Устройство для диагностирования технического состояния тормозной системы транспортного средства Советский патент 1985 года по МПК B60T17/22 

1 Изобретение относится к транспор ному машиностроению и может бытд, использовано для диагностирования технического состояния тормозной си темы транспортного устройства.. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для диагностиро вания технического состояния тормоз ной системы транспортного средства, содержащее измерительную систему, включающую импульсный датчик начала движения тормозной педали, логическ блок, подключенный к выходам измерительной системы, и регистрирующую аппаратуру, подключенную к выходам логического блока fl. Однако известное устройство не обеспечивает необходимой точности диагностирования технического состо ния узлов тормозной системы: тормоз ного привода и тормозных механизмов в отдельности. Кроме того, при заме ре времени срабатьгоания тормозного привода и оценке неодновременности срабатывания момент начала торможения фиксируется только при достижении тормозной силой определенного значения, что снижает качество диаг ностирования. Цель изобретения - повышение качестна диагностирования тормозной системы. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для диагностировани технического состояния тормозной скстемм транспортного средства, содержащем измерительную систему, вклю чающую импульсный датчик начала движения тормозной педали, логический блок, подключенный к выходам изме- , рительной системы, и регистрирующую аппаратуру, подключенную к выходам логического блока, измерительная система снабжена двумя датчиками угловых ускорений, установленными на колесах транспортного средства, а логический блок включает в себя два триггера Шмитта, подключенные к выходам датчиков угловых ускорений, два формирователя импульсов по перед нему фронту, подключенные к выходам триггеров ПЫитта, первьй одновибратор, вход которого соединен с выходо импульсного датчика начала движения тормозной педали, первый и второй RS-триггеры, R-входы которых соедине ны с выходом первого одновибратора, 5-входы - с выходами соответственно 21 первого и второго формирователей импульса по переднему фронту, а выходы - с регистрирующей аппаратурой, второй и третий одновибраторы, входы котЬрых соединены с выходами соответственно первого и второго формирователей импульсов по переднему фронту, третий и четвертый RS-триггеры, R-входы которых соединены с выходами соответственно второго и третьего одновибраторов, S-входы - с выходами соответственно первого и второго триггеров 111митта, а выходы с регистрирующей аппаратурой, четвертый и пятый одновибраторы, входы которых соединены с выходами соответртвенно первого и второго формировагелей импульсов по переднему фронту, пятый и шестой RS-триггеры, R-входы которых соединены с выходами соответственно пятого и четвертого одновибраторов, 3-входы - с выходами соответственно первого и второго формирователей импульсов по переднему фронту, а выходы - с регистрирующей аппаратурой. На фиг, 1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 - структурная схема устройства; на фиг.З - схема установки транспортного средства на беговые барабаны; на фиг.4 - кинематическая схема соединения беговых барабанов с приводным электродвигателем; на фиг.З - принципиальная электрическая схема формирователя импульса по переднему фронту; на фиг. 6«,5,в - временная диаграмма сигналов устройства. Предлагаемое устройство содержит измерительную аппаратуру 1, включающую импульсный датчик 2 начала движения тормозной педали 3 транспортног средства 4, датчики 5 и 6 угловых ускорений правого и левого колес 7 и 8 транспортного средства 4 и импульсные датчики 9 и 10, числа оборотов колес 7 и 8 транспортного средства4; логический блок 11, подключенный к выходам измерительной системм 1, и регистрирующую аппаратуру 12, подключенн5по к выход vi логического блока 11. Логический блок 11 содержит два триггера 13 и 14 Шмитта, подключенные выходам датчиков 5 и 6 угловых скорений колес, два формирователя 15 и 16 импульса по переднему фронту, подключенные к выходам триггеров 13 и 14 Имитта соответственно; первы одновибратор 17, вход которого соединен с выходом импульсного датчика 2 начала движения тормозной педали 3, первый 18 и второй 19 RS-триггеры R-входы которых, соединены с выходом первого одновибратора 17, S-входы с выходом первого 15 и второго 16 формирователей импульса по переднему фронту соответственно, а выходы - с регистрирующей аппаратурой 12; второ 20и третий 21 одновибраторы, входы которых соединены с выхЬдами соответственно .первого 15 и второго 16 формирователей импульсов по переднем фронту; третий 22 и четвертый 23 RS-триггеры, R-входы которых соединены с выходами второго 20 и третьег 21одновибраторов соответственно; 5-входы -с выходами соответственно первого 13 и второго 14 триггеров Шмитта, а выходы - х: регистрирующей аппаратурой 12; четвертый 24 и пятый 25одновибраторы, входы которых соединены с выходами соответственно пер вого 15 и второго 16 формирователей импульсов по переднему фронту; пятый 26и шестой 27 R5-триггеры, R-входы которых соединены с выходами пятого 25 и четвертого 24 одновибраторов соответственно; S-входы - с выходами первого 15 и второго 16 формирователей импульсов по переднему фронту соответственно, а выходы - с регист рирующей аппаратурой 12; седьмой 28 Re-триггер, 5-вход которого соединён с выходом импульсного датчика 2 начала движения тормозйой педали 3 а его инверсный выход соединен с управляющими входами элементов 29 и 30ЗАПРЕТ, Основные входы элементов 29 и 30 ЗАПРЕТ соединены соответственно с выходами импульсных датчиков 9 и 10 числа оборотов коле, а выход элементов 29 и 30 ЗАПРЕТ соответственно подключены к входам счетчиков 31и 32 импульсов. I Колеса 7 и 8 транспортного средст ва 4 установлены на беговые барабаны 33, 34, 35 и 36. Беговые барабаны 34 и 36 посредством электроуправляемых муфт 37 и 38 кинематически соединен с приводным электродвигателем 39. С беговыми барабанами 34 и 36 кинематически соединены маховые массы 40 и 41, от перемещений транспортное средство 4 удерживается тягами 42 214 и 43, связанными с опорными стойками 44 и 45, закрепленными на основании 46. На валу приводного электродвигателя установлен тахогенератор 47. Выход первого 48 инвертора соединен с одним выводом резистора 49 второй вывод которого соединен с одной обкладкой конденсаторов 50 и другим .входом элемента 51 И, вторая обкладка конденсатора 50 подключена на корпус. Выходу элемента 51 И подключен к входу второго 52 инвертора, выход которого является выходом формирователя импульсов по переднему фронту. Формирователь импульсов по переднему фронту (фиг.5) содержит первый 48 и второй 52 инверторы; элемент 51 И, резистор 49 и конденсатор 50, Вход первого 48 инвертора и один из входов элемента 51 И объединены между собой и подключены к входу формирователя импульсов по переднему фронту. Дпя диагностирования тормозной системы колеса 7 и 8, установленные на беговые барабаны, при включенных электроуправляемых муфтах 37 и 38 посредством приводного электродвигателя 39 разгоняют до заданной угловой скорости, контролируемой по тахогенератору 47. Цри достижении заданной УГ.ПОВОЙ скорости колес 7 и 8 выключают электроуправляемые муфты 37 и 38 и нажимают на тормозную педаль 3 и начинают процесс диагностирования. Устройство позволяет оценить следующие параметры, характеризующие техническое состояние тормозного привода, тормозных механизмов и тормозной системы в целом. 1. Время t., срабатьшания тормозного привода, определяемое с момента начала движения тормозной педали до момента начала замедления вращения колеса. В момент начала движения тормозной педали 3 импульсный датчик 2 выдает импульсный сигнал, поступающий на вход первого одновибратора 17, запуская его. В качестве импульсного датчика 2 начала движения тормозной педали 3 -может быть использован педальный включатель. Первый одновибратор 17 послезапуска начинает вырабатывать импульс установленной длительности, характеризующей допустимое значение времени срабатывания тормозного привода Цд„л Импульс с выхода первого одновибратора j 7 поступает одновременно на R-входы установки нулей RS-триггеров 18 и.19 при этом на выходах RS-тригге в 18 и 19 сигналы Соответствьтот уровням логического нуля. В момент срабатывания тормозных механизмов, наступающий через определенное время после- момента начала движения тормозной педали 3, угловая скорость вращения колес 7 и 8 уменьшается, и на выходах датчиков 5 и .6 угловых ускорений появляются сигналы. Сигнал с выхода датчика 5 угловых ускорений поступает на вход триггера 13 111митта, а сигнал с датчика 6 угловых „ускорений - на вход триггера 14 Шмитта, Триггеры 13 и 14 Шмитта формируют из входньк сигналов с датчиков 5 и 6 сигналы прямоугольной формы. Сигнал прямоугольной формы, длительность которого равна длительности сигнала датчика 5 угловых ускорений, с выхода триггера 13 Шмитта поступает на вход формирователя 15 импульса по переднему фронту, а сигнал прямоугольной формы, длительность которого равна длительности сигнала датчика 6 угловых ускорений, с выхода триггера 14 Шмитта - на вхо формирователя 16 импульса по переднему фронту. При этом на выходе формирователя 15 импульса по переднему фронту появится единичный импульс, совпадающий по времени с моментом начала торможения колеса 7, т.е. с моментом появления сигнала на выходе датчика 5 угловых ускорений, характеризующим момент начала действия тормозного механизма колеса 7. Импульс с выхода формирователя 15 поступает на 5-вход триггера 18, на R-вход которого с момента начала движения тормозной педали 3 поступает сигнал с одновибратора 17.Если на 5-вход установки единиц триггера 1В импульс с выхода формирователя 15, характеризующий момент начала торможения, поступит до исчезновения на R-входе триггера 18 импульса с одновибратора 17, то на выходе триггера 18 остаетс сигнал с уровнем логического нуля, поступающий на регистрирующую аппаратуру 12 (вольтметр или индикаторную лампу, не показаны). Это свидетельствует о том,-ЧТО время Ц срабатывания тормозного привода колеса,7

не превышает допустимого значения, заданного установкой вибратора 17. Если на 5-вход триггера 18 импульс с выхода формирователя 15 поступит после исчезновения импульса с одновибратора 17 на R-входе триггера 18, то на выходе триггера 18 появится сигнал с уровнем логической единицы, поступающий на регистрирующую аппаратуру 12. Это свидетельствует о том, что время Ц срабатывания тормозного привода Колеса 7 больше допустимого.

Наряду с этим на выходе формирователя 16 появится единичный импульс, совпадающий по времени с моментом начала торможения колеса 8, т.е. с моментом появления сигнала на выходе датчика 6 угловых ускорений, характеризующим момент начала действия тормозного механизма колеса 8. Импульс с выхода формирователя 16 поступает наS-вход триггера 19, на R-вход которого с момента начала движения тормозной педали 3 поступает сигнал с одновибратора 17. Если на 5-вход установки единиц триггера 19 мпульс с выхода формирователя 16, характеризующий момент начала торможения, поступит до исчезновения на R-входе триггера 19 импульса с одновибратора 17, то на выходе триггера 19 останется сигнал с уровнями логического нуля, поступающий на регистирующую аппаратуру 12 (вольтметр ли индикаторную лампу, не показаны). Это свидетельствует о том, что время t срабатывания тормозного привода колеса 8 не превышает допустимого значения, заданного установкой одновибратора 17. Если на З-вход триггера 19 импульс с выхода формирователя 16 поступит после исчезновения импульса с одновибратора 17 на R-входе триггера 19, то на выходе триггера 19 появится сигнал с уровнем логической единиц, поступающий на регистрирующую аппаратуру 12. Это свидетельствует о том, что время Ц срабатывания тормозного привода колеса 8 больше допустимого.

2. Время tj торможения каждого колеса, определяемое с момента начаа снижения угловой скорости вращения олеса до его остановки.

При 41ажатии на тормозную педаль 3 в момент начала снижения угловой скорости вращения колес сигнала на выходе датчиков 5 и 6 угловых ускореНИИ отличны от нуля. Эти сигналы с выходов датчиков 5 и 6 угловых ускорений поступают соответственно на входы триггеров 13 и 14 Шмитта, формируюпдах прямоугольные импульсы. Сигналы с выходов триггеров 13 и 14 Шмитта пйступают на входы формирователей 15 и 16 соответственно. Единичный импульс с выхода формирователя 15, совпадающий по времени с моментом начала торможения колеса 7, поступает на-вход одновибратора 20, запуская его. Единичный импульс с выхода формирователя 16, совпадающий по времени с моментом начала торможения колеса 8, поступает на вход од новибратора 21, запуская его. При этом на выходах одновибраторов 20 и 21 появятся сигналы, продолжительность которых предварительно устанав ливается равной допустимой длительности торможения . G выхода одновибратора 20 сигнал поступает на R-вход установки нуля триггера 22. На выходе триггера 22 устанавливается сигнал нулевого уровня. На 5-вход установки единицы триггера 22 поступает сигнал с выхода триггера 13 1)митта. Если сигнгш с выхода триггер 13Шмитта, .поступающий на 5-вход триггера 22, закончится раньше сигна ла с выхода одновибра тора 20, поступающего на R-вход триггера 22, то на выходе триггера 22 остается сигнал нулевого уровня, поступающий на регистрируюрдую аппаратуру 12. Это свидетельствует о том, что время торможения колеса 7 в пределах нормы. Есл же сигнал с выхода триггера 13 Шмит та, поступающий на 3-вход триггера 22, закончится позже сигнала с выход одновибратора 20, поступающего на R-вход триггера 22, момент око чания сигнала на R-входе на выходе триггера 22 появится сигнал уровня логической единицы, поступающий на регистрирующую аппаратуру 12. Это свидетельствует о том, что время то можения колеса 7 больше допустимого Наряду с этим с выхода одновибратора 21 сигнал поступает на R-вход установки нуля триггера 23. На выходе триггера 23 устанавливается сигнал нулевого уровня. На установки единиц триггера 23 постулает сигнал с выхода триггера 14 Шмитта. Если сигнал с выхода-триггер 14Шмитта, поступающий на 5-вход триггера 23, закончится раньше сигнала с выхода одновибратора 21, поступающего на R-вход триггера 23, то на выходе триггера 23 Останется сигнал нулевого уровня, поступающий на регистрирующую аппаратуру 12. Это свидетельствует о том, что время торможения колеса 8 в пределах нормы. Если же сигнал с выхода триггера 14 Шмитта, поступающий на S-вход триггера 23, закончится позже сигнала с выхода одновибратора 21, поступающего на R-вход триггера 23, то в момент окончания сигнала на R-входе на выходе триггера 23 появится сигнал уровня логической единицы, поступающий на регистрирующую аппаратуру 12. Это свидетельствует о том, что время торможения колеса 8 больше допустимого. 3. Неодновременность начала торможения колес, равная промежутку времени tj от момента начала торможения одного колеса до момента начала торможения другого колеса. При нажатии на тормозную педаль 3 в момент начала снижения угловой скорости вращения колес 7 и 8 на выходах датчиков 5 и 6 угловых ускорений появляются сигналы, поступающие на входы триггеров 13 и 14 Шмитта соответственно. С выходов триггеров 13 и 14 Шмитта сигналы поступают на входы формирователей 15 и 16 соответственно. Единичный импульс с выхода формирователя 15, совпадающий по времени с моментом начала торможения колеса 7, поступает на вход одновибратора 24, запуская его. При этом на выходе одновибратора 24 появится импульс, длительность которого предварительно устанавливается равной допустимому времени t,. „ задержки между началами торможения обоих колес 7 и 8. Этот импульс с выхода одновибратора 24 поступает на R-вход установки нуля триггера 27, устанавливая на его выходе сигнал уровня логического нуля. На S-вход триггера 27 поступает импульс с выхода формирователя 16. Если этот импульс с выхода формирователя 16 поступит на 5-вход триггера 27 до исчезновения на R-входе этого триггера 27 импульса с выхода одновибратора 24, то ,на выходе триггера 27 останется сигнал нулевого уровня, поступающий на регистрирующую аппаратуру 12. Это 9 , свидетельствует о том, что неодновре менность начала торможения обоих колес 7 и 8 в пределах нормы Сне превы шает допустимой величину ) . Если импульс с выхода формироватё ля 16 поступит, на вход трттггера 27 после исчезновения на его входе R сигнала с выхода одновибратора 24, т на выходе триггера 27 появится сигна с уровнем логической единицы, поступающий на регистрирующу о аппаратуру 12. Это свидетельствует о том, что задержка начала торможения колеса.8 относительно начала торможения колес 7 выходит запределы нормы. Одновременно единичный импульс с формирователя 16, совпадающий по вре мени с моментом начала торможения колеса 8, поступает на вход одиовибратора 25, запуская его. При этом на выходе одновибратора 25 появится импульс, длительность которого предварительно устанавливается равной допустимому времени t задержки между началами торможения обоих колес 7 и 8. Этот импульсе выхода одновибратора 25 поступает наК-вход установки нуля триггера 26, устанавливая на его выходе сигнал уровня логического нуля. На S-вход триггера 26 поступает импульс с выхода формирователя 15. Если этот импульс с выхода форми рователя 15 поступит на 5-вход триггера 26 до исчезновения на R-входе этого триггера 26 с выхода одновибратора 25, то на выходе триггера 26 останется сигнал нулевого, уровня, поступающий на регистрирзпощу аппаратуру 12. Это свидетельствует о том, что неодновременность начала торможения обоих.колес 7 и 8 в пределах нормы (не превьшает допустимой величины tj ). Если импульс с выхо да формирователя 15 поступит на 5вход триггера 26 после исчезновения на его R-входе импульса с выхода одновибратора 25, то на их выходе триг гера 26 появится сигнал с уровнем логической единиць поступающий на регистрирующую аппаратуру 12. Это свидетельствует о том, что задерлска 21 начала торможения колеса 7 относительно начала торможения колеса 8 выходит за пределы нормы. 4. Путь торможения, оцениваемый по числу п оборотов колес от начала движения тормозной педали до остановки колес, характеризующий техническое состояние тормозной системы в целом. В исходном состоянии седьмой 28 RS-триггер и счетчики 31 и 32 импульсов находятся в состоянии логического нуля, при котором на . инверсном выходе седьмого 28 RS триггера умеетс.я уровень логической , запрещающей прохождение импульсов с импульсных датчиков 9 и 10 числа оборотов колес через элементы 29 и 30 ЗАПРЕТ на соответствующие счетчики 31 и 32 импульсов. При нажатии на тормозную педаль 3 в момент начала движения тормозной педали 3 сигнал с выхода импульсного датчика 2 поступает на S-вход седьмого 28 RS-триггера, при этом на инверсном выходе триггера 28 появится сигнал нулевого уровня. Этим сигналом элементы 29 и 30 ЗАПРЕТ устанавливаются в состояние, при котором импульсы с импульсных датчиков 9 и 10, кинематически связанных с колесами 7 и 8, поступают на счетчики 31 и 32 Импульсов, регистрируя число оборотов 7 и 8 с момента воздействия на тормозную педаль 3, В момент остановки колес 7 и 8 поступление импульсов с датчиков 9 и 10 на Счетчики 31 и 32 прекращается. При этом на счетчиках 31 и 32 регистрируются числа оборотов колес / и 8 Соответственно .от момента воздействия на тормозную педаль 3 до остановки колес 7, 8. В устройстве за один цикл диагностирования обеспечивается получение информации, характеризующей техническое состояние тормознрго привода, тормозных механизмов и тормозной системы S целом, что повышает качество диагностирования технического состояния тормозной системы транспортного средства.

fpue.f

33

Фиг.З

9 40

3

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТОРМОЗ,НОЙ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее измерительную систему, включающую импульсный датчик начала движения тормозной педали, логический блок, подключенный к выходам измерительной системы, и регистрирующую аппаратуру, подключенную к выходам логического блока, о т ли ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьшения качества диагностирования тормозной системы, измерительная система снабжена двумя датчиками угловых ускорений, установленными на колесах транспортного средства, а логический блок включает в себя два триггера иЬчитта, подключенные к выходам дат- чиков угловых ускорений, два формирователя импульсов по переднему фронту, подключенные к выходам триггеров иЫитта, первый одновибратор, вход которого соединен с выходом импульсного датчика начала.движения тормозной педали, первый и второй Я5-триггеры, R-входы которых соединены с выходом первого одновибратора, з-входы - с выходами соответственно первого и второго формирователей импульсов по переднему фронту, а выходы,- с регистрирующей аппаратурой, второй и третий одновибраторы, входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго формирователей импульсов по переднему фронйу, третий и четвертый R5-триггеры, R-входы которых соединены с выходами (Л соответственно второго и третьего одновибраторов, 5-входы - с выходами соответственно первого и второго триггеров Шмитта, а выходы - с регистрирующей аппаратурой, четвертый и пятый одновибраторы, входы которых соединены с выходами соответственно первого и втооого формирователей HI о: пульсов по переднему фронту, пятый и шестой К5-триггеры, R-входы которых 4 ю соединены с выходами соответственно пятого и четвертого одновибраторов, 5-входы - с выходами соответственно первого и второго формирователей импульсов по переднему фронту, а выходы - с регистрирующей аппаратурой.

35

41

37

-

Г--38

36

фиг. 5