УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСПРАВНОСТИ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DEVICE FOR DETECTION OF VEHICLE BRAKING SYSTEM GOOD CONDITION

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического определения исправности тормозной системы транспортного средства.
Наиболее близким к изобретению является устройство определения исправности тормозной системы транспортного средства, содержащее электроконтактный датчик, вычислитель, блок обработки информации, блок определения тормозного пути транспортного средства, индикатор направления перегрузки, индикатор величины перегрузки, индикатор превышения уровня перегрузки, при этом электроконтактный датчик состоит из немагнитного конусообразного корпуса с крышкой, размещенной в вершине корпуса, инерционного элемента, выполненного в виде электропроводного шарика, первого электроконтакта, выполненного в виде усеченного полого конуса, закрепленного на крышке корпуса, второго электроконтакта, выполненного в виде полого конуса, размещенного на боковой поверхности корпуса так, что его основание обращено к нижнему основанию усеченного конуса первого электроконтакта и параллельно ему, изолированных между собой центрального и кольцевого электроконтактов, причем центральный электроконтакт размещен в вершине конуса второго электроконтакта и изолирован от него, кольцевой электроконтакт размещен по периметру вершины конуса второго электроконтакта и изолирован от него, первый электроконтакт выполнен в виде изолированных друг от друга секторов, выводы которых образуют первую группу выходов датчика, вторым выходом которого является вывод кольцевого электроконтакта, центральный и второй электроконтакты соединены с положительным выводом источника питания, первая группа входов и второй вход вычислителя соединены соответственно с первой группой выходов и вторым выходом датчика, первая группа выходов вычислителя соединена с группой входов индикатора направления перегрузки, второй выход - с входом индикатора перегрузки, вычислитель содержит группу из n-триггеров, где n - число секторов первого электроконтакта вибрационного датчика, первый, второй и третий элементы И, инвертор, генератор импульсов, дифференцирующую цепь, счетчик импульсов, умножитель, делитель, задатчик постоянной величины, причем информационные входы триггеров соединены с соответствующими входами первой группы входов вычислителя, второй вход которого через инвертор соединен с входом дифференцирующей цепи и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход второго элемента И соединен с информационным входом счетчика, входы обнуления триггеров и счетчика импульсов объединены с обеспечением возможности подачи на них сигнала с плюсовой шины источника питания, прямые выходы триггеров являются соответствующими выходами первой группы выходов вычислителя, а инверсные выходы соединены с соответствующими входами группы n-входов первого элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И и вторым входом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи, а выход третьего элемента И соединен с входом обнуления счетчика импульсов, выход которого соединен с первым и вторым входами умножителя, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом первого задатчика постоянной величины, а выход является вторым выходом вычислителя, блок обработки информации состоит из n-первых, n-вторых пороговых устройств, n-ключей, элемента ИЛИ и задатчика постоянных сигналов, причем второй выход вычислителя соединен соответственно с первым входом блока обработки информации, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости движения транспортного средства, а выход блока обработки информации соединен с индикатором превышения уровня перегрузки, первый и второй входы блока обработки информации соединены соответственно со вторыми входами n-вторых и первыми входами n-первых пороговых устройств, выходы n-первых пороговых устройств соединены с первыми входами n-ключей, первые и вторые выходы задатчика постоянных сигналов соединены соответственно со вторыми входами n-первых пороговых устройств и вторыми входами n-ключей, выходы которых через первые входы n-вторых пороговых устройств соединены с n-входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока обработки информации, блок определения тормозного пути транспортного средства, который состоит из триггера, первого, второго и третьего элементов И, генератора импульсов, первого, второго и третьего счетчиков, первого и второго элементов И-НЕ, первого и второго ключей, первого и второго вычитающих устройств, первого и второго пороговых устройств, квадратора, умножителя, делителя и задатчика сигналов, причем выходы контактного датчика нажатия на тормоз и датчика скорости движения транспортного средства соединены соответственно с первым и вторым входами блока определения параметров торможения транспортного средства, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом индикатора тормозного пути транспортного средства и с индикатором времени срабатывания тормоза, первый вход блока соединен с входом триггера, выход которого соединен одновременно со вторыми входами первого и второго ключей, первым входом первого элемента И, вторым входом второго элемента И, первые входы первого и второго ключей соединены с вторым входом блока, выход которого одновременно соединен с первым входом второго элемента И и первыми входами первого и второго пороговых устройств, выходы первого и второго ключей соединены с первым и вторым входами первого вычитающего устройства, выход которого через первый элемент И-НЕ соединен со вторым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход которого одновременно соединен с третьими входами второго и третьего элементов И, выход первого элемента И соединен со входом первого счетчика, выход которого является первым выходом блока определения тормозного пути транспортного средства, выход второго элемента И через второй счетчик соединен с первым и вторым входами квадратора, выход которого соединен с первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом делителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго вычитающего устройства и через третий счетчик - с выходом третьего элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом первого порогового устройства и через второй элемент И-НЕ - с выходом второго порогового устройства, вторые входы первого и второго пороговых устройств соединены соответственно с первым и вторым выходами задатчика сигналов, выходы которого одновременно соединены соответственно с первым и вторым входами второго вычитающего устройства, выход умножителя является вторым выходом блока определения параметров торможения транспортного средства (патент РФ на изобретение №2331533, кл. В60Т 17/22, G01H 11/06 (2006.01), 10.07.2006 г.).
Недостатком данного устройства является невозможность определения величины и допустимого уровня поперечного ускорения, а также сложность устройства, обусловленная использованием в качестве датчиков ускорения электроконтатных датчиков совместно с вычислителем.
Технической задачей изобретения является повышения информативности за счет определения и анализа величины поперечной перегрузки и упрощения устройства за счет использования в качестве датчиков ускорений пьезоэлектрических датчиков и исключения из состава устройства вычислителя.
Решение технической задачи достигается тем, что устройство определения исправности тормозной системы транспортного средства, содержащее блок датчиков, блок обработки информации, блок определения тормозного пути транспортного средства, индикатор величины продольной перегрузки, индикатор превышения уровня продольной перегрузки, индикатор времени срабатывания тормоза, индикатор тормозного пути транспортного средства, причем выход датчика скорости движения транспортного средства соединен со вторым входом блока обработки информации, выход которого соединен с индикатором превышения уровня перегрузки, выходы контактного датчика нажатия на педаль тормоза и датчика скорости движения транспортного средства соединены соответственно с первым и вторым входами блока определения параметров торможения транспортного средства, первый и второй выходы которого соединены соответственно с индикатором времени срабатывания тормоза и с входом индикатора тормозного пути транспортного средства, блок обработки информации состоит из n-первых, n-вторых пороговых устройств, n-ключей, элемента ИЛИ и задатчика постоянных сигналов, при этом первый и второй входы блока обработки информации являются соответственно вторыми входами n-вторых и первыми входами n-первых пороговых устройств, выходы n-первых пороговых устройств соединены с первыми входами n-ключей, первые и вторые выходы задатчика постоянных сигналов соединены соответственно со вторыми входами n-первых пороговых устройств и вторыми входами n-ключей, выходы которых через первые входы n-вторых пороговых устройств соединены с n-входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока обработки информации, блок определения тормозного пути транспортного средства состоит из триггера, первого, второго и третьего элементов И, генератора импульсов, первого, второго и третьего счетчиков, первого и второго элементов И-НЕ, первого и второго ключей, первого и второго вычитающих устройств, первого и второго пороговых устройств, квадратора, умножителя, делителя и задатчика сигналов, первый и второй входы блока определения тормозного пути транспортного средства являются соответственно входом триггера и первыми входами первого, второго ключей, первого и второго пороговых устройств, второго элемента И, выход триггера соединен одновременно со вторыми входами первого и второго ключей, первым входом первого элемента И, вторым входом второго элемента И, выходы первого и второго ключей соединены с первым и вторым входами первого вычитающего устройства, выход которого через первый элемент И-НЕ соединен со вторым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход которого одновременно соединен с третьими входами второго и третьего элементов И, выход первого элемента И соединен со входом первого счетчика, выход второго элемента И через второй счетчик соединен с первым и вторым входами квадратора, выход которого соединен с первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом делителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго вычитающего устройства и через третий счетчик - с выходом третьего элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом первого порогового устройства и через второй элемент И-НЕ - с выходом второго порогового устройства, вторые входы первого и второго пороговых устройств соединены соответственно с первым и вторым выходами задатчика сигналов, выходы которого одновременно соединены соответственно с первым и вторым входами второго вычитающего устройства, выходы первого счетчика и умножителя являются соответственно первым и вторым выходами блока определения тормозного пути транспортного средства, дополнительно введены первый и второй датчик ускорений, блок определения и анализа поперечных ускорений, индикатор величины поперечных ускорений, индикатор превышения уровня поперечных ускорений, причем выходы первого и второго датчика ускорений соединены соответственно с входом индикатора величины перегрузки и одновременно с первым входом блока обработки информации и входом блока определения и анализа поперечных ускорений, первый и второй выходы которого соединены с входом индикатора величины поперечных ускорений и индикатором превышения уровня допустимых поперечных ускорений, блок определения и анализа поперечных ускорений состоит из n-первых и второго пороговых устройств, элемента ИЛИ, задатчика сигналов, причем входом блока определения и анализа поперечных ускорений являются первые входы n-первых пороговых устройств, вторые входы которых соединены с n-первой группой выходов задатчика сигналов, а выходы соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго порогового устройства, выходы элемента ИЛИ, второго порогового устройства являются соответственно первыми и вторыми выходами блока определения и анализа поперечных ускорений.
Новыми элементами, обладающими существенным отличием по устройству, являются первый и второй датчики ускорений, блок определения и анализа поперечных ускорений, индикатор величины поперечной перегрузки, индикатор превышения уровня поперечной перегрузки и связи между известными и новыми элементами.
На фиг.1 изображена структурная схема устройства для определения исправности тормозной системы; на фиг.2 - блока обработки информации; на фиг.3 - блока определения параметров торможения транспортного средства, на фиг.4 - блока определения и анализа поперечных ускорений.
Устройство определения исправности тормозной системы содержит блок датчиков 1, блок 2 обработки информации, блок 3 определения параметров торможения транспортного средства, блок 4 определения и анализа поперечных ускорений, индикатор 5 величины продольной перегрузки, индикатор 6 превышения уровня продольной перегрузки, индикатор 7 тормозного пути транспортного средства, индикатор 8 времени срабатывания тормоза, индикатор 9 величины поперечной перегрузки, индикатор 10 превышения уровня поперечной перегрузки, при этом первый выход блока 1 датчиков соединен соответственно с входом индикатора 5 продольной перегрузки и первым входом блока 2 обработки информации, второй вход которого соединен со вторым выходом блока 1 датчиков, выход которого так же соединен со вторым входом блока 3 определения параметров торможения транспортного средства, первый вход которого соединен с третьим выходом блока 1 датчиков, четвертый выход которого соединен с входом блока 4 определения и анализа поперечных ускорений, выход блока 2 обработки информации, первый и второй выходы блока 3 определения параметров торможения транспортного средства, блока 4 определения и анализа поперечных ускорений соединены соответственно с входами индикатора 6 превышения уровня продольной перегрузки, индикатора 7 времени срабатывания тормоза индикатора 8 тормозного пути транспортного средства, индикатора 9 величины поперечной перегрузки, индикатора 10 превышения уровня поперечной перегрузки.
Блок 1 датчиков состоит из первого 11 и второго 12 датчика ускорений, датчика 13 скорости, датчика 14 усилий, выходы первого 11 датчика ускорений, датчика 13 скорости, контактного датчика 14, второго 12 датчика ускорений являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока 1 датчиков.
Блок 2 обработки информации состоит из n-первых 15, n-вторых 16 пороговых устройств, n-ключей 17, элемента ИЛИ 18 и задатчика 19 постоянных сигналов, при этом первый и второй входы блока 3 обработки информации являются соответственно вторыми входами n-вторых 16 и первыми входами n-первых 15 пороговых устройств, выходы которых соединены с первыми входами n-ключей 17, первые и вторые выходы задатчика 19 постоянных сигналов соединены соответственно со вторыми входами n-первых 15 пороговых устройств и вторыми входами n-ключей 17, выходы которых через первые входы n-вторых 16 пороговых устройств соединены с n-входами элемента ИЛИ 18, выход которого является выходом блока 3 обработки информации.
Блок 3 определения параметров торможения транспортного средства состоит из триггера 20, первого 21, второго 22 и третьего 23 элемента И, генератора 24 импульсов, первого 25, второго 26 и третьего 27 счетчика, первого 28 и второго 29 элемента И-НЕ, первого 30 и второго 31 ключа, первого 32 и второго 33 вычитающих устройств, первого 34 и второго 35 пороговых устройств, квадратора 36, умножителя 37, делителя 38 и задатчика 39 сигналов, первый и второй входы блока определения параметров торможения транспортного средства являются входами триггера 20 и первыми входами первого 30 и второго 31 ключей, второго 22 элемента И, первого 34, второго 35 пороговых устройств, выход триггера 20 соединен одновременно со вторыми входами первого 30 и второго 31 ключей, первым входом первого 21 элемента И, вторым входом второго 22 элемента И, выходы первого 30 и второго 31 ключей соединены с первым и вторым входом первого 32 вычитающего устройства, выход которого через первый 28 элемент И-НЕ соединен со вторым входом первого 21 элемента И, третий вход которого соединен с выходом генератора 24 импульсов, выход которого одновременно соединен с третьими входами второго 22 и третьего 23 элемента И, выход первого 21 элемента И соединен со входом первого 25 счетчика, выход второго 22 элемента И через второй 26 счетчик соединен с первым и вторым входами квадратора 36, выход которого соединен с первым входом умножителя 37, второй вход которого соединен с выходом делителя 38, первый и второй вход которого соединен соответственно с выходом второго 33 вычитающего устройства и через третий 27 счетчик - с выходом третьего 23 элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом первого 34 порогового устройства и через второй 29 элемент И-НЕ - с выходом второго 35 порогового устройства, вторые входы первого 34 и второго 35 пороговых устройств соединены соответственно с первым и вторым выходом задатчика 39 сигналов, выходы которого одновременно соединены соответственно с первым и вторым входами второго 33 вычитающего устройства, выходы первого счетчика 25, умножителя 37 являются соответственно первым и вторым выходами блока 3 определения тормозного пути транспортного средства.
Блок 4 определения и анализа поперечных ускорений состоит из n-первых 40 и второго 41 пороговых устройств, элемента ИЛИ 42, задатчика 43 сигналов, причем входом блока 4 определения и анализа поперечных ускорений являются первые входы n-первых 40 пороговых устройств, вторые входы которых соединены с первой n группой задатчика 43 сигналов, а выходы соединены с входами элемента ИЛИ 42, выход которого соединен с первым входом второго 41 порогового устройства, выходы элемента ИЛИ 42, второго 41 порогового устройства являются соответственно первыми и вторыми выходами блока 4 определения и анализа поперечных ускорений.
Устройство определения исправности тормозной системы транспортного средства работает следующим образом.
В момент воздействия водителя на педаль тормоза происходит замедление транспортного средства, и сигнал от контактного датчика, закрепленного на педали тормоза, поступает на первый вход блока 3 определения параметров торможения транспортного средства (фиг.1).
Под воздействием перегрузки на транспортное средство, сигнал от первого датчика ускорений поступает одновременно на вход индикатора 5 величины перегрузки и на первый вход блока 2 обработки информации (фиг.1).
Блок 2 обработки информации предназначен для определения исправности тормозной системы транспортного средства путем сравнения текущей величины перегрузки с эталонными значениями с учетом начальных условий возникновения перегрузки (фиг.2).
С первой группы выходов 19 задатчика сигналы поступают на вторые входы n-первого 15 порогового устройства, на первые входы которого поступают сигналы с выхода датчика 13 скорости движения транспортного средства.
С выходов n-первых 15 пороговых устройств сигналы, соответствующие скорости движения транспортного средства, поступают на первые входы ключей 17, на вторые входы которых поступают сигналы, пропорциональные эталонным значениям перегрузки со вторых выходов 19 задатчика сигналов.
С выходов n-ключей 17 сигналы поступают на первые входы n-вторых 16 пороговых устройств, на вторые входы которых поступает сигнал, пропорциональный текущему значению ускорений от первого датчика продольных ускорений.
В случае превышение уровня текущего ускорения над заданными эталонными значениями сигнал с выходов вторых 16 пороговых устройств через элемент ИЛИ 18 поступает на вход индикатора 6 превышения уровня продольной перегрузки, тем самым обеспечивая автоматическое определение исправности тормозной системы транспортного средства.
Кроме того, сигнал с выхода первого 11 датчика ускорений поступает на вход индикатора 5 величины продольных ускорений.
Блок 3 определения параметров торможения транспортного средства предназначен для определения тормозного пути транспортного средства и времени срабатывания тормозов.
Определение времени срабатывания тормозов транспортного средства осуществляется на основе измерения временного интервала от момента нажатия на педаль тормоза до момента начала снижения скорости движения транспортного средства. Это осуществляется следующим образом.
Сигнал с выхода контактного датчика нажатия на педаль тормоза поступает на вход триггера 20, с выхода которого поступает одновременно на вторые входы первого 30 и второго 31 ключей, первый вход первого 21 элемента И, с выходов первого 30 и второго 31 ключей сигналы поступают на первые и вторые входы первого 32 вычитающего устройства, с выхода которого через первый 28 элемент И-НЕ поступает на второй вход первого 21 элемента И, на третий вход которого поступает сигнал с выхода генератора 24 импульсов, с выхода первого 21 элемента И сигнал поступает на вход первого 25 счетчика, выход которого является первым выходом блока 3 определения тормозного пути транспортного средства (фиг.3).
С первого выхода блока 3 определения тормозного пути транспортного средства сигнал поступает на вход индикатора 7 времени срабатывания транспортного средства.
Таким образом, осуществляется определение времени срабатывания тормозной системы.
Определение тормозного пути транспортного средства осуществляется на основе измерения временного интервала от момента нажатия на педаль тормоза до момента остановки транспортного средства и ускорения торможения транспортного средства. Это осуществляется следующим образом.
Сигнал с датчика скорости движения транспортного средства поступает на первые входы первого 34 и второго 35 пороговых устройств и первый вход второго 22 элемента И, на второй вход которого поступает сигнал через триггер 20 с выхода датчика нажатия на педаль тормоза.
С выхода генератора 24 импульсов сигнал поступает на третьи входы второго 22 и третьего 23 элемента И.
2
С выхода второго 22 элемента И сигнал через второй 26 счетчик поступает на первый и второй входы квадратора 36, с выхода которого сигнал, пропорциональный t, поступает на первый вход умножителя 37, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный ускорению торможения, а с выхода делителя 38, на первый и второй вход которого поступает сигнал соответственно с выхода второго 33 вычитающего устройства и через третий 27 счетчик, с выхода третьего 23 элемента И, на первый и второй входы которого поступают сигналы соответственно с выхода первого 34 порогового устройства и через второй 29 элемент И-НЕ с выхода второго 35 порогового устройства, на вторые входы первого 34 и второго 35 пороговых устройств поступают сигналы соответственно с первого и второго выхода задатчика 39 сигналов, кроме того данные сигналы поступают соответственно на первые и вторые входы второго 33 вычитающего устройства.
С выхода умножителя 37, который является вторым выходом блока определения параметров торможения транспортного средства, сигнал поступает на вход индикатора 8 тормозного пути транспортного средства.
Блок 4 определения и анализа поперечных ускорений обеспечивает определение неравномерности срабатывания тормозной системы.
Это осуществляется следующим образом.
С выхода второго 14 датчика ускорения сигнал поступает на вход блока 4 определения и анализа поперечных ускорений и соответственно на первые входы n-первых 40 пороговых устройств, на вторые входы которых поступают сигналы с n-первой группы задатчика 43 сигналов. В зависимости от величины текущих ускорений происходит срабатывание n-первых 40 пороговых устройств, и сигнал, через элемент ИЛИ, первый выход блока поступает на индикатор 9 величины поперечных ускорений.
Определение допустимого уровня поперечных ускорений осуществляется за счет сравнения сигналов, поступающих с выхода элемента ИЛИ 42 и со второго выхода задатчика 43 постоянных сигналов соответственно на первый и второй входы второго 41 порогового устройства.
В случае превышения уровня текущих значений ускорения относительно опорного значения, сигнал с выхода второго 41 порогового устройства поступает на вход индикатора 10 превышения уровня поперечной перегрузки (фиг.4).
Таким образом, повышается информативность устройства за счет определения неравномерности срабатывания тормозов путем определения величины и допустимого уровня поперечного ускорения.
Источники информации
1. Патент РФ на изобретение №2279645, кл. G01H 11/06, опубл. 10.07.2006 г. (прототип).