Устройство для контроля давления в шинах транспортного средства

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при контроле давления в шинах двухи четырехколесных транспортных средств в процессе их движения. Сущность изобретения: наряду с первым и вторым датчиками оборотов колес, первым и вторым светодиодными индикаторами , устройство содержит первый и второй преобразователи частота-напряжение, первый и второй логарифмические преобразователи и дифференциально-разностное звено. Первый датчик оборотов выполнен с возможностью установки на переднем колесе, а второй датчик - на заднем с одной и той же стороны транспортного средства Выход первого датчика подключен к входу первого преобразователя частота - напряжение, выход которого через логарифмический преобразователь связан с первым входом дифференциально-разностного звена, v Выход второго датчика через последовательно соединенные второй преобразователь частота - напряжение и второй логарифмический преобразователь связан с вторым входом дифференЦиально-разностного звена, между парафазными выходами которого встречно-параллельно включены первый и второй светодиодные индикаторы Контроль давления осуществляется в процессе измерения числа оборотов колес транспортного средства Устройство не дает ложных срабатываний при поворотах транспортного средства, что повышает достоверность контроля 2 ил.

ЬЭ

С0 (М

1©

tA

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5033933/10 (22) 24.03.92 (46) 30.11.93 Бюл. Йа 43-44 (75) Старченко ЕИ„Сафронов В.Г„. Сергеев А.И. (73) Шахтинский технологический институт бытового обслуживания (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ В ШИНАХ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при контроле давления в шинах двух- и четырехколесных транспортных средств в процессе их движения. Сущность изоб- ретения: наряду с первым и вторым датчиками оборотов колес, первым и вторым светодиодными индикаторами, устройство содержит первый и второй преобразователи частота-напряжение, первый и второй логарифмические преобразователи и дифференциально-разностное звено. Первый датчик оборотов выполнен с возможностью установки на (в} RU (и} 2ОО3957 Cl (51} 5 G61L переднем колесе, а второй датчик — на заднем с одной и той же стороны транспортного средства

Выход первого датчика подключен к входу первого преобразователя частота — напряжение, выход ко— торого через логарифмический преобразователь связан с первым входом дифференциально-разностного звена., Выход второго датчика через последовательно соединенные второй преобразователь частота — напряжение и второй логарифмический преобразователь связан с вторым входом дифференциально-разностного звена, между ларафазныw выходами которого встречно-параллельно включены первый и второй светодиодные индикаторы. Контроль давления осуществляется в процессе измерения числа оборотов колес транспортного средства Устройство не дает ложных сраба— тываний при поворотах транспортного средства, что повышает достоверность контроля. 2 ил.

2003957

50

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при контроле давления в шинах двух- и четырехколесных транспортных средств в процессе их движения.

Известны устройства контроля давления в шинах транспортного средства (1).

Недостатком таких устройств является низкая достоверность измерения, сложность и, следовательно, низкая надежность и высокая себестоимость.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип (2), является устройство контроля давления в шинам транспортного средства, содержащее первичные преобразовали в виде постоянных магнитов, установленных на колесах, катушки индуктивности, установленные на неподвижной части транспортного средства, счетчики, сигнализаторы, автогенератор и логические элементы, делитель частоты и по числу катушек индуктивности — дешифраторы, причем автогенератор выполнен управляемым по частоте, каждая катушка индуктивнасти подключена к первому входу логического элемента И, выход которого подключен к входу. соответствующего счетчика. выход которого через соответствующий дешифратор подключен к соответствующему сигнализатору. Вторые входы всех логических элементов И подключены к выходу делителя частоты, который через логический элемент HE соединен с входами сброса всех счетчиков. Вход делителя частоты подключен к выходу автогенератора, управляют.;лй вход которого соединен с тахогенератором транспортного средства.

Недостатком устройства, выполненного по схеме прототипа, является низкая достоверность контроля, например, при поворотах транспортного средства, сложность и, следовательно, низкая надежность.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля и упрощение устройства.

Цель достигается тем, что в устройство для контроля давления в шинах транспорт.ного средства, содержащее первый и второй датчики оборотов, первый и второй светодиодные индикаторы, введены первый и второй преобразователи частота-напряжение, первый и второй логарифмические преобразователи и дифференциально-рвэностное звено, причем первый датчик оборотов установлен на переднем колесе, а второй — на заднем с одной и той >ке стороны транспортного средства, выход первого датчика оборотов соединен с входом первого преобразователя частота-напряжение, выход которого подключен к входу первого логарифмического преобразователя, который своим выходом подключен к входу первого логарифмического преобразователя. который своим выходом подключен к первому входу дифференциал ьно-разностного звена, выход второго датчика оборотов соединен с входом второго преобразователя частота-напряжение, выход которого подключен к входу второго логарифмического преобразователя, который своим выходом подключен к второму входу дифференциально-разностного звена, а светодиодные индикаторы соединены встречно-параллельно и включены между парафазными выходами дифференциально-раэностного звена.

Схема заявляемого устройства для контроля давления в шинах транспортного средства представлена на фиг,1; на фиг.2 приведена траектория двих<ения транспортного средства при повороте, Устройство для контроля давления в шинах транспортного средства (фиг,1) состоит иэ датчиков 1 и 2 оборотов. преобразователей 3 и 4 частота-напряжение, логарифмических преобразователей 5 и 6, дифференциально-разностного звена 7 с парафаэвыми выходами и.светодиодных индикаторов 8 и 9, выход датчика 1 оборотов подключен к входу преобразователя 3 частота-напряжение. выход которого соединен с входом логарифмического преобразователя 5, выход которого соединен с первым входом дифференциально-разностного звена 7, выход датчика 2 оборотов, в свою очередь, подключен к входу преобразователя 4 частота-напряжение, выход которого соединен с входом логарифмического преобразователя 6, выход которого соединен с вторым входом дифференциально-разностного звена 7, а между парафаэными выходами дифференциально-разностного звена встречно-параллельно. включены светодиодные индикаторы 8, 9.

Для того,. чтобы осуществить контроль давления в шинах всех четырех колес, необходимо установить на противоположной стороне транспортного средства аналогичное устройство.

Прежде чем рассматривать работу заявляемого устройства, рассмотрим работу схемы прототипа, так как необходимо для проведения сопоставительного анализа.

Импульсы с датчиков оборотов сравниваются с импульсами, вырабатываемыми автогенератором, управляемым по частоте сигналам тахогенератора транспортного средства, Частота импульсов автогенератора пропорциональна линейной скорости

2003957 (1) (2) -внеш 2 тг внеш

1-внутр = 2 пвнутр, 20 Оэ,a = Uoot f t,z, (9) F= l /2 лпс, (3) И.в = AlnBft,g

Рвнеш -внеш/2 тг пс с=внутр - 1внутр/2 лпс (4) (5) fi = V/2ëãi, (12) 0 = КА1п(гт/г2) (13) транспортного средства, Частота импульсов, вырабатываемых автогенератором. пропорциональна частоте импульсной последовательности, вырабатываемой датчиками оборотов, На счетчик в одном цикле контроля поступит количество импульсов, меньшее коэффициента пересчета этих счетчиков. В результате ни один из сигналиэаторов не срабатывает.

При повороте транспортного средства с номинальным давлением в шинах радиус

Ввнутр движения колес будет меньше радиуса движения внешних тсвнеш колес (фиг.2), Путь, пройденный колесом транспортного средства при повороте, определяется как: где внутр, .внеш — путь, пройденный внутренним и внешним колесом соответственно:

С УЧЕТОМ ТОГО, ЧТО Кенеш> Йвнутр, ТО И -внеш > -внутр

Частота вращения колеса определяется как; где гк — радиус качения шины.

C учетом выражения (3) частота вращения внешних и внутренних колес транспортного средства при повороте определяется как:

Следовательно, с учетом соотношений (1) и (2) выражения (4) и (5} могут быть представлены как:

Рвнеш 2 т 1 внеш/2л k = ганеш/Пс (6)

Рвнутр 2 т2 внутр/2ю пс Ввнутр/гк (7) Иэ соотношений (6) и (7) следует, что при повороте транспортного средства отношение частот вращения внешних и внутренних колес равно: гвнеш/с внут внеш/Ввнутр (8) Можно показать, что даже при радиусе поворота 10 м частота вращения внешнего колеса больше частоты вращения внутреннего колеса на 177 (для большинства моделей легковых автомобилей).

Экспериментально было установлено, что при снижении давления в шине типа

МИ-16 до одной атмосферы разность частот вращения составила 15;ь, Из вышесказанного следует, что разность частот вращения внутренних и внеш5 них колес при повороте транспортного средства воспринимается схемой прототипа как снижение давления в шинах внешних колес, что является сущ ственным недостатком схемы прототипа.

10 Рассмотрим работу заявляемого устройства.

С датчиков 1 и 2 обороте .: (ф «.1). установленных на одной стороне транспортного средства, импульсы поступают на входы

15 преобразователей 3 и 4 частота-напряжение. Напряжения на выходах соответствующих преобразователей частота-напряжение можно представить как: где Upt< — некоторая константа преобразования, имеющая размерность (Все1с);

f t.ã — частота вращения соот ветствую25 щего колеса, Если, например, логарифмический преобразователь выполнен на основе р-п-перехода, напряжение на его выходе можно представить следующим образом;

30 где А — некоторая константа. имеющая размерность напряжения;

35  — некоторая константа, имеющая размерность времени.

Если преобразователи 3 и 4 частота-напряжение идентичны друг другу и логарифмические преобразователи 5 и 6 также

40 одинаковы. то после вычитания напряжений

0з и 0в дифференциально-разностным звеном 7 с парафазными выходами имеем на

его выходе:

45 с От = K(Us — Us) = КА1п(б/fz). (11) где К - коэффициент усиления дифференциальнО-разностного звена.

Частоту вращения колеса можно свя50 зать с линией скоростью V движения транспортного средства:

55 где и — радиус качения соответствующего колеса.

После подстановки (12) в (11) имеем:

2003957

K= U/02 А, (14) При равенстве давлений в шинах колес радиусы качения колес примерно равны, поэтому напяжение U на выходе.дифференциально-разностного звена близка к нулю, При снижении давления в одной из шин радиус качения колеса уменьшится, поэтому напряжение U становится отличным от нуля. Например, если уменьшится г1, то 0> 0 и засветится светодиодный индикатор 9, а если уменьшится r, то U > 0 и загорается светодиодный индикатор 8.

Из выражения (3) можно сформулировать требование к параметрам дифференциально-разностного звена, учитывая то, что Одолжно быть равно напряжения зажигания светодиода. а отношение r)/r2 можно принять равным 1,2 (или 0,8); где Π— напряжение зажигания светодиода.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ В ШИНАХ ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА, содержащее первый и второй датчики оборотов колес, первый и второй светодиодные индикаторы, отличающееся тем, что в устройство введены первый и второй преобразователи частота - напряжение, первый и второй логарифмические преобразователи и дифференциально-разностное звено, причем первый датчик оборотов выполнен с возможностью установки на переднем колесе, а второйна заднем с одной и той же стороны транспортного средства, выход первого датчика оборотов соединен с входом первого преТипичное значение А составляет 25 — 50 м В, U = 1,8 В, Поэтому К =- 36 — 72. что вполне реально, При поворотах транспортного средства

5 частоты вращения заднего и переднего колеса одной стороны отличается не более чем на 57, за счет проскальзывания заднего колеса, что не приводит к срабатыванию устройства, 10 Обрыв или повреждение одного из датчиков эквивалентно снижению числа оборотов соответствующего колеса, что приводит к зажиганию светодиодного индикатора снижения давления противоположного ко15 леса. Схема же прототипа никак не реагирует на повреждение или обрыв датчика, что является дополнительным преимуществом предлагаемого устройства.

20 (56) Авторское свидетельство СССР

N. 618668, кл. G 01 l 17/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1434290, кл. 6 01 1 17/00, 1988.

25 образователя частота - напряжение. выход которого подключен к входу первого логарифмического преобразователя, который своим выходом подключен к первому вхо30 ду дифференциально-раэностного звена. выход второго датчика оборотов соединен с входом второго преобразователя частота

- напряжение, выход которого подключен к входу второго логарифмического преобра35 зователя, который своим выходом подключен к второму входу дифференциально-разностного звена, а первый и второй светодиодные индикаторы соединены между собой встречно па40 раллельно и включены между парафаэными выходами дифференциально-разностного звена, 2003957

Составитель Е.Старченко

Редактор Т,Лошкарева Техред М,Моргентал Корректор М.Шароши

Заказ 3322 Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101