Устройство обучения экономичному стилю вождения автомобиля Советский патент 1992 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к эксплуатации автотранспорта и может быть использовано для обучения водителей экономичному стилю вождения автомобиля

Известно устройство для обучения водителей транспортных средств, содержащее узел регистрации показателей тренированности обучаемого и узел воспроизведения акустической обстановки, соединенные с узлом управления водителя-инструктора.

Недостатком этого устройства является невысокая эффективность обучения экономичному стилю вождения.

Известны также устройства, содержащие датчик частоты вращения, тахометриче- ский блок с указателем, блок пороговых ограничителей, блок переключателей по нагрузке, датчик по нагрузке,-блоки звуковой и световой сигнализации.

Недостатками известного устройства являются трудности контроля и настройки при установке на автомобиль и недостаточная наглядность выдаваемых водителю ре- момендаций. Привод подачи топлива у разных автомобилей даже в пределах одной модификации имеет индивидуальные особенности - регулировки свободного хода, люфты, поэтому точное сопряжение механических преобразователей угол - код, каким в известном устройстве является блок переключателей по нагрузке, с этим приводом очень затруднен. Контроль переключений режимов ведется вслепую, так как отсутствует указатель нагрузки двигателя,

сх

сг

т.е. уровень подачи топлива. Рекомендации выдаются в цветовом коде, который не дает водителю прямой четкой информации о необходимых действиях.

Цель изобретения - повышение эффективности обучения и удобства эксплуатации путем введения удобной настройки пределов измерения и выдачи водителю рекомендаций 8 форме наглядных символов и специфических звуковых сигналов, индикации уровня подачи топлива.

Поставленная цель достигается тем, что датчик уровня подачи топлива выполнен на ос-нове переменного резистора и через два подстроенных резистора подключен к аналого-цифровому преобразователю, выход которого подключен к цифровым компараторам, на которые также подаются коды уставок углов дроссельной заслонки, хранящиеся в ПЗУ и соответствующие холостому ходу, перегрузке и форсировке двигателя. Дальнейшая обработка результата сравнения измеряемого таким образом угла заслоыки с уставками, а также сравнение оборотов с уставками оборотов двигателя и выработка световых и звуковых сигналов водителю производится также в цифровом виде, что сводит к минимуму наладку устройства и практически исключает его расстройку. Предлагаемое исполнение датчика уровня подачи топлива и способа его подключения позволяет устанавливать его без точного механического сопряжения с приводом заслонки, а точную установку пределов измерения производить подстроечными резисторами. Световой индикатор выполнен в символьном виде, тахометр с индикатором выполнен в цифровом виде, а датчик уровня подачи топлива выполнен на основе переменного резистора, механически соединенного с приводом подачи топлива двигателя, подключенного одним крайним выводом к питанию, вторым через второй подстроеч- ный резистор - к общему проводу, а движок, через первый подстроечный резистор - к входу аналого-цифрового преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма выдачи рекомендаций в зависимости от режима работы двигателя в координатах п (частота вращения коленвала двигателя) и а (уровень подачи топлива, например в % от максимального).

Устройство содержит световой 1 и звуковой 2 индикатора с соответствующими выключателями 3 и 4, усилители 5-8, элементы И 9 - 11, элемент И-ИЛИ 12, цифровые компараторы 13-16, индикаторы 17 и 18, генератор 19 импульсов, постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) 20 - 23, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 24, цифровой тахометр 25, датчики 26 высшей передачи, загрузки автомобиля 27, частоты вращения двигателя 28 и уровня подачи топлива 29 с подстроечными резисторами нулевого 30 и максимального 31 значений. Датчики 28 и 29 подключены к двигателю 32, а датчик 26 - к коробке 33 перемены передач.

Индикаторы 1 и 2 выполнены в виде

отдельного блока, устанавливаемого на приборном щитке водителя, в поле его периферийного зрения, блок с остальным оборудованием находится у инструктора.

Индикатор 1 содержит три символьных световых (например, на светодиодах) указателя. Стрелка, направленная вверх, означает рекомендацию перейти на высшую передачу, треугольник означает рекомендацию

уменьшить подачу топлива, а стрелки вниз - перейти на низшую передачу. Генератор

19содержит счетчик-делитель, с выходов которого снимаются звуковые (Fi и Рз и циф- розвуковые (Рз и F4 - порядка 2 и 1 Гц)

импульсные последовательности. АЦП 24 выполнен по схеме генератор, управляемый напряжением - цифровой частотомер. ПЗУ

20- 23 представляют собой наборы перемы- . / чек, компараторы 13 - 16 выполнены на Г

триггерах с входной логикой И. Датчик 27 в реальном устройстве представляет собой переключатель, переключаемый вручную в зависимости от степени загрузки автомобиля и рельефа дороги, его контакты включаются последовательно с перемычками ПЗУ 23. Датчик 27 может быть выполнен в виде автоматического устройства, выдающего код в зависимости от нагрузки на двигатель. В качестве датчика 28 используется тахометрический датчик с электрическим импульсным выходом. В карбюраторных двигателях может быть использован контакт прерывателя зажигания. Датчик 26 представляет собой конечный выключатель,

нажимаемый рычагом переключателя коробки 33 передач при высшей передаче.

Преобразователь 24 преобразует напряжение, снимаемое с датчика 29 и пропорциональное мгновенному расходу

топлива а , в код. Компараторы 13-15 срабатывают тогда, когда значение а на их входах В станет больше или меньше уставки, набранной перемычками на соответствующем ПЗУ, подключенном к входу А.

Уставка « соответствует минимальной подаче топлива для обеспечения оборотов двигателя несколько больших, чем при холостом ходе. Уставка « соответствует подаче топлива при перегрузке двигателя и определяется по его нагрузочным характеристикам с усреднением для всех передач, а а соответствует форсированному режиму двигателя. Цифровой тахометр 25 -счетно-импульсный.

Компаратор 16 сравнивает код с тахо- метра переменной уставкой оборотов двигателя ni, подаваемой с ПЗУ 23 и определяемой датчиком 27, задающим входной код i этого ПЗУ. Величины i и ni пропорциональны загрузке автомобиля. В зависимости от результата сравнения на одном из выходов компаратора 16 появляется сигнал, поступающий вместе с сигналами от компараторов 13 - 1Г, генератора 19 и датчика 26 на элементы И 9 - 11. С их выхода сигналы поступают на элемент И-ИЛИ 12 и через усилители 5 - 7 - на индикатор 1. При включенных выключателях 3 и 4 при отклонениях от экономичного режима двигателя будут включаться звуковой и световой инди- каторы. Если обороты двигателя n m и уровень подачи топлива a «j, то это соответствует экономичному режиму и все индикаторы выключены. Если а а0 , то индикация блокируется выходом компара- тора 15. Если n щ, но а а то двигатель перегружен и не развивает оборотов, т.е. топливо сгорает не полностью, поэтому включается индикатор со стрелкой вниз, рекомендующий понизить передачу, через элемент И-ИЛИ 12, звуковой индикатор, подающий сигнал частотой FI, прерываемый с низкой частотой F4. Если n щ, а а CL, то двигатель недогружен, раскрутился до больших оборотов, что характерно в конце раз- нона для низких передач, на которых велики потери в трансмиссии. В этом случае включается индикатор стредкой вверх, рекомендующий переход на высшую передачу, и звуковой сигнал частотой FI, прерываемый с частотой FS. Если же автомобиль уже работает на высшей передаче, то такая рекомендация была бы бессмысленной, поэтому при срабатывании датчика 26 высшей передачи сборка 9 блокируется, и рекомендации отсутствуют. Если n гн, а а а , то двигатель работает в форсированном режиме и сгорание топлива неполное. В карбюраторных двигателях а, соответствует открыванию клапана - экономайзера. В этом случае включается индикатор с треугольником, рекомендующий уменьшить подачу топлива, и звуковой сигнал с частотой F2.

Устройство работает следующим обра- зом.

Водитель в ходе вождения учебного автомобиля, оборудованного предлагаемым устройством, получает световые и звуковые

сигналы при неэкономичных режимах двигателя (ошибках) и связывает их с признаками движения - скоростью, оборотами двигателя, уровнем подачи топлива и др. Когда ошибок становится меньше, инструктор отключает световой индикатор 1 выключателем 3, оставляя звуковую сигнализацию, которую во- дитель уже привык различать. При достижении успехов в этом режиме инструктор отключает звуковой индикатор 2, включает индикатор 1 и поворачивает его так, чтобы он был виден ему, но не был виден водителю. Таким образом он может контролировать ошибки водителя, который ориентируется теперь только по признакам двигателя, закрепляя экономичный стиль вождения, сохраняющийся затем при отсутствии устройства на рабочем автомобиле.

При установке на автомобиле ось или движок датчика 29 сочленяют с приводом подачи топлива с невысокой точностью и, следовательно, быстро, а окончательную регулировку пределов измерения а производят из кабины, устанавливая резистором 39 нулевое значение а при отпущенной и резистором 31 - максимальное значение а (например, 100%) при нажатой до предела педали подачи топлива. Точность измерения всех промежуточных значений а зависит только от линейности датчика 29 и преобразователя 24. В ходе обучения с помощью индикаторов 17 и 18 легко контролировать граничные значения n и а, при которых согласно диаграмме (фиг. 2) выдаются рекомендации, что представляет удобство в эксплуатации. Наглядность символьной визуальной индикации, специфичность звуковых сигналов и возможность комбинировать их в разных сочетаниях делают обучение эффективным. Мигание световых индикаторов повышает из контрастность,

Формула изобретения Устройство обучения экономичному стилю вождения автомобиля, содержащее световой и звуковой индикаторы с выключателями в цепи питания, три элемента И с прямыми и инверсными входами, тахометр с индикатором, датчик уровня подачи топлива, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обучения и удобства эксплуатации, дополнительно введены элементы И-ИЛИ, четыре постоянных запоминающих устройства (ПЗУ), четыре цифровых компаратора кодов, генератор импульсов, индикатор уровня подачи топлива, аналого-цифровой преобразователь, датчик высшей передачи, датчик загрузки

автомобиля и два подстроенных резистора, при этом датчик уровня подачи топлива выполнен на основе переменного резистора, механически соединенного движком с приводом подачи топлива двигателя, подклю- ченного через второй подстроечный резистор к питанию, а движком через первый подстроечный резистор - к входу аналого- цифрового преобразователя, выходные шины которого подключены к индикатору подачи топлива и первым входам первых трех компараторов, к вторым входам которых подключены выходные шины соответственно первых трех ПЗУ, выход Больше первого компаратора подключен к второму инверс- ному входу первого элемента И и к первому входу второго элемента И, выход Больше второго компаратора подключен к первому входу третьего элемента И, выход Меньше третьего компаратора соединен с четвер- тым инверсным входом первого элемента И, первый инверсный вход которого связан с выходом датчика высшей передачи, датчик загрузки подключен к входу четвертого ПЗУ, выход тахометра подключен к первому вхо- ду четвертого компаратора, выход четвертого ПЗУ соединен с вторым входом

четвертого компаратора, выход Больше четвертого компаратора подключен к третьему входу первого элемента И, а его же выход Меньше - к третьему инверсному входу второго элемента И и второму входу третьего элемента И, третий вход которого, пятый вход первого элемента И и второй вход третьего элемента И, элемента И-ИЛИ подключены к первому выходу генератора, второй выход которого соединен с третьими входами первого и третьего элементов И, элемента И-ИЛИ, третий вход второго элемента И которого связан с третьим выходом генератора, четвертый выход которого подключен к второму входу второго элемента И и вторым входам первого и второго элемента И элемента И-ИЛИ, первый вход первого элемента И которого соединен с выходом третьего элемента И, с третьим входом светового индикатора, второй вход которого связан с выходом второго элемента И и первым входом второго элемента И, элемента И-ИЛИ, первый вход третьего элемента И которого соединен с выходом первого элемента И и с первым входом светового инди- катора, а выход элемента И-ИЛИ подключен к звуковому индикатору.

Изобретение относится к эксплуатации автотранспорта и может быть использовано при подготовке и повышении квалификации водителей. Цель - повышение эффективности обучения и удобства эксплуатации. Это достигается путем введения удобной настройки пределов измерения уровня подачи топлива, индикации этого уровня и выдачи водителю рекомендаций по управлению подачей топлива и передачами в форме наглядных символов и легко различимых звуковых сигналов. Устройство построено с использованием совокупности логических блоков. Рекомендации выдаются в результате обработки данных о частоте вращения двигателя, уровня подачи в него топлива, степени загрузки автомобиля и о том, включена или не включена высшая передача. Даные поступают с соответствующих датчиков и преобразуются для логической обработки и индикации в цифровую форму. 2 ил. (S С

N ч Ч ч Ч

Фиг. 2

It с(2