Устройство для регулирования скорости движения транспортного средства

 

а.оюз советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06 02 ° 80 (21) 2881810/18-24 (51)М. КЛ. с присоединением заявки Йо— (23) Приоритет—

G08 G 1j12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 301181. Бюллетень Йо 44 (53) УДК 629.1. 075 (088. 8) Дата опубликования описания 30.1181

A..lI.Hàóãoëüíûõ, О.Б.Ниэамутдинов, М.Э.Черкашина

С.В.Чирков и В.Б.Янкин

""--"- " ЙЬ"царя с

E " .

1 (72) Авторы изобретения (71) 3 а яв итель

Пермский политехнический институт (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

ДВИЖЕНИЯ TPAHCIlOPTHOI"О СРЕДСТВА

Изобретение относится к управлению транспортными средствами в условиях изменяющейся дорожной об становки.

Известно устройство для управления транспортным средством, содержащее на контролируемом пункте передатчик, а на транспортном средствеприемники, элемент ИЛИ, счетчик, дешифраторы, преобразователи кЬда в напряжение и частоты в напряжение,. элемент сравнения и исполнительный блок f1) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является 15 устройство для регулирования скорости движения транспортного средства, содержащее установленный на контролируемом участке передатчик, а на транспортном средстве — приемник и 20 датчик скорости, выходы которых соединены со входами блока сравнения, выход которого подключен к исполнительному блоку p2).

Недостатком известных устройств является невозможность их испольэованйя в условиях изменяющейся дорож-. ной обстановки.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства. ЗО

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены на транспортном средстве пороговый блок, элемент ИЛИ,, блок датчиков дорожной обстановки, четыре функциональных преобразователя, шесть умножителей, блок уставок, два инвертора и четыре сумматора, первый и второй выходы приемника подключены соответственно ко входу первого умножителя и первого функционального преобразователя, третий выход. приемника подключен к первым входам второго и третьего умножителей, первый выход блока датчиков дорожной обстановки соединен с первыми входами четвертого умножителя и первого сумматора, второй выход блока датчиков дорожной обстановки подключен ко входу второго функционального преобразователя и к первым входам пятого умножителя и второго сумматора, выход первого умножителя соединен с первыми входами трепего сумматора и шестого умножителя, выход первого функционального преобразователя соединен со вторыми входами четвертого, пятого и шестого умножителей, выход четвертого умножителя подключен ко второму входу третьего сумматора, выход которого соединен

886036 со вторым входом второго умножителя, выход шестого умножителя соединен через первый инвертор со вторым входом,.первого сумматора, выход которого йодключен к третьему входу второго умножителя, выход пятого умножи теля соединен через второй инвертор . с первым входом четвертого сумматора,, выход которого подключен ко второму входу третьего умножителя, выход второго функционального преобразователя соединен со вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к третьему входу третьего умножителя, выходы блока уставок соединены со вторым входом четвертого сумматора и с четвертыми входами второго и третье- 5 го умножителей, выходы которых соединены соответственно через третий и четвертый функциональные преобразователи со вторым и третьим входами блока сравнения, выходы которого через пороговый блок подключены ко входам элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом исполнительного блока.

Как известно, скорость движения транспортного средства на повороте ограничивается возможностью возникновения бокового опрокидывания или скольжения транспортного средства.

Так, предельная скорость движения транспортного средства на повороте, при которой еще не происходит боко- 30 вого опрокидывания Чопр находится из уравнения

Q R (" 35 а предельная скорость движения транспортного средства на повороте, при которой еще не происходит скольже" ния в бок (Уск),находится из уравне- 40 ния

/ч+ ч где Н вЂ” высота расположения центра тяжести; 45 — угол наклона виража; колея транспортного средства, — ускорение свободного падения, 50

Й вЂ” радиус поворота; — коэффициент сцепления колес с опорной поверхностью.

Из уравнения (1) и (2) видно, что на одном и том же повороте вероятность возникновения бокового опрокидывания и скольжения -зависит от дорожной обстановки, а именно от коэффициента Ч" сцепления колес с опорной поверхностью, высоты Н расположения центра тяжести. Так, при 60 больших значениях коэффициента Т сцепления колес с опорной поверхностью (например, при сухом дорожном покрытии ) опрокидывание произойдет при меньшей скорости движения транс- 65 портного средства, чем скольжение, т.е. при больших значениях коэффициента сцепления колес с опорной поверхностью имеет место неравенство

МОПР < Чск (3)

Наоборот, при малых значениях коэффициента сцепления колес с опорной поверхностью (например, при мокром дорожном покрытии ) скольжение произойдет при меньшей скорости движения транспортного средства, чем опрокидывание, т.е. при меньших значениях коэффициента сцепления колес с опорной поверхностью имеет место неравенство иск Чокер (4)

Аналогично будет влиять на возникновение опрокидывания и скольжения высота Н расположения центра тяжести транспортйого средства.

Таким образом, в зависимости от дорожной обстановки может меняться величина допустимой скорости движения транспортного средства и для обеспечения безопасности движения транспортного .средства на повороте должна быть выбрана в соответствии с неравенствами п Чопр, (Я

ДОП СК : Гб)

Скорость движения транспортного средства не должна превышать наименьшую из этих двух предельных скоростей. Поэтому необходимо постоянно иметь информацию о значениях предельной скорости движения транспортного средства, при которой еще не происходит бокового опрокидывания, и предельной скорости движения транспортного средства, при которой еще не происходит скольжеиия в бок, и в соответствии с этой информацией ограничивает скорость движения транс- . портного средства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, на фиг.2 — блок-схема вычислительного блока.

Устройство содержит передатчик 1., установленный в районе контроля параметра движения, и установленный на транспортном средстве блок 2 датчиков дорожной обстановки, соединенный с одними входами вычислительного блока 3, другие входы которого соединены с приемником 4, а выходы— со вторым входом блока 5 сравнения, первый вход которого соединен с датчиком 6 скорости, а выход — c пороговым блоком 7, выход которого соединен с элементом ИЛИ 8, выход которого соединен с исполнительным блоком 9.

Блок 5 сравнения состоит из элементов 10 и 11 сравнения, а пороговый блок 7 — из пороговых элементов

12 и 13.

886036

Передатчик 1 предназначен для передачи в приемник 4 по линиям связи информации о величине радиуса поворота и величине угла наклона виража-.

Передатчик 1 устанавливается перед поворотом. 5

Приемник 4 служит для приема передаваемой по линии связи передатчиком 1 .информации о величине радиуса поворота и величине угла наклона ви.— ража и передачи ее в вычислительный блок 3.

Датчик 6 контролируемого параметра предназначен для выдачи в блок. 5 сравнения фактического значения скорости движения транспортного средст35

Блок 2 датчиков дорожной обстановки предназначен для выдачи в вычислительный блок 3 сигналов, значения которых пропорциональны значениям коэффициента сцепления колес с опор- Щ ной поверхностью и высоте расположения центра тяжести.

Элементы 10 и 11 сравнения предназначены для сравнения допустимых скоростей движения с действительной скоростью движения транспортного средства.

Пороговые элементы 12 и 13 служат для фиксирования превышения фактической скорости движения транспортного средства над допустимой скоростью

I движения.

Вычислительный блок 3 предназначен для нахождения в соответствии с уравнениями (1)и (2 ) по сигналам, поступающим с приемника 4 и блока 2 датчиков дорожной обстановки, значений предельных скоростей движения транс-. портного средства на повороте, при которых еще не происходит. бокового опрокидывания и скольжения. 40

Вычислительный блок 3 состоит иэ функциональных преобразователей 1417, умножителей 18-23, сумматоров

24-27, инверторов 28 и 29 и блока 30 уставок. 45

Устройство работает следующим образом.

Пусть, например, транспортное средство выехало по сухому асфальтобетонному покрытию в зону действия передатчика 1, установленного в районе с ограниченной скоростью движения— перед поворотом. Ограничение скорости движения транспортного средства обусловлено возможностью возникновения на повороте е-.î опрокидывания или скольжения. Сигнал, передаваемый передатчиком 1, несет в себе информацию о величине радиуса поворота Я и величине угла наклона . Этот сигнал принимает установленный на транспорт- gp ном средстве приемник 4, который выдает на входы вычислительного блока

3 cHI HBJI 88J1H INHB i<оторого пропорци.ональна величине радиуса поворота Й и величине угла наклона виража Р. На другие входы вычислительного блока 3 с блока 2 датчиков дорожной обстановки поступает сигнал, пропорциональный величине коэффициента сцепления колес с опорной поверхностью и высоте расположения центра тяжести Н.

По сигналам, поступающим с приемника

4 и блока 2 датчиков дорожной обстановки, вычислительный блок 3 в соответствии с уравнением (1) находит предельную скорость движения транспортного средства на повороте, при которой еще не происходит бокового опрокидывания Чар, а в соответствии с уравнением (2 ) — предельную скорость движения транспортного средства на повороте, при которой еще не происходит скольжения в бок У,.

Умножитель 18 умножает аргумент В на 1/2, а функциональный преобразователь 14 находит тангенциальную зависимость от аргумента .P . Функциональ» ный преобразователь 15 находит тангенциальную зависимость от аргумента .Сумматор 26 суммирует аргумент с функцией tg Q, поступающей на его вход с преобразователя 15. Умножитель 20 перемножает аргумент ф на функцию р., поступающую с выхода преобразователя 14. Инвертор 29 изменяет знак функции 9 р, поступающей на его вход с умножителя 20. Сумматор„ 27 прибавляет к (Ц функцию (— гP ) . Умножитель 23 умножает функцию (g+ $ ),поступающую с выхода сумматора 26, на функцию 1/(1-Ид р) постоянную f и аргумент Ц, поступающий с приемника 4. Преобразователь

17 воспроизводит степенную зависимость, равную 1/2 от функции

gR, поступающей с выхода

Ч 1

4-1 4 Г умножителя 23. Таким образом, преобразователь 17 формирует сигнал, пропорциональный величине предельной скорости движения транспортного средства на повороте, при которой. еще не происходит скольжения в бокЧск.

Умножитель 19 умножает функцию

1Яp поступающую с выхода преобразователя 14, на аргумент Н, поступающий с блока 2 датчиков дорожной обстановки. Сумматор 24 складывает функцию В/2, поступающую с умножителя 18, с функцией Н, поступающей с умножителя 19. Умножитель 21 умно,жает функцию В/2 и Cga, поступающие соответственно с умно,хителя 18 и преобразователя 14. Инвертор 28 изменяет знак фунКции B/2 tgf5, поступающей с выхода умножителй 21. Сумматор 25 функцию (-B/21öð), поступающую с инвертора 28, складывает с аргументом Н, поступающим с блока

2 датчиков дорожной обстановки.

Умножитель 22 умножает функцию

Н + — поступающую с выхода сумВ

886036 оратора 24, на функцию 1/(Н-В/2 1 р), постоянную и аргумент R, поступающий с приемника 4. Преобразователь

16 воспроизводит степенную зависимость, равную 1/2, от функции

НЫв+ В/2 5 — 2 g R поступающей с выхода умножителя 22. Таким образом, преобразователь 16 формирует сигнал, пропорциональный величине предельной скорости движения транспортного сред- )Q ства на повороте, при которой еще не происходит бокового опрокидыванияЧопр.

СигналыV иЧО, сравниваются соответственно элементами 10 и 11 сравнения блока 5 сравнения с поступающим от датчика 6 скорости сигналом, пропорциональным фактическому значению скорости движения транспортного средства.

Так как в рассматриваемом примере асфальтобетонное покрытие сухое, то в соответствии с неравенством (3) сигнал, поступающий на вход элемента 10 сравнения, имеет меньшую величину, чем сигнал, поступающий на вход элемента 11 сравнения. В случае превышения фактической скорости движения транспортного средства предельной скорости движения транспортного средства на повороте, при которой еще .не происходит бокового опрокидывания, элемент 10 сравнения выраба- 39 тывает сигнал, который воздействует на пороговый элемент 12 порогового блока 7. В результате .этого воздействия пороговый элемент 12 перейдет в новое состояние, при котором на 35 выходе порогового элемента 12 появится сигнал. Этот сигнал, воздействуя на исполнительный блок 9 через элемент ИЛИ 8, уменьшает скорость движения транспортного средства до тех пор, пока фактическая скорость движения не будет меньше предельной скорости движения транспортного средства на повороте, при которой еще не происходит бокового опрокидывания. Когда фактическая скорость движения транс- 45 портного средства будет меньше допустимой, тогда исчезнет сигнал на выходе элемента 10 сравнения и пороговый элемент 12 перейдет в свое первоначальное исходное состояние. 50

Исчезновение выходного сигнала элемента 10 сравнения приводит к исчезновению сигнала на выходе элемента ЛИ 8, который прекращает свое воздействие на исполнительный блок 9. 55

Таким образом, после въезда транспортйого средства в зону действия передатчика 1, скорость движения транспортного средства становится меньше допустимой.

d0

При изменении дорожной обстановки - уменьшении коэффициента ф сцепления колес опорной поверхностью, например, от прошедшего до:кдя, в соответствии с неравенством (4 ) сиг- у нал, поступающий на вход элемента 10 сравнения, имеет меньшую величину, чем сигнал, поступающий на вход элемента 11 сравнения. В случае- превышения фактической скорости движения транспортного средства предельной скорости движения транспортного средства на повороте, при которой еще не происходит скольжения в бок, элемент

11 сравнения вырабатывает сигнал, который воздействует на пороговый элемент 12 порогового блока 7. В результате этого воздействия пороговый элемент 12 выдает сигнал на вход элемента ИЛИ 8, который, воздействуя на исполнительный блок 9, приведет скорость движения транспортного средства в соответствие с предельной скоростью движения транспортного средства на повороте, при которой еще не происходит движение в бок.

Экономическая эффективность от использования предлагаемого устройства определяется указанными выше его техническими преимуществами.

Формула изобретения

Устройство для регулирования скорости движения транспортного средства, содержащее установленный на контролируемом участке передатчик, а на транспортном средстве — приемник и датчик скорости, подключенный к первому входу блока сравнения, и исполнительный блок, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью.расширения функциональных возможностей устройства, в него введены на транспортном средстве пороговый блок, элемент ИЛИ, блок датчиков дорожной обстановки, четыре функциональных преобразователя, шесть умножителей, блок уставок, два инвертора и четыре сумматора, первый и второй выходы приемника подключены соответственно ко входу первого умножителя и первого функционального преобразователя, третий выход приемника подключен к первым входам второго и третьего умножителей-, первый выход блока датчиков дорожной обстановки соединен с первыми входами четвертого умножителя и первого сумматора, второй выход блока датчиков дорожной обстановки подключен ко входу второго функционального преобразователя и к первым входам пятого умножителя и второго сумматора, выход первого умножителя соединен с первыми входами третьего сумматора и шестого умножителя, выход первого функционального преобразователя соединен со вторыми входами четвертого, пятого и шестого умножителей, выход четвертого умножителя подключен ко второму входу третьего сумматора, выход которого соединен со вторым входом второго умножителя, 886036

10 фи.г.7 выход шестого умножителя соединен через первый инвертор со вторым входом первого сумматора, выход которого подключен к третьему входу второго умножителя, выход пятого умножителя соединен через второй инвертор с первым входом четвертого сумматора, выход которого подключен ко второму входу третьего умножителя, выход второго функционального преобразователя соединен со вторым входом второго сум- о матора, выход которого подключен к ,третьему входу третьего умножителя, выходы блока уставок соединены со вторым входом четвертого сумматора и с четвертыми входами второго и треI

l тьего умножителей, выходы которых соединены соответственно через третий и четвертый функциональные преобразователи со вторым и третьим входами блока сравнения, выходы которого через пороговый блок подключены ко входам элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом исполнительного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 552632, кл. 608.G 1/09, 1975..

2. Авторское свидетельство СССР

9 357586, кл. 608 О 1/12, 1977 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 10563/79

Тираж 694 Подписное

Филиал ППП "Патент,,г. Ужгород,ул.Проектная,4