Устройство для автоматического управления торможением автомобиля в потоке

 

Изобретение относится к системам двунаправленного слежения и автоматизированного управления автомобилем, использующим локационные датчики, и особенно эффективно используется для автомобилей, перевозящих людей, опасные грузы или специальное оборудование. Цель изобретения - повышение безопасности движения путем, во-первых, устранения неравномерности движения автомобиля в неэкстренной ситуации за счет исключения автоматических управляющих воздействий на исполнительные механизмы и, во-вторых, осуществления в экстренных ситуациях торможений с интенсивностью, меньшей максимально возможной по условиям сцепления колес с дорогой. Устройство содержит передний 1 и задний 2 локационные датчики, фиксирующие расстояния и относительные скорости движения по отношению к переднему и заднему автомобилям, блоки определения абсолютных скоростей этих автомобилей в виде сумматоров 3 и 4, датчик 5 собственной скорости, контроллер 8 экстренного режима, блок 6 расчета оптимального замедления автомобиля, коммутатор 7, исполнительный механизм 9 замедления и сигнализатор 10. При движении в блоке 6 непрерывно по величинам скоростей всех трех автомобилей и дистанций до движущихся впереди и сзади автомобилей рассчитывается оптимальное замедление, при котором обеспечивается минимальная тяжесть последствий столкновений автомобиля в экстренной ситуации. Это замедление реализуется лишь тогда, когда контроллер 8 по изменению скорости впереди идущего автомобиля определит превышение его замедления над пороговым значением и выработает сигнал управления коммутатором 7, который пропустит сигнал оптимального замедления на механизм 9 и сигнализатор 10. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s В 60 Т 7/12, В 60 К 31/06

ГОСУДАРСТВЕ ННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4672697/11 (22) 04.04.89 (46) 07.07.91. Бюл. N. 25 (71) Ставропольский политехнический институт (72) И.Г.Савватеев (53) 629.113 — 59 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1373594, кл, В 60 К 31/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЖЕНИЕМ АВТОМОБИЛЯ В ПОТОКЕ (57) Изобретение относится к системам двунаправленного слежения и автоматизированного управления автомобилем, использующим локационные датчики, и особенно эффективно используется для автомобилей, перевозящих людей, опасные грузы или спецйальное оборудование. Цель изобретения — повышение безопасности движения за счет, во-первых, устранения неравномерности движения автомобиля в неэкстренной ситуации путем исключения автоматических управляющих воздействий на исполнительные механизмы и, во-вторых, осуществления в экстренных ситуациях торможений с интенсивностью, меньшей

„„. Ж,,„166101 8 А1 максимально возможной по условиям сцепления колес с дорогой, Устройство содержит передний 1 и задний 2 локационные датчики, фиксирующие расстояния и относительные скорости движения по отношению к переднему и заднему автомобилям, блоки определения абсолютных скоростей этих автомобилей в виде сумматоров 3 и 4, датчик 5 собственной скорости, контроллер 8 экстренного режима, блок 6 расчета оптимального замедления автомобиля, коммутатор 7, исполнительный механизм 9 замедления и сигналиэатор 10. При движении в блоке 6 непрерывно по величинам скоростей всех трех автомобилей и дистанций до движущихся впереди и сзади автомобилей рассчитывается оптимальное замедление, при котором обеспечивается минимальная тяжесть последствий столкновений автомобиля в экстренной ситуации, Это замедление реализуется лишь тогда, когда контроллер 8 по изменению скорости впереди идущего автомобиля определит превышение его замедления над пороговым значением и выработает сигнал управления коммутатором 7, который пропустит сигнал оптимального замедления на механизм 9 и сигнализатор 10. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1661018

Изобретение относится к автомобильной технике, преимущественно к средствам автоматизации управления движением автомобилей, и может быть использовано для оптимизации управления торможением специальных однотипных автотранспортных средств, в частности, при колонном движении, Цель изобретения — повышение безопасности движения, На фиг.1 представлена общая блок-схема устройства для автоматического управления торможением автомобиля:, на фиг,2— схема блока расчета оптимального замедления автомобиля; на фиг,3 — схема когчтроллера экстренного режима и коммутатора.

Обозначения на фиг,; V> — скорость впереди идущего автомобиля, Vz — собственная скорость, Чз — скорость следующего сзади автомобиля, Vv — скорость относительно впереди идущего автомобиля, /2з — скорость относительно сзади следующего автомобиля, j< — установившееся заме,цление переднего автомобиля, )2,лт — оптимальное собственное замедление, !rip — пороговое замедление, S

Устройство для автоматического управления торможением автомобиля в потоке (фиг.1) содержит передний 1 и задний 2 локационные датчики, каждый из которых имеет два выхода; дгя сигналов дистанции

812 до впереди идуще о автомобиля и относительной скорости V)z с ним датчика 1 и сигналов дистанции! 2з до сзади следующего автомобиля и относительной скорости /23 с ним для датчика 2. Выход сигнала V1z относительной скорости переднего датчика

1 подсоединен к инверсному входу первого сумматора 3, а выхсд сигнала Vzg относительной скорости — к прямому входу второго сумматора 4. Выхоц датчика 5 собственной скорости подключен к прямым вхоцам сумматоров 3 и 4, а также к четвертому входу блока 6 расчета оптимального замедления, к первому входу котс рого подключен выход сигнала дистанции S iz переднего датчика 1. к второму — выход сигнала дистанции Sz3 задне"o датчика 2, к третьему — выход сумматора 3 (сигнал скорости V>), к пятому— выход сумматора 4 (сигнал скорости Vz),. К первому входу коммутатора 7 подсоединен выход блока 6 расчета, к второму — выход котроллера 8, вход которого связан с выходом первого сумматора 3, Выход коммутатора 7 связан с исполнительным механизмом 9 замецления и сигнализатором 10, Блок 6 расчета содержит (фиг.2) четь,ре квадратора 11 — 14, входы которых образ, ют

55 соответствук>щие (с первого по пятый) входы блока 6, а выходы квадраторов подключены соответственно к седьмому, восьмому, девятому и десятому входам выходного сумматора 15 с восемнадцатью входами, выход которого образует выход блока 6, Первый вход блока 6 расчета, образованный входами первого квадратора 11, связан с первыми входами первого 16, второго 17 и третьего 18 умножителей, вторые входы которых подсоединены соответственно к второму, четвертому и пятому входам блока 6.

Выходы первого 16, второго 17 и третьего 18 умножителей подключены соответственно к одиннадцатому, двенадцатому и тринадцатому входам выходного сумматора 15. Второй вход блока 6 связан с первыми входами четвертого 19, пятого 20 и шестого 21 умножителей, вторые входы которых подключены соотве-.ственно к третьему, четвертому и пятому входам блока 6, а выходы — к четырнадцатому, пятнадцатому и шестнадцатому входам выходного сумматора 15, соответственно. Четвертый вход блока 6 связан с первыми входами седьмого 22 и восьмого 23 умножителей, вторые входы которых подключены к третьему и пятому входам блока

6 соответственно, а выходы — к семнадцатому и восемнадцатому входам выходного сумматора 15 соответственно, К первому входу выходного сумматора 15 подключен выход делителя 24 напряжения. а к входам с второго по шестой — входы блока 6.

Контроллер 8 содержит дифференциатор 25, вход которого образует вход контроллера 8, а выход связан с первым входом компаратора 26, второй вход которого связан с выходом делителя 27 напряжения. Выход компаратора 26 образует выход контроллера 8 и связан с входом коммутатора 7. Коммутатор 7 выполнен на транзисторе 28 прямой проводимости, с базой которого связан выход контроллера 8, с эмиттером — выход блока 6, а с коллектором— выход коммутатора 7, Исполнительный механизм 9 замедления автомобиля является аппаратом следящего действия.

Устройство работает следующим образом.

Изменение текущих параметров движения автомобилей (Vi, Vz, Чз, Яи, Sza) непрерывно фиксируется датчиками 1, 2 и 5 (фиг,1). В сумматоре 3 по сигналу относительной скорости V1z с впереди движушимся автомобилем с переднего локационного датчика 1 и сигналу собственной скорости

Vz с датчика 5 рассчитывается скорость V> впереди идущего ав-.oìoáèëÿ;

1/1 = «2 V ) z

1661018 нал (S>2 . Ягз), на выход умножителя 17— сигнал (S12 . V2), нэ выход умножителя 18— сигнал (S12 . Чз), на выход умножителя 19— сигнал ($2з . Ч)), на выход умножителя 20— сигнал (Ягз . Ч2), на выход умножителя 21— сигнал (Ягз . Чз), на выход умножителя 22 —. сигнал (V> . V2), на выход блока умножителя

23 — сигнал (Чг. Чз). Указанные сигналы от умножителей 16-23 также подводятся к входам соответственно с одиннадцатого по восемнадцатый сумматора 15, Все сигналы, поданные на входы с второго по восемнадцатый сумматора 15 прежде всего изменяются по величине пропорционально коэффициентам передачи входов, равным соответственно величи45

В сумматоре 4 скорость Чз сзади следующего автомобиля определяется по величине собственной скорости Чг с датчика 5 и относительной скорости Чгз с сзади следующим автомобилем с заднего локационного 5 датчика 2:

Чз = V2 -Ч23 (2)

На входы блока 6 с первого по пятый поступают соответственно сигналы дистанции 312 до впереди движущегося автомоби- 10 ля (от датчика 1), дистанции Ягз до сзади следующего автомобиля (от датчика 2), скорости V> впереди идущего автомобиля (от сумматора 3), собственной скорости V2 (от датчика 5) и скорости Чз сзади следующего 15 автомобиля (от сумматора 4), В блоке 6 сигнал 312 подается на входы квадратора 11. на один из входов умножителя 16, умножителей 17 и 18 и на второй вход сумматора 15, Сигнал дистанции Ягз проходит на входы 20 квадратора 12, на второй вход умножителя

16, на первые входы умножителей 19 — 21 и на третий вход сумматора 15.

Сигнал скорости V> идет с входа блока

6 на входы квадратора 13, а также на второй 25 вход умножителя 19, на первый вход умножителя 22 и на четвертый вход сумматора

15. С четвертого входа блока 6 сигнал скорости Чг поступает на вторые входы умножителей 17, 20 и 22, на первый вход 30 умножи-.еля 23 и на пятый вход сумматора 15.

Сигнал скорости Чз подводится к входам квадратора 14 и, кроме того, к вторым входам умножителей 18, 21 и 23 и на шестой 35 вход сумматора 15. Во всех блоках 11-23 выполняются операции умножения поданных сигналов. В результате на выходах квадраторов 11 — 14 получаются сигналы

S 12, S гз, и V з соответственно, которые 40. г подаются на входы с седьмого по десятый (в той же последовательности) сумматора 15.

На выход умножителя 16 поступает сигнам Сь где i = 1; ...: 17, а затем преобразованные таким образом сигналы суммируются один с другим и, кроме того, с сигналом с делителя 24 напряжения, равным Со. В итоге указанных действий в сумматоре 15 формируется сигнал оптимального замедления, подаваемый на выход блока 6 и далее нэ первый вход коммутатора 7 (фиг.1).

Дифференциатор 25 контроллера (фиг.3) по изменению скорости впереди идущего автомобиля оценивает его замедление

j<, которое подается на первый вход компаратора 26. Пороговое значение замедления

)лр, подаваемое на второй вход компаратора

26 от делителя 27 напряжения, соответствует режиму экстренного торможения при заданном коэффициенте сцепления колес с дорогой. Сигнал управления коммутатором и далее исполнительным механизмом замедления появляется нэ выходе компаратора 26, являющемся и выходом контроллера в целом, лишь тогда, когда интенсивное замедление впереди идущего автомобиля вызывает аварийную ситуацию, т.е. при j» j>p.

Для повышения надежности срабатывания контроллера величину порогового замедления можно установить на уровне

)ар = (0,90: 0,95) . )макс. (3)

Когда такая экстренная ситуация возникает. в коммутаторе 17 на базу транзистора

28 подается сигнал управления с контроллера 8.

Транзистор 28 открывается и на выход коммутатора 7 пропускается сигнал оптимального замедления с первого входа коммутатора 7.

Механизм 9 замедления (фиг.1) в виде, например, электровакуумно-гидравлического, электропневматического, электрогидравлического высокого давления, электромагнитного или иного типа автоматизированного привода колесных тормозных механизмов при подаче сигнала управления от коммутатора 7 создает тормозной момент на колеса, В свою очередь установившееся замедление управляемого автомобиля пропорционально тормозному моменту на колесах. Режим торможения индуцируется включением сигнализатора 10.

В результате отработки оптимального замедления обеспечивается минимальная степень тяжести столкновений в экстренной ситуации. в том числе и предотвращение столкновений с обоими сопровождающими автомобилями в неблагоприятных условиях, Формула изобретения

1,Устройство для автоматического управления торможением автомобиля в потоке, содержащее передний и задний локационные датчики для определения скорости дви1661018 жения относительно впереди движущегося автомобиля и относительно следующего сзади автомобиля, а также расстояния до указанных автомобилей, датчик собственной скорости автомобиля, первый сумматор для определения скорости впереди движущегося автомобиля, второй сумматор для определения скорости следующего сзади автомобиля, блок расчета оптимальных условий движения, исполйительпый механизм управления замедлением автомобиля и сигиалиэатор опасности для следующего сзади автомобиля, при этом первый вход блока расчета подключен к выходу переднего локационного датчика, выдающему сигнал, пропорциональный расстоянию, второй вход — к аналогичному выходу заднего локационного датчика, третий вход — к выходу первого сумматора, четвертый вход — к выходу датчика собственной скорости, а пятый вход- к выходу второго сумматора, инверсный вход первого сумматора подключен к выходу переднего локационного датчика, . выдающему сигнал, пропорциональный скорости, а второй — к выходу датчика собственной скорости, к которому подключен первый вход второго сумматора, подключенного вторым входом к выходу заднего локационного датчика, выдающему сигнал, пропорциональный скорости, причем блок расчета включает в себя умножители и выходнойсумматор,отличающеес я тем, что, с целью повышения безопасности движения, оно снабжено коммутатором, через который выходной сумматор блока расчета подключен к исполнительному механизму и сигналиэатору, и контроллером экстренного режима, вход которого подключен к выходу первого сумматора, а выход — к управляющему входу коммутатора.

2.Устройство поп.1,отлича ющееся тем, что блок расчета оптимальных условий движения снабжен делителем напряжения, четырьмя квадраторами и выполнен с во5 семью умножителями и выходным сумматором с восемнадцатью входами, при этом входы квадраторов соединены соответственно с первым, вторым, третьим и пятым входами блока расчета, первые входы пер10 вого, второго и третьего умножителей — с первым входом блока расчета, первые входы четвертого, пятого, шестого и.второй вход первого умножителей — с вторым входом блока расчета, второй вход четвертого

15 и первый вход седьмого умножителей — с третьим входом блока расчета, вторые входы второго, пятого, седьмого, и первый вход восьмого умножителей — с четвертым входом блока расчета, вторые входы третьего, 20 шестого и восьмого умножителей — с пятым входом блока расчета, а из восемнадцати ходов сумматора первый связан с выходом делителя напряжения, входы с второго по . шестой — соответственно с входами блока

25 расчета с первого по пятый, входы сумматора с седьмого по десятый — с выходами квадраторов с первого по четвертый соответственно, входы сумматора с одиннадцатого по восемнадцатый — с выходами

30 умножителей соответственно с первого по восьмой.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что контроллер экстренного режима включает в себя дифференциатор, делитель

35 напряжения и:компаратор, при этом вход дифференциатора соединен с входом контроллера, выход — с первым входом компаратора, к второму входу которого подключен делитель напряжения, а выход.компаратора

40 является выходом контроллера.

1661018

&алом

УуЮ

0m &ою

Составитель С.Макаров

Техред М,Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор О.Хрипта, Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2087 Т ираж 353 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5