Устройство для диагностирования топливной аппаратуры и определения эксплуатационных параметров транспортных средств

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при испытаниях, исследованиях и эксплуатации мобильных сельскохозяйственных агрегатов, автотранспортных средств, гусеничных машин и других подвижных объектов, оснащенных дизельными двигателями, а также диагностировании их топливной аппаратуры. Техническим результатом является снижение трудоемкости измерений при регистрации эксплуатационных параметров транспортных средств, повышение эксплуатационной надежности силовых установок транспортных средств, а также расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит датчик давления, четвертый первичный преобразователь, блок аналого-цифрового преобразования и индикатор неисправности топливной аппаратуры, причем датчик давления, устанавливаемый на линии высокого давления топливной аппаратуры силовых установок, через четвертый первичный преобразователь связан с блоком аналого-цифрового преобразования, выход которого соединен с входом элемента сравнения, первый выход которого соединен с ключом, а второй - с индикатором неисправности топливной аппаратуры, установленным на приборной панели водителя. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при испытаниях, исследованиях и эксплуатации мобильных сельскохозяйственных агрегатов, автотранспортных средств, гусеничных машин и других подвижных объектов, оснащенных дизельными двигателями, а также диагностирования их топливной аппаратуры.

Известно устройство для контроля и регистрации работы транспортных средств, содержащее датчик оборотов коленчатого вала двигателя, датчик пути, первичные преобразователи, детекторы, делители, генератор временных импульсов, инвертор, четыре элемента И, счетчики времени, оборотов коленчатого вала двигателя в движении и на месте, пройденного пути, программируемый интерфейс [SU, авторское свидетельство, 1152010, кл. G 07 С 5/08, 1983.]. Однако данное устройство не позволяет автоматизировать процесс управления эксплуатацией транспортных средств и производить регистрацию эксплуатационных показателей в полном объеме с гарантированно исправной топливной аппаратурой.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качеств прототипа, является устройство для определения эксплуатационных параметров транспортных средств [Патент РФ N 2107946 C1 МПК, C 07 C 5/08, 1998 г.], содержащее датчик топлива, и датчик пути, соединенные с входами первого и второго первичного преобразователя соответственно, счетчики, инвертор, элементы И, детекторы, делители, датчик оборотов коленчатого вала двигателя, третий первичный преобразователь, генератор временных импульсов, блок идентификации транспортного средства, программируемый интерфейс, состоящий из приемопередатчика, блока управления приемопередатчиком, регистра адреса, дешифратора адреса, блоки ключей, блоки согласования уровней сигналов. Выход датчика оборотов коленчатого вала двигателя соединен с входом третьего первичного преобразователя, выходы первичных преобразователей через соответствующие делители подключены к первым входам второго, четвертого и пятого элементов И, выходы первого и третьего первичных преобразователей подключены к входам первого и второго детекторов соответственно, выход первого из которых соединен с входом генератора временных импульсов, выход второго подключен к второму входу второго элемента И и через инвертор к второму входу третьего элемента И, один выход генератора временных импульсов соединен с первыми входами первого элемента И и блока управления интерфейса, первый выход которого соединен с вторыми входами первого, четвертого и пятого и третьими входами второго и третьего элементов И, второй и третий выходы подключены к управляющим входам регистра адреса и приемопередатчика соответственно, входы группы и выходы группы которого подключены соответственно к выходам группы первого и входам группы второго блоков согласования уровней сигналов. Шина данных приемопередатчика соединена с выходами блоков ключей и информационными входами регистра адреса, выходы которого подключены к входам дешифратора адреса, выходы первого, второго, третьего, четвертого и пятого элементов И соответственно через счетчик времени, счетчик оборотов коленчатого вала двигателя на месте, счетчика пройденного пути и выход блока идентификации транспортного средства непосредственно подключены к входам одноименных блоков ключей программируемого интерфейса, управляющие входы которых подключены к соответствующим выходам дешифратора адреса, запускающий вход блока управления приемопередатчиком объединен с одним из выходов первого блока согласования уровней сигналов. Однако данное устройство не учитывает возможность неисправности топливной аппаратуры силовых установок транспортных средств, и существует возможность снятия параметров по расходу топлива с заведомо неисправной топливной аппаратурой из-за отсутствия динамического контроля за ее техническим состоянием.

Изобретение направлено на снижение трудоемкости измерений при регистрации эксплуатационных параметров транспортных средств, повышение эксплуатационной надежности силовых установок транспортных средств, а также расширение функциональных возможностей устройства.

Технический результат достигается тем, что в устройство для диагностирования топливной аппаратуры и определения эксплуатационных параметров транспортных средств, содержащее датчик оборотов коленчатого вала двигателя, датчик пути, датчик топлива, соединенные с входами первого, второго и третьего первичных преобразователей соответственно, выходы первичных преобразователей через соответствующие делители подключены к первым входам второго, четвертого и пятого элементов И, выходы первого и третьего первичных преобразователей подключены к входам первого и второго детекторов соответственно, выход первого из которых соединен с входом генератора временных импульсов, выход второго подключен к второму входу второго элемента И и через инвертор к второму входу третьего элемента И, один выход генератора временных импульсов соединен с первыми входами первого элемента И и блока управления приемопередатчиком программируемого интерфейса, первый выход которого соединен с вторыми входами первого, четвертого и пятого и третьими входами второго и третьего элементов И, второй и третий выходы подключены к управляющим входам регистра адреса и приемопередатчика соответственно, входы группы и выходы группы которого подключены соответственно к выходам группы первого и входам группы второго блоков согласования уровней сигналов, шина данных приемопередатчика соединена с выходами блоков ключей и информационными входами регистра адреса, выходы которого подключены к входам дешифратора адреса, выходы первого, второго, третьего, четвертого и пятого элементов И соответственно через счетчик времени, счетчик оборотов коленчатого вала двигателя на месте, счетчика пройденного пути и выход блока идентификации транспортного средства непосредственно подключены к входам одноименных блоков ключей программируемого интерфейса, управляющие входы которых подключены к соответствующим выходам дешифратора адреса, запускающий вход блока управления приемопередатчиком объединен с одним из выходов первого блока согласования уровней сигналов, дополнительно введены: датчик давления, четвертый первичный преобразователь, блок аналого-цифрового преобразования и индикатор неисправности топливной аппаратуры, причем датчик давления, устанавливаемый на линии высокого давления топливной аппаратуры силовых установок, через четвертый первичный преобразователь связан с первым входом блока аналого-цифрового преобразования, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления приемопередатчиком, а выход соединен с входом элемента сравнения, первый выход которого соединен с ключом, а второй с индикатором неисправности топливной аппаратуры.

Отличительным признаком устройства для диагностирования топливной аппаратуры и определения эксплуатационных параметров транспортных средств по сравнению с известным является расширенная информативность за счет регистрации эксплуатационных характеристик транспортных средств в более тесной взаимосвязи между собой.

Изменения, внесенные в устройство, позволяют избежать снятия необходимых параметров при неисправной топливной аппаратуре силовых установок и позволяют информировать водителя о наличие неисправности, а при наличие соответствующего программного обеспечения для ЭВМ и о виде неисправности.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для диагностирования топливной аппаратуры и определения эксплуатационных параметров транспортных средств содержит датчик 1 оборотов коленчатого вала двигателя, датчик 2 пути /для транспортных средств с электроприводом тахометра и спидометра могут отсутствовать/, датчик 3 топлива, датчик 4 давления, первичные преобразователи 5, 6, 7 и 8, детекторы 9 и 11, делители 10, 12 и 13, генератор 14 временных импульсов, инвертор 15, блок 16 аналого-цифрового преобразования, элементы И 17-21, блок 22 управления приемопередатчиком, счетчик 23 времени, счетчик 24 оборотов коленчатого вала двигателя в движении, счетчик 25 оборотов коленчатого вала двигателя на месте, счетчик 26 пройденного пути, счетчик 27 расхода топлива, блок 28 идентификации транспортного средства, элемент 29 сравнения, регистр 30 адреса, дешифратор 31 адреса, ключи 32-38, приемопередатчик 39, блоки 40, 41 согласования уровней сигналов, индикатор 42 неисправности топливной аппаратуры. При этом выход датчика 1 оборотов соединен через первичный преобразователь 5 c входами детектора 9 и делителя 10, выход детектора 9 подключен к входу генератора 14 временных импульсов, а выход делителя 10 подключен к первым входам второго и третьего буферных элементов 18 и 19, выходы которых соединены соответственно со счетчиком 24 оборотов в движении и со счетчиком 25 оборотов на месте, первый выход генератора 14 временных импульсов подключен к входу первого буферного элемента 17, выход которого соединен с входом счетчика 26 времени, второй выход генератора 14 временных импульсов подключен к второму входу блока 22 управления приемопередатчиком. Выход датчика 2 пути через первичный преобразователь 6 подключен к входам детектора 11 и делителя 12, выход детектора 11 соединен с входом инвертора 15 и с вторым входом второго буферного элемента 18, выход делителя 12 соединен с входом элемента 20, выход которого подключен к входу счетчика 26 пройденного пути. Выход датчика 3 топлива соединен через первичный преобразователь 7 с входом делителя 13, выход которого подключен к входу элемента И 21, выход которого соединен с входом счетчика 27 расхода топлива, вход и выход блока 28 идентификации транспортного средства соединены соответственно через ключ 37 и шину соединения с приемопередатчиком 39, первый вход приемопередатчика 39 соединен с первым выходом блока 22 управления приемопередатчиком, второй вход приемопередатчика 39 подключен к выходу блока 40. Датчик 4 давления через первичный преобразователь 8 соединен с входом блока 16 аналого-цифрового преобразования, выход которого соединен с входом элемента сравнения 29, первый выход которого соединен с ключом 38, а второй с индикатором 42 неисправности топливной аппаратуры.

Кроме того, первый выход приемопередатчика 39 соединен с блоком 41, выход которого является выходом устройства, второй и третий выходы приемопередатчика 39 подключены соответственно к первому входу регистра 30 адреса и через ключ 37 - к входу блока 28 идентификации транспортного средства, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой входы приемопередатчика 39 подключены к выходам ключей 32-38, первый вход блока 22 управления приемопередатчиком соединен с выходом блока 40 уровней. Второй и третий выходы блока 22 управления приемопередатчиком соединены соответственно со вторым входом регистра 30 адреса, с управляющими входами пяти элементов И 17-21 и с входом блока 16 аналого-цифрового преобразования, выход регистра 30 адреса соединен с входом дешифратора 31 адреса, шесть выходов которого подключены соответственно к управляющим входам шести ключей 32-37. Входы ключей 32-36 соединены соответственно с выходами счетчика 23 времени, счетчика 24 оборотов коленчатого вала двигателя в движении, счетчика 25 оборотов коленчатого вала двигателя на месте, счетчика 26 пути, счетчика 27 расхода топлива, первый вход и первый выход ключа 37 подключены к блоку 28 идентификации транспортного средства. Выходы ключей 32-36 и второй выход ключа 37 соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым входами приемопередатчика 39 через шину соединения, а второй вход ключа 37 подключен через шину соединения к третьему выходу приемопередатчика 39, вход блока 40 соединяется при обмене информацией с внешним вычислительным устройством /например, с ПЭВМ ЕС 1841/, являясь управляющим входом устройства, выход блока 41 подключается к внешнему вычислительному устройству при обмене информацией и является выходом устройства, а его вход соединен с первым выходом приемопередатчика 39.

Блок управления приемопередатчиком состоит из комбинации микросхем. Регистр адреса и дешифратор адреса состоят из набора микросхем. Приемопередатчик представляет собой большую интегральную схему. Преобразователи уровней включают полупроводниковые элементы.

Устройство работает следующим образом.

Датчиком 1 оборотов формируются импульсы, поступающие через первичный преобразователь 5 и детектор 9 на вход генератора временных импульсов. Генератор включается и сигналы с него через первый элемент И 17 поступают на счетчик 23 времени работы двигателя транспортного средства. Одновременно импульсы с датчика 1 оборотов подаются через первичный преобразователь 5 и делитель 10 на информативные входы второго и третьего элементов И 18 и 19. Датчиком 4 давления формируются импульсы, которые через первичный преобразователь 8 и блок 16 аналого-цифрового преобразования поступают на элемент 29 сравнения, где происходит их сравнение с сигналами исправной топливной аппаратуры, хранящимися в памяти. Если топливная аппаратура исправна, то устройство работает в обычном режиме, в случае неисправности топливной аппаратуры подается сигнал на индикатор 42 неисправности топливной аппаратуры и информация о виде неисправности через ключ 38 и приемопередатчик 39 на ПЭВМ. Если автомобиль не двигается, то сигнал с датчика 1 оборотов через первичный преобразователь 5, делитель 8 и третий элемент И 19 поступает на счетчик 25 оборотов коленчатого вала двигателя на месте. При этом второй элемент И 18 заблокирован и импульсы на счетчик 24 оборотов коленчатого вала двигателя в движении не поступают. Если автомобиль двигается, то импульсы с датчика 2 пути через первичный преобразователь 6 и детектор 11 поступают на вход инвертора 15, который блокирует третий элемент И 19 и расстробирует второй элемент И 18. В результате этого сигналы с датчика 1 оборотов перестают поступать на счетчик 25 оборотов коленчатого вала двигателя на месте, а через расстробированный второй элемент И 18 подаются на счетчик 24 оборотов коленчатого вала двигателя в движении. При этом информация с датчика 2 пути через первичный преобразователь 6, делитель 12 и четвертый элемент И 20 поступает на счетчик 26 пройденного пути, а информация с датчика 3 расхода топлива через первичный преобразователь 7, делитель 11 и пятый буферный элемент 21 поступает на счетчик 27 топлива. Накопленная на счетчиках при работе устройства информация передается на внешнее вычислительное устройство при обмене, для совершения которого устройство соединяется с внешним вычислительным устройством информационным кабелем. Обмен начинается с активации линий Стык C2 со стороны внешнего вычислительного устройства. При этом запускается блок 22 управления приемопередатчиком 39 к шинам питания, а затем производящий программирование приемопередатчика 39 на заданный режим обмена. Запрограммированный приемопередатчик активизирует свои линии Стык C2 и подает по ним сигнал. Проанализировав полученный сигнал, внешнее вычислительное устройство начинает передавать команды в приемопередатчик 39 в последовательном виде. Приемопередатчик 39 принимает их и преобразует в параллельный код, который записывается в регистр 30 адреса и дешифруется дешифратором 31 адреса. В этом случае расстробируется один из ключей 32-38. Ключ подключает определенное количество разрядов с группы счетчиков 23-27 на вход приемопередатчика. Приемопередатчик 39 преобразует эту информацию в последовательный вид и по линиям Стык C2 передает на внешнее вычислительное устройство. Внешнее вычислительное устройство, приняв эту информацию, передает новый адрес для расстробирования другого ключа. Обмен продолжается до тех пор, пока вся информация не будет считана. Во избежание сбоев при обмене входы счетчиков 23-27 блокируются соответствующими элементами И 17-21 на время обмена и поступление на них информации прекращается. Проанализировав поступившую информацию, внешнее вычислительное устройство (например, ПЭВМ ЕС 1841) производит расчет эксплуатационных параметров транспортного средства: Средняя скорость движения на маршруте.

Среднее эксплуатационное число оборотов коленчатого вала двигателя транспортного средства при работе на установленном маршруте.

Средняя используемая эксплуатационная мощность двигателя транспортного при работе на установленном маршруте.

Среднее число оборотов коленчатого вала двигателя транспортного средства на 1 км пробега.

Средняя сила тяги, подводимая к колесам за время движения.

Средний коэффициент сопротивления движению на маршруте.

Теоретически ожидаемый расход топлива за поездку.

Расход топлива на 1 км пробега.

Среднее количество оборотов коленчатого вала двигателя транспортного средства на 1 л израсходованного топлива.

Средний эксплуатационный КПД транспортного средства.

Усредненная масса транспортного средства, перевезенная за поездку.

Наличие неисправности топливной аппаратуры и ее вид.

Устройство позволяет определить ряд эксплутационных параметров транспортных средств, а также регистрировать информацию о режимах работы подвижного объекта. Оснащение автомобильного парка устройствами подобного типа позволяет в значительной мере автоматизировать процесс управления эксплуатацией транспортных средств и высвободить людей, непосредственно им занятых, повысить при этом эффективность использования транспортных средств.

Формула изобретения

Устройство для диагностирования топливной аппаратуры и определения эксплуатационных параметров транспортных средств, содержащее датчик оборотов коленчатого вала двигателя, датчик пути, датчик топлива, выход датчика оборотов коленчатого вала двигателя через соответствующий первичный преобразователь соединен с входом одного из детекторов, выход которого подключен к входам генератора временных импульсов, и одного из делителей, выход последнего соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, первый выход генератора временных импульсов подключен к одному из входов первого элемента И, второй выход - к второму входу блока управления приемопередатчиком, выход датчика пути через соответствующий первичный преобразователь подключен к входам других детектора и делителя, выход другого детектора соединен с входом инвертора и с вторым входом второго элемента И, выход другого делителя соединен с первым входом четвертого элемента И, выход датчика топлива через соответствующий первичный преобразователь - с входом соответствующего делителя, выход которого подключен к первому входу пятого элемента И, выходы с первого по пятый элементов И соединены соответственно со счетчиком времени, счетчиком оборотов в движении, счетчиком оборотов на месте, счетчиком оборотов пройденного пути, счетчиком расхода топлива, вход и выход блока идентификации транспортного средства соединены через соответствующий ключ и шину соединения с приемопередатчиком, ключи предназначены для подключения указанных счетчиков на вход приемопередатчика, первый вход блока управления приемопередатчиком соединен с выходом соответствующего блока согласования уровней сигнала, первый, второй и третий выходы соединены соответственно с первым входом приемопередатчика, с вторым входом регистра адреса и с управляющими входами элементов И, выход регистра адреса соединен с входом дешифратора адреса, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих ключей, соответствующие выходы приемопередатчика подключены к первому входу регистра адреса, отличающееся тем, что в устройство введены датчик давления, четвертый первичный преобразователь, блок аналого-цифрового преобразования, индикатор неисправности топливной аппаратуры и элемент сравнения с сигналами исправной топливной аппаратуры, причем датчик давления, устанавливаемый на линии высокого давления топливной аппаратуры силовых установок, через четвертый первичный преобразователь связан с первым входом блока аналого-цифрового преобразования, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления приемопередатчиком, а выход - с входом указанного элемента сравнения, первый выход которого соединен с соответствующим ключом, а второй - с индикатором неисправности топливной аппаратуры.

РИСУНКИ

Рисунок 1