СПОСОБ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОСНОВНЫХ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В ДОРОЖНЫХ УСЛОВИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК B60T17/22 G01L5/28 

Изобретение относится к приборам проверки технического состояния основных тормозных систем транспортных средств (ТС) в дорожных условиях.

Наиболее близким к изобретению является способ для проверки технического состояния основных тормозных систем транспортных средств в дорожных условиях, заключающийся в том, что вводят исходные данные транспортного средства: трехзначный номер, категорию ТС - пассажирские и грузопассажирские автомобили, легковые автомобили с прицепом без тормозов, грузовые автомобили, одно из двух значений массы - снаряженное или полное, тип ТС - одиночное или автопоезд, год изготовления, осуществляют разгон проверяемого автомобиля до необходимой скорости, осуществляют торможение транспортного средства путем нажатия водителем на педаль тормоза, через датчик усилия, установленный на этой педали, определяют момент начала торможения микропроцессором по сигналу кнопки, усиливают аналоговые сигналы от датчика замедления и тензорезисторного датчика усилия, до необходимого уровня, обеспечивают выдачу данных сигналов на аналоговые входы микропроцессора, преобразуют в цифровой вид значения сигналов замедления и усилия и обеспечивают их запоминание в памяти микропроцессора, осуществляют процесс измерения сигналов до полной остановки автомобиля, вычисляют микропроцессором, на основе принятых данных, параметры эффективности тормозной системы транспортного средства: установившегося замедление j_уст, пиковое значение усилия нажатия на педаль P_пм, длину тормозного пути S_т, время срабатывания тормозной системы t_ср, начальную скорость торможения V₀, а также обеспечивают пересчет нормы тормозного пути к реальной начальной скорости торможения, отображают результаты измерения на индикаторе /1/.

Наиболее близким к изобретению является устройство для проверки технического состояния основных тормозных систем транспортных средств в дорожных условиях, которое состоит из датчика замедления, тензорезисторного датчика усилия, кнопки фиксации момента нажатия на датчик усилия, усилителя сигнала датчика замедления, усилителя сигнала тензорезисторного датчика усилия, микропроцессора, клавиатуры управления, индикатора, причем выход датчика замедления, через усилитель сигнала датчика замедления, соединен с первым входом микропроцессора, второй, третий и четвертый входы которого соединены, соответственно, с выходами тензорезисторного датчика усилия, через усилитель тензорезисторного датчика усилия, кнопки фиксации момента нажатия на датчик усилий, клавиатуры управления, а выход микропроцессора соединен с входом индикатора /1/.

Недостатком данного способа и устройства является определение параметров торможения только до момента полной остановки автомобиля.

Технической задачей изобретения является повышение эксплуатационных характеристик за счет определения параметров торможения при кратковременном нажатии водителем транспортного средства на педаль тормоза.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе для проверки технического состояния основных тормозных систем транспортных средств в дорожных условиях, заключающемся в том, что вводят исходные данные транспортного средства: трехзначный номер, категорию ТС - пассажирские и грузопассажирское автомобили, легковые автомобили с прицепом без тормозов, грузовые автомобили, одно из двух значений массы - снаряженное или полное, тип ТС - одиночное или автопоезд, год изготовления, осуществляют разгон проверяемого автомобиля до необходимой скорости, осуществляют торможение транспортного средства путем нажатия водителем на педаль тормоза, через датчик усилия, установленный на этой педали, определяют момент начала торможения микропроцессором по сигналу кнопки, усиливают аналоговые сигналы от датчика замедления и тензорезисторного датчика усилия, до необходимого уровня, обеспечивают выдачу данных сигналов на аналоговые входы микропроцессора, преобразуют в цифровой вид значения сигналов замедления и усилия и обеспечивают их запоминание в памяти микропроцессора, вычисляют микропроцессором, на основе принятых данных, параметры эффективности тормозной системы транспортного средства: установившееся замедление j_уст, пиковое значение усилия нажатия на педаль Р_пм, длину тормозного пути S_т, тормозной системы t_ср, начальную скорость торможения V₀, а также обеспечивают пересчет нормы тормозного пути к реальной начальной скорости торможения, отображают результаты измерения на индикаторе, дополнительно осуществляют процесс измерения сигналов до достижения установившегося замедления, определяют прогнозируемое время до момента установившегося замедления j_уст, на основе анализа динамики изменений замедления относительно двух заданных значений, определяют момент начала установившегося замедления j_уст, путем сравнения замедления с третьим заданным значением, выдают сигнализацию о начале режима установившегося замедления, прекращают процесс торможения, вычисляют длину тормозного пути S_т на основе значений установившегося замедление j_уст в соответствии с выражением:

где V₀ - начальная скорость торможения ТС, км/час; τ_с - время запаздывания тормозной системы, с; τ_H - время нарастания замедления, с; j_уст - установившееся замедление, м/с².

Реализация предлагаемого способа достигается устройством для проверки технического состояния основных тормозных систем транспортных средств в дорожных условиях, содержащим: датчик замедления, тензорезисторный датчик усилия, кнопку фиксации момента нажатия на датчик усилия, усилитель сигнала датчика замедления, усилитель сигнала тензорезисторного датчика усилия, микропроцессор, клавиатуру управления, индикатор, причем выход датчика замедления соединен, через усилитель сигнала датчика замедления, с первым входом микропроцессора, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами тензорезисторного датчика усилия, через усилитель тензорезисторного датчика усилия, кнопки фиксации момента нажатия на датчик усилий, клавиатуры управления, выход микропроцессора соединен с входом индикатора, дополнительно введены блок анализа динамики изменений замедлений, индикатор прогнозируемого времени до установившегося замедления, индикатор установившегося замедления, при этом вход блока анализа динамики изменений замедлений соединен с выходом датчика замедлений, а первый и второй выходы - соответственно с входами индикатора прогнозируемого времени до установившегося замедления, индикатора установившегося замедления и, одновременно, с пятым входом микропроцессора, блок анализа динамики изменений замедлений содержит дифференцирующую цепь, первое, второе и третье пороговые устройства, задатчик сигналов, элемент ИЛИ, генератор импульсов, сдвиговый регистр, элемент НЕ, элемент И, счетчик, причем первый вход блока анализа динамики изменений значений замедлений, является соответственно входом дифференцирующей цепи, первыми входами первого, второго и третьего пороговых устройств, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами задатчика сигналов, выход дифференцирующей цепи соединен с первым входом сдвигового регистра и вторым входом счетчика, выходы первого и второго пороговых устройств, через первый и второй входы элемента ИЛИ, соединены со вторым входом сдвигового регистра, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход которого соединен с третьим входом элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами сдвигового регистра непосредственно и, через элемент И, выход которого соединен с первым входом счетчика, выход которого является выходом блока анализа динамики изменений замедлений.

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

1. Осуществляют процесс измерения сигналов до достижения установившегося замедления.

2. Определяют время нарастания замедления до установившегося замедления j_уст на основе анализа динамики изменений замедлений относительно двух заданных значений.

3. Определяют момент начала установившегося замедление j_уст.

4. Выдают сигнализацию о начале режима установившегося замедления.

5. Прекращают процесс торможения.

6. Вычисляют длину тормозного пути S_т на основе значений установившегося замедления j_уст в соответствии с выражением:

где V₀ - начальная скорость торможения ТС, км/час; τ_с - время запаздывания тормозной системы, с; τ_H - время нарастания замедления, с; j_уст - установившееся замедление, м/с².

Новыми элементами, обладающими существенными отличиями по устройству, являются: блок анализа динамики изменений замедлений, индикатор прогнозируемого времени до установившегося замедления, индикатор установившегося замедления и связи между известными и новыми элементами.

На фиг.1 представлена схема устройства для проверки технического состояния основных тормозных систем транспортных средств в дорожных условиях, на фиг.2 - блока анализа динамики изменений замедлений.

Устройство содержит датчик 1 замедления, тензорезисторный датчик 2 усилия, кнопку 2.1 фиксации момента нажатия на датчик усилия, усилитель 3 сигнала датчика замедления, усилитель 4 сигнала тензорезисторного датчика усилия, микропроцессор 5, клавиатуру 6 управления, индикатор 7, блок 8 анализа динамики изменений замедлений, индикатор 9 прогнозируемого времени до установившегося замедления, индикатор 10 установившегося замедления, при этом выход датчика 1 замедления, через усилитель 3 сигнала датчика замедления, соединен с первым входом микропроцессора 5, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами тензорезисторного датчика 2 усилия, через усилитель 4 тензорезисторного датчика усилия, кнопки 2.1 фиксации момента нажатия на датчик усилий, клавиатуры 6 управления, а выход микропроцессора 5 сигнал соединен с входом индикатора 7, выход датчика 1 замедлений соединен с входом блока 8 анализа динамики изменений замедлений, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами индикатора 9 прогнозируемого времени до установившегося замедления, индикатора 10 установившегося замедления и, одновременно, с пятым входом микропроцессора 5, блок 8 анализа динамики изменений значений замедлений содержит дифференцирующую цепь 11, первое 12, второе 13 и третье 14 пороговые устройства, задатчик 15 сигналов, элемент ИЛИ 16, генератор 17 импульсов, сдвиговый регистр 18, элемент НЕ 19, элемент И 20, счетчик 21, при этом первый вход блока 8 анализа динамики изменений значений замедлений является входом дифференцирующей цепи 11, первыми входами первого 12, второго 13 и третьего 14 пороговых устройств, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами задатчика 15 сигналов, выход дифференцирующей цепи 11 соединен с первым входом сдвигового регистра 18 и вторым входом счетчика 21, выходы первого 12 и второго 13 пороговых устройств, через первый и второй входы элемента ИЛИ 16, соединены со вторым входом сдвигового регистра 18, третий вход которого соединен с выходом генератора 17 импульсов, выход которого также соединен с третьим входом элемента И 20, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами сдвигового регистра 18, непосредственно, и, через элемент НЕ 19, выход которого соединен с первым входом счетчика 21, выход которого является выходом блока 8 анализа динамики изменений значений замедлений.

Работа устройства заключается в следующем.

При включении кнопки «ВКЛ» прибора, в течение некоторого времени обеспечивается термостабилизация входящих в состав прибора узлов. Затем, с помощью клавиатуры управления 6, обеспечивается ввод исходных данных транспортного средства в микропроцессор: трехзначный номер ТС, категория ТС, в соответствии с ГОСТ Р 51709-2001 /2/; тип ТС - одиночное «ОД», автопоезд «АП», массы ТС - снаряженное состояние «СН», полная масса «ПМ», год изготовления до 1.01.81 г. «<81»; после 1.01.81 г. «>81».

Затем, в режиме «РАБОТА», обеспечивается проверка датчиков замедления и усилия путем нажатия кнопки ВЫБОР, и обеспечивается основной режим работы (измерение параметров эффективности тормозных систем ТС).

Проверка горизонтального или вертикального положения прибора осуществляется путем нажатия кнопки ВВОД, при этом на индикаторе прибора появится одно из трех сообщений «НАКЛОН НАЗАД», НАКЛОН В НОРМЕ», НАКЛОН ВПЕРЕД».

Для модификации прибора «Эффект - 02.01»: горизонтальное положение прибора устанавливается с помощью винтов подставки, при этом прозвучит звуковой сигнал и на индикаторе, появляется сообщения: « НАКЛОН В НОРМЕ».

Для модификации « Эффект - 02»: вертикальное положение прибора устанавливается с помощью изменения его положение на стекле боковой двери автомобиля, при этом прозвучит звуковой сигнал и на индикаторе, появляется сообщение: «НАКЛОН В НОРМЕ».

Принцип работы прибора основан на периодическом измерении замедления и усилия нажатия на педаль тормоза при торможении автомобиля. Проверяемый автомобиль разгоняется до необходимой скорости, после чего водитель, нажимая на педаль тормоза, через датчик усилия 2, установленный на этой педали, начинает торможение. По сигналу кнопки 2.1 микропроцессор 5 определяет момент начала торможения. Аналоговые сигналы датчика замедления 1 и тензорезисторного датчика усилия 2, усиленные до необходимого уровня усилителями 3 и 4, поступают на аналоговые входы микропроцессора 5. Преобразованные в цифровой вид значения сигналов замедления и усилия запоминаются в памяти микропроцессора 5. Процесс измерения сигналов продолжается до момента времени начала установившегося замедления, после чего микропроцессор 5, на основе принятых данных, вычисляет параметры эффективности тормозной системы автомобиля.

С выхода датчика 1 замедлений сигнал поступает на вход блока 8 анализа динамики изменений замедлений, с первого и второго выходов которого сигналы поступают соответственно на входы индикатора 9 прогнозируемого времени до установившегося замедления, индикатора 10 установившегося замедления и, одновременно, на пятый вход микропроцессора 5.

При поступлении сигнала на вход блока 8 анализа динамики изменений значений замедлений и соответственно на вход дифференцирующей цепи 11, первые входы первого 12, второго 13 и третьего 14 пороговых устройств происходит обнуление сдвигового регистра 18 и счетчика 21, через дифференцирующую цепь 11, первый вход сдвигового регистра 18 и второй вход счетчика 21, а также сравнение текущих значений сигнала замедления с заданными значениями сигналов, поступающих на вторые входы соответственно с первого, второго и третьего выходов задатчика 15 сигналов.

В момент превышения уровня сигнала замедления первого порогового значения с выхода первого 12 порогового устройства сигнал, через первый вход элемента ИЛИ 16, поступает на второй вход сдвигового регистра 18, на третий вход которого поступает сигнал с выхода генератора 17 импульсов. При этом сигналы с первого и второго выходов сдвигового регистра 18, непосредственно и через элемент НЕ 19, поступают на первый и второй входы элемента И, обеспечивая тем самым поступление импульсов с генератора импульсов через третий вход элемента И 20, на первый вход счетчика 21.

В момент превышения уровня сигнала замедления второго порогового значения с выхода второго 13 порогового устройства сигнал, через второй вход элемента ИЛИ 16, поступает на второй вход сдвигового регистра 18. При этом сигналы с первого и второго выходов сдвигового регистра 18 непосредственно и, через элемент НЕ 19, снимаются, соответственно, с первого и второго входов элемента И, обеспечивая тем самым прекращение поступления импульсов с генератора импульсов, через третий вход элемента И 20, на первый вход счетчика 21.

С выхода счетчика сигнал поступает на вход индикатора 9 прогнозируемого времени до установившегося замедления.

Водитель при этом не снимает нагрузок с педали тормоза транспортного средства.

В момент превышения уровня сигнала замедления третьего порогового значения сигнал с выхода третьего порогового устройства поступает на пятый вход микропроцессора 5 и на вход индикатора 10 установившегося замедления.

Водитель при этом снимает нагрузку с педали тормоза транспортного средства.

Сигнал, поступающий на пятый вход микропроцессора 5, является разрешающим сигналом на формирование параметров торможения.

При снятии воздействия на педаль тормоза на индикаторе появится сообщение «РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕРКИ ТС».

В момент нажатия кнопки ВВОД на индикаторе отобразятся значения, соответствующие проверяемому ТС, в режиме настройки исходных данных, при последующих нажатиях кнопки ВВОД на индикаторе появятся значения:

S₁ - измеренное значение длины тормозного пути, м;

S_п - пересчитанная норма тормозного пути, м;

j - установившееся замедление, м/с²;

V₀ - начальная скорость торможения, м;

t - время срабатывания тормозной системы, с;

F - усилие нажатия на педаль тормоза, кг/с.

Измеренное значение длины тормозного пути определяется в соответствии с выражением /2/:

где V₀ - начальная скорость торможения ТС, км/час; τ_с - время запаздывания тормозной системы, с; τ_H - время нарастания замедления, с; j_уст - установившееся замедление, м/с².

Нормативы тормозного пути для торможения ТС с начальной скоростью V₀, отличной от заданного значения в 40 км/ч, допускается рассчитывать по формуле /2/:

где V₀ - начальная скорость торможения ТС, км/ч;

j_уст - установившееся замедление, м/с²;

А - коэффициент, характеризующий время срабатывания тормозной системы.

Коэффициент А - устанавливается автоматически в зависимости от категории транспортного средства (пассажирские и грузопассажирские автомобили, легковые автомобили с прицепом, грузовые автомобили, грузовые автомобили с прицепом (полуприцепом)) /2/.

Таким образом, обеспечивается определение параметров торможения за счет кратковременного нажатия на педаль тормоза.

Источники информации

1. Измеритель эффективности тормозных систем автомобилей. Руководство по эксплуатации М 016.000.00 РЭ. Научно-производственная фирма «Мета».

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

Изобретение относится к приборам проверки технического состояния основных тормозных систем транспортных средств (ТС) в дорожных условиях. В способе вычисляют микропроцессором на основе принятых данных параметры эффективности тормозной системы транспортного средства: установившееся замедление j_уст, пиковое значение усилия нажатия на педаль Р_пм, длину тормозного пути S_т, время срабатывания тормозной системы t_cp, начальную скорость торможения V₀. Осуществляют процесс измерения сигналов до достижения установившегося замедления и определяют прогнозируемое время до момента установившегося замедления j_уст на основе анализа динамики изменений замедлений относительно двух заданных значений. Определяют момент начала установившегося замедления j_уст путем сравнения замедления с третьим заданным значением и выдают сигнализацию о начале режима установившегося замедления. Прекращают процесс торможения и вычисляют длину тормозного пути S_т на основе значений установившегося замедление j_уст. Устройство содержит датчик замедления, датчик усилия, кнопку фиксации момента нажатия на датчик усилия, усилитель сигнала датчика замедления, усилитель сигнала датчика усилия, микропроцессор, клавиатуру управления, индикатор, блок анализа динамики изменений замедлений, индикатор прогнозируемого времени до установившегося замедления, индикатор установившегося замедления. Блок анализа динамики изменений замедлений содержит дифференцирующую цепь, первое, второе и третье пороговые устройства, задатчик сигналов, элемент ИЛИ, генератор импульсов, сдвиговый регистр, элемент НЕ, элемент И, счетчик. Достигается повышение эксплуатационных возможностей. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ для проверки технического состояния основных тормозных систем транспортных средств в дорожных условиях, заключающийся в том, что вводят исходные данные транспортного средства: трехзначный номер, категорию ТС - пассажирские и грузопассажирские автомобили, легковые автомобили с прицепом без тормозов, грузовые автомобили, одно из двух значений массы - снаряженное или полное, тип ТС - одиночное или автопоезд, год изготовления, осуществляют разгон проверяемого автомобиля до необходимой скорости, осуществляют торможение транспортного средства путем нажатия водителем на педаль тормоза, через датчик усилия, установленный на этой педали, определяют момент начала торможения микропроцессором по сигналу кнопки фиксации момента нажатия на датчик усилия, усиливают аналоговые сигналы от датчика замедления и датчика усилия до необходимого уровня, обеспечивают выдачу данных сигналов на аналоговые входы микропроцессора, преобразуют в цифровой вид значения сигналов замедления и усилия и обеспечивают их запоминание в памяти микропроцессора, вычисляют микропроцессором на основе принятых данных параметры эффективности тормозной системы транспортного средства: установившееся замедление j_уст, пиковое значение усилия нажатия на педаль Р_пм, длину тормозного пути S_т, время срабатывания тормозной системы t_cp, начальную скорость торможения V₀, а также обеспечивают проведение пересчета нормы тормозного пути к реальной начальной скорости торможения, отображают результаты измерения на индикаторе, отличающийся тем, что осуществляют процесс измерения сигналов до достижения установившегося замедления, определяют прогнозируемое время до момента установившегося замедления j_уст на основе анализа динамики изменений замедлений относительно двух заданных значений, определяют момент начала установившегося замедления j_уст путем сравнения замедления с третьим заданным значением, выдают сигнализацию о начале режима установившегося замедления, прекращают процесс торможения, вычисляют длину тормозного пути S_т на основе значений установившегося замедления j_уст в соответствии с выражением

где V₀ - начальная скорость торможения ТС, км/ч;
τ_c - время запаздывания тормозной системы, с;
τ_H - время нарастания замедления, с;
j_уст - установившееся замедление, м/с².

2. Устройство для проверки технического состояния основных тормозных систем транспортных средств в дорожных условиях содержит датчик замедления, датчик усилия, кнопку фиксации момента нажатия на датчик усилия, усилитель сигнала датчика замедления, усилитель сигнала датчика усилия, микропроцессор, клавиатуру управления, индикатор, причем выход датчика замедления соединен через усилитель сигнала датчика замедления с первым входом микропроцессора, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами датчика усилия через усилитель датчика усилия, кнопки фиксации момента нажатия на датчик усилия, клавиатуры управления, а выход микропроцессора соединен с входом индикатора, отличающееся тем, что дополнительно введены блок анализа динамики изменений замедлений, индикатор прогнозируемого времени до установившегося замедления, индикатор установившегося замедления, при этом вход блока анализа динамики изменений замедлений соединен с выходом датчика замедлений, а первый и второй выходы - соответственно с входами индикатора прогнозируемого времени до установившегося замедления, индикатора установившегося замедления и одновременно с пятым входом микропроцессора, блок анализа динамики изменений замедлений содержит дифференцирующую цепь, первое, второе и третье пороговые устройства, задатчик сигналов, элемент ИЛИ, генератор импульсов, сдвиговый регистр, элемент НЕ, элемент И, счетчик, причем вход блока анализа динамики изменений значений замедлений является соответственно входом дифференцирующей цепи, первыми входами первого, второго и третьего пороговых устройств, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами задатчика сигналов, выход дифференцирующей цепи соединен с первым входом сдвигового регистра и вторым входом счетчика, выходы первого и второго пороговых устройств через первый и второй входы элемента ИЛИ соединены со вторым входом сдвигового регистра, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход которого соединен с третьим входом элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами сдвигового регистра непосредственно и через элемент НЕ, выход элемента И соединен с первым входом счетчика, выход которого и выход третьего порогового устройства являются соответственно первым и вторым выходами блока анализа динамики изменений замедлений.