ЗАСАДНИЧІ ПРИНЦИПИ ТЕОРІЇ СИНТЕЗУ ОПТИМАЛЬНИХ ЗАКОНІВ ПЕРЕМИКАННЯ ПЕРЕДАЧ В СХОДИНЧАСТІЙ АВТОМОБІЛЬНІЙ ТРАНСМІСІЇ

Анотація

Закони перемикання передач майже завжди трансформують у ніби дуже наочні й відносно легко програмовані в контролері так звані мапи перемикань.Але виникають клопоти з приводу невизначеності розуміння оптимальності. Оминути їх намагаються, або пропонуючи водієві самому пробувати орієнтуватись у технічно закладених можливостях багатопрограмного автоматизованого чи автоматичного керування трансмісією, або ж на власний розсуд закладаючи у систему керування якийсь програмний компроміс, який часто не розкривають. Відтак в систему автоматичного керування хоч так, хоч так вимушено привноситься свідомий суб’єктивізм. І досі нема теорії, яка б запропонувала в певному сенсі неспростовний компроміс.

Виявляється, поряд з не дуже об’єктивною оптимальністю законів перемикання передач проявляє себе ще й так звана циклічність перемикань, тобто надлишкова чи нераціональна змінюваність структури й параметрів трансмісії, яку критерій оптимальності не здатен був заблокувати. Борючись з цим явищем, оптимальні закони свідомо суттєво спотворюють, нівелюють. В такому разі, для чого було домагатись оптимальності? Для чого треба було створювати точні моделі автомобіля, вишукувати сенс досконалості трансмісії? Може існують важливіші за динамічність, енергоощадність… суто технічні чинники, що визначають корисність трансмісії? Може слід перебачити штучний (штучно створений) хаос в системі керування, програмуючи несистематичні похибки в роботі контролера? Звісно, на ці запитання доречно шукати обґрунтовані відповіді заперечного змісту.

Але існують підстави запропонувати цілком інше тлумачення оптимальності законів перемикання передач: у разі реалізації обраної водієм програми руху автомобіля може йтися тільки про енергоощадність, а от вимога динамічності — це вже «втручання» в дії водія, «обмеження» свободи вибору, зменшення рівня керованості в системі «водій — автомобіль». Таке тлумачення сенсу автоматизації трансмісії має тверде теоретичне підґрунтя. «Динамічність» має підстави для існування хіба що як вимірник чутливості автомобіля до дій водія.

Якщо дві парадигми якось співіснують поруч, то без сумніву, все, з чим дозволила запізнатись одна з них є цілковито хибним. А хибною, як виглядає, є саме традиційна парадигма, яка спирається на оперування так званою мапою перемикань. Через це довший час в теорії автоматичного керування системою «двигун — трансмісія — автомобіль» існувала неоднозначність у розумінні оптимального керування трансмісією автомобільної машини. В ідеальному випадку перемикання передач не повинно б впливати на обрану водієм програму пересування автомобіля. І ця сентенція стає засадничою, ключовою у формуванні справді об’єктивних засад для синтезу оптимальних законів керування автомобільною трансмісією.

Мета статті — розкрити зміст, оцінити об’єктивність та обґрунтовано протиставити одна другій дві парадигми, що конкурують між собою в теорії автоматичного керування сходинчастими трансмісіями автомобілів і на які спирається теорія синтезу оптимальних законів перемикання передач в цих трансмісіях.

Майже завжди задачу забезпечення плавності перемикання передач розглядають поза основною мотивацією процесу оптимізації законів перемикання передач. Вважають, що плавність перемикання — це лише запорука комфортності та запобігання шкідливих динамічних навантажень в трансмісії. Насправді ж синхронізація обертання елементів трансмісії за участю двигуна безпосередньо пов’язана з пересиланням енергії до рушіїв автомобіля і точністю відтворювання бажаної програми його руху. А тому ефективність синхронізації має оцінюватись за тими самими критеріями, що й раціональність добру передач. Цікаво, що в процесі активного (за участю двигуна) керування синхронізацією трансмісія автомобіля перетворюється на варіатор, який хоча й розвіює енергію у формі тепла, проте потенційно дозволяє двигуну довше працювати на енергетично найощадливіших режимах.

Доведено, що оптимізацію законів перемикання передач завжди є сенс провадити лише за критерієм енергоощадності. При цьому організація процесу переходу з однієї передачі на іншу має бути підпорядкована також суто вимогам енергоощадності, а не якимось вимогам плавності, що навіть не піддаються чіткій формалізації. А в такому разі особливої ваги набувають алгоритми керування двигуном внутрішнього згоряння в процесі перемикання передач в трансмісії автомобіля (в процесі буксування фрикціонів).