчики частот вращения валов двигателей и блок управления, включающим в себя два преобразователя, два усилителя и два компаратора, входы первого иэ которых соединены с датчиками крутящих моментов двигателей, а выход — с первым входом второго компаратора, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя, а выход — с выходом первого преобразователя, другие входы которого связаны с датчиками крутящих моментов и частот вращения валов двигателей. а выход — с вычислительным устройством, соединенным с вторым 40 преобразовавателем, выходы которого через второй усилитель подключены к исполнительным механизмам регулировки подачи топлива при этом выход первого усилителя соединен с датчиком угла поворота 45 рулевого колеса.

На фиг.1 представлена структурная схема системы управления двухдвигательной силовой установкой; на фиг.2 — скоростная характеристика ДВС с воспламенением от 50 сжатия; на фиг.3 — функциональная блоксхема блока управления; на фиг,4 — блоксхема ЭВМ.

Система (фиг.1) включает общую педаль управления 1 (задатчик q), связанную через привод 2 с исполнительными механизмами

3 регулирования подачи топлива в двигатели 4, датчики частот вращения 5 и крутящих моментов 6 на коленчатых валах двигателей, си нэпы с которых поступают в блок управления (БУ) 7, связанный с бортовой

ЭВМ 8 и с исполнительными механизмами

3 регулирования подачи топлива, В систему также включен датчик угла поворота рулевое колесо 10, сигнал с которого поступает в БУ7.

Блок управления (фиг,3) включает усилители (Ус1 и УС2) 1 и 2, компараторы (К1 и

К2) 3 и 4, аналого-цифровой (АЦП) 5 и цифроаналоговый (ЦАП) б преобразователь

ЭВМ (фиг.4) включает постоянное запоминающее устройство 1 (ПЗУ), процессор 2 (П), блок оперативной памяти 3 (ОП), дешифратор 4. ЭВМ выполнена по стандартной схеме "общая шина" (ОШ).

В зависимости от режима движения транспортного средства, определяемого заданным количеством подаваемого топлива, углом поворота рулевого колеса и дорожными условиями, двигатели развивают крутящие моменты, которые в общем случае не равны. Различие крутящих моментов двигателей обуславливается разной частотой вращения колес бортов, приводимых этими двигателями, которые возникают при криволинейном движении и при разных условиях сцепления колес с дорогой. Указанное различие крутящих моментов может достигать существенного значения. Возможны случаи перехода одного из двигателей на режим принудительного холостого хода, что вызывает перегрузку второго двигателя и резкое повышение расхода топлива, Сущность процесса управления величиной крутящего момента параллельно работающих двигателей рассмотрим по скоростной характеристике ДВС с воспламенением от сжатия (фиг.2), При прямолинейном движении е одинаковых условиях качения колес болтов показатели двигателей и, и М<р близко совпадают (т,1 фиг.2).

При повороте транспортного средства частота вращения двигателя наружного борта увеличивается до п2, а двигателя наружного борта уменьшается до п1. Средняя частота вращения двигателей пср и1 + п2

2 — . определяющая скорость движения машины, в общем случае будет отличаться от по. В отсутствие регулирования (корректировки) подачи топлива в двигатели, т.е. при работе их на одной нагрузочной или регулировочной характеристике (прямая 3), развиваемые ими крутящие моменты изменяются: двигателя наружного борта уменьшается (т.5), внутреннего борта увеличивается (т.4), разность моментов Л М1, равная Meap Maw. отрицательная и при

2000964

55 реэлизации через колесный движитель создает дополнительный момент сопротивления повороту транспортного средства.

Устранить это г недостаток предлагается путем согласованного изменения количества подаваемого в двигатели топлива при постоянном положении педали управления подачей топлива, что означает перевод двигателей на новые характеристики работы: на регуляторную характеристику (прямая 2), внутреннего борта на регуляторную характеристику (прямая 4). При этом крутящие моменты двигателей выравниваются (т.2 и

3), разность ЛМ исчезает. С целью дальнейшего улучшения использования силовой установки предлагается осуществлять перевод двигателя наружного борта на внешнюю скоростную характеристику (кривая 1), при этом его крутящий момент увеличивается (т.б), создается положительная разность М,р — Л М, облегчающая поворот.

Величина и знак разности крутящих моментов двигателей, определяемые в БУ, проверяются на соответствие величины и знаку угла поворота рулевого колеса по заложенному с ЭВМ алгоритму. В случае недостаточности разность моментов и выхода двигателя наружного борта на высшую скоростную характеристику (т.б) осуществляется уменьшение подачи топлива в двигатель внутреннего борта, т.е. перевод его на характеристику (т.7, прямая 5).

Уменьшение подачи топлива производится до достижения требуемой разности крутящих моментов двигателей ËÌ4. пропорциональной углу поворота рулевого колеса.

Формирование и выдача команд исполните11ьным механизмам 3 (фиг.1), блоком управления 7 осуществляется на основе обработки информаций, поступающих от датчиков AIM . BMn, flan, Дпп, Д <».

В блоке управления (фиг.3) усилитель 1 формирует сигнал, уровень которого соответствует величине требуемой разности крутящих моментов (Л Мз) в зависимости от угла поворота (а ) рулевого колеса, являющегося задающим сигналом. Сравнение сигналов М1 и М2, поступающих От датчиков крутящих моментов, происходит в компараторе 3, на выходе из которого формируется сигнал ЛМф с учетом величины и знаков сигналов М1 и Мр.

Компаратор 4 сравнивает величины задающей Л Мз и фактической Л Мф разностей крутящих моментов двигателей и формирует сигнал д(Л М), пропорциональный их рассогласованию, 5

В АЦП 5 осуществляется преобразование сигналов д (Л M), M1, Мр r!)>, и мг в цифровую форму для передачи в ЭВМ, а в

ЦАП 6 — преобразования сигналов Aq> и

Л р, поступающих иэ ЭВМ из цифровой формы в аналоговую. В усилителе 2 осуществляется масштабное преобразование сигналов Л qi u Лр2 до уровня, соответствующего параметрам исполнительных механизмов подачи топлива в двигателе.

ЭВМ (фиг.4) реализует предлагаемый закон управления крутящими моментами двигателей.

Поступающие в ЭВМ сигналы от БУ преобразуются в дешифраторе 4 к форме соответствующей параметрам работы блоков

ЭВМ.

В ПЗУ заложены внешние скоростные характеристики управляемых двигателей и программа функционирования системы управления. На основании имеющихся в ПЗУ данных осуществляется сравнение рабочего режима каждого двигателя с его скоростной характеристикой, Результаты сравнения являются основной для определения возможностей и расчета величин необходимого изменения подачи топлива в двигатели.

Промежуточные результаты расчетов хранения в блоке ОП.

Логические и арифметические операции, предусмотренные программой работы системы управления, выполняются в П, который также управляет процессом преобразования и передачи данных и работой остальных блоков ЭВМ.

Программа работы ЭВМ предусматривает определение и хранение в течение заданного периода задержки значения средней частоты вращения двигателей со я.

При изменении поступающего в ЭВМ сигнала (3 (ЛМ) расчету управляющих переменных

Л q> и Л qz корректируется таким образом, чтобы вновь полученное значение в я после перехода двигателей на новые режимы работы соответствовало имеющемуся в памяти ЭВМ значению. Результатом одного цикла вычислений в ЭВМ является определение величины сигналов b,q> и Лqz, которые в Д преобразуются к виду, удобному для передачи в БУ.

Таким образом. использование предлагаемой системы управления двухдвигательной силовой установкой обеспечивает повышение тяговых свойств и топливной экономичности транспортных средств в различных дорожных условиях и при криволинейном движении.

2000964

Технические преимущества изобретения обосновываются сравнением показателей, полученных с помощью теоретических расчетов и экспериментальных исследований с показателями базового обьекта, в качестве которого принят автомобиль с двухдвигательной силовой установкой и бортовой схемой трансмиссии.

Данные по режимам работы двухдвигательной силовой установки при движении

Крутящийся момент, кг,м

Частота вра- Расход топлиМощность, еа, кг/ч щения, 06/мин л.с.

Двигатель наружного бор6,91

2500

-25 — 185 та

17,7

2500

54,2

Двигатель внутреннего борта

3 l,4

2100

63.5

18,5

2100

16,8

45,5

2300

Обобщенный показатель силовой установки (средняя) 2300

37,95

М= — 89.5

100 (средняя) 34.5

М=О

99,7

Снижение на

3,45 кг/ч (9%) Снижение

Формула изобретения

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВУХДВИГАТЕЛЬНОЙ СИлОВОЙ УстАнОВкОЙ тРАнспОРтнОГО сРеДстВА, содержащая рулевое колесо, педаль управления, кинематически связанную посредством исполнительных механизмов регулирования подачи топлива, подключенных к вычислительному устройству. с двигателями, имеющими датчики крутящих моментов, отличающаяся тем, что, с целью повышения тяговых качеств и улучшения топливной экономичности, она снабжена датчиком угла поворота рулевого колеса, датчиками частот вращения валов двигателей и блоком управления, включающим в себя два преобразователя, два усилителя и без системы уп равления

С системой управления

Без системы управления

С системой управления

Без системы управления

С системой управления

Преимущества системы управления автомобиля по кругу радиусом 13, Ом на бетонной дороге приведены в таблице.

При обеспечении положительной раэ5 ности крутящих моментов, преимущества силовой установки с системой управления еще более увеличатся. (56) Патент Японии М 63207727, кл, В 60

10 К 17/34, 1988. два компаратора, входы первого иэ которых соединены с датчиками крутящих моментов двигателей, а выход - с первым входом второго компаратора, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя, а выход - к входу первого преобразователя, другие входы которого связаны с датчиками крутящих моментов и частот вращения валов двигателей, а выход - с вычислительным устройством, соединенным с вторым преобразователем, выход которо25 го через второй усилитель подключен к исполнительным механизмам регулирования подачи топлива. при этом выход первого усилителя соединен с датчиками угла поворота рулевого колеса, 2000964 к иСлОЛНиПЬЕЛьнИМ пЕ хам из мам

2000964 с 69

Составитель В. Гавриленко

Техред М.Моргентал Корректор М.Ткач

Редактор H. Федорова

Заказ 3105

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

t (I