Д. Г. Поляк, Ю. К. Есеновский-Лашков

Вид материала

Документы

Содержание Основные требования к электронным и микропроцессорным системам Электронные системы Рис. 71. Структурная схема электронной системы управления ГМП автобусов Электронная система управления ГМП городских автобусов Рис. 74. Схема подключения аппаратуры уп­равления и электромагнитов системы управле­ния ГМП к электронному блоку З.Х. контроллера). Кроме того, обеспечивается воз­можность установки передачи в ней­тральное положение (положение Н Узел пороговых устройств. S1 размыка­ются, вследствие чего с массой оказываются соединенными только резисторы R19, R20, R21. S2. В этом случае с массой оказываются соединенными резисторы R42, R44 19. Порядок включения электромагнитов системы управления Положение контрол­лера DA2. Оно действует точно так же, как и пороговое устройство на базе усилителя DA1. Предусмотренные комбинации входных сигналов Непредусмотренные комбинации входных сигналы Узел логики (УЛ). DA1 с входом 1 дешифратора и выходов усилителей DA2, DA3

Подобный материал:

• Составители: адвокат Д. П. Ватман (речи по гражданским делам), адвокат, канд юрид наук,, 3647.6kb.
• История мировой экономики: Учеб для вузов по эконом спец /Г. Б. Поляк, В. С. Адвадзе,, 53.93kb.
• Парламентської Асамблеї Ради Європи від 05. 92 р. інвалідність визначена як обмеження, 112.43kb.
• Поляк Адель Исааковна, к и. н., профессор рабочая программа, 123.09kb.
• Поляк Адель Исааковна, кандидат искусствоведения, профессор элективный курс, 121.86kb.
• В. Поляк Методология в Израиле: вчера, сегодня, завтра, 175.53kb.
• «Сердцем – поляк…» Польша, 68.48kb.
• Грин александр степанович, 42.93kb.
• Очерки Русской Смуты. Еще несколько глав, и автор кончил бы там, где он начал свои, 3795.46kb.
• Методология и подходы при описании структурных особенностей нейтральной жидкой воды, 122.52kb.

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОННЫМ И МИКРОПРОЦЕССОРНЫМ СИСТЕМАМ


В зависимости от выбранного алгоритма управления и настройки системы автоматики можно обеспечить или высокие динамические показатели автомобиля, или наилучшую топливную экономичность. В связи с этим приходится выбирать компро­миссные варианты алгоритма и настройки системы управления ГМП, которые, не ухудшая заметно динамических показателей автомобиля, позволяют получить хорошую топливную экономич­ность на наиболее часто встречающихся режимах эксплуатации. Задача может быть успешно решена при переключении передач в зависимости от двух параметров: скорости движения автомобиля и нагрузки на двигатель. Чем выше нагрузка на двигатель, тем при более высоких частотах вращения коленчатого вала и, следова­тельно, при больших скоростях движения автомобиля должны переключаться передачи.

Для улучшения топливной экономичности автомобиля и исклю­чения цикличности процесса переключения передач скорость дви­жения автомобиля, при которой происходит переход с низшей на высшую передачу, должна быть выше скорости, соответствующей обратному переключению (с высшей на низшую передачу).

Именно по такому алгоритму действуют практически все вы­пускаемые серийно ГМП независимо от типа применяемой систе­мы управления. Наряду с этим проводятся разработки и исследо­вания электронных систем управления ГМП, в которых переклю­чение передач осуществляется в зависимости от коэффициента трансформации гидротрансформатора [16].

При использовании электронной и в особенности микропро­цессорной систем управления достаточно просто решается проб­лема изменения алгоритма переключения передач, а также пере­настройка блоков автоматики. Поэтому в зависимости от условий эксплуатации автомобиля можно переключать названные системы управления в наиболее подходящий для данных условий режим их работы. Такое переключение особенно целесообразно для авто­бусов, которые могут эксплуатироваться как в городских усло­виях, так и на загородных маршрутах, в том числе на горных дорогах.

Для защиты электронного блока ГМП от аварийных режимов, которые могут возникнуть при ошибочных действиях водителя или отказах элементов самой системы, в состав электронных и микропроцессорных систем управления должны входить устрой­ства, осуществляющие следующие защитные функции:

предотвращение выхода из строя электронного блока при коротком замыкании или перегрузке по току цепей питания элек­тромагнитов системы управления;

исключение возможности перехода на низшую передачу при движении с высокой скоростью в случае отказа датчиков ско­рости автомобиля или нагрузки двигателя, а также при непра­вильном срабатывании элементов системы автоматического управ­ления;

предотвращение одновременного включения двух и более

передач.

Кроме того, система управления должна содержать устройство индикации срабатывания защиты для сигнализации водителю о наличии неисправности в системе.


ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ


На некоторых моделях автобусов фирмы «Вольво» (Швеция) применяется электронная система управления ГМП с «жесткой логикой». В состав электронного блока системы управ­ления в основном входят дискретные элементы и только не­сколько интегральных микросхем. Управление переключением передач осуществляется в зависимости от скорости движения автобуса и нагрузки двигателя. В качестве датчика скорости автобуса используется индукторный датчик, частота выходного сиг­нала которого пропорциональна частоте вращения ведомого вала ГМП. Датчиком нагрузки двигателя является ступенчатый электрический переключатель, связанный с педалью подачи топ­лива.



Рис. 71. Структурная схема электронной системы управления ГМП автобусов


Опыт длительной эксплуатации автобуса, оборудованного ГМП с такой системой управления, показал высокую ее надежность. В качестве примера выполнения элементов, входящих в электрон­ную систему управления ГМП, ниже приведено описание отечест­венной системы управления ГМП автобусов большой вместимости.


Электронная система управления ГМП городских автобусов


Рассматриваемая электронная система предназначена для автоматического управления трехступенчатой гидромеханиче­ской передачей с блокируемым гидротрансформатором. По мере разгона автобуса происходит последовательное переключение передач с первой до третьей и далее блокируется гидротрансфор­матор. Кроме этого, электронная система выполняет защитные функции.

Структурная схема электронной системы управления показана на рис. 71, ее электрическая схема и электронный блок — на рис. 72 и 73, а подключение внешних устройств к электронному блоку — на рис. 74. Схема стабилизатора напряжения СИ и ПЧН приведена на рис. 5 и 17.

В качестве датчика скорости ДС автобуса (см. рис. 71) ис­пользован индукторный датчик (см. рис. 43), расположенный над одним из зубчатых колес, установленных на ведомом валу ГМП. Поэтому частота изменения ЭДС на выходе датчика ДС пропор­циональна частоте вращения данного вала ГМП, т. е. пропорцио­нальна скорости движения автобуса.



Рис. 72. Схема электронного блока системы управления ГМП автобусов




Рис. 73. Электронный блок системы управления ГМП автобусов


Датчик нагрузки ДН двигателя выполнен в виде двух пере­ключателей S1 и S2, приводимых от педали подачи топлива.



Рис. 74. Схема подключения аппаратуры уп­равления и электромагнитов системы управле­ния ГМП к электронному блоку: К.У — контроллер управления; Sгз — включатель гидрозамедлителя; S1, S2 — микропереключатели датчика нагрузки двигателя; ЭМ₁, ЭМ₂, ЭМ₃, ЗМ_вд, ЭЛ1з.х — электромагниты системы управления


До тех пор, пока эта педаль находится в положениях, соответ­ствующих подаче менее 50 % максимального значения величины подачи топлива, ни один из переключателей датчика нагрузки не срабатывает (положение контактов переключателей показано на рис. 74). Переключатель S1 срабатывает, когда педаль устанавли­вается в любое из положений, при которых подача топлива в дви­гатель составляет от 50 до 100 % максимального ее значения.

Для обеспечения срабатывания переключателя S2 водитель должен установить педаль подачи топлива дальше Положения, соответствующего 100 % подаче топлива в двигатель, преодолев при этом усилие дополнительной пружины. Такой режим носит название «кикдаун», и используется для принудительного вклю­чения понижающей передачи автобуса с целью повышения его динамики в процессе обгона.

Помимо основного режима управления гидропередачей, при котором по мере разгона автобуса осуществляется автоматическое переключение всех передач и блокировка гидротрансформатора (положение ЗА контроллера), в системе управления предусмот­рены еще следующие режимы:

автоматического переключения первой и второй передач с бло­кировкой гидротрансформатора после разгона автобуса на второй передаче до заданной скорости (положение 2А контроллера);

принудительного включения первой передачи независимо от скорости дви­жения автобуса (положение 1 конт­роллера);

принудительного включения пере­дачи заднего хода независимо от ско­рости движения автобуса (положение З.Х. контроллера).

Кроме того, обеспечивается воз­можность установки передачи в ней­тральное положение (положение Н контроллера).

Задание необходимого режима ра­боты системы управления ГМП осу­ществляется с помощью контроллера управления КУ, схема подключения которого к электронному блоку при­ведена на рис. 74.

В табл. 19 указан порядок под­ключения электромагнитов системы управления к источнику питания в за­висимости от включаемой передачи и положения контроллера управления.

Узел пороговых устройств. Команды на переключение передач и блокировку гидротрансформатора вырабатывает пороговое устройство системы управления в зависимости от уровня напря­жения на выходе ПЧН и положения переключателей датчика на­грузки ДН. Эти пороговые устройства выполнены на базе токо-разностных усилителей DAI, DA2 и DA3 (см. рис. 71). В режимах автоматического переключения передач ЗА и 2А напряжение к резистору R1 не подводится, вследствие чего транзистор VT1 за­крыт, и резистор R10 отключен от массы.

В первом положении датчика нагрузки контакты переключа­телей S1 и S2 (см. рис. 74) замкнуты, что приводит к замыканию на массу (соответственно через диоды VD5, VD6, VD7, VD8, VD9, VD10) резисторов R14, R15, R16, R19, R20, R21 (см. рис. 72).

Во втором положении датчика нагрузки контакты S1 размыка­ются, вследствие чего с массой оказываются соединенными только резисторы R19, R20, R21.

Третьему положению датчика нагрузки соответствует размыка­ние и замыкание соответствующих контактов переключателя S2. В этом случае с массой оказываются соединенными резисторы R42, R44 и R46 (соответственно через диоды VD12_t VD13 и VDI4). Изменение подключения резисторов в зависимости от положения переключателей S1, S2 датчика нагрузки обеспечивает корректи­ровку переключения передач в соответствии с нагрузкой двигателя.


19. Порядок включения электромагнитов системы управления

Положение контрол­лера	Включаемая передача	Электромагниты
		ЭМ1	ЭМ2	ЭМ3	ЭМ6Л	Мз.х
ЗА	Первая Вторая Третья Третья**	+ — — —	— + — —	— — + +	— — — +	— — — —
2А	Первая Вторая Вторая**	+ — —	— + +	— — —	— — +	— — —
1	Первая	+	—	—	—	—
3. X	Задний ход	—	—	—	—	+
Н	Нейтральное положе­ние	—	—	—	—	—

* + — электромагнит включен, — — выключен.

** С режимом блокировки гидротрансформатора.


Управление переключением с первой на вторую передачу и об­ратно осуществляется пороговым устройством на базе усилителя DA1. Если в автобусе педаль подачи топлива находится в поло­жении, соответствующем первому положению датчика нагрузки, то сила тока I_и, проходящего через инвертирующий вход усили­теля, определяется сопротивлением резисторов R7, R14, R19, R29 и установкой подвижного контакта регулировочного переменного резистора R24.

Сила тока I_н, проходящего через неинвертирующий вход уси­лителя DA1, зависит от напряжения U_y на выходе ПЧН и сопро­тивления резистора R30. При низкой скорости движения автобуса величина U_y мала, в связи с чем I_и>I_н, усилитель закрыт и на его выходе напряжение близко к нулевому значению. Когда же вслед­ствие возрастания скорости автобуса до значения v_I—II, соответст­вующего переключению с первой передачи на вторую, сила тока I_и становится больше, чем I_и, то на выходе усилителя появляется напряжение. Это напряжение через делитель напряжения, обра­зованный резисторами R41, R42 (см. рис. 72), и резистор R35 под­водится к неинвертирующему входу усилителя DA1. В результате возникающей положительной обратной связи происходит лавино­образное увеличение силы тока I_н, обеспечивающее переход уси­лителя в режим с высоким уровнем напряжения U_Вых на его вы­ходе. Появление напряжения U_ВЫХ является сигналом для пере­ключения с первой на вторую передачу.

Для переключения со второй на первую передачу скорость автобуса должна снизиться до значения V_II-I, при котором сила тока I_н станет меньше значения I_и.

При включенной второй передаче, вследствие действия в дели­теле DA1 положительной обратной связи, уменьшение силы тока I_н до значения, соответствующего I_и, произойдет при скорости V_II-I. которая меньше скорости V_I-II. Тем самым предотвращается цикличность переключения передач.

При установке педали подачи топлива в положение, соответ­ствующее второму положению датчика нагрузки, вследствие от­ключения от массы резистора R14 (см. рис. 72), уменьшается падение напряжения в резисторе R7, благодаря чему возрастает сила тока I_и, проходящего через инвертирующий вход усилителя DA1. В результате переключение с первой на вторую передачу и обратно будет происходить при более высоких уровнях напряже­ния на выходе ПЧН и соответственно при больших скоростях дви­жения автобуса.

На режиме кикдаун вследствие отключения от массы резисто­ров R14 и R19 переключение с первой на вторую передачу и об­ратно будет происходить при еще более высоких скоростях движе­ния автобуса. Наряду с этим из-за подключения к массе резистора R42 уменьшится напряжение на средней точке делителя напряже­ния, образованного резисторами R41 и R48, что приведет к ослаб­лению эффекта положительной обратной связи в усилителе DA1. Это необходимо для расширения диапазона скоростей автобуса, где может быть реализовано действие режима кикдаун.

Управление переключением со второй на третью передачу и обратно осуществляется пороговым устройством на базе усили­теля DA2. Оно действует точно так же, как и пороговое устройство на базе усилителя DA1. Аналогичным образом действует и поро­говое устройство на базе усилителя DA3, управляющее включе­нием и выключением блокировки гидротрансформатора.


20. Таблица истинности дешифратора К511ИД1

Номер строки	Уровень напряжения на входах			Номер выхода, соединенного с массой
	1	2	4
Предусмотренные комбинации входных сигналов
1	0	0	0	0
2	1	0	0	1
3	1	1	0	3
4	1	1	1	7
Непредусмотренные комбинации входных сигналы
5	0	1	1	6
6	1	0	1	5
7	0	1	0	2
8	0	0	1	4

Для создания оптимальных условий работы ГМП в режиме 2А необходимо, чтобы на данном режиме блокировка гидротрансфор­матора включалась при более низких скоростях движения авто­буса по сравнению с режимом ЗА. Для выполнения указанного требования резистор R3 соединяется с выводом 3 штепсельного разъема XI, к которому подводится напряжение от бортовой сети при установке контроллера в положение 2А. В этом случае от­крывается транзистор VT2, резистор R11 подключается к массе, что обеспечивает увеличение падения напряжения в резисторе R9 и, как следствие, уменьшение силы тока I_и, проходящего через инвертирующий вход усилителя DA3. Уменьшение силы тока I_и позволяет переключить усилитель DA3 в режим с высоким уровнем напряжения на выходе при меньшей силе тока I,„ т. е. при бо­лее низкой скорости движения автобуса.

Узел логики (УЛ). При движении автобуса с низкой скоростью напряжения на выходах усилителей DAI, DA2 и DA3 (см. рис. 72) близко к нулю, что соответствует уровню «логического 0» для устройств, осуществляющих последующую обработку данных сиг­налов. По мере разгона автобуса высокое напряжение вначале появляется на выходе усилителя DA1, а затем последовательно на выходах усилителей DA2 и DA3. Данный уровень напряжения является уровнем «логической 1» при последующей обработке сигналов, которая выполняется с помощью дешифратора DD1, в качестве которого применена интегральная микросхема типа К511ИД1. Дешифратор осуществляет преобразование различных комбинаций сигналов на выходе усилителей DAI, DA2 и DАЗ в сигналы, необходимые для включения в заданной последова­тельности усилителей питания электромагнитов системы управ­ления.

Дешифратор К511ИД1 имеет четыре входа, из которых исполь­зуются только три (1, 2 и 4). В зависимости от комбинации сиг­налов с уровнями «логического 0» или «логической 1», подводи­мых к входам дешифратора, какой-либо один из его выходов соединяется с массой.

Таблица истинности дешифратора (табл. 20) содержит указа­ния, каким комбинациям сигналов на входе дешифратора соответ­ствует соединение с массой того или иного его выхода.

При выполненном в схеме управления соединении выхода уси­лителя DA1 с входом 1 дешифратора и выходов усилителей DA2, DA3 соответственно с входами 2 и 4 дешифратора напряжение с уровнем «логической I» может появиться на входе с более вы­соким номером только при наличии такого уровня на входах с более низкими номерами. Такие комбинации сигналов, указан­ные в строках 1 — 4 табл. 20, в дальнейшем будут обозначаться термином «предусмотренные», поскольку они соответствуют нор­мальной работе пороговых устройств. Любая другая комбинация сигналов на входах дешифратора, указанная в строках 5 — 8 табл. 20, возможна только при нарушении нормальной работы пороговых устройств. Поэтому в дальнейшем такие комбинации сигналов обозначаются термином «непредусмотренные».