СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСПРАВНОСТИ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК G01M17/00 G01L5/28 B60T17/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического определения исправности тормозной системы транспортного средства.

Наиболее близким к изобретению является способ определения исправности тормозной системы транспортного средства, заключающийся в том, что вводят эталонные значения перегрузок для n-начальных условий, определяют текущую величину и направления перегрузки, осуществляют индикацию значений величины и направления перегрузки, определяют начальные условия возникновения перегрузки, выбирают эталонное значение перегрузки для данных начальных условий, сравнивают текущее значение перегрузки, полученное при данных начальных условиях возникновения перегрузки, с эталонным значением, осуществляют индикацию при превышении уровня текущей перегрузки над эталонным значением, отличающийся тем, что определяют начальные условия возникновения перегрузки в момент начала торможения путем сравнения текущей массы транспортного средства с заданными значениями, а также путем сравнения текущих усилий нажатия на педаль тормоза с заданными значениями (Патент РФ на изобретение №2326363, кл. G01M 17/00, 10.06.2008 г.).

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения исправности тормозной системы транспортного средства, содержащее электроконтактный датчик, вычислитель, блок обработки информации, индикатор направления перегрузки, индикатор величины перегрузки, индикатор превышения уровня перегрузки, при этом электроконтактный датчик состоит из немагнитного конусообразного корпуса с крышкой, размещенной в вершине корпуса, инерционного элемента, выполненного в виде электропроводного шарика, первого электроконтакта, выполненного в виде усеченного полого конуса, закрепленного на крышке корпуса, второго электроконтакта, выполненного в виде полого конуса, размещенного по боковой поверхности корпуса так, что его основание обращено к нижнему основанию усеченного конуса первого электроконтакта и параллельно ему, изолированных между собой центрального и кольцевого электроконтактов, причем центральный электроконтакт размещен в вершине конуса второго электроконтакта и изолирован от него, кольцевой электроконтакт размещен по периметру вершины конуса второго электроконтакта и изолирован от него, первый электроконтакт выполнен в виде изолированных друг от друга секторов, выводы которых образуют первую группу выходов датчика, вторым выходом которого является вывод кольцевого электроконтакта, центральный и второй электроконтакты соединены с положительным выводом источника питания, первая группа входов и второй вход вычислителя соединены соответственно с первой группой выходов и вторым выходом датчика, первая группа выходов вычислителя соединена с группой входов индикатора направления перегрузки, второй выход - с входом индикатора перегрузки, вычислитель содержит группу из n-триггеров, где n - число секторов первого электроконтакта вибрационного датчика, первый, второй и третий элементы И, инвертор, генератор импульсов, дифференцирующую цепь, счетчик импульсов, умножитель, делитель, задатчик постоянной величины, причем информационные входы триггеров соединены с соответствующими входами первой группы входов вычислителя, второй вход которого через инвертор соединен с входом дифференцирующей цепи и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход второго элемента И соединен с информационным входом счетчика, входы обнуления триггеров и счетчика импульсов объединены с обеспечением возможности подачи на них сигнала с плюсовой шиной источника питания, прямые выходы триггеров являются соответствующими выходами первой группы выходов вычислителя, а инверсные выходы соединены с соответствующими входами группы n-входов первого элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И и вторым входом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи, а выход третьего элемента И соединен с входом обнуления счетчика импульсов, выход которого соединен с первым и вторым входами умножителя, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом первого задатчика постоянной величины, а выход является вторым выходом вычислителя, блок обработки информации состоит из n-первых, n-вторых пороговых устройств, n-первых ключей, ИЛИ и задатчика постоянных сигналов, причем второй выход вычислителя соединен соответственно с первым входом блока обработки информации, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости движения транспортного средства, а выход блока обработки информации соединен с индикатором превышения уровня перегрузки, блок обработки информации дополнительно имеет n-третьих, n-четвертых пороговых устройств, n-вторых, n-третьих, n-четвертых, n-пятых ключей, причем на третий и четвертый входы блока обработки информации поступают соответственно данные о значении массы транспортного средства и усилий, воздействующих на педаль тормоза от датчиков массы и датчика усилий, воздействующих на педаль тормоза, причем первый, второй, третий, четвертый входы блока обработки информации соединены соответственно со вторыми входами n-четвертых и первыми входами n-первых, n-вторых и n-третьих пороговых устройств, на вторые входы n-первых, n-вторых и n-третьих пороговых устройств поступают сигналы с первой, второй, третьей группы выходов задатчиков сигналов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно n-первых, n-вторых и n-третьих ключей, вторые входы которых соединены с выходами соответственно четвертых, пятых и шестых групп выходов задатчика сигналов, выходы n-первых и n-вторых ключей соединены соответственно с первыми и вторыми входами n-четвертых ключей, выходы которых соединены с первыми входами n-пятых ключей, вторые входы которых соединены с выходами третьих ключей, выходы n-пятых ключей соединены с первыми входами n-четвертых пороговых устройств, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ является выходом блока обработки информации (Патент РФ на изобретение №2326363, кл. G01M 17/00, 10.06.2008 г.).

Недостатком данных способа и устройства является отсутствие возможности выбора временного интервала нажатия на педаль тормоза и достоверного определения величины тормозного пути транспортного средства.

Технической задачей изобретения является повышение достоверности определения тормозного пути транспортного средства.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе определения исправности тормозной системы транспортного средства, заключающемся в том, что вводят эталонные значения перегрузок для n-начальных условий, определяют текущую величину и направления перегрузки, осуществляют индикацию значений величины и направления перегрузки, определяют начальные условия возникновения перегрузки, выбирают эталонное значение перегрузок для данных начальных условий, сравнивают текущее значение перегрузки, полученное при данных начальных условиях возникновения перегрузки, с эталонным значением, осуществляют индикацию при превышении уровня текущей перегрузки над эталонным значением, при этом определяют начальные условия возникновения перегрузки в момент начала торможения путем сравнения текущей массы транспортного средства с заданными значениями, а также путем сравнения текущих усилий нажатия на педаль тормоза с заданными значениями, дополнительно сравнивают время нажатия на педаль тормоза с заданным значением, определяют тормозной путь в случае равенства или превышения временного интервала нажатия на педаль тормоза над заданным значением в соответствии с выражением:

где V₀ - начальная скорость торможения транспортного средства, км/ч; τ_с - время запаздывания срабатывания тормозной системы; τ_н - время нарастания замедления; j_уст. - установившееся замедление, м/с², осуществляют индикацию о тормозном пути водителю и на позади идущее транспортное средство путем индикации на заднем стекле транспортного средства.

Заявляемый способ реализуется в устройстве для определения исправности тормозной системы транспортного средства, содержащем электроконтактный датчик, вычислитель, блок обработки сигналов, индикатор направления перегрузки, индикатор величины перегрузки, индикатор превышения уровня перегрузки, при этом электроконтактный датчик состоит из немагнитного конусообразного корпуса с крышкой, размещенной в вершине корпуса, инерционного элемента, выполненного в виде электропроводного шарика, первого электроконтакта, выполненного в виде усеченного полого конуса, закрепленного на крышке корпуса, второго электроконтакта, выполненного в виде полого конуса, размещенного по боковой поверхности корпуса так, что его основание обращено к нижнему основанию усеченного конуса первого электроконтакта и параллельно ему, изолированных между собой центрального и кольцевого электроконтактов, причем центральный электроконтакт размещен в вершине конуса второго электроконтакта и изолирован от него, кольцевой электроконтакт размещен по периметру вершины конуса второго электроконтакта и изолирован от него, первый электроконтакт выполнен в виде изолированных друг от друга секторов, выводы которых образуют первую группу выходов датчика, вторым выходом которого является вывод кольцевого электроконтакта, центральный и второй электроконтакты соединены с положительным выводом источника питания, первая группа входов и второй вход вычислителя соединены соответственно с первой группой выходов и вторым выходом датчика, первая группа выходов вычислителя соединена с группой входов индикатора направления перегрузки, второй выход - с входом индикатора перегрузки, вычислитель содержит группу из n-триггеров, где n - число секторов первого электроконтакта вибрационного датчика, первый, второй и третий элементы И, инвертор, генератор импульсов, дифференцирующую цепь, счетчик импульсов, умножитель, делитель, задатчик постоянной величины, причем информационные входы триггеров соединены с соответствующими входами первой группы входов вычислителя, второй вход которого через инвертор соединен с входом дифференцирующей цепи и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход второго элемента И соединен с информационным входом счетчика, входы обнуления триггеров и счетчика импульсов объединены с обеспечением возможности подачи на них сигнала с плюсовой шиной источника питания, прямые выходы триггеров являются соответствующими выходами первой группы выходов вычислителя, а инверсные выходы соединены с соответствующими входами группы n-входов первого элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И и вторым входом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи, а выход третьего элемента И соединен с входом обнуления счетчика импульсов, выход которого соединен с первым и вторым входами умножителя, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом первого задатчика постоянной величины, а выход является вторым выходом вычислителя, блок обработки сигналов состоит из n-первых, n-вторых пороговых устройств, n-первых ключей, ИЛИ и задатчика постоянных сигналов, причем второй выход вычислителя соединен соответственно с первым входом блока обработки и сигналов, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости движения транспортного средства, а выход блока обработки сигналов соединен с индикатором превышения уровня перегрузки, блок обработки сигналов дополнительно имеет n-третьих, n-четвертых пороговых устройств, n-вторых, n-третьих, n-четвертых, n-пятых ключей, причем на третий и четвертый входы блока обработки сигналов поступают соответственно данные о значении массы транспортного средства от датчиков массы и данные о значениях усилий, воздействующих на педаль тормоза, причем первый, второй, третий, четвертый входы блока обработки сигналов соединены соответственно со вторыми входами n-четвертых, и первыми входами n-первых, n-вторых и n-третьих пороговых устройств, на вторые входы n-первых, n-вторых и n-третьих пороговых устройств поступают сигналы с первой, второй, третьей группы выходов задатчиков сигналов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно n-первых, n-вторых и n-третьих ключей, вторые входы которых соединены с выходами соответственно четвертых, пятых и шестых групп выходов задатчика сигналов, выходы n-первых и n-вторых ключей соединены соответственно с первыми и вторыми входами n-четвертых ключей, выходы которых соединены с первыми входами n-пятых ключей, вторые входы которых соединены с выходами третьих ключей, выходы n-пятых ключей соединены с первыми входами n-четвертых пороговых устройств, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ является выходом блока обработки сигналов, дополнительно введены первый, второй и третий ключи, пороговое устройство, задатчик постоянного сигнала, блок определения тормозного пути, первый и второй индикаторы тормозного пути, причем первый и второй входы первого ключа соединены соответственно с выходами датчика усилий и датчика скорости, выход датчика усилий соединен с первым входом порогового устройства, второй вход которого соединен с выходом задатчика сигнала, выход порогового устройства соединен со вторыми входами второго и первого ключа первые входы которых соединены соответственно с вторым выходом вычислителя и выходом первого ключа, выходы первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым входами блока определения тормозного пути, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами первого и второго индикаторов тормозного пути.

Кроме того, блок определения тормозного пути состоит из первого и второго делителей, первого и второго умножителей, первого и второго суммирующих устройств, первого, второго и третьего задатчика и квадратора, причем первый и второй входы блока определения тормозного пути являются соотвественно первым входом второго умножителя, первым входом первого делителя и входом квадратора, выход второго умножителя соединен со вторым входом делителя, первый вход которого соединен с выходом квадратора, выход первого задатчика соединен со вторым входом первого делителя, выход которого соединен с первым входом первого умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами второго задатчика сигналов, выход первого умножителя соединен с первым входом второго умножителя, второй выход которого соединен с выходом второго делителя, выход второго суммирующего устройства является выходом блока определения тормозного пути.

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

1. Сравнивают время нажатия на педаль тормоза с заданным значением.

2. Определяют тормозной путь в случае равенства или превышения временного интервала нажатия на педаль тормоза над заданным значением в соответствии с выражением:

где V₀ - начальная скорость торможения транспортного средства, км/ч; τ_с - время запаздывания срабатывания тормозной системы; τ_н - время нарастания замедления; j_уст. - установившееся замедление, м/с².

3. Осуществляют индикацию о тормозном пути водителю и на позади идущее транспортное средство путем индикации на заднем стекле транспортного средства.

Новыми элементами, обладающими существенными отличиями по устройству, являются первый, второй и третий ключи, пороговое устройство, задатчик постоянного сигнала, блок определения тормозного пути, первый и второй индикаторы тормозного пути и связи между известными и новыми элементами.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства определения исправности тормозной системы транспортного средства, на фиг.2 - конструктивная схема электроконтатного датчика; на фиг 3 - то же, план; на фиг.4 - электрическая схема электроконтатного датчика и структурная схема вычислителя, на фиг.5 - блока обработки сигналов, на фиг.6 - тормозная диаграмма (схема) - транспортного средства, на фиг.7 - блока определения тормозного пути.

Устройство содержит электроконтактный датчик 1, вычислитель 2, блок 3 обработки сигналов, первый 4, второй 5, третий 6 ключи, пороговое устройство 7, задатчик 8 постоянного сигнала, блок 9 определения тормозного пути, индикатор 10 направления перегрузки, индикатор 11 величины перегрузки, индикатор 12 превышения уровня перегрузки, первый 13 и второй 14 индикаторы величины тормозного пути, при этом электроконтактный датчик 1 состоит из немагнитного конусообразного корпуса 15 с крышкой 16, размещенной в вершине корпуса, инерционного элемента 17, выполненного в виде электропроводного шарика, первого 18 электроконтакта, выполненного в виде усеченного полого конуса, закрепленного на крышке корпуса, второго 19 электроконтакта, выполненного в виде полого конуса, размещенного по боковой поверхности корпуса так, что его основание обращено к нижнему основанию усеченного конуса первого 18 электроконтакта и параллельно ему, изолированных между собой центрального 20 и кольцевого 21 электроконтактов, центральный 20 электроконтакт размещен в вершине конуса второго 19 электроконтакта и изолирован от него, кольцевой 21 электроконтакт размещен по периметру вершины конуса второго 20 электроконтакта и изолирован от него, первый 18 электроконтакт выполнен в виде изолированных друг от друга секторов, выводы которых образуют первую группу выходов датчика 1, вторым выходом которого является вывод кольцевого 21 электроконтакта, центральный 20 и второй 19 электроконтакты соединены с положительным выводом источника 21 питания.

Первая группа входов и второй вход вычислителя 2 соединены соответственно с первой группой выходов и вторым выходом датчика 1, первая группа выходов вычислителя 2 соединена с группой входов индикатора 10 направления перегрузки, второй выход с входом индикатора 11 перегрузки. Вычислитель 2 содержит группу из n-триггеров 23, где n - число секторов первого электроконтакта вибрационного датчика, первый 24, второй 25 и третий 26 элементы И, инвертор 27, генератор 28 импульсов, дифференцирующую цепь 29, счетчик 30 импульсов, умножитель 31, делитель 32, задатчик 33 постоянной величины. Причем информационные входы триггеров 23 соединены с соответствующими входами первой группы входов вычислителя 2, второй вход которого через инвертор 27 соединен с входом дифференцирующей цепи 29 и первым входом второго 25 элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора 28 импульсов, а выход второго 25 элемента И соединен с информационным входом счетчика 30, входы обнуления триггеров 23 и счетчика 30 импульсов объединены с обеспечением возможности подачи на них сигнала с плюсовой шиной источника 21 питания, прямые выходы триггеров 23 являются соответствующими выходами первой группы выходов вычислителя 2, а инверсные выходы соединены с соответствующими входами группы n-входов первого 24 элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго 25 элемента И и вторым входом третьего 26 элемента И, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи 29, а выход третьего 27 элемента И соединен с входом обнуления счетчика 30 импульсов, выход которого соединен с первым и вторым входами умножителя 31, выход которого соединен с первым входом делителя 32, второй вход которого соединен с выходом задатчика 33 постоянной величины, а выход является вторым выходом вычислителя 2.

Блок 3 обработки сигналов состоит из n-первых 34, n-вторых 35, n-третьих 36 и n-четвертых 37 пороговых устройств, n-первых 38, n-вторых 39, n-третьих 40, четвертых 41 и пятых 42 ключей, элемента ИЛИ 43, задатчика 44 постоянных сигналов, причем второй выход вычислителя 2 соединен соответственно с первым входом блока 3 обработки сигналов, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с датчиком массы транспортного средства и датчиком воздействующих усилий на педаль тормоза, выход блока 3 обработки сигналов соединены соответственно с индикатором 12 превышения уровня перегрузки, первый, второй, третий, четвертый входы блока 3 соединены соответственно со вторыми входами n-четвертых 37 и первыми входами n-первых 34, n-вторых 35 и n-третьих 36 пороговых устройств, на вторые входы которых поступают сигналы с первой, второй, третьей группы выходов задатчика 44 сигналов, а выходы соединены с первыми входами соответственно n-первых 38 n-вторых 39 и n-третьих 40 ключей, вторые входы которых соединены с выходами соответственно четвертых, пятых и шестых групп выходов задатчика 44 сигналов, выходы n-первых 38 и n-вторых 39 ключей соединены соответственно с первыми и вторыми входами n-четвертых 41 ключей, выходы которых соединены с первыми входами n-пятых 42 ключей, вторые входы которых соединены с выходами третьих 40 ключей, выходы n-пятых 42 ключей соединены с первыми входами n-четвертых 37 пороговых устройств, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ 43, выход которого является выходом блока 3 обработки сигналов.

Блок 9 определения тормозного пути состоит из первого 45 и второго 46 умножителей, первого 47, второго 48 и третьего 49 задатчиков сигналов, первого 50 и второго 51 делителей, первого 52 и второго 53 суммирующего устройства, квадратора 54, при этом первый и второй входы блока 4 определения тормозного пути соединены соотвественно с первым входом первого 45 умножителя, первым входом первого 50 делителя и входом квадратора 54, выход которого соединен с первым входом второго 52 делителя, второй вход которого соединен с выходом первого 45 умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого 47 задатчика, выход второго 48 задатчика соединен со вторым сходом первого 50 делителя, выход которого соединен с первым входом второго 46 умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого 52 суммирующего устройства, первый и второй входы которого соединены с первым и вторыми выходами третьего 49 задатчика сигналов, выход второго 46 умножителя соединен с первым входом второго 53 суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом второго 51 делителя, выход второго 53 суммирующего устройства является выходом блока 9 определения тормозного пути.

Количество секторов первого электроконтакта 12 выбирается в зависимости от необходимой точности определения направления перегрузки. Чем больше количество секторов, тем выше точность. Минимальная величина сектора определяется возможностями технологии изготовления с учетом обеспечения надежного контакта шарика.

Для измерения перегрузок вместо электроконтактного датчика может использоваться акселерометр и датчик линейных ускорений.

Тормозной путь можно определить при кратковременном нажатии на педаль тормоза на основе установившегося значения ускорения (j_уст.) в соответствии с тормозной диаграммой (схемой), приведенной на фиг.6 /2/.

В качестве датчика массы может быть использовано транспортное весовое устройство, которое содержит тензометрические датчики, установленные в шинах транспортного средства, датчики давления, чувствительные элементы которых соединены с внутренними полостями шин, генератор, многоканальный усилитель, преобразователь аналог-код, блок памяти, преобразователь код-аналог и прибор отображения информации, установленный на приборной панели транспортного средства (RU 2046300 C1, 20.10.1995, кл. G01G 19/02, G01G 19/21).

Текущей массой автомобиля является масса автомобиля в каждый текущий момент времени его движения. Полная масса транспортного средства учитывает вес перевозимого в кузове груза, количество пассажиров и перевозимого ими в кабине багажа, навесного оборудования, вес топлива и т.д., полная масса транспортного средства меняется в зависимости от времени его движения в связи с выработкой топлива, изменения количества пассажиров, перевозимого ими багажа.

Устройство для определения исправности тормозной системы работает следующим образом.

При воздействие перегрузки сигнал с одного из первых выходов электроконтатного датчика 1 поступает на один из входов вычислителя 2, где определяется направление и величина перегрузки. Сигнал в зависимости от направления перегрузки поступает с одного из первых выходов вычислителя 2 на один из входов индикатора 10 направления перегрузки, со второго выхода вычислителя 2 сигнал поступает на первые входа блока 3 обработки сигналов, блока 9 определения тормозного пути и вход индикатора 11 величины перегрузки.

Блок 3 обработки сигналов на основе обработки трех входных параметров (начальной скорости торможения, текущей массы транспортного средства, усилий нажатий на педаль тормоза) и сравнения текущей перегрузки с эталонным значением при данных начальных условиях торможения автоматически определяет состояния тормозной системы транспортного средства и выдает сигнал на индикатор 8 превышения уровня перегрузки.

Блок 9 определения тормозного пути на основе двух параметров (начальной скорости торможения и величины перегрузки) определяет при кратковременном нажатие на педаль тормоза тормозной путь и выдает его значения на первый 13 и второй 14 индикаторы величины тормозного пути (фиг.1).

В исходном состоянии сигнал с положительной шины питания подается на входы обнуления счетчика 30 и группы из n-триггеров 23, при этом с инверсных выходов триггера 23 сигналы через первый 24 элемент И поступают на третий вход второго 25 элемента И.

Под воздействием перегрузки инерционный элемент 17 в виде электропроводного шарика перемещается в направлении одного из секторов первого 18 электроконтакта, при этом происходит размыкание центрального 19 и кольцевого 20 электроконтактов (фиг.2, 3, 4), приводящие к снятию сигнала с входа инвертора 27.

Сигнал с выхода инвертора 27 поступает на вход дифференцирующей цепи 29, на первый вход второго 25 элемента И (фиг.4).

С выхода дифференцирующей цепи 29 сигнал через первый вход третьего 26 элемента И поступает на вход обнуления счетчика 30 импульсов.

С выхода генератора 28 сигнал в виде импульсов поступает через второй вход второго 25 элемента И на первый вход счетчика 30.

В дальнейшем при движении электропроводного шарика 17 происходит замыкание второго 19 и одного из секторов первого 18 электроконтакта (фиг.3), при этом сигнал поступает на первый вход одного из n-триггеров 23, с прямого выхода которого сигнал поступает на вход индикатора 10 направлений перегрузки, а отсутствие сигнала с инверсного выхода триггера 23 приводит к прекращению подсчета импульсов счетчиком 30 через первый 24 и второй 25 элементы И.

С выхода счетчика 30 импульсов сигнал, пропорциональный времени движения t электропроводного шарика, поступает на первый и второй вход умножителя 29, с выхода которого сигнал, пропорциональный величине t², поступает на первый вход делителя 32, на второй вход которого с выхода задатчика 33 поступает сигнал, пропорциональный величине

где L - расстояние между двумя исходными положениями электроконтактов, α - угол образующей полого конуса, g - ускорение свободного падения.

С выхода делителя 32 сигнал, пропорциональный величине

поступает одновременно на вход индикатора 11 величины перегрузки и на первый вход блока 3 обработки сигналов.

Блок 3 обработки сигналов предназначен для определения начальных условий возникновения перегрузок и автоматического определения исправности тормозной системы транспортного средства для данных начальных условий (фиг.5).

На первые входы первого 34, второго 35, третьего 36 пороговых устройств поступают сигналы с датчика скорости движения транспортного средства через второй вход первого 4 ключа, с датчика текущей массы транспортного средства, с датчика воздействующих усилий на педаль тормоза, на вторые входы которых поступают сигналы с первой, второй, третьей группы выходов задатчика 44 сигналов.

В момент нажатия на педаль тормоза сигнал, соответствующий скорости движения транспортного средства, поступает на первый вход первого ключа 4, обеспечивая тем самым определения начальной скорости торможения.

На выходах первого 34, второго 35 и третьего 36 пороговых устройств формируются сигналы, соответствующие начальному значению скорости, массы транспортного средства и усилию, воздействующему на педаль тормоза при торможении транспортного средства.

С выходов данных пороговых устройств сигналы, соответствующие начальным значением входных параметров возникновения перегрузок, поступают на первые входы соответственно n-первых 38, n-вторых 39 и n-третьих 40 ключей, на вторые входы которых поступают сигналы, соответствующие эталонным значениям с соответственно четвертых, пятых и шестых групп выходов задатчика 44 сигналов (фиг.6).

С выходов n-первых 38 и n-вторых 39 ключей сигналы поступают соответственно на первые и вторые входы n-четвертых 41 ключей, с выходов которых поступают на первые входы n-пятых 42 ключей, на вторые входы которых поступают сигналы с выходов третьих 40 ключей.

На выходе одного n-пятых 42 ключей формируется сигнал, соответствующий эталонному значению при данных начальных условиях возникновения перегрузок.

С выходов n-пятых 42 ключей сигналы поступают на первые входы n-четвертых 37 пороговых устройств, на вторые входы которых поступает сигнал, соответствующий текущей перегрузке, определяемой в момент торможения транспортного средства. В случае превышения уровня текущей перегрузки заданному эталонному значению сигнал поступает на один из входов элемента ИЛИ 42, с выхода которого поступает на индикатор 11 превышения уровня перегрузки.

Блок 9 определения тормозного пути на основе двух параметров (величины перегрузки и начальной скорости торможения) определяет при кратковременном нажатии на педаль тормоза тормозной путь и выдает его значения на первый 13 и второй 14 индикаторы величины тормозного пути.

С выходов датчика усилий и датчика скорости сигналы поступают на первый и второй входы первого 4 ключа, с выхода которого снимается сигнал, соответствующий начальной скорости торможения транспортного средства. С выхода датчика усилий в момент нажатия на педаль тормозного средства сигнал поступает на первый вход порогового устройства, на второй вход которого поступает сигнал с выхода задатчика сигнала.

В случае превышения временного интервала нажатия водителем на педаль тормоза транспортного средства заданного значения сигнал с выхода порогового устройства 7 поступает на вторые входы второго 5 и третьего 6 ключей, обеспечивая тем самым прохождения сигналов со второго выхода вычислителя 2 и выхода первого 4 ключа. Сигнал с выхода второго вычислителя соответствует ускорению с выхода первого ключа начальной скорости торможения.

Тем самым обеспечивается достоверность измерения величины тормозного пути за счет определения начала момента измерения (достижения установившегося ускорения фиг.6).

На первый и второй входы блока 9 определения тормозного пути поступают сигналы, и соответственно на первые входы первого 45 умножителя, первого 50 делителя и вход квадратора 54 поступают сигналы, соответствующие ускорению и скорости, со второго выхода вычислителя и выхода первого 4 ключа (фиг.7).

С выхода второго 51 делителя сигнал, соответствующий значению

поступает на второй вход второго 53 суммирующего устройства.

При этом формирование данного сигнала осуществляется следующим образом.

С квадратора 54 сигнал, соответствующий значению поступает на первый вход второго 51 делителя, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий значению 26j_уст., с выхода первого 45 умножителя, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий постоянному значению K₁=26, с выхода первого 47 задатчика.

С выхода второго 48 задатчика сигнал, соответствующий постоянному значению K₂=3,6, поступает на второй вход первого 50 делителя, с выхода которого сигнал, соответствующий значению V_o/3,6, поступает на первый вход второго 46 умножителя, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий значению (τ_с+0,5τ_Н), с выхода первого 52 суммирующего устройства, на первый и второй входы которого поступают сигналы, соответствующие τ_c, τ_Н, с первого и второго выходов третьего 49 задатчика сигналов. С выхода второго 46 умножителя сигнал, значение которого определено в соответствии с выражением

поступает на первый вход второго 53 суммирующего устройства, на второй вход которого поступает сигнал, значение которого определено в соответствии с выражением

с выхода второго 48 делителя.

С выхода второго 53 суммирующего устройства сигнал, вычисленный в соответствии с формулой

поступает на входы первого 13 и второго 14 индикаторов определения тормозного пути.

Таким образом, наряду с автоматическим определением исправности тормозной системы транспортного средства дополнительно определяется величина тормозного пути, которая высвечивается на передней панели и заднем стекле транспортного средства.

Источники информации

1. Патент РФ на изобретение №2326363, кл. G01M 17/00, 10.06.2008 г. (прототип).

2. Государственный стандарт РФ ГОСТ P 51709-2001, "Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки".

3. Патент РФ на изобретение №2046300 C1, 20.10.1995, кл. G01G 19/02, G01G 19/21.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического определения исправности тормозной системы транспортного средства при данных начальных условиях. Способ заключается в индикации тормозного пути на заднем стекле транспортного средства в случае равенства или превышения временного нажатия на педаль тормоза над заданным значением. Для реализации способа определяют начальные условия возникновения перегрузки в момент начала торможения путем сравнения текущей массы транспортного средства, текущих усилий нажатия на педаль тормоза с заданными значениями. Тормозной путь определяется из выражения:

где V₀ - начальная скорость торможения транспортного средства; τ_с - время запаздывания срабатывания тормозной системы; τ_н - время нарастания замедления; j_уст. - установившееся замедление. Устройство содержит электроконтактный датчик, датчик уклона, вычислитель, n-первые, n-вторые блоки обработки информации, элемент ИЛИ, индикатор направления перегрузки, индикатор величины перегрузки, индикатор превышения уровня перегрузки, первый, второй и третий ключи, пороговое устройство, задатчик постоянного сигнала, блок определения тормозного пути, первый и второй индикаторы тормозного пути. Первый и второй входы первого ключа соединены соответственно с выходами датчика усилий и датчика скорости. Выход датчика усилий соединен с первым входом порогового устройства, второй вход которого соединен с выходом задатчика сигнала. Выход порогового устройства соединен со вторыми входами второго и третьего ключей, первые выходы которых соединены соответственно со вторым выходом вычислителя и выходом первого ключа. Выходы второго и третьего ключей соединены соответственно с первым и вторым входами блока определения тормозного пути, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго индикаторов тормозного пути. Технический результат заключается в расширении эксплутационных возможностей устройства за счет автоматического определения состояния тормозной системы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ определения исправности тормозной системы транспортного средства, заключающийся в том, что вводят эталонные значения перегрузок для n-начальных условий, определяют текущую величину и направление перегрузки, осуществляют индикацию значений величины и направления перегрузки, определяют начальные условия возникновения перегрузки, выбирают эталонное значение перегрузки для данных начальных условий, сравнивают текущее значение перегрузки, полученное при данных начальных условиях возникновения перегрузки, с эталонным значением, осуществляют индикацию при превышении уровня текущей перегрузки над эталонным значением, определяют начальные условия возникновения перегрузки в момент начала торможения путем сравнения текущей массы транспортного средства с заданными значениями, а также путем сравнения текущих усилий нажатия на педаль тормоза с заданными значениями, отличающийся тем, что сравнивают время нажатия на педаль тормоза с заданным значением, определяют тормозной путь в случае равенства или превышения временного нажатия на педаль тормоза над заданным значением в соответствии с выражением:

где V₀ - начальная скорость торможения транспортного средства, км/ч;
τ_с - время запаздывания срабатывания тормозной системы;
τ_н - время нарастания замедления;
j_уст. - установившееся замедление, м/с²,
осуществляют индикацию о тормозном пути водителю и на позади идущее транспортное средство путем индикации на заднем стекле транспортного средства.

2. Устройство для определения исправности тормозной системы транспортного средства, содержащее электроконтактный датчик, вычислитель, блок обработки информации, индикатор направления перегрузки, индикатор величины перегрузки, индикатор превышения уровня перегрузки, при этом электроконтактный датчик состоит из немагнитного конусообразного корпуса с крышкой, размещенной в вершине корпуса, инерционного элемента, выполненного в виде электропроводного шарика, первого электроконтакта, выполненного в виде усеченного полого конуса, закрепленного на крышке корпуса, второго электроконтакта, выполненного в виде полого конуса, размещенного по боковой поверхности корпуса так, что его основание обращено к нижнему основанию усеченного конуса первого электроконтакта и параллельно ему, изолированных между собой центрального и кольцевого электроконтактов, причем центральный электроконтакт размещен в вершине конуса второго электроконтакта и изолирован от него, кольцевой электроконтакт размещен по периметру вершины конуса второго электроконтакта и изолирован от него, первый электроконтакт выполнен в виде изолированных друг от друга секторов, выводы которых образуют первую группу выходов датчика, вторым выходом которого является вывод кольцевого электроконтакта, центральный и второй электроконтакты соединены с положительным выводом источника питания, первая группа входов и второй вход вычислителя соединены соответственно с первой группой выходов и вторым выходом датчика, первая группа выходов вычислителя соединена с группой входов индикатора направления перегрузки, второй выход - с входом индикатора перегрузки, вычислитель содержит группу из n-триггеров, где n-число секторов первого электроконтакта вибрационного датчика, первый, второй и третий элементы И, инвертор, генератор импульсов, дифференцирующую цепь, счетчик импульсов, умножитель, делитель, задатчик постоянной величины, причем информационные входы триггеров соединены с соответствующими входами первой группы входов вычислителя, второй вход которого через инвертор соединен с входом дифференцирующей цепи и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход второго элемента И соединен с информационным входом счетчика, входы обнуления триггеров и счетчика импульсов объединены с обеспечением возможности подачи на них сигнала с плюсовой шины источника питания, прямые выходы триггеров являются соответствующими выходами первой группы выходов вычислителя, а инверсные выходы соединены с соответствующими входами группы n-входов первого элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И и вторым входом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи, а выход третьего элемента И соединен с входом обнуления счетчика импульсов, выход которого соединен с первым и вторым входами умножителя, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом первого задатчика постоянной величины, а выход является вторым выходом вычислителя, блок обработки информации состоит из n-первых, n-вторых пороговых устройств, n-первых ключей, элемента ИЛИ и задатчика постоянных сигналов, причем второй выход вычислителя соединен соответственно с первым входом блока обработки информации, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости движения транспортного средства, а выход блока обработки информации соединен с индикатором превышения уровня перегрузки, блок обработки информации дополнительно имеет n-третьих, n-четвертых пороговых устройств, n-вторых, n-третьих, n-четвертых, n-пятых ключей, причем на третий и четвертый входы блока обработки информации поступают соответственно данные о значении массы транспортного средства от датчиков массы и данные о значениях усилий, воздействующих на педаль тормоза, причем первый, второй, третий, четвертый входы блока обработки информации соединены соответственно со вторыми входами n-четвертых, и первыми входами n-первых, n-вторых и n-третьих пороговых устройств, на вторые входы n-первых, n-вторых и n-третьих пороговых устройств поступают сигналы с первой, второй, третьей группы выходов задатчиков сигналов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно n-первых, n-вторых и n-третьих ключей, вторые входы которых соединены с выходами соответственно четвертых, пятых и шестых групп выходов задатчика сигналов, выходы n-первых и n-вторых ключей соединены соответственно с первыми и вторыми входами n-четвертых ключей, выходы которых соединены с первыми входами n-пятых ключей, вторые входы которых соединены с выходами третьих ключей, выходы n-пятых ключей соединены с первыми входами n-четвертых пороговых устройств, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ является выходом блока обработки информации, отличающееся тем, что введены первый, второй и третий ключи, пороговое устройство, задатчик постоянного сигнала, блок определения тормозного пути, первый и второй индикаторы тормозного пути, причем первый и второй входы первого ключа соединены соответственно с выходами датчика усилий и датчика скорости, выход датчика усилий соединен с первым входом порогового устройства, второй вход которого соединен с выходом задатчика сигнала, выход порогового устройства соединен со вторыми входами второго и третьего ключей, первые выходы которых соединены соответственно со вторым выходом вычислителя и выходом первого ключа, выходы второго и третьего ключей соединены соответственно с первым и вторым входами блока определения тормозного пути, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго индикаторов тормозного пути.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок определения тормозного пути состоит из первого и второго делителей, первого и второго умножителей, первого и второго суммирующих устройств, первого, второго и третьего задатчиков и квадратора, причем первый и второй входы блока определения тормозного пути соединены соотвественно с первым входом первого умножителя, первым входом первого делителя и входом квадратора, выход которого соединен с первым входом второго делителя, второй вход которого соединен с выходом первого умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого задатчика, выход второго задатчика соединен со вторым сходом первого делителя, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого суммирующего устройства, первый и второй входы которого соединены с первым и вторыми выходами третьего задатчика сигналов, выход второго умножителя соединен с первым входом второго суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом второго делителя, выход второго суммирующего устройства является выходом блока определения тормозного пути.