SU1096139A1 - Автоматическое устройство управлени нагрузкой двигател транспортного средства - Google Patents

Abstract

1. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗКОЙ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее датчик частоты вращени  коленчатого вала двигател , датчики недогрузки и перегрузки двигател , датчики соответственно низшей и наивысшей передач диапазона, канал включени  смежных низших передач, имеющий блоки датчика частоты вращени , датчика перегрузки и блоки выходных сигналов, снабженные-генераторами, канал вклю-чени  смежных высших передач, имеющий блоки датчика недогрузки и выходных сигналов, индикаторы перегрузки и недогрузки двигател , исполнительные механизмы включени  передач, подключенные к выходам каналов включени  смежных высших и низших передач, входы которых соединены с выходами указанных датчиков, отличающеес  тем, что, с целью повышени  его надежности и долговечности при упрощении конструкции, входы канала включени  смежных высших передач подключены к датчику недогрузки двигател  и к датчику наивысшей передачи диапазона, а входы канала включени  смежных низших передач соединены с датчиками соответственно частоты вращени  коленчатого вала, перегрузки двигател  и с датчиком низшей передачи диапазона .. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блоки указанных датчиков недогрузки и перегрузки двигател  каналов включени  смежных высших и низших передач содержат каждый последовательно соединенные трехвходовьй элемент И, инi тегратор и пороговое устройство, а упом нутый блок выходных сигналов (Л канала включени  смежных низших пере .дач содержит две параллельные цепи, перва  из которых состоит из трехвходового элемента И, генератора и усилител , а втора  - из инвертора, трехвходового элемента И и усилител , причем перва  цепь блока выходных сигх налов канала включени  смежных выс3 ших передач состоит-из двухвходового элемента И, генератора и усилител , : а втора  - из инвертора, двухвходо вого элемента И и усилител , при этом к выходам первых цепей обоих блоков выходных сигналов подключены исполнительные механизмы переключени  передач, а к выходам вторых - индикаторы перегрузки ,и недогрузки дпигател , по два входа трехвходовых элементов И первой и второй цепей блока выходных сигналов канала включени  смежных низших передач соединены с выходами блоков датчика перегрузки и частоты вращени  коленчатого вала двигател , а третий вход трех

Description

входового элемента И первой цепи подключен к датчику низшей передачи диапазона, при этом третий вход трехвходового элемента И второй цепи подключен к этому датчику посредством инвертора, по одному входу двухвходовых элементов И первой и второй цепей , блока выходных сигналов канала включени  смежных высших передач соединены с выходом блока .датчика недогрузки , второй вход двухвходового элемента И первой цепи подключен к датчику .наивысшей передачи диапазо109

на, а второй вход двухвходового элемента И второй цепи подключен к этом датчику посредством инвертора.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что, с целью блокировани  переключений до выполнени  предьщущей команды, выходы генераторов блоков выходных сигналов каналов включени  смежных низших и высших переда посредством инверторов соединены с двум  входами трехвходовых элементов И блоков датчиков перегрузки и недогрузки.

Изобретение относитс  к транспорт ному машиностроению, в частности к автоматическим устройствам управлени трансмиссией, содержащим все или несколько ступеней (диапазон), переклю чаемых без остановки транспортного средства. Известно устройство дл  автоматического управлени  коробкой передач транспортного средства, содержащее электрически последовательно подключенные на входы блока формировани команд переключени , выполненного на трехпозиционном реле с посто нными порогами срабатывани , источник стабилизированного напр жени , тахогене ратор, вырабатывающий напр жение, пропорциональное частоте вращени  коленчатого вала двигател , корректирующий резистор, кинематически св  занный с педалью подачи топлива, и исполнительный механизм, т говые элементы которого подключены к выходам блока формировани  команд переключени  передач С 13Недостатком данного устройства  в л етс  низка  эффективность работы из-за необходимости высокой точности измерени  и обработки входных сигналов , поскольку используютс  неэффективные информационные переменные. Кроме того, применение блока формиро вани  команд переключени , вьшолненного на трехпозиционном реле с посто ными порогами срабатывани , не обеспечивает поддержани  оптимальной нагрузки двигател  на всех скоростны режимах, так как рабочий диапазон по . частоте вращени  двигател  на внешней характеристике больше, чем на частичных скоростных режимах, а также из-за оперировани  аналоговыми входными величинами , что обусловливает более низкую точность, чем при работе с дискретными величинами. Наиболее близким к изобретению  вл етс  автоматическое устройство управлений нагрузкой двигател  транспортного средства, содержащее датчик частоты вращени  коленчатого вала двигател , датчики недогрузки и перегрузки двигател , датчики соответственно низшей и наивысшей передач диапазона , канал включени  смежных низших передач, имеющий блоки датчика частоты вращени , датчика перегрузки и блоки выходных сигналов, снабженные генераторами, канал включени  смежных высших передач, имеющий блоки датчика недогрузки и выходных сигналов , индикаторы перегрузки и недогрузки двигател , исполнительные механизмы включени  передач, подключенные к выходам каналов включени  смежных высших и низших передач, входы которых соединены с выходами указанных датчиков 23. Недостатками этого устройства  вл ютс  низка  надежность и недолговечность , так как из-за неоптимальных датчиков дл  поддержани  оптимальной нагрузки двигател  устройство содержит два запоминаюищх, три вычислительных устройства, ключи, нуль-орган. 31 несколько компараторов и логических элементов, что существенно усложн ет схему и ведет к снижению надежности и долговечности устройства. Кроме того, при включенной наивысшей передаче трансмиссии и недогрузке двигател , или при включенной самой низшей передаче и перегрузке двигател  устройство периодически срабатывает с целью включени  следующих смежных высших или низших передач. Но так как возможности трансмиссии исчерпаны , переключений передач в этих случа х нет, срабатывани  устройства уп равлени   вл ютс  холостыми. Эти периодические срабатывани  целого р да элементов ведут к- снижению надежности и долговечности автоматическог устройства. Цель изобретени  - повышение надежности и долговечности при упрощении конструкции автоматического устройства управлени  нагрузкой двигател  транспортного средства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в автоматическом устройстве управлени  нагрузкой двигател транс портного средства, содержащем датчик частоты вращени  коленчатого вала двигател , датчики недогрузки и перегрузки двигател , датчики соответс венно низшей и наивысшей передач диа пазона, канал включени  смежных низших передач, имеющий блоки датчика частоты вращени , датчика перегрузки и блоки выходных сигналов, снабженные генераторами, канал включени  смежных высших передач, имеющий блоки датчика недогрузки и выходных сигналов, индикаторы перегрузки и недогрузки двигател , исполнительные механизмы включени  передач, подключенные к выходам каналов включени  смежных высших и низших передач, вхо ды которых соединены с выходами ука занных датчиков, входы канала включени  смежных высших передач подключены к датчику недогрузки двигател  и к датчику наивысшей передачи диапа зона, а входы канала включени  смежных низших передач соединены с датчиками соответственно частоты вращени  коленчатого вала, перегрузки двигател  и с датчиком низшей передачи диапазона. Кроме того, блоки указанных датчиков недогрузки и перегрузки двигател  каналов включени  смежных выс94 ших и низших передач содержат каждый последовательно соедине.нные трехвходовый элемент И, интегратор и пороговое устройство, а упом нутый блок выходных сигналов канала включени  смежных низших передач содержит две параллельные цепи, перва  из которых состоит из трехвходового элемента И, генератора и усилител , а втора  - из инвертора, трехвходового элемента И и усилител , причем перва  цепь блока выходных сигналов канала включени  смежных высших передач состоит из двухвходового элемента И, генератора и усилител , а втора  - из инвертора, двухвходового элемента И и усилител , при этом к выходам первых цепей обоих блоков выходных сигналов подключены исполнительные механизмы переключени  пе:редач , а к выходам вторых индикаторы перегрузки и недогрузки двигател , по два входа трехвходовых элементов И первой и второй цепей блока выходных сигналов канала включени  смежных низших передач соединены с выходами блоков датчика перегрузки и частоты вращени  коленчатого вала двигател , а третий вход трехвходового элемента И первой цепи подключен к датчику низшей передачи диапазона, при этом третий вход трехвходового элемента И второй цепи подключен к этому датчику посредством инвертора , по одному входу двухвходовых элементов И первой и второй цепей блока выходных сигналов канала включени  смежных высших передач соединены с выходом блока датчика недогрузки, второй вход двухвходового элемента И первой цепи подключен к датчику наивысшей передачи диапазона, а второй . вход двухвходового элемента И второй цепи подключен к этому датчику посредством инвертора. С целью блокировани  переключений до выполнени  предыдущей команды выходы генераторов блоков выходных сигналов каналов включени  смежных низших и высших передач посредством инверторов соединены с двум  входами трехвходовых элементов И блоков датчи ков перегрузки и недо.грузки. На г. 1 изображена обща  схема предлагаемого ycтpoйcтвai на фиг. 2 конструкци  датчиков недогрузки и перегрузки двигател ; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2. Автоматическое устройство управле ни  нагрузкой двигател  транспортного средства (фиг. 1) содержит датчик 1 частоты вращени  двигател , датчики включени  крайних низшей 2 и высшей 3 передач диапазона, датчики 4 и 5 перегрузки и недогрузки дви гател , каналы 6 и 7 включени  низше и высшей передач, индикаторы 8 и 9 перегрузки и недогрузки двигател , исполнительньй механизм включени  низшей 10 и высшей 11 передач. Канал 6 включени  низшей передачу состоит из блока 12 датчика 1 частоты вращени  двигател , блока 13 датчика 4 перегрузки и блока 14 формировани  выходных сигналов. Блок 12 датчика частоты вращени  двигател  содержит пороговые устройства 15 и 16, дифференцирующий элемент 17, интегратор 18 и фильтр 19. Блок 13 датчика перегрузки содержит трехвходовый элемент И 20, интегратор 21, пороговое устройство 22 Блок 14 формировани  выходных сигналов канала 6 содержит инверторы 23 и 24, трехвходовые элементы И 25 и 26, генератор 27 управл ющих импульсов , усилитель 28 индикатора перегрузки и усилитель 29 управл ющих импульсов. Канал 7 включени  высшей передачи содержит блок 30 датчика 5 недогрузки двигател  и блок 31 формировани  выходных сигналов. Блок 30 дат чика 5 недогрузки содержит трехвходо вый элемент И 32, интегратор 33 и по роговое устройство 34. Блок 31 формировани  выходных сиг налов канала 7 содержит инверторы 35 и 36, двухвходовые элементы И 37 и 38, генератор 39 управл ющих импульсов , усилитель 40 индикатора недогрузки и усилитель 41 управл ющих импульсов. Датчик 1 частоты вращени  через пороговое устройство 15, дифференцирующий элемент 17, интегратор 18, фильтр 19 и второе пороговое устройство 16 св зан с первыми входами тре входовых элементов И 25 и 26. Датчик 2 включени  крайней низшей передачи диапазона соединен с третьим входом трехвходового элемента .И 26, а также через инвертор 23 с вторым входом трехвходового элемента И 25. Датчик 4 соединен с первым входом трехвходового элемента И 20, второй и третий входы которого , а также третий и первый входы трехвз;одового элемента И 32 соединены соответственно через инверторы 24 и 36 с выходами генераторов 27 и 39управл ющих импульсов. Выход трехвходового элемента И 20 соединен через интегратор 21 и пороговое устройство 22 с вторым входом трехвходового элемента И 26 и третьим входом элемента И 25, выход которого через усилитель 28 соединен с индикатором 8 перегрузки. Выход трехвходового элемента И 26 посредством генератора 27 управл ющих импульсов и усилител  29 соединен с исполнительным механизмом 10. Датчик 3 включени  крайней высшей передачи диапазона соединен с первым входом трехвходового элемента И 38 и через инвертор 35 с первым входом двухвходового элемента И 37. Датчик 5 недогрузки соединен с вторым входом трехвходового элемента И 32, выход которого посредством интегратора 33 порогового устройства 34 подключен к вторым входам двухвходовых элементов И 37 и 38, выход элемента 37 через усилитель 40соединен с индикатором 9 недогрузки , а выход элемента 38 через генератор 39 и усилитель 41 - с исполнительным механизмом 11 включени  смежных высших передач. Датчики перегрузки 4 и недогрузки 5 двигател  (фиг. 2 и 3) установлены с помощью диэлектрика 42 на качающемс  рычаге 43, фигурной т гой 44, соединенной шарнирно с кулаком 45, установленным на оси 46 рычага управлени  скоростным режимом двигател  путем воздействи  на пружину 47 подвижного элемента 48 центробежного регул тора 49, установленного в корпусе 50. На подвижном элементе 48 установлен контакт 51 с возможностью взаимодействи  с датчиками 4 и 5. Устройство работает следующим бразом. Датчик 1 выдает синусоидальный игнал, частота которого пропорциоальна частоте вращени  двигател . Датчики 2 и 3 вьщают напр жение, авное нулю, при включении соответстенно самой низшей или наивысшей пеедачи диапазона, а в других положеи х на их выходах по вл етс  напр ение с уровнем логической единицы. - Датчики 4 и 5 выдают напр жение соответственно при перегрузке или недогрузке двигател , а при оптимальной нагрузке выходное напр жение равно нулю, так как контакт 51 (фиг. 2) находитс  между датчиками 4и 5 и не взаимодействует с ними. При перегрузке частоты вращени  двигател  и центробежна  сила регул тора 49 уменьшаетс  , под действием усили  пружины 47 подвижный элемент 48 поворачиваетс  против часовой стрелки, и контакт 51 касаетс  датчика 4 перегрузки, на входе которого и по вл етс  сигнал о необходимости переключени  на смежную низшую передачу . В случае снижени  нагрузки под вижный элемент 48 поворачиваетс  по часовой стрелке и, каса сь датчика 5недогрузки двигател , обуславливает по вление команды на включение смежной высшей передачи. Пороговое устройство 15, дифференцирующий элемент 17, интегратор 18 и фильтр 19 предназначены дл  преобразовани  частоты синусоидаль .ного сигнала датчика 1 в аналоговое напр жение, подаваемое на вход поро гового устройства 16, на выходе кото рого при малых значени х входного. сигнала имеетс  напр жение, а если входной сигнал превышает пороговое значение, соответствующее предельной частоте вращени  коленчатого вала при включении низших смежных передач на выходе этого порогового устройства напр жени  нет. Интеграторы 21 и 33 и пороговые устройства 22 и 34 обеспечивают задержку выдачи команд до тех пор, по ка врем  непрерывных входных сигнал не превышает заранее установленную величину. Это необходимо дл  обеспе чени  фильтрации помех, имеющихс  в сигналах датчиков 4 и 5. При оптимальной нагрузке двигате л  на выходах датчиков 4 и 5 напр жени  нет, следовательно, на первом входе трехвходового элемента И 20 и второго входа трехвходового элеме та И 32 тоже нет напр жени , несмот р  на то, что на другие выходы пода етс  напр жение от инверторов 24 и 36, вырабатываемое при входном нуле вом напр жении. На втором и третьем входах трехвходового элемента И 26 и трехвходового элемента И 25, а та же на вторых входах двухвходовых элементов И 38 и 37 напр жени  нет, а поэтому на выходах этих элементов также напр5{жений нет, индикаторы 8 и 9 не гор т, а исполнительные механизмы 10 и 11 не срабатывают, устройство находитс  в исходном состо нии .. При перегрузке двигател  на выходе датчика 4 по вл етс  напр жение, которое поступает на вход трехвходового элемента И 20 и вызывает по вление напр жени  на его выходе, по истечении времени задержки по вл етс  второе напр жение на выходе порогового устройства 22, поступающее соответственно на второй и третий входы трехвходовых элементов И 26 и 25. Если включена промежуточна  передача, то на выходе датчика 2, а следовательно, на третьем входе трехвходового элемента И 26 имеетс  напр жение, поэтому на его выходе по витс  сигнал, если и на его первом входе будет напр жение, которое по витс  после уменьшени  частоты вращени  двигател  до величины ниже предельной. По вление сигнала на выходе трехвходового элемента И 26 запускает генератор 27, который вьщает напр жение в течение заданного времени , необходимого дл  срабатывани  исполнительного механизма 10, которое осуществл етс  по команде, выданной усилителем 29. Одновременно напр жение от этого элемента подаетс  на вход инвертора 24, а на его выходе, а следовательно, на третьем и на первом входах трехвходовых элементов И 20 и 32 напр жение становитс  равным нулю и после окончани  подачи сигнала генератором 27 устройство выходит в исходное состо ние. Если уже бьша включена сама  низша  передача, то при перегрузке двигател  йо вл етс  напр жение на выходе датчика 4, вызывающее посредством цепочки трехвходовый элемент И 20 - интегратор 21 пороговое устройство 22 подачу на-° пр жени  на второй и третий входы трехвходовых элементов И 26 и 25, не сопровождающуюс  по влением сигнала на выходе трехвходового элемента 26, поскольку на его третьем входе напр жение, поступающее от датчика 2, равно нулю. Напр жение по вл етс  на выходе трехвходового элемента И 25j поскольку на его второй пход поступает напр жение от инпертора 23 при входном напр жении, равном нулю . Напр жение, по вившеес  на выходе трехвходового элемента И 25, посредством усилител  28 вызывает свечение индикатора 8 перегрузки, что требует ручного переключени  диапазона, так как уже включена сама  низша  передача и, значит, возможности автоматически измен ть передаточные числа трансмиссии исчер паны. При недогрузке двигател  на выходе датчика 5 по вл етс  напр жение, которое, поступа  на второй вход трехвходового элемента И 32, посредством этого элемента интегратора 33 и порогового устройства 34 обусловливает подачу напр жени  на вторые входы двухвходовых элементов 37 и 38. Если включена промежуточна  передача, то на выходе датчика 3 имеетс  напр жение, которое подаетс  на первый вход двухвходового элемента И 38, поэтому при недогрузке двигател  и по влении напр жени  от датчика 5 производитс  срабатывание исполнительного механизма 11. Если же включена сама  высша  передача диапазона, то на выходе Датчика 3 напр жение равно нулю. Поэтому при недогрузке двигател  на выходе двухвходового элемента И 38 сигнала на запуск генератора 39 нет, но зато по вл етс  сигнал на выходе двухвходового элемента И 37, на первый вход которого подаетс  напр жение от инвертора 35 при входном напр жении, равном нулю. Напр жение, по вл кицеес на выходе двухвходового элемента И 3 посредством усилител  40 вызывает св чение индикатора 9 недогрузки, информиру  механизатора о необходимости переключени  на высший диапазон. Св зь выходов генераторов 27 и 39 посредством инверторов 24 и 36 с входами трехвходовых элементов И 20 и 32 предназначена дл  предотвращени  начала последующего переключени  до окончани  предьщущего. При подаче сформированного сигнала генераторами 27 или 39 к усилител м 29 или 41 дл  усилени  и выдачи команд на переключение передач напр жение , подающеес  на входы инверторов 24 и 36, обусловливает по вление на их выходах напр жени , равного нулю, которое, поступа  на входы трехвходового элемента И 20 и трехвходового элемента И 32, предотвращает по вление на их выходах напр жени  независимо от выходных напр жений датчиков 4 или 5 до тех пор, пока не прекратитс  сигнал, сформированный генераторами 27 и 39. После этого система вькодит в исходное состо ние . Выполненное таким образом автоматическое устройство позвол ет упростить его конструкцию в результате использовани  датчиков недогрузки и перегрузки двигател , выдающих релейные выходные сигналы при выходе двигател  из оптимального нагрузочного режима и оперировани  с сигналами датчиков, имеющих два устойчивых положени , так как оно обеспечивает поддержание оптимальной нагрузки дви-гател  при сокращении логических элементов . Это сокращение обусловливает повьшение надежности и долговечности устройства до 20-30%.

Claims (3)

1. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗКОЙ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, датчики недогрузки и перегрузки двигателя, датчики соответственно низшей и наивысшей передач диапазона, канал включения смежных низших передач, имеющий блоки датчика частоты вращения, датчика перегрузки и блоки выходных сигналов, снабженные·генераторами, канал включения смежных высших передач, имеющий блоки датчика недогрузки и выходных сигналов, индикаторы перегрузки и недогрузки двигателя, исполнительные механизмы включения передач, подключенные к выходам каналов включения смежных высших и низших передач, входы которых соединены с выходами указанных датчиков, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью повышения его надежности и долговечности при упрощении конструкции, входы канала включения смежных высших передач подключены к датчику недо грузки двигателя и к датчику наивысшей передачи диапазона, а входы канала включения смежных низших передач соединены с датчиками соответственно частоты вращения коленчатого вала, перегрузки двигателя и с датчиком низшей передачи диапазона.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что блоки указанных датчиков недогрузки и перегрузки двигателя каналов включения смежных высших и низших передач содержат каждый последовательно соединенные трехвходовый элемент И, интегратор и пороговое устройство, а § упомянутый блок выходных сигналов канала включения смежных низших передач содержит две параллельные цепи, первая из которых состоит из трехвходового элемента И, генератора и усилителя, а вторая - из инвертора, трехвходового элемента И и усилителя, причем первая цепь блока выходных сигналов канала включения смежных высших передач состоит из двухвходового элемента И, генератора и усилителя, а вторая - из инвертора, двухвходово?о элемента И и усилителя, при этом к выходам первых цепей обоих блоков выходных сигналов подключены исполнительные механизмы переключения передач, а к выходам вторых - индикаторы перегрузки и недогрузки двигателя, по два входа трехвходовых элементов И первой и второй цепей блока выходных сигналов канала включения смежных низших передач соединены с выходами блоков датчика перегрузки и частоты вращения коленчатого вала двигателя, а третий вход трех

6L* l96UrTTS входового элемента И первой цепи подключен к датчику низшей передачи диапазона, при этом третий вход трехвходового элемента И второй цепи подключен к этому датчику посредством инвертора, по одному входу двухвходовых элементов И первой и второй цепей, блока выходных сигналов канала включения смежных высших передач соединены с выходом блока датчика недогрузки, второй вход двухвходового элемента И первой цепи подключен к датчику .наивысшей передачи диапазо на, а второй вход двухвходового элемента И второй цепи подключен к этому датчику посредством инвертора.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью блокирования переключений до выполнения предыдущей команды, выходы генераторов блоков выходных сигналов каналов включения смежных низших и высших передай посредством инверторов соединены с двумя входами трехвходовых элементов И блоков датчиков перегрузки и недогрузки.