устройство для регулирования и визуализации показания давления в пневматической шине транспортного средства

Формула изобретения

Устройство для регулирования и визуализации показания давления в пневматической шине транспортного средства, содержащее микропроцессор, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к датчикам давления в магистрали сжатого воздуха и/или в шланге подачи сжатого воздуха в шину, а также связанный через энкодер с пультом управления, цифровым индикатором и управляемыми электропневмоклапанами, блок электропитания, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит связанные с микропроцессором часы-таймер реального времени, программу накопления, обработки и записи статистических показаний в определенные поля флэш-памяти, ИК-порт и/или радиопорт связи, предназначенные для беспроводного соединения с портативным компьютером, последовательный порт обмена информацией, при этом энкодер выполнен с возможностью введения показаний давления в виде угловых показаний поворота ручки, в центральной части которой имеется управляющая кнопка, а микропроцессор - с возможностью введения в него и отработки программ речевого информирования, определения аварийных событий, безопасного блокирования устройства при появлении аварийных событий, входа и/или выхода из режима пониженного энергопотребления, выдачи статистики и параметров через ИК-порт и/или радиопорт связи, и/или через последовательный порт обмена информацией, программирования и калибровки через ИК-порт и/или радиопорт, и/или последовательный порт обмена информацией.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автомобильному сервису, в частности к устройствам для измерения и регулирования давления в пневматической шине транспортного средства в условиях автомобильных гаражей, станций технического обслуживания и автомастерских.

Известна "Система контроля температуры и давления в шине большегрузного автомобиля" (см. патент США N 6025777, кл. МПК B 60 C 23/00, опубликовано 15 февраля 2000 г. [1]).

Недостаток данной системы (устройства) заключается в том, что оно производит лишь индикацию давления и температуры в шине. А регулирование давления в шине данное устройство не производит.

Известно также устройство для накачивания и измерения давления в пневматической шине транспортного средства фирмы "CORMACH" Correggio Machinery S. r.l. Via Mona. G.Bonachini, 24-42015 CORREGGIO (RE) ITALY [2].

Данное устройство работает следующим образом.

При подаче давления сжатого воздуха в это устройство давление показывается на цифровом индикаторе. Если оператору требуется накачать (поднять) или снизить давление в шине, он выбирает требуемое давление на нижнем цифровом индикаторе этого устройства путем нажатия одной из двух клавиш + или -. Затем оператор нажимает на клавишу "Start", устройство производит накачивание шины до заданного давления или снижает давление в шине.

Существенными недостатками этого устройства являются:

1) устройство не производит подсчет статистики, а именно - подсчет числа накаченных колес за определенный период времени (смену, сутки, неделю и т.д. );

- устройство не производит подсчет количества (объема) накаченного воздуха;

- отсутствие часов реального времени, к которому привязывается измерение статистики;

2) отсутствие кнопок управления быстрой накачки шины;

3) отсутствие внешних портов калибровки и снятия статистических показаний;

4) отсутствие речевого (звукового) процессора информирования;

5) отсутствие речевого процессора ввода информации и команд.

Целью предлагаемого изобретения является разработка и создание прибора, обеспечивающего следующие функции и возможности предлагаемого устройства:

1) визуализация текущего (фактического) давления воздуха в шине (камере и т.п.);

2) накачивание колеса автомобиля до определенного давления;

3) снижение давления в колесе до заданного значения;

4) осуществление программы накачивания колеса (производится накачивание до максимального предела, чтобы покрышка "села" на место, потом производится снижение давления до заданного значения);

5) устройство производит подсчет статистики следующих параметров (как интегральных и дифференциальных), а именно:

- подсчет числа накаченных колес за определенный период времени - смену, сутки, неделю, месяц и т.д.;

- подсчет распределения количества колес как по времени, так и по заданному давлению;

- производится подсчет объема накаченного воздуха;

- производится подсчет коэффициента использования и коэффициента простоя прибора;

- производится подсчет других статистических параметров;

6) производит индикацию реального времени;

7) благодаря наличию кнопки "быстрого" накачивания оператор не тратит времени на выбор показаний давления воздуха;

8) ввод показаний заданного давления осуществляется посредством устройства ввода угловых показаний;

9) устройство имеет педаль управления (накачивания) для удобства обращения с ним (введение флагов событий);

10) устройство имеет два и более портов связи для калибровки и снятия статистических показаний, например ИК-порт связи и USB или радиочастотный канал связи и USB; возможны и другие варианты;

11) устройство имеет речевой процессор информации;

12) устройство имеет речевой процессор ввода информации и команд;

13) устройства, имеющие порты связи, объединяются в сеть;

14) определение аварийных событий;

15) устройство, имеющее режим пониженного энергопотребления;

16) ручка энкодера выполнена таким образом, что способна вводить угловое перемещение, а также вводить посредством нажатия на ее центральную часть информацию о произведенном нажатии.

Указанная цель достигается следующим образом.

Ядром предлагаемого устройства является микропроцессор, к которому подключены периферийные устройства, питание которых осуществляется посредством блока питания.

Программа работы устройства "зашита" во флэш-памяти, подключенной к микропроцессору, при этом в ходе измерения и регулирования давления статистика накапливается и записывается в определенные поля флэш-памяти.

Измерение давления осуществляется при помощи двух датчиков давления, измерительный выход каждого из которых подключен к аналоговому входу АЦП, а оцифрованный им сигнал вводится в микропроцессор. В соответствии с выбранной программой микропроцессор управляет двумя электропневмоклапанами, которые или соединяют покрышку с магистралью сжатого воздуха или отсекают магистраль сжатого воздуха и соединяют покрышку с атмосферой или отсекают магистраль сжатого воздуха и покрышку.

К микропроцессору также подсоединены часы-таймер реального времени, предназначенные для "привязки" статистических показаний к реальному времени.

К микропроцессору присоединена индикаторная панель, на которую выводится величина измеренного давления и другая информация. На панели управления устройства имеются кнопки управления устройством и энкодер. Ручка энкодера выполнена таким образом, что способна вводить угловое перемещение, а также вводить посредством нажатия на ее центральную часть информацию о произведенном нажатии; это необходимо для повышения производительности труда и улучшения управления работой устройства. Использование информации о нажатии на центральную часть ручки позволяет запускать программу накачивания или снижения давления колеса.

К панели управления подключается педаль управления. Панель управления, в свою очередь, подключается к микропроцессору.

К микропроцессору дополнительно подключены (через соответствующий интерфейс) микрофон и динамик. Динамик предназначен для вывода речевой информации, микрофон - для ввода.

Дополнительно к микропроцессору подключены внешние порты, предназначенные для настройки системы, ее диагностики и обмена информацией в нормальном режиме работы системы.

К данному устройству подключен JTAG-порт, через который производятся отладка устройства и запись загрузочных блоков флэш-памяти начальным загрузчиком с последующей загрузкой "рабочей" программы через USB-порт. Последовательный USB-порт предназначен для передачи/приема больших массивов информации, таких как сэмплы, весовые коэффициенты речевого процессора, различной статистической информации. Возможно выполнение данного последовательного порта посредством другого физического интерфейса (например, RS232, RS485 и т.п.)

Последовательный порт ИК-связи или радиосвязи предназначен для беспроводного соединения предлагаемого устройства с персональным компьютером или хабом с целью объединения устройств в сеть. При этом через данный порт возможно производить быстрое получение небольших массивов статистической информации и производить калибровку устройства.

Микропроцессор выполнен на основе микросхемы AT76C551. АЦП выполнен на основе микросхемы AD73322. Часы-таймер реального времени выполнены на основе микросхемы PCF8563. Флэш-память выполнена на основе двух микросхем AT49V008-12TI. Устройство блока питания выполнено на основе микросхемы MC33363. Остальные блоки выполнены на основе стандартных компонентов и схемных решений.

В качестве отдаленного аналога предлагаемому устройству можно принять устройство для накачивания и измерения давления в пневматической шине транспортного средства фирмы "CORMACH" [2].

На представленной блок-схеме изображено предлагаемое устройство.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Возможны следующие режимы функционирования устройства:

1. Визуализация текущего (фактического) давления в шине (камере).

Оператор берет шланг, выходящий из предлагаемого устройства, и подсоединяет его к вентилю шины; устройство постоянно считывает код из АЦП, входы которого подсоединены к двум датчикам давления, один из которых соединен с магистралью сжатого воздуха, а другой соединен со шлангом подачи сжатого воздуха в шину. Процессор преобразует код АЦП и выводит его на индикатор.

2. Накачивание колеса автомобиля до определенного давления.

До этого действия оператор должен выбрать требуемое давление путем нажатия на любую из кнопок "быстрого" накачивания или путем поворота ручки энкодера выставить на индикаторе определенное (заданное) значение давления. Оператор вставляет шланг подачи сжатого воздуха в вентиль колеса и устройство автоматически накачивает колесо до заданного давления.

3. Cнижение давления в колесе до заданного значения.

Действия оператора в этом случае аналогичны, описанным в п.2. Если же давление необходимо снизить до 0, оператор нажимает соответствующую кнопку на панели управления.

4. Осуществление программы накачивания колеса.

Оператор выбирает требуемое давление путем поворота ручки энкодера или нажатием соответствующей кнопки "быстрого" накачивания. Далее оператор нажимает кнопку на индикаторной панели, запускающую данную программу. Процессор открывает оба электропневмоклапана, колесо накачивается за счет максимального давления, колесо "садится" на обод, процессор же определяет наличие максимального давления и производит сброс давления до заданного значения.

5. За счет имеющихся определенных полей флэш-памяти устройство способно производить подсчет статистики, используя для этих целей часы-таймер реального времени (RTC).

6. Устройство, если оно не используется более трех минут, осуществляет индикацию реального времени.

7. Благодаря наличию кнопок "быстрого" накачивания оператор не тратит времени на выбор показаний давления воздуха; этим достигается повышение производительности труда. Кнопки "быстрого" накачивания воздуха выведены на индикаторную панель управления.

8. Ввод показаний заданного давления осуществляется посредством устройства ввода угловых показаний.

9. За счет наличия педали управления процессом накачивания - при реализации накачивания колеса, а также накачивания колеса по программе - запуск в работу устройства может осуществляться и путем нажатия на педаль управления.

10. Персональный компьютер или другое внешнее устройство через беспроводный ИК-порт или радиопорт связи может осуществлять:

а) калибровку устройства;

б) установку и считывание часов реального времени;

в) снятие статистики работы за день, обнаружение кодов ошибок работы устройства;

г) получение другой информации.

11. Устройство снабжено речевым процессором информирования, который реализован в виде программы. Речевой процессор информирования предназначен для сообщения оператору о текущем давлении, событиях, протекающих в системе, а также общего информирования оператора.

12. Устройство может быть снабжено речевым процессором информации и команд. Данное устройство реализовано программно.

13. Устройство предлагаемого вида может объединяться с другими устройствами в сеть, при этом, например, данная сеть может иметь выход через шлюз в Интернет и другие глобальные и локальные системы связи. При этом возможно производить сбор статистической информации посредством глобальных систем связи, а также программирование устройства и реконфигурирование программ.

14. В устройстве дополнительно программно реализована программа определения аварийных событий. Реакцией этой программы на аварийные события являются блокирование устройства и перевод его в безопасное состояние. При этом специальная программа выдает пользователю информацию об имевших место неисправностях на цифровой индикатор или в речевой форме.

15. Если устройство не используется длительное время, оно автоматически отключается от сети электропитания. Также возможно программирование устройства на отключение посредством часов-таймера реального времени или через внешнюю сеть связи. Предлагаемое устройство может быть реализовано и способно дать большой экономический и технический эффект.

Литература

1. "Система контроля температуры и давления в шине большегрузного автомобиля", см. патент США N 6025777, МПК B 60 C 23/00, опублик. 15 февраля 2000 г.

2. "Устройство для накачивания и измерения давления в пневматической шине транспортного средства" фирмы "CORMACH" correggio Machinery S.r.l. Via Mona. G.Bonachini, 24-42015 CORREGGIO (RE) ITALY, копии четырех страниц рекламного проспекта этой фирмы прилагаются к материалам заявки.