способ выбора режима торможения транспортного средства и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ выбора режима торможения транспортного средства, заключающийся в том, что измеряют скорость транспортного средства, определяют знак ускорения, по отрицательному значению ускорения формируют и запоминают сигнал «Начало торможения», осуществляют выбор заданного режима торможения транспортного средства за счет нажатия на педаль тормоза, осуществляют выдачу сигналов на индикатор общего тормозного пути, определяют скорость движения транспортного средства V₁ в момент t ₁, соответствующий сигналу "Начало торможения", определяют скорость движения транспортного средства V₂ в момент t₂=t₁+ t и длину тормозного пути S₁ из выражения , определяют скорость движения транспортного средства V _i в момент t_i=t₁+ t_(i-1) и длину тормозного пути S_i из выражения , отличающийся тем, что дополнительно определяют расстояние до впереди идущего транспортного средства, сравнивают текущее значение длины тормозного пути с расстоянием до впереди идущего транспортного средства в виде выражения: S=S_i-S_D, где S_i - текущая длина тормозного пути; S_D расстояние до впереди идущего транспортного средства, осуществляют анализ динамики изменения величины сигнала S относительно двух значений опорных сигналов, определяют время сближения до впереди идущего транспортного средства, осуществляют сравнение времени сближения транспортных средств с заданными значениями, формируют сигнал, соответствующий режиму торможения, исходя из значений величины времени сближения транспортных средств, осуществляют индикацию режима торможения для предотвращения столкновений транспортных средств.

2. Устройство выбора режима торможения транспортного средства содержит индикатор общего тормозного пути, последовательно соединенные датчик скорости и вычислитель, причем выход вычислителя соединен с входом индикатора общего тормозного пути, отличающееся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные блок определения расстояния, блок определения безопасной дистанции и индикатор режима торможения, при этом выход блока определения расстояния соединен одновременно со вторым входом вычислителя и первым входом блока определения безопасной дистанции, второй вход которого соединен с выходом вычислителя, блок определения безопасной дистанции состоит из вычитающего устройства, генератора импульсов, первого, второго, n-третьих пороговых устройств, первого и второго задатчиков постоянных сигналов, элемента И, элемента НЕ, дифференцирующей цепи, счетчика, делителя, элемента ИЛИ, при этом первый и второй входы блока определения безопасной дистанции являются соответственно первым и вторым входами вычитающего устройства, выход которого соединен одновременно со вторым входом делителя и первыми входами первого и второго пороговых устройств, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами первого задатчика, выходы первого и второго пороговых устройств соединены с вторым и третьим входами элемента И, соответственно через элемент НЕ и непосредственно, первый вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента И соединен с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи, вход которой соединен с первым выходом первого задатчика постоянных сигналов, выход счетчика соединен с первым входом делителя, выход которого соединен с первыми входами n-третьих пороговых устройств, вторые входы которых соединены с выходами второго задатчика, выходы n-третьих пороговых устройств соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока определения безопасной дистанции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автомобильной технике и может быть использовано в автоматических системах определения тормозного пути.

Известен способ определения тормозного пути транспортного средства, заключающийся в том, что информацию о движении транспортного средства получают в виде первой последовательности импульсов, например с помощью магнитоэлектрического датчика, установленного на валу спидометра транспортного средства, интервалы между упомянутыми импульсами заполняют импульсами второй последовательности с более высокой постоянной частотой, запоминают количество импульсов в предыдущем и последующем интервалах между импульсами первой последовательности, путем сравнения запомненных количеств импульсов определяют знак ускорения, по отрицательному значению ускорения формируют и запоминают сигнал «Начало торможения», с этого момента заполняют первый счетчик-сумматор импульсов первой последовательности, приведенных к линейным размерам пути, при этом в период торможения каждое запомненное количество импульсов в одном из выделенных интервалов между импульсами первой последовательности сравнивают с заранее заданным количеством импульсов, соответствующим минимальной скорости транспортного средства, и при превышении первого значения над вторым формируют сигнал «Торможение юзом», которым запрещают поступление на первый счетчик-сумматор импульсов первой последовательности, а разрешают поступление кодов тормозного пути, которые формируют с выхода инерционного децелерометра, жестко закрепленного на транспортном средстве, с появлением сигнала «Начало торможения» запоминают приведенное к линейным размерам пути количество импульсов первой последовательности вторым счетчиком-сумматором, определяют разность значений между первым и вторым счетчиками-сумматорами, осуществляют выбор заданного режима торможения транспортного средства за счет нажатия на педаль тормоза с заданной длительностью и динамикой изменения усилий, обеспечивающей заданное ускорение движения педали тормоза, осуществляют контроль соответствия выбранного режима торможения путем сравнения текущих значений длительности воздействия на педаль тормоза и ускорений перемещения педали тормоза с заданными значениями, выдают сигнал на индикатор соответствия режима торможения в случае соответствия выбранного режима торможения, осуществляют выдачу сигналов на индикатор полного тормозного пути тормозного пути на участке юза в случае соответствия выбранного режима торможения и полной остановки транспортного средства [1] (Ефанов В.В., Мужичек С.М., Зыков В.Н. Патент РФ на изобретение № 2342643, кл. G01M 17/007, В60Т 19/22, G01L 5/28, опубл. 27.12.2008, Бюл. № 36).

Известно устройство для определения тормозного пути, содержащее датчик пути, инерционный децелерометр, блок определения тормозного пути, индикатор тормозного пути на участке юза, индикатор общего тормозного пути, причем выход датчика пути и инерционного децелерометра соединен с первым и вторым входами блока определения тормозного пути, который содержит блок преобразования информации о движении в скорость, генератор постоянной частоты импульсов, блок определения, формирования и запоминания сигналов «Начало торможения», «Условное торможение юзом», «Инверсное условное торможение юзом», первый, второй и третий элементы И, делитель, первый и второй счетчики-сумматоры, вычислитель, блок усиления и формирования кодов тормозного пути от децелерометра, при этом первым и вторым входами блока определения тормозного пути являются вход блока преобразования информации о движении в скорость и первый вход блока усиления и формирования кодов тормозного пути от децелерометра, выход блока преобразования информации о движении в скорость соединен с первым входом блока определения, формирования и запоминания сигналов «Начало торможения», «Условное торможение юзом», «Инверсное торможение юзом» и одновременно с первым входом первого элемента И, выход которого через делитель соединен одновременно с первым входом второго элемента И и входом первого счетчика-сумматора, выход которого соединен с первым входом вычитателя, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика-сумматора, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока определения, формирования и запоминания сигналов «Начало торможения», «Условное торможение юзом», «Инверсное условное торможение юзом», первый выход которого соединен одновременно со вторым входом первого элемента И и третьим входом блока усиления и формирования кодов тормозного пути от децелерометра, второй вход которого соединен с выходом генератора постоянных сигналов, выход которого одновременно соединен со вторым входом блока определения, формирования и запоминания сигналов «Начало торможения», «Условное торможение юзом», «Инверсное условное торможение юзом», третий вход которого является входом сигнала «У ставка Vmin», выход вычитателя и выход второго счетчика-сумматора являются соответственно первым и вторым выходами блока определения тормозного пути, а также четвертый и пятый элементы И, контактный датчик нажатия на педаль, блок оценки режима торможения и индикатор соответствия режима торможения, причем вход блока оценки режимов торможения соединен с выходом контактного датчика, а выход соединен одновременно с входом индикатора соответствия режима торможения и вторыми входами четвертого и пятого элементов И, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходом блока определения тормозного пути, а выходы соединены соответственно со входами индикатора тормозного пути на участке юза и индикатора общего тормозного пути, блок оценки режимов торможения состоит из генератора импульсов, элемента И, счетчика, порогового устройства и задатчика сигналов, причем входом блока оценки режимов торможения является первый вход элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход через счетчик соединен с первым входом порогового устройства, второй вход которого соединен с выходом задатчика сигналов, выход порогового устройства является выходом блока оценки режимов торможения [1] (Ефанов В.В., Мужичек С.М., Зыков В.Н. Патент РФ на изобретение № 2342643, кл. G01M 17/007, В60Т 19/22, G01L 5/28, опубл. 27.12.2008, Бюл. № 36).

Недостатком данных способа и устройства является сложность технической реализации и то, что тормозной путь определяется только после торможения. Это не позволяет водителю выбирать режим торможения в процессе торможения.

Наиболее близким к изобретению является способ определения тормозного пути транспортного средства, заключающийся в том, что измеряют скорость транспортного средства, определяют знак ускорения, по отрицательному значению ускорения формируют и запоминают сигнал «Начало торможения», осуществляют выбор заданного режима торможения транспортного средства за счет нажатия на педаль тормоза, осуществляют выдачу сигналов на индикатор полного тормозного пути, определяют скорость движения транспортного средства V ₁ в момент t₁, соответствующий сигналу «Начало торможения», определяют скорость движения транспортного средства V₂ в момент t₂=t₁+ t и длину тормозного пути S₁ из выражения , определяют скорость движения транспортного средства V _i в момент t_i=t₁+ t_(i-1) и длину тормозного пути S_i из выражения , по длине тормозного пути выбирают режим торможения [2] (Винокуров В.И., Винокуров Д.В., Зыков В.Н., Зыков А.В. Патент РФ на изобретение № 2404897, кл. G01M1 17/00, В60Т1 17/22, опубл. 27.11.2010).

Наиболее близким к изобретению является устройство определения тормозного пути транспортного средства, содержащее индикатор общего тормозного пути, последовательно соединенные датчик скорости и вычислитель, причем выход вычислителя соединен с входом индикатора общего тормозного пути, а второй вход вычислителя соединен с выходом задатчика постоянной величины [2] (Винокуров В.И., Винокуров Д.В., Зыков В.Н., Зыков А.В. Патент РФ на изобретение № 2404897, кл. G01M1 17/00, В60Т1 17/22, опубл. 27.11.2010).

Недостатком данных способа и устройства является низкая достоверность, обусловленная выбором режима торможения без учета информации о дистанции и динамики сближения транспортных средств.

Технической задачей изобретения является повышения достоверности за счет выбора режима торможения транспортного средства с учетом информации о дистанции и динамики сближения транспортных средств.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе определения тормозного пути транспортного средства, заключающемся в том, что измеряют скорость транспортного средства, определяют знак ускорения, по отрицательному значению ускорения формируют и запоминают сигнал «Начало торможения», осуществляют выбор заданного режима торможения транспортного средства за счет нажатия на педаль тормоза, осуществляют выдачу сигналов на индикатор общего тормозного пути, определяют скорость движения транспортного средства V₁ в момент t ₁, соответствующий сигналу «Начало торможения», определяют скорость движения транспортного средства V₂ в момент t₂=t₁+ t и длину тормозного пути S₁ из выражения , определяют скорость движения транспортного средства V _i в момент t_i=t₁+ t (i-1) и длину тормозного пути S_i из выражения , дополнительно определяют расстояние до впереди идущего транспортного средства, сравнивают текущее значение длины тормозного пути с расстоянием до впереди идущего транспортного средства в виде выражения: S=S_i-S_D, где S_i - текущая длина тормозного пути, S_D расстояние до впереди идущего транспортного средства, осуществляют анализ динамики изменения величины сигнала S относительно двух значений опорных сигналов, определяют время сближения до впереди идущего транспортного средства, осуществляют сравнение времени сближения транспортных средств с заданными значениями, формируют сигнал, соответствующий режиму торможения, исходя из значений величины времени сближения транспортных средств.

В устройство определения тормозного пути транспортного средства, содержащем индикатор общего тормозного пути, последовательно соединенные датчик скорости и вычислитель, причем выход вычислителя соединен с входом индикатора общего тормозного пути, дополнительно введены последовательно соединенные блок определения расстояния, блок определения безопасной дистанции и индикатор режима торможения, при этом выход блока определения расстояния соединен одновременно со вторым входом вычислителя и первым входом блока определения безопасной дистанции, второй вход которого соединен с выходом вычислителя.

Кроме того, блок определения безопасной дистанции состоит из вычитающего устройства, генератора импульсов, первого, второго, n-третьих пороговых устройств, первого и второго задатчиков постоянных сигналов, элемента И, элемента НЕ, дифференцирующей цепи, счетчика, делителя, элемента ИЛИ, при этом первый и второй вход блока определения безопасной дистанции являются соответственно первым и вторым входами вычитающего устройства, выход которого соединен одновременно со вторым входом делителя и первыми входами первого и второго пороговых устройств, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами первого задатчика, выходы первого и второго пороговых устройств соединены с вторым и третьим входами элемента И, соответственно через элемент НЕ и непосредственно, первый вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента И соединен с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи, вход которой соединен с первым выходом первого задатчика постоянных сигналов, выход счетчика соединен с первым входом делителя, выход которого соединен с первыми входами n-третьих пороговых устройств, вторые входы которых соединены с выходами второго задатчика, выходы n-третьих пороговых устройств соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока определения безопасной дистанции.

Новыми признаками по способу являются следующие признаки:

1. Определяют расстояние до впереди идущего транспортного средства.

2. Сравнивают текущее значение длины тормозного пути с расстоянием до впереди идущего транспортного средства в виде выражения: S=S_i-S_D, где S_i - текущая длина тормозного пути, S_D расстояние до впереди идущего транспортного средства.

3. Осуществляют анализ динамики изменения величины сигнала S относительно двух значений опорных сигналов.

4. Определяют время сближения до впереди идущего транспортного средства.

5. Осуществляют сравнение времени сближения транспортных средств с заданными значениями.

6. Формируют сигнал, соответствующий режиму торможения, исходя из значений величины времени сближения транспортных средств.

7. Осуществляют индикацию режима торможения для предотвращения столкновений транспортных средств.

Новыми элементами по устройству являются последовательно соединенные блок определения расстояния, блок определения безопасной дистанции и индикатор режима торможения и связи между новыми и старыми элементами.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства выбора режима торможения транспортного средства, где 1 - датчик скорости; 2 - вычислитель; 3 - индикатор общего тормозного пути; 4 - блок определения расстояния, 5 - блок определения безопасной дистанции, 6 - индикатор режима торможения, на фиг.2 - структурная схема блока 5 определения безопасной дистанции, где 7 - вычитающее устройство, 8 - генератор импульсов, 9, 10, 11 - первое, второе и n-третьи пороговые устройства, 12, 13 - первый и второй задатчики постоянных величин, 14 - элемент И, 15 - элемент НЕ, 16 - дифференцирующая цепь, 17 - счетчик, 18 - делитель, 19 - элемент ИЛИ.

Устройство выбора режима торможения транспортного средства содержит последовательно соединенные датчик 1 скорости и вычислитель 2, индикатор 3 общего тормозного пути, последовательно соединенные блок 4 определения расстояний, блок 5 определения безопасной дистанции и индикатор 6 режима торможения, причем выход вычислителя 2 соединен с входом индикатора 3 общего тормозного пути, выход блока 4 определения расстояний соединен одновременно со вторым входом вычислителя 2 и первым входом блока 5 определения безопасной дистанции, второй вход которого соединен с выходом вычислителя 2, блок 5 определения безопасной дистанции состоит из вычитающего устройства 7, генератора 8 импульсов, первого 9, второго 10, n-третьих 11 пороговых устройств, первого 12 и второго 13 задатчиков постоянных сигналов, элемента И 14, элемента НЕ 15, дифференцирующей цепи 16, счетчика 17, делителя 18, элемента ИЛИ 19, при этом первый и второй вход блока 5 определения безопасной дистанции являются соответственно первым и вторым входами вычитающего устройства 7, выход которого соединен одновременно со вторым входом делителя 18 и первыми входами первого 9 и второго 10 пороговых устройств, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами первого 12 задатчика, выходы первого 9 и второго 10 пороговых устройств соединены с вторым и третьим входами элемента И 14, соответственно непосредственно и через элемент НЕ 15, первый вход элемента И 14 соединен с выходом генератора 8 импульсов, выход элемента И 14 соединен с первым входом счетчика 14, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи 16, вход которой соединен с первым выходом первого 12 задатчика постоянных сигналов, выход счетчика 17 соединен с первым входом делителя 18, выход которого соединен с первыми входами n-третьих 11 пороговых устройств, вторые входы которых соединены с выходами второго 13 задатчика, выходы n-третьих 11 пороговых устройств соединены с входами элемента ИЛИ 19, выход которого является выходом блока 5 определения безопасной дистанции.

Блок 4 определения расстояний может быть изготовлен на основе известных технических решений, например [3] (Мужичек С.М., Ефанов В.В., Винокуров В.И., Зыков В.Н. Способ предотвращения столкновений автомобиля и устройство для его осуществления. Патент РФ на изобретение № 2310922 от 20.11.2007 г.), [4] (Дикарев В.И., Журкович В.В., Сергеева В.Г. Радиолокационное устройство для предотвращения столкновений автомобиля. Патент РФ на изобретение № 2190238 от 27.09.2002 г.).

Устройство выбора режима торможения транспортного средства функционирует следующим образом. Сигнал с датчика скорости 1 поступает в вычислитель 2, где осуществляется определение знака ускорения. По отрицательному значению ускорения формируют и запоминают сигнал «Начало торможения». В вычислителе 2 осуществляется периодическое, через время t вычисление длины тормозного пути S_i из выражения, , которое индицируется индикатором 3 общего тормозного пути. Индикатор 3 общего тормозного пути индицирует также дистанцию до впереди идущего транспортного средства, измерение дистанции осуществляет блок 4 определения расстояний.

Блок 5 определения безопасной дистанции обеспечивает формирование сигнала, соответствующего одному из режимов торможения, исходя из величины безопасной дистанции и динамики сближения транспортных средств.

Сигналы, соответствующие значениям S _i - текущей длине тормозного пути, S_D расстоянию до впереди идущего транспортного средства, поступают через первый и второй входы блока 5 определения безопасной дистанции, соответственно на первый и второй входы вычитающего устройства 7, с выхода которого сигнал, соответствующий значению S=S_i-S_D, поступает на первые входы первого 9 и второго 10 пороговых устройств. Величина сигнала S соответствует величине безопасной дистанции до впереди идущего транспортного средства.

Пороговые устройства (9, 10) обеспечивают предварительный анализ динамики сближения транспортных средств, на основе сравнение сигнала S с двумя опорными значениями, которые поступают на вторые входы пороговых устройств соответственно с первого и второго выходов первого 12 задатчика постоянных сигналов.

Это осуществляется следующим образом в момент сближения транспортных средств когда S S_опор.1, сигнал с выхода первого 9 порогового устройства снимается и через элемент НЕ 15 поступает на второй вход элемента И 14, на третий вход которого поступает сигнал с выхода второго 10 порогового устройства, тем самым обеспечивая поступления импульсов с генератора 8 импульсов через первый вход элемента И 14, на первый вход счетчика 17 импульсов.

В момент сближения транспортных средств, когда S S_опор.2, сигнал с выхода второго 10 порогового устройства снимается, обеспечивая тем самым снятие сигнала с третьего входа элемента И 14.

Таким образом, обеспечивается формирование счетчиком 14 импульсов сигнала, соответствующего динамики (скорости) сближения транспортных средств.

С выхода счетчика 17 импульсов сигнал, соответствующий скорости сближения, поступает на первый вход делителя 18, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий безопасной дистанции до впереди идущего транспортного средства.

С выхода делителя 18 сигнал, соответствующий времени сближения до впереди идущего транспортного средства, поступает на первые входы n-третьих 11 пороговых устройств, на вторые входы которых поступают сигналы опорные сигналы с выходов второго 13 задатчика.

С одного выхода или определенной комбинации выходов n-третьих 11 пороговых устройств сигнал поступает через элемент ИЛИ 19 на вход индикатора 6 режима торможения, при этом выбор режима торможения осуществляется в зависимости от величины времени сближения до столкновения с транспортным средством (препятствием).

Водитель транспортного средства осуществляет торможения в соответствии с заданным режимом торможения, с целью исключить столкновения транспортных средств.

Таким образом, осуществляется выбор режима торможения в зависимости от динамики сближения транспортных средств.

Источники информации

1. Ефанов В.В., Мужичек С.М., Зыков В.Н. Патент РФ на изобретение № 2342643, кл. G01M 17/007, В60Т 19/22, G01L 5/28, опубл. 27.12.2008, Бюл. № 36.

2. Винокуров В.И., Винокуров Д.В., Зыков В.Н., Зыков А.В. Патент РФ на изобретение № 2404897, кл. G01M1 17/00, В60Т1 17/22, опубл. 27.11.2010 (прототип).

3. Мужичек С.М., Ефанов В.В., Винокуров В.И., Зыков В.Н. Способ предотвращения столкновений автомобиля и устройство для его осуществления. Патент РФ на изобретение № 2310922 от 20.11.2007 г.

4. Дикарев В.И., Журкович В.В., Сергеева В.Г., Радиолокационное устройство для предотвращения столкновений автомобиля, патент РФ на изобретение № 2190238 от 27.09.2002 г.