Управление пневматическим исполнительным механизмом сухого фрикционного сцепления автоматизированной механической трансмиссии на основе модулированного широтно-импульсного сигнала

Для обеспечения качества включения сухого фрикционного сцепления в автоматизированной механической трансмиссии в процессе трогания транспортного средства с места и маневрирования диапазон управления 

исполнительным механизмом сцепления должен быть максимально широким. Ширина диапазона зависит от согласованности геометрических параметров исполнительного механизма сцепления с электрическими характеристиками используемых электромагнитных клапанов, выходным каскадом контроллера и частотой управляющего ШИМ-сигнала. Помимо прецизионного электронного управления водитель должен иметь возможность «вручную» управлять сухим фрикционным сцеплением в аварийной ситуации, вследствие чего последнее должно иметь два независимых контура управления. В статье представлены оригинальный автоматизированный привод фрикционного сцепления с дублирующим пневмогидравлическим контуром, а также результаты исследования влияния частоты ШИМ-сигнала на рабочий диапазон управления пневматическим исполнительным механизмом сцепления. Исследования базировались на анализе результатов полунатурного эксперимента по оценке функциональной работоспособности спроектированной автоматизированной мехатронной системы управления механической трансмиссией грузового автомобиля. В качестве аппаратной основы информационной системы управления испытательным комплексом использовались контроллеры Ecomat R360. Разработанное программное обеспечение контроллеров с однопараметрической обратной связью по перемещению рычага выключения сцепления позволяет подавать ШИМ-сигнал переменной скважности на пропорциональный электромагнитный клапан автоматизированного привода. Графическое представление результатов исследований производилось с помощью средств визуализации CoDeSys V2.3. В ходе полунатурного эксперимента выявлена полиномиальная зависимость между изменением диапазона управления исполнительным механизмом сцепления и частотой генерируемого ШИМ-сигнала в интервале до 400 Гц, а также даны практические рекомендации по выбору оптимальной частоты модулированного широтно-импульсного сигнала. Результаты исследований могут быть использованы в адаптивном алгоритме управления автоматизированной механической трансмиссией грузовых автомобилей и автопоездов для обеспечения прецизионного управления исполнительным механизмом сцепления в процессах трогания с места и маневрирования.

1. Brugger F., Moser F., Ruhl T. (1988) Clutch Operating Cylinder for a Pressure-Medium Operated Clutch: Pat. USA no. 4745999.

2. Bates J. (1999) Actuator System for Vehicle Automated Clutches with Electric Motor Actuator and Pressurized Fluid Override: Pat. USA no. 5934432.

3. Inoue A. (2003) Clutch Operating System and a Hydraulic Mechanism Used in the Same: Pat. USA no. 6607060 B2.

4. Leigh-Monstevens K. V., Branum L. P. (1991) Dual Mode Motor Vehicle Clutch Control System: Pat. USA no. 5002166.

5. Ishihara M., Yamamoto Y. (1999) Clutch Disconnection Connection Device: Pat. USA no. 5954176,

6. Bakhanovich A., Kusyak V., Filimonov A., Belevich A. (2013) Automated Dry Friction Drive Vehicle Clutch: Pat. Republic of Belarus no. 20801 (in Russian).

7. Lee H.-W., Oh J.-S., Jung G.-H. (2000) A Study on Full Electronic Control of Automatic Transmission: Direct Ac-tive Shift Control. F2000A101: Materials of FISITA World Automotive Congress, Seoul, Korea, 1–6.

8. Rukteshel O. S., Kusyak V. A. (2002) Modelling of Pre-Selector Gearshift in the Urban Bus Transmission. SAE Technical Paper Series, 2002-01-2203. https://doi.org/10.4271/2002-01-2203

9. Nghia Le Van, Kusyak V. A., Nguyen T. H. (2017) The Research on Threshold Values Determination of One-Parameter Feedback in the Automated Friction Clutch Con-trol Circuit for Truck Start-Up Process. Paper from the 10th National Conference on Mechanical Engineering, 8–9 De-cem., Le Quy Don Technical University and Vietnam Asso-ciation of Mechanic, Hanoi, Vietnam. Hanoi, LQDTU, 25–32 p.

10. Bakhanovich A. G., Kusyak V. A., Gurin A. N., Van Ngia Le (2017) Electronic Control of Diesel Engine Fuel Supply Based on Programmed PID Control. Nauka i tekhnika = Science and Technology, 16 (1), 28–37 (in Russian). https://doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-1-28-37

11. Anufriev I. E. (2004) Self-Instruction Manual MatLab 5.3. St. Petersburg, BHV-Petersburg. 720 (in Russian).

12. Romanov A. A. (2011) Application of the F-Transformation Method for Forecasting the Trend and Numerical Representation of the Time Series. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk = Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 13 (4), 1103–1109 (in Russian).