СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСПРАВНОСТИ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD TO DETERMINE SERVICEABILITY OF VEHICLE BRAKING SYSTEM AND DEVICE TO THIS END

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического определения исправности тормозной системы транспортного средства.
Наиболее близким к изобретению является способ определения исправности тормозной системы транспортных средств, заключающийся в том, что вводят эталонные значения перегрузок для n-начальных условий, определяют текущую величину и направления перегрузки, осуществляют индикацию значений величины и направления перегрузки, определяют начальные условия возникновения перегрузки, сравнивают текущие значения перегрузки с эталонными значениями при данных начальных условиях, осуществляют индикацию при превышение уровня текущей перегрузки заданных эталонных значений (патент РФ на изобретение №2279645, кл. G01H 17/00, 10.07.2006 г.).
Наиболее близким к изобретению является устройство для определения исправности тормозной системы транспортного средства, содержащее электроконтактный датчик, вычислитель, блок обработки информации, 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 по 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 (патент на изобретение РФ №2279645, кл. G01H 17/00, 10.07.2006 г.).
Недостатком данных способа и устройства является невозможность своевременного определения выхода тормозной системы за пределы ограничения возможности эксплуатации.
Технической задачей изобретения является расширение эксплуатационных возможностей способа и устройства за счет определения состояния параметров тормозной системы около критических значений.
Решение технической задачи достигается тем, что в способе определения исправности тормозной системы транспортного средства, заключающемся в том, что вводят эталонные значения перегрузок для n-начальных условий, определяют текущую величину и направления перегрузки, осуществляют индикацию значений величины и направления перегрузки, определяют начальные условия возникновения перегрузки, сравнивают текущие значения перегрузки с эталонными значениями при данных начальных условиях, осуществляют индикацию при превышение уровня текущей перегрузки над заданными эталонными значениями, дополнительно вводят предупредительные значения перегрузок для n-начальных условий с уровнем, равным 0,9 от эталонного значения, выбирают из них одно предупредительное значение в соответствии с начальным условием, сравнивают текущее значение перегрузки с предупредительным значением для данного начального условия, осуществляют предупредительную сигнализацию в момент уменьшения значений текущей перегрузки относительно предупредительного значения.
Заявляемый способ реализуется в устройстве для определения исправности тормозной системы транспортного средства, содержащем электроконтактный датчик, вычислитель, блок обработки информации, 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 по 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 шиной 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-первых ключей, первого 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 вторым выходом блока обработки информации, в котором в отличие от прототипа дополнительно введен индикатор предупредительной сигнализации, а в блок обработки информации дополнительно введены n-третьих пороговых устройств, n-вторых ключей, второй элемент ИЛИ, элемент И-НЕ, причем группа третьих выходов задатчика сигналов соединена через вторые входы n-вторых ключей с первыми входами n-третьих пороговых устройств, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами n-первых пороговых устройств, выходы n-третьих пороговых устройств соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом элемента И-НЕ, выход которого является первым выходом блока обработки информации и соединен со входом индикатора предупредительной сигнализации.
Новыми признаками, обладающими существенными отличиями по способу, является следующая совокупность действий.
1. Вводят предупредительные значения перегрузок для n-начальных условий с уровнем, равным 0,9 от эталонного значения.
2. Выбирают из них одно предупредительное значение в соответствии с начальным условием.
3. Сравнивают текущее значение перегрузки с предупредительным значением для данного начального условия.
4. Осуществляют предупредительную сигнализацию в момент уменьшения значений текущей перегрузки относительно предупредительного значения.
Новыми признаками, обладающими существенными отличиями по устройству, являются индикатор предупредительной сигнализации и дополнительно введенные в блок обработки информации: n-третьи пороговые устройства, n-вторые ключи, второй элемент ИЛИ, элемент И-НЕ и связи между известными и новыми элементами.
На фиг.1 изображена конструктивная схема вибрационного датчика; на фиг.2 - то же, план; на фиг 3 - структурная схема электрической части вибрационного датчика; на фиг.4 - блок обработки информации.
Устройство для определения исправности тормозной системы транспортного средства содержит электроконтактный датчик 1, вычислитель 2, блок 3 обработки информации, индикатор 4 направления перегрузки, индикатор 5 величины перегрузки, индикатор 6 превышения уровня перегрузки, индикатор 7 предупредительной сигнализации. Электроконтактный датчик 1 состоит из немагнитного конусообразного корпуса 8 с крышкой 9, размещенной в вершине корпуса, инерционного элемента 10, выполненного в виде электропроводного шарика, первого 11 электроконтакта, выполненного в виде усеченного полого конуса, закрепленного на крышке корпуса, второго 12 электроконтакта, выполненного в виде полого конуса, размещенного по боковой поверхности корпуса так, что его основание обращено к нижнему основанию усеченного конуса первого 11 электроконтакта и параллельно ему, изолированных между собой центрального 13 и кольцевого 14 электроконтактов, центральный 13 электроконтакт размещен в вершине конуса второго 12 электроконтакта и изолирован от него, кольцевой 14 электроконтакт размещен по периметру вершины конуса второго 12 электроконтакта и изолирован от него, первый 11 электроконтакт выполнен в виде изолированных друг от друга секторов, выводы которых образуют первую группу выходов датчика 1, вторым выходом которого является вывод кольцевого 14 электроконтакта, центральный 13 и второй 12 электроконтакты соединены с положительным выводом источника 15 питания. Первая группа входов и второй вход вычислителя 2 соединены соответственно с первой группой выходов и вторым выходом датчика 1, первая группа выходов вычислителя 2 соединена с группой входов индикатора 4 направления перегрузки, второй выход - с входом индикатора 5 перегрузки. Вычислитель 2 содержит группу из n-триггеров 16, где n - число секторов первого электроконтакта вибрационного датчика, первый 17, второй 18 и третий 19 элементы И, инвертор 20, генератор 21 импульсов, дифференцирующую цепь 22, счетчик 23 импульсов, умножитель 24, делитель 25, задатчик 26 постоянной величины. Причем информационные входы триггеров 16 соединены с соответствующими входами первой группы входов вычислителя 2, второй вход которого через инвертор 20 соединен с входом дифференцирующей цепи 22 и первым входом второго 18 элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора 21 импульсов, а выход второго 18 элемента И соединен с информационным входом счетчика 23, входы обнуления триггеров 16 и счетчика 23 импульсов объединены с обеспечением возможности подачи на них сигнала с плюсовой шиной источника 15 питания, прямые выходы триггеров 16 являются соответствующими выходами первой группы выходов вычислителя 2, а инверсные выходы соединены с соответствующими входами группы n-входов первого 17 элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго 18 элемента И и вторым входом третьего 19 элемента И, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи 22, а выход третьего 19 элемента И соединен с входом обнуления счетчика 23 импульсов, выход которого соединен с первым и вторым входами умножителя 24, выход которого соединен с первым входом делителя 25, второй вход которого соединен с выходом задатчика 26 постоянной величины, а выход является вторым выходом вычислителя 2.
Блок 3 обработки информации состоит из n-первых 27, n-вторых 28, n-третьих 29 пороговых устройств, n-первых 30, n-вторых ключей 31, первого 32 и второго 33 элементов ИЛИ, элемента И-НЕ 34 и задатчика 35 постоянных сигналов, причем второй выход вычислителя 2 соединен соответственно с первым входом блока 3 обработки информации, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости движения транспортного средства. Первый и второй выходы блока 3 обработки информации соединены соответственно с индикатором 7 предупредительной сигнализации и с индикатором 6 превышения уровня перегрузки, первый и второй входы блока 3 обработки информации соединены соответственно со вторыми входами n-вторых 28 и одновременно n-третьих 29 пороговых устройств, первыми входами n-первых 27 пороговых устройств, выходы которых соединены с первыми входами n-первых 30 и n-вторых 31 ключей. Первые и вторые выходы задатчика 35 постоянных сигналов соединены соответственно со вторыми входами n-первых 27 пороговых устройств и вторыми входами n-первых ключей 30, выходы которых через первые входы n-вторых 28 пороговых устройств соединены с n-входами первого 32 элемента ИЛИ, выход которого является вторым выходом блока 3 обработки информации, третьи выходы задатчика постоянных сигналов через вторые входы n-вторых 31 ключей, первые входы третьих 29 пороговых устройств соединены с входами второго 33 элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента И-НЕ 34, выход которого является первым выходом блока 3 обработки информации.
Количество секторов первого электроконтакта 12 выбирается в зависимости от необходимой точности определения направления перегрузки. Чем больше количество секторов, тем выше точность. Минимальная величина сектора определяется возможностями технологии изготовления с учетом обеспечения надежного контакта шарика.
Устройство для определения исправности тормозной системы работает следующим образом.
В исходном состоянии сигнал с положительной шины питания подается на входы обнуления счетчика 23 и группы из n-триггеров 16, при этом с инверсных выходов триггера 16, сигналы через первый 17 элемент И, поступают на третий вход второго 18 элемента И.
Под воздействием перегрузки инерционный элемент 10 в виде электропроводного шарика перемещается в направление одного из секторов первого 11 электроконтакта, при этом происходит размыкание центрального 13 и кольцевого электроконтактов 14 (фиг.1, фиг.2), приводящее к снятию сигнала с входа инвертора 20.
Сигнал с выхода инвертора 20 поступает на вход дифференцирующей цепи 22, на первый вход второго 18 элемента И (фиг.3).
С выхода дифференцирующей цепи 22 сигнал через первый вход третьего 19 элемента И поступает на вход обнуления счетчика 23 импульсов.
С выхода генератора 21 сигнал в виде импульсов поступает через второй вход второго 18 элемента И, на первый вход счетчика 23.
В дальнейшем при движении электропроводного шарика 10 происходит замыкание второго 12 и одного из секторов первого 11 электроконтакта (фиг.2), при этом сигнал поступает на первый вход одного из n-триггеров 16, с прямого выхода которого сигнал поступает на вход индикатора 4 направлений перегрузки, а отсутствия сигнала с инверсного выхода триггера 16 приводит к прекращению подсчета импульсов счетчиком 23 через первый 17 и второй 18 элементы И.
2
С выхода счетчика 23 импульсов сигнал пропорциональный времени движения t электропроводного шарика поступает на первый и второй входы умножителя 24, с выхода которого сигнал, пропорциональный величине t, поступает на первый вход делителя 25, на второй вход которого с выхода задатчика 26 поступает сигнал, пропорциональный величине  (фиг.2),
где L - расстояние между двумя исходными положениями электроконтактов, α - угол образующей полого конуса, g - ускорение свободного падения.
С выхода делителя 25 сигнал, пропорциональный величине , поступает одновременно на вход индикатора 5 величины перегрузки и на первый вход блока 3 обработки информации.
Блок 3 обработки информации предназначен для определения исправности тормозной системы транспортного средства, а также для осуществления предупредительной сигнализации при достижении околокритического состояния исправности тормозной системы транспортного средства (фиг.4).
тек
Сигналы с третьих выходов задатчика 35 постоянных сигналов, соответствующие предупредительным значениям перегрузок, поступают на вторые входы n-вторых 31 ключей, на первые входы одного из которых поступает сигнал с выхода одного из n-первых 27 пороговых устройств. С выхода одного из n-вторых 31 ключей сигнал поступает на один из первых входов n-третьих 29 пороговых устройств, на вторые входы которых поступает сигнал, пропорциональный текущей перегрузке n со второго выхода вычислителя 2.
В случае если значение текущей перегрузки будет меньше предупредительного значения, то сигналы с выходов третьих пороговых устройств снимаются с входов элемента ИЛИ и соответственно с входа элемента И-НЕ 34, тем самым обеспечивая поступление сигнала с выхода элемента И-НЕ 34 на вход индикатора 7 предупредительной сигнализации.
Таким образом, обеспечивается определение околокритических значений степени износа тормозной системы транспортного средства.
С первой группы выходов 35 задатчика сигналы поступают на вторые входы первого 27 порогового устройства, на первые входы которого поступают сигналы, соответствующие скорости движения транспортного средства. С выходов первых 27 пороговых устройств, сигналы, соответствующие скорости движения транспортного средства, поступают на первые входы ключей 30, на вторые входы которых поступают сигналы, пропорциональные эталонным значениям перегрузки, со вторых выходов второго 35 задатчика сигналов.
тек
С выходов n-ключей 30 сигналы поступают на первые входы n-вторых 28 пороговых устройств, на вторые входы которых поступает сигнал, пропорциональный текущей перегрузке n.
В случае превышения уровня сигнала текущей перегрузки заданным эталонным значениям, сигнал с выходов вторых 28 пороговых устройств через элемент ИЛИ 32 поступает на вход индикатора 6 превышения уровня перегрузки, тем самым обеспечивая автоматическое определение исправности тормозной системы транспортного средства.
Таким образом, наряду с обеспечением автоматического определения исправности тормозной системы транспортного средства определяется значение околокритической степени износа тормозных колодок транспортных средств.
Источник информации
1. Патент РФ на изобретение №2279645, кл. G01H 17/00, 10.07.2006 г. (прототип).