Система управления стендом для диагностирования технического состояния транспортных средств Советский патент 1990 года по МПК G01M17/07 

Лл.2

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при диагностировании технического состояния транспортных средств.

Цель изобретения - повышение качества диагностирования.

На фиг. 1 изображена структурная с}хема предлагаемой системы управления; на фиг. 2 - стенд для диагности- рования транспортных средств с использованием предлагаемой системы управления, общий вид. I Система управления стендом для диагностирования технического состояния транспортных средств содержит импульсный датчик 1 частоты вращения, кинематически соединенный посредством шарнирно установленных на основании 2 беговых барабанов 3 с колесами 4 диагностируемого транспортного средства 3, аналоговый датчик 6 угловых ускорений, кинематически соединенный посредством повышающего редуктора с колесами 4. С педалью 7 подачи топ- лива диагностируемого транспортного средства 5 кинематически соединен подвижной контакт 8 потенциометра 9, подключенного к источнику 10 постоян-- нрго тока и самописцу 11. Импульсный датчик 1 частоты вращения выполнен в виде диска с радиальными пазами, установленного на вращающемся валу. На корпусе импульсного датчика 1 час- тэты вращения установлены две оптрон- н яе пары, состоящие из светодиодов и фотодиодов, причем угловой шаг между оптронными парами меньше углового ша- г0 между пазами на диске. Выход первой оптронной пары является первым выходом импульсного датчика 1 частоты вращения, а выход второй оптронной п(ары - вторым выходом этого датчика. Аналоговый датчик 6 угловых уско- выполнен в виде асинхронного тахогенератора, обмотка возбуждения которого подключена к источнику постоянного тока, благодаря чему на выходной обмотке тахогенератора формируется напряжение, пропорциональ- ное угловому ускорению ротора тахогенератора.

Система управления содержит также формирователь |2 опорного сигнала, первый вход которого подключен к пер- вфму выходу импульсного датчика 1 чистоты вращения, второй вход - к вто- рфму выходу импульсного датчика 1 час

Q 5 0 5 0 с 0 5 0

5

тоты вращения, генератор 13 импульсов, элемент 14 ЗАПРЕТ, основной вход которого соединен с выходами генератора 13 импульсов, а управляющий вход - с выходами формирователя 12 опорного сигнала, блок 15 синхронизации, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя 12 опорного сигнала, а импульсный вход - к выходу генератора 13 импульсов, счетчик 16 импульсов, счетный вход которого подключен к выходу элемента 14 ЗАПРЕТ, а установочный вход - к второму выходу блока 15 синхронизации, первый регистр 17 памяти, информационные входы которого подключены к выходам счетчика 16 импульсов, а установочный вход - к первому выходу блока 15 синхронизации, преобразователь 18 числа, информационные входы которого подключены к выходам первого регистра 17 памяти, второй регистр 19 памяти, информационные входы которого подключены к выходам преобразователя 18 числа, а установочный вход - к второму выходу блока 15 синхронизации, цифроаналоговый блок 20 умножения, аналоговый вход которого через усилитель 21 подключен к выходу аналогового датчика 6 угловых ускорений, цифровые входы - к выходам второго регистра 19 памяти, а выход - к отображающему устройству 22. Преобразователь 18 числа выполнен на постоянном запоминающем устройстве (микросхеме 556 РТ5), циф- роаналоговый блок 20 умножения - на микросхеме 572ПА1.

Формирователь 12 опорного сигнала содержит первый формирователь 23 импульсов, вход которого является первым входом формирователя 12 опорного сигнала, второй формирователь 24 импульсов, вход которого является вторым входом формирователя 12 опорного сигнала, элемент 2И-НЕ 25, первый вход которого подключен к выходу первого формирователя 23 импульсов, инвертор 26, вход которого подключен к выходу второго формирователя 24 импульсов, а выход - к второму входу элемента 2И-НЕ 25 и RS-триггер 27, S-вход которого подключен к выходу элемента 2И-НЕ 25, R-вход - к выходу инвертора 26, а выход - к выходу формирователя 12 опорного сигнала. Формирователи 23,24 импульсов выполнены в виде триггеров Шмитта (микросхема 133ТЛ1).

Блок 15 синхронизации содержит первый инвертор 28, вход которого является управляющим входом блока 15 синхронизации, регистр 29 сдвига, тактовый вход которого является импульсным входом блока 15 синхронизации, а установочный вход подключен к выходу первого инвертора 28, второй инвертор 30, вход которого подключен к выходу третьего разряда регистра 29 сдвига, третий инвертор 31, вход которого подключен к выходу шестого разряда регистра 29 сдвига, первый элемент ЗИ 32, первый вход которого подключен к выходу второго разряда регистра 29 сдвига, второй вход - к выходу второго инвертора 30, третий вход - к выходу первого инвертора 28, а выход 10

15

де импульсного датчика 1 частоты в щения, а затем на втором выходе фо мируются импульсы, временной сдвиг между которыми характеризует велич ну, обратную скорости вращения рот импульсного датчика 1 частоты вращ ния. Импульсные сигналы с первого второго выходов импульсного датчик частоты вращения поступают соответ ственно на первый и второй входы ф мирователя 12 опорного сигнала (на входы первого 23 и второго 24 форм вателей импульсов). Опорный сигнал формируется RS-триггером 27. При э начало опорного сигнала на выходе RS-триггера 27 совпадает с поступл нием на его S-вход сигнала с выход первого формирователя 23 импульсов

25

к первому выходу блока 15 синхрониза- 20 через элемент 2И-НЕ 25, а конец - ции, и второй элемент ЗИ 33, первый вход которого подключен к выходу пятого разряда регистра 29 сдвига, второй вход - к выходу третьего инвертора 3 1 , третий вход - к выходу первого инвертора 28, а выход - к второму выходу блока 15 синхронизации.

Регистр 29 сдвига выполнен на микросхеме 133ИР13.

Предлагаемая система управления стендом для диагностирования технического состояния транспортных средств работает следующим образом.

Диагностируемое транспортное средство 5 ведущими колесами 4 устанавливается на свободно вращающиеся беговые барабаны 3 и удерживается на них растяжками (не показаны), прикрепленными k остову транспортного средства 5 и основанию 2 стенда. Запускают двигатель транспортного средства 5 и включают передачу в трансмиссии. Двигатель выводят на минимальные обороты и резко, с заданным темпом, контролируемым по самописцу 11, нажимают на педаль 7 подачи топлива, осуществляя разгон вращающихся частей транспортного средства 5 и стенда,

В процессе разгона на аналоговый вход цифроаналогового блока 20 умножения поступает аналоговый сигнал с выхода датчика 6 угловых ускорений после усиления в усилителе 21. Одновременно приводится во вращение ротор (диск с пазами) импульсного датчика I частоты вращения, перекрывающий поочередно световой поток от световодов к фотодиодам в каждой оптронной паре. В результате вначале на первом выхо-

с поступлением сигнала на его R-вх с выхода второго формирователя 24 пульсов через инвертор 26. В случа когда длительность импульса на вых первого формирователя 23 импульсов больше, чем длительность интервала между импульсами на выходах первог 23 и второго 24 формирователей импульсов, элемент 2И-НЕ 25 выполняе 30 Функции элемента ЗАПРЕТ, причем пр формировании импульса на выходе вт рого формирователя 24 импульсов эт импульс инвертируется инвертором 2 и подается в виде напряжения с уро нем логического О на второй вход элемента 2И-НЕ 25. Если на первом де элемента 2И-НЕ 25 в это время е присутствует сигнал с выхода перво формирователя 23 импульсов, то при дящим на второй вход элемента 2И-Н 25 сигналом его прохождение на S-в RS-триггера 27 будет запрещено. Та образом, на выходе формирователя 1 опорного сигнала (на выходе тригге ра 27) формируется сигнал, длитель ность которого определяется времен интервалом между импульсами, поступающими с первого и второго выходо импульсного датчика 1 частоты враще ния на первый и второй входы формир вателя 12.

Для измерения длительности опорн го сигнала он поступает на управляю щий вход элемента 14 ЗАПРЕТ, при это на его основной вход поступают стан дартные импульсы с генератора t3 им пульсов. На выходе элемента 14 ЗАПР образуется пачка импульсов, число импульсов в которой характеризует

35

40

45

50

55

5

де импульсного датчика 1 частоты вращения, а затем на втором выходе формируются импульсы, временной сдвиг между которыми характеризует величину, обратную скорости вращения ротора импульсного датчика 1 частоты вращения. Импульсные сигналы с первого и второго выходов импульсного датчика 1 частоты вращения поступают соответственно на первый и второй входы формирователя 12 опорного сигнала (на входы первого 23 и второго 24 формирователей импульсов). Опорный сигнал формируется RS-триггером 27. При этом начало опорного сигнала на выходе RS-триггера 27 совпадает с поступлением на его S-вход сигнала с выхода первого формирователя 23 импульсов

5

0 через элемент 2И-НЕ 25, а конец -

с поступлением сигнала на его R-вход с выхода второго формирователя 24 импульсов через инвертор 26. В случае, когда длительность импульса на выходе первого формирователя 23 импульсов больше, чем длительность интервала между импульсами на выходах первого 23 и второго 24 формирователей импульсов, элемент 2И-НЕ 25 выполняет 0 Функции элемента ЗАПРЕТ, причем при формировании импульса на выходе второго формирователя 24 импульсов этот импульс инвертируется инвертором 26 и подается в виде напряжения с уров-- нем логического О на второй вход элемента 2И-НЕ 25. Если на первом входе элемента 2И-НЕ 25 в это время еще присутствует сигнал с выхода первого формирователя 23 импульсов, то прихо-- дящим на второй вход элемента 2И-НЕ 25 сигналом его прохождение на S-вход RS-триггера 27 будет запрещено. Таким образом, на выходе формирователя 12 опорного сигнала (на выходе триггера 27) формируется сигнал, длительность которого определяется временным интервалом между импульсами, поступающими с первого и второго выходов импульсного датчика 1 частоты вращения на первый и второй входы формирователя 12.

Для измерения длительности опорного сигнала он поступает на управляющий вход элемента 14 ЗАПРЕТ, при этом на его основной вход поступают стандартные импульсы с генератора t3 импульсов. На выходе элемента 14 ЗАПРЕТ образуется пачка импульсов, число импульсов в которой характеризует

5

0

5

0

5

715

длительность опорного сигнала. Пач- ка импульсов с выхода элемента 14 ЗА|1РЕТ .поступает на счетный вход счбтчика 16 импульсов. Счетчик 16 им пуЛьсов подсчитывает число импульсов в Двоичном коде, которое запоминаетс в (первом регистре 17 памяти.

Для преобразования кода, характе- рч|зующего длительность опорного сиг- нала, в обратный код, характеризующий частоту вращения, использован преобразователь 18 числа, который преобразует каждое число,поступающее на его вход-в двоичном коде, в число в двоичном коде на выходе, обратное поступившему на вход. Двоичный код числа, характеризующий частоту вращения, с выхода преобразователя 18 числа поступает на информационные

входы второго регистра 19 памяти, а с иго выхода - на цифровой вход цифре, шал огов о го блока 20 умножения. Цифроаналоговый блок 20 умножения

8

ходное состояние производится после записи двоичного числа в первый регистр 17 памяти.

При формировании синхроимпульсов с генератора 13 импульсов через импульсный вход блока 15 синхронизации стандартные импульЈы поступают на тактовый вход регистра 29 сдвига. На управляющий вход блока 15 синхронизации (на вход первого инвертора 28) поступает сигнал с выхода формирователя 12 опорного сигнала (с выхода RS-триггера 27). При отсутствии сигнала на управляющем входе блока 16 синхронизации с выхода инвертора 28 на установочный вход регистра 29 сдвига поступает сигнал с уровнем логической 1. На информационных (разрядных) выходах регистра 29 сдвига после поступления каждого тактового импульса будут поочередно (последовательно) появляться сигналы с уровнем логической 1. Так как при этом

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при диагностировании технического состояния транспортных средств. Цель изобретения - повышение качества диагностирования. Система содержит импульсный датчик 1 частоты вращения, аналоговый датчик 6 углового ускорения, кинематически соединенные с ведущими колесами 4 диагностируемого транспортного средства 5 и подключенные к входу схемы обработки сигналов датчиков, выход которой подключен к отображающему устройству. При разгоне вращающихся частей средства 5 и стенда система управления определяет величину произведения угловой скорости вращения ведущих колес на угловое ускорение, характеризующего техническое состояние транспортного средства. 2 ил.

30

35

40

выполняет операцию умножения цифрово- 25 на третьих входах элементов ЗИ 32,33 го сигнала, характеризующего частоту вращения ведущего колеса диагностируемого транспортного средства 5, на аналоговый сигнал, характеризующий угловое ускорение ведущего колеса в процессе разгона, т.е. происходит диЬкретное перемножение текущего значения частоты вращения (цифры) на текущее значение углового ускорений (аналоговый сигнал). В результате на выходе цифроаналогового блока 20 умножения формируются дискретны значения сигнала, пропорциейаль- но|го мощности на ведущем колесе 4 тр&нспортного средства t режиме раз- гойа. Для исключения влияния потерь энергии в контакте ведущих колес 4 с реговыми барабанами 3 аналоговый датчик 6 угловых ускорений и импульсный датчик 1 частоты вращения могут быть соединены непосредственно с валом любого ведущего колеса 4.

Запись двоичного числа в первый 17 и второй 19 регистры памяти, а также установка счетчика 16 импульсов в исходное положение производится син- xp t импульсами, формируемыми блоком 15 синхронизации. При этом запись двоич-. ноГо числа в первый регистр 17 памяти производится в момент, когда пачка импульсов на выходе элемента 14 ЗАПРЕТ закончится, а запись двоичного числа во второй регистр 19 памяти и установка счетчика 16 импульсов в ис45

50

55

имеется уровень логической 1 с выхо да первого инвертора 28, то сначала на выходе элемента ЗИ 32, а затем на выходе элемента ЗИ 33 появятся импульсы, длительность которых .фавна интервалу следования импульсов с гене ратора 13 импульсов. Эти импульсы через первый и второй выходы блока 15 синхронизации поступают на установочные входы первого регистра 17 памяти, второго регистра 19 памяти и счетчика 16 импульсов, устанавливая их в исходное состояние,

При поступлении опорного сигнала на управляющий вход блока 15 синхрони зации синхроимпульсы на его выходах н формируются, так как на элементы ЗИ 32, 33 в это время поступает сигнал с уровнем логического О с выхода первого инвертора 28. После окончания опорного сигнала на управляющем входе блока 15 синхронизации сначала на первом выходе, а затем на втором выходе этого блока появятся импульсы, формируемые описанным выше образом. Первым синхроимпульсом после окончания опорного сигнала, а следовательно, и после окончания пачки импульсов кодовая информация с выхода датчика 16 импульсов записывается в первый регистр 17 памяти, а вторым синхроимпульсом -с второго выхода блока 15 синхронизации информация из преобразователя 18 числа записывает0

5

0

5 на третьих входах элементов ЗИ 32,33

5

0

5

имеется уровень логической 1 с выхода первого инвертора 28, то сначала на выходе элемента ЗИ 32, а затем на выходе элемента ЗИ 33 появятся импульсы, длительность которых .фавна интервалу следования импульсов с генератора 13 импульсов. Эти импульсы через первый и второй выходы блока 15 синхронизации поступают на установочные входы первого регистра 17 памяти, второго регистра 19 памяти и счетчика 16 импульсов, устанавливая их в исходное состояние,

При поступлении опорного сигнала на управляющий вход блока 15 синхронизации синхроимпульсы на его выходах не формируются, так как на элементы ЗИ 32, 33 в это время поступает сигнал с уровнем логического О с выхода первого инвертора 28. После окончания опорного сигнала на управляющем входе блока 15 синхронизации сначала на первом выходе, а затем на втором выходе этого блока появятся импульсы, формируемые описанным выше образом. Первым синхроимпульсом после окончания опорного сигнала, а следовательно, и после окончания пачки импульсов кодовая информация с выхода датчика 16 импульсов записывается в первый регистр 17 памяти, а вторым синхроимпульсом -с второго выхода блока 15 синхронизации информация из преобразователя 18 числа записывается во второй регистр 19 памяти. При этом счетчик 16 импульсов устанавливается в исходное состояние. Результат перемножения с выхода цифроанало- гового блока 20 умножения поступает на вход отображающего устройства 22.

Сравнивая величину мощности на ве4- дущих колесах транспортного средстве в режиме разгона с заданным темпом воздействия на педаль подачи топлива, определяемую после заданной наработки с мощностью на ведущих колесах, определяемую перед началом наработки, оценивают техническое состояние двигателя и трансмиссии транспортного средства.

Таким образом, предлагаемая система обеспечивает определение мощности на ведущих колесах диагностируемого транспортного средства в режиме разгона, что повышает качество диагности- технического состояния транссредств.

рования портных

Формула изобретения

лем опорного сигнала, первый и второй 45 S-вход которого подключен к выходу

входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам импульсного датчика частоты вращения,

10

15

0

5

0

«

5

а выход - к управляющему входу элемента ЗАПРЕТ, основной вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к частотному входу счетчика импульсов, установочный вход которого подключен к второму выходу блока синхронизации, импульсный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а управляющий вход к выходу формирователя опорного сигнала, первым регистратором памяти, информационные входы которого подключены к выходам счетчика импульсов, а установочный вход - к первому выходу блока синхронизации, преобразователем числа, информационные входы которого подключены к выходам первого регистра памяти, вторым регистром памяти, информационные входы которого подключены к выходам пребразователя числа, а установочный вход - к второму выходу блока синхронизации, и цифроаналого- вым блоком умножения, аналоговый вход которого подключен к выходу аналогового датчика ускорений, цифровые входы - к выходам второго регистра памяти, а выход - к отображающему устройству.

элемента 2И-НЕ, R -вход - к выходу инвертора, а выход - к выходу формирователя опорного сигнала.

kf

г

17

Мч V

id

3

19

F