устройство для допускового контроля режимных параметров и сигнализации аварийного и неадекватного состояния функциональных узлов автомобиля

Формула изобретения

1. Устройство для допускового контроля режимных параметров и сигнализации аварийного и неадекватного состояния функциональных узлов автомобиля, содержащее подключенные к бортовой сети два источника опорного напряжения, первый из которых выполнен в виде регулируемого резисторного делителя напряжения, датчик температуры охлаждающей жидкости в виде терморезистора, компараторы, неинвертирующий и инвертирующий входы первого из которых связаны с выходами соответственно первого источника опорного напряжения и датчика температуры охлаждающей жидкости, контактные датчики аварийного давления масла, аварийного состояния тормозного привода, включенного состояния стояночного тормоза и включенного состояния указателей поворота, диоды по числу контактных датчиков, низкочастотный генератор импульсов и звуковой сигнализатор, отличающееся тем, что оно снабжено датчиками напряжения бортовой сети, выполненными в виде регулируемых резисторных делителей напряжения, RC-фильтрами, количество которых соответствует числу компараторов, и элементом ИЛИ, подключенным к его выходу входом инвертором, причем второй блок опорного напряжения выполнен в виде параметрического стабилизатора напряжения, а звуковой сигнализатор - в виде генератора импульсов звуковой частоты с пьезоизлучателем, при этом неинвертирующие входы второго и третьего компараторов и инвертирующий вход четвертого компаратора соединены с выходом второго блока опорного напряжения, инвертирующий вход третьего компаратора и неинвертирующий вход четвертого компаратора связаны с выходами соответствующих датчиков напряжения бортовой сети, инвертирующий вход второго компаратора связан с выходом делителя напряжения, состоящего из последовательно соединенных двух резисторов и параллельно соединенных контактных датчиков с развязывающими диодами, выходы всех компараторов через индивидуальные RC-фильтры подключены к входам элемента ИЛИ, а выход инвертора соединен с пусковым входом низкочастотного генератора импульсов, выход которого подключен к пусковому входу звукового сигнализатора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в звуковом сигнализаторе частота генератора импульсов звуковой частоты установлена близкой к резонансной частоте пьезоизлучателя.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено стабилитронами, подключенными к инвертирующим входам первого, второго и третьего компараторов и к неинвертирующим входам первого и четвертого компараторов.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено балластными резисторами, включенными в входные цепи всех компараторов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортной контрольно-измерительной технике и предназначено для использования в автомобилях с целью привлечения внимания водителя автомобиля к показаниям контрольных приборов при выходе контролируемых параметров за допустимые пределы, а также побуждения его к ликвидации недопустимого состояния отдельных узлов автомобиля.

Известно устройство для контроля технического состояния автомобиля, содержащее датчики контролируемых параметров и состояния, установленные в соответствующих узлах автомобиля и включенные в плечи делителей напряжения, компараторы, входы которых соединены с выходами соответствующих делителей напряжения, а выходы - с индикаторами ненормальных режимов и состояний [1].

Недостатком известного устройства является значительная конструкционная сложность, низкая точность контроля и не качественность предупредительной сигнализации.

Наиболее близким к предложенному является автомобильное контрольное устройство, содержащее подключенные к бортовой сети два источника опорного напряжения, первый из которых выполнен в виде регулируемого резисторного делителя напряжения, датчик температуры охлаждающей жидкости и масла со вспомогательными резисторами делителями напряжения в виде терморезистора, компараторы, неинвертирующий и инвертирующий входы первого из которых связаны с выходами соответственно первого источника опорного напряжения и датчика температуры охлаждающей жидкости, контактные датчики аварийного давления масла, аварийного состояния тормозного привода, включенного состояния стояночного тормоза и включенного состояния указателей поворота, диоды по числу контактных датчиков, низкочастотный генератор импульсов и звуковой сигнализатор [2].

Недостатки указанного устройства также связаны с элементной избыточностью, выражающейся в большом количестве источников опорного напряжения и использовании индивидуального компаратора для каждого контактного датчика.

Целью изобретения является упрощение технического решения по обеспечению необходимого контроля, повышения надежности, точности и качества.

Поставленная задача решается тем, что устройство для допускового контроля режимных параметров и сигнализации аварийного и неадекватного состояния функциональных узлов автомобиля, содержащее подключенные к бортовой сети два источника опорного напряжения, первый из которых выполнен в виде регулируемого резисторного делителя напряжения, датчик температуры охлаждающей жидкости в виде терморезистора, компараторы, неинвертирующий и инвертирующий входы первого из которых связаны с выходами соответственно первого источника опорного напряжения и датчика температуры охлаждающей жидкости, контактные датчики аварийного давления масла, аварийного состояния тормозного привода, включенного состояния стояночного тормоза и включенного состояния указателей поворота, диоды по числу контактных датчиков, низкочастотный генератор импульсов и звуковой сигнализатор, снабжено датчиками напряжения бортовой сети, выполненными в виде регулируемых резисторных делителей напряжения. RC-фильтрами, количество которых соответствует числу компараторов, элементом ИЛИ, подключенным к его выходу входом инвертором, причем второй блок опорного напряжения выполнен в виде параметрического стабилизатора напряжения, а звуковой сигнализатор - в виде генератора импульсов звуковой частоты с пьезоизлучателями, при этом неинвертирующие входы второго и третьего компараторов и инвертирующий вход четвертого компаратора соединены с выходом второго блока опорного напряжения, инвертирующий вход третьего компаратора и неинвертирующий вход четвертого компаратора связаны с выходами соответствующих датчиков напряжения бортовой сети, инвертирующий вход второго компаратора связан с выходом делителя напряжения, состоящего из последовательно соединенных двух резисторов и параллельно соединенных контактных датчиков с развязывающими диодами, выходы всех компараторов через индивидуальные RC-фильтры подключены к входам элемента ИЛИ, а выход инвертора соединен с пусковым входом низкочастотного генератора импульсов, выход которого подключен к пусковому входу звукового сигнализатора; а также тем, что в звуковом сигнализаторе частота генератора импульсов звуковой частоты установлена близкой к резонансной частоте пьезоизлучателя, кроме того, устройство снабжено стабилитронами, подключенными к инвертирующим входам первого, второго и третьего компараторов и к неинвертирующим входам первого и четвертого компараторов, и снабжено балластными резисторами, включенными в входные цепи всех компараторов.

На чертеже представлена электрическая схема устройства.

Устройство содержит подключение к бортовой сети первый источник опорного напряжения в виде регулируемого резисторного делителя напряжения 2-3, второй источник опорного напряжения в виде параметрического стабилизатора напряжения с резистором 4, стабилитроном 5 и вспомогательным резисторным делителем напряжения 6-7, датчик температуры охлаждающей жидкости в виде терморезистора 8, первый датчик напряжения бортовой сети в виде регулируемого резисторного делителя напряжения 9-10, второй датчик напряжения бортовой сети в виде регулируемого резисторного делителя напряжения 11, 12, компараторы 13-16 (с однополярным питанием). В состав устройства входят контактные датчики 17 аварийного давления масла, датчик 18 аварийного состояния тормозного привода, датчик 19 включенного состояния стояночного тормоза и датчика 20 включенного состояния указателем поворота, а также развязывающие диоды 21-24, RC-фильтры 25-28, элементы ИЛИ 29, инвертор 30, низкочастотный генератор импульсов 31, звуковой сигнализатор, состоящий из генератора импульсов звуковой частоты 32 с пьезоизлучателем 33, защитные стабилитроны 34-38, балластные резисторы 39-46.

Неинвертирующий и инвертирующий входы компаратора 13 соединены с выходами соответственно первого источника опорного напряжения 2-3 и датчика температуры охлаждающей жидкости 8. Инвертирующий вход компаратора 14 соединен с выходом первого датчика напряжения бортовой сети- регулируемого резисторного делителя напряжения 11-12. Неинвертирующие входы компаратора 14, компаратора 16 и инвертирующий вход компаратора 15 соединены с выходом второго источника опорного напряжения 4-5 через вспомогательный резисторный делитель напряжения 6-7. Инвертирующий вход компаратора 16 соединен с выходом делителя напряжения, состоящего из последовательно соединенных резисторов 47, 48 и параллельно включенных контактных датчиков 17-20 с развязывающими диодами 21-24. Выходы компараторов 13-16 через RC-фильтры 25-28, элемент ИЛИ 29 и инвертор 30 соединены с пусковым входом низкочастотного генератора импульсов 31, выход которого подключен к пусковому входу звукового сигнализатора, выполненного в виде генератора звуковой частоты 32 с пьезоизлучателем 33. На инвертирующих входах компараторов 13, 14, 16 и неинвертирующих входах компараторов 13 и 15 включены защитные стабилитроны 34-38. В звуковом сигнализаторе частоты импульсов генератора 32 установлена близкой к резонансной частоте пьезоизлучателя 33.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение, пропорциональное температуре охлаждающей жидкости, снимаемое с терморезистора 8, подсоединенного к бортсети через электрический указатель температуры 49, подается на инвертирующий вход компаратора 13, к неинвертирующему входу которого подводится опорное напряжение с выхода резисторного делителя напряжения 2-3. В нормальных условиях напряжение датчика температуры больше опорного, на выходе компаратора 13 имеется нулевое напряжение, элемент ИЛИ 29 закрыт и генераторы импульсов 31 и 32 не запускаются. При возрастании температуры охлаждающей жидкости сопротивление терморезисторов 8 и напряжение датчиков температуры снижаются. В случае чрезмерного возрастания температуры охлаждающей жидкости это напряжение становится меньше опорного, компаратор 13 опрокидывается и его положительное выходное напряжение, близкое к напряжению питания, через RC-фильтры 25 и элемент 29 вводит в действие низкочастотный генератор импульсов 31. Частота этого генератора выбрана равной 0,5...1 Гц. Сигналами с выхода генератора 31 запускается генератор импульсов звуковой частоты 32, вырабатывающий следующие с частотой 0,5.. . 1 Гц, пачки импульсов. В пределах каждой пачки частота импульсов соответствует резнонансной частоте пьезоизлучатели /2... Гц/, что обеспечивает повышенное качество прерывистой звуковой сигнализации, оптимальной с точки зрения привлечения внимания водителя автомобиля. Выполнение в канале контроля температуры охлаждающей жидкости источника опорного напряжения в виде резисторного делителя напряжения 2-3, отслеживающего изменения напряжения базовой сети, позволяет компенсировать ошибки контроля, обусловленные колебаниями напряжения бортовой сети.

Нижняя граница допустимого напряжения бортовой сети принята равной 11,5 В. Напряжение бортовой сети через резисторный делитель напряжения 9-10 поступает на инвертирующий вход компаратора 14, а к его неинвертирующему входу подводится опорное напряжение от параметрического стабилизатора 4-5 через резисторный делитель напряжения 6-7. Резисторный делитель напряжения 9-10 настраивается так, чтобы при напряжении бортовой сети 11,5 В напряжение на выходе этого делителя равнялось опорному напряжению с выхода резисторного делителя напряжения 6-7. Если напряжение бортовой сети 11,5 В на выходе компаратора 14 напряжение находится на нулевой уровне, элемент ИЛИ 29 закрыт, генераторы импульсов 31 и 32 не запускаются и звуковая сигнализация отсутствует. Если напряжение бортовой сети опускается ниже 11В, компаратор 14 опрокидывается и его положительное выходное напряжение, близкое к напряжению питания, через RC-фильтр 26 и элемент ИЛИ 29 запускает генераторы импульсов 31 и 32, обеспечивая звуковую сигнализацию.

Верхняя граница допустимого напряжения бортовой сети принята равной 15 В. Напряжение бортовой сети через резисторный делитель напряжения 11-12 поступает на неинвертирующий вход компаратора 15, к инвертирующему входу которого подводится опорное напряжение от параметрического стабилизатора 4-5 через резисторный делитель напряжения 6-7. При этом резисторный делитель напряжения настраивается так, чтобы при напряжении бортовой сети 15 В напряжение на выходе данного делителя равнялось опорному напряжению с выхода делителя напряжения 6-7.

Если напряжение бортовой сети меньше 14,5 В, на выходе компаратора 15 напряжение находится на нулевом уровне, элемент ИЛИ 29 закрыт, генераторы 31 и 32 не запускаются и звуковая сигнализация отсутствует. В случае срабатывания какого-либо из датчиков 17-20 через соответствующий из диодов 21-24 осуществляется шунтирование инвертирующего входа компаратора 16. В итоге напряжение на инвертирующем входе становится меньше, чем на неинвертирующем, компаратор 16 опрокидывается и его положительное выходное напряжение, близкое к напряжению питания, через RC-фильтр 28 и элемент ИЛИ 29 запускает генераторы импульсов 31 и 32, обеспечивая звуковую сигнализацию.

RC-фильтры 25-28 служат для предотвращения ложного пуска генераторов импульсов 31 и 32 при возникновении импульсных помех на выходах компараторов 13-16.

Стабилитроны 34-38 защищают компараторы 13-16 от перенапряжения в сигнальных цепях, в частности в бортовой сети.

Балластные резисторы 39-46 повышают входное сопротивление в цепях компараторов 13-16, являясь одновременное развязывающими при параллельном включении входом компараторов.

Использование предложенного устройства в автомобилях позволяет повысить безопасность их эксплуатации, оперативно и своевременно информировать водителя о необходимости его вмешательства для использования режимных параметров автомобиля и состояния его функциональных узлов.