СПОСОБ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
MODE OF VEHICLE INFORMATION-COMPUTER SYSTEM FUNCTIONING AND DEVICE FOR ITS REALISATION

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для информационного обеспечения водителя.
тек.
пред.
cp.
Наиболее близким изобретением является способ функционирования информационно - вычислительной системы транспортного средства, заключающийся в измерении расстояния, пройденного транспортным средством, путем измерения оборотов вращения переднего колеса, формировании сигнала единичного приращения пути, установке значения единичного приращения пути для соответствующих условий движения, суммировании текущих значений пройденного расстояния, сравнении полученных значений с заданными, отображении информации о пройденном пути на индикаторе, осуществлении коррекции значений приращений пути, исходя из условий движения автомобиля, осуществлении анализа условий движения автомобиля на основе анализа знака и величины ускорений движущегося автомобиля и осуществлении автоматической коррекции значений приращения пути, исходя из условий движения автомобиля, определении расхода топлива на 100 км пути, сравнении текущего расхода топлива на 100 км пути с эталонным значением, осуществлении сигнализации о повышенном расходе топлива в случае превышения текущего значения расхода топлива на 100 км пути над эталонным значением, определении текущей дальности движения транспортного средства до остановки на основе следующего выражения , где m - количество топлива в транспортном средстве, q - значение расхода топлива на 100 км пути, определении предельного значения дальности движения автомобиля до остановки на основе сравнения текущего значения дальности движения транспортного средства с заданным значением, если текущее значение дальности движения транспортного средства меньше заданного значения, то осуществлении сигнализации о предельной дальности движения транспортного средства до остановки, определении предельного времени до остановки транспортного средства в соответствии с математическим выражением , где S - значение предельной дальности движения транспортного средства до остановки, V- значение средней скорости движения транспортного средства, осуществлении сигнализации о предельном значении времени до остановки транспортного средства /Патент РФ на изобретение №2331046 от 10.08.2008 г./
Наиболее близкой к изобретению является информационно-вычислительная система транспортного средства, содержащая устройство для измерения расстояния, пройденного автомобилем, блок обработки информации, индикатор превышения расхода топлива, индикатор предельной дальности движения транспортного средства до остановки, индикатор предельного времени движения транспортного средства до остановки, причем выходы счетчика пути и датчика расхода топлива соединены соответственно с первым, вторым входами блока обработки информации, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами индикатора превышения расхода топлива, индикатора предельной дальности движения транспортного средства до остановки и индикатора предельного времени движения транспортного средства до остановки, устройство для измерения расстояния, пройденного автомобилем, состоит из закрепленного на колесе датчика пути, счетчика пути, выполненного в виде генератора импульсов, схемы сравнения, программного переключателя, счетчика импульсов и индикатора, блока анализа условий движения, при этом выход датчика пути соединен через генератор импульсов с первым входом схемы сравнения, выход программного переключателя соединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой через счетчик импульсов соединен с входом индикатора, блок анализа условий движения состоит из датчика линейных ускорений, элемента И-НЕ, первого и второго диодов, n-первых и вторых пороговых устройств, задатчика сигналов, причем выход датчика линейных ускорений одновременно соединен через элемент И-НЕ, первый и второй диоды соответственно с первым входом программного переключателя, первыми входами n-первых и вторых пороговых устройств, n-вторые входы которых соединены с n-выходами задатчиков сигналов, выходы n-первых и вторых пороговых устройств соединены соответственно со вторыми и третьими n-входами программного переключателя, блок обработки информации состоит из генератора импульсов, сдвигового регистра, дифференцирующей цепи, триггера, элемента И, счетчика импульсов, первого, второго, третьего и четвертого делителей, ключа, первого и второго задатчиков постоянных сигналов, первого и второго пороговых устройств, элемента И-НЕ, причем первый и второй входы блока обработки информации являются соответственно первым входом сдвигового регистра, вторым входом второго и первым входом третьего делителей, выход генератора импульсов соединен со вторым входом сдвигового регистра и вторым входом элемента И, первый вход которого через триггер соединен с первым выходом сдвигового регистра, второй выход которого соединен со вторым входом ключа и через дифференцирующую цепь с третьим входом сдвигового регистра и вторыми входами триггера и счетчика импульсов, выход ключа соединен со вторым входом первого и первым входом второго делителей, выход первого задатчика постоянного сигнала соединен с первым входом ключа, выход элемента И через счетчик импульсов соединен с первым входом первого делителя, выходы первого и второго делителей соединены соответственно с первым входом четвертого делителя, первым входом первого порогового устройства и вторым входом третьего делителя, выход которого соединен с первым входом второго порогового устройства, выход которого соединен через элемент И-НЕ со вторым входом четвертого делителя, первый и второй выходы второго задатчика постоянных сигналов соединены со вторыми входами первого и второго пороговых устройств, выход первого порогового устройства, выход второго элемента И-НЕ и выход четвертого делителя являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока обработки информации /Патент РФ на изобретение №2331046 от 10.08.2008 г./.
Недостатком данных способа и устройства является низкая достоверность оценки расхода топлива на 100 км пути, так как не учитывается масса транспортного средства.
Технической задачей изобретения является повышение достоверности оценки расхода топлива на 100 км пути.
тек.
пред.
cp.
Решение технической задачи достигается тем, что способ функционирования информационно-вычислительной системы автомобиля, заключается в измерении расстояния, пройденного транспортным средством, определении текущей дальности движения транспортного средства до остановки на основе следующего выражения , где m - количество топлива в транспортном средстве, q - значение расхода топлива на 100 км пути, определении предельного значения дальности движения автомобиля до остановки на основе сравнения текущего значения дальности движения транспортного средства с заданным значением, осуществлении сигнализации о предельной дальности движения транспортного средства до остановки, если текущее значение дальности движения транспортного средства меньше заданного значения, определении предельного времени до остановки транспортного средства в соответствии с математическим выражением , где S - значение предельной дальности движения транспортного средства до остановки, V - значение средней скорости движения транспортного средства, при этом осуществляют сигнализацию о предельном значении времени до остановки транспортного средства, измерении расстояния, пройденного транспортным средством, осуществляемом путем измерения оборотов вращения переднего колеса, формировании сигнала единичного приращения пути, установке значения единичного приращения пути для соответствующих условий движения, суммировании текущих значений пройденного расстояния, сравнении полученных значений с заданными, отображении информации о пройденном пути на индикаторе, осуществлении коррекции значений приращений пути, исходя из условий движения автомобиля, осуществлении анализа условий движения автомобиля на основе анализа знака и величины ускорений движущегося автомобиля и осуществлении автоматической коррекции значений приращения пути, исходя из условий движения автомобиля, дополнительно предварительно создают эталонную базу расхода топлива для разных значений массы транспортных средств, определяют значение расхода топлива на 100 км для данной текущей массы транспортного средства, сравнивают текущий расход топлива с эталонным значением, осуществляют сигнализацию о повышенном расходе топлива в случае превышения текущего расхода топлива на 100 км пути над эталонным значением.
Заявляемый способ реализуется в информационно-вычислительной системе транспортного средства, содержащей устройство для измерения расстояния, пройденного автомобилем, блок обработки информации, индикатор превышения расхода топлива, индикатор предельной дальности движения транспортного средства до остановки, индикатор предельного времени движения транспортного средства до остановки, причем выходы счетчика пути и датчика расхода топлива соединены соответственно с первым, вторым входами блока обработки информации, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами индикатора превышения расхода топлива, индикатора предельной дальности движения транспортного средства до остановки и индикатора предельного времени движения транспортного средства до остановки, устройство для измерения расстояния, пройденного автомобилем, состоящее из закрепленного на колесе датчика пути, счетчика пути, выполненного в виде генератора импульсов, схемы сравнения, программного переключателя, счетчика импульсов и индикатора, блока анализа условий движения, при этом выход датчика пути соединен через генератор импульсов с первым входом схемы сравнения, выход программного переключателя соединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой через счетчик импульсов соединен с входом индикатора, блок анализа условий движения состоит из датчика линейных ускорений, элемента И-НЕ, первого и второго диодов, n-первых и вторых пороговых устройств, задатчика сигналов, причем выход датчика линейных ускорений одновременно соединен через элемент И-НЕ, первый и второй диоды соответственно с первым входом программного переключателя, первыми входами n-первых и вторых пороговых устройств, n-вторые входы которых соединены с n-выходами задатчиков сигналов, выходы n-первых и вторых пороговых устройств соединены соответственно со вторыми и третьими n-входами программного переключателя, блок обработки информации состоит из генератора импульсов, сдвигового регистра, дифференцирующей цепи, триггера, элемента И, счетчика импульсов, первого, второго, третьего и четвертого делителей, ключа, первого и второго задатчиков постоянных сигналов, первого и второго пороговых устройств, элемента И-НЕ, причем первый и второй входы блока обработки информации являются соответственно первым входом сдвигового регистра, вторым входом второго и первым входом третьего делителей, выход генератора импульсов соединен со вторым входом сдвигового регистра и вторым входом элемента И, первый вход которого через триггер соединен с первым выходом сдвигового регистра, второй выход которого соединен со вторым входом ключа и через дифференцирующую цепь с третьим входом сдвигового регистра и вторыми входами триггера и счетчика импульсов, выход ключа соединен со вторым входом первого и первым входом второго делителей, выход первого задатчика постоянного сигнала соединен с первым входом ключа, выход элемента И через счетчик импульсов соединен с первым входом первого делителя, выходы первого и второго делителей соединены соответственно с первым входом четвертого делителя, первым входом первого порогового устройства и вторым входом третьего делителя, выход которого соединен с первым входом второго порогового устройства, выход которого соединен через элемент И-НЕ со вторым входом четвертого делителя, выход второго задатчика постоянных сигналов соединен со вторым входом второго порогового устройства, выход первого порогового устройства, выход второго элемента И-НЕ и выход четвертого делителя являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока обработки информации, дополнительно выход датчика массы транспортного средства соединен с третьим входом блока обработки информации, кроме того, в состав данного блока введен блок эталонных значений, вход которого является третьим входом блока обработки информации, а выход соединен со вторым входом первого порогового устройства, блок эталонных значений состоит из первого и второго задатчиков сигналов, n-первых и n-вторых пороговых устройств, элемента ИЛИ, при этом вход блока эталонных значений соединен с первыми входами n-первых пороговых устройств, вторые входы которых соединены с выходами первого задатчика сигналов, выходы n-первых пороговых устройств соединены со вторыми входами n-вторых пороговых устройств, первые входы которых соединены с выходом второго задатчика сигналов, а выходы соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока эталонных значений.
Новыми признаками, обладающими существенными отличиями по способу, является следующая совокупность действий.
1. Предварительно создают эталонную базу расхода топлива для разных значений массы транспортных средств.
2. Определяют значение расхода топлива на 100 км для данной текущей массы транспортного средства.
3. Сравнивают текущий расход топлива с эталонным значением.
4. Осуществляют сигнализацию о повышенном расходе топлива в случае превышения текущего расхода топлива на 100 км пути над эталонным значением.
Существенными отличительными признаками по устройству являются:
выход датчика массы транспортного средства соединен с третьим входом блока обработки информации, кроме того, в состав данного блока введен блок эталонных значений.
На фиг.1 показана схема информационно - вычислительной системы, на фиг.2 - блок анализа условий движения автомобиля, на фиг.3 - блок обработки информации, на фиг.4 - блок эталонных значений.
Информационно-вычислительная система содержит устройство 1 для измерения расстояния, пройденного автомобилем, блок 2 обработки информации, индикатор 3 превышения расхода топлива, индикатор 4 предельной дальности движения транспортного средства до остановки, индикатор 5 предельного времени движения транспортного средства до остановки.
Устройство 1 для измерения расстояния, пройденного автомобилем, состоит из закрепленного на колесе датчика 6 пути, счетчика 7 пути, блока 8 анализа условий движения.
Счетчик 7 пути выполнен в виде генератора 9 импульсов, схемы 10 сравнения, программного переключателя 11, счетчика 12 импульсов и индикатора 13, выход датчика 1 пути соединен через генератор 9 импульсов с первым входом схемы сравнения, выход программного переключателя 11 соединен со вторым входом схемы 10 сравнения, выход которой через счетчик 12 импульсов соединен с входом индикатора 13.
Блок 8 анализа условий движения состоит из датчика 14 линейных ускорений, элемента И-НЕ 15, первого16 и второго17 диодов, n-первых 18 и вторых 19 пороговых устройств, задатчика 20 сигналов, причем выход датчика 14 линейных ускорений одновременно соединен через элемент И-НЕ 15, первый 18 и второй 19 диоды соответственно с первым входом программного переключателя 11, первыми входами n-первых 18 и вторых 19 пороговых устройств, n-вторые входы которых соединены с n-выходами задатчиков 20 сигналов, выходы n-первых 18 и вторых 19 пороговых устройств соединены соответственно со вторыми и третьими n-входами программного переключателя 11.
Выходы счетчика 7 пути и датчика расхода топлива соединены соответственно с первым, вторым входами блока 2 обработки информации, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами индикатора 3 превышения расхода топлива, индикатора 4 предельной дальности движения транспортного средства до остановки, индикатора 5 предельного времени движения транспортного средства до остановки.
Блок 2 обработки информации состоит из генератора 21 импульсов, сдвигового регистра 22, дифференцирующей цепи 23, триггера 24, элемента И 25, счетчика 26 импульсов, первого 27, второго 28, третьего 29 и четвертого 30 делителей, ключа 31, первого 32 и второго 33 задатчиков постоянных сигналов, первого 34 и второго 35 пороговых устройств, элемента И-НЕ 36, блока 37 эталонных значений, первый и второй входы блока 2 обработки информации являются соответственно первым входом сдвигового регистра 22, вторым входом второго 28 и первым входом третьего 29 делителей. Выход генератора 21 импульсов соединен со вторым входом сдвигового регистра 22 и вторым входом элемента И 25, первый вход которого через триггер 24 соединен с первым выходом сдвигового регистра 22, второй выход которого соединен со вторым входом ключа 31 и через дифференцирующую цепь 23 с третьим входом сдвигового регистра 22, вторыми входами триггера 24 и счетчика 26 импульсов, выход ключа 31 соединен со вторым входом первого 27 и первым входом второго 28 делителей, выход первого 32 задатчика постоянного сигнала соединен с первым входом ключа 31, выход элемента И 25 через счетчик 26 импульсов соединен с первым входом первого 27 делителя, выходы первого 27 и второго 28 делителей соединены соответственно с первым входом четвертого 30 делителя, первым входом первого 34 порогового устройства и вторым входом третьего 29 делителя, выход которого соединен с первым входом второго 35 порогового устройства, выход которого соединен через элемент И-НЕ 36 со вторым входом четвертого 30 делителя, выход второго 33 задатчика постоянных сигналов соединен со вторыми входами первого 34 и второго 35 пороговых устройств, выход первого 34 порогового устройства, выход элемента И-НЕ 36 и выход четвертого 30 делителя являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока 2 обработки информации, выход датчика массы транспортного средства соединен с третьим входом блока 2 обработки информации, кроме того, в данный блок введен блок 37 эталонных значений, вход которого является третьим входом блока 2 обработки информации, а выход соединен со вторым входом первого 34 порогового устройства, блок 37 эталонных значений состоит из первого 38 и второго 39 задатчиков сигналов, n-первых 40 и n-вторых 41 пороговых устройств, элемента ИЛИ 42, при этом вход блока 37 эталонных значений соединен с первыми входами n-первых 40 пороговых устройств, вторые входы которых соединены с выходами первого 38 задатчика сигналов, выходы n-первых 40 пороговых устройств соединены со вторыми входами n-вторых 41 пороговых устройств, первые входы которых соединены с выходом второго 39 задатчика сигналов, а выходы соединены со входами элемента ИЛИ 42, выход которого является выходом блока 37 эталонных значений.
Датчик массы транспортного средства известен /Патент РФ на изобретение №2348908 от 10.03.2009 г./.
Устройство работает следующим образом.
Датчик 6 оборотов колеса пропорционально пройденному пути автомобиля вырабатывает импульсы, каждый последующий из которых - результат единичного приращения пути. Импульсы с датчика 6 пути запускают высокочастотный генератор 9. Когда число импульсов, выработанных генератором 9, станет равным значению, установленному на программном переключателе 11, схема 10 сравнения остановит генератор 9. В результате сформируется пачка высокочастотных импульсов. Счетчик 12 импульсов прибавит к предыдущему значению число, равное единичному приращению пути (число, установленное программным переключателем). Значение единичного приращения пути подается на индикатор 13. Оно в цифровом виде отображает пройденный путь.
Блок 8 анализа условий движения автомобиля осуществляет коррекцию единичного приращения пути на основе анализа знака и величины ускорения от датчика 14 линейных ускорений.
Если с выхода датчика 14 линейных ускорений сигнал отсутствует, то с выхода элемента И-НЕ 15 сигнал поступает на первый вход программного переключателя 11.
Если на выходе датчика 14 линейных ускорений поступает сигнал, то определение знака линейного ускорения осуществляется первым 16 прямо и вторым 17 обратно включенными диодами. С выхода диодов (16, 17) в зависимости от знака сигнал поступает на n-входы первых 18 или вторых 19 пороговых устройств.
Пороговые устройства (18, 19) осуществляют анализ величины ускорения на основе сравнения текущих значений, поступающих с выхода диодов (16, 17), с заданными, поступающими от задатчика 20 сигналов.
С выхода пороговых устройств (18, 19) сигналы поступают соответственно на вторые и третьи n-входы программного переключателя 11.
Блок 2 обработки информации обеспечивает анализ расхода топлива на 100 км пути, а также определение предельной дальности и времени до остановки наземного транспортного средства при заданном уровне топлива и текущем значении расхода топлива.
Это осуществляется следующим образом.
Сигналы о расстоянии, проходимом транспортным средством, и расходе топлива с выходов счетчика 7 пути и датчика расхода топлива поступают соответственно на первый вход сдвигового регистра 22, второй вход второго 28 делителя и первый вход третьего делителя 29 блока 2 обработки информации.
Сдвиговый регистр 22 обеспечивает измерение временного интервала движения транспортного средства при проходе транспортным средством 100 км пути. При этом импульсы с выхода генератора 21 импульсов поступают на второй вход сдвигового регистра 22 и на второй вход элемента И 26, обеспечивая подсчет импульсов счетчиком 27 импульсов за время действия сигнала на первом входе элемента И 26, который поступает с первого выхода сдвигового регистра 22 через триггер 24.
Таким образом, на выходе счетчика 26 сформирован сигнал, пропорциональный временному интервалу движения транспортного средства на 100-километровом участке, который определяется интервалом времени между поступлением сигналов с первого и второго выходов сдвигового регистра 22.
С выхода счетчика 26 сигнал поступает на первый вход первого 27 делителя. В момент поступления сигнала со второго выхода сдвигового регистра 22 на второй вход ключа 31 происходит выдача сигнала с выхода первого 32 задатчика через ключ 31 на второй вход первого 27 делителя и первый вход второго 28 делителя. Сигнал с выхода первого делителя 27 пропорционален средней скорости движения транспортного средства на участке пути 100 км.
Сигналы с выходов первого 27 и второго 28 делителей поступают соответственно на первый вход четвертого 30 делителя, первый вход первого 34 порогового устройства и второй вход третьего 29 делителя.
Предельная дальность до остановки транспортного средства устанавливается на основе сравнения текущей дальности движения до остановки транспортного средства с предельным значением дальности до остановки транспортного средства вторым 35 пороговым устройством.
тек.
При этом текущая дальность движения транспортного средства определяется из выражения  где m - значение количества топлива в транспортном средстве, q - значение расхода топлива на 100 км пути.
Сигнал со второго выхода второго 33 задатчика постоянных сигналов поступает на второй вход второго 35 порогового устройства, на первый вход которого поступает сигнал с выхода третьего 29 делителя, пропорциональный текущей дальности до остановки транспортного средства. Если текущая дальность движения транспортного средства меньше заданного значения, то с выхода второго 35 порогового устройства сигнал снимается, обеспечивая тем самым поступление сигнала с выхода элемента И-НЕ 36 на индикатор 4 предельной дальности до остановки транспортного средства.
пред.
Предельное время до остановки транспортного средства определяется в соответствии с выражением:  где L - предельная дальность до сред.
сред.
остановки транспортного средства, V - значение средней скорости движения транспортного средства.
сред
пред
Определение предельного времени осуществляется четвертым 30 делителем за счет поступления на первый и второй входы этого делителя сигнала с выхода первого 27 делителя, пропорционального средней скорости движения (V), и с выхода элемента И-НЕ 36 сигнала, пропорционального предельной дальности движения (L) транспортного средства до остановки. В случае достижения транспортным средством дальности меньше предельной дальности до остановки транспортного средства сигнал с выхода четвертого 30 делителя поступает на индикатор 5 предельного времени движения транспортного средства.
Кроме того, происходит обнуления через дифференцирующую цепь 23 сдвигового регистра 22, триггера 24 и счетчика 26 импульсов, тем самым происходит подготовка этих элементов к следующему циклу измерений.
Определение превышения расхода топлива на 100 км пути осуществляется первым 34 пороговым устройством путем сравнения текущего значения расхода топлива на 100 км с эталонным значением, на основе сравнения сигналов, поступающих на первый и второй входы первого 34 порогового устройства соответственно с выхода второго 28 делителя, сигнал которого пропорционален текущему уровню расхода топлива на 100 км пути, и с выхода блока 37 эталонных значений, которое соответствует эталонному значению расхода топлива в соответствии с массой транспортного средства.
Определение эталонного значения расхода топлива в соответствии с массой транспортного средства происходит следующим образом.
Сигнал с выхода датчика массы транспортного средства поступает на первые входы n-первых 40 пороговых устройств, на вторые входы которых поступают сигналы с выхода первого 38 задатчика сигналов.
В случае соответствия текущего значения массы транспортного средства одному из заданных значений происходит срабатывание одного из n-первых 40 пороговых устройств, при этом сигнал поступает на один из вторых входов n-вторых 41 пороговых устройств, на первый вход которых поступает сигнал, соответствуюший эталонному расходу топлива на 100 км с выхода второго 39 задатчика.
Сигнал с одного из выходов n-вторых 41 пороговых устройств, соответствующий эталонному значению расхода топлива с учетом массы транспортного средства, поступает на один из входов элемента ИЛИ 42, выход которого является выходом блока 37 эталонных значений.
В случае превышения текущего уровня расхода топлива на 100 км пути над эталонным значением сигнал с выхода первого 34 порогового устройства поступает на вход индикатора 3 превышения уровня расхода топлива.
Таким образом, повышается достоверность выдачи информации о расходе топлива на 100 км пути за счет учета влияния массы транспортного средства.
Источники информации
1. Патент РФ на изобретение №2331046 от 10.08.2008 г. (прототип).
2. Патент РФ на изобретение №2348908 от 10.03.2009 г.