Control of Pneumatic Actuator for Automated Mechanical Transmission Dry Friction Clutch Base on the Pulse Width Modulation Signal
Another Title
Управление пневматическим исполнительным механизмом сухого фрикционного сцепления автоматизированной механической трансмиссии на основе модулированного широтно-импульсного сигнала
Bibliographic entry
Kharytonchyk, S. V. Control of Pneumatic Actuator for Automated Mechanical Transmission Dry Friction Clutch Base on the Pulse Width Modulation Signal = Управление пневматическим исполнительным механизмом сухого фрикционного сцепления автоматизированной механической трансмиссии на основе модулированного широтно-импульсного сигнала / S. V. Kharytonchyk, V. A. Kusyak, Le Van Nghia // Наука и техника. – 2021. – № 1. – С. 26-32.
Abstract
To ensure quality of dry friction clutch engagement in automated mechanical transmission during vehicle starting-up and maneuvering the control range of clutch actuator has to be maximum wide. It depends on the consistency of the clutch actuator geometric parameters with the electrical characteristics of the used solenoid valves, the output stage of the controller and the PWM control signal frequency. In addition to precision electronic control the driver must be able to “manually” operate the dry friction clutch in emergency. That is why friction clutch must have two independent control circuits. The original automated drive with a duplicate pneumohydraulic circuit for the friction clutch is presented in the paper, as well as the research results of the PWM frequency influence on operating range of the clutch pneumatic actuator. The research was based on the analysis of semi-natural experiment for assessing the functional performance of the designed automated mechatronic control system for the truck mechanical transmission. Ecomat R360 controllers were used as a hardware base of the test bench information control system. The developed software for the controller with one-parameter feedback on the clutch release lever movement allows to provide the PWM signal of varying duty ratio to the proportional solenoid valve of the automated drive. A graphical representation of the research results was performed with visualization possibilities of CoDeSys V2.3. During the semi-natural experiment, the polynomial dependence between variation of the clutch actuator control range and the generated PWM signal frequency in the range up to 400 Hz was revealed as well as practical recommendations on the choice of the optimum PWM signal frequency are also given in activity. The research results can be used in an adaptive control algorithm for automated mechanical transmission
Abstract in another language
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.
View/
Collections
- № 1[12]