ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ
Область техники к которой относится полезная модель
Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к средствам автоматического контроля экономичности работы автомобилей.
Предшествующий уровень техники
Известна и широко используется для контроля экономичности работы автомобилей информационноизмерительная система, содержащая вакууметр (Говорущенко Н.Я, Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте. М.: Транспорт. 1990, с.107-108). Контроль экономичности работы автомобилей с помощью такой системы сводится к измерению разряжения во впускном коллекторе двигателя. При этом принимается, что расход топлива уменьшается с увеличением разряжения.
МПК : G 01 Р 3/00 G 01 L 3/02 G 01 L 3/26
примерно на 10% и необходимость для водителя искусственного ограничения мощности двигателя.
Наиболее близкой по технической сущности является информационно-измерительная система для автомобилей (Сига X,, Мидзутаки С. Введение в автомобильную электронику, Ю.: Мир, 1989, с.154), содержащая датчики расхода топлива и скорости движения, вычислительное и отсчетное устройства. Система позволяет формировать водителю рекомендации об оптимальной частоте вращения коленчатого вала, соответствующей экономичному вождению автомобиля.
Недостатком такой информационно-измерительной системы является то, что она не позволяет определять значения параметра, комплексно характеризующего состояние и экономичность работы автомобиля, а именно, коэффициента полезного действия.
Сущность полезной модели
Задачей полезной модели является создание информационно-измерительной системы, обеспечивающей получение информации о состоянии и экономичности работы автомобиля .
Технический результат - информационноизмерительная система для автоматического контроля коэффициента полезного действия автомобиля.
Технический результат достигается тем, что в информационно-измерительную систему для автомобиля, содержащую датчики расхода топлива и скорости движения, вычислительное и отсчетное устройства, дополнительно включены задатчик временного интервала, устройство усреднения сигнала, датчики вращающего момента на валу двигателя и угла между направлением движения автомобиля и горизонтальной плоскостью. При этом выходы датчиков вращающего момента, скорости движения и угла подключены, соответственно, к первому, второму и третьему входам блоков вычисления массы автомобиля и коэффициента полезного действия вычислительного устройства. К четвертым входам блока вычисления коэффициента полезного действия и блока вычисления массы автомобиля подключены, соответственно, выход датчика расхода топлива и выход задатчика временного интервала, выход блока вычисления массы автомобиля через ключ подключен к пятому входу блока вычисления коэффициента полезного действия, а выход последнего подключен к устройству усреднения сигнала.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличия в совокупности элементов и их соединении,
Краткое описание чертежей
На фиг,1 изображена схема информационноизмерительной системы для автомобилей.
На фиг,2 изображена схема, поясняющая получение информации об угле между направлением движения автомобиля и горизонтальной плоскостью.
Лучший вариант реализации полезной модели
Информационно-измерительная система для автомобилей содержит (фиг.1) датчики скорости движения 1, датчик расхода топлива 2, датчик вращающего момента 3 на валу 4 двигателя 5, датчик угла между направлением движения и горизонтальной плоскостью б, вычислительное устройство 7, состоящее из блока 8 вычисления массы автомобиля, блока 9 вычисления коэффициента полезного действия и ключа 10, задатчик временного интервала 11, отсчетное устройство 12 и устройство усреднения сигнала 13.
ВХ.2 и третьему вх.З входам блоков вычисления массы автомобиля 8 и коэффициента полезного действия 9. Выход датчика 2 расхода топлива подключен к четвертому входу вх. 4 блока вычисления коэффициента полезного действия 9. К пятому входу вх.5 этого блока 9 через ключ 10 подключен выход блока вычисления массы автомобиля 8. Выход задатчика временного интервала 11 подключен к четвертому входу вх.4 блока вычисления массы автомобиля 8,
Информационно-измерительная система работает следующим образом. При движении автомобиля непрерывно измеряется с помощью датчиков 3, I, 2 и б вращающий момент М на валу двигателя, скорость движения V автомобиля, расход топлива Q, поступающего в двигатель, и
угол а (фиг,2) между направлением движения автомобиля и горизонтальной плоскостью.
Сигналы датчиков, пропорциональные измеренным параметрам (в дальнейщем изложении для упрощения коэффициенты преобразования датчиков и вычислительных блоков не приводятся), поступают в вычислительное устройство 7. При этом блок вычисления коэффициента полезного действия 9 при разомкнутом ключе 10 непрерывно по сигналам датчиков 1, 2 и 3 вычисляет коэффициент полезного действия, который определяет эффективность перемещения автомобиля в горизонтальной плоскости (далее
этот коэффициент называется «планарный), то есть из одного пункта в другой без учета рельефа местности, по которой перемещается автомобиль. Блок 9 в этом случае формирует сигнал U, который пропорционален
«планарному коэффициенту полезного действия  автомобиля :
и - krin - k ,(1)
где k и KI -постоянные коэффициенты;
а - низшая теплота сгорания топлива.
Информация о значении коэффициента полезного действия Tjn отображается на отсчетном устройстве 12.
Измерение физического коэффициента полезного действия при замкнутом ключе 10 происходит в следующем порядке. При движении автомобиля по равнине, когда
угол а между направлением движения автомобиля и горизонтальной плоскостью равен нулю (фиг.2а), по сигналам датчиков 1, 3 и б с помощью блока 8 вычисляется масса m автомобиля. В данном случае сигнал датчика б используется только для определения факта движения автомобиля в горизонтальной плоскости, то есть, если сигнал от датчика 6 равен нулю, то выходной сигнал блока 8 считается корректным. Блок цию: , . 1 .;.  8 выполняет следующую опера
2kiM At m   ,
где At - временной интервал () , в течении которого осуществляется измерение мощности двигателя.
Результат вычисления массы запоминается, а --r-i операция может повториться при каждом движенш   биля в горизонтальной плоскости для увеличения точиости..
Физический коэффициент полезного действия г|ф автомобиля вычисляется блоком 9 по формуле:
kkiMV kmgV s.in а и    I
aQaQ kmgV sin a Л.п
где g - ускорение силы тяжести.
Pl3 сравнения выражений (1) -/( 3) следует, ч EU--.D вое слагаемое выражения (ЗТ представляло- собой «планарный коэффициент поле.ного дейс-гвия., втора (2) 3)
слагаемое выражения (3) учитывает потенциальную энергию, а именно, при движении на подъеме (фиг.26) сигнал
датчика б положителен (), sin а больше нуля, и второй член в выражении 3 прибавляется к первому. Это отражает реально увеличение коэффициента полезного
действия по сравнению с г|п , связанное с увеличением потенциальной энергии автомобиля. При движении автомобиля на спуске (фиг.2в) сигнал датчика б отрицателен
() , sin а меньше нуля, и потому второй член в выражении (3) вычитается из первого, что отражает уменьшение коэффициента полезного действия.
Результат вычислений физического коэффициента полезного действия отображается на отсчетном устройстве 12. С помощью устройства 13 информация о значениях коэффициентов г|п и  усредняется за время движения автомобиля . Информация о средних значениях ц и т|ф может выводиться на устройство 12 или отдельно на отсчетное устройство.
Преимуш;ества предлагаемого технического решения:
возможность непрерывного комплексного контроля экономичности работы автомобиля;
возможность контроля состояния автомобиля.
Промышленная применимость
Информационно-измерительная система для автомобиля может быть широко использована на автомобилях любых типов и конструкций.