RU2480361C1

RU2480361C1 - Track-type high-speed vehicle stabilisation system

Info

Publication number: RU2480361C1
Application number: RU2011140354/11A
Authority: RU
Inventors: Виктор Борисович Держанский
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2013-04-27

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to automotive industry and may be used in synthesis of steering systems of high-speed tacked vehicles with hydro mechanical transmission and differential steering mechanism with hydraulic displacement drive. Stabilisation system comprises onboard computer, hydraulic decelerator and electromagnetic valve of hydraulic decelerator filling and torque converter control valve. To input of said onboard computer connected are vehicle controls position sensors, engine shaft rpm sensor, vehicle speed sensor, engine lateral and rotary motion sensor (G-sensor), engaged gear number sensor, and sensors of vehicle body lengthwise, front lateral and rear accelerations. Onboard computer output is connected with E-Gas fuel feed electronic control channels, those of steering control system hydraulic drive, automatic gearbox control spool valve box and parking brake control multiplexer. Electromagnetic control valve is connected with onboard computer output.

EFFECT: better controllability.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано при синтезе систем управления поворотом быстроходных гусеничных машин (БГМ), оснащенных гидромеханической трансмиссией (ГМТ) и дифференциальным механизмом поворота с гидрообъемным приводом. The invention relates to the field of transport engineering and can be used in the synthesis of control systems for turning high-speed tracked vehicles (BGM) equipped with a hydromechanical transmission (GMT) and a differential turning mechanism with a hydrostatic drive.

Высокий уровень удельных мощностей, установка современных агрегатов системы "двигатель-трансмиссия-ходовая часть" позволяют получить высокие расчетные значения максимальных и средних скоростей движения гусеничных машин на местности. Однако реализация технических возможностей, заложенных в конструкцию гусеничных машин, существенно ограничивается их низкой управляемостью, склонностью к заносу, особенно при движении на высоких скоростях.A high level of specific capacities, the installation of modern units of the engine-transmission-chassis system make it possible to obtain high calculated values of the maximum and average speeds of the tracked vehicles on the ground. However, the implementation of the technical capabilities laid down in the design of tracked vehicles is significantly limited by their low controllability and a tendency to skid, especially when driving at high speeds.

Система управления существующих гусеничных машин представляет собой совокупность механизма поворота и приводов управления, с помощью которых водитель осуществляет управление машиной. Например, система управления поворотом боевой машины пехоты БМП-3 (Боевая машина пехоты БМП-3. Руководство по эксплуатации. Ч.1. Техническое описание. - Ростов-на-Дону: Изд-во ООО БелРусь, 2010 г. - рис.6.6 стр.295, рис.7.5 стр.327-329) содержит управляемый командным органом (штурвалом) гидрообъемный привод, ведущий вал гидронасоса которого соединен с двигателем, а ведомый вал гидромотора соединен с валом дифференциального механизма поворота. На валу расположены шестерни, кинематически соединенные с солнечными шестернями СПР одного борта БГМ через промежуточную шестерню, а второго борта - непосредственно.The control system of existing tracked vehicles is a combination of the turning mechanism and control drives with which the driver controls the machine. For example, the BMP-3 infantry fighting vehicle rotation control system (BMP-3 infantry fighting vehicle. Operation manual. Part 1. Technical description. - Rostov-on-Don: BelRus LLC publishing house, 2010 - Fig.6.6.6 p. 295, Fig. 7.5 p. 327-329) contains a hydrostatic drive controlled by a command body (steering wheel), the drive shaft of the hydraulic pump of which is connected to the engine, and the driven shaft of the hydraulic motor is connected to the shaft of the differential rotation mechanism. On the shaft there are gears kinematically connected to the sun gears of the SPR of one side of the BGM through the intermediate gear, and of the second side directly.

Водитель, воздействуя посредством приводов управления на гидропривод, изменяет режим его работы и тем самым изменяет направление движения машины. При этом контроль за поведением машины осуществляет водитель. Для компенсации возникающих отклонений траектории водитель воздействует на органы управления, пытаясь реализовать требуемую траекторию движения с необходимой для безопасности точностью. Однако вследствие ограниченности психофизиологических свойств водителя, его утомляемости в процессе длительного движения, принятые решения и реализуемое им управляющее воздействие характеризуется большим количеством ошибок.The driver, acting through the control drives on the hydraulic actuator, changes the mode of its operation and thereby changes the direction of movement of the machine. In this case, the driver controls the behavior of the machine. To compensate for arising deviations of the trajectory, the driver acts on the controls, trying to implement the required trajectory with the accuracy necessary for safety. However, due to the limited psychophysiological properties of the driver, his fatigue during a long drive, the decisions made and the control action he implements are characterized by a large number of errors.

В связи с тем, что значительную часть времени движения машины составляет криволинейное движение, одним из путей повышения средней скорости движения и снижения уровня требований к квалификации водителя и его утомляемости является автоматизация управления движением машины в повороте. При разработке системы, обеспечивающей контроль поведения машины при движении в повороте, и при возникновении угрозы потери управления движением требуется автоматически ограничивать скорость и тем самым предотвращать занос.Due to the fact that a significant part of the machine’s movement time is curvilinear movement, one of the ways to increase the average speed and reduce the level of requirements for driver qualifications and fatigue is to automate the control of the car’s movement in a bend. When developing a system that provides control of the car’s behavior when cornering, and when there is a threat of loss of motion control, it is necessary to automatically limit the speed and thereby prevent skidding.

Рассматриваемый класс машин и соответствующие системы управления должны отличаться высоким уровнем надежности и живучести при эксплуатации в экстремальных условиях. В связи с этим, управление структурными составляющими машинами должно осуществляться по двум каналам управления. Для управления по первому каналу используются только механические и механогидравлические устройства. Структура такой «базовой» системы управления движением характеризуется минимальной сложностью. По второму каналу управления реализуется некоторая надстройка «базовой» системы управления движением, которая реализует интегрированную функцию автоматического управления движением БГМ, с использованием современных технологий получения и обработки информации.The class of machines under consideration and the corresponding control systems should have a high level of reliability and survivability during operation in extreme conditions. In this regard, the control of structural components of machines should be carried out through two control channels. For control on the first channel, only mechanical and mechanical-hydraulic devices are used. The structure of such a “basic” motion control system is characterized by minimal complexity. The second control channel implements some superstructure of the “basic” motion control system, which implements the integrated function of automatic movement control of BGM, using modern technologies for obtaining and processing information.

Основная трудность в разработке второго канала управления такой системы заключается в выборе параметров, по которым бы контролировалось поведение машины при повороте. Искомые параметры должны правильно отражать физическую суть процессов, протекающих при движении машины. Также, большое значение имеет простота определения данных параметров, так как это будет определять уровень сложности и надежности работы системы.The main difficulty in the development of the second control channel of such a system lies in the selection of parameters by which the behavior of the machine during rotation would be controlled. The required parameters should correctly reflect the physical essence of the processes occurring during the movement of the machine. Also, the simplicity of determining these parameters is of great importance, as this will determine the level of complexity and reliability of the system.

В результате проведенных теоретических исследований определено, что величины расчетной угловой скорости поворота машины, определяемой скоростями вращения гусениц, и фактической угловой скорости отличаются за счет скольжения гусениц. При достижении скорости движения гусеничной машины предельной по управляемости угловые скорости поворота близки по значению друг к другу. То есть, при возникновении угрозы заноса отношение угловых скоростей стремится к единице.As a result of theoretical studies, it was determined that the values of the estimated angular velocity of rotation of the machine, determined by the speeds of rotation of the tracks, and the actual angular velocity differ due to the sliding of the tracks. When the speed of the tracked vehicle reaches its maximum controllability, the angular speeds of rotation are close in value to each other. That is, when a threat of drift occurs, the ratio of angular velocities tends to unity.

В соответствии с приведенным предложена автоматизированная система управления поворотом БГМ по патенту РФ 2158682 МПК В60К 41/00 от 10.11.2000 (аналог). Эта система содержит гидрообъемную механическую передачу и исполнительные приводы управления этой передачей, датчики частоты вращения гусениц правого и левого бортов, блок конструкционных параметров, датчик угловой скорости поворота гусеничной машины, блок вычисления теоретической угловой скорости поворота машины, блок деления, компаратор, блок опорного сигнала, исполнительный механизм.In accordance with the above, an automated BGM rotation control system is proposed according to the patent of the Russian Federation 2158682 IPC V60K 41/00 dated 10.11.2000 (analogue). This system contains a hydrostatic mechanical transmission and executive drives for controlling this transmission, speed sensors for the right and left side tracks, a block of design parameters, a sensor for the angular speed of rotation of the tracked vehicle, a unit for calculating the theoretical angular speed of rotation of the machine, a division unit, a comparator, a block of the reference signal, actuating mechanism.

Анализируемая система управления поворотом работает следующим образом. При движении машины сигналы от датчиков частоты вращения гусениц правого и левого бортов поступают в блок вычисления расчетной угловой скорости поворота гусеничной машины и затем в блок деления. В этот же блок поступает сигнал от датчика угловой скорости поворота машины, где рассчитывается отношение значений расчетной и фактической угловых скоростей поворота машины. Далее сигнал поступает в компаратор, где сравнивается с опорным сигналом, поступающим из блока опорного сигнала. Если величина сигнала из блока деления равна или меньше величины опорного сигнала, то компаратор выдает сигнал управления на исполнительный механизм привода изменения режима работы двигателя, уменьшающего частоту вращения вала двигателя до тех пор, пока не пропадет сигнал от компаратора. Блок конструкционных параметров служит для ввода конструкционных параметров машины, необходимых для расчета теоретической угловой скорости поворота машины.The analyzed steering control system operates as follows. When the machine is moving, signals from the speed sensors of the right and left side tracks are sent to the unit for calculating the estimated angular speed of rotation of the tracked vehicle and then to the division unit. The signal from the sensor of the angular velocity of rotation of the machine is received in the same block, where the ratio of the calculated and actual angular velocities of rotation of the machine is calculated. Next, the signal enters the comparator, where it is compared with the reference signal coming from the block of the reference signal. If the magnitude of the signal from the division unit is equal to or less than the magnitude of the reference signal, then the comparator issues a control signal to the actuator of the drive for changing the engine operating mode, which reduces the engine shaft speed until the signal from the comparator disappears. The block of structural parameters is used to enter the structural parameters of the machine needed to calculate the theoretical angular velocity of rotation of the machine.

Однако возможность стабилизации движения БГМ в повороте с такой системой ограничена, хотя система реализуется при минимуме сложности сенсорной части. Как показывают результаты экспериментального исследования динамики управляемого движения БГМ, в повороте нельзя снижать частоту вращения вала двигателя, необходимо двигаться на повышенном скоростном режиме его работы. Это связано с тем, что при уменьшении частоты вращения вала двигателя до порогового значения, при котором происходит разблокировка гидротрансформатора, снижается частота вращения эпициклов суммирующих планетарных рядов. В этих условиях поворот машины происходит с «закручиванием» траектории в спираль, т.е. еще большему отклонению траектории от требуемой. Это определяется в силу свойств системы управления поворотом гидрообъемным приводом - при снижении скорости возрастает чувствительность кривизны траектории к управляющему воздействию. Таким образом, для обеспечения эффективного управления необходимо определять не только отношение угловых скоростей, но и соответствие кривизны траектории движения. Эту функцию система выполнить не может.However, the possibility of stabilizing the movement of BGM in a corner with such a system is limited, although the system is implemented with a minimum of complexity of the sensor part. As the results of an experimental study of the dynamics of the controlled movement of the BGM show, in a turn it is impossible to reduce the frequency of rotation of the motor shaft, it is necessary to move at an increased speed mode of its operation. This is due to the fact that when the rotational speed of the motor shaft is reduced to a threshold value at which the torque converter is unlocked, the rotational speed of the epicycles of the summing planetary gear sets decreases. Under these conditions, the rotation of the machine occurs with a “twisting” of the trajectory into a spiral, i.e. even greater deviation of the trajectory from the required one. This is determined by the properties of the rotation control system of the hydrostatic drive - when the speed decreases, the sensitivity of the curvature of the trajectory to the control effect increases. Thus, to ensure effective control, it is necessary to determine not only the ratio of angular velocities, but also the correspondence of the curvature of the motion path. The system cannot perform this function.

Предотвращение заноса может быть обеспечено компенсирующим управлением водителя или автоматизированной системы по регулированию угловой скорости и кривизны при одновременном торможении машины. Однако в процессе торможения вращение ведущих колес обоих бортов происходит синхронно, а чувствительность машины компенсирующему управлению поворота в этом режиме равна нулю. Сокращение частоты вращения вала двигателя снижает и значение заданной угловой скорости поворота в соответствии со свойствами гидропривода, что так же увеличивает отклонение от траектории.Prevention of skidding can be provided by compensating control of the driver or an automated system for regulating angular velocity and curvature while braking the machine. However, during braking, the rotation of the drive wheels of both sides occurs synchronously, and the sensitivity of the machine to the compensating steering control in this mode is zero. Reducing the frequency of rotation of the motor shaft reduces the value of the specified angular velocity of rotation in accordance with the properties of the hydraulic drive, which also increases the deviation from the trajectory.

Особенности функциональной зависимости параметров кривизны k от угла поворота штурвала α_шт, номера включенной передачи m_j, передаточного отношения i_гтгидротрансформатора (ГТ)-k=k(α_шт, m_j, i_ГТ) и угловой скорости ω от α_шт, угла положения педали подачи топлива α_пт, частоты вращения вала двигателя n_∂-ω=ω(α_шт, α_пт, n_∂) БГМ с двухпоточной ГМТ, в которой гидрообъемный привод системы управления поворотом (СУП) осуществляется от двигателя, приводят к тому, что при перегрузке двигателя падает n_∂ и автоматически разблокируется ГТ. В этом режиме уменьшается угловая скорость поворота машины ω≠ω(α_шт), увеличивается кривизна траектории k≠k(α_шт), не компенсируемая обратной связью, так как α_шт→max, α_пт→max, α_т=0.Features of the functional dependence of the parameters of curvature k on the helm angle of rotation α _pcs , gear number m _j , gear ratio i _gt torque converter (GT) -k = k (α _pcs , m _j , i _GT ) and angular velocity ω on α _pcs , angle the position of the fuel supply pedal α _pt , the engine shaft speed n _∂ -ω = ω (α _pc , α _pt , n _∂ ) of the BGM with a dual-flow gas turbine engine, in which the hydrovolume drive of the steering control system (PMS) is carried out from the engine, lead to that when the engine is overloaded, n _∂ falls and the GT automatically unlocks. In this mode, the angular velocity of rotation of the machine ω ≠ ω (α _pc ) decreases, the curvature of the trajectory k ≠ k (α _pc ) increases, which is not compensated by feedback, since α _pc → max, α _fr → max, α _t = 0.

Это приводит к движению БГМ по спиралевидной траектории. Внешне движение БГМ подобно заносу, однако вызвано другими причинами, может происходить при ограниченной скорости и требует компенсирующего управления, отличающегося от заноса. Однако мониторинг и идентификацию этого режима известная система осуществить не может.This leads to the movement of the BGM along a spiral path. Externally, the movement of the BGM is like a drift, but it is caused by other reasons, it can occur at a limited speed and requires compensating control that is different from the drift. However, the known system cannot carry out monitoring and identification of this mode.

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату является система стабилизации движения автомобиля фирмы Bosch ESAS, ESP® plus, ESP® premium [Konrad Reif (Hrsg). Bremsen und Bremsregelsysteme. Bosch Fachinfbrmation Automobil. - Berlin: Vieweg + Teunber, 2010. - Bild. 2,3 s.121-122]. Эта система включает так называемый сенсор G параметров бокового движения (угловой скорости поворота автомобиля и его бокового ускорения), датчики угловой скорости вращения колес, положения рулевого колеса, датчики давления в тормозной системе, частоты вращения вала двигателя, скорости движения υ, соединенных с электронным блоком контроллера (БК). Выход БК соединен с электронными блоками управления двигателем, коробкой передач, рулевого управления, а также с модуляторами управления давлением в тормозной системе колес.The closest in technical essence and the achieved result is the Bosch ESAS, ESP® plus, ESP® premium vehicle stabilization system [Konrad Reif (Hrsg). Bremsen und Bremsregelsysteme. Bosch Fachinfbrmation Automobil. - Berlin: Vieweg + Teunber, 2010 .-- Bild. 2.3 s. 121-122]. This system includes the so-called G-sensor for lateral movement parameters (angular velocity of the car and its lateral acceleration), sensors of angular wheel speed, steering wheel position, pressure sensors in the brake system, engine shaft speed, speed υ connected to the electronic unit controller (BC). The output of the BC is connected to the electronic engine control units, gearbox, steering, as well as to the pressure control modulators in the brake system of the wheels.

На основе сигналов датчиков n_∂, υ, α_шт контроллер определяет требуемый режим движения в повороте (угловую скорость поворота автомобиля и его боковое ускорения). Если параметры движения автомобиля в повороте, определяемые по сигналам G-сенсора, отличаются от заданных (расчетных), то БК осуществляет идентификацию отклонений, например, занос. В зависимости от величины отклонения, БК подает команду на подруливание управляемых колес, притормаживание отдельных колес. Одновременно на блок управления двигателем поступает команда на сокращение подачи топлива, соответственно и уменьшение крутящего момента. При необходимости в АКПП включается более низкая передача или «зимний» режим, если он предусмотрен.Based on the signals of the sensors n _∂ , υ, α _{pc, the} controller determines the required driving mode in the turn (the angular velocity of the car and its lateral acceleration). If the parameters of the car’s movement in the turn, determined by the signals of the G-sensor, differ from the set (calculated) ones, then the BC identifies deviations, for example, drift. Depending on the magnitude of the deviation, the BC gives a command to steer the steered wheels, brake individual wheels. At the same time, a command is sent to the engine control unit to reduce the fuel supply, and accordingly, reduce the torque. If necessary, a lower gear or “winter” mode, if provided, is included in the automatic transmission.

Однако эта система не может стабилизировать движение БГМ. Особенность движения таких машин в повороте состоит в том, что оно сопровождается боковым отклонением траектории. Для измерения величины этого отклонения необходимо два датчика бокового ускорения, устанавливаемых в носовой и кормовой частях корпуса машины. Мерой бокового заноса является превышение бокового ускорения кормовой части корпуса относительно ускорения носовой. В связи с этим в предлагаемую систему вводятся два датчика бокового ускорения, располагаемых в кормовой и носовой частях корпуса.However, this system cannot stabilize the movement of BGM. The peculiarity of the movement of such machines in a corner is that it is accompanied by lateral deviation of the trajectory. To measure the magnitude of this deviation, two lateral acceleration sensors are required, which are installed in the bow and stern of the machine body. A measure of lateral skidding is the excess lateral acceleration of the stern of the hull relative to the acceleration of the bow. In this regard, two lateral acceleration sensors located in the aft and fore parts of the hull are introduced into the proposed system.

Таким образом, известной системе стабилизации управляемого движения присущи следующие недостатки:Thus, the known stabilization system of controlled movement has the following disadvantages:

1. В процессе предотвращения бокового заноса снижать скорость движения торможением гусеничной машины или уменьшением подачи топлива не представляется возможным. Торможение недопустимо, так как в этом режиме может осуществляться только прямолинейное движение. Уменьшение подачи топлива приводит к снижению производительности гидропривода, уменьшению поворачивающего момента и угловой скорости поворота.1. In the process of preventing lateral skidding, it is not possible to reduce the speed of the vehicle by braking the tracked vehicle or by reducing the fuel supply. Braking is unacceptable, since in this mode only rectilinear movement can be carried out. A decrease in fuel supply leads to a decrease in hydraulic drive performance, a decrease in the turning moment and the angular velocity of rotation.

2. Управление траекторией движения по соотношению расчетной и фактической угловой скорости поворота недостаточно информативно и не всегда эффективно.2. Trajectory control by the ratio of the calculated and actual angular speed of rotation is not informative enough and not always effective.

3. Невозможен мониторинг и идентификация режима движения машины по спирали при разблокировке гидротрансформатора.3. It is not possible to monitor and identify the mode of movement of the machine in a spiral when the torque converter is unlocked.

4. Невозможен мониторинг и идентификация бокового заноса. 4. It is not possible to monitor and identify lateral skidding.

Необходимая точность траектории движения, компенсация ошибочных действий водителя обеспечивается предлагаемой системой. Она отличается тем, что в систему управления поворотом дополнительно на ведомый вал трансмиссии, соединяющий автоматическую коробку передач с эпициклами суммирующих планетарных рядов, устанавливается гидрозамедлитель (ГЗ) с электромагнитным клапаном, регулирующим его заполнение. Для предохранения двигателя от перегрузки в процессе торможения предусматривается уменьшение электромагнитным клапаном подачи масла в межлопаточное пространство гидротрансформатора, т.е. его опорожнение, которое направляется в ГЗ. Вход БК соединен с G-сенсором параметров бокового и вращательного движения расширенной номенклатуры (G-сенсора параметров {υ, ω, φ,

,

}) движущейся машины; номера включенной передачи m_j. Выход БК соединен с электромагнитными клапанами управления наполнением ГЗ и опорожнением гидротрансформатора, фрикциона блокировки гидротраснсформатора (Ф_бл).The necessary accuracy of the trajectory, compensation for erroneous actions of the driver is provided by the proposed system. It differs in that in the rotation control system, in addition to the transmission output shaft connecting the automatic transmission with epicycles of the summing planetary gears, a water retarder (GZ) with an electromagnetic valve regulating its filling is installed. To protect the engine from overload during braking, a solenoid valve provides for a reduction in the oil supply to the interscapular space of the torque converter, i.e. its emptying, which is sent to the GZ. The BC input is connected to the G-sensor of the lateral and rotational motion parameters of the extended nomenclature (G-sensor of parameters {υ, ω, φ,

,

}) a moving machine; gear numbers m _j . The output of the control unit is connected to the solenoid valves controlling the filling of the gas and emptying the torque converter, the clutch lock torque converter (f _bl ).

Предлагаемая система стабилизации движения предназначена для БГМ, которая структурно содержит элементы, формирующие управляемое движение: поступательную скорость и направление движения (угловая скорость поворота). К ним относится (Фиг.1) двигатель (Д) с электронным блоком управления подачей топлива E-GAS и педалью подачи топлива α_пт. Вал двигателя (Д) соединен с гидротрансформатором (ГТ), оснащенным электромагнитным клапаном ЭМК управления его заполнением, и управлением блокировкой фрикциона Ф_бл ГТ. Гидротрансформатор расположен на входном валу автоматической коробки передач (АКП), управляемой золотниковой коробкой (ЗК). На ведомом валу АКП расположен дополнительно введенный ГЗ, управляемый ЭМК, бортовым компьютером и педалью тормоза α_т через электромагнитный клапан. Ведомые части АКП соединены через суммирующие планетарные ряды СПР, бортовой редуктор БР с ведущими колесами ВК, образуя основной поток мощности. Второй поток мощности образует гидропривод ГП системы управления поворотом СУП. Гидромотор ГП соединен с валом дифференциального механизма поворота. На валу расположены шестерни, кинематически соединенные с солнечными шестернями СПР одного борта БГМ через промежуточную шестерню, а второго борта - непосредственно.The proposed motion stabilization system is intended for the BGM, which structurally contains the elements that form the controlled motion: translational speed and direction of motion (angular velocity of rotation). These include (Figure 1) an engine (D) with an electronic fuel control unit E-GAS and a fuel pedal α _pt . The motor shaft (D) is connected to a torque converter (GT), equipped with an electromagnetic valve EMK to control its filling, and to control the friction clutch lock F _bl GT. The torque converter is located on the input shaft of an automatic transmission (AKP) controlled by a spool gearbox (ZK). On the driven shaft of the automatic gearbox there is an additionally introduced GZ controlled by an EMC, an on-board computer and a brake pedal α _t through an electromagnetic valve. The driven parts of the automatic gearbox are connected through the summing planetary gears of the SPR, the on-board gearbox of the BR with the driving wheels of the VK, forming the main power flow. The second power flow forms the hydraulic drive of the control system for the control system of the control system. The hydraulic motor GP is connected to the shaft of the differential rotation mechanism. On the shaft there are gears kinematically connected to the sun gears of the SPR of one side of the BGM through the intermediate gear, and of the second side directly.

Регулирование угловой скорости поворота БГМ осуществляется угловым перемещением штурвала (α_шт), кинематически соединенным с электронным блоком управления гидронасоса ГП. Входной вал гидронасоса гидропривода кинематически соединен с двигателем. На соединительных валах трансмиссии (перед БР) установлены дисковые остановочные тормоза (ОТ), управляемые тормозной педалью (α_т) через модулятор давления.The angular velocity of rotation of the BGM is controlled by the angular displacement of the helm (α _pcs ) kinematically connected to the electronic control unit of the hydraulic pump GP. The input shaft of the hydraulic pump of the hydraulic drive is kinematically connected to the engine. On the connecting shafts of the transmission (in front of the BR), disc brake brakes (OT) are installed, controlled by the brake pedal (α _t ) through a pressure modulator.

Электрические блоки управления E-GAS, ЗК АКП, ГЗ, ГП СУП, ОТ являются двухканальными и могут управляться как по команде водителя перемещением органов управления движением (α_пт, α_шт, α_т, m_j), так и по корректирующему управлению, осуществляемого по сигналам БК.The electric control units E-GAS, ЗК АКП, ГЗ, ГП СУП, ОТ are two-channel and can be controlled both by the driver’s command by the movement of the motion controls (α _pt , α _pc , α _t , m _j ), and by corrective control carried out according to the signals of BC.

Система стабилизации управляемого движения БГМ содержит бортовой компьютер (БК) 1, со входом которого соединяются сенсоры положения и перемещения органов управления движением α_пт - 2, α_шт - 3, α_т - 4, m_j - 5, скоростного режима работы двигателя n_∂ - 6, движения (скорости) υ - 7, а также бортового G 8 сенсора параметров, определяющих вращательное и боковое движение БГМ: угловая скорость (ω), боковое ускорение носовой части (

), кормовой части (

) корпуса машины. Выходы БК 1 соединены со вторыми каналами электронных блоков управления E-GAS - 9, гидропривода системы управления поворотом 10, золотниковая коробка (ЗК) - 11, автоматическая коробка передач АКП - 12, электромагнитным клапанам фрикциона блокировки Ф_бл - 13, гидрозамедлителя ГЗ-14 и модуляторами давления управления остановочными тормозами ОТ - 15 (условно на Фиг.1 указан один модулятор). Дополнительно введенный электромагнитный клапан 16 позволяет регулировать наполнение гидромашин, то есть гидротрансформатора и гидрозамедлителя.The system for stabilizing the controlled movement of the BGM contains an on-board computer (BK) 1, the input of which is connected to the position and movement sensors of the motion control elements α _pt - 2, α _pc - 3, α _t - 4, m _j - 5, high-speed engine n _∂ - 6, movement (speed) υ - 7, as well as on-board G 8 sensor parameters that determine the rotational and lateral movement of the BGM: angular velocity (ω), lateral acceleration of the bow (

), aft (

) car body. The outputs of BK 1 are connected to the second channels of the electronic control units E-GAS - 9, hydraulic control of the rotation control system 10, slide valve (ZK) - 11, automatic transmission AKP - 12, electromagnetic clutch lock valves F _bl - 13, hydraulic retarder GZ-14 and modulators of pressure of management of stop brakes OT - 15 (conditionally in Fig. 1 one modulator is indicated). Additionally introduced solenoid valve 16 allows you to adjust the filling of hydraulic machines, that is, a torque converter and a hydraulic retarder.

Работает предлагаемая система следующим образом. Включение системы происходит при движении БГМ с большой скоростью (υ>35 км/ч). При отклонении дороги от выбранного ранее направления движения водитель создает в соответствии с навыками вождения упреждающее управляющее воздействие - поворачивает штурвал 3 на некоторый угол α_шт. Соответствующий сигнал сенсора 3, как и положение педали подачи топлива α_пт2, частоты вращения вала двигателя n_∂ 6, скорости движения υ 7, и номера включенной передачи m_j 5 поступают в бортовой компьютер 1. На основе этих сигналов определяются параметры управляемого движения: расчетная угловая скорость поворота ω_р(α_шт, α_пт), боковое ускорение носовой

и кормовой

частей корпуса машины. При этом возможно движение машины по выбранной водителем траектории или с отклонением движения - с боковым сносом или по спиралевидной траектории. На основе мониторинга управляющих воздействий водителя и параметров G сенсора 8 в бортовом компьютере осуществляется идентификация вида отклонения траектории.The proposed system works as follows. The system is switched on when the BGM moves at high speed (υ> 35 km / h). If the road deviates from the previously selected direction of movement, the driver creates a proactive control action in accordance with driving skills - turns the steering wheel 3 by a certain angle α _pcs . The corresponding sensor signal 3, as well as the position of the fuel supply pedal α _pt 2, engine speed n _∂ 6, travel speed υ 7, and the gear number m _j 5 are received on-board computer 1. Based on these signals, the parameters of controlled movement are determined: estimated angular velocity of rotation ω _p (α _pc , α _pt ), lateral acceleration of the bow

and stern

parts of the machine body. In this case, the machine can move along the path chosen by the driver or with a movement deviation - with lateral drift or along a spiral path. Based on the monitoring of the driver's control actions and the G parameters of the sensor 8, the type of path deviation is identified in the on-board computer.

Движение с боковым сносом, которое трудно управляемо, идентифицируется по следующим условиям:Movement with lateral drift, which is difficult to control, is identified by the following conditions:

1. Фактическая угловая скорость ω_фи кривизна траектории поворота БГМ k_ф, их чувствительность (частная производная) к управляющему воздействию превышают расчетные:1. The actual angular velocity ω _f and the curvature of the trajectory of rotation of the BGM k _f , their sensitivity (partial derivative) to the control action exceeds the calculated:

2. Боковое ускорение кормовой части корпуса превышает ускорения носовой части, т.е.:

2. The lateral acceleration of the stern of the hull exceeds the acceleration of the bow, ie:

3. Фактический курсовой угол превышает расчетное значение: φ_ф>φ_р 3. The actual heading angle exceeds the calculated value: φ _f > φ _p

Для ограничения сноса система создает следующие компенсирующие управления.To limit drift, the system creates the following compensating controls.

1. Управляет торможением

БГМ - наполнением ГЗ при

. Для предохранения двигателя от перегрузки в процессе торможения с помощью электромагнитного клапана осуществляется опорожнение ГТ.1. Controls braking

BGM - filling in with

. To protect the engine from overload during braking using the solenoid valve, the GT is emptied.

2. Увеличивает угловую скорость и кривизну траектории в сторону заноса, управляя гидронасосом гидропривода до прекращения заноса.2. Increases the angular velocity and curvature of the trajectory towards the drift, controlling the hydraulic pump of the hydraulic drive until the skid stops.

3. Переключает в АКП передачу на номер ниже (m_j→m_j-1), опорожняя ГТ, разгоняет двигатель, увеличивая n_∂. 3. Switches the transmission to the lower number in the automatic gearbox (m _j → m _j-1 ), emptying the engine, accelerates the engine, increasing n _∂.

Идентификация движения БГМ по спиралевидной траектории из-за перегрузки двигателя и разблокировка ГТ осуществляется по следующим условиям:The identification of the movement of the BGM along a spiral path due to engine overload and the GT are unlocked by the following conditions:

1. Частота вращения вала двигателя меньше порогового значения

, при котором происходит разблокировка ГТ, т.е.

, а передаточное отношение ГТ меньше единицы (i_гт<1).1. The frequency of rotation of the motor shaft is less than the threshold value

at which the GT unlocks, i.e.

, and the gear ratio of the GT is less than unity (i _rt <1).

2. Фактическая скорость движения меньше расчетной: υ_ф<υ_p(n_∂, m_j, α_пт)2. The actual speed of movement is less than the calculated: υ _ф <υ _p (n _∂ , m _j , α _fr )

3. Фактическая кривизна траектории и ее чувствительность к управляющему воздействию выше расчетных:3. The actual curvature of the trajectory and its sensitivity to control action is higher than calculated:

При идентификации этого отклонения система создает режим движения на повышенной частоте вращения вала двигателя, переключая передачу в АКП на номер ниже, уменьшает расчетную кривизну регулированием угла наклона шайбы гидронасоса ГП СУП по сигналу, подаваемому на второй канал управления ГП.When identifying this deviation, the system creates a mode of movement at an increased frequency of rotation of the engine shaft, shifting the transmission into the automatic gearbox to a lower number, reduces the calculated curvature by adjusting the angle of inclination of the washer of the hydraulic pump GP SOUP by the signal supplied to the second control channel of the GP.

Реализация предлагаемой системы позволяет повысить скорость движения БГМ при выполнении условий вписываемости в ограниченный коридор. Введение гидрозамедлителя с электромагнитным клапаном управления его заполнением и опорожнением ГТ придает БГМ новые свойства: возможность торможения машины позволяет тормозить гусеничную машину, сохраняя возможность управления поворотом. Это свойство особенно эффективно не только при ошибочном превышении водителем скорости входа в поворот, но и при движении машины на спусках по серпантину, т.к. сохраняется управляемость и исключается "заброс" двигателя по оборотам. Расширение номенклатуры датчиков G сенсора - установка датчиков бокового ускорения в кормовой части корпуса - позволяет более точно идентифицировать условия бокового заноса. Кроме того, снижается уровень требований к квалификации водителя и его утомляемость при длительном движении по дорогам ограниченной ширины и низкими сцепными свойствами.The implementation of the proposed system allows you to increase the speed of movement of BGM when fulfilling the conditions of fitting into a limited corridor. The introduction of a hydraulic retarder with an electromagnetic valve to control its filling and emptying the GT gives the BGM new properties: the ability to brake the machine allows it to brake the tracked vehicle, while maintaining the ability to control the turn. This property is especially effective not only when the driver erroneously exceeds the corner entry speed, but also when the car moves on descents along a serpentine road, because controllability is maintained and the engine is “thrown” in speed. The expansion of the range of sensors G sensor - the installation of lateral acceleration sensors in the rear of the hull - allows you to more accurately identify the conditions of lateral skidding. In addition, the level of qualification requirements for the driver and his fatigue during long-term driving on roads of limited width and low coupling properties are reduced.

Claims

A system for stabilizing the movement of a high-speed tracked vehicle, containing an on-board computer, with the input of which sensors for position and movement of the vehicle’s motion control elements (fuel pedal position α _nm, steering wheel angle α _pcs , brake pedal position α _m ), engine shaft speed n _d and speed V, as well as a sensor of parameters that determine the lateral and rotational motion of the car G-sensor (linear and angular speeds of the car, lateral acceleration), and the output of the on-board computer with unified with electronic channels for controlling the fuel supply E-Gas, hydraulic steering control system, spool control box for automatic gearbox and stop brake control modulator, characterized in that the system also includes a hydraulic retarder and an electromagnetic valve controlling the filling of the hydraulic retarder and emptying the torque converter connected to the output the on-board computer, the input of the on-board computer is connected to the sensor of the gear number, and the nomenclature is a sensor and the parameters that determine the lateral and rotational movement of the machine are expanded, that is, sensors are additionally introduced to determine the accelerations of the longitudinal, lateral fore and aft parts of the hull.