УСТРОЙСТВО ДЛЯ БОРТОВОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DEVICE FOR BOARD DIAGNOSIS OF VEHICLE BRAKING SYSTEM

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к цифровым бортовым устройствам для диагностирования тормозной системы транспортных средств, и может быть использовано для повышения безопасности вождения и снижения расходов на ремонт транспортных средств путем определения фактического технического состояния тормозной системы транспортных средств непосредственно в процессе их эксплуатации и последующего устранения разрегулировок и неисправностей, если они обнаруживаются.
Известен стенд для диагностирования тормозной системы транспортного средства с приводом от ведущих колес, содержащий ролики, маховики, цепные передачи, соединительные электромагнитные муфты, редукторы, передаточный вал, счетчик оборотов роликов стенда [1].
ТОР
1
2
Однако известный стенд отличается ограниченными функциональными возможностями, так как на нем не обеспечивается возможность диагностирования тормозной системы транспортного средства по такому диагностическому параметру, как время торможения t, определяемое как промежуток времени между моментом времени t нажатия на педаль водителем и моментом времени t отпускания им педали. Объясняется это тем, что условия диагностирования тормозной системы на стенде отличаются малой степенью приближения к реальным эксплуатационным условиям работы транспортного средства. Это отличие объясняется тем, что ведущие колеса транспортного средства, установленного на стенд для диагностирования тормозной системы, вращаются по поверхности роликов, а эта поверхность отличается от поверхности дороги. Кроме того, на создание и эксплуатацию стенда для диагностирования тормозной системы требуются большие затраты, в то время как на создание и оборудование устройства для бортового диагностирования тормозной системы затраты уменьшаются в десятки раз.
Известен переносной прибор - деселерометр, состоящий из корпуса, подвижной инерционной массы - груз, маятник, измеритель - стрелочное устройство, шкала, сигнальная лампа. Замедление измеряют на ровном горизонтальном участке дороги, при этом транспортное средство разгоняют до скорости 10 км/ч, что соответствует его идеальным условиям работы, а не его естественным условиям работы, отличающимся работой по дорогам с неровностями [2].
Однако переносной прибор-деселерометр отличается ограниченными функциональными возможностями, так как на нем не обеспечивается возможность диагностирования тормозной системы транспортного средства по такому диагностическому параметру, как время торможения.
Наиболее близким является стенд с цифровым измерителем тормозного пути для инерционных тормозных стендов, принятый за прототип, содержащий датчик перемещения тормозной педали, содержащий импульсный преобразователь, дифференцирующую цепь, выполненную на двух резисторах, конденсаторе и отсекающем диоде, восьмиразрядный суммирующий электронный счетчик с восемью выходами, восемь светоизлучающих диодов, каждый из которых соединен с одним из восьми выходов счетчика, резисторы, мультивибратор [3].
Однако этот известный стенд имеет ограниченные функциональные возможности, так как на стенде не обеспечивается возможность диагностирования тормозной системы по такому диагностическому параметру, как время торможения транспортного средства, измеряемое от момента времени нажатия водителем на тормозную педаль до момента времени отпускания водителем этой педали, наиболее информативно характеризуемому техническое состояние тормозной системы транспортного средства, измеряемому непосредственно в режиме торможения транспортного средства с диагностируемой тормозной системой.
Кроме того, условия диагностирования тормозной системы на стенде отличаются малой степенью приближения к реальным эксплуатационным условиям работы транспортного средства, так как на стенде невозможно полностью учесть дорожные условия при движении транспортного средства, а они изменяются при его эксплуатации, а на создание и эксплуатацию стенда для диагностирования тормозной системы требуются большие затраты, в то время как на создание устройства для бортового диагностирования тормозной системы и установку его на транспортное средство затраты уменьшаются в десятки раз, а также при диагностировании тормозной системы на стенде необходимо выполнять монтажные работы по установке и демонтажу импульсного датчика перемещения тормозной педали на диагностируемое на стенде транспортное средство.
Задачей изобретения является создание устройства для бортового диагностирования тормозной системы транспортного средства, применение которого позволяет снизить затраты на диагностирование тормозной системы транспортного средства путем перехода от стендовых условий диагностирования к диагностированию в реальных эксплуатационных условиях работы тормозной системы транспортного средства, расширить функциональные возможности устройства, повысить безопасность вождения и снизить расходы на ремонт транспортных средств путем определения фактического технического состояния тормозной системы транспортных средств непосредственно в процессе их эксплуатации и последующего устранения разрегулировок и неисправностей, если они обнаруживаются.
Сущность изобретения заключается в том, что устройство для бортового диагностирования тормозной системы транспортного средства, содержащее датчик перемещения тормозной педали с импульсным преобразователем, дифференцирующую цепь, выполненную на двух резисторах, конденсаторе и отсекающем диоде, восьмиразрядный суммирующий электронный счетчик с восемью выходами, входом установки нуля и счетным входом, восемь светоизлучающих диодов, каждый из которых соединен с одним из восьми выходов счетчика, резисторы, мультивибратор, согласно изобретению импульсный преобразователь датчика перемещения тормозной педали выполнен щелевым и установлен на кронштейне возле тормозной педали с обеспечением возможности перемещения педали в щели преобразователя, мультивибратор, выполненный автоколебательным симметричным на двух логических элементах, двух конденсаторах, двух резисторах и двух диодах, входом соединен посредством резистора с выходом импульсного преобразователя, а выходом посредством резистора со счетным входом суммирующего электронного счетчика, дифференцирующая цепь входом соединена с выходом импульсного преобразователя, а выходом соединена с входом нуля электронного суммирующего счетчика.
Выполнение импульсного преобразователя датчика перемещения тормозной педали щелевым и установленным на кронштейне вблизи тормозной педали с обеспечением возможности перемещения педали в щели преобразователя позволяет получить при нажатии на тормозную педаль на выходе преобразователя импульсного щелевого напряжение постоянного уровня, прикладываемое посредством резистора к автоколебательному мультивибратору (фиг. 1), выполнение мультивибратора автоколебательным симметричным на двух логических элементах, двух конденсаторах, двух резисторах и двух диодах, выходом соединенного посредством резистора со счетным входом суммирующего электронного счетчика, позволяет получить на выходе автоколебательного симметричного мультивибратора последовательность прямоугольных импульсов напряжения (фиг. 2), длительность которых равна длительности паузы между ними, и таким образом рассчитать величины параметров резисторов и конденсаторов симметричного автоколебательного мультивибратора, и подать полученные импульсы напряжения на счетный вход счетчика, соединение дифференцирующей цепи входом с выходом импульсного щелевого преобразователя, а выходом с входом нуля электронного суммирующего счетчика позволяет при появлении напряжения на выходе преобразователя импульсного щелевого в момент нажатия на педаль получить на выходе дифференцирующей цепи импульс напряжения (фиг. 3) и подать его на вход установки нуля счетчика, и обнулить его перед счетом импульсов, поступающих на счетный вход счетчика от автоколебательного симметричного мультивибратора.
1
2
Таким образом, при осуществлении предлагаемого устройства происходит измерение промежутка времени в цифровом виде на выходах счетчика между временем t нажатия водителем на педаль и временем tотпускания педали.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено напряжение на выходе импульсного преобразователя датчика перемещения тормозной педали при ее нажатии водителем, на фиг. 2 изображено напряжение в виде импульсного процесса на выходе симметричного автоколебательного мультивибратора, на фиг. 3 изображен положительный экспоненциальный импульс на выходе дифференцирующей цепи, на фиг. 4 изображена общая схема устройства, на фиг. 5 - вид датчика перемещения педали сбоку.
Устройство содержит (фиг. 4) датчик 1 перемещения тормозной педали с импульсным преобразователем 2, выполненным щелевым, установленным на кронштейне 3 возле тормозной педали 4, дифференцирующую цепь 5, выполненную на двух резисторах 6, 7, конденсаторе 8 и отсекающем диоде 9, восьмиразрядный суммирующий электронный счетчик 10 с восемью выходами 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, входом 19 установки нуля и счетным входом 20, восемь светоизлучающих диодов 21, 22, 23, 24, 225, 26, 27, 28, каждый из которых соединен с одним из восьми выходов 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, мультивибратор 29, выполненный автоколебательным симметричным на двух логических элементах 30, 31, двух конденсаторах 32, 33, двух резисторах 34, 35 и двух диодах 35, 37, входом соединенный посредством резистора 38 с выходом импульсного щелевого преобразователя 2, а выходом посредством резистора 39 со счетным входом суммирующего электронного счетчика 10, дифференцирующая цепь 5 входом соединена с выходом импульсного щелевого преобразователя 2, а выходом соединена с входом нуля электронного суммирующего счетчика 10.
Устройство работает следующим образом. При нажатии на тормозную педаль 4 на выходе преобразователя 2 импульсного щелевого датчика перемещения педали формируется напряжение постоянного уровня, прикладываемое посредством резистора 38 к автоколебательному мультивибратору 29 (фиг. 1), на выходе автоколебательного мультивибратора 29 появляются прямоугольные импульсы (фиг. 2). Происходит это следующим образом. Пусть логический элемент 30 закрыт, тогда второй логический элемент 31 открыт, это означает, что на выходе логического элемента 30 имеется высокий уровень напряжения (логическая единица) и конденсатор 33 заряжается через резистор 35. Когда напряжение на резисторе 35 достигнет порогового логический элемент 31 начнет закрываться. Увеличение напряжения на выходе логического элемента 31 через конденсатор 32 будет передано на вход логического элемента 30 и вызовет его отпирание. Из-за этого произойдет снижение напряжения на выходе логического элемента 30, которое через конденсатор 33 будет передано на вход логического элемента 31 и приведет к дальнейшему уменьшению протекающего через него тока. Благодаря наличию этой положительной обратной связи с выхода одного логического элемента на вход другого логический элемент 30 окажется открытым, а логический элемент 31 закрытым. В результате этого начнется зарядка конденсатора 32 и разрядка конденсатора 33, что в конце этих протекающих процессов разрядки и зарядки соответствующих конденсаторов окажется логический элемент 30 закрыт, а логический элемент 31 открыт. Таким образом, на выходе логического элемента 31 сформируется прямоугольный импульс. Далее таким же образом формируется второй и последующие импульсы. На выходе логического элемента 31 появляется последовательность прямоугольных импульсов. Период этих импульсов определяется произведением 1,4RC, где R - сопротивление каждого из резисторов автоколебательного симметричного мультивибратора 29; С - емкость каждого из конденсаторов автоколебательного симметричного мультивибратора 29. Величина этого произведения определяет точность цифрового преобразования времени торможения и может быть равна, например, 0,1 с, что означает: за время торможения, равное, например, 5 с, на счетчик 10 поступит 50 импульсов, и на выходе счетчика 10 в этом случае будет код, равный 00110010. Одновременно при нажатии на педаль 4 водителем на входе дифференцирующей цепи 5 с отсекающим диодом 9 появляется напряжение от импульсного щелевого преобразователя 2, оно дифференцируется и на выходе этой цепи появляется положительный импульс (фиг. 3), который подается на вход 19 установки нуля счетчика 10, последний обнуляется и готов к преобразованию импульсов в цифровой код, которые поступят на счетный вход 20 счетчика 10. Далее происходит подсчет импульсов счетчиком 10, поступающих от автоколебательного симметричного мультивибратора 29 на счетный вход 20 счетчика 10 и преобразования его в цифровой код. По окончании процесса торможения водитель отпускает тормозную педаль 4, напряжение на выходе импульсного щелевого преобразователя 2 становится равным нулю, а это значит и на входе автоколебательного симметричного мультивибратора 29 напряжение становится равным нулю, на выходе автоколебательного симметричного мультивибратора 29 импульсы не образуются и не поступают на счетный вход 20 счетчика 10. На выходе счетчика 10 появляется время торможения транспортного средства в виде цифрового кода, отображающего время его торможения от нажатия тормозной педали 4 до ее отпускания водителем. При сравнении этого времени торможения с нормативным временем торможения для данных условий движения принимается решение о техническом состоянии тормозной системы транспортного средства. Если время торможения транспортного средства превышает нормативное время торможения, принимается решение о наличии неисправности.
Таким образом, использование информации о возникшей неисправности позволяет повысить безопасность вождения путем предотвращения эксплуатации транспортного средства с неисправной тормозной системой, а также снизить расходы на ремонт транспортных средств путем определения фактического технического состояния тормозной системы транспортных средств непосредственно в процессе их эксплуатации.
Источники информации
1. Техническая эксплуатация автомобилей. Под ред. Г.В. Крамаренко. - М.: Транспорт, 1983. - С. 146.
2. Мирошников Л.В., Болдин А.П., Пал В.И. Диагностирование технического состояния автомобилей на автотранспортных предприятиях. - М: Транспорт, 1977. - С.94.
3. В.В. Геращенко, И.Л. Трофименко, Н.В. Вепринцев, B.C. Куклин. Цифровой измеритель тормозного пути для инерционных тормозных стендов. - Автомобильная промышленность. - 2012, №11. С. 34-35.