Устройство для измерения параметров тормозного процесса транспортного средства

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИНОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(71) Саратовский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут(56) Авторское свидетельство СССРВ 818934, кл. В 60 Т 17/22,С 01 М 17/00, 1979. Я 01210085 А(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТОРМОЗНОГО ПРОЦЕССА ТРАНСПОРТ"НОГО СРЕДСТВА(57) Изобретение относится к областидиагностирования технического состояния транспортных средств, к устройствам для контроля и измерения тормозных параметров автомобиля, Цельизобретения - повышение точности измерения времени срабатывания тормозного привода и уменьшение трудоемкос"ти диагностирования тормозной системые12Устройство содержит блок формиро вания информационного параметра (БФИП) 1. Измерительный узел 4 под" ключен 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 хро. низирующему блоку 6, блоку 2 обработки информационного параметра и через кнопку 3 управления к БФИП 1. Ре 10085гистрирующий 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 прямо.му выходу а. триггера Шмитта.2 ил,Изобретение относится к областидиагностирования технического состояния транспортных средств в частности к устройствам для контроля и измерения тормозных параметров автомобиля.Цель изобретения - повышение точности измерения времени срабатываниятормозного привода и уменьшение трудоемкости диагностирования тормознойсистемы транспортного средства засчет раздельного определения параметров тормозного процесса,На фиг.1 изображена блок-схема.предлагаемого устройства; на фиг.2осциллограммы выходных напряжений,номера которых соответствуют цифровымобозначениям элементов блок-схемыустройства.Устройство содержит блок 1 формирования информационного параметраБФИП), блок 2 обработки информационного параметра, соединенный черезкнопку 3 управления с БФИП 1 измерительный узел 4, подключенный кгенератору 5 импульсов и через кнопку 3 управления - к БФИП 1; хронизирующий блок 6, соединенный с измерительным узлом 4, блок 7 управлениярегистрирующим узлом, подключенныйк хронизирующему блоку 6, блоку 2обработки информационного параметраи через кнопку 3 управления к БФИП 1,и регистрирующий узел 8, соединенныйс блоком 7 управления регистрирующимузлом, БФИП 1 и генератором 5 импульсов.БФИП 1 выполнен в виде датчика 9частоты вращения эатормаживаемогообъекта и Формирователя.10 импуль 5 10 15 20 25 30 35 4( сов, подключенного к выходу датчика9 частоты вращения,Блок, 2 обработки информационногопараметра выполнен в виде фильтра 11низких частот, подключенного черезкнопку 3 управления к выходу формирователя 10 импульсов элемента 12двойного дифференцирования, вход которого соединен с выходом фильтра 11низких частот, и триггера Шмитта 13,подключенного к выходу элемента 12двойного дифференцирования.Измерительный узел 4 выполнен ввиде счетчика 14, счетный вход которого подключен к генератору 5 импульсов, а сбросовый вход - черезкнопку 3 управления к формирователю10 импульсов.Хрониэирующий блок 6 выполнен ввиде двух задающих элементов 15 и16, выходы которых соответственносвязаны с одними входами двух элементов 17 и 18 сравнения, вторыевходы которых соединены с выходомсчетчика 14 измерительного узла 4Блок 7 управления регистрирующимузлом выполнен в ьиде двух элементов 19 и 20 задержки, трех триггеров 21-23 и двух формирователей 24и. 25 измерительного интервала, причем вход элемента 19 задержки подключен к выходу элемента 17 сравне-.ния, а вьгход - к одному из входовтриггера 23. Вход элемента 20 задержки соединен через кнопку 3 управления с выходом формирователя 10импульсов. Один вход формирователя24 измерительного интервала подключен к прямому выходу а триггера Шмитта 13, инверсный выход Д которогоО 20 25 30 35 40 45 50 3 1соединен с одним из входов формирователя 25 измерительного интервала, авторые входы формирователей 24 и 25измерительного интервала подключенык выходу элемента 20 задержки. Входтриггера 21 и один из входов триггера 22 соединены с выходом элемента17 сравнения хронизирующего блока,второй вход триггера 22 подключен квыходу элемента 18 сравнения хронизирующего блока, а второй вход триггера 23 - к прямому выходу.а- триггера Шмитта 13,Регистрирующий узел 8 выполнен ввиде шести схем 26-31 совпаденияи шести счетчиков 32-37, причем одинвход схемы 26 совпадения соединен свыходом формирователя 10 импульсов,одни входы схем 27-31 совпадения соединены с выходом генератора 5 импульсов, вторые входы схем 26-28 совпадения подключены соответственно квыходам триггеров 21-23, второй входсхемы 29 совпадения подключен к прямому выходу а триггера Шмитта 13,вторые входы схем 30 и 31 совпадениясоединены с выходами соответственноформирователей 24 и 25 измерительного интервала, а выходы схем 26-31совпадения подключены соответственнок счетчикам 32-37. БФИП 1 предназначен для получения и формированияэлектрических импульсов, частотакоторых пропорциональна частоте вращения колеса транспортного средства.Блок 2 обработки информационногопараметра служит для обработки посту.пающих на его вход сигналов и выделе.ния моментов начала нарастания замедления и достижения установившегося замедления.Кнопка 3 управления предназначенадля подачи сигналов с выхода формирователя 10 импульсов.на входы фильтра11 низких частот, счетчика 14 и элемента 20 задержки на время проведения измерения. Кнопка 3 управлениявыполнена без самовозврата с возвратом посредством вторичного нажатия ис электронной коммутацией цепей воизбежание появления переходных процессов.Измерительный узел 4 служит длянепрерывного измерения частоты вращения колеса путем подсчета числаимпульсов эталонного генератора завремя части (1/36) оборота колеса.Генератор 5 импульсов временислужит источником импульсов опорной 210085 4частоты 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 конца 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, а по другую- чувствительный элемент, в качестве которого используется фотодиод типа ФД.Формирователь 10 импульсов пред=значен для формирования сигнала.датчика 9 частоты вращения по амплитуде, Фронтам и;.лительности ивыполнен в виде последовательно соединенных усилителя, триггера Шмиттаи ждущего мультивибратора.Фильтр 11 низких частот служитдля детектирования среднего значения электрического сигнала с выходаформирователя 10 импульсов,преобразования его в сигнал, г.остоянное напряжение которого пропорционально частоте вращения колеса транспортного средства. Он выполнен на ос.нове Фильтра Бесселя третьего порядка.Элемент 12 двойного дифференцирования предназначен для получения второй производной От сигнала с выходафильтра 11 низких частот, Перваяпроизводная этого сигнала пропорциональна замедлению колеса, а втораяскорости изменения замедления, врезультате чего на выходе элемента12 двойного дифференцирования вырабатывается. импульс, передний фронт которого соответствует моменту началанарастания замедления колеса, а задний фронт . - Моменту достижения установившегося замедления. Он выполнен-,а основе двух последовательно включенных схем диффепенцирования па Оге.рационных усилител.х с высоким вх:ц"ным сопротивле.:е д,Триггер Шмитта 13 слу.нт для фопмирования сигнала с вь:хода элемента12 двойного дифференцированич поамплитуде и фронтам и ныпопнен набазе инвертирующего операционногоусилителя с положительной Обрать;Ойсвязью,.Счетчик 14 предназначен для непрерьг.".ого измерениячастоты вращения колеса путем подсчета числа импульсов времени эа время части егооборота. Он выполнен на цифровых мпкросхемах К 155 ИЕ 2.Задающие элементы 15 и 16 служатдля тэдания чисел, соответствующихчастоте вращения колеса в моменты начала и конца торможения. Элементы17 и 18 сравнения предназначены длявыдачи на выходах сигналов в случаесовпадения чисел, зацанных с помошьюзадающих элементов 15 и 16 соответственно с числами, отсчитаннымисчетчиком 14 за время части оборота колеса. Вместе с задающими элемен.тами 15 и 16 они выполнены в видесхем совпадения на основе микросхем К 155 ЛРЗ, соединенных через галетные переключатели 11 п 1 н с выходом дешифратора двоичного кода счетчика 14 в десятичный код реализованного на ос нове микросхем К 155 ИДЗ.Элементы 19 и 20 задержки служатдля задержки импульсов, поступающихсоответственно с элемента 17 сравнения и формирователя 10 импульсов, сцелью компенсации задержки сигналаФильтром 11 низких частот. Они вы,полнены на основе фазовых фильтровпервого порядка на операционных усилителях.Триггеры 21-23 предназначены дляуправления работой схем 26-28 совпа.дения соответственно, Все триггерывыполнены с раздельными входами намикросхемах К 155 ТМ 2.Фомирователи измерительного интервала служат для формирования прямоугольных импульсов, длительность которых равна промежуткам временимежду двумя соседними импульсами2; формирователя 10 импульсоз ;.О.тветственно в момент начала наростнипзамедления и в момент достиженияустановившегося замедления. Каждыйэ .тих формирователей состоит изсхе;.щ ЗИ на микросхеме К 155 ЛА 4 идвух триггеров со счетным входом намикросхемах К 155 ТВ 1.Схемы 26-31 совпадент., "ыполненнье. на базе:.акросхем К 155 ЛАЗ, предназначены для получения, пачек счетных импульсов, число которьх в пачке для схем 26-29 совпадения пропорционально соответственно тормозному пути, общему времени торможения,времени запаздывания тормозного приво,.;а, времени нарастания замедления,а для схсм 30 и 31 совпадения - обратно пропорционально соответственночастоте вращения в моменты началанарастания замедления и достижения, чустановившегося замедления,Счетчики 32-37 импульсов предназначены для подсчета числа импульсов,поступающих с выхода соответственносхем 26-31 совпадения. Они представляют собой электронные счетчики на.базе микросхем К 155 ИЕ 2. Состояниесчетчиков индицируется цифровыми индикаторами ИВ, управляемыми дешифраторами 133 ПП 4Перед наччлом измерения с помощьюэлементов 15 и 16 задают в виде числа импульсов соответственно частотувращения начала и конца торможения.7 1Устройство работает следующим оо.разом.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 измерительногоинтервала, устанавливаются в состояние "О", при котором все схемы совпадения находятся в закрытом состоя"нии, и импульсы с выхода формирователя 10 импульсов.и генератора 5импульсов не могут пройти на счетчики 32-37.В процессе вращения колеса импульсы от датчика 9 частоты вращенияпоступают на формирователь 10 импульсов, где они формируются по амп-литуде, крутизне Фронтов и длительности. После достижения колесом впроцессе разгона частоты вращения,превышающей частоту вращения началаторможения, разгон пцекращают и нажимают на кнопку 3 управления(фиг.2, С 1). В результате этогоимпульсы с выхода формирователя 10импульсов начинают поступать на входы фильтра 11 низких частот, счетчика 14 и элемента 20 задержки. Приэтом на сбросовом входе счетчика 14устанавливается нулевой потенциал, ион начинает счет импульсов с выхода генератора 5 импульсов, периодически переходя в состояние "0" сприходом импульса с выхода формирователя 10 импульсов на вход установкисчетчика в "0",В момент достижения частотой вращения колеса в процессе ее уменьшения заданной величины начала торможе.иия число импульсов, подсчитанноесчетчиком 14, станет равным числу,заданному с помощью задающего элемента 15, вследствие чего на выходеэлемента 17 сравнения выделяется импульс (фиг.2,). Этот импульспереключает триггеры 21 и 22 и черезвремя задержки, определяемое элементом 19 задержки, триггер 23 (фиг.2,С). В результате этого открываютсясхема 2 б совпадения, которая начинает пропускать импульсы с выхода формирователя 10 импульсов на счетчик32, и схем 27 и 28 совпадения, которые начинают пропускать импульсыс выхода генератора 5 импульсов соответственно на счетчики 33 и 34, 25 45 50 55 счетчик 34 останавливается, Фиксируячисло импульсов, соответствующее времени запаздывания тормозного привода (фиг,2, С). 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 измерительногоинтервала, На выходе последнего вырабатывается импульс, длительность которого равна времени между двумя соседними импульсами с выхода элемен. та 20 задержки. Передний фронт этогоимпульса открывает схему 30 совпадения, и она начинает пропускать импульсы с выхода генератора 5 импульсов на счетчик 36 в течение измерительного интервала, формируемогоформирователем 24 (Фиг.2, й -С ). После этого счетчик Зб останавливается (Фиг.2, С ), 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, ), Вследствие этого схема 29 совпадения закрывается, счетчик 35 останавливается, Фиксируя число импульсов, соответствующее времени нарастания 210085 8Одновременно с этим по импульсу с выхода эпемента 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 низкихчастот начинает быстро уменьшаться, и на выходе элемента 12 двойного дифференцирования вырабатываетсяимпульс, передний фронт и амплитуда которого Формируются триггером Шмитта 13 (фиг.2, 4). Положительный импульс с прямого выхода о триггера Шмитта 13 переключает триггер 23 в исходное состояние, схема 28 совпадения закрывается и9 .121замедления (Фиг.2,- ). ЗаднийФронт импульса с инверсного выхода8 триггера Шьятта 13 запускает Формирователь 25 измерительного интерва.ла, который работает аналогично формирователю 24. Передний фронт импульса с выхода формирователя 25 измерительного интервала открывает схему 31 совпадения на период междудвумя ближайшими смежными импульсамис выхода элемента 20 задержки (Фиг,2,-,). В течение этого периода импульсы с выхода генератора 5 импульсов проходят через схему 31 совпадения на счетчик 37. По заднему фронту импульса с выхода формирователя25 измерительного интервала счетчик37 останавливается (Фиг.2, :),фиксируя число импульсов, обратнопропорциональное частоте вращенияколеса в момент достижения установиршегосязамедления.При достижении колесом частотывращения, соответствующей частотевращения конца торможения, наступитсов;адение числа импульсов, подсчитанного счетчиком 14, с числом, заданным с помощью задающего элемента1 б. В результате этого на выходеэлемента 18 сравнения выделяется импульс (Фиг,2, с ), который переклю"чает триггер 22 в исходное состояние,схема 27 совпадения закрывается исчетчик 33 остана.сливается,. Фиксируячисло импульсов, соответствующее об,ему времени торможения ,Фиг.2,),В момент полной остановки колесаостанавливается счетчик 32 фиксируяисло импульсов, соответствующеегормозному пути колеса. На этом циклизмерения заканчивается.Таким образом, по окончании циклаработы устройства в цифровом видерегистрируются практически все параметры необходимые для получения тормо,ной диаграммы. На счетчике 32 Фиксирусгся число импульсов, соответствующее тормозному пути колеса, насчетчике 33 - число импульсов соответствующее общему времени торможения, на счетчике 34 - число импульсов, соответствующее времени запаздьвания тормозного привода, на счетчике 35 - число импульсов, соответствующее времени нарастания замедления, на счетчике 36 - число импульсов соответствующее частоте врашения колеса в момент начала нараста 10 15 20 50 ва за счет раздельного определения 25 ЗО 3 40 ДГ ния замедления, на счетчике 37число импульсов, соответствующеечастоте вращения колеса в моментдостижения установившегося замедления. Формула изобретения Устройство для измерения параметров тормозного процесса транспорт ного средства, содержащее блок форми рования информационного параметра, выполненный на последовательно соеди. ненных 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 входамиэлементов сравнения, другие входыкоторых подключены к выходу счетчика измерительного узла, регистрирующий узел, выполненный в виде трехсчетчиков и трех схем совпадения,причем первый вход первой схемы совпадения гопключен к выходу формироважг импульсов, а выход - к первомусчетчику, первые входь 1 второй и третьей схем совпадения подключены квыходу генератора импульсов, а выходы - соответственно к второму и третьему счетчикам, и, блок управлениярегистрирующим узлом, выполненныйна трех триггерах, вход первого изкоторых подключен к выходу одногоэлемента сравнения хронизирующегоблока., первый вход второго триггера - к выходу второго элемента сравнения хрониэирующего блока, а выходпервого триггера - к второму входупервой схемы совпадения регистрирующего узла,о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точнос-ти измерения времени срабатываниятормозного привода и уменьшениятрудоемкости диагностирования торь;оэной 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, элемент12 1210085 Й 84 гю акае 87753 таран 778 ПоПннаноеШШ Патент , т, 7 нторон, ун.Проектпаа,1 двойного дифференцирования итриггерШмитта, блок управления регистрирую.щим узлом снабжен двумя элементамизадержки, вход первого из которыхподключен к выходу первого элементасравнения хронизирующего блока, авыход - к первому входу третьеготриггера блока управления регистриРующим узлом, вход второго элементазадержки совместно со сбросовым вхо, дом счетчика измерительного узла соединен через кнопку управления с выходом формирователя импульсов блокаформирования информационного параметра, двумя формирователями измерительного интервала, один вход первого из которых совместно с вторымвходом третьего триггера этого жеблока подключен к первому выходутриггера Шмитта блока обработки информационного параметра, второй выход которого соединен с одним извходов 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 регистрирукицего узла, регистрирующий узел снабжен четвертым, пятым и шестым счетчиками и четвертой, пятой и шестой схемами совпадения, первые входы которых 15 подключены к выходу генератора им-,пульсов, а выходы - к соответствующим счетчикам, второй вход четвертой схемы совпадения соединен с первым выходом триггера Шмитта бло ка обработки информационного параметра, вторые входы пятой и шестой схем совпадения подключены соответственно к выходам первого и второго формирователей блока управления ре гистрирующим узлом.