СПОСОБ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК G01C23/00 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для информационного обеспечения водителя сведениями о расстоянии, пройденном транспортным средством, о расходе топлива на 100 км пути, о предельной допустимой дальности движения автомобиля, времени движения при заданном остатке топлива и текущем значении расхода топлива.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения расстояния, пройденного автомобилем, заключающийся в измерении оборотов вращения переднего колеса, формировании сигнала единичного приращения пути, установке значения единичного приращения пути для соответствующих условий движения, суммировании текущих значений пройденного расстояния, сравнении полученных значений с заданными, отображении информации о пройденном пути на индикаторе, осуществлении коррекции значений приращений пути исходя из условий движения автомобиля, при этом осуществляют анализ условий движения автомобиля на основе анализа знака и величины ускорений движущегося автомобиля и производят автоматическую коррекцию значений приращения пути, исходя из условий движения автомобиля /Заявка на изобретение РФ №2005139221/28, кл. G01C 22/00, приоритет от 15.12.2005 г., решение о выдаче патента от 19.01.2007 г. (прототип)/.

Наиболее близким изобретением является устройство для измерения расстояния, пройденного автомобилем, содержащее закрепленный на колесе датчик пути, счетчик пути, выполненный в виде генератора импульсов, схемы сравнения, программного переключателя, счетчика импульсов и индикатора, при этом выход датчика пути соединен через генератор импульсов с первым входом схемы сравнения, выход программного переключателя соединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой через счетчик импульсов соединен с входом индикатора, выход счетчика импульсов является счетчиком пути, а также блок анализа условий движения, состоящий из датчика линейных ускорений, элемента И-НЕ, первого и второго диодов, n-первых и вторых пороговых устройств, задатчика сигналов, причем выход датчика линейных ускорений одновременно соединен через элемент И-НЕ, первый и второй диоды соответственно с первым входом программного переключателя, первыми входами n-первых и вторых пороговых устройств, n-вторые входы которых соединены с n-выходами задатчиков сигналов, выходы n-первых и вторых пороговых устройств соединены соответственно со вторыми и третьими n-входами программного переключателя /Заявка на изобретение РФ №2005139221/28, кл. G01C 22/00, приоритет от 15.12.2005 г., решение о выдаче патента от 19.01.2007 г. (прототип)/.

Недостатком данных способа и устройства является низкая информативность, обусловленная измерением только пройденного пути и отсутствием информации о расходе топлива на 100 км пути, о предельной дальности и времени движения автомобиля при заданном значении остатка топлива и текущем значении его расхода.

Технической задачей изобретения является повышение информативности вычислительной системы автомобиля.

Цель изобретения достигается тем, что в способе функционирования информационно-вычислительной системы автомобиля, заключающемся в измерении расстояния, пройденного автомобилем, путем измерения оборотов вращения переднего колеса, формировании сигнала единичного приращения пути, установке значения единичного приращения пути для соответствующих условий движения, суммировании текущих значений пройденного расстояния, сравнении полученных значений с заданными, отображении информации о пройденном пути на индикаторе, осуществлении коррекции значений приращений пути исходя из условий движения автомобиля, осуществлении анализа условий движения автомобиля на основе анализа знака и величины ускорений движущегося автомобиля и осуществлении автоматической коррекции значений приращения пути, исходя из условий движения автомобиля, дополнительно определяют расход топлива на 100 км пути, сравнивают текущий расход топлива на 100 км пути с эталонным значением, осуществляют сигнализацию о повышенном расходе топлива в случае превышения текущего значения расхода топлива на 100 км пути над эталонным значением, определяют текущую дальность движения транспортного средства до остановки на основе следующего выражения где m_тек. - количество топлива в транспортном средстве, q - показатель расхода топлива на 100 км пути, определяют предельное значение дальности движения автомобиля до остановки на основе сравнения текущего значения дальности движения транспортного средства с заданным значением, если текущее значение дальности движения транспортного средства меньше заданного значения, осуществляют сигнализацию о предельной дальности движения транспортного средства до остановки, определяют предельное время до остановки транспортного средства в соответствии с математическим выражением где S_пред. - значение предельной дальности движения транспортного средства до остановки, V_ср. - средняя скорость движения транспортного средства, осуществляют сигнализацию о предельном значении времени до остановки транспортного средства.

Заявляемый способ реализуется в информационно-вычислительной системе, которая содержит устройство для измерения расстояния, пройденного автомобилем, состоящее из закрепленного на колесе датчика пути, счетчика пути, выполненного в виде генератора импульсов, схемы сравнения, программного переключателя, счетчика импульсов и индикатора, выход датчика пути соединен через генератор импульсов с первым входом схемы сравнения, выход программного переключателя соединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой через счетчик импульсов соединен с входом индикатора, блока анализа условий движения, который состоит из датчика линейных ускорений, элемента И-НЕ, первого и второго диодов, n-первых и вторых пороговых устройств, задатчика сигналов, причем выход датчика линейных ускорений одновременно соединен через элемент И-НЕ, первый и второй диоды соответственно с первым входом программного переключателя, первыми входами n-первых и вторых пороговых устройств, n-вторые входы которых соединены с n-выходами задатчиков сигналов, выходы n-первых и вторых пороговых устройств соединены соответственно со вторыми и третьими n-входами программного переключателя, в информационно-вычислительную систему дополнительно введены блок обработки информации, индикатор превышения расхода топлива, индикатор предельной дальности движения транспортного средства до остановки, индикатор предельного времени движения транспортного средства до остановки, причем выходы счетчика пути и датчика расхода топлива соединены соответственно с первым, вторым входами блока обработки информации, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами индикатора превышения расхода топлива, индикатора предельной дальности движения транспортного средства до остановки и индикатора предельного времени движения транспортного средства до остановки.

Кроме того, блок обработки информации состоит из генератора импульсов, сдвигового регистра, дифференцирующей цепи, триггера, элемента И, счетчика импульсов, первого, второго, третьего и четвертого делителей, ключа, первого и второго задатчиков постоянных сигналов, первого и второго пороговых устройств, элемента И-НЕ, причем первый и второй входы блока обработки информации являются соответственно первым входом сдвигового регистра, вторым входом второго и первым входом третьего делителей, выход генератора импульсов соединен со вторым входом сдвигового регистра и вторым входом элемента И, первый вход которого через триггер соединен с первым выходом сдвигового регистра, второй выход которого соединен со вторым входом ключа и через дифференцирующую цепь с третьим входом сдвигового регистра, вторыми входами триггера и счетчика импульсов, выход ключа соединен со вторым входом первого и первым входом второго делителей, выход первого задатчика постоянного сигнала соединен с первым входом ключа, выход элемента И через счетчик импульсов соединен с первым входом первого делителя, выходы первого и второго делителей соединены соответственно с первым входом четвертого делителя, первым входом первого порогового устройства и вторым входом третьего делителя, выход которого соединен с первым входом второго порогового устройства, выход которого соединен через элемент И-НЕ со вторым входом четвертого делителя, первый и второй выходы второго задатчика постоянных сигналов соединены со вторыми входами первого и второго пороговых устройств, выход первого порогового устройства, выход второго элемента И-НЕ и выход четвертого делителя являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока обработки информации.

Новыми признаками, обладающими существенными отличиями по способу, является следующая совокупность действий.

1. Определяют расход топлива на 100 км пути.

2. Сравнивают текущий расход топлива на 100 км пути с эталонным значением.

3. Осуществляют сигнализацию о повышенном расходе топлива в случае превышения текущего значения расхода топлива на 100 км пути эталонного значения.

4. Определяют текущую дальность движения транспортного средства до остановки на основе следующего выражения где m_тек. - количество топлива в транспортном средстве, q - показатель расхода топлива на 100 км пути.

5. Определяют предельное значение дальности движения автомобиля до остановки на основе сравнения текущего значения дальности движения транспортного средства с заданным значением, если текущее значение дальности движения транспортного средства меньше заданного значения.

6. Осуществляют сигнализацию о предельной дальности движения транспортного средства до остановки.

7. Определяют предельное время до остановки транспортного средства в соответствии с математическим выражением где S_пред. - значение предельной дальности движения транспортного средства до остановки, V_ср. - средняя скорость движения транспортного средства.

8. Осуществляют сигнализацию о предельном значении времени до остановки транспортного средства.

Существенными отличительными признаками по устройству являются блок обработки информации, индикатор превышения расхода топлива, индикатор предельной дальности движения транспортного средства до остановки, индикатор предельного времени движения транспортного средства до остановки и новые связи между ними.

На фиг.1 показана схема информационно-вычислительной системы, на фиг.2 - блок анализа условий движения автомобиля, на фиг.3 - блок обработки информации.

Информационно-вычислительная система содержит устройство 1 для измерения расстояния, пройденного автомобилем, блок 2 обработки информации, индикатор 3 превышения расхода топлива, индикатор 4 предельной дальности движения транспортного средства до остановки, индикатор 5 предельного времени движения транспортного средства до остановки.

Устройство 1 для измерения расстояния, пройденного автомобилем, состоит из закрепленного на колесе датчика 6 пути, счетчика 7 пути, блока 8 анализа условий движения.

Счетчик 7 пути выполнен в виде генератора 9 импульсов, схемы 10 сравнения, программного переключателя 11, счетчика 12 импульсов и индикатора 13, выход датчика 1 пути соединен через генератор 9 импульсов с первым входом схемы сравнения, выход программного переключателя 11 соединен со вторым входом схемы 10 сравнения, выход которой через счетчик 12 импульсов соединен с входом индикатора 13.

Блок 8 анализа условий движения состоит из датчика 14 линейных ускорений, элемента И-НЕ 15, первого 16 и второго 17 диодов, n-первых 18 и вторых 19 пороговых устройств, задатчика 20 сигналов, причем выход датчика 14 линейных ускорений одновременно соединен через элемент И-НЕ 15, первый 18 и второй 19 диоды соответственно с первым входом программного переключателя 11, первыми входами n-первых 18 и вторых 19 пороговых устройств, n-вторые входы которых соединены с n-выходами задатчиков 20 сигналов, выходы n-первых 18 и вторых 19 пороговых устройств соединены соответственно со вторыми и третьими n-входами программного переключателя 11.

Выходы счетчика 7 пути и датчика расхода топлива соединены соответственно с первым, вторым входами блока 2 обработки информации, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами индикатора 3 превышения расхода топлива, индикатора 4 предельной дальности движения транспортного средства до остановки, индикатора 5 предельного времени движения транспортного средства до остановки.

Блок 2 обработки информации состоит из генератора 21 импульсов, сдвигового регистра 22, дифференцирующей цепи 23, триггера 24, элемента И 25, счетчика 26 импульсов, первого 27, второго 28, третьего 29 и четвертого 30 делителей, ключа 31, первого 32 и второго 33 задатчиков постоянных сигналов, первого 34 и второго 35 пороговых устройств, элемента И-НЕ 36.

Первый и второй выходы блока 2 обработки информации являются соответственно первым входом сдвигового регистра 22, вторым входом второго 28 и первым входом третьего 29 делителей. Выход генератора 21 импульсов соединен со вторым входом сдвигового регистра 22 и вторым входом элемента И 25, первый вход которого через триггер 24 соединен с первым выходом сдвигового регистра 22, второй выход которого соединен со вторым входом ключа 31 и через дифференцирующую цепь 23 с третьим входом сдвигового регистра 22, вторыми входами триггера 24 и счетчика 26 импульсов, выход ключа 31 соединен со вторым входом первого 27 и первым входом второго 28 делителей. Выход первого 32 задатчика постоянного сигнала соединен с первым входом ключа 31, выход элемента И 25 через счетчик 26 импульсов соединен с первым входом первого 27 делителя, выходы первого 27 и второго 28 делителей соединены соответственно с первым входом четвертого 30 делителя, первым входом первого 34 порогового устройства и вторым входом третьего 29 делителя, выход которого соединен с первым входом второго 35 порогового устройства, выход которого соединен через элемент И-НЕ 36 со вторым входом четвертого 30 делителя, первый и второй выходы второго 33 задатчика постоянных сигналов соединены со вторыми входами первого 34 и второго 35 пороговых устройств, выход первого 34 порогового устройства, выход элемента И-НЕ 36 и выход четвертого 30 делителя являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока 2 обработки информации.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 6 оборотов колеса пропорционально пройденному пути автомобиля вырабатывает импульсы, каждый последующий из которых - результат единичного приращения пути. Импульсы с датчика 6 пути запускают высокочастотный генератор 9. Когда число импульсов, выработанных генератором 9, станет равным значению, установленному на программном переключателе 11, схема 10 сравнения остановит генератор 9. В результате сформируется пачка высокочастотных импульсов. Счетчик 12 импульсов прибавит к предыдущему значению число, равное единичному приращению пути (число, установленное программным переключателем). Значение единичного приращения пути подается на индикатор 13. Оно в цифровом виде отображает пройденный путь.

Блок 8 анализа условий движения автомобиля осуществляет коррекцию единичного приращению пути на основе анализа знака и величины ускорения от датчика 14 линейных ускорений.

Если с выхода датчика 14 линейных ускорений сигнал отсутствует, то с выхода элемента И-НЕ 15 сигнал поступает на первый вход программного переключателя 11.

Если на выходе датчика 14 линейных ускорений поступает сигнал, то определение знака линейного ускорения осуществляется первым 16 прямо и вторым 17 обратно включенными диодами. С выхода диодов (16, 17) в зависимости от знака сигнал поступает на n-входы первых 18 или вторых 19 пороговых устройств.

Пороговые устройства (18, 19) осуществляют анализ величины ускорения на основе сравнения текущих значений поступающих с выхода диодов (16, 17) с заданными, поступающими от задатчика 20 сигналов.

С выхода пороговых устройств (18, 19) сигналы поступают соответственно на вторые и третьи n-входы программного переключателя 11.

Блок 2 обработки информации обеспечивает анализ расхода топлива на 100 км пути, а также определение предельной дальности и времени до остановки наземного транспортного средства при заданном уровне топлива и текущем значении расхода топлива.

Это осуществляется следующим образом.

Сигналы о расстоянии, проходимым транспортным средством, и расходе топлива с выходов счетчика 7 пути и датчика расхода топлива поступают соответственно на первый вход сдвигового регистра 22, второй вход второго 28 делителя и первый вход третьего делителя 29 блока 2 обработки информации.

Сдвиговый регистр 22 обеспечивает измерение временного интервала движения транспортного средства при проходе транспортным средством 100 км пути. При этом импульсы с выхода генератора 21 импульсов поступают на второй вход сдвигового регистра 22 и на второй вход элемента И 26, обеспечивая подсчет импульсов счетчиком 27 импульсов за время действия сигнала на первом входе элемента И 26, который поступает с первого выхода сдвигового регистра 22 через триггер 23.

Таким образом, на выходе счетчика 26 сформирован сигнал, пропорциональный временному интервалу движения транспортного средства на 100-километровом участке, который определяется интервалом времени между поступлением сигналов с первого и второго выходов сдвигового регистра 22.

С выхода счетчика 27 сигнал поступает на первый вход первого 27 делителя. В момент поступления сигнала со второго выхода сдвигового регистра 22 на второй вход ключа 31 происходит выдача сигнала с выхода первого 32 задатчика через ключ 31 на второй вход первого 27 делителя и первый вход второго 28 делителя. Сигнал с выхода первого делителя 27 пропорционален средней скорости движения транспортного средства на участке пути 100 км.

Сигналы с выходов первого 27 и второго 28 делителей поступают соответственно на первый вход четвертого 30 делителя, первый вход первого 34 порогового устройства и второй вход третьего 29 делителя.

Определение превышения расхода топлива на 100 км пути осуществляется первым 34 пороговым устройством путем сравнения текущего значения расхода топлива на 100 км с эталонным значением на основе сравнения сигналов, поступающих на первый и второй входы первого 34 порогового устройства соответственно с выхода второго 28 делителя, сигнал которого пропорционален текущему уровню расхода топлива на 100 км пути, и с первого выхода второго 29 задатчика сигналов, сигнал которого соответствует эталонному значению.

В случае превышения текущего уровня расхода топлива на 100 км пути над эталонным значением сигнал с выхода первого 34 порогового устройства поступает на вход индикатора 3 превышения уровня расхода топлива.

Предельная дальность до остановки транспортного средства устанавливается на основе сравнения текущей дальности движения до остановки транспортного средства с предельным значением дальности до остановки транспортного средства вторым 35 пороговым устройством.

При этом текущая дальность движения транспортного средства определяется из выражения где m_тек. - значение количества топлива в транспортном средстве, q - показатель расхода топлива на 100 км пути.

Сигнал со второго выхода второго 33 задатчика постоянных сигналов поступает на второй вход второго 35 порогового устройства, на первый вход которого поступает сигнал с выхода третьего 29 делителя, пропорциональный текущей дальности до остановки транспортного средства. Если текущая дальность движения транспортного средства меньше заданного значения, то с выхода второго 35 порогового устройства сигнал снимается, обеспечивая тем самым поступление сигнала с выхода элемента И-НЕ 36 на индикатор 4 предельной дальности до остановки транспортного средства.

Предельное время до остановки транспортного средства определяется в соответствие с выражением: где L_пред. - предельная дальность до остановки транспортного средства, V_сред. - средняя скорость движения транспортного средства.

Определение предельного времени осуществляется четвертым 30 делителем за счет поступления на первый и второй входы этого делителя сигналов с выхода первого 27 делителя, пропорционального средней скорости движения (V_сред.) и с выхода элемента И-НЕ 36 сигнала, пропорционального предельной дальности движения (L_пред.) транспортного средства до остановки. В случае достижения транспортным средством дальности меньше предельной дальности до остановки транспортного средства, сигнал с выхода четвертого 30 делителя поступает на индикатор 5 предельного времени движения транспортного средства.

Кроме того, происходит обнуление через дифференцирующую цепь 23 сдвигового регистра 22, триггера 24 и счетчика 26 импульсов, тем самым происходит подготовка этих элементов к следующему циклу измерений.

Таким образом, повышается информационное обеспечение водителя транспортного средства за счет выдачи данных о расстоянии, проходимом транспортным средством, расходе топлива на 100 км пути, предельной дальности и времени до остановки транспортного средства при заданном предельном уровне топлива и текущем расходе топлива.

Источники информации

1. Заявка на изобретение РФ №2005139221/28, Кл. G01C 22/00, приоритет от 15.12.2005 г., решение о выдаче патента от 19.01.2007 г. (прототип).

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в системах информационного обеспечения водителя при эксплуатации наземного транспортного средства. Технический результат - повышение информативности. Для достижения данного результата определяют расход топлива на 100 км пути. Сравнивают этот показатель с эталонным значением. В случае превышения осуществляют сигнализацию о повышенном расходе топлива. В случае если текущее значение дальности меньше заданного значения, осуществляют сигнализацию о предельной дальности движения транспортного средства до остановки. Предельное время до остановки транспортного средства определяют как отношение значения предельной дальности движения транспортного средства до остановки к средней скорости движения транспортного средства. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ функционирования информационно-вычислительной системы транспортного средства, заключающийся в измерении расстояния, пройденного транспортным средством, путем измерения оборотов вращения переднего колеса, формировании сигнала единичного приращения пути, установке значения единичного приращения пути для соответствующих условий движения, суммировании текущих значений пройденного расстояния, сравнении полученных значений с заданными, отображении информации о пройденном пути на индикаторе, осуществлении коррекции значений приращений пути, исходя из условий движения автомобиля, осуществлении анализа условий движения автомобиля на основе анализа знака и величины ускорений движущегося автомобиля и осуществлении автоматической коррекции значений приращения пути, исходя из условий движения автомобиля, отличающийся тем, что определяют расход топлива на 100 км пути, сравнивают текущий расход топлива на 100 км пути с эталонным значением, осуществляют сигнализацию о повышенном расходе топлива в случае превышения текущего значения расхода топлива на 100 км пути над эталонным значением, определяют текущую дальность движения транспортного средства до остановки на основе следующего выражения: , где m_тек. - количество топлива в транспортном средстве, q - показатель расхода топлива на 100 км пути, определяют предельное значение дальности движения автомобиля до остановки на основе сравнения текущего значения дальности движения транспортного средства с заданным значением, если текущее значение дальности движения транспортного средства меньше заданного значения, осуществляют сигнализацию о предельной дальности движения транспортного средства до остановки, определяют предельное время до остановки транспортного средства в соответствии с математическим выражением , где S_пред. - значение предельной дальности движения транспортного средства до остановки, V_ср. - средняя скорость движения транспортного средства, осуществляют сигнализацию о предельном значении времени до остановки транспортного средства.2. Информационно-вычислительная система транспортного средства, содержащая устройство для измерения расстояния, пройденного автомобилем, состоящее из закрепленного на колесе датчика пути, счетчика пути, выполненного в виде генератора импульсов, схемы сравнения, программного переключателя, счетчика импульсов и индикатора, блока анализа условий движения, при этом выход датчика пути соединен через генератор импульсов с первым входом схемы сравнения, выход программного переключателя соединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой через счетчик импульсов соединен с входом индикатора, блок анализа условий движения состоит из датчика линейных ускорений, элемента И-НЕ, первого и второго диодов, n-первых и вторых пороговых устройств, задатчика сигналов, причем выход датчика линейных ускорений одновременно соединен через элемент И-НЕ, первый и второй диоды соответственно с первым входом программного переключателя, первыми входами n-первых и вторых пороговых устройств, n-вторые входы которых соединены с n-выходами задатчиков сигналов, выходы n-первых и вторых пороговых устройств соединены соответственно со вторыми и третьими n-входами программного переключателя, отличающаяся тем, что в нее введен блок обработки информации, индикатор превышения расхода топлива, индикатор предельной дальности движения транспортного средства до остановки, индикатор предельного времени движения транспортного средства до остановки, причем выходы счетчика пути и датчика расхода топлива соединены соответственно с первым, вторым входами блока обработки информации, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами индикатора превышения расхода топлива, индикатора предельной дальности движения транспортного средства до остановки и индикатора предельного времени движения транспортного средства до остановки.3. Система по п.2, отличающаяся тем, что блок обработки информации состоит из генератора импульсов, сдвигового регистра, дифференцирующей цепи, триггера, элемента И, счетчика импульсов, первого, второго, третьего и четвертого делителей, ключа, первого и второго задатчиков постоянных сигналов, первого и второго пороговых устройств, элемента И-НЕ, причем первый и второй входы блока обработки информации являются соответственно первым входом сдвигового регистра, вторым входом второго и первым входом третьего делителей, выход генератора импульсов соединен со вторым входом сдвигового регистра и вторым входом элемента И, первый вход которого через триггер соединен с первым выходом сдвигового регистра, второй выход которого соединен со вторым входом ключа и через дифференцирующую цепь с третьим входом сдвигового регистра и вторыми входами триггера и счетчика импульсов, выход ключа соединен со вторым входом первого и первым входом второго делителей, выход первого задатчика постоянного сигнала соединен с первым входом ключа, выход элемента И через счетчик импульсов соединен с первым входом первого делителя, выходы первого и второго делителей соединены соответственно с первым входом четвертого делителя, первым входом первого порогового устройства и вторым входом третьего делителя, выход которого соединен с первым входом второго порогового устройства, выход которого соединен через элемент И-НЕ со вторым входом четвертого делителя, первый и второй выходы второго задатчика постоянных сигналов соединены со вторыми входами первого и второго пороговых устройств, выход первого порогового устройства, выход второго элемента И-НЕ и выход четвертого делителя являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока обработки информации.