Система учета топлива

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(73) Патентообладатель Руденко Максим Игоревич(57) 1. Система учета топлива на транспортном средстве, включающая индикатор уровня топлива, соединенный с датчиком топлива, размещенным в баке транспортного средства, установленное на транспортном средстве и подключенное к его системе электропитания устройство накопления данных, с которым связан датчик, устройство для преобразования данных из аналоговой формы в цифровую, устройство считывания информации и обработки данных, отличающаяся тем, что устройство преобразования данных из аналоговой формы в цифровую выполнено в виде аналогово-цифрового преобразователя, снабженного кодирующим устройством,размещено на выходе датчика топлива и связано с устройством накопления данных, представляющим собой карточку памяти, через дополнительно установленный блок согласования, снабженный источником бесперебойного питания. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что карточка памяти и блок согласования установлены в бортовой сети электропитания транспортного средства до замка зажигания. 3. Система по любому из п. 1 или 2, отличающаяся тем, что карточка памяти и блок согласования выполнены в виде одного блока.(56) 1. Лифшиц В.М. и др. Определение расхода топлива тракторных двигателей в эксплуатационных условиях. Научные труды СибИМЭ, вып. 8, ч. 2. - Новосибирск, 1972, с.87-98. 2. Прибор экономии топлива. Оборудование . Информационная сеть (найдено 2002.01.15. Найдено из Интернет //.//. (прототип). Заявляемая полезная модель относится к системам учета топлива, в частности к системам учета топлива на транспортном средстве, снабженным средством накопления информации, которая подлежит перезаписи информации на стационарный компьютер и в соответствии с заданной программой подлежит расшифровке операторами автомобильных парков. Известно устройство для измерения расхода топлива двигателем внутреннего сгорания, содержащее датчик, установленный в топливную магистраль, и электронный блок 1. Датчик выполняет функции преобразователя скорости потока, величина которой пропорциональна расходу топлива, в электрический сигнал и представляет собой ротаметр с индуктивным преобразователем перемещения поплавка. Когда нет расхода топлива, поплавок под действием силы тяжести находится в крайнем нижнем положении. При работе двигателя под действием потока топлива поплавок поднимается вверх, причем высота его подъема пропорциональна скорости потока. Расход топлива определяют по измеренному регистрирующим прибором в процессе разгона двигателя максимальному значению скорости потока. Известное устройство обладает недостаточной точностью, поскольку датчик устанавливают в топливную магистраль низкого давления после топливоподкачивающего насоса, который подает топливо импульсами значительной амплитуды и скважности. Кроме того, фильтр тонкой очистки создает значительное сопротивление потоку топлива. Вследствие этого расходуемое из головки топливного насоса высокого давления топливо при разгоне двигателя восполняется с большим запаздыванием, и максимальное значение скорости потока наблюдается после того, как переходный процесс разгона двигателя закончился. Наиболее близким из аналогов является устройство для измерения расхода топлива двигателя внутреннего сгорания (- ), содержащее герметичный расходный бак, в котором установлен емкостной датчик уровня топлива, подключенный к регистрирующему прибору через дифференциатор 2. Расходный бак включен в топливную систему двигателя. Оборудованиенепрерывно записывает количество топлива в баке автомашины, контролирует пробег и время работы двигателя в устройстве, и после прибытия машины в парк считывается специальной программой. Программное обеспечение автоматически выдает список заправок и сливов топлива с указанием объемов и времени за любой период движения автомобиля. Графики расхода топлива, тахограмма движения автомобиля позволяют детально анализировать выполнение рейса. Кроме этого, в сводке указывается количество топлива на начало периода, количество топлива на конец периода, общее количество истраченного топлива, общее количество заправленного топлива, общее количество слитого топлива, пробег машины в километрах, средний расход топлива в литрах на 100 км, время работы двигателя, время работы машины. Оборудование представляет собой коробку размером с сигаретную пачку, которая подсоединяется к проводке автомобиля через специальную платформу. Оборудованиенепрерывно записывает количество топлива в баке, пробег машины и контролирует, включен двигатель или нет. Основным недостатком данного устройства является риск искажения аналоговой информации, передаваемой от датчика к устройству накопления данных, под действием различного рода помех физической природы(электромагнитное излучение и т.п.), возникающих на пути передачи информации. Более того, эта информация может быть без особых усилий искажена умышленно. Описанная система предполагает передачу в устройство накопления данных по одной паре проводов информации только от одного датчика и только одного типа. Необходимость получения информации от различных датчиков увеличивает количество физических линий передачи, количество входов на устройстве накопления данных, усложняет монтаж системы и требует значительных доработок ее по существу. При этом надежность системы снижается. Задачей настоящей полезной модели является создание надежной и эффективной системы учета топлива на транспортном средстве, не имеющей описанных выше недостатков. Система должна обеспечивать повышение точности передачи информации, достоверность переданной информации, а также возможность передачи информации от неограниченного количества датчиков различного типа по одной физической линии (двум проводам), и, кроме того, возможность считывания накопленной информации в режиме полного отключения системы электропитания транспортного средства. Поставленная задача решается в предлагаемой системе учета топлива на транспортном средстве, включающей индикатор уровня топлива, соединенный с датчиком топлива, размещенным в баке транспортного средства, установленное на транспортном средстве и подключенное к его системе электропитания устройст 2 739 во накопления данных, с которым связан датчик, устройство для преобразования данных из аналоговой формы в цифровую и устройство считывания информации и обработки данных, в которой устройство преобразования данных из аналоговой формы в цифровую выполнено в виде аналогово-цифрового преобразователя (АЦП), снабженного кодирующим устройством, размещено на выходе датчика топлива и связано с устройством накопления данных, представляющим собой карточку памяти, через дополнительно установленный блок согласования, снабженный источником бесперебойного питания. Карточка памяти и блок согласования предпочтительно установлены в бортовой сети электропитания транспортного средства до замка зажигания. Карточка памяти и блок согласования могут быть выполнены также в виде одного блока. Изменение месторасположения устройства преобразования данных из аналоговой формы в цифровую (АЦП) и размещение его непосредственно на выходе датчика топлива, а также использование оригинального блока согласования неочевидным образом значительно увеличило не только точность и достоверность передачи информации от датчиков к карточке памяти, но и надежность системы в целом. Ниже заявляемое техническое решение поясняется с помощью упрощенной структурной схемы системы в одной из форм ее реализации, представленной на фиг. 1. На фиг. 1 изображены датчик 1 уровня топлива, установленный в топливном баке 2, карточка памяти 3,включающая микроконтроллер 4, память данных 5 и часы-календарь 6, блок 7 согласования, снабженный источником бесперебойного питания (на схеме не представлен), индикатор 8 уровня топлива, систему электропитания 9 транспортного средства (изображена в упрощенном виде) с замком зажигания 10, систему 11 датчиков и АЦП 12. Блок 7 согласования может также быть упомянут, как базовый блок 7. Система рассчитана на обслуживание как одного топливного бака 2, так и множества дополнительных баков 2. Основными элементами предлагаемой системы являются базовый блок 7 и карточка памяти 3, которые устанавливаются на транспортном средстве и подключаются к системе электропитания 9 транспортного средства предпочтительно до замка зажигания 10. Такое месторасположение обеспечивает непрерывное питание системы (не только от генератора, но и от аккумулятора, а в крайнем случае - от собственного резервного источника бесперебойного питания). В состав базового блока 7 могут входить различные устройства, в частности устройства системы защиты, устройства системы синхронизации, преобразователи сигнала и т.п. Структурная схема базового блока 7 на фиг. 1 не представлена. Сигнал о включении зажигания поступает на базовый блок 7 системы, при этом в базовом блоке 7 включается преобразователь (на схеме не изображен), который в течение каждой минуты производит прием и усреднение сигнала от датчика 1 уровня топлива, датчика пройденного пути и других дополнительных датчиков из системы 11 датчиков. Система 11 датчиков может содержать датчик пройденного пути, оборотов двигателя, оборотов колес, температуры, давления масла, тахографа, антиблокировочной системы (АБС),стояночного тормоза, положения передачи и т.п. В качестве датчика пройденного пути может использоваться стандартный датчик тахографа, спидометра или приемник .). Система рассчитана на использование различных по конструкции датчиков 1 уровня топлива, а именно стандартный имеющийся на транспортном средстве датчик резистивного типа, электронный датчик угла поворота поплавка, индуктивный датчик линейного перемещения поплавка, термодинамический датчик потока топлива и т.п. Возможно одновременное использование двух из перечисленных выше датчиков. При наличии на транспортном средстве второго бака 2 преобразователь базового блока 7 одновременно обрабатывает сигнал датчиков основного 2 и дополнительного 2 баков. Дополнительный бак 2 должен быть оборудован датчиком 1 уровня топлива, который включен в электросеть транспортного средства аналогично датчику 1 основного бака 2. Система не предполагает ограничения по количеству дополнительных датчиков 1 уровня топлива, а следовательно, дополнительных баков 2. Данные, полученные датчиком 1 уровня топлива преобразуются из аналоговой формы в цифровую с помощью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) 12, установленного непосредственно на выходе датчика 1 уровня топлива. Может быть использован АЦП любой разрядности. АЦП оснащен кодирующим устройством (на схеме не изображено), обеспечивающим преобразование цифрового сигнала в закодированную форму, что обеспечивает защиту информации от несанкционированного доступа. Преобразованный в цифровую форму и закодированный сигнал поступает на вход преобразователя базового блока 7, где осуществляется приведение в соответствие параметров сигнала (амплитуда и т.д.) параметрам входных сигналов микроконтроллера 4 карточки памяти 3. При этом при передаче сигнала от АЦП 12 к преобразователю базового блока 7 цифровой сигнал полностью защищен и от объективного, и от субъективного воздействия, что обеспечивает 100 -ую достоверность и значительно более высокую точность по сравнению с известными. 739 Карточка памяти 3 состоит из микроконтроллера 4, часов-календаря 6 и памяти данных 5. Часыкалендарь 6 имеют автономное питание и ведут отсчет времени непрерывно даже при отсутствии напряжения питания на карточке памяти 3. При подключении карточки памяти 3 к базовому блоку под управлением микроконтроллера 4 происходит непрерывное считывание и запись в память данных 5 из преобразователя базового блока 7 данных, полученных с датчиков 1 уровня топлива и датчиков системы 11 датчиков (пройденного пути и других перечисленных выше дополнительных датчиков). Данные записываются в память данных 5 каждую минуту при включенном электрооборудовании транспортного средства. При записи учитывается текущее время в соответствии с данными часов-календаря 6. Емкость памяти данных 5 в карточке памяти 3 рассчитана для непрерывной записи данных в течение не менее полугода. При заполнении всей памяти данных 5 карточки памяти 3 запись данных начинается сначала, таким образом, автоматически происходит замена устаревшей информации новой. По окончании рейса карточка памяти 3 извлекается из базового блока 7 и подключается к компьютеру (на схеме не изображен) с помощью устройства считывания (на схеме не изображено). Программное обеспечение компьютера позволяет прочитать из карточки памяти 5 всю информацию и сохранить ее в базе данных. Далее пользователь имеет возможность просматривать эти данные в виде таблиц или диаграмм, распечатывать на принтере отчеты о расходе топлива за указанный промежуток времени. Предлагаемая система обеспечивает 100 -ую достоверность и очень высокую точность передачи информации. В системе предусмотрена защита от искажений передаваемых данных как под действием различных объективных причин физической природы (электромагнитное излучение, колебание уровня топлива относительно датчика при движении транспортного средства по неровной поверхности и т.п.), так и под действием субъективного фактора (несанкционированный доступ для преднамеренного искажения информации). Кроме того, данные, полученные при использовании предлагаемой системы, при сопоставлении значений расхода топлива, скорости, оборотов двигателя позволяют оценить правильность действий водителя, в частности, правильность выбора водителем режима газ-тормоз. Предлагаемая система благодаря своей эффективности, простоте использования, а также возможности наращивания количества обслуживаемых датчиков (независимо от их типа) может быть установленана любом транспортном средстве, где актуальным является вопрос контроля расхода топлива, включая легковые автомобили, грузовые автомобили, трактора и т.п. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.