UA51110A

UA51110A - Device for measuring speed of an automobile

Info

Publication number: UA51110A
Application number: UA2002010132A
Authority: UA
Inventors: Сергій Анатолійович Сєріков; Сергей Анатольевич Сериков; Володимир Олегович Алексієв; Владимир Олегович Алексиев; Сергій Михайлович Костюченко
Original assignee: Харківський Національний Автомобільно-Дорожній Університет; Харьковский Национальный Автомобильно-Дорожный Университет
Priority date: 2002-01-03
Filing date: 2002-01-03
Publication date: 2002-11-15

Abstract

桔⁥牰灯獯摥搠癥捩⁥潦⁲敭獡牵湩⁧灳敥⁤景愠⁮畡潴潭楢敬挠湯慴湩⁳⁡灳敥⁤敳獮牯挠湯敮瑣摥琠⁯桴⁥桳晡⁴景愠猠数摥浯瑥牥椠獮慴汬摥漠⁮桴⁥畡潴潭楢敬琠慲獮業獳潩Ɱ愠⁮捡散敬慲楴湯猠湥潳⁲湩瑳污敬⁤瑡琠敨瀠楯瑮挠牯敲灳湯楤杮琠⁯桴⁥散瑮牥漠⁦牧癡瑩⁹景琠敨愠瑵浯扯汩ⱥ愠摮愠搠瑡⁡牰捯獥潳⹲吠敨猠湥楳楴楶祴愠楸⁳景琠敨愠捣汥牥瑡潩⁮敳獮牯挠楯据摩獥眠瑩⁨桴⁥潬杮瑩摵湩污愠楸⁳景琠敨愠瑵浯扯汩⹥吠敨搠瑡⁡牰捯獥潳⁲潣瑮楡獮愠洠捩潲牰捯獥潳Ⱳ愠⁮湩整牧瑡湩⁧湵瑩‬⁡潣牲捥楴杮甠楮ⱴ愠⁮湩楤慣潴Ⱳ愠摮愠搠瑡⁡敲潣摲牥മ桔 ⁥ 牰灯獯摥搠癥捩 ⁥ 潦 ⁲ 敭獡牵湩灳敥 ⁤ 景愠 ⁮ 畡潴潭楢敬挠湯慴湩 ⁳⁡ 灳敥 ⁤ 敳獮牯挠湯敮瑣摥琠 ⁯ 桴 ⁥ 桳⁴ ⁴ 景愠猠数摥浯瑥牥椠獮慴汬摥漠 ⁮ 桴 ⁥ 畡潴潭楢敬琠慲獮業獳潩 Ɱ 愠 ⁮ 捡散敬慲楴湯猠湥潳 ⁲ 湩瑳污敬 ⁤ ⁤瀠楯瑮挠牯敲灳湯楤杮琠 ⁯ 桴 ⁥ 散瑮牥漠牧癡瑩 ⁹ 景琠敨愠瑵浯扯汩 ⱥ 愠摮愠搠瑡 ⁡ 牰捯獥潳 ⹲ 吠敨猠湥楳楴楴祴愠楸 ⁳ 景琠敨愠捣汥牥瑡潩 ⁮ 敳獮牯挠楯据摩獥眠瑩桴 ⁥ 潬杮瑩摵湩污愠楸 ⁳ 景琠敨愠瑵浯扯汩 ⹥ 吠敨搠瑡瑡牰捯獥潳 ⁲ 潣瑮楡獮愠洠捩潲牰捯獥潳 Ⱳ 愠 ⁮ 湩整牧瑡湩湵瑩 ⁡ 潣牲捥楴杮甠楮 ⱴ 愠 ⁮ 湩楤慣潴 Ⱳ 愠摮愠搠瑡敲敲潣摲牥 മ

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід має відношення до галузі вимірювальної техніки і може бути використаний для вирішення задачі 2 вимірювання дійсної швидкості автомобіля. Ця інформація необхідна для навігації транспортних засобів, реєстрації геометричних параметрів дороги, її рівності та зчіпних якостей, автоматизованого керування системами і агрегатами автомобіля.The invention is related to the field of measuring technology and can be used to solve problem 2 of measuring the actual speed of a car. This information is necessary for the navigation of vehicles, registration of the geometric parameters of the road, its flatness and traction qualities, automated control of the car's systems and units.

Відомо, що інформація про швидкість використовується в багатьох системах сучасного автомобіля. В першу чергу це система автоматичного керування швидкістю та інші системи керування двигуном та трансмісією, 70 система індикації швидкості за допомогою спідометра і т.д.It is known that speed information is used in many systems of a modern car. First of all, this is an automatic speed control system and other engine and transmission control systems, a speed indication system using a speedometer, etc.

Так спідометр типу 17.3802 має стрілочний вказівник швидкості автомобіля. Його механізми приводяться в дію гнучким валом від приводу, що встановлений на задній кришці коробки передач. Цей механізм складається з постійного магніту, що встановлений на приводному валу та картушки з алюмінію. Під час обертання магніту в картушці індукується електрорушійна сила та виникають віхрьові токи. В наслідок взаємодії магнітного полю цих 72 токів з магнітним полем магніту виникає обертаючий момент, який пересилює опір пружини і повертає картушку, а разом з нею і стрілку спідометра в напрямку обертання магніту.So, the speedometer type 17.3802 has an arrow indicating the speed of the car. Its mechanisms are driven by a flexible shaft from the drive mounted on the rear cover of the gearbox. This mechanism consists of a permanent magnet mounted on the drive shaft and an aluminum cartridge. During the rotation of the magnet, an electromotive force is induced in the cartridge and eddy currents arise. As a result of the interaction of the magnetic field of these 72 currents with the magnetic field of the magnet, a torque occurs, which overcomes the resistance of the spring and turns the card, and together with it, the speedometer needle in the direction of rotation of the magnet.

У спідометрі типу 121.3813 замість гнучкого валу використовується електропривод, виготовлений по схемі генератор - двигун. Функції генератора виконує синхронний генератор, що приводиться в обертання від веденого валу коробки передач. Двигуном є трьохфазна синхронна електрична машина, що механічно з'єднана з швидкісним механізмом спідометру.In the speedometer type 121.3813, instead of a flexible shaft, an electric drive made according to the generator-motor scheme is used. The functions of the generator are performed by a synchronous generator driven by the driven shaft of the gearbox. The engine is a three-phase synchronous electric machine, which is mechanically connected to the speed mechanism of the speedometer.

Більшість систем керування двигуном та трансмісією використовує інформацію про швидкість автомобіля, яка надходить з індукційних давачів або давачів Холла, що видають імпульси напруги під час проходження феромагнітних мас повз чутливий елемент. Ці давачі встановлюються, як правило, на коробці передач.Most engine and transmission control systems use vehicle speed information from inductive or Hall sensors that produce voltage pulses as ferromagnetic masses pass a sensing element. These sensors are installed, as a rule, on the gearbox.

Контролери, які є складовими частинами відповідних систем, обчислюють швидкість автомобіля на базі часу між імпульсами. «Controllers, which are components of the corresponding systems, calculate the speed of the car based on the time between pulses. "

Таким чином традиційні засоби вимірювання швидкості автомобіля використовують тільки інформацію про обертання коліс. При цьому результати вимірювань мають досить велику похибку за рахунок прослизання та нерівномірності обертання коліс. Ця похибка значно звужує область використання таких систем.Thus, traditional means of measuring the speed of a car use only information about the rotation of the wheels. At the same time, the measurement results have a rather large error due to slippage and uneven rotation of the wheels. This error significantly narrows the field of use of such systems.

Відомий давач швидкості автомобіля ДСА у якості чутливого елементу використовує давач Холла. Під час о обертання ведучих коліс він видає імпульси з частотою 6 імпульсів на метр руху автомобіля. По інформації про «- період часу між цими імпульсами контролери систем керування двигуном та трансмісією розраховують швидкість автомобіля. Цей пристрій прийнято за прототип. --The well-known DSA car speed sensor uses a Hall sensor as a sensitive element. During the rotation of the driving wheels, it emits pulses with a frequency of 6 pulses per meter of the car's movement. Based on the information about "- the time period between these pulses, the controllers of the engine and transmission control systems calculate the speed of the car. This device is considered a prototype. --

Основними недоліками цього пристрою є велика похибка за рахунок прослизання та нерівномірності «-- обертання коліс, залежність похибки вимірювання від радіусу повороту, рівності та слизкості дороги.The main disadvantages of this device are a large error due to slippage and unevenness "-- rotation of the wheels, the dependence of the measurement error on the turning radius, flatness and slipperiness of the road.

Зо В основу винаходу поставлено задачу удосконалення пристрою для вимірювання швидкості автомобіля о шляхом вимірювання прискорення автомобіля у напрямку його повздовжньої вісі, одержання значення дійсної швидкості автомобіля шляхом інтегрування результатів вимірювання прискорення та корекції результатів обчислень за інформацією з давача швидкості ДСА саме у той час, коли його похибка є найменшою. «The invention is based on the task of improving the device for measuring the speed of a car by measuring the acceleration of the car in the direction of its longitudinal axis, obtaining the value of the actual speed of the car by integrating the results of measuring the acceleration and correcting the results of calculations based on the information from the DSA speed sensor exactly at the time when it the error is the smallest. "

Поставлену задачу досягнуто тим, що крім давача швидкості ДСА, що встановлений на приводі спідометра З 70 на коробці передач, у відповідності до винаходу у центрі мас автомобіля встановлюється давач прискорень з с віссю чутливості орієнтованою у напрямку повздовжньої вісі автомобіля, а блок обробки інформації виконано у з» вигляді мікропроцесорного пристрою, що включає в себе інтегруючий обчислювальний блок, блок корекції, блок керування корекцією та блок відображення та реєстрації інформації.The task was achieved by the fact that, in addition to the DSA speed sensor, which is installed on the C 70 speedometer drive on the gearbox, in accordance with the invention, an acceleration sensor is installed in the center of mass of the car with the sensitivity axis oriented in the direction of the longitudinal axis of the car, and the information processing unit is made in in the form of a microprocessor device, which includes an integrating computing unit, a correction unit, a correction control unit, and a unit for displaying and registering information.

На рис. приведено схему пристрою для вимірювання дійсної швидкості автомобіля, де 1 - давач прискорення, 49 2- інтегруючий обчислювальний блок, З - блок відображення та реєстрації інформації, 4 - давач швидкості ДСА, і-й 5 - блок корекції, 6 - блок керування корекцією. - На автомобіль як можна ближче до його центру мас встановлюється давач прискорень, наприклад,In fig. a diagram of the device for measuring the actual speed of the car is shown, where 1 is the acceleration sensor, 49 2 is the integrating computing unit, C is the information display and registration unit, 4 is the DSA speed sensor, and 5 is the correction unit, 6 is the correction control unit. - An accelerometer is installed on the car as close as possible to its center of mass, for example,

АОХІ21ОАОС фірми Апасд Оемісез (1) з віссю чутливості орієнтованою у напрямку повздовжньої вісі - автомобіля. Давач прискорень електричко зв'язаний з інтегруючим обчислювальним блоком (2) та блоком -к 70 керування корекцією (6). Вихідні сигнали блоку керування корекцією надходять в блок корекції (5) та інтегруючий обчислювальний блок (2). Вихідний сигнал блоку корекції надходить на вхід інтегруючого с обчислювального блоку. На входи блоку корекції, блоку керування корекцією та інтегруючого обчислювального блоку надходить сигнал з давача швидкості ДСА (4). З виходу інтегруючого обчислювального блоку сигнал подається до блоку відображення та реєстрації інформації. 29 Пристрій для вимірювання дійсної швидкості автомобіля працює так. За допомогою давача прискорень, що в. встановлений у центрі мас автомобіля, вимірюється прискорення автомобіля у напрямку його повздовжньої вісі.AOKHI21OAOS company Apasd Oemisez (1) with the axis of sensitivity oriented in the direction of the longitudinal axis - the car. The accelerometer is electrically connected to the integrating computing unit (2) and the correction control unit -k 70 (6). The output signals of the correction control unit enter the correction unit (5) and the integrating computing unit (2). The output signal of the correction unit enters the input of the integrating c computing unit. A signal from the DSA speed sensor (4) is received at the inputs of the correction unit, the correction control unit, and the integrating computing unit. From the output of the integrating computing unit, the signal is fed to the information display and registration unit. 29 The device for measuring the actual speed of a car works like this. With the help of the accelerometer, which installed in the center of mass of the car, the acceleration of the car in the direction of its longitudinal axis is measured.

Сигнал прискорення подається на вхід інтегруючого обчислювального блоку, де на його основі, шляхом інтегрування по часу, обчислюється швидкість автомобіля ! во Ук) с (ох (дани, 1-АК де С - постійна інтегрування;The acceleration signal is fed to the input of the integrating computing unit, where the speed of the car is calculated based on it, by integration over time! in Uk) c (oh (data, 1-AK where C is constant integration;

А, - вихідний сигнал з давача прискорення;A, - output signal from the acceleration sensor;

АТ- період корекції швидкості; бо Мк - вихідний сигнал з давача швидкості в момент корекції.AT - speed correction period; because Mk is the output signal from the speed sensor at the time of correction.

Обчислена швидкість автомобіля періодично корегується за інформацією від давача швидкості ДСА за допомогою блоку корекції. Момент здійснення корекції обирається блоком керування корекцією, який видає команду на здійснення корекції швидкості у інтегруючий обчислювальний блок та блок корекції у кожному Випадку, коли за період часу АТ зміна вихідного сигналу з давача швидкості автомобіля не перевищувала лАМ, а сигнал з давача прискорень автомобіля не перевищував величини лДА. Крім того блок керування корекцією змінює постійну інтегрування С в залежності від режиму руху, який визначається по сигналам, що надходять з давачів прискорення та швидкості автомобіля. Постійні АТ, АМ,та ЛА, а також діапазон змінювання постійної інтегрування С визначається емпіричним шляхом для кожного типу автомобіля.The calculated speed of the car is periodically corrected based on information from the DSA speed sensor using the correction unit. The moment of correction is selected by the correction control unit, which issues a command to perform speed correction to the integrating computing unit and the correction unit in each case when, during the time period of AT, the change in the output signal from the vehicle speed sensor did not exceed lAM, and the signal from the vehicle acceleration sensor did not exceed values of lDA. In addition, the correction control unit changes the constant integration C depending on the driving mode, which is determined by the signals coming from the acceleration and speed sensors of the car. Constant AT, AM, and LA, as well as the range of change of constant integration C is determined empirically for each type of car.

Пристрій для вимірювання дійсної швидкості автомобіля з відмінними ознаками заявленого пристрою і з проявом таких же властивостей в літературі не відомий, тому дані відмінні ознаки необхідно вважати важливими та новими.A device for measuring the actual speed of a car with distinctive features of the claimed device and with the manifestation of the same properties is not known in the literature, therefore, these distinctive features must be considered important and new.

Claims

75 Formulas of the invention A device for measuring the speed of a car, which contains a speed sensor installed on the speedometer drive on the gearbox, which is characterized by the fact that an acceleration sensor is installed in the center of mass of the car with a sensitivity axis oriented in the direction of the longitudinal axis of the car, and an information processing unit made in the form of a microprocessor device, which includes an integrating computing unit, a correction unit, a correction control unit, and an information display and registration unit. « «c) «- «- «- Io)

- and? 1 - - - 70 (42) 60 b5