Устройство для измерения параметров тормозного процесса транспортного средства

 

Изобретение относится к области диагностирования технического состояния транспортных средств, к устройствам для контроля и измерения тормозных параметров автомобиля. Цель изобретения - повышение точности из- .мерения времени срабатывания тормозного привода и уменьшение трудоемкости диагностирования тормозной системы . (Л ND СХ) СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ (21) 3795724/27-11

° (22) 01. 10. 84 (46) 07.02.86. Бюл. Р 5 (71) Саратовский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) А.А.Отставнов и А.А.Бойко (53) 629.113-59(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 818934, кл. В 60 Т 17/22, С 01 М 17/00, 1979.

„,SUÄÄ1210085 А (д) 4 G 01 М 17/00 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТОРМОЗНОГО ПРОЦЕССА ТРАНСПОРТ" НОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к области диагностирования технического состояния транспортных средств, к устройствам для контроля и измерения тормозных параметров автомобиля. Цель изобретения — повышение точности из мерения времени срабатывания тормозного привода и уменьшение трудоемкости диагностирования тормозной системы °

12

Устройство содержит блок формиро вания информационного параметра (БФИП) 1. Измерительный узел 4 подключен к генератору 5 импульсов и через кнопку 3 управления к БФИП 1.

Хронизирующий блок 6 соединен с изме. рительным узлом 4. Блок 7 управления регистрирующим узлом подключен к хронизирующему блоку 6, блоку 2 обработки информационного параметра и через кнопку 3 управления к БФИП 1. Ре10085 гистрирующий узел 8 выполнен в виде шести схем совпадения 26-31 и шести счетчиков 32-37, причем один вход схемы совпадения 26 соединен с выходом формирователя 10 импульсов. Одни входы схем 27-31 совпадения соедине ны с выходом генератора 5 импульсов.

Один вход формирователя 24 измерительного интервала подключен к прямому выходу а. триггера Шмитта.

2 ил.

Изобретение относится к области диагностирования технического состояния транспортных средств., в частности к устройствам для контроля и измерения тормозных параметров автомобиля.

Цель изобретения — повышение точности измерения времени срабатывания тормозного привода и уменьшение трудоемкости диагностирования тормозной системы транспортного средства за счет раздельного определения параметров тормозного процесса.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 осциллограммы выходных напряжений, номера которых соответствуют цифровым обозначениям элементов блок-схемы устройства.

Устройство содержит блок 1 формирования информационного параметра (БФИП), блок 2 обработки информационного параметра, соединенный через кнопку 3 управления с БФИП 1., измерительный-узел 4, подключенный к генератору 5 импульсов и через кнопку 3 управления — к БФИП 1; хронизирующий блок 6, соединенный с измерительным узлом 4, блок 7 управления регистрирующим узлом, подключенный к хронизирующему блоку 6, блоку 2 обработки информационного параметра и через кнопку 3 управления к БФИП 1, и регистрирующий узел 8, соединенный с блоком 7 управления регистрирующим узлом, БФИП 1 и генератором 5 импульсов.

БФИП 1 выполнен в виде датчика 9 частоты вращения эатормаживаемого объекта и формирователя.10 импуль5 l0

4i сов, подключенного к выходу датчика

9 частоты вращения.

Блок. 2 обработки информационного параметра выполнен в виде фильтра 11 низких частот, подключенного через кнопку 3 управления к выходу формирователя 10 импульсов, элемента 12 двойного дифференцирования, вход которого соединен с выходом фильтра 11 низких частот, и ;ðèããåðà Шмитта 13, подключенного к выходу элемента 12 двойного дифференцирования.

Измерительный узел 4 выполнен в в счетчика 14> счетный вход которого подключен к генератору 5 импульсов, а сбросовый вход — через кнопку 3 управления к формирователю

10 импульсов.

Хрониэирующий блок 6 выполнен в виде двух задающих элементов 15 и

16, выходы которых соответственно связаны с одними входами двух элементов 17 и 18 сравнения, вторые

Bxopbl которых соединены с выходом счетчика 14 измерительного узла 4 °

Блок 7 управления регистрирующим узлом выполнен в ьиде двух элементов 19 и 20 задержки, трех триггеров 21-23 и двух формирователей 24 и. 25 измерительного интервала, причем вход элемента 19 задержки подключен к выходу элемента 17 сравне-. ния, а выход — к одному из входов триг ера 23. Вход элемента 20 задержки соединен через кнопку 3 управления с выходом формирователя 10 импульсов. Один вход формирователя

24 измерительного интервала подключен к прямому выходу а триггера Шмит та 13, инверсный выход Д которого!

О

3 1 соединен с одним из входов формирова. теля 25 измерительного интервала, а вторые входы формирователей 24 и 25 измерительного интервала подключены к выходу элемента 20 задержки. Вход триггера 21 и один из входов триггера 22 соединены с выходом элемента

17 сравнения хронизирующего блока, второй вход триггера 22 подключен к выходу элемента 18 сравнения хронизирующего блока, а второй вход триггера 23 — к прямому выходу.а- триггера Шмитта 13.

Регистрирующий узел 8 выполнен в виде шести схем 26-31 совпадения и шести счетчиков 32-37, причем один вход схемы 26 совпадения соединен с выходом формирователя 10 импульсов, одни входы схем 27-31 совпадения сое динены с выходом генератора 5 импульсов, вторые входы схем 26-28 совпадения подключены соответственно к выходам триггеров 21-23, второй вход схемы 29 совпадения подключен к прямому выходу и триггера Шмитта 13, вторые входы схем 30 и 31 совпадения соединены с выходами соответственно формирователей 24 и 25 измерительного интервала, а выходы схем 26-31 совпадения подключены соответственно к счетчикам 32-37. БФИП1 предназначен для получения и формирования электрических импульсов, частота которых пропорциональна частоте вращения колеса транспортного средства.

Блок 2 обработки информационного параметра служит для обработки поступающих íà его вход сигналов и выделения моментов начала нарастания замедления и достижения установившегося замедления.

Кнопка 3 управления предназначена для подачи сигналов с выхода формирователя 10 импульсов.на входы фильтра

11 низких частот, счетчика 14 и элемента 20 задержки на время проведения измерения. Кнопка 3 управления выполнена без самовозврата с возвратом посредством вторичного нажатия и с электронной коммутацией цепей во избежание появления переходных процессов.

Измерительный узел 4 служит для непрерывного измерения частоты вращения колеса путем подсчета числа импульсов эталонного генератора за время части (1/36) оборота колеса.

Генератор 5 импульсов времени служит источником импульсов опорной

210085 4 частоты повышенной стабильности. Он выполнен в виде последовательно соединенных свободного мультивибратора с кварцевой стабилизацией частоты и эмиттерного повторителя.

Хронизирующий блок 6 предназначен для выдачи сигналов, соответствующих частоте вращения колеса в моменты начала и i,îíöà торможения.

Блок 7 управления регистрирующим узлом служит для управления работой регистрирующего узла таким образом, что при достижении колесом частоты вращения начала торможения включаются счетчики 32 и 33, через время, определяемое элементом 19 задержки, включается счетчик 34, в момент начала нарастания замедления затормаживаемого колеса останавливается счетчик 34 и включаются счетчики 35 и 36, через один период импульсов частоты вращения счетчик 36 останавливается, в момент достижения установившегося замедления останавливается счетчик 35 и включается счетчик

37, который останавливается через один период импульсов частоты вращения, при достижении колесом частоты вращения конца торможения оста-. навливается счетчик 33, в момент полной остановки колеса останавливается счетчик 32.

Регистрирующий узел 8 предназначен для регистрации числа импульсов датчика частоты вращения колеса, соответствующего его тормозному пути, и промежутков времени, соответствующих времени торможения, времени запаздывания тормозного привода, времени нарастания замедления, скорости в момент начала нарастания замедления и скорости в момент достижения установившегося замедления колеса.

Датчик 9 частоты вращения затормаживаемого объекта служит для получения электрических сигналов, частота которых пропорциональна частоте вращения колеса испытуемого транспортного средства, и может быть выполнен в виде жестко установленного на колесе диска с равномерно расположенными на нем радиальными прорезями, по одну сторону которого находится источник света, a rro другую чувствительный элемент, в качестве которого используется фотодиод типа

ФД-2.

Формирователь 10 импульсов пред:..=значен для формирования сигнала

Ф 12 датчика 9 частоты вращения по амп литуде, фронтам и:.»лительности и выполнен в виде последовательно сое диненных усилителя, триггера Шмитта и ждущего мультивибратора.

Фильтр ii низких частот служит для детектирования среднего значения электрического сигнала с выхода формирователя 10 импульсов, преобразования его в сигнал, г.остоянное напряжение которого пропорционально частоте вращения колеса транс. портного средства. Он выполнен на основе фильтра Бесселя третьего порядка.

Элемент 12 двойного дифференцирования предназначен для получения вто рой производной от сигнала с выхода фильтра 11 низких частот. Первая производная этого сигнала пропорциональна замедлению колеса, а вторая скорости изменения замедления, в результате чего на выходе элемента

12 двойного дифференцирования выраба тывается. импульс, передний фронт которого соответствует моменту начала нарастания замедления колеса, а задний фронт . — моменту достижения установившегося замедления. Он выполнен lB основе двух последовательно включенных схем диффепенцирования па операционных усилител х с высоким вх цным сопротивле- -».ем, Триггер Шмитта 13 слу;..Ht для формирования сигнала с вь:хода элемента

12 двойного дифференцированич по амплитуде и фронтам и ныпопнен на базе инвертирующего операционного усилителя с положительной обратной связью, .Счетчик l4 предназначен для непрерь»в.-".orо измерения частоты вращения колеса путем подсчета числа импульсов времени эа время части его оборота. Он выполнен на цифровых мпк. росхемах К155ИЕ2.

Задающие элементы 15 и 16 служат для тадания чисел, соответствующих частоте вращения колеса в моменты начала и конца торможения. Элементы

17 и 18 сравнения предназначены для выдачи на выходах сигналов в случае совпадения чисел, зацанных с помошью задающих элементов 15 и 16 соответственно с числами, отсчитанными счетчиком l4 за время части оборо-. та колеса. Вместе с задающими элементами 15 и 16 они выполнены в виде схем совпадения на основе микросхем

К155ЛРЗ, соединенных через галетные переключатели 11пlн с выходом дешифратора двоичного кода счетчика 14 в десятичный код„ реализованного на ос. нове микросхем К155ИДЗ.

Элементы 19 и 20 задержки служат для задержки импульсов, поступающих соответственно с элемента 17 сравнения и формирователя 10 импульсов, с целью компенсации задержки сигнала фильтром 11 низких частот. Они вы,полнены на основе фазовых фильтров первого порядка на операционных усилителях.

Триггеры 21-23 предназначены для управления работой схем 26-28 совпадения соответственно. Все триггеры выполнены с раздельными входами на микросхемах K155TN2.

Фомирователи измерительного интер. вала служат для формирования прямоугольных импульсов, длительность которых равна промежуткам времени между двумя соседними импульсами формирователя 10 импульсоз :=: тветст. венно в момент начала нарастания замедления и в момент достижения установившегося замедления. Каждый . з "тих формирователей состоит из

"хе ьы ЗИ на микросхеме К155ЛА4 и ,:„"у с триггеров со счетным входом на микросхемах К155ТВi

Схемы 26-31 совпаден. г, ="bíолненнь|е. на базе:-икросхем К155ЛАЗ, предназначены для получения. пачек счетных импульсов, число которь х в пачке для схем 26-29 совпадения пропорционально соответственно тормозному пути, общему времени торможения, времени запаздывания тормозного приво,. ;а, времени нарастания замедления, а для схем 30 и 31 совпадения — обратно пропорционально соответственно частоте вращения в моменты начала нарастания замедления и достижения, ч установившегося замедления.

Счетчики 32-37 импульсов предназначены для подсчета числа импульсов, поступающих с выхода соответственно схем 26-31 совпадения. Они представляют собой электронные счетчики на. базе микросхем К155ИЕ2. Состояние счетчиков индицируется цифровыми индикаторами ИВ-4 управляемыми дешифраторами 133ПП4, Перед началом измерения с помощью элементов 15 и 16 задаат в виде числа импульсов соответственно частоту вращения начала и конца торможения.

7 1

Устройство работает следующим obразом.

В момент подачи питающих устройство напряжений его узлы устанавливаются в самопроизвольное состояние.

Нажатием кнопки "Сброс" (не показана) счетчики 32-37, триггеры 21-23, а также триггеры, входящие .в формирователи 24 и 25 измерительного интервала, устанавливаются в состояние "0" при котором все схемы совпадения находятся в закрытом состоя" нии, и импульсы с выхода формирователя 10 импульсов.и генератора 5 импульсов не могут пройти на счетчики 32-37.

В процессе вращения колеса импульсы от датчика 9 частоты вращения поступают на формирователь 10 импульсов, где они формируются по амп- литуде, крутизне фронтов и длительности. После достижения колесом в процессе разгона частоты вращения, превышающей частоту вращения начала торможения, разгон пцекращают и нажимают на кнопку 3 управления (фиг.2, t ). В результате этого импульсы с выхода формирователя 10 импульсов начинают поступать на входы фильтра 11 низких частот, счетчика 14 и элемента 20 задержки. При этом на сбросовом входе счетчика 14 устанавливается нулевой потенциал, и он начинает счет импульсов с выхода генератора 5 импульсов, периодически переходя в состояние "0" с приходом импульса с выхода формирователя 10 импульсов на вход установки счетчика в "0".

В момент достижения частотой вращения колеса в процессе ее уменьшения заданной величины начала торможения число импульсов, подсчитанное счетчиком 14, станет равным числу, заданному с помощью задающего элемента 15, вследствие чего на выходе элемента 17 сравнения выделяется имII ëüñ (фиг е 2 у tg ) е Этот импульс переключает триггеры 21 и 22 и через время задержки, определяемое элементом 19 задержки, триггер 23 (фиг.2, t ). В результате этого открываются схема 2б совпадения, которая начинает пропускать импульсы с выхода формирователя 10 импульсов на счетчик

32, и схемы 27 и 28 совпадения, которые начинают пропускать импульсы с выхода генератора 5 импульсов соответственно на счетчики 33 и 34.

210085 8

1Г

Одновременно с этим по импульсу с выхода элемента 17 сравнения происходит автоматическое нажатие на тормозную педаль, и частота вращения колеса начинает уменьшаться.

Через некоторое время, соответствующее времени запаздывания тормозного привода, тормозные накладки войдут в соприкосновение с тормозным барабаном, начнет возрастать тормозная сила и пропорциональное ей замедление вращающихся колес. В момент начала возрастания замедления напряжение на выходе фильтра 11 низких частот начинает быстро уменьшаться, и на выходе элемента 12 двойного дифференцирования вырабатывается импульс, передний фронт и амплитуда которого формируются триггером Шмитта 13 (фиг.2, t4).

Положительный импульс с прямого выхода а триггера Шмитта 13 переключает триггер 23 в исходное состояние, схема 28 совпадения закрывается и счетчик 34 останавливается, фиксируя число импульсов, соответствующее времени запаздывания тормозного привода (фиг,2, t>-t4). Этот же импульс открывает схему 29 совпадения, которая начинает пропускать импульсы с выхода генератора 5 импульсов на счетчик 35, а также поступает на вход формирователя 24 измерительного интервала, На выходе последнего вырабатывается импульс, длительность которого равна времени между двумя соседними импульсами с выхода элемента 20 задержки. Передний фронт этого импульса открывает схему 30 совпадения, и она начинает пропускать импульсы с выхода генератора 5 импульсов на счетчик 36 в течение измерительного интервала, формируемого формирователем 24 (фиг.2, и -с5.).

После этого счетчик Зб останавливается (фиг.2, t ), фиксируя число импульсов,.обратно пропорциональное частоте вращения колеса в момент начала нарастания замедления.

В момент достижения установившегося замедления напряжение на выходе элемента 12 двойного дифференцирования понижается, и на прямом выходе а триггера Шмитта 13 формируется задний фронт импульса (фиг.2, t )..

Вследствие этого схема 29 совпадения закрывается, счетчик 35 останавливается, фиксируя число импульсов, соответствующее времени нарастания

9 . 121 замедления (фиг.2, t -t ). Задний фронт импульса с инверсного выхода

8 триггера Шьытта 13 запускает формирователь 25 измерительного интервала, который работает аналогично формирователю 24. Передний фронт импульса с выхода формирователя 25 измерительного интервала открывает схему 31 совпадения на период между двумя ближайшими смежными импульсами с выхода элемента 20 задержки (фиг.2, t -t ). В течение этого периода импульсы с выхода генератора 5 импульсов проходят через схему 31 совпадения на счетчик 37. По заднему фронту импульса с выхода формирователя

25 измерительного интервала счетчик

37 останавливается (фиг.2, t ), фиксируя число импульсов, обратно пропорциональное частоте вращения колеса в момент достижения установиршегося замедления.

При достижении колесом частоты вращения, соответствующей частоте вращения конца торможения, наступит совпадение числа импульсов, подсчитанного счетчиком 14, с числом, заданным с помощью задающего элемента

1б. В результате этого на выходе элемента 18 сравнения выделяется импульс (фиг.2, t ), который переключает триггер 22 в исходное состояние, схема 27 совпадения закрывается и счетчик 33 остана=ливается,. фиксируя число импульсов, соответствующее об-цему времени торможения фиг.2, ).

В момент полной остановки колеса останавливается счетчик 32„ фиксируя исло импульсов, соответствующее гормозному пути колеса. На этом цикл измерения заканчивается.

Таким образом, по окончании цикла работы устройства в цифровом виде регистрируются практически все параметры. необходимые для получения тормо,ной диаграммы. На счетчике 32 фик сирустся число импульсов, соответствующее тормозному пути колеса, на счетчике 33 — число импульсов,, соответствующее общему временен торможеёия, на счетчике 34 — число импульсов, соответствующее времени запаздывания тормозного привода, на счетчике 35 — число импульсов, соответствующее времени нарастания замедления, на счетчике 36 — число импульсов соответствующее частоте врашения колеса в момент начала нараста0085

tG

>б ва за счет раздельного определения

Зо

Я!

pi ния замедления, на счетчике 37 число импульсов, соответствующее частоте вращения колеса в момент достижения установившегося замедления. формула изобретения

Устройство для измерения параметров тормозного процесса транспорт. ного средства, содержащее блок форми. рования информационного параметра, выполненный на последовательно соединенных датчикс частоты вращения и формирователе импульсов, кнопку управления, генератор импульсов, измерительный узел, выполненный в виде счетчика, счетный вход которого подключен к генератору импульсов, хрони. зирующий блок с двумя элементами сравнения и двумя задающими элементами, соединенными с одними входами элементов сравнения, другие входы которых подключены к выходу счетчика измерительного узла, регистрирующий узел, выполненный в виде трех счетчиков и трех схем совпадения, причем первый вход первой схемы совпадения годключен к выходу формироваел." импульсов, а выход — к первому счетчику, первые входы второй и тре.тьей схем совпадения подключены к выходу генератора импульсов, а выходы — соответственно к второму и третьему счетчикам, и, блок управления регистрирующим узлом, выполненный на трех триггерах, вход первого из которых подключен к выходу одного

=..лемента сравнения хронизирующего блока., первый вход второго триггера — к выходу второго элемента сравнения хрониэирующего блока, а выход первого триггера — к второму входу первой схемы совпадения регистрирующего узла,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точнос- ти измерения времени срабатывания тормозного привода и уменьшения трудоемкости диагностирования тормозной системы транспортного средстпараметров тормозного процесса, оно дополнительно снабжено блоком обработки информационного параметра, подключенным через, кнопку управлечия к выходу блока формирования информационного параметра и включающего в себя последовательно соединенные фигьтр низких частот, элемент

1210085

t< г tg tet

2Э

26

27

Н

2У

BHHHHH Закат З l 3 /53 тнПал 778 ПоПлнаное

Фншел ШШ Патент, r, m opoa, ул.Пооектпаа,1 двойного дифференцирования и триггер

Шмитта, блок управления регистрирующим узлом снабжен двумя элементами задержки, вход первого из которых подключен к выходу первого элемента сравнения хронизирующего блока, а выход — к первому входу третьего триггера блока управления регистриРующим узлом, вход второго элемента задержки совместно со сбросовым вхо, дом счетчика измерительного узла соединен через кнопку управления с выходом формирователя импульсов блока формирования информационного параметра, двумя формирователями измерительного интервала, один вход первого из которых совместно с вторым входом третьего триггера этого же блока подключен к первому выходу триггера Шмитта блока обработки информационного параметра, второй выход которого соединен с одним из входов второго формирователя измерительного интервала, а другие входы обоих формирователей измерительного интервала подключены к выходу второго элемента задержки, причем второй вход второго триггера блока управления регистрирующим узлом подключен к выходу первого элемента сравнения хронизирующего блока, а выходы второго и третьего триггеров этого блока подключены к вторым входам соответственно второй и третьей схем совпадения регистрирующего узла, регистрирующий узел снабжен четвертым, пятым и шестым счетчиками и четвертой, пятой и шестой схемами совпадения, первые входы которых подключены к выходу генератора им-. пульсов, а выходы — к соответствующим счетчикам, второй вход четвертой схемы совпадения соединен с первым выходом триггера Шмитта бло20 ка обработки информационного параметра, вторые входы пятой и шестой схем совпадения подключены соответственно к выходам первого и второго формирователей блока управления регистрирующим узлом.