Спосіб виявлення ушкоджень в системі електрообладнання автомобіля і пристрій для його здійснення

1 Спосіб виявлення ушкодження в системі електрообладнання автомобіля за допомогою формування діагностичного сигналу, який відрізняється тим, що ушкодження виявляють шляхом постійного відображення на дисплеї відеоповідомлення про стан роботи системи електрообладнання, факт ушкодження в якій фіксують за допомогою аварійного сигналу, а пошук ушкодження в ланцюгу електроживлення здійснюють за допомогою світлового індикатора, що світиться на ушкодженому елементі 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що аварійний сигнал формують у вигляді звукової або світлової, або звукової і світлової індикації 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що ушкодження у ланцюгу електроживлення визначають за рахунок паралельного підключення до конструкції запобіжника обмежувального опору та світлового індикатора, що з'єднані послідовно 4 Пристрій для виявлення ушкодження в системі електрообладнання автомобіля має джерело живлення, блок запобіжників, п споживачів електроенергії, комутатор, мікроконтролер та елемент індикації, який відрізняється тим, що до нього вводять стабілізатор напруги, нормалізатор рівня сигналу та дисплей, причому перший вихід джерела живлення з'єднаний зі стабілізатором, а п виходів підключені до блока запобіжників, п виходів якого підключені до п входів споживачів електричної енергії (1 n), n виходів останніх з'єднані з першими, що комутуються, п входами комутатора, другий вхід якого підключений до першого виходу мікроконтролера, при цьому третій вхід комутатора з'єднаний з виходом стабілізатора напруги, першим входом мікроконтролера, першим входом нормалізатора рівня сигналу та першим входом дисплея, а вихід комутатора підключений до другого входу нормалізатора рівня сигналу, вихід якого з'єднаний з другим входом мікроконтролера, а другий та третій виходи останнього з'єднані, ВІДПОВІДНО, з другим входом дисплея та входом елемента індикації Винахід відноситься до галузі електротехнічних систем, а саме до системи електроживлення автомобілів ВІДОМІ системи контролю, вимірювання, управління та відображення стану автомобільних вузлів та агрегатів, що включають мікроконтролер, вимірювальну систему, набір індикаторів та дисплей, які об'єднуються між собою комп'ютерною мережею та мають шинну структуру (Микропроцессори для автомобильной электроники Дж Марли ТИИЭР-пер с англ 1978, т 66 №2, с 3748) ВІДОМІ спосіб та пристрій для виявлення ушкоджених кінцевих пристроїв і короткого замикання (Патент США № 5179341, кл G01 R 31/08, 31/11, 1991) Спосіб полягає у формуванні повідомлення шляхом порівняння КІЛЬКОСТІ інформативних посилок двох ЛІЧИЛЬНИКІВ у заданий проміжок часу Повідомлення формуються та аналізуються пристроєм для реалізації такого способу, який має перший лічильник для визначення числа інформаційних посилок, що передані у заданий проміжок часу, другий лічильник для визначення числа інформаційних посилок, що виникають при ушкодженні у той же проміжок часу та пристрій для порівняння числа посилок, що налічені першим та другим лічильниками по закінченні заданого проміжку часу Сигнал про те, що пристрій не працює, формується при співпаданні числа посилок на першому та другому лічильниках О о Недоліком відомого способу є низька інформативність В умовах обмежених можливостей для 49070 негайного визначення ймовірного ушкодження виникає необхідність додаткового обстеження системи електрообладнання автомобіля Як наслідок, це призводить до зниження ефективності праці, значних втрат часу на пошук ушкоджень та підвищення втомлюваності водія Найближчим до способу, що заявляється, є спосіб для контролю роботи електричних навантажень в автомобілі та пристрій для його здійснення (Патент США № 5337013, кл G 01R 31/02, 1992) Спосіб полягає у формуванні діагностичного сигналу шляхом порівняння вхідного і вихідного сигналів за допомогою пристрою, на який подається струм від джерела живлення Пристрій має елемент, що виявляє струм, який послідовно підключений до джерела та навантаження, сукупність елементів, кожний з яких у ВІДПОВІДНОСТІ до керуючого сигналу може замикати або розмикати ланцюг для протікання струму від джерела до ВІДПОВІДНОГО навантаження, блок керування с запам'ятовуючим пристроєм для зберігання значень затримки навантажень, що відповідають електричним характеристикам При надходженні на блок керування вхідного сигналу, що відповідає першому навантаженню, формується перший керуючий сигнал, який подається на перший елемент, що замикає ВІДПОВІДНИЙ канал проходження струму у зазначений час, при цьому відбувається змінення вихідного сигналу навантаження Далі з запам'ятовуючого пристрою вилучається значення першої затримки, що відповідає першому навантаженню По закінченні інтервалу часу, що відповідає першій затримці, після замикання визначається змінення вихідного сигналу і формується діагностичний сигнал, що характеризує режим роботи першого навантаження Недоліком відомого способу є те, що діагностичний сигнал формується лише при виникненні ушкодження і тому, відсутній постійний контроль за нормальною роботою електрообладнання автомобіля Слід також відзначити, що для виявлення та усунення ушкодження для водія недостатньо отриманої інформації, в наслідок чого виникає потреба додаткового обстеження системи електроживлення автомобіля для виявлення ушкодженого елемента у ланцюгу, що не працює за заданими параметрами Крім того, неможливість негайного визначення ушкодження, за умови напруженого багаторівневого контролю за станом роботи усіх агрегатів автомобіля, підвищує втомлюваність водія, погіршує психофізіологічні умови праці, що призводить до помилкових оперативних оцінок результатів такого додаткового обстеження Відомий індикатор постійної напруги (Авторське свідоцтво СРСР № 1725144, G01R 19/165, 1990 р) Індикатор має компаратор, дільник напруги, ключовий елемент, генератор імпульсів, елемент "Той, що виключає АБО", елемент сигналізації Пристрій забезпечує трирівневу індикацію стану роботи електрообладнання Про нормальну роботу системи електроживлення індикатор повідомляє постійним СВІТІННЯМ елемента сигналізації Рідке мигтіння елементу сигналізації свідчить про низький рівень напруги, а дрібне мигтіння - про високий рівень напруги Недоліком відомого пристрою є постійна інди кація стану роботи джерела живлення та низька інформативність відносно негайного виявлення ушкодженого елементу в системі електрообладнання автомобіля Крім того, при наявності одночасного контролю за декількома приладами, це призводить до підвищення втомлюваності та дратівливості водія та відвертає увагу від керування автомобілем Відомий пристрій для контролю напруги (Патент РФ № 2022274, G01R 19/165, 1990 р) Пристрій має джерело опорної напруги, що підключено до входу компаратора, світловипромінюючий діод, дільник напруги, три порогових елементи, ключовий елемент, транзистор, конденсатор та резистор Введення на вхід компаратора двох порогових елементів, які підключені до виходу ділителя напруги, забезпечує допусковий контроль відхилення вхідної напруги від мінімальної позначки Включення на виході компаратора третього порогового елементу і транзистора забезпечує стійке включення пристрою у режимі мигтіння при підвищенні допустимого рівня напруги та забезпечує розширення нижнього рівня напруги, що контролюється, із стійким СВІТІННЯМ світлодюда Цей пристрій забезпечує трирівневу індикацію стану роботи електрообладнання Але при нормальній роботі системи електроживлення - індикація відсутня Мигтіння елементу сигналізації свідчить про високий рівень напруги, а постійне СВІТІННЯ - про низький рівень напруги Недоліком відомого пристрою є необхідність у додатковому обстеженні системи електрообладнання автомобіля та низька інформативність для негайного виявлення ушкодженого елементу у системі електроживлення Найближчим до пристрою, що заявляється, є система контролю споживання електричного струму в автомобілі (Патент Німеччини № 4338462, G01R 19/165, G01R 31/02, B60R 16/02, 1993), яка має джерело живлення, споживачів електричної енергії, комутатор, мікрообчислювач, вимірювальний пристрій, логічний увід/вивід, аналоговий мультиплексор, коректор помилок, ключ постійного струму, вимірювальний канал, драйвер комутації Недоліком відомої системи є велика КІЛЬКІСТЬ елементів з підвищеними метрологічними вимогами, значний вміст програмного забезпечення Крім того, відома система не забезпечує водія інформацією, що допомагає оперативно виявити місцезнаходження ймовірного ушкодженого елементу електрообладнання автомобіля Метою винаходу є вдосконалення способу визначення ушкоджень в системі електрообладнання автомобіля і підвищення ефективності отриманої діагностичної інформації для пошуку ушкодженого елементу за рахунок організації багатоетапної діагностично-пошукової системи та введення нових електронних компонентів, що дозволяє визначити місце ушкодження ланцюгів енергоспоживання, використовуючи візуальну та звукову індикацію Структура електрообладнання автомобіля складається з системи ланцюгів електроживлення, які мають пристрої захисту кінцевих електроспоживачів та акумулятора (генератора) від недопустимих відхилень До таких пристроїв віднесені за 49070 побіжники, конструкція, технологія виробництва та фізичні принципи роботи, які мають багато рішень Проте, головне їх призначення полягає в тому, щоб розривати електричний зв'язок між споживачем та джерелом електроенергії у разі підвищення значення струму, що допустимий при безпечній експлуатації автомобіля При виникненні порушень у роботі кінцевого споживача електроенергії (одного або декількох) спрацьовує запобіжник, тобто ланцюг набуває розриву, а запобіжник псується Таким чином, псування запобіжника є найбільш ймовірним ушкодженням у ланцюгу електроживлення Пошук зіпсованого запобіжника потребує певних витрат часу та зусиль Для прискорення пошуку зіпсованого запобіжника в конструкціях електрообладнання автомобіля формують блок запобіжників (Г Р Этцольд, Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобиля, Опель Вектра/Калибра, Каунас, Изд "Аринас", 1994, стр 37 - 38) Але, навіть таке конструктивне рішення не виключає додаткового обстеження системи електрообладнання Технічний результат, що досягається при здійсненні винаходу, - це організація багатоетапної діагностично-пошукової системи виявлення ушкоджень електрообладнання автомобіля, завдяки якій діагностика системи електрообладнання відбувається автоматично, формування діагностичного відеоповідомлення відображується на дисплеї безперервно, а аварійна індикація (світловий та акустичний сигнали) спрацьовує тільки при наявності ушкодження Як і у відомому способі, діагностика стану системи електроживлення здійснюється за допомогою формування діагностичного сигналу шляхом порівняння вхідного і вихідного значення струмів Але у запропонованому способі діагностичний сигнал формується декількома етапами шляхом відображення діагностичного відеоповідомлення на дисплеї, аварійного сигналу з одночасним формуванням системи пошуку ушкодженого ланцюга електроживлення за допомогою паралельного підключення світлового індикатора до конструкції запобіжника (рис 1) Організація запропонованої діагностично-пошукової системи забезпечує постійний та ефективний контроль роботи електрообладнання і дозволяє оперативно визначити ймовірне місце ушкодження Досягненню технічного результату сприяє пристрій для здійснення способу, що пропонується Пристрій має джерело живлення 1, перший вихід якого з'єднаний зі стабілізатором 2, а пвиходів підключені до блоку запобіжників 3, пвиходів якого підключені до п-входів споживачів електричної енергії 4і 4П, n-виходів останніх з'єднані з першими n-входами, що комутуються, комутатора 5, другий вхід якого підключений до першого виходу мікроконтролера 6, при цьому третій вхід комутатора 5 з'єднаний з виходом стабілізатора напруги 2, першим входом мікроконтролера 6, першим входом нормалізатора рівня сигналу 7 та першим входом дисплея 8, а вихід комутатора 5 підключений до другого входу нормалізатора рівня сигналу 7, вихід якого з'єднаний з другим входом мікроконтролера 6, а другий та третій виходи останнього з'єднані ВІДПОВІДНО З другим входом дисплей 8 та входом елементу індикації 9 (фіг 2) Приклад реалізації рішення, що заявляється Спосіб полягає в організації багатоетапного діагностично-пошукового процесу, який відбувається наступним чином За допомогою пристрою, що заявляється, відбувається постійний контроль роботи електрообладнання автомобіля, результати якого відображуються на дисплеї В активному режимі пристрій, за умови нормальної роботи електрообладнання автомобіля, при нормальних струмах у ланцюгах електроспоживання та їх нормальній роботі зі стабілізатора напруги 2 поступає напруга живлення на мікроконтролер 6, комутатор 5, нормалізатор рівня сигналу 7 і дисплей 8 Мікроконтролер 6 виконує такі функції послідовно встановлює п адрес комутатора 5 з метою комутації ланцюгів контролю споживачів електроенергії (4і 4П) із входами нормалізатора рівня сигналу 7, вихід якого поєднаний із входом вимірювання і контролю мікроконтролера 6 При кожній ЗМІНІ під час контролю ВІДПОВІДНОГО споживача мікроконтролер 6 формує інформаційне повідомлення та відображує його на дисплеї 8 При нормальній роботі системи електрообладнання автомобіля аварійна сигналізація відсутня Цей процес є послідовним та безперервним Кожний споживач електричної енергії 4. (j є 1, п) перевіряється один раз на повний цикл контролю усіх ланцюгів При нормальному режимі роботи кінцевого споживача енергії (RH) опір запобіжника (Рзп) малий і шунтує ланцюг "обмежувальний опір (R06H) індикатор (R,)", тобто СВІТІННЯ індикатора відсутнє Якщо запобіжник псується (ланцюг розімкнений), спрацьовує ланцюг "джерело живлення, R06M, RI, RH, в наслідок чого індикатор починає світитися, що вказує на ушкодження у ланцюгу електроспоживача (фіг 1) Для нормального СВІТІННЯ індикатора R06H роз раховують за його технічними характеристиками При ушкодженні споживача електричної енергії і утворенні короткого замикання у споживачі (RH = 0) струм від джерела живлення (Ін) росте і запобіжник псується В цьому випадку утворюється ланцюг U+ - R06H - індикатор - U Індикатор починає світитися Одночасно з цим напруга UH змінює своє значення від UH = и д ж , де ІІ Д Ж - напруга джерела живлення, до UH = 0, яка, минаючи крізь комутатор 5 і нормалізатор рівня сигналу 7, потрапляє на мікроконтролер 6 Зміна рівня вхідного сигналу інтерпретується мікроконтролером 6 як ушкодження, яке фіксується координатним розміщенням споживача електричної енергії 4, на дисплеї 8, водночас з цим мікроконтролер 6 формує сигнал збудження, який поступає на елемент індикації 9 При втраті електричного зв'язку, тобто при утворенні режиму холостого ходу, напруга в ланцюгу споживача дорівнюватиме нулю (UH = 0, Ін = 0) Сигнал з рівнем UH = 0, минаючи крізь комутатор 5 і нормалізатор рівня сигналу 7, потрапляє на вхід мікроконтролера 6 Також як і у попередньому випадку, зміна рівня вхідного сигналу інтерпретується мікроконтролером 6 як ушкодження і фіксується координатним розміщенням споживача еле 49070 ісгричної енергії 4, на дисплеї 8, водночас з цим мікроконтролер 6 формує сигнал збудження, який поступає на елемент індикації 9 Маючи графічне відображення ушкодженого споживача на дисплеї, досить просто визначити його місцезнаходження, а СВІТІННЯ індикатора, що влаштований до конструкції запобіжника, вказує на ушкодження у ланцюгу електроспоживача +о 8 Таким чином, спосіб для виявлення ушкоджень в системі електрообладнання автомобіля та пристрій для його здійснення, що пропонуються, забезпечують водія інформацією, яка є більш ефективною для негайного виявлення та усунення ушкодження у вузлах (ланцюгах) електроспоживачів, з яких утворюється мережа електрообладнання автомобіля * Ra RB - 0 Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 и„,