Способ экстренного торможения транспортного средства



Способ экстренного торможения транспортного средства
Способ экстренного торможения транспортного средства

 

B60R21/013 - Устройства и оборудование транспортных средств для защиты экипажа, пассажиров и пешеходов или предохранения их от увечья в случае аварии или ином дорожно-транспортном происшествии (ремни или пояса безопасности, используемые на транспортных средствах B60R 22/00; устройства, приспособления и способы для спасения жизни вообще A62B; предохранительные устройства в системе управления движением транспортного средства B60K 28/00; сиденья для защиты человека от чрезмерных перегрузок, например аварийные или безопасные сиденья B60N 2/42; устройства, поглощающие энергию, для рулевых колес транспортных средств B62D 1/11; устройства, поглощающие энергию для рулевых колонок транспортных средств B62D 1/19; привязные ремни на летательных аппаратах B64D 25/00)

Владельцы патента RU 2604369:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к системам пассивной безопасности наземного транспорта. Способ заключается в измерении дистанции транспортного средства до препятствия с помощью датчика дистанции. Затем рассчитывают с помощью электронного программируемого блока относительную скорость сближения и оценивают вероятность столкновения. В случае возникновения опасности столкновения снимают с оптических датчиков соответственно скорости вращения ведущих колес и движения транспортного средства относительно дорожного полотна сигналы, с помощью которых формируют в электронном блоке и выдают исполнительным устройствам последовательность команд на проведение операций: зажатие тормозных колодок, включение задней скорости, поднятие оборотов двигателя, отжатие сцепления, отпускание тормозных колодок, выключение в момент остановки транспортного средства реверса, сбрасывание оборотов двигателя до холостых, выключение задней скорости и повторное зажатие тормозных колодок. Достигается повышение эффективности торможения и безопасность транспортного средства. 1 ил.

 

Изобретение относится к средствам пассивной безопасности наземного транспорта с двигателями внутреннего сгорания /ДВС/ и дизельными двигателями.

Известны способы экстренного торможения транспортных средств, заключающиеся в том, что с помощью установленного на раме аварийного тормозного механизма с силовым приводом вводят в контакт с дорожным полотном либо внедряемый в полотно шток, связанный с пиропатроном, снабженным электрозапалом /см. патент РФ на изобретение №2274566, кл. В60Т 1/14, 2004 [1]/, либо вакуумный прижим, сообщаемый с эжекторным насосом /см. патент на полезную модель №103784, кл. B60T 1/14, 2009 [2]/, либо тормозной клин с системой его подвески, снабженной рабочими барабанами с гибкими тросами, тормозной колодкой и ручной лебедкой /см. патент РФ на изобретение №2286895, кл. В60Т 1/14, 2005 [3]; патент РФ на изобретение №2276021, кл. В60Т 1/14, 2004 [4]/.

Недостатками известных способов экстренного торможения является предельная сложность используемых устройств, низкая надежность, ограниченные возможности применения.

Кроме того, известны способы экстренного торможения транспортного средства путем создания дополнительной силы, прижимающей колеса к дорожному полотну при помощи, например, принудительного изменения положения центра тяжести транспортного средства относительно дорожного полотна /см., например, патент РФ на изобретение №2279991, кл. В60Т 1/04, 2006 [5]/.

Недостатками таких способов является сложность их реализации и низкая эффективность торможения.

Известны также способы экстренного торможения транспортного средства, заключающиеся в распознавании опасных ситуаций на дороге, в частности опасных сближений с объектом, с помощью радарных датчиков и видеокамер и предупреждении столкновений путем автоматического торможения с расчетным значением необходимого тормозного усилия /см. сайт: http://www.xc60-club.ru/obzory-i-testy/collis-warn/ [6]; сайт: http://gm-avto.ucoz.ru/publ/3-1-0-4 [7]/.

Недостатками известных устройств является низкая эффективность экстренного торможения и, соответственно, низкая степень повышения безопасности транспортных средств, сложность используемых систем предупреждения столкновений.

Наиболее близким способом того же назначения к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является способ экстренного торможения транспортного средства, включающий измерение дистанции до препятствия с помощью датчиков дистанции, расчет с помощью электронного блока относительной скорости сближения и оценку вероятности столкновения с препятствием, а также при большой опасности столкновения выполнение исполнительными устройствами, связанными с электронным блоком и действующими на ведущие колеса органами управления движением и торможением, заданной последовательности операций по экстренному торможению транспортного средства и подъему передней части его кузова относительно дороги /см. патент РФ на изобретение №2257303, кл. B60R 21/02, 2003 [8]/, и принятый за прототип.

Недостатками способа-прототипа являются низкие эффективность экстренного торможения и степень повышения безопасности за счет силового подъема передней части кузова, ограниченные возможности его использования и предельная сложность реализации за счет использования специальных силовых исполнительных устройств.

Сущность изобретения заключается в создании сравнительно простого по осуществлению и эффективного способа экстренного торможения транспортного средства в чрезвычайно опасных аварийных ситуациях, использующего реверсный режим и позволяющего значительно повысить степень безопасности движения.

Технический результат - повышение эффективности торможения и степени безопасности транспортного средства, упрощение реализации способа и расширение возможностей его использования.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе экстренного торможения транспортного средства, включающем измерение дистанции до препятствия, расчет относительной скорости сближения и оценку вероятности столкновения с препятствием, а также, при большой опасности столкновения, выполнение исполнительными устройствами, связанными с действующими на ведущие колеса органами управления движением и торможением, заданной последовательности операций, особенность заключается в том, что дополнительно измеряют скорости вращения ведущих колес и движения транспортного средства относительно дорожного полотна, после чего с помощью вышеуказанных исполнительных устройств последовательно зажимают тормозные колодки, включают в момент прекращения вращения ведущих колес заднюю скорость, поднимают обороты двигателя внутреннего сгорания до заданной величины, отжимает сцепление, отпускают тормозные колодки, выключают в момент остановки транспортного средства относительно дорожного полотна реверс, сбрасывают обороты двигателя до холостых, выключают заднюю скорость и повторно зажимают тормозные колодки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично изображено транспортное средство с вариантом устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит размещенный в передней части транспортного средства 1 датчик 2 дистанции до препятствия /на рисунке последнее не показано/ радиолокационного или лазерного типа /см. [8]/, оптический датчик 3 скорости вращения ведущих колес 4 транспортного средства 1, например задних, установленный на нижней части рамы 5 и обращенный к рабочей поверхности колеса 4, снабженного нанесенными в поперечных канавках протектора шины специальной стойкой краской рисками 6, и оптический датчик 7 движения транспортного средства 1 относительно дорожного полотна 8, также установленный на нижней части рамы 5 и обращенный к дорожному полотну 8. При этом датчики 2, 3 и 7 подключены к электронному программируемому блоку /на рисунке не показан/, рассчитывающему на основании сигналов, снимаемых с датчика 2 дистанции до препятствия, относительную скорость сближения транспортного средства 1 с препятствием, и оценивающему вероятность столкновения с последним. В случае большой опасности столкновения электронный блок запрограммирован на выдачу исполнительным устройствам, связанным с действующими на ведущие колеса 4 органами управления движения и торможением с помощью сигналов, снимаемых с оптических датчиков 3, 7, соответственно, скорости вращения ведущих колес 4 и движения транспортного средства 1 относительно дорожного полотна 8, заданной последовательности команд: на зажатие тормозных колодок, включение в момент прекращения вращения ведущих колес 4 задней скорости /реверса/, поднятие оборотов двигателя внутреннего сгорания до заданной величины, отжатие сцепления, отпускание тормозных колодок, выключение в момент остановки транспортного средства 1 относительно дорожного полотна 8 реверса, сбрасывание оборотов двигателя до холостых, выключение задней скорости и повторное зажатие тормозных колодок.

Реализацию предлагаемого способа с помощью вышеописанного устройства осуществляют следующим образом.

Измеряют дистанцию транспортного средства 1 до препятствия с помощью датчика 2 дистанции до препятствия, рассчитывают по сигналу с датчика 2 с помощью электронного программируемого блока относительную скорость сближения и оценивают вероятность столкновения с препятствием. В случае большой опасности столкновения снимают с оптических датчиков 3, 7, соответственно, скорости вращения ведущих колес 4 и движения транспортного средства 1 относительно дорожного полотна 8, сигналы, с помощью которых формируют в программируемом электронном блоке и выдают исполнительным устройствам, связанным с действующими на ведущие колеса 4 органами управления движением и торможением, заданную последовательность команд. В соответствии с этими командами вышеуказанные исполнительные устройства производят над органами управления движением и торможением ведущих колес 4 операции в следующей последовательности: зажимают тормозные колодки, включают в момент прекращения вращения ведущих колес заднюю скорость /реверс/, поднимают обороты двигателя внутреннего сгорания до заданной величины, отжимают сцепление, отпускают тормозные колодки, выключают в момент остановки транспортного средства 1 относительно дорожного полотна 8 реверс, сбрасывают обороты двигателя до холостых, выключают заднюю скорость и повторно зажимают тормозные колодки.

Следует подчеркнуть, что осуществление именно вышеуказанной последовательности операций над органами управления движением и торможением ведущих колес 4 позволяет принципиально изменить весь характер процесса экстренного торможения транспортных средств с ДВС и дизельными двигателями, его кинематику и динамику, увеличив за счет этого эффективность торможения без резкого усложнения конструкции и применения, специальных силовых механизмов. В известных способах экстренного торможения /см., например, [6], [7], [8]/, естественно, не оснащенных специальными дополнительными устройствами силового контактирования с дорожным полотном 8, резко усложняющими реализацию способов, процесс экстренного торможения осуществляется путем интенсивного зажатия тормозных колодок до прекращения вращения ведущих колес 4 и последующего движения транспортного средства 1 юзом по инерции до полной остановки движения относительно дорожного полотна 8. В предлагаемом же способе торможения в момент остановки вращения ведущих колес 4 обеспечивается сразу же, не дожидаясь остановки движения транспортного средства 1, относительно дорожного полотна 8, то есть в процессе его движения по инерции, после проведения ряда дополнительных промежуточных операций над органами управления движением и торможением ведущих колес 4, обусловленных спецификой работы ДВС, переключение вращения ведущих колес 4 в режим реверса с заранее заданными оборотами /угловой скоростью вращения/. В таком режиме происходит процесс одновременного торможения транспортного средства 1 как за счет трения сцепления шин с дорожным полотном 8 с коэффициентом сцепления f=0,4 /см., например, В.И. Кнороз, Е.В. Кленников "Шины и колеса", М., Машиностроение, 1975, стр. 134 [9]/ при движении транспортного средства 1 по инерции, и отсутствии вращения ведущих колес 4, так и за счет работы ДВС в режиме реверса с регулируемой силой тяги. Именно такое изменение кинематики и динамики процесса экстренного торможения позволяет повысить эффективность торможения при оптимальном реверсном режиме примерно на 25% /см. далее/.

Пример реализации способа.

Заявителем с использованием дифференциальных уравнений движения и основных теорем динамики процессов торможения /систем/ были проведены теоретические и экспериментальные исследования динамики процессов торможения с помощью известного и предлагаемого способов, проведена сравнительная оценка эффективности торможения, причем получены практически идентичные результаты при теоретических и экспериментальных методах исследований. При этом в качестве базовых использовались технико-экономические параметры и тактические параметры легкового автомобиля "Волга" /ГАЗ-24/: m=1400 кг - собственная масса в снаряженном состоянии; Vmax.=145 км/час = 40,28 м/с - максимальная скорость; Nmax. - 72 кВт - максимальная мощность двигателя; f=0,4.

Заявитель приводит далее краткие результаты исследований. В случае необходимости по требованию эксперта он готов предоставить подробное описание исследований.

Максимальная сила тяги двигателя с учетом потерь на качение и аэродинамических потерь /эти суммарные потери порядка 10%, см. [9], стр. 115/ F т max = 1790 Н . При торможении известными способами /см. [6], [7], [8]/ при скорости V=100 км/ч = 27,8 м/с находим время полного торможения tт, отсчитываемое с момента остановки вращения колес 4 с помощью теоремы об изменении количества движения mV=-Fтр·tт=-fmgtт; V=-fgtт; t т = V f g = 7,08 с . Для определения тормозного пути Sт используем теорему об изменении кинетической энергии m V 2 2 = F т р : S т = f m g S т ; S т = V 2 2 f g = 98,5 м .

При торможении предлагаемым способом определяем время торможения t т и тормозной путь S т в режиме включения реверса с максимальной силой тяги двигателя F т max . Как уже было сказано выше, в предлагаемом способе торможения на гашение скорости V одновременно работают и сила трения сцепления Fтр., и реверсная тяга двигателя F т max

m V = ( F т р . F т max ) t т ; t т = m V F т р . + F т max = 5,35 с

m V 2 2 = ( f m g + F т max ) S т ; S т = m V 2 2 ( f m g + F т max ) = 79,33 м . Таким образом, повышение эффективности предлагаемого способа торможения по сравнению с известными по времени торможения R t т = t т t т t т 100 % = 24 % , по тормозному пути R S т = S т S т S т 100 % = 24,53 % .

Предлагаемый способ экстренного торможения транспортного средства предельно эффективен в наиболее опасных аварийных режимах и позволяет значительно сократить время торможения и тормозной путь. Способ предельно прост по реализации, имеет широкие возможности применения, позволяет отказаться от сложных дополнительных электромеханических, гидравлических, пиротехнических и т.п. устройств, осуществляющих при экстренном торможении силовой контакт с дорожным полотном.

Способ экстренного торможения транспортного средства, включающий измерение дистанции до препятствия, расчет относительной скорости сближения и оценку вероятности столкновения с препятствием, а также, при большой опасности столкновения, выполнение исполнительными устройствами, связанными с действующими на ведущие колеса органами управления движением и торможением, заданной последовательности операций, отличающийся тем, что дополнительно измеряют скорости вращения ведущих колес и движения транспортного средства относительно дорожного полотна, после чего с помощью вышеуказанных исполнительных устройств последовательно зажимают тормозные колодки, включают в момент прекращения вращения ведущих колес заднюю скорость, поднимают обороты двигателя внутреннего сгорания до заданной величины, отжимают сцепление, отпускают тормозные колодки, выключают в момент остановки транспортного средства относительно дорожного полотна реверс, сбрасывают обороты двигателя до холостых, выключают заднюю скорость и повторно зажимают тормозные колодки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе и способу управления двигателем при одновременном воздействии водителя на педаль тормоза и педаль акселератора. Предложен двигатель с тормозной системой с вакуумным усилителем привода и быстрым восстановлением.

Группа изобретений относится к области транспорта, а именно к способу снижения динамической нагруженности транспортного средства при движении по неровной поверхности.

Предложен способ информирования водителя транспортного средства об условиях предстоящего обгона. Способ заключается в том, что определяют скорость впереди идущего транспортного средства и сравнивают ее со скоростью управляемого водителем транспортного средства, оценивают и/или вычисляют длительность обгона и отображают ее водителю транспортного средства непосредственно.

Изобретение относится стартстопной системе автомобиля. В способе эксплуатации стартстопной системы в транспортном средстве с автоматическим сцеплением, выдают, при работе стартстопной системы, команду на блокировку размыкания сцепления в ответ на то, что автоматическое сцепление является замкнутым и изменение давления тормозной системы во времени или изменение высоты положения педали тормоза во времени превышает пороговое значение.

Изобретение относится к электромобилям. Силовая установка электромобиля содержит аккумуляторную батарею; обогреватель аккумуляторов; устройство управления аккумуляторами для прерывистого обогрева, когда температура батареи ниже порогового значения и остаточный заряд больше пороговой величины заряда.

Изобретение относится к приведению в движение транспортного средства. Способ приведения в движение транспортного средства в связи с запуском двигателя внутреннего сгорания в движительной системе этого транспортного средства, содержащей двигатель, электрическую машину, коробку передач, планетарную передачу и тормоз.

Группа изобретений относится к системам помощи водителю и технологиям активной безопасности для транспортных средств, в частности к системе помощи при движении задним ходом с прицепом.

Изобретение относится к автомобилям со стартстопной системой. В способе управления включением сцепления моторного транспортного средства при свободном качении, где транспортное средство имеет двигатель, приводящий в действие механическую трансмиссию через сцепление, определяют, является ли выбранное для запуска при свободном качении передаточное число подходящим.

Группа изобретений относится к интеллектуальным автомобильным системам. Предложена система рекомендаций для вождения автомобиля, система содержит: одну или множество автомобильных систем детектирования и автомобильных систем датчиков для выработки сигнала, из которого получают, по меньшей мере, один индикатор рельефных условий; средство выбора, предназначенное для получения, по меньшей мере, одного индикатора рельефных условий автомобиля и для осуществления выбора из множества наборов установок предпочтительных установок, по меньшей мере, для одной подсистемы автомобиля, включая систему пневматической подвески, в ответ на, по меньшей мере, один индикатор рельефных условий; средство индикации, предназначенное для предоставления водителю индикации предпочтительных установок для, по меньшей мере, указанной подсистемы пневматической подвески, в которой средство выбора принимает сигнал о состоянии прицепа и подавляет индикацию предпочтительных установок указанной подсистемы пневматической подвески.

Изобретение относится к способам эксплуатации транспортного средства при его приближении к перекрестку, на котором находится устройство управления дорожным движением.

Изобретение относится к области аварийных тормозных устройств для экстренного торможения транспортных средств. Устройство содержит откидной рычаг, фиксатор для держания рычага в транспортном положении с закрепленной на раме с помощью пружины инерционной массы, а также механизм перевода рычага в рабочее положение.

Изобретение относится к области аварийных тормозных устройств для экстренного торможения транспортных средств. Устройство содержит два резервуара для размещения текучей среды, связанные между собой каналом с установленным в нем разрушаемым под действием определенного давления клапаном.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Бампер транспортного средства содержит укрепленный на раме кузова по всей ширине его передней части горизонтальный ударный брус.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для предотвращения аварий транспортных средств. Транспортное средство содержит приспособление для экстренного определения тормозного пути, систему экстренного автоторможения, приспособление для дистанционного отслеживания траектории его перемещения, приспособление для оперативной мобильной связи с центральным компьютерным диспетчерским пунктом.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к тормозным системам экстренного торможения транспортных средств. Система экстренного торможения содержит устройство натяжения ремней безопасности, устройство автоматического управления акселератором, механизм автоматического управления тормозными дисками с накладками, датчики слежения, радиолокационная система выявления критических ситуаций, потенциальной опасности и распознавания препятствий на пути движения транспортного средства и ревун-клаксон.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Устройство для отвода от автомобиля энергии встречного удара содержит установленную в передней части автомобиля ударную поверхность, шарнирно соединенную с металлическими продольными упорами.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к противоскатным устройствам тракторных транспортных агрегатов, оснащенных гидросистемой.
Изобретение относится к самолетостроению. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к тормозным устройствам автомобиля. .

Изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к устройствам аварийного торможения транспортных средств. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Активный буфер для пассажирского салона транспортного средства содержит плоскую внутреннюю облицовочную панель, надуваемую камеру из гибкого пластикового материала, нагнетательный насос и опорную конструкцию чашеобразной формы.
Наверх