Самоадаптивний спосіб контролю для виключення дрейфу датчика та пристрій для його здійснення

Реферат: Заявлений винахід належить до області керування автоматичною коробкою передач і, зокрема, забезпечує спосіб адаптивного керування для усунення дрейфу датчика. У способі адаптивного керування для усунення дрейфу датчика, адаптивний алгоритм у його системі керування порівнює сигнали тиску масла автоматичної коробки передач і обчислює значення дрейфу нуля при поточній температурі масла. За допомогою цього способу, під час використання трансмісійного виробу, коли блок керування коробкою передач працює нормально, система керування може виконувати інтелектуальне регулювання параметрів у режимі онлайн і автоматично усувати дрейф нуля датчика. Спосіб має високу адаптованість і задовольняє вимоги, що пред'являються до керування. Реалізація адаптивного алгоритму в системі керування дозволяє забезпечити автоматичний трансмісійний виріб, який зберігає оптимальні характеристики в межах усього періоду експлуатації, тобто високу безпеку й низьку споживану потужність. UA 106317 C2 (12) UA 106317 C2 UA 106317 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Заявлений винахід належить до галузі керування автоматичною коробкою передач і, зокрема, до способу адаптивного керування для усунення дрейфу датчика й до пристрою для здійснення цього способу. При керуванні автоматичною коробкою передач, точність сигналів, що надходять із датчика тиску масла, має важливе значення для стабільної безпечної роботи керування системою. У практичних технічних додатках найбільше широко використовуються п’єзорезистивні і ємнісні датчики тиску. Значення дрейфу нуля датчика залежить від наступних трьох факторів: по-перше, оскільки матеріали, чутливі до тиску, які використовуються для датчиків, чутливі в різному ступені до температури, тому що температура змінюється, значення дрейфу нуля датчика буде також змінюватися; по-друге, відмінність у технологіях виготовлення матеріалів, чутливих до тиску, для датчика призводить до того, що значення дрейфу нуля датчика будуть відрізнятися один від іншого, тобто та сама партія виготовлених датчиків має різні значення дрейфу нуля при тій самій температурі; по-третє, у період експлуатації датчиків також змінюються особливості матеріалів, чутливих до тиску, що призводить до змін значення дрейфу нуля датчика. У результаті, беручи до уваги вплив, викликаний значенням дрейфу нуля датчика, сигнали, що надходять із датчика тиску масла, можуть зазнати викривлення, яке призводить до відхилення від фактичних вихідних значень. Отже, система керування не дозволяє досягтися свого оптимального ефекту керування, тим самим збільшуючи ризики під час роботи системи й знижуючи коефіцієнт корисної дії автоматичної коробки передач. Таким чином, погіршуються характеристики безпеки й економія масла автомобіля, на якому установлена автоматична коробка передач. Беручи до уваги вищезгадані проблеми, даний винахід забезпечує спосіб адаптивного керування для усунення дрейфу датчика й пристрій для здійснення цього способу. Згідно зі способом і пристрєм, після поставки автомобілів не потрібне ручне регулювання роботи або параметрів; під час використання й керування автомобілем за рахунок виконання адаптивного алгоритму блоку керування коробкою передач, система керування дозволяє реалізувати інтелектуальне регулювання параметрів у режимі онлайн і автоматично усунути дрейф нуля датчика. Таким чином, спосіб і пристрій згідно із даним винаходом мають високу адаптованість, задовольняють вимогам керування системою й дозволяють забезпечити автоматичний трансмісійний виріб, який досягає оптимальних характеристик у період експлуатації. Даний винахід забезпечує спосіб адаптивного управління для усунення дрейфа датчика і пристрій для здійснення цього способу. Використані наступні технічні рішення: 1. Спосіб адаптивного керування для усунення дрейфу датчика містить у собі наступні етапи, на яких: А. зчитують, за допомогою системи адаптивного управління блоку керування коробкою передач в автомобілі при подачі на нього живлення, дані одномірної таблиці, що показують залежність між температурою масла й значенням дрейфу нуля датчика, і зберігають дані одномірної таблиці в оперативному запам'ятовувальному пристрої; В. здійснюють збір, за допомогою аналого-цифрового модуля на основі однокристального мікрокомп'ютера блоку керування коробкою передач, сигнали для адаптивного керування, і після перетворення сигналів для адаптивного керування в технічні одиниці, оцінюють, за допомогою програми, умови для виконання адаптивного алгоритму; і С. якщо поточна умова роботи автомобіля задовольняє умові для виконання адаптивного алгоритму, обчислюють, за допомогою адаптивного алгоритму згідно із сигналами для адаптивного керування, які перетворяться в технічні одиниці, значення дрейфу нуля, що відповідає сусіднім вузловим крапкам розрахункової сітки, і обчислюють значення дрейфу нуля датчика при поточній умові роботи автомобіля для завершення роботи адаптивного алгоритму; і якщо поточна умова роботи автомобіля не задовольняє умові для роботи адаптивного алгоритму, запитують, за допомогою адаптивного алгоритму дані одномірної таблиці на етапі А, і обчислюють значення дрейфу нуля датчика при поточній умові роботи автомобіля. Сигнал для адаптивного керування на етапі В містить припустимий сигнал запалювання, сигнал обертів двигуна, сигнал датчика тиску масла й сигнал датчика температури масла. Умова для виконання адаптивного алгоритму, яку задоволено на етапі C, містить у собі наступне: ключ запалювання автомобіля перебуває в положенні Вкл., двигун перестав працювати й датчик температури масла працює нормально. Умова для виконання адаптивного алгоритму, яке не задоволена на етапі C, містить наступне: датчик температури масла вийшов з ладу або працює ненормально, двигун запустився й починає роботу або датчик тиску масла вийшов з ладу. На етапі C, якщо поточна умова роботи автомобіля не задовольняє умові для виконання 1 UA 106317 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 адаптивного алгоритму, адаптивний алгоритм обчислює значення дрейфу нуля датчика при поточній температурі з використанням інтерполяційного способу розрахунків. Пристрій адаптивного керування для усунення дрейфу датчика містить у собі: модуль ініціалізації системи, виконаний з можливістю зчитування при подачі на нього живлення даних одномірної таблиці, що показують залежність між температурою масла й значенням дрейфу нуля датчика, і збереження даних одномірної таблиці в оперативному запам'ятовувальному пристрої; модуль збору сигналів, виконаний з можливістю збору сигналів для адаптивного керування; модуль перетворення сигналів, виконаний з можливістю перетворення зібраних сигналів для керування в технічні одиниці; і модуль виконання адаптивного алгоритму, виконаний з можливістю оцінки, згідно із зібраними сигналами для адаптивного керування того, чи задовольняє поточна умова роботи автомобіля умові роботи адаптивного алгоритму, і виконання відповідного обчислення для одержання значення дрейфу нуля датчика при поточній умові роботи автомобіля. Пристрій додатково містить у собі модуль запису значення дрейфу нуля датчика, виконаний з можливістю запису отриманого значення дрейфу нуля датчика у вигляді даних одномірної таблиці, і зберігання даних одномірної таблиці в програмованому постійному запам'ятовувальному пристрої, що електрично стирається. Модуль виконання адаптивного алгоритму містить у собі: модуль оцінки адаптивного алгоритму, виконаний з можливістю оцінки того, чи задовольняє поточна умова роботи автомобіля умові виконання адаптивного алгоритму; і модуль обчислення адаптивного алгоритму, виконаний з можливістю обчислення значення дрейфу нуля датчика при поточній умові роботи автомобіля. За допомогою способу адаптивного керування для усунення дрейфу датчика й пристрою для здійснення цього способу згідно із даним винаходом, під час використання трансмісійного виробу, коли блок керування коробкою передач працює нормально, система керування дозволяє реалізувати інтелектуальне регулювання параметрів у режимі онлайн і автоматично усунути дрейф нуля датчика. Тому спосіб і пристрій згідно із даним винаходом мають високу адаптованість і задовольняють вимогам, що пред’являються до системи керування. Реалізація адаптивного алгоритму в системі керування дозволяє забезпечити автоматичний трансмісійний виріб, який зберігає оптимальні характеристики протягом усього періоду експлуатації, тобто високу безпеку й низьку споживану потужність. Винахід пояснюється кресленнями, на яких представлено наступне: фіг.1 – послідовність операцій способу адаптивного керування для усунення дрейфу датчика згідно з варіантом здійснення заявленого винаходу; фіг.2 – схема реалізації інтерполяційного обчислення способу адаптивного керування для усунення дрейфу датчика згідно з варіантом здійснення заявленого винаходу; фіг.3 – структурна блок-схема пристрою адаптивного керування для усунення дрейфу датчика згідно з варіантом здійснення заявленого винаходу. З посиланням на креслення й кращий варіант здійснення, спосіб адаптивного керування для усунення дрейфу датчика й пристрій для здійснення цього способу, згідно із даним винаходом докладно описані в такий спосіб: Варіант 1 здійснення Як показано на фіг.1, спосіб адаптивного керування для усунення дрейфу датчика згідно із даним винаходом включає наступні етапи: 101: У випадку, коли виконується програмне забезпечення блоку керування коробкою передач, зчитує таблицю даних, специфічну для адаптивного алгоритму, з оперативного запам'ятовувального пристрою таким чином, щоб таблиця даних оновлювалася після виконання алгоритму. Таблиця даних являє собою об'єкт, який необхідно модифікувати за допомогою адаптивного алгоритму, і використовується для запису й зображення характеристичної кривої дрейфу нуля в умовах різної робочої температури. Початкове значення таблиці даних рівно 0, і її дані стають усе більш і більш повними залежно від їздового циклу автомобіля. 102: Аналого-цифровий модуль на основі однокристального мікрокомп'ютера блоку керування коробкою передач здійснює збір сигналів для адаптивного керування, таких як сигнал датчика тиску масла (сигнали для адаптивного керування містять у собі припустимий сигнал запалювання, сигнал обертів двигуна, сигнал датчика тиску масла й сигнал датчика температури масла). 103: Сигнал датчика тиску масла обробляється й перетвориться в сигнал технічних одиниць ( бар використовується як одиниця виміру для значення тиску масла). 2 UA 106317 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 104: Потім програма починає оцінювати те, чи задоволена умова для виконання адаптивного алгоритму. 1041: У випадку, коли всі наступні умови задоволені: 1. Ключ запалювання перебуває в положенні Вкл. 2. Двигун припинив роботу. 3. Датчик температури масла працює нормально. Адаптивний алгоритм у системі керування обчислює значення дрейфу нуля, що відповідає сусіднім вузловим точкам розрахункової сітки значень температури згідно з поточною температурою й фактичному тиску масла, який зчитується з датчика тиску масла (алгоритм інтерполяції і його реалізація ілюстровані на фіг.2, де використовується інтерполяційний спосіб обчислення сусідніх точок). На фіг.2 зображена таблиця даних, яка використовується для інтерполяційного алгоритму, де Y = f(x), (X1 ≤ x ≤ Xn), y* позначає поточне значення тиску масла датчика, y позначає значення тиску масла, отримане за допомогою запиту таблиці. Реалізація алгоритму представлена в наступному вигляді: ⊿y = y* – y, Yi’ = Yi + ⊿ y, Yi + 1' = Yi + 1 + ⊿y; значення дрейфу нуля при поточній температурі масла обчислюється з використанням алгоритму запиту таблиці для завершення роботи адаптивного алгоритму. 1042. У випадку, коли будь-яке одну з наступних умов задоволена: 1. Двигун запустився й початків працювати. 2. Датчик тиску масла вийшов з ладу. 3. Датчик температури масла вийшов з ладу або працює ненормально. Адаптивний алгоритм припиняє інтерполяційний розрахунок для таблиці даних, і виконує розрахунки за допомогою запиту таблиці згідно з таблицею даних попереднього результату виконання алгоритму для одержання значення дрейфу нуля датчика при поточній температурі. Під час експлуатації автомобіля блок адаптивного керування коробкою передач автоматично виконує інтерполяційний розрахунки відносно всієї таблиці даних згідно з різними температурами масла для того, щоб одержати значення дрейфу нуля датчика тиску масла в межах діапазону робочих температур масла автоматичної коробки передач. 105: Корекційний розрахунок виконується стосовно сигналу датчика тиску масла ( тобто значення дрейфу віднімають із фактичного сигналу температури масла) для одержання більш точного сигналу датчика тиску масла, що лежить в основі для нормальної й стабільної роботи системи. 106: Після припинення експлуатації автомобіля, відключається живлення блоку адаптивного керування коробкою передач, і таблицю даних в адаптивному алгоритмі можна автоматично зберегти в програмованому постійному запам'ятовувальному пристрої, що електрично стирається, або на флеш-пам’яті. Після заповнення таблиці даних, адаптивний результат зберігається успішним образом. Варіант 2 здійснення Як показано на фіг.3, пристрій адаптивного керування для усунення дрейфу датчика згідно із даним винаходом містить у собі: модуль 201 ініціалізації системи, виконаний з можливістю автоматичного зчитування, при подачі на нього живлення, даних одномірної таблиці, що показують залежність між температурою масла й значенням дрейфу нуля датчика, і збереження даних одномірної таблиці в оперативному запам'ятовувальному пристрої; модуль 202 збору сигналів, виконаний з можливістю збору сигналів для адаптивного керування; модуль 203 перетворення сигналу, виконаний з можливістю перетворення зібраних сигналів для адаптивного керування в технічні одиниці; і модуль 204 виконання адаптивного алгоритму, виконаний з можливістю оцінки, згідно із зібраними сигналами для адаптивного керування, того, чи задовольняє поточна умова роботи автомобіля умові виконання адаптивного алгоритму, і виконання відповідного розрахунку для обчислення значення дрейфу нуля датчика при поточній умові роботи автомобіля. Пристрій додатково містить у собі модуль 205 запису значення дрейфу нуля датчика, виконаний з можливістю запису отриманого значення дрейфу нуля датчика у вигляді даних одномірної таблиці й збереження даних одномірної таблиці в програмованому постійному запам'ятовувальному пристрої, що електрично стирається. Модуль 204 виконання адаптивного алгоритму містить у собі: модуль 2041 оцінки адаптивного алгоритму, виконаний з можливістю оцінки того, чи задовольняє поточна умова роботи автомобіля умові виконання адаптивного алгоритму; і модуль 2042 обчислення адаптивного алгоритму, виконаний з можливістю обчислення значення дрейфу нуля датчика при поточній умові роботи автомобіля. Вищеописані варіанти здійснення є тільки показовими прикладами, які використовуються для ілюстрації даного винаходу. Зміни й заміни, які можуть виконати фахівці в даній області 3 UA 106317 C2 техніки в межах обсягу технічних рішень даного винаходу, повинні підпадати під обсяг захисту даного винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Спосіб адаптивного керування для усунення дрейфу датчика, що включає етапи, на яких: A) автоматично зчитують, за допомогою системи адаптивного управління блока керування коробкою передач в автомобілі при подачі на нього живлення, дані одномірної таблиці, що показують залежність між температурою масла й значенням дрейфу нуля датчика, і зберігають дані одномірної таблиці в оперативному запам'ятовувальному пристрої; B) здійснюють збирання, за допомогою аналого-цифрового модуля на основі однокристального мікрокомп'ютера блока керування коробкою передач, сигналів для адаптивного керування, і після перетворення сигналів для адаптивного керування в технічні одиниці оцінюють, за допомогою програми, умову для виконання адаптивного алгоритму; C) якщо поточна умова роботи автомобіля задовольняє умову для виконання адаптивного алгоритму, обчислюють, за допомогою адаптивного алгоритму згідно із сигналами для адаптивного керування, які перетворяться в технічні одиниці, значення дрейфу нуля, що відповідає сусіднім вузловим точкам розрахункової сітки, і обчислюють значення дрейфу нуля датчика при поточній умові роботи автомобіля для завершення роботи адаптивного алгоритму; і якщо поточна умова роботи автомобіля не задовольняє умову для виконання адаптивного алгоритму, запитують, за допомогою адаптивного алгоритму, дані одномірної таблиці на етапі А, і обчислюють значення дрейфу нуля датчика при поточній умові роботи автомобіля. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сигнали для адаптивного керування на етапі В містять припустимий сигнал запалювання, сигнал обертів двигуна, сигнал датчика тиску масла й сигнал датчика температури масла. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що умова для виконання адаптивного алгоритму, яку задоволено на етапі С, містить наступне: ключ запалювання автомобіля перебуває в положенні Вкл., двигун припинив свою роботу, і датчик температури масла працює нормально. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що умова для виконання адаптивного алгоритму, яку не задоволено на етапі С, містить наступне: датчик температури масла виходить із ладу або працює ненормально, двигун запустився й почав працювати, або датчик тиску масла виходить із ладу. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на етапі С, якщо поточна умова роботи автомобіля не задовольняє умову для виконання адаптивного алгоритму, адаптивний алгоритм обчислює значення дрейфу нуля датчика при поточній температурі з використанням інтерполяційного способу обчислення. 6. Пристрій адаптивного керування для усунення дрейфу датчика, що містить: модуль ініціалізації системи, виконаний з можливістю автоматичного зчитування при подачі на нього живлення, даних одномірної таблиці, що показують залежність між температурою масла й значенням дрейфу нуля датчика, і збереження даних одномірної таблиці в оперативному запам'ятовувальному пристрої; модуль збирання сигналів, виконаний з можливістю збору сигналів для адаптивного керування; модуль перетворення сигналів, виконаний з можливістю перетворення зібраних сигналів для керування в технічні одиниці; і модуль виконання адаптивного алгоритму, виконаний з можливістю оцінки, згідно із зібраними сигналами для адаптивного керування, того, чи задовольняє поточна умова роботи автомобіля умову для виконання адаптивного алгоритму, і виконання відповідного обчислення для одержання значення дрейфу нуля датчика при поточній умові роботи автомобіля. 7. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що містить модуль запису значення дрейфу нуля датчика, виконаний з можливістю запису отриманого значення дрейфу нуля датчика у вигляді даних одномірної таблиці, і збереження даних одномірної таблиці в програмованому постійному запам'ятовувальному пристрої, що електрично стирається. 8. Пристрій за п. 6 або 7, який відрізняється тим, що модуль виконання адаптивного алгоритму містить: модуль оцінки адаптивного алгоритму, виконаний з можливістю оцінки того, чи задовольняє поточна умова роботи автомобіля умову для виконання адаптивного алгоритму; і модуль обчислення адаптивного алгоритму, виконаний з можливістю обчислення значення дрейфу нуля датчика при поточній умові роботи автомобіля. 4 UA 106317 C2 5 UA 106317 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6