RU2288110C2

RU2288110C2 - Adaptive control device for stepless transmission of traction and transport vehicles

Info

Publication number: RU2288110C2
Application number: RU2003128098/11A
Authority: RU
Inventors: Георгий Владимирович Новиков (RU); Георгий Владимирович Новиков
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2006-11-27
Also published as: RU2003128098A

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: proposed device contains transmission control object regulator, first comparator unit, setting signal forming unit coupled with first control settings unit, control signal forming unit coupled with measuring unit including slip sensors. Device contains also additional second control settings unit and integrating unit coupled with first control settings unit by means of first switching unit, second comparator unit and signal converting unit, number of inputs of said unit being to number of slip sensors.

EFFECT: provision of preset slipping of propulsive units at maximum load of vehicle, both all together or each separately.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к тяговым и транспортным машинам, рельсовым и безрельсовым, колесным и гусеничным, электровозам, тепловозам и газотурбовозам, автомобилям всех видов, преимущественно большегрузным внедорожным, строительно-дорожным и сельскохозяйственным машинам и тракторам с автоматически управляемыми бесступенчатыми трансмиссиями.The invention relates to traction and transport vehicles, rail and trackless, wheeled and tracked, electric locomotives, diesel locomotives and gas turbine locomotives, automobiles of all kinds, mainly heavy-duty off-road, construction and road and agricultural machines and tractors with automatically controlled continuously variable transmissions.

В известном устройстве автоматического регулирования тяговой машины с бесступенчатой трансмиссией [1] система автоматического регулирования содержит по крайней мере один регулятор, связанный с объектом регулирования в трансмиссии, соединенный с регулятором блок сравнения, со входами которого связаны функциональные блоки формирования сигнала управления и сигнала задания, связанные с системой измерения параметров нагрузки и управления, включающей датчик буксования. Достоинством этого устройства является возможность приспосабливаться к изменению внешних силовых факторов движения, недостатком - жесткое задание уставок регулирования, не позволяющее приводу машины приспосабливаться к изменению условий движения.In the known device for automatic control of a traction machine with a continuously variable transmission [1], the automatic control system comprises at least one controller associated with the control object in the transmission, a comparison unit connected to the controller, and the input units of which are connected to the functional blocks for generating a control signal and a reference signal with a system for measuring load and control parameters, including a slipping sensor. The advantage of this device is the ability to adapt to changes in external power factors of movement, the disadvantage is the rigid setting of the control settings, which does not allow the drive of the machine to adapt to changes in traffic conditions.

Управление скоростью движения машины в этом устройстве водитель осуществляет посредством воздействия на орган управления, обычно - контроллер управления или педаль газа, задавая их положением уровень значений параметров тяговой характеристики машины, обеспечиваемый работой системы ее автоматического регулирования. Таким путем водитель через управление двигателем машины управляет трансмиссией, задавая командные параметры работы (уставки) системе автоматического регулирования, работа которой протекает в условиях наблюдения, преобразования и обработки внутренних параметров работы машины и ее трансмиссии. Сигнал задания регулирования определяется в этом устройстве степенью воздействия водителя на орган управления в пределах максимального значения уставки, задаваемого постоянной так называемой заводской настройкой, рассчитанной на обычные, стандартные условия движения в окружающей среде.The driver controls the speed of the machine in this device by acting on the control, usually the control controller or gas pedal, setting their position to the level of the parameters of the traction characteristics of the machine, provided by the operation of its automatic control system. In this way, the driver through the engine control of the machine controls the transmission, setting command parameters (settings) of the automatic control system, the operation of which proceeds under conditions of observation, conversion and processing of the internal parameters of the machine and its transmission. The signal of the control task is determined in this device by the degree of influence of the driver on the control unit within the maximum value of the setpoint, set by the constant so-called factory setting, calculated for normal, standard conditions of movement in the environment.

Недостатком этого известного устройства системы автоматического регулирования является то, что регулирование с его использованием обеспечивает порядок только обычного автоматического управления и регулирования бесступенчатых трансмиссий тяговых и транспортных машин, гарантирующего им достаточно высокие эксплуатационные характеристики. В этих стандартных условиях машина с такой уставкой регулирования будет обладать максимальными динамическими возможностями при трогании и в движении. Однако возможны случаи необычных условий, когда сцепление колес с дорогой слабое или повышенное. В таких условиях, когда водитель нажмет педаль до конца, система автоматического регулирования установит максимально возможную расчетную силу тяги. Если она превышает возможности сцепления, начнется разносное буксование. Не эффективно также разгоняться или ехать в гору на пониженной тяге, если условия сцепления лучше обычных и позволяют силу тяги прибавить. Таким образом, недостатком известного устройства является отсутствие приспособляемости регулирования к внешним условиям движения, отсутствие учета дорожных условий, приводящее к повышенному или недостаточному буксованию, снижению динамических качеств машины и к недоиспользованию сцепного веса.The disadvantage of this known device of the automatic control system is that the regulation with its use provides the order of only the usual automatic control and regulation of continuously variable transmissions of traction and transport vehicles, guaranteeing them a sufficiently high performance. Under these standard conditions, a machine with such a control setpoint will have maximum dynamic capabilities when starting and moving. However, there may be cases of unusual conditions when the adhesion of the wheels to the road is weak or increased. In such conditions, when the driver depresses the pedal to the end, the automatic control system will set the maximum possible rated traction force. If it exceeds the grip, a slip will begin. It is also not efficient to accelerate or go uphill with reduced traction if the adhesion conditions are better than usual and allow traction to be added. Thus, the disadvantage of the known device is the lack of adaptability of the regulation to external driving conditions, the lack of consideration of road conditions, leading to increased or insufficient slipping, lowering the dynamic qualities of the machine and to underutilization of the grip weight.

Известны, кроме того, устройства измерения буксования движителей тяговых и транспортных машин, например отечественное устройство "Универсальная информационная система трактора" УИС [2], употребляющиеся в качестве элемента системы измерения машины, в том числе для измерения буксования. Недостатком этих устройств является то, что они способны измерять буксование только одной оси машины, в то время как буксуют все активные движители машины, и все по-разному.In addition, there are known devices for measuring slippage of propulsors of traction and transport vehicles, for example, the domestic device Universal Tractor Information System UIS [2], which are used as an element of the machine’s measurement system, including for slipping measurement. The disadvantage of these devices is that they are able to measure the slipping of only one axis of the machine, while all the active propulsors of the machine skid, and everything is different.

Целью изобретения является повышение эффективности автоматического регулирования, обеспечение приспособляемости машины к условиям движения, повышение динамических свойств машины, защита машины от потери управляемости и предотвращение разносного буксования с учетом особенностей буксования всех буксующих движителей.The aim of the invention is to increase the efficiency of automatic control, to ensure adaptability of the machine to driving conditions, to increase the dynamic properties of the machine, to protect the machine from loss of controllability and to prevent tumbling, taking into account the specifics of slipping of all skidding engines.

С этой целью устройство автоматического регулирования, содержащее по меньшей мере один регулятор, связанный с объектом регулирования в трансмиссии, соединенный с регулятором первый блок сравнения, со входами которого связаны функциональные блоки формирования сигнала управления и сигнала задания, блок измерения, включающий по меньшей мере один датчик буксования, и первый блок уставок регулирования, согласно изобретению дополнительно содержит связанные с первым блоком уставок регулирования посредством первого блока коммутации второй блок уставок регулирования и блок интегрирования, второй блок сравнения и блок преобразования, причем блок измерения содержит датчики буксования по числу приводимых движителей машины, а число входов блока преобразования равно числу датчиков буксования блока измерения, управляющий вход первого блока коммутации связан с упомянутым блоком измерения, один вход - со вторым блоком уставок регулирования, другой - с блоком интегрирования, вход которого соединен со вторым блоком сравнения, один вход которого связан со вторым блоком уставок регулирования, другой - с блоком преобразования, входы которого связаны с выходами блока измерения, причем первый блок уставок регулирования выполнен с возможностью динамического изменения хранимых в нем данных. Блок преобразования выполнен в виде функционального преобразователя, реализующего функциюTo this end, an automatic control device containing at least one controller associated with the control object in the transmission, a first comparison unit connected to the controller, the inputs of which are connected to the functional blocks for generating a control signal and a reference signal, a measurement unit including at least one sensor slipping, and the first block of regulation settings, according to the invention additionally contains associated with the first block of regulation settings through the first switching unit of the second a control setting unit and an integration unit, a second comparison unit and a conversion unit, wherein the measurement unit contains slipping sensors according to the number of driven machine movers, and the number of inputs of the conversion unit is equal to the number of slipping sensors of the measurement unit, the control input of the first switching unit is connected to said measurement unit, one the input is with the second block of regulation settings, the other with the integration unit, the input of which is connected to the second block of comparison, one input of which is connected to the second block of regulation settings lation, the other - to the conversion unit, inputs of which are connected to the outputs of the measurement unit, the first unit adjusting the settings configured to dynamically change the data stored therein. The conversion unit is made in the form of a functional converter that implements the function

где Δ=[max(δ₁...δ_i)-min(δ₁...δ_i)] - размах буксовании движителей, Δ_зад - заданное значение размаха; k - коэффициент пропорциональности; δ₁...δ_i - величины буксовании движителей машины, i - номера приводимых движителей. Блок преобразования включает блоки усреднения, выделения максимального сигнала, определения размаха сигналов, соединенные параллельно с блоком измерения, и второй блок коммутации, с одним входом которого связан блок усреднения, с другим - блок выделения максимального сигнала, а с управляющим входом - пороговый блок, связанный с выходом третьего блока сравнения, с первым входом которого связан блок определения размаха сигналов, число входов каждого из которых равно числу датчиков буксования в блоке измерения, соответствующие входы которых соединены между собой параллельно и подключены к выходам блока измерения, связанным с датчиками буксования, и второй блок коммутации, с одним входом которого связан выход блока усреднения, с другим - выход блока выделения максимального сигнала, а с управляющим входом - выход порогового блока, вход которого связан с выходом третьего блока сравнения, с одним входом которого связан выход блока определения размаха сигналов, а с другим - второй блок уставок регулирования.where Δ = [max (δ ₁ ... δ _i ) -min (δ ₁ ... δ _i )] is the range of slipping of the propulsors, Δ _ass is the specified value of the range; k is the coefficient of proportionality; δ ₁ ... δ _i are the values of slipping of the propulsors of the machine, i are the numbers of the propelled propulsors. The conversion unit includes averaging units, extracting the maximum signal, determining the signal span connected in parallel with the measurement unit, and a second switching unit, with an averaging unit connected to one input, the maximum signal extraction unit, and a threshold unit connected to the control input with the output of the third comparison unit, with the first input of which is connected the signal amplitude determination unit, the number of inputs of each of which is equal to the number of slipping sensors in the measurement unit, the corresponding inputs of which x are interconnected in parallel and connected to the outputs of the measurement unit associated with slipping sensors, and the second switching unit, with one input of which the output of the averaging unit is connected, with the other - the output of the maximum signal allocation unit, and with the control input - the output of the threshold block, input which is connected with the output of the third comparison unit, with one input of which the output of the signal span determination unit is connected, and with the other, the second block of regulation settings.

Техническим результатом применения предложенного технического решения является существенное повышение эффективности автоматического регулирования средствами оптимизации, одним из которых является адаптивное регулирование, состоящее в корректировке настройки (уставки) максимальной силы тяги (снижении в случае плохих условий сцепления и повышении в случае очень хороших) в соответствии с условиями сцепления и пропорционально им с учетом буксования всех активных движителей машины.The technical result of the application of the proposed technical solution is a significant increase in the efficiency of automatic control by means of optimization, one of which is adaptive control, which consists in adjusting the setting (setting) of the maximum traction force (reduction in case of poor adhesion conditions and increase in case of very good) in accordance with the conditions clutch and in proportion to them, taking into account the slipping of all active propulsors of the machine.

Анализ патентной литературы, проведенный по МПК А 01 В 63, 69, В 60 К 41/12, В 60 К 41/18, B 60 L 15/00, G 05 B 13/00, 15/00, Н 02 Р 5/00,7/00 и 9/00, а также США кл. 74, 180, 280, 290 и 318, и анализ научно-технической литературы не выявили известности предлагаемой совокупности существенных признаков изобретения.Analysis of patent literature carried out according to IPC A 01 B 63, 69, 60 K 41/12, 60 K 41/18, B 60 L 15/00, G 05 B 13/00, 15/00, H 02 P 5 / 00.7 / 00 and 9/00, as well as the USA class. 74, 180, 280, 290 and 318, and the analysis of scientific and technical literature did not reveal the fame of the proposed combination of essential features of the invention.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется следующими чертежами.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the following drawings.

На фиг.1 показана структурная схема тягового привода машины с бесступенчатой трансмиссией и системой управления и автоматического регулирования; на фиг.2 - структурная схема блока преобразования системы управления и автоматического регулирования; на фиг.3 приведены зависимости силы тяги машины F от относительной скорости скольжения (буксования) движителей δ машины при разных ее весовых нагрузках и состояниях опорной поверхности.Figure 1 shows the structural diagram of the traction drive of the machine with a continuously variable transmission and a control system and automatic regulation; figure 2 is a structural diagram of a conversion unit of the control system and automatic regulation; figure 3 shows the dependence of the traction force of the machine F on the relative sliding speed (slipping) of the propulsors δ of the machine at different weight loads and conditions of the supporting surface.

Объект управления - трансмиссия 1 машины 2 управляется водителем путем воздействия им посредством органов управления 3 на систему автоматического регулирования 4, включающую канал адаптивного регулирования 5.The control object - the transmission 1 of the machine 2 is controlled by the driver by means of the influence of the control system 3 on the automatic control system 4, including the adaptive control channel 5.

Система автоматического регулирования 4 содержит связанный с регулирующим входом объекта регулирования в трансмиссии 1 регулятор 6, соединенный с его входом первый блок сравнения 7, с одним входом которого связан функциональный блок 8 формирования сигнала задания i_зад, с другим - функциональный блок 9 формирования сигнала управления i_упр, которые оба связаны с блоком измерения 10, измеряющим параметры нагрузки, управления и движения, и для этого включающим датчики буксования (не показаны) по числу приводимых движителей, а функциональный блок 8, кроме того, связан с первым блоком уставок регулирования 11, выполненным с возможностью динамического изменения хранимых в нем данных, связанным с каналом 5 адаптивного регулирования, который в свою очередь связан с блоком измерения 10 непосредственно и посредством блока преобразования 16, входы которого связаны с выходами блока измерения 10.The automatic control system 4 comprises a controller 6 connected to the control input of the control object in the transmission 1, a first comparison unit 7 connected to its input, with one input of which a function block 8 for generating a task signal i _ass is connected to another, and a function block 9 for generating a control signal i _control , which are both connected to the measuring unit 10, which measures the parameters of the load, control and movement, and for this includes slipping sensors (not shown) according to the number of propelled engines, and the functional block ok 8, in addition, it is connected with the first block of control settings 11, configured to dynamically change the data stored in it, associated with the adaptive control channel 5, which in turn is connected directly to the measuring unit 10 and via the conversion unit 16, the inputs of which are connected with outputs of measurement unit 10.

Канал адаптивного регулирования 5 включает блок коммутации 12, связанный с первым блоком уставок регулирования 11, второй блок уставок регулирования 13, блок интегрирования 14, второй блок сравнения 15 и блок преобразования 16, причем управляющий вход блока коммутации 12 связан с блоком измерения 10, один вход - со вторым блоком уставок регулирования 13, а другой - с блоком интегрирования 14, вход которого соединен с выходом второго блока сравнения 15, один вход которого связан со вторым блоком уставок регулирования 13, другой - с блоком преобразования 16, входы которого связаны с выходами блока измерения 10, а сам блок преобразования 16 выполнен в виде функционального преобразователя, реализующего функциюThe adaptive control channel 5 includes a switching unit 12, connected to the first block of regulation settings 11, a second block of regulation settings 13, an integration unit 14, a second comparison unit 15 and a conversion unit 16, and the control input of the switching unit 12 is connected to the measuring unit 10, one input - with the second block of regulation settings 13, and the other with the integration unit 14, the input of which is connected to the output of the second comparison unit 15, one input of which is connected to the second block of regulation settings 13, the other with the conversion block 16 the inputs of which are connected with the outputs of the measurement unit 10, and the conversion unit 16 itself is made in the form of a functional converter that implements the function

где Δ=[max(δ₁...δ_i)-min(δ₁...δ_i)] - размах буксовании движителей, Δ_зад - заданное значение размаха; k - коэффициент пропорциональности; δ₁...δ_i - величины буксовании движителей машины, i - номера приводимых движителей.where Δ = [max (δ ₁ ... δ _i ) -min (δ ₁ ... δ _i )] is the range of slipping of the propulsors, Δ _ass is the specified value of the range; k is the coefficient of proportionality; δ ₁ ... δ _i are the values of slipping of the propulsors of the machine, i are the numbers of the propelled propulsors.

Блок преобразования 16 при модульном исполнении включает блоки усреднения 17, выделения максимального сигнала 18, определения размаха сигналов 19, число входов каждого из которых равно числу датчиков буксования в блоке измерения 10 и соответствующие входы которых соединены между собой параллельно и подключены к выходам блока измерения 10, связанным с датчиками буксования, и второй блок коммутации 20, с одним входом которого связан выход блока усреднения 17, с другим - выход блока выделения максимального сигнала 18, а с управляющим входом - выход порогового блока 21, связанный входом с выходом третьего блока сравнения 22, с одним входом которого связан выход блока определения размаха сигналов 19, а с другим - второй блок уставок регулирования 13.The conversion unit 16 in the modular design includes averaging units 17, extracting the maximum signal 18, determining the signal amplitude 19, the number of inputs of each of which is equal to the number of slipping sensors in the measuring unit 10 and the corresponding inputs of which are connected in parallel and connected to the outputs of the measuring unit 10, associated with slipping sensors, and a second switching unit 20, with one input of which the output of the averaging unit 17 is connected, with the other - the output of the maximum signal isolation unit 18, and with the control input - output stratum unit 21 associated with the output of the third input of the comparator 22, one input of which is connected the output of unit determining magnitude signals 19, and on the other - the second regulation unit 13 setting.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Все наблюдаемые параметры системы (неуправляемые внешние воздействия X, управляемые параметры нагрузки Y и частично - управляющие воздействия U) измеряются блоком измерения 10 и составляют полную совокупность S информации о состоянии объекта. Среди прочих параметров нагрузки и управления измеряются сила тяги F машины 2; буксования движителей машины δ_i, где i - номера приводимых трансмиссией 1 движителей, буксования которых измеряются; степень воздействия водителя на орган 3 управления (контроллер управления или педаль газа): текущее нажатие на педаль α и событие максимального нажатия на педаль р(α_max).All observable parameters of the system (uncontrolled external influences X, controlled parameters of the load Y and partially control actions U) are measured by the measuring unit 10 and comprise the complete set S of information about the state of the object. Among other load and control parameters, the traction force F of machine 2 is measured; slippage of the propulsors of the machine δ _i , where i are the numbers of the propulsion driven by the transmission 1, the slippage of which is measured; degree of influence of the driver on the control element 3 (control controller or gas pedal): current pressing the pedal α and the event of maximum pressing the pedal p (α _max ).

После включения двигателя и системы автоматического регулирования и пуска привода приводимые трансмиссией 1 движители, развивая все вместе заданную нажатой до конца педалью и поддерживаемую системой автоматического регулирования пусковую силу тяги F_max, максимально возможную по условиям расчета, приходят во вращение с буксованием δ (фиг.3).After turning on the engine and the automatic control and start-up system of the drive, the motors driven by the transmission 1, developing together the pedal pressed to the end and supported by the automatic control system, the thrust starting force F _max , the maximum possible under the calculation conditions, come into rotation with slipping δ (Fig. 3 )

Если состояние опорной поверхности соответствует расчетному (кривая 1 фиг.3), буксование также будет расчетным, равным δ₁. Если же дорожные условия плохие (кривые 2 и 2'), буксование при силе тяги F_max окажется повышенным δ₂, вплоть до разносного при условиях, соответствующих кривой 2'. При условиях лучше расчетных (кривая 3) буксование при той же силе тяги F_max окажется пониженным, равным δ₃.If the condition of the supporting surface corresponds to the calculated one (curve 1 of Fig. 3), slipping will also be calculated equal to δ ₁ . If the road conditions are poor (curves 2 and 2 '), slippage with a traction force F _max will be increased δ ₂ , up to a mixed one under conditions corresponding to curve 2'. Under better than estimated conditions (curve 3), slipping with the same traction force F _max will be reduced, equal to δ ₃ .

Если сцепление поверхности с движителями слабое (соответствует кривой 2), буксование окажется равным δ₂ и будет превышать заданное значение δ₁. Тогда канал адаптивного регулирования 5 начнет снижать уставку максимальной силы тяги F_max до величины, равной F⁽²⁾ _max, при которой δ окажется равным δ₁. Если же сцепление колес с поверхностью повышенное (кривая 3) и буксование после включения поэтому окажется равным δ₃. При этом канал адаптивного регулирования 5 начнет увеличивать пусковую силу тяги до величины, равной F⁽³⁾ _max, при которой δ окажется равным δ₁.If the adhesion of the surface to the movers is weak (corresponds to curve 2), slipping will be equal to δ ₂ and will exceed the specified value of δ ₁ . Then the adaptive control channel 5 will begin to lower the maximum thrust force setting F _max to a value equal to F ⁽²⁾ _max , at which δ will be equal to δ ₁ . If the adhesion of the wheels to the surface is increased (curve 3) and slipping after switching on, therefore, will be equal to δ ₃ . In this case, the adaptive control channel 5 will begin to increase the starting thrust force to a value equal to F ⁽³⁾ _max , at which δ will be equal to δ ₁ .

Сигналы, пропорциональные нагрузкам машины 2, силе тяги машины F в том числе, поступают с блока измерения 10 на функциональный блок 9 формирования сигнала управления, и при трогании и на низкой скорости движения последний формирует из них сигнал i_упр, пропорциональный силе тяги F (i_упр=k_yF), который поступает на один вход блока сравнения 7, в котором сравнивается с поступающим на другой его вход сигналом задания i_зад, сформированным функциональным блоком 8 формирования сигнала задания по поступающему на один его вход с блока уставок регулирования 11 максимальному сигналу уставки α_max и по поступающему на другой его вход с блока измерения 10 сигналу, пропорциональному степени α нажатия водителя на педаль 3. Таким образом, сигнал задания i_зад, задающий значение силы тяги, пропорционален степени α нажатия водителя на педаль 3 при заданном максимальном значении уставки α_max(i_зад=k_зα_maxα). Результирующий сигнал сравнения i_у поступает с выхода блока сравнения 7 на вход регулятора 6, и последний воздействует на объект регулирования в трансмиссии 1 таким образом, что развиваемая машиной 2 сила тяги устанавливается и поддерживается равной заданному водителем значению в течение всего процесса регулирования, продолжающегося все время трогания и разгона машины при наборе скорости движения и все время движения на низкой скорости.Signals proportional to the loads of machine 2, the traction force of the machine F, in particular, come from the measuring unit 10 to the control signal generation function block 9, and when starting and at low speed, the latter generates from them a _control signal i proportional to the traction force F (i _control = k _y F), which is fed to one input of the comparison unit 7, in which it is compared with the reference i _command , supplied to its other input, formed by the function block 8 for generating a reference signal from one of the control settings received at one input 11 the maximum setpoint signal α _max and the signal arriving at its other input from the measuring unit 10, proportional to the degree α of the driver depressing the pedal 3. Thus, the reference signal i _ass , setting the value of the traction force, is proportional to the degree α of the driver depressing the pedal 3 at a given maximum value of the setpoint α _max (i _ass = k _s α _max α). The resulting comparison signal i _{у is} supplied from the output of the comparison unit 7 to the input of the regulator 6, and the latter acts on the control object in the transmission 1 so that the traction force developed by the machine 2 is set and maintained equal to the value set by the driver throughout the control process, which lasts all the time starting and accelerating the car during a set of speed and the entire time of movement at low speed.

Таким образом, при трогании и низкой скорости движения машины 2 система автоматического регулирования 4 осуществляет регулирование бессупенчатой трансмиссии на постоянство силы тяги F в соответствии с сигналом задания i_зад, пропорциональным нажатию α водителя на педаль газа 3 и максимальному сигналу уставки α_max. При этом максимальная величина силы тяги F_max задается жестко максимальным сигналом уставки α_max в соответствии с проектным расчетом и так называемой заводской настройкой, хранящейся в первом 11 и временно во втором 13 блоках уставок регулирования. Максимальный сигнал уставки α_max соответствует среднестатистическим обстоятельствам и условиям режима трогания и движения с малой скоростью при расчетных грузе машины и погодных условиях.Thus, when starting and the low speed of the machine 2, the automatic control system 4 regulates the continuously variable transmission for constant traction force F in accordance with the reference signal i _rear , proportional to the pressure α of the driver on the gas pedal 3 and the maximum setpoint signal α _max . In this case, the maximum value of the thrust force F _max is set strictly by the maximum setpoint signal α _max in accordance with the design calculation and the so-called factory setting stored in the first 11 and temporarily in the second 13 blocks of the control settings. The maximum setpoint signal α _max corresponds to the average statistical circumstances and conditions of the mode of starting and driving at low speed under the estimated load of the machine and weather conditions.

После запуска теплового двигателя и включения привода, в процессе трогания и разгона или снижения скорости движения машины 2, блок измерения 10 измеряет буксования движителей и формирует сигналы, пропорциональные буксованиям движителей машины 2 (всех приводимых или некоторых). Эти сигналы поступают в блок преобразования 16, где все они преобразуются соответствующей обработкой (усреднением или выделением максимального сигнала) в единый сигнал δ, поступающий на первый вход блока сравнения 15, на второй вход которого поступает со второго блока уставок регулирования 13 сигнал, пропорциональный заданному значению буксования δ_зад. Блок 15 сравнивает δ с заданным значением, сигнал сравнения интегрируется в блоке 14 и результирующий сигнал i_корр поступает на вход блока коммутации 12. При максимальном нажатии водителем на педаль управления 3 блок измерения 10 вырабатывает включающий сигнал р(α_max), поступающий на управляющий вход блока коммутации 12, последний переключается и подключает выход блока 14 ко входу блока уставок регулирования 11. В результате этого значение уставки регулирования в блоке 11 начинает меняться, вызывая изменение сигнала задания i_зад и, следовательно, изменение значения силы тяги, в свою очередь вызывающее изменение буксования δ. Процесс его изменения продолжается до тех пор, пока буксование движителей не сравняется с заданным в блоке 13 значением δ_зад.After starting the heat engine and turning on the drive, in the process of starting and accelerating or reducing the speed of the machine 2, the measuring unit 10 measures the slipping of the propulsors and generates signals proportional to the slipping of the propulsors of the machine 2 (all driven or some). These signals enter the conversion unit 16, where they are all converted by appropriate processing (averaging or extraction of the maximum signal) into a single signal δ, which is fed to the first input of the comparison unit 15, to the second input of which comes from the second block of control settings 13 a signal proportional to the set value slipping δ _ass . Block 15 compares δ with the set value, the comparison signal is integrated in block 14, and the resulting signal i _{corr is} fed to the input of switching unit 12. When the driver presses the control pedal 3 as much as possible, measurement unit 10 generates a switching signal p (α _max ), which is fed to the control input of the switching unit 12, the latter switches and connects the output of the block 14 to the input of the control setpoint block 11. As a result, the value of the control setpoint in block 11 starts to change, causing a change in the reference signal i _back and therefore , a change in the value of the traction force, which in turn causes a change in the slipping δ. The process of changing it continues until the slipping of the propulsors is not equal to the value of δ _ass specified in block 13.

Блок преобразования 16 включает три блока дискриминаторов сигналов: блок усреднения 17, блок выделения максимального сигнала 18 и блок определения размаха сигналов 19, соединенные входами параллельно и подсоединенные ими к тем выходам блока измерения, на которых выделяются сигналы буксования всех активных движителей. Эти блоки одновременно определяют среднее значение буксовании (блок 17), максимальное значение (блок 18) и разницу Δ значений максимального и минимального из сигналов буксования (блок 19). Последний сигнал сравнивается в блоке сравнения 22 с хранящимся в блоке уставок 13 сигналом Δ_зад, пропорциональным заданной разнице буксовании. Если разница меньше заданной, пороговый блок 21 не подает сигнала на управляющий вход блока коммутации 20 и последний пропускает на свой выход и выход блока преобразования 16 (и на вход блока сравнения 15) сигнал блока 17 усреднения, пропорциональный среднему значению сигналов всех буксовании. Если разница больше заданной, пороговый блок 21 подает сигнал на управляющий вход блока коммутации 20, последний переключается и пропускает на выход блока преобразования 16 сигнал блока 18, пропорциональный максимальному из буксовании всех движителей. Таким образом, регулирование выполняется пропорционально среднему значению буксовании при небольшом их разбросе и пропорционально максимальному значению при большом, что гарантирует машину 2 от повышенного буксования любого из ее приводимых движителей.The conversion unit 16 includes three blocks of signal discriminators: the averaging unit 17, the maximum signal extraction unit 18 and the signal amplitude determining unit 19, connected by inputs in parallel and connected by them to those outputs of the measurement unit, on which the slipping signals of all active propulsors are allocated. These blocks simultaneously determine the average value of slipping (block 17), the maximum value (block 18) and the difference Δ of the values of the maximum and minimum of the slipping signals (block 19). The last signal is compared in the comparison unit 22 with the signal Δ _back stored in the settings block 13, which is proportional to the specified slipping difference. If the difference is less than the specified one, the threshold block 21 does not send a signal to the control input of the switching block 20 and the latter passes to its output and output of the conversion block 16 (and the input of the comparison block 15) the signal of the averaging block 17 proportional to the average value of the signals of all slipping. If the difference is greater than the specified one, the threshold unit 21 supplies a signal to the control input of the switching unit 20, the latter switches and passes to the output of the conversion unit 16 the signal of the unit 18, which is proportional to the maximum slip of all propulsors. Thus, the regulation is performed in proportion to the average value of slipping with a small scatter and in proportion to the maximum value with a large, which guarantees the machine 2 from increased slipping of any of its driven propulsors.

При любом отклонении педали 3 от этого крайнего положения блок коммутации 12 отключает выход блока 14 от входа блока 11 и подключает к нему выход блока 13, в результате чего процесс изменения уставки прекращается и ее достигнутое значение запоминается до следующего полного нажатия водителем на педаль 3 или до отключения привода. При следующем включении привода блок 11 окажется соединен с блоком 13 блоком комммутации 12, вследствие чего уставка блока 11 окажется равна уставке, записанной в блоке 13.With any deviation of the pedal 3 from this extreme position, the switching unit 12 disconnects the output of the unit 14 from the input of the unit 11 and connects the output of the unit 13 to it, as a result of which the process of changing the setpoint is stopped and its reached value is stored until the driver presses the pedal 3 or until drive shutdown. The next time the drive is turned on, block 11 will be connected to block 13 by switching unit 12, as a result of which the setpoint of block 11 will be equal to the setpoint recorded in block 13.

Таким образом канал 5 адаптивного регулирования осуществляет адаптацию системы под реальные условия движения.Thus, the adaptive control channel 5 carries out the adaptation of the system to the real traffic conditions.

Канал адаптивного регулирования 5 функционально представляет собой систему низкого уровня, имеющую целью регулирование уставок основного канала системы автоматического регулирования 4, задаваемых блоком 11. Канал адаптации воздействует на блок уставок регулирования 11 системы автоматического регулирования 4, изменяя значение уставки α_max, и включается и выключается блоком коммутации 12 в работу основной системы автоматического регулирования 4 только при условиях, определяемых им на основании информации p(α_max) блока измерения 10. Канал адаптации 5 почти все время работы системы автоматического регулирования 4 находится в ждущем режиме, а работает периодически, с неопределенной периодичностью и длительностью, не прерывая и не нарушая порядок работы системы автоматического регулирования 4. В процессе настройки участвует вся системы автоматического регулирования 4, работающая в своем обычном порядке.The adaptive control channel 5 is functionally a low-level system with the aim of adjusting the settings of the main channel of the automatic control system 4, set by the unit 11. The adaptation channel acts on the control settings block 11 of the automatic control system 4, changing the setting value α _max , and turns it on and off by the block switching 12 into operation of the main automatic control system 4 only under conditions determined by it on the basis of information p (α _max ) of the measurement unit 10. Ada channel 5, almost all the time the automatic control system 4 is in standby mode, and works periodically, with an indefinite frequency and duration, without interrupting or disrupting the operation of the automatic control system 4. The entire automatic control system 4, working in its in the usual manner.

После окончания процесса адаптивной коррекции уставки максимальной силы тяги тяговые характеристики машины 2 соответствующим образом изменяются со всеми сопутствующими этому изменению результатами, а именно с пропорциональным изменением силы тяги при изменении нажатия на педаль газа 3 внутри нового диапазона (от вновь полученного, настроенного максимального значения F_max при полном нажатии до нулевого значения при отсутствии нажатия). Новое значение границы запоминается до следующей инициации процесса адаптации очередным полным нажатием на педаль 3 и сбрасывается при выключении привода.After the end of the process of adaptive correction of the maximum traction force setting, the traction characteristics of the machine 2 change accordingly with all the results associated with this change, namely, with a proportional change in the traction force when changing the accelerator pedal 3 within the new range (from the newly received, adjusted maximum value F _max when fully pressed to zero if not pressed). The new value of the boundary is stored until the next initiation of the adaptation process by the next full pressing the pedal 3 and is reset when the drive is turned off.

Таким образом, адаптация в зоне работы машины с постоянной силой тяги состоит в коррекции предельного, максимального значения задаваемой водителем величины силы тяги по достигнутой величине буксования. Процесс адаптации происходит при полном, предельном нажатии водителем на педаль и прекращается с запоминанием полученного в результате адаптации значения уставки при любом отклонении педали от этого крайнего положения.Thus, adaptation in the machine operating zone with a constant traction force consists in correcting the maximum maximum value of the traction force set by the driver according to the achieved slipping value. The adaptation process occurs when the driver presses the pedal to the fullest extent and stops remembering the setting value obtained as a result of adaptation for any deviation of the pedal from this extreme position.

Заявленное техническое решение является новым, соответствующим изобретательскому уровню и промышленно применимым.The claimed technical solution is new, consistent with the inventive step and industrially applicable.

Реализация заявленного технического решения предполагается на многоколесном внедорожном большегрузном полноприводном автомобиле специального назначения с тепловым дизельным двигателем, мотор-колесами и электрической бесступенчатой трансмиссией переменного тока с асинхронными двигателями и преобразователями частоты.The implementation of the claimed technical solution is expected on a multi-wheeled off-road heavy-duty four-wheel drive special-purpose vehicle with a thermal diesel engine, motor wheels and an electric continuously variable transmission of alternating current with asynchronous motors and frequency converters.

Источники информации, принятые во вниманиеSources of information taken into account

1. Новиков Г.В. Автоматическое регулирование тягового привода машин с бесступенчатыми трансмиссиями // "Тракторы и с.х. машины". №8, 2003, с.15-21.1. Novikov G.V. Automatic control of the traction drive of machines with continuously variable transmissions // "Tractors and agricultural machinery." No. 8, 2003, pp. 15-21.

2. Новиков Г.В., Хаби Г.В.С., Шипилевский Б. Универсальная информационная система трактора. // "Тракторы и с.х. машины", №11, 1994, с.23-26.2. Novikov GV, Khabi GVS, Shipilevsky B. Universal tractor information system. // "Tractors and agricultural machinery", No. 11, 1994, p.23-26.

Claims

1. An adaptive control device for continuously variable transmission of traction and transport vehicles, comprising at least one controller associated with the transmission control object, a first comparison unit connected to the controller, with one input of which a function signal generating unit is connected, connected to the first control settings block, and with another, a functional block for generating a control signal associated with a measuring unit including at least one slipping sensor, characterized in that it additionally contains a second block of control settings and an integration unit associated with the first block of control settings by the first switching unit, a second comparison unit and a signal conversion unit, the measurement unit comprising slipping sensors according to the number of driven vehicle motors, and the number of inputs of the signal conversion unit is equal to the number of sensors slipping of the measurement unit, the control input of the first switching unit is connected to the said measurement unit, one input is regulated with the second setting unit I, and another - with integration unit which is connected to a second input of the comparing unit, one input of which is connected to a second regulating unit setting, the other - with the signal converting unit, whose inputs are connected to the outputs of the measurement unit.

2. The device according to claim 1, characterized in that the signal conversion unit is made in the form of a functional Converter that implements the function

where Δ = [max (δ ₁ ... δ _i ) -min (δ ₁ ... δ _i ] is the range of slipping of the propulsors; Δ _ass is the specified value of the range; k is the proportionality coefficient; δ ₁ ... δ _i - magnitude of slipping of the propulsors of the machine; i - numbers of driven propulsors.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the signal conversion unit contains a third comparison unit, a second switching unit, a threshold unit, averaging units, extracting the maximum signal, determining the signal amplitude, the number of inputs of each of which is equal to the number of slipping sensors in a measurement unit, the corresponding inputs of which are connected in parallel and connected to the outputs of the measurement unit associated with slipping sensors, while the output of the averaging unit is connected to one input of the second switching unit, and you are connected to the other od maximum signal extraction unit, and a control input - the output of the threshold unit, the input of which is connected with the output of the third comparator, one input of which is connected the output determination unit swing signals, and the other - the second regulation unit setpoints.

4. The device according to claim 1, characterized in that the first block of control settings is configured to dynamically change the data stored in it.