satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2018-17-1-64-71sat-1316Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИМИ КЛАПАНАМИ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА УПРАВЛЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЕМ С УСКОРИТЕЛЬНЫМ КЛАПАНОМFEATURES OF CONTROLLING ELECTROPNEUMATIC VALVES OF ACTUATOR TO CONTROL ITS CLUTCH WITH ACCELERATION VALVEЯритаА. А.YarytaO. A.МихалевичН. Г.MychalevychM. G.

Кандидат технических наук, доцент

ЛеонтьевД. Н.LeontievD. N.

Кандидат технических наук, доцент

КлименкоВ. И.KlymenkoV. I.

Кандидат технических наук, профессор 

Адрес для переписки: Клименко Валерий Иванович -  Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет,  ул. Ярослава Мудрого, 25, 61002, г. Харьков, Украина. Тел.: +38 050 565-77-97    valeriy.klimenko@gmail.com

 

Address for correspondence: Klymenko Valery I. Kharkiv  - National Automobile and Highway University, 25 Yaroslava Mudrogo str., 61002, Kharkiv, Ukraine. Tel.: +38 050 565-77-97    valeriy.klimenko@gmail.com

valeriy.klimenko@gmail.comБогомоловВ. А.BogomolovV. A.

Доктор технических наук, профессор

ГрицукИ. В.GritsukI. V.

Доктор технических наук, доцент

НовиковаЕ. Б.NovikovaY. B.

Кандидат филологических наук, доцент

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университетУкраинаKharkiv National Automobile and Highway UniversityUkraineХерсонская государственная морская академияУкраинаKherson State Maritime AcademyUkraine2018090220181716471Copyright © Ярита А.А., Михалевич Н.Г., Леонтьев Д.Н., Клименко В.И., Богомолов В.А., Грицук И.В., Новикова Е.Б., 20182018Ярита А.А., Михалевич Н.Г., Леонтьев Д.Н., Клименко В.И., Богомолов В.А., Грицук И.В., Новикова Е.Б.Yaryta O.A., Mychalevych M.G., Leontiev D.N., Klymenko V.I., Bogomolov V.A., Gritsuk I.V., Novikova Y.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/1316

В статье рассмотрен один из способов управления исполнительным механизмом автоматизированной системы управления сцеплением. На основе экспериментальных исследований предложены способ управления электропневматическим исполнительным устройством управления сцеплением с ускорительным клапаном, а также рациональные параметры автоматизированной системы управления сцеплением для роботизированной трансмиссии. Особенностью рассматриваемой системы является наличие в конструкции электропневматического исполнительного механизма управления сцеплением ускорительного клапана. Наличие новых связей требует корректировки способа управления исполнительным механизмом. Обосновано объединение широтно-импульсной модуляции с одиночными импульсами питания для управления электропневматическими клапанами. Определены количественные характеристики управляющих импульсов как для случая одиночных, так и в случае использования широтно-импульсной модуляции. Определена ошибка точности работы во время разных способов управления электропневматическим исполнительным устройством управления сцеплением роботизированной трансмиссии. Выделена отдельная зона широтно-импульсной модуляции, предназначенная для подавления начального гистерезиса при перемещении штока исполнительного устройства управления сцеплением. Предложен алгоритм работы системы управления сцеплением с учетом использования двух режимов работы электромагнитных клапанов. Представлена графическая интерпретация алгоритма управления сцеплением, дающая представление о расположении зон подачи постоянного сигнала на электромагнитный клапан, а также зон работы электромагнитного клапана в режиме широтно-импульсной модуляции. В алгоритме управления усилителем предусмотрен режим гарантированного сброса давления из пневматического цилиндра после отпускания педали сцепления при условии использования двух нормально закрытых электромагнитных клапанов. Такая конфигурация электропневматической системы управления сцеплением позволяет задействовать систему аварийного выключения сцепления при отсутствии электропитания. Приведены опорный алгоритм фильтрации массива данных, поступающих от датчика обратной связи, а также численные значения запаздывания, вызванного наличием фильтра.

The article deals with one of the ways to control an actuator of the automated clutch control system. The aim is to design control of the electropneumatic actuator, to control its coupling with the acceleration valve on the basis of experimental research as well as to provide rational parameters of the automated clutch control system for the robotic transmission. The feature of the system is an acceleration valve in the design of the electropneumatic actuator to control the clutch. New links demand to adjust the way to control the actuator. The connection of Pulse-Width Modulation (PWM) with single power supply pulses to control electropneumatic valves is substantiated. The quantitative characteristics of single control pulses and PWM ones are determined. The error of operation accuracy for various ways of the control of the electropneumatic actuator to control the clutch of the robotic transmission is determined. Obtained separate PWM area is designed to suppress the initial hysteresis when the rod of the clutch actuator is moved. An algorithm for the operation of a clutch control system is proposed, taking into account the use of two modes of operation of solenoid valves. A graphical interpretation of the clutch control algorithm is presented, which gives an idea of the location of the constant signal feeding zones to the solenoid valve, as well as the operation areas of the solenoid valve in PWM mode. The control algorithm of the clutch booster provides a mode of guaranteed absence of excess pressure in the pneumatic cylinder after releasing the clutch pedal, provided that two normally closed solenoid valves are used. This configuration of the electro-pneumatic clutch control system allows the use of an emergency clutch release system in case of voltage absence. The reference algorithm for filtering the array of data coming from the feedback sensor, as well as the numerical values of the delay caused by the presence of a filter, are given.

автоматизированная система управления сцеплениемисполнительный механизм с ускорительным клапаномширотно-импульсная модуляцияэлектропневматический клапанautomated clutch control systemactuator with acceleration valvepulse-width modulationelectropneumatic valveReferencesZakharik Y. M. (2003) Clutch actuators with electronic control. Avtomobil’naya Promyshlennost’ [Automotive Industry], (9), 28–30 (in Russian).Zakharik Y. M. (2003) Clutch actuators with electronic control. Avtomobil’naya Promyshlennost’ [Automotive Industry], (9), 28–30 (in Russian).Catalog “Electromagnetic Pneumatic Valves of KEM type”. Association “Rodina”. Available at: http://www.rodinatech.ru (in Russian).Catalog “Electromagnetic Pneumatic Valves of KEM type”. Association “Rodina”. Available at: http://www.rodinatech.ru (in Russian).Bronshtein M. I. (2001) Electronic Control of the Engine, Transmission and Chassis of the Car. Kharkov, Kharkiv National Automobile and Highway University. 150 (in Russian).Bronshtein M. I. (2001) Electronic Control of the Engine, Transmission and Chassis of the Car. Kharkov, Kharkiv National Automobile and Highway University. 150 (in Russian).Bukharin N. A., Prozorov V. S., Schukin M. M. (1973) Cars. Construction, Load Modes, Work Processes, Strength of Car Assemblies. Textbook for High Schools. Moscow, Mashinostroenie Publ. 504 (in Russian).Bukharin N. A., Prozorov V. S., Schukin M. M. (1973) Cars. Construction, Load Modes, Work Processes, Strength of Car Assemblies. Textbook for High Schools. Moscow, Mashinostroenie Publ. 504 (in Russian).Girutskiy O. I., Esinovskiy-Lashkov Y. K., Polyak D. G. (2000) Electronic Control Systems for Car Aggregates. Moscow, Transport Publ. 213 (in Russian).Girutskiy O. I., Esinovskiy-Lashkov Y. K., Polyak D. G. (2000) Electronic Control Systems for Car Aggregates. Moscow, Transport Publ. 213 (in Russian).Rumyantseva L. A. (1975) Design of Automated Automobile Clutches. Moscow, Mashinostroenie Publ. 176 (in Russian).Rumyantseva L. A. (1975) Design of Automated Automobile Clutches. Moscow, Mashinostroenie Publ. 176 (in Russian).Bogomolov V. O., Klimenko V. I., Mikhalevich M. G., Yarita O. O. (2015) Accelerator Valve. Pat. 109503 Ukraine (in Ukraine).Bogomolov V. O., Klimenko V. I., Mikhalevich M. G., Yarita O. O. (2015) Accelerator Valve. Pat. 109503 Ukraine (in Ukraine).Bogomolov V. A., Klimenko V. I., Mikhalevich N. G., Yarita A. A. (2014) The Choice of the Method for Controlling the Work Process and the Construction of an Algorithm for Controlling the Electro-Pneumatic Clutch Drive. Vіsnik Kharkіvs'kogo Natsіonal'nogo Tekhnіchnogo Unіversitetu іmenі Petra Vasilenka [Bulletin of the Kharkiv National Technical University of the Iman Petra Vasylanka.], 155, 14–20 (in Russian).Bogomolov V. A., Klimenko V. I., Mikhalevich N. G., Yarita A. A. (2014) The Choice of the Method for Controlling the Work Process and the Construction of an Algorithm for Controlling the Electro-Pneumatic Clutch Drive. Vіsnik Kharkіvs'kogo Natsіonal'nogo Tekhnіchnogo Unіversitetu іmenі Petra Vasilenka [Bulletin of the Kharkiv National Technical University of the Iman Petra Vasylanka.], 155, 14–20 (in Russian).Kusyak V. A., Rushtel O. S. (2015) Design of Automated Mechatronic Control Systems for the Power Unit of Trucks and Road Trains. Minsk, Belarusian National Technical University. 295 (in Russian).Kusyak V. A., Rushtel O. S. (2015) Design of Automated Mechatronic Control Systems for the Power Unit of Trucks and Road Trains. Minsk, Belarusian National Technical University. 295 (in Russian).Bogomolov V. A., Klimenko V. I., Alekseev R. V. (2012) Amplifier for Drive of Motor Vehicle Clutch. Pat. 100908 Ukraine (in Ukraine).Bogomolov V. A., Klimenko V. I., Alekseev R. V. (2012) Amplifier for Drive of Motor Vehicle Clutch. Pat. 100908 Ukraine (in Ukraine).Gerts E. V. (1968) Pneumatic Actuators. Moscow, Mashinostroenie Publ. 359 (in Russian).Gerts E. V. (1968) Pneumatic Actuators. Moscow, Mashinostroenie Publ. 359 (in Russian).Metlyuk N. F., Avtushko V. P. (1980) Dynamics of Pneumatic and Hydraulic Actuators Cars. Moscow, Mashinostroenie Publ. 232 (in Russian).Metlyuk N. F., Avtushko V. P. (1980) Dynamics of Pneumatic and Hydraulic Actuators Cars. Moscow, Mashinostroenie Publ. 232 (in Russian).Turenko A. N., Mikhalyevych N. G., Leontiev D. N. (2015) Implementation of Intelligence Functions in ElectronicPneumatic Brake Control of Vehicles. Kharkov, Kharkiv National Automobile and Highway University, 2015. 450 (in Russian).Turenko A. N., Mikhalyevych N. G., Leontiev D. N. (2015) Implementation of Intelligence Functions in ElectronicPneumatic Brake Control of Vehicles. Kharkov, Kharkiv National Automobile and Highway University, 2015. 450 (in Russian).Lomaka S. I., Ryzhih L. A., Leontiev D. N., Cheban A. , Krasyuk A. N. (2009) Automatic Control Systems and Practical Implementation of the Control Algorithm. Vestnik Nacional'nogo Tekhnicheskogo Universiteta “HPI”. Informatika i Modelirovanie = Bulletin of the National Technical University “KhPI”. A series of “Information and Modeling”, 47, 9–18 (in Russian).Lomaka S. I., Ryzhih L. A., Leontiev D. N., Cheban A. , Krasyuk A. N. (2009) Automatic Control Systems and Practical Implementation of the Control Algorithm. Vestnik Nacional'nogo Tekhnicheskogo Universiteta “HPI”. Informatika i Modelirovanie = Bulletin of the National Technical University “KhPI”. A series of “Information and Modeling”, 47, 9–18 (in Russian).Gruzman I. S., Kirichuk V. S., Kosykh V. P., Peretyagin G. I. (2000) Digital Processing of Images in Information Systems. Novosibisrk, Novosibirsk State Technical University. 168 (in Russian).Gruzman I. S., Kirichuk V. S., Kosykh V. P., Peretyagin G. I. (2000) Digital Processing of Images in Information Systems. Novosibisrk, Novosibirsk State Technical University. 168 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.