Устройство для выбора необходимой ступени коробки передач транспортного средства Советский патент 1993 года по МПК B60K35/00 

Изобретение относится к автомобильной технике и может быть использовано в качестве штатного прибора на транспортных автомобилях, а также для обучения и дообучения водителей экономичным приемам вождения на учебных автомобилях и тренажерах.

Известно устройство для выбора необходимой ступени коробки передач, которое : содержит тахогенератор переменного тока, связанный с коленчатым валом двигателя, и последовательно подключенные к нему выпрямитель, блок интегрирования, пороговую схему и реле.

Недостатком этого известного устройства является то, что тахогенератор механически соединен с коленчатым валом двигателя, что позволяет выбирать необходимую ступень коробки передач только в

режиме разгона автомобиля и не позволяет определить необходимую ступень в режиме замедления, а также при движении с постоянной скоростью после вынужденного снижения скорости.

В качестве прототипа выбрано устройство для выбора необходимой ступени коробки передач транспортного средства, которое содержит тахогенератор переменного тока, связанный с коленчатым валом двигателя, и последовательно подключенные к нему выпрямитель, блок интегрирования, пороговую схему, реле, датчик включенной ступени коробки передач, переключатель нагрузочного режима, логический блок определения оптимальной последовательности переключения передач и блок сигнальных ламп.

NO

4 4 О CJ

Недостатки устройства: оно позволяет определять только оптимальную последовательность переключения передачки только в режиме разгона и не позволяет определять оптимальную последовательность переключения передач и передачу в режиме замедления и при движении с постоянной скоростью после вынужденного замедления или ускорения; индикация, при работе устройства-прототипа, осуществляется только с помощью визуального индикатора - блока сигнальных ламп, что дополнительно нагружает и без того перегруженный зри- тельный анализатор водителя; электрическая схема работает только с аналоговыми сигналами и в качестве аналога частоты вращения коленчатого вала двигателя выбрано напряжение вырабатываемое тахогенератором переменного тока умеющего нелинейную зависимость от частоты вращения.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем более точного определения оптимальной зависимости включения передач.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в устройстве для выбора необходимой ступени коробки передач транспортного средства, содержащем тахо-. генератор переменного тока, блок логики, определяющий оптимальную последовательность переключения передач, визуальный и акустический индикаторы предусмотрены следующие отличия: тахоге- нератор механически соединен не с коленчатым валом двигателя, а соединен с выходным валом коробки передач; электрический выход тахогенератора последовательно соединен с формирователем импульсов и счетчиком импульсов; параллельно с визуальным индикатором - блоком сигнальных ламп предусмотрен акустический индикатор.

Достижение положительного эффекта при осуществлении данного технического решения подтверждается техническими преимуществами,описываемыми ниже.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема блока логики; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства.

Предложенное устройство для выбора необходимой ступени коробки передач транспортного средства состоит (см. фиг. 1) из тахогенератора 1, механически связанного с выходным валом коробки передач, блока логики 2, визуальногоЗ и акустического 4 индикаторов.

Тахогенератор 1 может быть штатным датчиком скорости автомобиля. Он механически связан с выходным валом коробки передач автомобиля и представляет собой электрический трехфазный генератор с ротором в виде четырехполюсного постоянного магнита, вращение которому передается от выходного вала коробки передач, а статор имеет три обмотки, расположенные между собой под углом 120°, и соединены звездой.

Блок логики (см. фиг. 2) включает формирователь импульсов 5, генератор счетных импульсов 6, временной селектор, счетчик импульсов 8 и различные согласующие элементы.

5Формирователь импульсов 5 включает в себя двухсторонний диодный ограничитель, операционный усилитель и триггер Шмитта. Генератор счетных импульсов 6 представляет собой электронную схему на осно0 ве кварцевого резонатора BQ генерирующую и формирующую счетные импульсы прямоугольной формы с постоянной амплитудой и калиброванной частотой. Временной селектор 7 представляетсо5 бой логический элемент ЗИ-НЁ (на фиг, 2 логический элемент ДДб).

Счетчик импульсов 8 построен на основе четырехразрядных реверсивных быстро- действующих счетчиков-делителей с

0 параллельным переносом между разрядами (ДД7, ДД8, ДД9).

Для согласования работы элементов устройства служат четыре логических элемента: ДД2 - одновибратор; ДДЗ - сдвоенный

5 одновибратор; ДД4 - JK - триггер; ДДБ - D - триггер с динамическим управлением.

Блок логики включает также регистр памяти ДД11, цифровые компараторы чисел (по количеству передач) ДД12-ДД21 итако0 го же количества логических элементов исключающее ИЛИ ДД22-ДД31. Входы регистра памяти соединены с выходами счетчика импульсов 8. Входы компараторов чисел соединены между собой параллельно

5 и соединены с выходами регистра памяти, а выходы компараторов соединены с входами логических элементов исключающее ИЛИ. Выходы логических элементов исключающее ИЛИ блока логики 2 (см. фиг. 1)

0 соединены с визуальным индикатором 3, выполненным в виде блока световых индикаторов по количеству передач и с учетом расположения верхнего и нижнего ряда передач, и с акустическим индикатором 4.

5 включающим в себя синтезатор речи и динамик.

Описанное выше устройство для выбора необходимой ступени коробки передач транспортного средства работает следующим образом.

При движении автомобиля ротор тахо- генератора 1 приводится в движение от выходного вала коробки передач. При вращении ротора тахогенератора 1 его магнитное поле создает в обмотках катушек статора ЭДС, частота импульсов которой пропорциональна частоте вращения ротора. Сигнал снимается с одного из выходов тахогенератора 1 и подается на вход формирователя импульсов блока, логики 2. Форми- рователь импульсов 5 (см. фиг. 2) преобразует выходной гармонический сигнал тахогенератора 1 в нормализованные по амплитуде и крутизне фронтов и спадов прямоугольные импульсы. Длительность импульса выходного сигнала формирователя импульсов 5 прямо пропорциональна периоду входного сигнала, т. е. выходного сигнала тахогенератора 1.

Выходной импульс формирователя им- пульсов 5 является стробирующим импульсом для временного селектора 7. Генератор счетных импульсов 6 непрерывно генерируют счетные импульсы калиброванной частоты. Счетные импульсы с генератора счетных импульсов б поступают через временной селектор 7 на вход счетчика импульсов 8 только тогда, когда на стробирующий вход временного селектора 7 подается стробирующий импульс с выхода формирователя им- пульсов 5, За время действия стробирующего импульса счетчик импульсов 8 считает счетные импульсы генерируе- мые генератором счетных импульсов 6. Счетчик импульсов 8 преобразует подсчи- тайное число импульсов в прямой параллельный двоичный код. Число входных импульсов и состояние счетчиков 8 вза- имно определены. Число импульсов, представленное в двоичном параллельном коде,подаётся через регистр памяти ДД11 на запараллеленные входы цифровых компараторов чисел ДД12-ДД21. Цифровые компараторы ДД12-ДД23 выполняют сравнение двух чисел А и В. Результат сравне- ния отображается соответствующим логическим уровнем на выходе. Число А задается на выходе регистра памяти ДД11 и в двоичном параллельном коде подается на входы АО-А11 всех компараторов ДД12- ДД23. Опорные числа ВО-В11 на каждом из компараторов задаются подачей, соответственно, логических уровней 0 и 1. Каждое двоичное число ВО-В11 на компараторах соответствует определенному значению скорости движения автомобиля. При увеличении скорости автомобиля увеличивается число АО-А11 на входах компараторов. По мере увеличения числа АО-А11 на выходах А В компараторов поочередно появляется уровень логической единицы. Выходы компараторов соединены с логическими элементами исключающее ИЛИ ДД22- ДД31 попарно, причем выходы каждого элемента исключающее ИЛИ ДД22-ДД31 подключены к соответствующему определенной ступени коробки передач входу визуального 3 (фиг.1) и акустического 4 индикаторов устройства. Когда на одном из входов визуального индикатора 3 появляется сигнал, то загорается соответствующая какой-либо передаче лампочка, светодиод или какое-либо другое светоизлучающее устройство.

Параллельно сигнал с выхода блока логики 2 подается на вход акустического индикатора 4, где с помощью синтезатора речи синтезируется слово соответствующее определенному номеру передачи, причем высокий тон соответствует верхнему ряду передач, а низкий - нижнему, и воспроизводится динамиком.

Приведенные на фиг. 2 согласующие элементы работают следующим образом. При включении устройства триггеры ДД4 и ДД5 устанавливаются в единичное состояние (Q 1; Q 0). Уровни логической единицы на входах 1 и 2 временного селектора ДД6 разрешают прохождение импульсов с генератора счетных импульсов через временной селектор на счетчик импульсов. Счетчик заполняется. По заполнению счетчика на одном из его выходов формируется сигнал низкого уровня с длительностью,рав- ной длительности импульса генератора счетных импульсов. Этот импульс поступает на вход 1 триггера ДД5 и опрокидывает его в нулевое состояние. На выходе 5 триггера ДД5, а следовательно, и на входе 2 временного селектора ДДб появляется сигнал запрета прохождения импульсов на счетчик импульсов. В этом состоянии счетчик нахо- дится до тех пор, пока на входе 12 триггера ДД4 сохраняется уровень логической единицы (автомобиль стоит).

Когда автомобиль начинает движение, на выходе формирователя импульсов, который связан со входом 12 триггера ДД4, появляются импульсы с длительностью пропорциональной скорости движения автомобиля. Первый, приходящий от формирователя импульс низкого уровня, опрокидывает триггер ДД4 в нулевое состояние, а положительный перепад 0,1 на выходе 6 этого триггера запускает схему задержки ДД1 на заданное время. На выходе 4 схемы задержки ДД2 появляется сигнал низкого уровня, который удерживает триггер ДД4 в нулевом состоянии. Схема задержки предназначена для регулирования в широких пределах времени индикации результата счета на визуальном индикаторе устройства. Через установленное время на выходе 4 элемента ДД2 появляется импульс 0,1. Этот импульс поступает на вход 10 одновибратораДДЗ и запускает его. Одновибратор ДДЗ формирует импульс 0,1 сброса счетчика импульсов в нулевое состояние, а сигнал 1,0 с выхода 12 этого же одновибратора опрокидывает триггер ДД5 в единичное состояние, что обуславливает появление разрешающего сигнала прохождения импульсов от генератора счетных импульсов на вход 13 временного селектора ДДб. Однако счетные импульсы не проходят на счетчик импульсов вследствие того, что на входе 1 временного селектора ДД6 сохраняется уровень логического нуля, запрещающего прохождение счетных импульсов. С приходом первого перепада 1,0 на вход 12 триггера ДД4 сигнал разрешения появляется на входе 1 временного селектора ДД6. Счетные импульсы через временной селектор проходят на счетчик импульсов. Приход следующего перепада 1,0 на вход 12 тригге- ра ДД4 вновь запрещает прохождение импульсов через временной селектор. Этот же перепад запускает одновибратор ДДЗ,на выходе которого формируется импульс 0,1 разрешающий запись результата счета в регистре памяти блока логики.

Таким образом, временной селектор ДД6 открыт для прохождения импульсов от генератора счетных импульсов на счетчик импульсов только в течение периода следования импульсов поступающих с формирователя импульсов.

Временная -диаграмма работы устройства изображена на фиг. 3.

Предложенное устройство обладает перед прототипом следующими техническими преимуществами: предложенное устройство работает на всех режимах эксплуатации автомобиля; снижается нагрузка на зрительный анализатор водителя; повышается точность, надежность и помехоустойчивость электронной схемы.

Применение предложенного устройства исключает субъективизм водителя при выборе неЪбходимой передачи, что в конечном итоге позволяет снизить расход топлива.

Использование: на транспортных и учебных автомобилях для обучения водителей экономичным приемам управления автомобилем. Сущность изобретения: устройство позволяет осуществлять выбор и индикацию необходимой ступени передач в режиме разгона, торможения и движения с постоянной скоростью. Индикация осуществляется визуальным и акустическим индикатором. Ротор тахоге- нератора соединен с выходным валом коробки передач. Электрический выход тахогенератора соединен через формирователь импульсов с временным селектором, при этом другой выход временного селектора соединен с выходом генератора счетных импульсов, а выход временного селектора соединен со входом счетчика импульсов. Получая информацию со счетчика импульсов блок логики посредством визуального и акустического индикаторов информирует водителя о необходимости включения оптимальной передачи, 3 ил. СП

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для выбора необходимой ступени коробки передач транспортного средства, содержащее тахогенератор переменного тока, блок логики, связанный с зи- зуальным индикатором, отличающее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем более точного определения оптимальной зависимости

Фиг.1

включения передач, блок логики включает формирователь импульсов и счетчик импульсов, при этом ротор тахогенератора соединен механически с выходным валом коробки передач, а его электрический вывод последовательно соединен с формирователем импульсов и счетчиком импульсов, причем к выходу блока логики подключен акустический индикатор.

4

г-1 г

§.

±L

e/#tfl//fer/77a/ 6s

-

.з L3A%ЈpjKKH

3

45

6

7

8

3

Јc ser/t

wmimmimmi

11

шллгии

л

I.

л

ЗАПИСЬ

Фиг. 5.

Јc ser/t

11

шллгии

л

I.

л

ЗАПИСЬ