БОРТОВОЙ КОНТРОЛЛЕР РЕГИСТРАЦИИ УРОВНЯ НАГРУЖЕНИЯ ИСПЫТЫВАЕМОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2024 года по МПК G01M17/07 

Изобретение относится к испытаниям транспортных средств (ТС) на надежность (безотказность, долговечность) и касается устройства для непрерывного контроля уровня нагружения транспортного средства при автоматическом переключении контролируемых параметров при переходе транспортного средства с одного вида испытательных дорог на другой.

В настоящее время условия испытаний ТС регламентируют видами дорог [1] и [2] с их оценкой через коэффициент суммарного сопротивления движению Ψ_j каждой j-й дороги [3] и [4], определяемый расходом топлива, затрачиваемого на преодоление суммарных сил сопротивления движению ТС и реализуемой скоростью движения, и меру их воздействия на ТС - через накопленную величину уровня нагружения по расчетной зависимости [5]:

где W_j - уровень нагружения на j-й дороге, н.км (нормативный километр);

S_j - пробег на j-й дороге, км;

Ψ_j - коэффициент суммарного сопротивления движению.

Указанная методическая основа оценки уровня нагружения испытываемого ТС реализована в патенте на изобретение RU №2671066 С1 G01M 17/00 «Способ автоматического контроля уровня нагружения испытываемого ТС для оценки его надежности и устройство для его реализации» [6], которое практически представляет собой не автоматическую, а автоматизированную систему с ручным управлением, не лишенную недостатка. Известное устройство не исключает технологический сбой в системе передачи контролируемых параметров при случайном неиспользовании ручного управления 3-х позиционным переключателем блока принятия решения в момент перехода ТС с одного вида испытательных дорог на другой по причине отсутствия между ними согласованных технологических связей.

Сущность изобретения заключается в согласованной передаче контролируемых параметров по каналу связи, соответствующему виду испытательной дороги, без участия водителя, путем автоматического переключения каналов связи, соответствующих видам испытательных дорог, что обеспечивает совместно с дублирующей системой - переключателя режимов контроля с индикаторами прохождения сигнала высокую надежность регистрации контролируемых параметров.

Это достигается тем, что в блок принятия решения устройства введен блок автоматического переключения видов испытательных дорог с подблоками их распознавания по средним значениям, устанавливаемым дискретно за каждые отрезки времени Δt=8 с на:

- асфальтированной дороге по показателю Ψ_А, равному значению менее 0,05 (Ψ_А<0,05);

- грунтовой дороге по показателю Ψ_гj, равному значению 0,05 и более );

- булыжной дороге по амплитуде вертикальных ускорений подрессоренной массы со средним значением, равным и более 3 м/с² .

Совокупность признаков автоматического контроля и передачи контролируемых параметров в каналы связи, которые соответствуют видам испытательных дорог, без участия водителя ТС, с помощью операционных блоков автоматического переключения каналов, позволяет считать заявленный объект соответствующим критерию «новизна».

На фиг. 1 представлена общая функциональная схема устройства автоматического контроля уровня нагружения транспортного средства без участия водителя.

Устройство состоит из датчиков расхода топлива с преобразователем сигнала Д_с1, скорости движения Д_s2 и пройденного пути Д_s3, блока задания коэффициента n4, характерного для каждого типа ТС, процессорного модуля 5 формирования суммарного сопротивления движению Ψ_j, к которому подключены датчик Д_с и датчик Д_т, блока 6 формирования среднего значения сигнала с интервалом Δt=8 с, включателя бортовой сети с ручным переключателем в положения I и II режимов контроля 7, дублирующего узла с переключателем видов дорог 8, блока принятия решения 9 с каналами связи А, Б и Г_j и индикаторами прохождения сигнала а, б и г, блока 10 автоматического переключения видов испытательных дорог, подблоков 11 распознавания видов дорог А и Г_j по и Б - через вертикальные ускорения ПМ по средним значениям Ζ_ВПМ за время Δt с датчиком ускорений 12, блока 13 распознавания и распределения грунтовых дорог Г_у - 14, Г_р - 15 и Г_м - 16 с сигнализатором датчика 17 превышения допустимой величины Ψ_м>0,3, блока формирования уровня нагружения 18 по видам дорог с подблоками А - 19, Б - 20, Г_м - 21, Г_р - 22, Г_у - 23 с использованием сигнала, поступающего с датчика Д_s - 3 за время Δt и блоков: накопления W_j - 24, сравнения W_j с нормативным значением W_н - 25 и вывода остаточных значений W_j - 26 на секторы монитора 27 блока принятия решения 9 по видам дорог и съемного блока суммарного уровня нагружения W_Σj - 28 с выводом на канал 29.

Устройство работает следующим образом.

При включении водителем бортовой сети с переключателем режимов контроля 7 в положении II и пуска двигателя датчики 1, 2 и 3 и процессорный модуль 5 переводятся в работоспособное состояние. Перед началом первого движения каждого образца одноразово через блок задания коэффициента n повышенной точности 4 в процессорный модуль 5 по источнику [4] вводится его числовое значение.

С началом движения по А-дороге или любой другой подъездной дороге до испытательного участка в процессорном модуле 5 формируется текущее значение показателя Ψ_j, среднее значение которого за время Δt формируется в блоке 6 и передается через включатель бортовой сети с переключателем режимов контроля, находящийся в положении II, в блок автоматического переключения видов испытательных дорог 10 с предварительным анализом количественного значения в подблоке 11. При значении Ψ_j<0,05 сигнал через канал связи, при закрытых каналах связи Б и Г_j, из блока принятия решения 9 передается в подблок 19 блока формирования уровня нагружения 18, где при поступлении информации с датчика Д_s - 3 по зависимости (1) формируется значение показателя W_A, которое далее передается по тракту А последовательно в блоки 24, 25 и 26 с выводом значения W_A на монитор 27.

При переходе испытываемого образца на грунтовую испытательную трассу со значением Ψ_г, равным и более 0,05, сигнал из блока 6 поступает в блок автоматического переключения видов испытательных дорог 10 также с предварительным анализом в подблоке 11. При значении Ψ_j≥0,05 открывается канал связи Г_j с одновременным закрытием канала связи А, сигнал из блока 10 поступает в блок распознавания и распределения грунтовых дорог 13 по значению Ψ_Гj в диапазоне 0,05-0,3, в котором, в зависимости от среднего значения Ψ_Гj, сформированном за время Δt=8 с, выполняется распределение в подблоки 14, 15 и 16 со значением показателя Ψ_Гj в диапазоне соответственно Ψ_Гу - 0,05 - 0,09, Ψ_Гр - 0,091 - 0,18, Ψ_M - 0,181 - 0,3 с последующей его передачей в блок формирования уровня нагружения 18 в один из подблоков 21, 22, 23 и далее в блок накопления уровня нагружения 24 по соответствующим каналам связи Г_М, Г_Р и Г_У, блок сравнения 25 и блок вывода остаточных значений Ψ_Гj 26 с выводом значений на монитор 27.

Дифференцированная регистрация параметров по Ψ_Гj и W_Гj грунтовых дорог позволяет проводить испытания не только по отдельно взятому их виду, но и на общей грунтовой дороге со смешанным их расположением, что чаще всего имеет место на испытательных полигонах, существенно повышая точность оценки надежности ТС при автоматическом переключении видов испытательных дорог.

При переходе образца на дорогу с булыжным покрытием (Б-дорогу) канал связи Б подблока 11 автоматически включается в работу при достижении минимально допустимых вертикальных ускорений подрессоренной массы по средним значениям, равным 3 м/с² и более, установленным на основе статистических обобщений испытаний автомобилей многоцелевого назначения на плавность хода [7] и их нормативам [8] в количестве более 120 образцов. При включении канала связи Б в подблоке 11 каналы связи А и Г_j автоматически закрываются, независимо от того, что переход ТС выполнен с дороги А или дорог Г_j, при продолжении работы процессорного модуля и передаче среднего значения показателя Ψ_Б в блок 10 и последующей его передаче в блок по формированию уровня нагружения 18 в подблок 20 и далее по описанной технологии в блоки 24, 25 и 26 с выводом сигнала на монитор 27.

При штатной работе системы передача сигнала по Ψ_j из блока 10 параллельно сопровождается работой индикаторов сигнала а, б и г, а в случае их отказа оператор (водитель ТС) переводит переключатель блока 7 в положение I, соединяя его с дублирующим узлов 8 и последующим переключением видов дорог ручным способом до выяснения причин сбоя автоматической системы 10 и ее подблоков 11 или индикаторов сигнала а, б или г.

Дублирующая система включается также принудительно в связи с завершением испытаний образца или приближением остаточных значений показателя W_j к нулю хотя бы по одному из пяти видов дорог при реализации нормативов W_jн, значения по которым определены по зависимости 1 и заложены в блоке 25 на уровне, н.км:

W_Ан=276, W_Бн=621, W_Гун=684, W_Грн=456 и W_Мн=828 при суммарном их значении 2865.

Использование автоматического контроля уровня нагружения испытываемого транспортного средства, в отличие от аналога, представляющего автоматизированную систему с ручным управлением контроля передачи сигнала по параметрам Ψ_j и W_j при переходе ТС с одного вида дороги на другой, обеспечивает исключение человеческого фактора, в том числе преднамеренного, когда пробеги ТС проводят по более «легкой» дороге с зачетом по «тяжелой», повышенную точность и оперативную возможность оценить выполненные пробеги по видам дорог, а при наличии единственной грунтовой дороги на испытательном полигоне - обеспечить дифференцированную регистрацию контролируемых параметров по трем видам грунтовых дорог (Г_у, Г_р и Г_м), которые могут быть выделены отдельными участками протяженностью от 100 м и более (с учетом дискретности расчета средних значений параметров за время Δt=8 с), обеспечивая высокую оценку качества условий испытаний и показателей надежности.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1 ОСТ 37.001.472-88. Приемочные испытания автотранспортных средств. Типовая программа испытания. - Введ. 1989-01-01. - М.: НАМИ, 1989.

2 ОСТ 37.001.520-96. Категории испытательных дорог. Параметры и методы их определения. - Введ. 1997-07-01. - М.: «Дорожный транспорт», ТК56, 1996 г.

3 RU патент на изобретение №2011955 С1 G01М 17/00 от 30.04.1994.

4 RU патент на изобретение №2561647 C1 G01M 17/007 от 04.08.2015.

5 RU патент на изобретение №2090855 C1 G01M 17/00 от 20.09.1997.

6 RU патент на изобретение №2671066 C1 G01M 17/00 от 29.10.2018.

7 ОСТ 37.001.275-84. Автотранспортные средства. Методы испытаний на плавность хода. - Введ. 1985-07-01 (изм. №2, ИУОС №4, 1991). - М.: НАМИ, 1985.

8 ОСТ 37.001.291-84. Автотранспортные средства. Технические нормы плавности хода. - Введ. 1985-07-01. - М.: НАМИ, 1985.

Изобретение относится к испытаниям транспортных средств. Бортовой контроллер регистрации уровня нагружения испытываемого транспортного средства при его перемещении по различным типам опорной поверхности испытательных дорог, содержит процессорный модуль с датчиками расхода топлива и преобразователем сигнала и скорости движения, блок формирования средних значений коэффициента суммарного сопротивления движению, блок принятия решения с 3-х позиционным ручным переключателем, блок распознавания и распределения грунтовых дорог, блок формирования уровня нагружения с датчиком пути. Дополнительно введены блок автоматического переключения каналов контролируемых параметров по видам испытательных дорог совместно с индикаторами прохождения сигнала, дублирующий узел, подблоки, входящие в блок принятия решений по распознаванию испытательных дорог по средним значениям коэффициента суммарного сопротивления движению и средним значением амплитуд вертикальных ускорений подрессоренной массы с датчиком вертикальных ускорений. Повышается надежность регистрации контролируемых параметров. 1 ил.

Бортовой контроллер регистрации уровня нагружения испытываемого транспортного средства в пределах нормативных значений для оценки его надежности при перемещении испытываемого транспортного средства по опорной поверхности испытательных дорог типа А - асфальтобетонных, Б - булыжных, Г_j - грунтовых: Г_у - удовлетворительного состояния, Г_р - разбитых, Г_м - размокших и определении накопленной величины показателя уровня нагружения W_j, содержащий процессорный модуль с датчиками расхода топлива и преобразователем сигнала и скорости движения, блок формирования средних значений коэффициента суммарного сопротивления движению блок принятия решения с 3-х позиционным ручным переключателем, блок распознавания и распределения грунтовых дорог по блок формирования уровня нагружения с датчиком пути в км., отличающийся тем, что в него введены блок автоматического переключения каналов контролируемых параметров по видам испытательных дорог А, Б и Г_j совместно с индикаторами прохождения сигнала а, б и г, входы которого подключены к включателю бортовой сети с ручным переключателем режимов контроля, дублирующий узел, подблоки, входящие в блок принятия решений по распознаванию испытательных дорог А, Б и Г по средним значениям: и и средним значением амплитуд вертикальных ускорений подрессоренной массы со значением ≥3 м/с² с датчиком вертикальных ускорений, выходы которых подключены к блоку формирования уровня нагружения, в том числе один из них - через блок распознавания трех видов грунтовых дорог Г_у, Г_р и Г_м, и дальнейшей регистрации сигнала по W_j, последовательно, в блоках накопления, сравнения с нормативным значением W_н и вывода остаточных значений показателя W_j по видам дорог на монитор, соединенных между собой по каналам связи А, Б, Г_у, Г_р и Г_м.