СПОСОБЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ, ОБОРУДОВАННОГО АНТИБЛОКИРОВОЧНОЙ СИСТЕМОЙ (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБОВ

Название	СПОСОБЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ, ОБОРУДОВАННОГО АНТИБЛОКИРОВОЧНОЙ СИСТЕМОЙ (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБОВ
Разработчик (Авторы)	Федотов А.И., Осипов А.Г., Бойко А.В., Портнягин Е.М.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2297932
Дата регистрации	14.12.2005
Правообладатель	Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет"
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к диагностированию тормозных систем автомобилей.

Известен способ диагностирования тормозных систем автомобилей (Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Под ред. Г.В.Крамаренко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1983. С.144, абзац 6.

Известный способ является аналогом для всех заявляемых способов заявки.

Общими признаками с заявляемыми способами диагностирования тормозной системы автомобиля, оборудованного и не оборудованного антиблокировочной системой (АБС), является установка автомобиля на опорные ролики испытательного стенда колесами диагностируемой оси, задание тестового режима диагностирования путем разгона инерционных масс стенда и установленных на опорные ролики стенда колес диагностируемой оси до начальной скорости торможения, торможение и измерение в процессе торможения тормозных сил, угловых скоростей следящих роликов и времени торможения с последующей оценкой состояния тормозной системы автомобиля.

Недостатками известного способа диагностирования является то, что условия испытания не соответствуют реальным условиям торможения автомобиля. Причина в том, что перед установкой автомобиля на опорные ролики испытательного стенда не измеряют вес диагностируемой оси и не крепят на педаль тормоза датчик усилия, а в процессе торможения не измеряют угловые скорости опорных роликов и усилие на педали тормоза, что не позволяет определять с помощью компьютера среднее реализованное значение удельной тормозной силы, среднее реализованное значение показателя Петрова и среднее за время торможения, а также текущее значение проскальзывания колес автомобиля и провести оценку состояния тормозной системы автомобиля по определяемым компьютером интегральным показателям процесса торможения автомобиля. Кроме того, известный способ не позволяет диагностировать тормозные системы автомобилей, оборудованных АБС.

За прототип заявляемых способов принят способ диагностирования тормозных систем автомобилей с установкой на ролики стенда и последовательным испытанием колес каждой оси посредством устройства для контроля эффективности торможения автотранспортного средства (Патент РФ №2242386 С1, МПК В60Т 17/22, G01L 5/28), наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату.

Общими признаками с заявляемыми способами диагностирования тормозной системы автомобиля, оборудованного и не оборудованного антиблокировочной системой (АБС), является установка автомобиля на опорные ролики испытательного стенда колесами диагностируемой оси, задание тестового режима диагностирования путем разгона инерционных масс стенда и установленных на опорные ролики стенда колес диагностируемой оси до начальной скорости торможения, торможение и измерение в процессе торможения тормозных сил, угловых скоростей следящих роликов и времени торможения с последующей оценкой состояния тормозной системы автомобиля.

Недостатком способа прототипа с точки зрения достижения технического результата в случае диагностирования тормозной системы автомобиля, не оборудованного АБС, является недостаточное качество определения диагностических параметров из-за того, что в способе-прототипе определяют только величину тормозной силы на колесе и его проскальзывание. Причина в том, что перед установкой автомобиля на опорные ролики испытательного стенда не измеряют вес диагностируемой оси и не крепят на педаль тормоза датчик усилия, в процессе торможения не измеряют усилие на педали тормоза и время торможения колес, что не позволяет определять с помощью компьютера среднее реализованное значение удельной тормозной силы, среднее реализованное значение показателя Петрова и среднее за время торможения, а также текущее значение проскальзывания колес автомобиля и провести оценку состояния тормозной системы автомобиля по определяемым компьютером интегральным показателям процесса торможения автомобиля.

Недостатком способа-прототипа, с точки зрения достижения технического результата в случае диагностирования тормозной системы автомобиля, оборудованного АБС, является несоответствие условий стендовых испытаний реальным условиям торможения автомобиля из-за нарушения работы АБС вследствие неподвижности колес не диагностируемых на стенде осей. Неподвижность колес недиагностируемых осей нарушает адекватное функционирование АБС, а следовательно, и всей тормозной системы, так как при неотключенных датчиках угловых скоростей неподвижные колеса воспринимаются АБС как колеса, движущиеся "юзом", при этом АБС не позволяет эффективно затормозить вращающиеся колеса диагностируемой оси. Поэтому в независимости от того, имеет АБС функцию перехода в режим "тестирование" или не имеет, способ по прототипу не позволяет качественно определить значения диагностируемых параметров и произвести достоверную оценку технического состояния тормозной системы автомобиля.

Известны роликовые тормозные стенды с приводом непосредственно или через редукторы от одного или двух электродвигателей, реализующие рассмотренные выше способы диагностирования тормозных систем автомобилей (Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов /Под ред. Г.В.Крамаренко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1983. С.146, рис.6.34 б).

Недостатком этих тормозных стендов является низкое качество определения диагностических параметров из-за отсутствия целого ряда измерительных устройств.

За прототип принято устройство для контроля эффективности торможения автотранспортного средства (Патент РФ №2242386 С1, МПК В60Т 17/22, G01L 5/28), наиболее близкое по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству.

Общими признаками с заявляемым устройством являются опорные и следящие ролики, два маховика, расположенные на валах опорных роликов устройства для измерения крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля, и выполненный с возможностью приведения его в действие от электродвигателя.

Недостатками устройства по прототипу является:

- отсутствие связи между стендом и электронным блоком управления антиблокировочной системой (АБС);

- отсутствие в секциях стенда весовых устройств, позволяющих измерять удельные тормозные силы на каждом (левом и правом) колесе;

- отсутствие устройства для определения усилия на тормозной педали, позволяющего устанавливать время торможения колес автомобиля;

- ограниченный просвет между стендом и диагностируемым автомобилем, не позволяющий диагностировать машины с малым клиренсом.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи создания при стендовых испытаниях условий, соответствующих реальным условиям торможения на дороге, а также повышения качества определения диагностических параметров тормозных систем автомобилей, в том числе с АБС, имеющей и не имеющей функции перехода в режим "тестирование" прицепом, полуприцепом и разной базой.

Технический результат заключается в обеспечении в стендовых условиях нормальной работы АБС при неподвижных колесах не диагностируемых на стенде осей за счет отключения датчиков угловых скоростей этих колес и имитации их вращения путем подачи на электронный блок управления АБС сигналов от датчиков угловых скоростей вращающихся колес (диагностируемой оси), а также повышении качества определения на стенде диагностических параметров различных тормозных систем за счет определения при торможении средних и текущих значений проскальзывания колес относительно их опорных поверхностей, измерения удельных тормозных сил на каждом колесе, определения интегральных параметров, определения усилия на тормозной педали и установления времени торможения колес, увеличения просвета между стендом и автомобилем.

Технический результат достигается заявляемыми способами диагностирования тормозных систем автомобилей и устройством для их осуществления.

Технический результат достигается тем, что в способе диагностирования тормозной системы автомобиля, оборудованного антиблокировочной системой, обладающей функцией перехода в режим "тестирование", включающем установку автомобиля на опорные ролики испытательного стенда колесами диагностируемой оси, задание тестового режима диагностирования путем разгона инерционных масс стенда и установленных на опорные ролики стенда колес диагностируемой оси до начальной скорости торможения, торможение и измерение в процессе торможения тормозных сил, угловых скоростей следящих роликов и времени торможения с последующей оценкой состояния тормозной системы автомобиля, согласно изобретению перед установкой автомобиля на опорные ролики испытательного стенда измеряют вес диагностируемой оси, крепят на педаль тормоза датчик усилия на педали и переводят антиблокировочную систему в режим "тестирование" путем отключения датчиков угловых скоростей колес недиагностируемых осей, используя алгоритмы, функционально заложенные в блок управления антиблокировочной системой, в процессе торможения дополнительно измеряют угловые скорости опорных роликов и усилие на педали тормоза, причем перед оценкой состояния тормозной системы автомобиля определяют с помощью компьютера среднее реализованное значение удельной тормозной силы, среднее реализованное значение показателя Петрова и среднее за время торможения значение проскальзывания колес автомобиля, а оценку состояния тормозной системы автомобиля ведут по этим определяемым компьютером интегральным показателям процесса торможения автомобиля. Причем перед заданием тестового режима в способе проводят контрольную проверку электронного блока управления антиблокировочной системой на работоспособность и на идентификацию способности антиблокировочной системы диагностироваться по осям.

Технический результат достигается тем, что в способе диагностирования тормозной системы автомобиля, оборудованного антиблокировочной системой, не имеющей функцию перехода в режим "тестирование", включающем установку автомобиля на опорные ролики испытательного стенда колесами диагностируемой оси, задание тестового режима диагностирования путем разгона инерционных масс стенда и установленных на опорные ролики стенда колес диагностируемой оси до начальной скорости торможения, торможение и измерение в процессе торможения тормозных сил, угловых скоростей следящих роликов и времени торможения с последующей оценкой состояния тормозной системы автомобиля, согласно изобретению перед установкой автомобиля на опорные ролики испытательного стенда измеряют вес диагностируемой оси, крепят на педаль тормоза датчик усилия на педали и переводят антиблокировочную систему в режим "тестирование" путем отключения датчиков вращения колес, недиагностируемых осей, и подключения устройства для имитации вращения неподвижных колес недиагностируемых осей, причем задание тестового режима, торможение и измерение диагностических параметров проводят в условиях имитации вращения неподвижных колес недиагностируемых осей путем подачи на электронный блок управления антиблокировочной системой сигнала с колес диагностируемой оси, при этом в процессе торможения дополнительно измеряют угловые скорости опорных роликов и усилие на педали тормоза, перед оценкой состояния тормозной системы автомобиля определяют с помощью компьютера среднее реализованное значение удельной тормозной силы, среднее реализованное значение показателя Петрова и среднее за время торможения значение проскальзывания колес автомобиля, а оценку состояния тормозной системы автомобиля ведут по этим определяемым компьютером интегральным показателям процесса торможения автомобиля.

Причем перед заданием тестового режима проводят контрольную проверку электронного блока управления антиблокировочной системой на идентификацию неспособности антиблокировочной системы диагностироваться по осям путем отключения в режиме "тестирование" датчиков угловых скоростей колес недиагностируемых осей.

Технический результат достигается тем, что способ диагностирования тормозной системы автомобиля, предназначенный для использования в предыдущих способах, включающий установку автомобиля на опорные ролики испытательного стенда колесами диагностируемой оси, задание тестового режима диагностирования путем разгона инерционных масс стенда и установленных на опорные ролики стенда колес диагностируемой оси до начальной скорости торможения, торможение и измерение в процессе торможения тормозных сил, угловых скоростей следящих роликов и времени торможения с последующей оценкой состояния тормозной системы автомобиля, согласно изобретению перед установкой автомобиля на опорные ролики испытательного стенда измеряют вес диагностируемой оси и крепят на педаль тормоза датчик усилия, в процессе торможения дополнительно измеряют угловые скорости опорных роликов и усилие на педали тормоза, причем перед оценкой состояния тормозной системы автомобиля определяют с помощью компьютера среднее реализованное значение удельной тормозной силы, среднее реализованное значение показателя Петрова и среднее за время торможения значение проскальзывания колес автомобиля, а оценку состояния тормозной системы автомобиля ведут по этим определяемым компьютером интегральным показателям процесса торможения автомобиля.

Технический результат достигается тем, что испытательный стенд, содержащий опорные и следящие ролики, два маховика, кинематически связанные между собой посредством вала и муфт, расположенные на валах опорных роликов устройства для измерения крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля, и выполненный с возможностью приведения его в действие от электродвигателя, согласно изобретению дополнительно содержит шлейф для подключения стенда к электронному блоку управления антиблокировочной системой, компьютер, усилители сигналов, аналого-цифровой преобразователь, устройство для имитации вращения неподвижных колес, недиагностируемых осей, устройства для измерения угловых скоростей опорных роликов, устройства для измерения веса диагностируемой оси, устройство для определения усилия на тормозной педали и расположенные по периметру стенда маховики, при этом один конец шлейфа электрически соединен с диагностическим гнездом электронного блока управления антиблокировочной системой, а другой конец - с компьютером.

Предварительная проверка функционирования АБС в заявляемых способах, отключение датчиков угловых скоростей неподвижных колес не диагностируемых на стенде осей и подача на электронный блок управления АБС сигналов, имитирующих вращение этих колес путем снятия сигналов с датчиков угловых скоростей левого и правого колеса диагностируемой оси, их усиления и распределения соответственно по левым и правым колесам недиагностируемых осей, позволит диагностировать тормозную систему автомобиля при работе АБС в нормальном режиме, имеющем место при вращении всех колес.

Включение в заявляемый испытательный стенд дополнительных измерительных устройств позволит повысить качество определения диагностических параметров различных тормозных систем и достоверность устанавливаемого диагноза.

Наличие электродвигателя позволит приводить в движение колеса любой оси автомобиля, прицепа или полуприцепа независимо от того, ведущие это колеса или нет.

Установка электродвигателя, связь между стендом и электронным блоком управления АБС и наличие устройства для подачи на электронный блок управления АБС сигналов, имитирующих вращение неподвижных колес, позволит производить диагностику тормозных систем автомобилей и прицепов, оборудованных АБС с функцией и без функции перехода в режим "тестирование", по отдельным осям автомобиля.

Подключение испытательного стенда посредством шлейфа к электронному блоку управления АБС позволит в статике производить проверку работоспособности электронного блока управления и исполнительных элементов АБС, а также проверку ее способности или неспособности диагностироваться по отдельным осям.

Отключение датчиков угловых скоростей колес недиагностируемых осей и подключение устройства для подачи на электронный блок управления АБС сигналов позволит имитировать вращение неподвижных колес. Сигналы с датчиков угловых скоростей левых и правых колес диагностируемой оси поступают в предлагаемое устройство, усиливаются и передаются на электронный блок управления АБС соответственно как сигналы с левых и правых колес недиагностируемых осей, т.е. вместо сигналов отключенных датчиков угловых скоростей неподвижных колес.

Задание тестового режима диагностирования осуществляется путем разгона инерционных масс стенда и установленных на ролики стенда колес диагностируемой оси до начальной скорости торможения.

При реализации процесса торможения производится измерение диагностических параметров.

Если продиагностированы не все оси, то автомобиль наезжает (устанавливается) колесами следующей оси на ролики испытательного стенда и операции повторяются в установленной последовательности. Эти операции повторяются до того момента, пока не будут испытаны (продиагностированы) колеса всех осей автомобиля, в том числе прицепа или полуприцепа.

Таким образом, технический результат заявляемого группового изобретения достигается благодаря:

- наличию шлейфа для подключения стенда к электронному блоку управления АБС;

- предварительной проверке работоспособности АБС, а также ее способности или неспособности диагностироваться по отдельным осям;

- наличию устройства для усиления и подачи на электронный блок управления АБС сигналов, имитирующих вращение неподвижных колес;

- отключению датчиков угловых скоростей неподвижных колес не диагностируемых на стенде осей и подаче на электронный блок управления АБС сигналов от датчиков угловых скоростей вращающихся колес;

- наличию весовых устройств, позволяющих измерять удельные тормозные силы на каждом колесе;

- наличию устройств для измерения угловых скоростей опорных и следящих роликов;

- наличию устройства для определения усилия на тормозной педали;

- расположению маховиков по контуру платформы стенда вне колеи автомобиля.

Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого группового изобретения критерию "новизна".

Из уровня техники известны способы и устройства для имитации движения автомобиля путем установки последнего всеми колесами на беговые барабаны и их вращения при помощи механического привода стенда, например способ диагностирования и реализующие его инерционные тормозные стенды (Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Под ред. Г.В.Крамаренко. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1983. С.146, рис.6.34а.

В заявляемых способе и устройстве имитация вращения колес стоящего автомобиля (колес недиагностируемых осей) осуществлена путем отказа от непосредственного вращения колес при помощи механического привода стенда и подачи электронного сигнала, соответствующего угловым скоростям вращающихся при движении автомобиля колес, на электронный блок управления АБС. При этом повышается качество диагностирования путем устранения влияния механических передач стенда на диагностические параметры за счет сокращения количества элементов привода, влекущих потери. Кроме этого, качество диагностирования заключается в повышении безопасности проведения диагностирования автомобиля, стоящего на земле, а не на беговых барабанах стенда.

Проведенный сопоставительный анализ свидетельствует о соответствии заявляемых способов и реализующего их устройства критерию "изобретательский уровень".

Формула изобретения

1. Способ диагностирования тормозной системы автомобиля, оборудованного антиблокировочной системой с функцией перехода в режим "тестирование", включающий установку автомобиля на опорные ролики испытательного стенда колесами диагностируемой оси, задание тестового режима диагностирования путем разгона инерционных масс стенда и установленных на опорные ролики стенда колес диагностируемой оси до начальной скорости торможения, торможение и измерение в процессе торможения тормозных сил, угловых скоростей следящих роликов и времени торможения с последующей оценкой состояния тормозной системы автомобиля, отличающийся тем, что перед установкой автомобиля на опорные ролики испытательного стенда измеряют вес диагностируемой оси, крепят на педаль тормоза датчик усилия на педали и переводят антиблокировочную систему в режим "тестирование" путем отключения датчиков угловых скоростей колес недиагностируемых осей, используя алгоритмы, функционально заложенные в блок управления антиблокировочной системой, в процессе торможения дополнительно измеряют угловые скорости опорных роликов и усилие на педали тормоза, причем перед оценкой состояния тормозной системы автомобиля определяют с помощью компьютера среднее реализованное значение удельной тормозной силы, среднее реализованное значение показателя Петрова и среднее за время торможения, а также текущее значение проскальзывания колес автомобиля, а оценку состояния тормозной системы автомобиля ведут по этим определяемым компьютером интегральным показателям процесса торможения автомобиля.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед заданием тестового режима проводят контрольную проверку электронного блока управления антиблокировочной системой на работоспособность и на идентификацию способности антиблокировочной системы диагностироваться по осям.

3. Способ диагностирования тормозной системы автомобиля, оборудованного антиблокировочной системой без функции перехода в режим "тестирование", включающий установку автомобиля на опорные ролики испытательного стенда колесами диагностируемой оси, задание тестового режима диагностирования путем разгона инерционных масс стенда и установленных на опорные ролики стенда колес диагностируемой оси до начальной скорости торможения, торможение и измерение в процессе торможения тормозных сил, угловых скоростей следящих роликов и времени торможения с последующей оценкой состояния тормозной системы автомобиля, отличающийся тем, что перед установкой автомобиля на опорные ролики испытательного стенда измеряют вес диагностируемой оси, крепят на педаль тормоза датчик усилия на педали и переводят антиблокировочную систему в режим "тестирование" путем отключения датчиков вращения колес недиагностируемых осей и подключения устройства для имитации вращения неподвижных колес недиагностируемых осей, причем задание тестового режима, торможение и измерение диагностических параметров проводят в условиях имитации вращения неподвижных колес недиагностируемых осей путем подачи на электронный блок управления антиблокировочной системой сигнала с колес диагностируемой оси, при этом в процессе торможения дополнительно измеряют угловые скорости опорных роликов и усилие на педали тормоза, перед оценкой состояния тормозной системы автомобиля определяют с помощью компьютера среднее реализованное значение удельной тормозной силы, среднее реализованное значение показателя Петрова и среднее за время торможения, а также текущее значение проскальзывания колес автомобиля, а оценку состояния тормозной системы автомобиля ведут по этим определяемым компьютером интегральным показателям процесса торможения автомобиля.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что перед заданием тестового режима проводят контрольную проверку электронного блока управления антиблокировочной системой на идентификацию неспособности антиблокировочной системы диагностироваться по осям путем отключения в режиме "тестирование" датчиков угловых скоростей колес недиагностируемых осей.

5. Способ диагностирования тормозной системы автомобиля, включающий установку автомобиля на опорные ролики испытательного стенда колесами диагностируемой оси, задание тестового режима диагностирования путем разгона инерционных масс стенда и установленных на опорные ролики стенда колес диагностируемой оси до начальной скорости торможения, торможение и измерение в процессе торможения тормозных сил, угловых скоростей следящих роликов и времени торможения с последующей оценкой состояния тормозной системы автомобиля, отличающийся тем, что перед установкой автомобиля на опорные ролики испытательного стенда измеряют вес диагностируемой оси и крепят на педаль тормоза датчик усилия, в процессе торможения дополнительно измеряют угловые скорости опорных роликов и усилие на педали тормоза, причем перед оценкой состояния тормозной системы автомобиля определяют с помощью компьютера среднее реализованное значение удельной тормозной силы, среднее реализованное значение показателя Петрова и среднее за время торможения, а также текущее значение проскальзывания колес автомобиля, а оценку состояния тормозной системы автомобиля ведут по этим определяемым компьютером интегральным показателям процесса торможения автомобиля.

6. Испытательный стенд, содержащий опорные и следящие ролики, два маховика, кинематически связанных между собой посредством вала и муфт, расположенные на валах опорных роликов устройства для измерения крутящих моментов, пропорциональных тормозным силам на колесах автомобиля, и выполненный с возможностью приведения его в действие от электродвигателя, отличающийся тем, что он дополнительно содержит шлейф для подключения стенда к электронному блоку управления антиблокировочной системой, компьютер, усилители сигналов, аналого-цифровой преобразователь, устройство для имитации вращения неподвижных колес недиагностируемых осей, устройства для измерения угловых скоростей опорных роликов, устройства для измерения веса диагностируемой оси, устройство для определения усилия на тормозной педали и расположенные по периметру стенда маховики, при этом один конец шлейфа электрически соединен с диагностическим гнездом электронного блока управления антиблокировочной системой, а другой конец - с компьютером.

Изобретение "СПОСОБЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ, ОБОРУДОВАННОГО АНТИБЛОКИРОВОЧНОЙ СИСТЕМОЙ (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБОВ" (Федотов А.И., Осипов А.Г., Бойко А.В., Портнягин Е.М.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога