УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТОРМОЗНОГО ПРОЦЕССА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1995 года по МПК B60T17/22 G01M17/00 

Изобретение относится к технической диагностике, в частности к устройствам для определения параметров тормозного процесса транспортного средства, и может быть использовано для контроля и диагностирования тормозных систем колесных транспортных средств в процессе их технического обслуживания, ремонта и изготовления.

Известно устройство для измерения параметров тормозного процесса колесного транспортного средства, содержащее тахогенератор, амплитудный ограничитель и дифференциатор, подключенный к записывающему устройству (Бухарин Н.А. и Голяк В.К. Испытание автомобиля с использованием электрических методов измерения. М.-Л. Машгиз, 1962, с.62-63).

Недостатком такого технического решения является низкая точность измерений вследствие недостаточной наглядности отображения динамики процессов торможения колеса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является выбранное в качестве прототипа устройство для измерения параметров тормозного процесса транспортного средства, содержащее блок формирования информационного параметра, выполненный на последовательно соединенных датчике частоты вращения и формирователе импульсов, кнопку управления, генератор импульсов, измерительный узел, выполненный в виде счетчика, счетный вход которого подключен к генератору импульсов, а сбросовый вход соединен через кнопку управления с выходом формирователя импульсов, хронизирующий блок с двумя элементами сравнения и двумя задающими элементами, соединенными с одними входами элементов сравнения, другие входы которых подключены к выходу счетчика измерительного узла, блок обработки информационного параметра, подключенный через кнопку управления к выходу блока формирования информационного параметра и включающий в себя последовательно соединенные фильтр низких частот, элемент двойного дифференцирования и триггер Шмитта, блок управления регистрирующим узлом, выполненный на трех триггерах, двух элементах задержки и двух формирователях измерительного интервала, вход первого триггера, первый вход второго триггера и вход первого элемента задержки подключены к выходу одного элемента сравнения хронизирующего блока, второй вход второго триггера к выходу второго элемента сравнения хронизирующего блока, а первый выход третьего триггера соединен с выходом первого элемента задержки, один вход первого формирователя измерительного интервала совместно с вторым входом третьего триггера этого же блока подключены к первому выходу триггера Шмитта блока обработки информационного параметра, второй выход которого соединен с одним из входов второго формирователя измерительного интервала, а другие входы обоих формирователей измерительного интервала подключены к выходу второго элемента задержки, вход которого соединен через кнопку управления с выходом формирователя импульсов блока формирования информационного параметра, регистрирующий узел, выполненный в виде шести счетчиков и шести схем совпадения, выходы которых подключены к соответствующим счетчикам, первый вход первой схемы совпадения соединен с выходом формирователя импульсов, первые входы остальных схем совпадения с выходом генератора импульсов, а вторые входы первой, второй и третьей схем совпадения подключены соответственно к выходам первого, второго и третьего триггеров блока управления регистрирующим узлом, второй вход четвертой схемы совпадения соединен с первым выходом триггера Шмитта блока обработки информационного параметра, вторые входы пятой и шестой схем совпадения подключены соответственно к выходам первого и второго формирователей измерительного интервала блока управления регистрирующим узлом (авт.св. СССР N 1210085, кл. G 01 М 17/00, 1986).

Однако указанное устройство обладает недостаточной точностью определения параметров тормозного процесса транспортного средства вследствие невозможности регистрации всего процесса торможения, наиболее полно характеризующего техническое состояние тормозов, и наличия аналоговых узлов, определяющих характерные точки тормозной диаграммы в процессе обработки информационного параметра.

Целью изобретения является повышение точности определения параметров тормозного процесса за счет регистрации в цифровом виде всего процесса торможения и возможности начала регистрации за один оборот колеса до начала торможения.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство для определения параметров тормозного процесса транспортного средства, содержащее блок формирования информационного параметра, выполненный на последовательно соединенных датчике частоты вращения и формирователе импульсов, измерительный узел, выполненный в виде счетчика, счетный вход которого подключен к генератору импульсов, хронизирующий блок с двумя элементами сравнения и двумя задающими элементами, соединенными с одними входами элементов сравнения, другие входы которых подключены к выходу счетчика измерительного узла, кнопку управления, регустрирующий узел, включающий в себя схему совпадения, блок управления регистрирующим узлом, выполненный на триггере, один вход которого подключен к выходу одного элемента сравнения хронизирующего блока, а выход к одному из входов схемы совпадения регистрирующего узла, второй вход которой соединен с первым выходом формирователя импульсов, дополнительно снабжено блоком управления торможением, включающим в себя триггер и реле пневмоклапана устройства для автоматического нажатия на педаль тормоза, вход которого подключен к прямому выходу триггера, один вход которого соединен с выходом второго элемента сравнения хронизирующего блока, а другой вход совместно с другим входом триггера блока управления регистрирующим узлом соединен через кнопку управления с нулевым потенциалом, индикатором начала измерения, подключенным к выходу первого элемента сравнения, блоком предварительной записи, включающим в себя задающий элемент, сумматор и регистр, причем вход задающего элемента соединен с одним входом сумматора, выход которого подключен к информационному входу регистра, синхронизирующий вход которого соединен с выходом триггера блока управления торможением, блоком управления считыванием, содержащим две кнопки управления, триггер, схему совпадения, счетчик, регистр и элемент сравнения, причем первый вход триггера подключен через первую кнопку управления к нулевому потенциалу, второй вход соединен с выходом элемента сравнения, а выход подключен к одному входу схемы совпадения, другой вход которой через вторую кнопку управления соединен с нулевым потенциалом, а выход подключен к счетному входу счетчика, сбросовый вход которого соединен через первую кнопку управления с нулевым потенциалом, инверсный синхронизирующий вход регистра подключен к выходу триггера блока управления торможением, а выход к одному входу схемы сравнения, блок управления регистрирующим узлом снабжен коммутатором и счетчиком, выход которого соединен с информационным входом регистра и вторым входом элемента сравнения блока управления считыванием и другим входом сумматора блока предварительной записи, счетный вход счетчика подключен к выходу коммутатора, информационный вход к выходу регистра блока предварительной записи, а синхронизирующий вход через первую кнопку управления блока управления считыванием к нулевому потенциалу, первый вход коммутатора соединен с выходом триггера этого же блока, второй вход совместно со сбросовым входом счетчика измерительного узла с вторым выходом формирователя блока формирования измерительного параметра, третий вход с выходом схемы совпадения блока управления считыванием, регистрирующий узел снабжен оперативным запоминающим устройством, информационный вход которого подключен к выходу счетчика измерительного узла, вход разрешения записи к выходу триггера блока управления регистрирующим узлом, синхронизирующий вход к выходу схемы совпадения, а адресный вход к выходу счетчика блока управления регистрирующим узлом.

Сопоставительный анализ предлагаемого решения с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается от известного тем, что оно дополнительно снабжено блоком управления торможением, включающим в себя триггер и реле пневмоклапана устройства для автоматического нажатия на педаль тормоза, индикатором начала измерения, блоком предварительной записи, включающим в себя задающий элемент, сумматор и регистр, блоком управления считыванием, содержащим две кнопки управления, триггер, схему совпадения, счетчик, регистр и элемент сравнения, блок управления регистрирующим узлом снабжен коммутатором и счетчиком, регистрирующий узел снабжен оперативным запоминающим устройством, а также связями между этими и остальными элементами устройства. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "новизна".

Кроме того, эти отличия позволяют освободиться от аналоговых узлов, определяющих характерные точки тормозной диаграммы, регистрировать в цифровом виде весь процесс торможения колеса с возможностью начала измерения за один оборот до начала торможения. В результате этого повышается точность определения парамметров тормозного процесса транспортного средства и достоверность диагностирования тормозных систем.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 временная диаграмма напряжений на выходах его основных узлов; на фиг.3 зависимость замедления j вывешенного переднего колеса автомобиля КамАЗ-5511 по времени t в процессе торможения (τ_с время запаздывания; τ_н время нарастания замедления; Т общее время торможения; j_о замедление незаторможенного колеса; j_y установившееся замедление; j_м максимальное замедление).

Устройство для определения параметров тормозного процесса транспортного средства содержит блок 1 (фиг.1) формирования информационного параметра, измерительный узел 2, генератор 3 импульсов, хронизирующий блок 4, индикатор 5 начала измерения, кнопку 6 управления, блок 7 управления торможением, блок 8 управления регистрирующим узлом, регистрирующий узел 9, блок 10 предварительной записи и блок 11 управления считыванием.

Блок 1 формирования информационного параметра выполнен в виде датчика 12 частоты вращения и формирователя 13 импульсов, подключенного к выходу датчика 12 частоты вращения.

Измерительный узел 2 выполнен в виде счетчика 14, счетный вход которого подключен к генератору 3 импульсов, а сбросовый вход к одному из выходов формирователя 13 импульсов.

Хронизирующий блок 4 выполнен в виде двух задающих элементов 15 и 16, выходы которых соответственно связаны с одними входами двух элементов 17 и 18 сравнения, другие входы которых соединены с выходом счетчика 14 измерительного узла 2. Выход элемента 18 сравнения подключен к входу индикатора 5 начала измерения.

Блок 7 управления торможением выполнен в виде триггера 19 и реле 20 пневмоклапана устройства для автоматического нажатия на педаль тормоза, вход которого подключен к прямому выходу триггера 19, один вход которого соединен с выходом элемента 17 сравнения, а другой вход совместно с другим входом триггера 21 блока 8 управления регистрирующим узлом соединен через кнопку 6 управления с нулевым потенциалом.

Блок 8 управления регистрирующим узлом выполнен в виде триггера 21, коммутатора 22 и счетчика 23, причем второй вход триггера 21 подключен к выходу элемента 18 сравнения хронизирующего блока, а выход к одному из входов коммутатора 22. Второй вход коммутатора 22 соединен с первым входом формирователя 13 импульсов, а выход подключен к счетному входу счетчика 23.

Регистрирующий узел 9 выполнен в виде схемы 24 совпадения и оперативного запоминающего устройства 25, причем один вход схемы 24 совпадения подключен к прямому выходу триггера 21, а другой вход к второму выходу формирователя 13 импульсов. Информационный вход оперативного запоминающего устройствам 25 соединен с выходом счетчика 14 измерительного узла, вход разрешения записи с выходом триггера 21 блока управления регистрирующим узлом, синхронизирующий вход с выходом счетчика 23 блока управления регистрирующим узлом.

Блок 10 предварительной записи выполнен в виде задающего элемента 26, сумматора 27 и регистра 28.

Блок 11 управления считыванием выполнен в виде двух кнопок 29 и 30 управления, триггера 31, схемы совпадения 32, счетчика 33, регистра 34 и элемента 35 сравнения. Первый вход триггера 31, сбросовый вход счетчика 33 и синхронизирующий вход счетчика 23 блока управления регистрирующим узлом соединены через кнопку 30 управления с нулевым потенциалом. Второй вход триггера 31 подключен к выходу элемента 35 сравнения, а выход соединен с одним из входов схемы 32 совпадения, другой вход которой через кнопку 29 управления подключен к нулевому потенциалу. Выход схемы 32 совпадения соединен со счетным входом счетчика 33 и с третьим входом коммутатора 22 блока управления регистрирующим узлом. Синхронизирующий вход регистра 34 подключен к выходу триггера 19 блока управления торможением, информационный вход совместно с одним из входов элемента 35 сравнения соединен с выходом счетчика 23 блока управления регистрирующим узлом, а выход регистра 34 с другим входом элемента 35 сравнения.

Блок 1 формирования информационного параметра предназначен для получения и формирования электрических импульсов, частота которых пропорциональна частоте вращения колеса транспортного средства.

Измерительный узел 2 служит для непрерывного измерения частоты вращения колеса путем подсчета числа импульсов эталонного генератора 3 за время части (1/48) оборота колеса.

Генератор 3 импульсов служит источником импульсов опорной частоты повышенной стабильности. Он выполнен в виде последовательно соединенных свободного мультивибратора с кварцевой стабилизацией частоты и эмиттерного повторителя.

Хронизирующий блок 4 предназначен для выдачи сигналов, соответствующих частоте вращения колеса в моменты начала измерения и начала торможения.

Индикатор 5 начала измерения служит для световой индикации момента достижения скорости начала измерения в процессе разгона колеса транспортного средства перед торможением. Он выполнен на базе светодиода типа АЛ102.

Кнопка 6 управления предназначена для подачи нулевого потенциала на входы триггеров 19 и 21 при достижении скорости начала измерения. Она выполнена без самовозврата с возвратом посредством вторичного нажатия и с электронной коммутацией цепей во избежание появления переходных процессов.

Блок 7 управления торможением служит для выдачи сигнала, передний и задний фронты которого соответствуют началу и концу торможения. По переднему фронту этого сигнала происходит включение устройства для автоматического нажатия на педаль тормоза, а по заднему его выключение.

Блок 8 управления регистрирующим узлом предназначен для управления работой регистрирующего узла таким образом, что осуществляет последовательную смену ячеек памяти оперативного запоминающего устройства 25 при записи по сигналу формирователя 13 блока 1 формирования информационного параметра, а при считывании по сигналу схемы 32 совпадения блока 11 управления считыванием, а также служит для выдачи сигнала, передний и задний фронты которого соответствуют началу и концу измерения, т.е. процессу записи информации в оперативное запоминающее устройство 25.

Регистрирующий узел 9 служит для записи, хранения и выдачи чисел импульсов генератора 3, подсчитанных счетчиком 14 измерительного узла 2 за промежутки времени между смежными импульсами датчика частоты вращения колеса за время измерения.

Блок 10 предварительной записи предназначен для фиксации адреса ячейки оперативного запоминающего устройства 25, соответствующего моменту времени за один оборот до начала торможения, что необходимо для определения замедления незаторможенного колеса в процессе обработки результатов измерений.

Блок 11 управления считыванием служит для установки счетчика 23 адреса ОЗУ блока 8 управления регистрирующим узлом в исходное состояние, определяемое блоком 10 предварительной записи, выдачи сигналов переключения адреса ячеек ОЗУ при считывании, фиксации адреса последний ячейки ОЗУ после окончания записи с целью остановки считывания при достижении этого адреса и световой индикации номера считываемой ячейки ОЗУ.

Датчик 12 частоты вращения предназначен для получения электрических сигналов, частота которых пропорциональна частоте вращения колеса испытываемого транспортного средства, и может быть выполнен в виде жестко установленного на колесе диска с равномерно расположенными на нем радиальными прорезями, по одну сторону которого находится источник света, а по другую чувствительный элемент, в качестве которого используется фотодиод типа ФД-2 (см. например, авт.св. СССР N 1210085).

Формирователь 13 импульсов служит для получения сформированных по амплитуде и длительности прямоугольных импульсов при поступлении на его вход сигналов с выхода датчика 12 частоты вращения и может быть выполнен в виде последовательно соединенных триггера Шмитта и триггеров со счетным входом (см. например, авт.св. СССР N 1158419).

Счетчик 14 предназначен для непрерывного измерения частоты вращения колеса путем подсчета числа импульсов времени за время части его оборота. Он выполнен на цифровых микросхемах К155ИЕ2.

Задающие элементы 15 и 16 служат для задания чисел, соответствующих частоте вращения колеса в моменты начала измерения и начала торможения.

Элементы 17 и 18 сравнения предназначены для выдачи на выходах сигналов в случае совпадения чисел, заданных с помощью задающих элементов 15 и 16 соответственно, с числами, отсчитанными счетчиком 14 за время части оборота колеса. Вместе с задающими элементами 15 и 16 они выполнены в виде схем совпадения на основе микросхем К155ЛР3, соединенных через галетные переключатели 11п1н с выходом дешифратора двоичного кода счетчика 14 в десятичный код, реализованного на основе микросхем К155ИД3.

Триггеры 19 и 21 служат для управления работой соответственно реле 20 пневмоклапана и схемы 24 совпадения. Оба триггера выполнены с раздельными входами на микросхемах К155ТМ2.

Реле 20 пневмоклапана предназначено для открывания пневмоклапана, подающего сжатый воздух в исполнительный механизм устройства для автоматического нажатия на педаль тормоза.

Коммутатор 22 служит для подключения счетного входа счетчика 23 по сигналу с выхода триггера 21 к второму выходу формирователя 13 импульсов при записи информации и к выходу схемы 32 совпадения при считывании информации. Он выполнен на основе микросхемы К155ЛР1.

Счетчик 23 предназначен для последовательного переключения адреса ячеек оперативного запоминающего устройства 25 во время записи или считывания информации. Он выполнен на основе микросхем К155ИЕ7 и имеет восемь двоичных разрядов.

Схема 24 совпадения служит для управления прохождением импульсов с первого выхода формирователя 13 импульсов на синхронизирующий вход оперативного запоминающего устройства 25 при записи информации. Она выполнена на основе микросхемы К155ЛА3.

Оперативное запоминающее устройство 25 предназначено для записи, хранения и выдачи информации о длительности интервалов времени между смежными импульсами датчика 12 частоты вращения колеса за время измерения. Оно реализовано в виде матрицы полупроводниковых запоминающих элементов на микросхемах К155РУ5 и имеет объем памяти 256 шестнадцатиразрядных слов. Значения чисел, записанных в ОЗУ 25, при считывании индицируются катодно-люминесцентными индикаторами ИВ-4 по сигналам ОЗУ, двоичный код которых преобразуется с помощью дешифраторов, выполненных на основе микросхем 133ПП4.

Задающий элемент 26 служит для задания числа импульсов с выхода датчика 12 частоты вращения за один оборот колеса, представленного в инверсном двоичном коде. Он выполнен аналогично задающим элементам 15 и 16 на основе галетных переключателей.

Сумматор 27 предназначен для суммирования в двоичном коде значений чисел, содержащихся на выходах счетчика 23 и задающего элемента 26. Так как число в задающем элементе 26 представлено в инверсном виде, то на выходе сумматора 27 представлена разность чисел, содержащихся в счетчике 23 и задающем элементе 26. Сумматор выполнен на основе микросхем К155ИМ3.

Регистр 28 служит для записи и хранения значений адреса ячейки ОЗУ 25, поступающего из сумматора 27 в момент начала торможения и соответствующего адресу ячейки ОЗУ 25 за один оборот до этого момента. Он выполнен на основе микросхем К155ИР1.

Кнопки 29 и 30 управления предназначены для подачи нулевого потенциала соответственно на один из входов схемы 32 совпадения и S-вход триггера 31. Таким образом кнопкой 29 управления осуществляется последовательное переключение адреса ячеек ОЗУ 25 при считывании, а кнопкой 30 управления установка исходного адреса ячейки ОЗУ 25 перед считыванием, записанного в регистре 28. Они выполнены на основе кнопочных переключателей П2К с действием контактов на размыкание при нажатии.

Триггер 31 служит для управления работой схемы 32 совпадения при считывании, открывая ее перед началом считывания при нажатии кнопки 30 управления и закрывая ее при достижении ОЗУ 25 последней ячейки, записанной при торможении. Он выполнен с раздельными входами на основе микросхемы К155ТМ2.

Схема 32 совпадения предназначена для управления прохождением импульсов опроса при считывании от кнопки 29 управления к коммутатору 22 и счетчику 33. Она выполнена на основе микросхемы К155ЛА3.

Счетчик 33 служит для визуальной индикации адреса ячейки ОЗУ 25 с помощью цифровых индикаторов и дешифраторов. Счетчик 33 действует при считывании параллельно счетчику 23, но отсчет начинается с нулевого адреса на индикаторе, соответствующего адресу ОЗУ 25, записанному в регистре 28. Счетчик 33 имеет три разряда и выполнен на основе микросхем К155ИЕ2, 133ПП4 (дешифраторы) и семисегментных катодно-люминесцентных индикаторов ИВ-3А.

Регистр 34 предназначен для записи и хранения значения адреса ячейки ОЗУ 25, поступающего из счетика 23 в момент конца торможения, т.е. полной остановки колеса. Он выполнен на основе микросхемы К155ИР1 аналогично регистру 28.

Элемент 35 сравнения служит для выдачи на выходе сигнала в случае совпадения чисел на выходах счетчика 23 и регистра 34. Он может быть выполнен в виде схемы совпадения на основе микросхем К155ЛР3 (см. например, авт.св. СССР N 1210085).

Устройство работает следующим образом.

Предварительно вывешивают колеса транспортного средства, устанавливают на испытуемое колесо датчик 12 частоты вращения (фиг1), а в кабине водителя закрепляют устройство для автоматического нажатия на педаль тормоза и подключают их к устройству для определения параметров тормозного процесса. С помощью задающих элементов 15, 16 и 26 устанавливают числа, соответствующие частоте вращения колеса в моменты начала измерения, начала торможения и числу импульсов датчика 12 частоты вращения за один оборот колеса.

Раскручивают колесо транспортного средства (ведущее от двигателя испытуемого транспортного средства, а ведомое с помощью специальной тележки подкатного типа). Кнопка 6 управления фиксируется в разомкнутом положении, при котором триггеры 19 и 21 устанавливаются в нулевом состоянии. В результате этого импульсы с выхода формирователя 13 импульсов не проходят в оперативное запоминающее устройство 25 через схему 24 совпадения и на счетчик 23 через коммутатор 22, который находится в положении считывания.

В процессе вращения колеса импульсы от датчика 12 частоты вращения (фиг. 2, поз. 12) поступают на вход формирователя 13 импульсов, на первом выходе которого по переднему фронту импульса датчика 12 частоты вращения формируется короткий импульс (фиг.2, поз.13,а), по заднему фронту которого на втором выходе формирователя 13 импульсов формируется второй импульс такой же длительности (фиг.2, поз.13,б). Импульсы с второго выхода формирователя 13 импульсов поступают на сбросовый вход счетчика 14, который периодически подсчитывает импульсы с выхода генератора 3 импульсов (фиг.2, поз.3) за время между смежными импульсами формирователя 13 импульсов и сбрасывает свои показания.

Когда при возрастании числа импульсов, подсчитываемых счетчиком 14 в пределах временного интервала между импульсами формирователя 13 импульсов, оно совпадает с числами, заданными с помощью задающих элементов 15 и 16, на выходах соответственно элементов 17 и 18 сравнения выделяются импульсы (фиг. 2, поз. 17 и 18). Импульсы с выхода элемента 18 сравнения поступают на вход индикатора 5 начала измерения и вызывают его свечение.

В процессе разгона колеса промежутки времени между смежными импульсами формирователя 13 импульсов будут уменьшаться и через некоторое время наступает момент, когда число импульсов, подсчитываемое счетчиком 14 между импульсамми сброса, станет меньше числа, заданного с помощью задающего элемента 16. При этом индикатор 5 начала измерения гаснет (фиг.2, поз.5). По этому сигналу разгон колеса прекращают и его скорость при выбеге начинает уменьшаться. Одновременно нажатием на кнопку 6 управления устанавливают ее в замкнутое положение (фиг.2, поз.6).

В момент достижения частотой вращения колеса в процессе ее уменьшения заданной величины начала измерения число импульсов, подсчитанное счетчиком 14, станет равным числу, заданному с помощью задающего элемента 16, на выходе элемента 18 сравнения выделяется сигнал (фиг.2, поз.18). Этот сигнал переключает триггер 21 в единичное состояние (фиг.2, поз.21), в результате чего ОЗУ 25 переключается в режим записи, открывается схема 24 совпадения (фиг. 2, поз.24) для прохождения импульсов с выхода формирователя 13 импульсов на синхронизирующий вход ОЗУ 25 и переключает коммутатор 22 в положение записи, при котором сигналы с второго выхода формирователя 13 импульсов поступают на счетный вход счетчика 23 (фиг.2, поз.22). В результате этого по окончании каждого временного интервала между импульсами датчика 12 частоты вращения по импульсу с первого выхода формирователя 13 импульсов (фиг.2, поз. 13, а) в ОЗУ 25 записывается параллельным кодом 4х4 число, подсчитанное счетчиком 14. Затем импульс с второго выхода формирователя 13 импульсов (фиг. 2, поз. 13б) увеличивает на единицу адрес ячейки ОЗУ 25 с помощью счетчика 23, а также устанавливает счетчик 14 в нулевое состояние. Далее описанный цикл измерения временных интервалов периодически повторяется.

При достижении колесом частоты вращения заданной величины начала торможения, которая несколько меньше частоты вращения начала измерения, число импульсов, подсчитанное счетчиком 14, станет равным числу, заданному с помощью задающего элемента 15, на выходе элемента 17 сравнения выделяется импульс (фиг. 2, поз.17). Этот импульс переключает триггер 19 в единичное состояние (фиг.2, поз.19), в результате чего включается реле 20 пневмоклапана, срабатывает устройство для автоматического нажатия на педаль тормоза и в регистр 28 записывается число, соответствующее разности текущего значения адреса ячейки ОЗУ 25 содержащего на выходе счетчика 23, и числа, заданного с помощью задающего элемента 26. С этого момента начинается процесс торможения.

После полной остановки заторможенного колеса повторным нажатием на кнопку 6 управления размыкают ее контакты (фиг.2, поз.6), в результате чего триггеры 19 и 21 возвращаются в исходное состояние (фиг.2, поз.19 и 21). При этом по заднему фронту сигнала с выхода триггера 19 (фиг.2, поз.19) производится запись адреса последней записанной ячейки ОЗУ 25 в регистр 34, а также отключается реле 20 пневмоклапана, в результате чего исполнительный механизм устройства для автоматического нажатия на педаль тормоза и тормозная педаль возвращаются в исходное состояние. По падению напряжения на выходе триггера 21 (фиг.2, поз.21), поступающего на вход ОЗУ 25, оно переключается в режим считывания, закрывается схема 24 совпадения (фиг.2, поз.24) и коммутатор 22 переключается в положение считывания, т.е. вновь соединяется счетный вход счетчика 23 с выходом схемы 32 совпадения. Таким образом, по окончании цикла записи в ОЗУ 25 зафиксируется массив чисел, представляющий собой совокупность последовательностей измеренных длительностей f_i между смежными импульсами датчика 12 частоты вращения колеса. Измерение массива начинается за один оборот до начала торможения, а заканчивается в момент остановки заторможенного колеса.

Перед считыванием информации из ОЗУ 25 необходимо нажать кнопку 30 управления (фиг.2, поз.30). При этом ее контакты размыкаются, открывается схема 32 совпадения и на ее выходе появляется высокий потенциал, который устанавливает триггер 31 в единичное состояние (фиг.2, поз.31). Счетчик 33 переходит в нулевое состояние, а в счетчик 23 переносится содержимое регистра 28. Опрос ячеек ОЗУ 25, заполненных в процессе записи, производится последовательным нажатием кнопки 29 управления. При этом ее контакты размыкаются и положительные импульсы (фиг.2, поз.29) поступают на вход открытой схемы 32 совпадения. С ее выхода (фиг.2, поз.32) импульсы поступают на счетный вход счетчика 33 и через коммутатор 22 (фиг.2, поз.22) на счетный вход счетчика 23. С поступалением каждого импульса счетчик 23 увеличивает адрес ячейки ОЗУ 25 на единицу, а счетчик 33 отсчитывает номер этой ячейки с начала записанного массива информации, т.е. с момента за один оборот до начала торможения. Содержимое ячеек ОЗУ 25 и счетчика 33 индицируется с помощью дешифраторов и цифровых индикаторов.

При достижении в процессе опроса запрета ячейки, записанной последней в процессе торможения, его численное значение сравняется с числом, записанным в регистре 34. В результате этого на выходе схемы 35 сравенния выделяется сигнал (фиг. 2, поз.35), который переключает триггер 31 в исходное нулевое состояние, блокируя схему 32 совпадения. Вследствие этого импульсы опроса от кнопки 29 управления не проходят на входы счетчиков 23 и 33, что свидетельствует об окончании считывания. Для повторения считывания необходимо нажать кнопку 30 управления, устанавливающую триггер 31 вновь в единичное состояние.

Считывание информации из ОЗУ 25 может производиться не только вручную с визуальным контролем по цифровым индикаторам, но и автоматически с внешним управлением и выводом информации на перфоратор, ЭВМ и т.д.

Аналогичные измерения промежутков времени между смежными импульсами датчика 12 частоты вращения, характеризующих процесс торможения, производят по каждому колесу транспортного средства по полученным результатам определяют параметры тормозного процесса.

Математическая обработка результатов измерений заключается в определении значений диагностических параметров из массива чисел f_i, зафиксироанных измерительным устройством по каждому колесу за время прохождения им i-го углового интервала. При этом определяются следующие диагностические параметры: тормозной путь колеса S_т, время запаздывания тормозов τ_c, время нарастания замеделения τ_н, среднее значение установившегося замедления j_y; максимальное замедление j_м, замедление незаторможенного колеса j_о, общее время торможения Т и тормозной путь за время установившегося торможения S_y.

Все диагностические параметры, кроме тормозного пути, определяются по характеру изменения замедления колеса по времени в процессе торможения, т.е. тормозной диаграмме.

Для возможности сравнения результатов определения диагностических параметров предлагаемым устройством со значениями этих параметров при торможении в дорожных условиях скорость, замедлеение и тормозной путь определяются в линейных, а не в угловых величинах.

По полученным значениям f_i определяют текущие значения линейной скорости колеса V_i в пределах каждого углового интервала и время t_i с момента начала торможения по формулам
V_i= ω_ir_k, где ω_i угловая скорость колеса;
r_k радиус колеса;
i номер углового интервала.

t_i где τ_i длительность углового интервала между смежными импульсами датчика частоты вращения, с.

τ_i где ν частота импульсов опорного генератора, Гц.

Значение ω_i определяют по формуле
ω_i где Δϕ_i величина углового интервала между смежными метками датчика частоты вращения, рад.

z число угловых интервалов датчика за один оборот колеса.

При определении замедления по полученной первичной информации большую погрешность вносят циклические колебания частоты вращения вследствие биения колеса, неточной установки или погрешности изготовления датчика и т.д. С целью исключения влияния этих погрешностей замедление определяется изменением не двух смежных значений скорости вращения колеса, а через один оборот, т.е. на одном и том же угловом интервале датчика и колеса
j_i где V_i, τ_i и V_i-z, τ_i-z значения линейной скорости и промежутков времени между смежными импульсами датчика частоты вращения колеса в пределах i-го и (i-z)-го угловых интервалов, т.е. разделенных одним оборотом колеса.

Далее получают зависимость замедления j колеса по времени t в процессе торможения, по которой определяют параметры тормозного процесса.

Тормозной путь колеса определяют по общему числу импульсов N датчика частоты вращения, зафиксированному счетчиком 33 измерительного устройства за время торможения
S_тN
Путь колеса S_y, пройденный за время установившегося торможения, определяют в долях оборота колеса.

Замедление незаторможенного колеса j_о численно равно первому элементу массива замедлений j_i.

Максимальное замедление j_м определяют по максимальной величине замедления, достигнутой в процессе торможения.

Общее время торможения Т определяют по формуле
T
Определение параметров тормозного процесса транспортного средства с помощью предлагаемого устройства проводили на атвомобиле КамАЗ-5511 в процессе торможения переднего вывешенного колеса. При этом датчик частоты вращения колеса имел 12 угловых интервалов за один оборот (z=12). Частота опорного генератора измерительного устройства ν50кГц. Радиус колеса r_к=0,49 м.

Полученные в процессе испытаний результаты приведены в таблице, а зависимость замедления колеса по времени в процессе торможения на фиг.3.

Определенные по полученным результатам параметры тормозного процесса вывешенного переднего колеса составляют: S_т=16,93 м; τ_с=0,23 с; τ_н=0,28 с; j_y= 41,0 м/с²; j_м=44,7 м/с²; j_о=0,6 м/с²; Т=0,84 с и S_y=1,25 оборота.

Сравнивая полученные значения параметров тормозного процесса с нормативными, делают заключение о техническом состоянии тормозов.

Использование устройства позволяет повысить точность определения параметров тормозного процесса и достоверность диагностирования тормозных систем, в результате чего повышается безопасность дорожного движения и сокращаются затраты на поддержание транспортных средств в работоспособном состоянии.

Использование: в технической диагностике, в частности в устройствах для определения параметров тормозного процесса транспортного средства, и может быть использовано для контроля и диагностирования тормозных систем колесных транспортных средств в процессе их технического обслуживания, ремонта и изготовления. Сущность изобретения: устройство для определения параметров тормозного процесса транспортного средства содержит блок 1 формирования информационного параметра, измерительный узел 2, генератор 3 импульсов, хронизирующий блок 4, индикатор 5 начала измерения, кнопку 6 управления, блок 7 управления торможением, блок 8 управления регистрирующим узлом, регистрирующий узел 9, блок 10 предварительной записи и блок 11 управления считыванием. Новым в устройстве является введение в него блока управления торможением, индикатора начала измерения, блока предварительной записи, блока управления считыванием, снабжение блока управления регистрирующим узлом, коммутатором и счетчиком, а регистрирующего узла - оперативным запоминающим устройством, а также связей между этими и остальными элементами устройства. 3 ил., 1 табл.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТОРМОЗНОГО ПРОЦЕССА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее блок формирования информационного параметра, выполненный на последовательно соединенных датчике частоты вращения и формирователе импульсов, измерительный узел, выполненный в виде счетчика, счетный вход которого подключен к генератору импульсов, хронизирующий блок с двумя элементами сравнения и двумя задающими элементами, соединенными с одними входами элементов сравнения, другие входы которых подключены к выходу счетчика измерительного узла, кнопку управления, регистрирующий узел, включающий в себя схемы совпадения, блок управления регистрирующим узлом, выполненный на триггере, один из входов которого подключен к выходу одного элемента сравнения хронизирующего блока, а выход к одному из входов схемы совпадения регистрирующего узла, второй вход которой соединен с первым выходом формирователя импульсов, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено блоком управления торможением, включающим в себя триггер и реле пневмоклапана устройства для автоматического нажатия на педаль тормоза, вход которого подключен к прямому выходу триггера, один вход которого соединен с выходом второго элемента сравнения хронизирующего блока, а другой вход совместно с другим входом триггера блока управления регистрирующим узлом соединен через кнопку управления с нулевым потенциалом, индикатором начала измерения, подключенным к выходу первого элемента сравнения, блоком предварительной записи, включающим в себя задающий элемент, сумматор и регистр, причем вход задающего элемента соединен с одним из входов сумматора, выход которого подключен к информационному входу регистра, синхронизирующий вход которого соединен с выходом триггера блока управления торможением, блоком управления считыванием, содержащим две кнопки управления, триггер, схему совпадения, счетчик, регистр и элемент сравнения, причем первый вход триггера подключен через первую кнопку управления к нулевому потенциалу, второй вход соединен с выходом элемента сравнения, а выход подключен к одному из входов схемы совпадения, другой вход которой через вторую кнопку управления соединен с нулевым потенциалом, а вход подключен к счетному входу счетчика, сбросовый вход которого соединен через первую кнопку управления с нулевым потенциалом, инверсный синхронизирующий вход регистра подключен к выходу триггера блока управления торможением, а выход к одному из входов схемы сравнения, блок управления регистрирующим узлом снабжен коммутатором и счетчиком, выход которого соединен с информационным входом регистра и вторым входом элемента сравнения блока управления считыванием и другим входом сумматора блока предварительной записи, счетный вход счетчика подключен к выходу коммутатора, информационный вход к выходу регистра блока предварительной записи, а синхронизирующий вход через первую кнопку управления блока управления считыванием к нулевому потенциалу, первый вход коммутатора соединен с выходом триггера этого же блока, второй вход совместно со сбросовым входом счетчика измерительного узла с вторым выходом формирователя блока формирования информационного параметра, третий вход с выходом схемы совпадения блока управления считыванием, регистрирующий узел снабжен оперативным запоминающим устройством, информационный вход которого подключен к выходу счетчика измерительного узла, вход разрешения записи к выходу триггера блока управления регистрирующим узлом, синхронизирующий вход к выходу схемы совпадения, а адресный вход к выходу счетчика блока управления регистриующим узлом.