В данной статье автор составляет алгоритм функционирования для системы управления полноприводного автомобиля с электромагнитной фрикционной муфтой.
Ключевые слова: автомобиль, алгоритм, интеллектуальная система, полный привод.
При движении в сложных условиях, таких как снег, лед и грязь, обычный привод на одну ось автомобиля не дает полного контроля над дорожной обстановкой. Для повышения безопасности и производительности многие производители автомобилей предлагают альтернативу с полным приводом. Но постоянный полный привода потребляет большое количество топлива и не всегда нужен в городских условиях. Для автомобилей, которые редко попадают в сложные дорожные условия, гораздо рациональнее иметь интеллектуальную систему полного привода, которая будет включать полный привод только при необходимости. Для полного понимания работы системы управления разработаем алгоритм функционирования. [2]
Система управления интеллектуальным полным приводом автомобиля предназначается для управления электромагнитной муфты, обеспечивающей передачу крутящего момента от карданного вала на входной вал редуктора главной передачи заднего моста. Управляющее напряжение поступает от бортового источника через широтно-импульсный преобразователь на рабочую обмотку электромагнитной муфты. Изменяя скважность выходных импульсов широтно-импульсного преобразователя, происходит управление усилием электромагнита муфты, которое регулирует проскальзывание фрикционных дисков. При этом обеспечивается передача крутящего момента в диапазоне от 5 % до 100 %.
На первом этапе абстрактного синтеза составим словесное описание алгоритма функционирования системы управления интеллектуального полного привода автомобиля.
По команде оператора (водителя) происходит задание режима работы подключаемого полного привода автомобиля. Всего предполагается 3 режима работы:
- Режим 1 — система управления полного привода отключена — автомобиль приводится в движение колесами переднего моста.
- Режим 2 — автоматическое подключение заднего моста по командам блока управления. Блок управления формирует требуемый уровень управляющего напряжения в зависимости от распознавания параметров движения автомобиля. Информация о параметрах движения автомобиля поступает с выходов датчиков скорости вращения колес автомобиля (4 датчика); датчика угла поворота руля; датчика бокового ускорения и включенного состояния стоп-сигнала. Диапазон изменения передаваемого электромагнитной муфтой момента составляет от 5 % до 100 %.
- Режим 3 — ручное подключение заднего моста. Этот режим задается водителем и соответствует подаче на рабочую обмотку муфты максимального напряжения, чтобы на передний и задний мост подается крутящий момент в пропорции 50:50.
На основании полученного словесного описания алгоритма функционирования системы управления интеллектуального полного привода составим логическую схему алгоритма (ЛСА).
Введем следующие функциональные операторы:
— соответственно, начало и конец выполнения алгоритма;
— включение ключа зажигания;
— подача напряжения 12В на функциональные блоки системы управления;
— задание режима работы системы интеллектуального полного привода с помощью переключателя;
— контроль параметров движения автомобиля (опрос датчиков);
— контроль температуры обмотки электромагнитной муфты;
–формирование и выдача команды на вход широтно-импульсного преобразователя о преобразовании постоянного напряжения 12В в последовательность прямоугольных импульсов с заданной скважностью;
— подача импульсного напряжения с заданной скважностью на рабочую обмотку электромагнитной муфты;
–передача крутящего момента от карданного вала на вход редуктора главной передачи заданного моста;
— формирование и подача на обмотку муфты последовательности импульсов максимальной скважности (соответствует максимальному значению среднего напряжения, равно 95 % от уровня напряжения питания);
— движение автомобиля по проблемному участку дороги с заблокированным задним мостом;
— формирование и выдача команды на отключение электромагнитной муфты;
— восстановление режима 2 после отключения электромагнитной муфты в режиме 3;
— снятие питания с функциональных блоков системы управления.
Введем логические условия:
С учетом принятых обозначений функциональных операторов и логических условий, логическая схема алгоритма запишется следующим образом:
Соответствующая разработанной логической схемы алгоритма, графическая схема алгоритма представлена на рисунке 1. [1, с.7]
Рис. 1. Алгоритм функционирования системы управления интеллектуального полного привода автомобиля.
Литература:
- Попова И. Г. Программирование и алгоритмизация: учебное пособие в 2-х частях/ И. Г. Попова — Северск: СТИ НИЯУ МИФИ, 2015.Часть 1: Алгоритмы и технология их разработки — 2015. — 41 с.
- Омеличев А. В. Учебник по устройству автомобиля. Издание второе. Исправленное и дополненное— М.: МОНОЛИТ, 288 стр.-2017.
