satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical Universitysat-52Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ В КОМАНДНОМ РЕЖИМЕ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ АГРЕГАТОМ АВТОМОБИЛЯRESEARCH ON GEAR SHIFTING PROCESS IN COMMAND MODE OF VEHICLE POWERTRAIN CONTROLКусякВ. А.KusyakV. A.

Кандидат технических наук, доцент

vkusyak@bntu.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus201430082014048287Copyright © Кусяк В.А., 20142014Кусяк В.А.Kusyak V.A.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/52

Приведена принципиальная схема автоматизированной системы управления силовым агрегатом на базе сухого фрикционного сцепления и механической коробки передач. Мехатронная система имеет модульную компоновку и позволяет осуществлять трогание автомобиля с места, маневрирование с низкими скоростями, переключение передач в командном и автоматическом режимах. Управление дизельным двигателем, сцеплением и десятиступенчатой коробкой передач на всех режимах движения осуществляется контроллерами при воздействии на селектор режимов движения, педаль акселератора, а по необходимости - и на педаль тормоза. Обмен данными между электронными блоками осуществляется по протоколу SAE-J1939 со скоростью передачи 250 кбит/с. Изменение топливоподачи дизельного двигателя, включение-выключение сцепления и переключение ступеней в коробке происходят автоматически в результате срабатывания пневматических силовых исполнительных механизмов при подаче сигнала от контроллера на соответствующий электромагнитный клапан или их комбинацию.

Показаны результаты полунатурного эксперимента по исследованию процесса переключения передач в командном режиме управления силовым агрегатом. Представлены осциллограммы переходного процесса с различной структурой алгоритма управления. Приведен их сравнительный анализ и дано заключение о целесообразности автоматизации процесса переключения. Графическое оформление результатов полунатурного эксперимента производили с помощью средств визуализации CoDeSys V2.3.

The paper presents a schematic diagram of the powertrain automated control system based on dry friction clutch and manual gearbox. Mechatronic system has a modular configuration and allows to make the vehicle starting-up, low speed maneuvering and command or automatic gearshifting. Diesel engine, clutch and 10-step gearbox control is carried out at all movement modes by electronic modules when affected on mode selector, accelerator pedal and, if necessary, on brake pedal. Data exchange between electronic units is carried by SAE-J1939 protocol with a transmission rate of 250 kbit/s. Change in diesel fuel supply, clutch engagement and gearshifting take place automatically as a result of pneumatic power actuator operation by a signal from the controller to the corresponding solenoid valve or a combination thereof.

Presents the results of semi-natural experiment on research of gear shifting process in the command mode of powertrain control. Transient gearshift oscillograms with various control algorithm structure have been given in the paper. The paper contains a ^iT^rative analysis of the oscillograma and a conclusion on expediency of gear shifting automation. A graphic representation of the semi-natural experiment results has been performed with the help of CoDeSys V2.3-visualization facilities.

автоматизированный силовой агрегатпереключение передачполунатурный эксперименталгоритм управленияautomated powertraingear shiftingsemi-natural experimentcontrol algorithmReferencesFuller® Automated Transmissions: Fuller®Ultra- Shift® LST, -LHP, -LEP / Eaton Tech. Information: Condensed Specifications TRSL-0300, -0318 807 2.5M/WP, TRSL - 0314 807 2M/WP. - Eaton Corp., USA, 2007. - 6 p.Fuller® Automated Transmissions: Fuller®Ultra- Shift® LST, -LHP, -LEP. Eaton Tech. Information: Condensed Specifications TRSL-0300, -0318 807 2.5M/WP, TRSL - 0314 807 2M/WP. Eaton Corp., USA, 2007.ZF AS Tronic и ZF AS Tronic Mid: техническое руководство по установке, работе и вводу в эксплуатацию / ZF Tech. Information, Sheet-No 1328 765 901f21. - ZF Frid- richshafen AG, Germany, 2005. - 105 p.ZF AS Tronic and ZF AS Tronic Mid: Technical Manual for Installation, Operation and Commissioning. ZF Tech. Information, Sheet-No 1328 765 901f21. ZF Frid- richshafen AG, Germany, 2005.Тенденции развития автоматизированных систем управления механическими коробками передач большегрузных автомобилей / О. С. Руктешель [и др.] // Весщ Нацыянальнай акадэми навук Беларусі. Сер. фіз.-тэхн. навук. - 2006. - № 2. - С. 50-54.Rukteshel, O. S., Solomacho, V. L., Kusyak, V. A., Filimonov, A. A. (2006) Development Trends of Automated Control Systems of Manual Gearboxes in Heavy Vehicles. Vesty Akademii Nauk Belarusi. Seriia Fiziko-Tekhnicheskikh Nauk [Bulletin of Academy of Sciences of Belarus. Series: Physical and Engineering Sciences], 2, 50-54 (in Russian).Opticruise: Description of Operation and Work Description / Scania Tech. Information 05:05-02, Sheet-No 1 585 369. - Scania CV AB, Sweden, 1995. - 84 p.Opticruise: Description of Operation and Work Description. Scania Tech. Information 05:05-02, Sheet-No 1 585 369. Scania CV AB, Sweden, 1995.SAE InternationalTM: Surface Vehicle Recommended Practice / J1939-71: Vehicle Application Layer. - SAE Truck and Bus Control and Communications Network Subcommittee. - 2003. - 379 р.SAE InternationalTM: Surface Vehicle Recommended Practice. J1939-71. Vehicle Application Layer. SAE Truck and Bus Control and Communications Network Subcommittee. 2003.CiA DS-301, Version 4.01: CANopen Application Layer and Communication Profile: ISO 11989 [Electronic resource] / CAN in Automation e.V., Germany, copyright © 2001-012. - Mode of access: http://www./workarea. ego-gw.it/ego2/ego/itf/software/301_canopen.pdf. - Date of access: 19.03.2009.CiA DS-301, Version 4.01: CANopen Application Layer and Communication Profile. ISO 11989. Available at: http://www7workarea.ego-gw.it/ego2/ego/itf/software/301_ ca- nopen.pdf. (accessed: 19 March 2009).Руководство пользователя по программированию ПЛК в CoDeSys V2.3 / ПК «Пролог», Copyright: 3S-Smart Software Solutions GmbH, 2008. - 452 с.Manual on PLC Programming in CoDeSys V2.3. PC “Prologue”, Copyright: 3S-Smart Software Solutions GmbH. 2008.ZF AS Tronic® / ZF tech. information, Sheet-No. 1327 750 102a. - ZF Fridrichshafen AG, Germany, 2001. - 23 p.ZF AS Tronic®. ZF Tech. Information, Sheet-No 1327 750 102a. ZF Fridrichshafen AG, Germany, 2001.Коралевски, Г. Синтез законов управления и параметров гидромеханических трансмиссий колесных машин : автореф. дис. ... д-ра техн. наук : 05.05.03 / Г. Коралевски. - Минск, 2001. - 40 с.Koralevski G. Sintez Zakonov Upravlenija i Par- ametrov Gidromehanicheskih Transmissij Kolesnyh Mashin: Avtoref. dis. d-ra tehn. nauk [Synthesis of Control Laws and Hydro-Mechanical Transmissions Parameters for Wheeled Vehicles. Author’s Abstract for a Science Degree of Doctor of Engineering Sciences]. Minsk, 2001 (in Russian).Кусяк, В. А. Синтез алгоритма переключения передач в трансмиссии городского автобуса : дис. ... канд. техн. наук: 05.05.03 / В. А. Кусяк. - Минск, 2000. - 173 с.Kusyak, V. A. Sintez Algoritma Perekljuchenija Peredach v Transmissii Gorodskogo Avtobusa: dis. kand. tehn. nauk [Synthesis of Gearshift Algorithm in Urban bus Transmission. Author’s Abstract for a Science Degree of Candidate of Engineering Sciences]. Minsk, 2000 (in Russian).

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