Устройство для регулирования скорости движения транспортного средства

Устройство для регулирования скорости движения транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее установленный перед зоной контроля передатчик, а на транспортном средстве - приемник и блок датчиков дорожной обстановки, группы выходов которых подключены соответственно к первой и второй группам входов вычислительного.блока, датчик скорости, выход которого соединен с первым входом блока сравнения , первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами порогового блока, первьй ивторой выходы которого соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом исполнительного блока, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем контроля режима движения на заданном участке дороги, в него.введены блок памяти и датчик пути, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, третий выход которого соединен с третьим входом порогового блока, третий выход которого соединен с первым входом блока памяти, первьй, второй и третий выходы которого подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому входам блока сравнения, выход приемника и первьй и второй вьЬсоды вычислительного блока соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами блока памяти. Од СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) за G 08 С 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3540225/18-,24 (22) 11.01.83 (46) 07. 10.84. Бюл. Р 37 (72) А.П. Наугольных, О.Б. Низамутдинов,,Е.А. Наугольных и А.E. Мордин (71) Пермский политехнический институт (53) 629. 1.075 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 357586, кл. G 08 С 1/12, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 886036, кл. G 08 G 1/12, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ .СКОРОСТИ, ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА, содержащее установленный .перед зоной контроля передатчик, а на транспортном средстве — приемник и блок датчиков дорожной обстановки, группы выходов которых подключены соответственно к первой и второй группам входов вычислительного. блока, датчик скорости, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами порогового блока, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом исполнительного блока, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем контроля режима движения на заданном участке дороги, в него, введены блок памяти и датчик пути, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, третий выход которого соединен с третьим входом порогового а блока, третий выход которого соеди нен с первым входом блока памяти, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому вхо- д дам блока сравнения, выход приемника и первый и второй выходы вычислительного блока соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами блока памяти.

1 11176

Изобретение относится к области управления транспортными средствами, а точнее к управлению транс" портными средствами на опасных участках дороги. 5

Известно устройство для регу" лирования скорости движения транспортного средства, содержащее установленный На контролируемом участке передатчик, а на транспортном средст- 10 ве - приемник и датчик скорости,выходы которых соединены с входами блока сравнения, выход которого под.ключен к входу исполнительного блока )1j . !

Однако это устройство позволяет контролировать режим движения транспортного средства, задаваемый только одним ограничением, например ско» ростью движения транспортного средст.-2О ва.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для регулирования скорости движения транспортного средства, содержащее установленный перед зоной контроля передатчик, а на транспортном средстве — приемник и блок датчиков дорожной обстановки, группы чыходов которых подключены соответственно к первой и второй группам входов вычислительного блока, датчик скорости> выход которого соединен с первым входом блока сравнения, первый и второй выходы которо35 го соединены соответственно с первым и вторым входами порогового блока, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими вхо 40 дами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом исполнительного блока, первый и второй выходы вычислительного блока соединены с вторым и третьим входами блока сравнения j2J.

Известное устройство не позволяет контролировать режим движения транспортного средства, задаваемый несколькими взаимосвязанными ограни.чениями, например величиной ограничения и продолжительностью ограничения,.а контролирует ограничение, например корость, только в одной определен%ой точке- точке расположения передатчиков, например перед 55 опасным участком дороги, не связывая это ограничение с протяженностью этого участка.

79 2

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем контроля режима движения на заданном участке дороги.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования скорости движения транспортного средства, содержащее установленный перед зоной контроля передатчик, а на транспортном средстве— приемник и блок датчиков дорожной обстановки, группы выходов которых подключены соответственно к первой и второй группам входов вычислительного блока, датчик скорости,выход которого соединен с первым входом блока сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами порогового блока, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом исполнительного блока,введены блок памяти и датчик пути, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, третий выход которого соединен с третьим входом порогового блока, третий выход которого соединен с первым входом блока памяти, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому входам блока сравнения, выход приемника и первый и второй выходы вычислительного блока соединены соответственно с вторым, третьии и четвертым входами блока памяти.

Благодаря тому, что в устройство введены блок памяти и датчик пути, стало возможным контролировать данным устройством режим движения транспортного средства и вне зоны действия передатчика, т.е. расширяются функциональные возможности устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — блоксхема вычислительного блока.

Устройство содержит установленный перед зоной контроля режима движения передатчик 1 и, установленные на транспортном средстве приемник 2, блок 3 датчиков дорожной обстановки, вычислительный блок 4, датчик 5 пути, датчик 6 скорости, блок ? памяти, блок 8 сравнения, 1117679

45

) ff) "ск (2) 3 пороговый блок 9, элемент ИЛИ 10 и исполнительный блок 11.

Передатчик 1 предназначен для передачи s приемник 2 по линиям связи инФормации о величине радиуса поворота,,величине угла наклона виража, ширине колеи и величине зоны контроля скорости движения. Передатчик 1 устанавливается непосредственно перед зоной контроля режима движения. Приемник 2 передает 1тринятую по линии связи от передатчика 1 информацию о величине радиуса ttoscpoia, величине угла наклона виража и ширине колеи на первую группу входов вычислительного блока

4, а информацию о величине зоны контроля скорости движения - кр второй вход блока 7 памяти.

Блок 3 датчиков. дорожной обстановки предназначен для выдачи на вторую группу входов вычислительного блока 4 сигналов, значения которых пропорциональны значениям коэффициента сцепления колес с опорной 25 поверхностью и высоте расположения центра тяжести. Вычислительный блок

4 по сигналам, поступающим ка его первую группу входов приемника 2, пропорциональным величине радиуса по-Зб ворота, величине угла каклона виража и ширине колеи, и по сигналам, поступающим на его вторую группу входов с блока 3 датчиков дорожной обстановки, пропорциональным коэф35 фицкенту сценления колеи с опорной поверхностью и высоте расположения центра тяжести, вычисляет предельные . скорости движения транспортного средства на повороте, при которых.еще . 4б не происходит бокового опрокидывания (Voz, ) и бокового скольжения (7 „ ), по формулам

Ч" - коэффициент сцепления колес с опорной поверхностью, R — радиус поворота.

На одном выходе вычислительного блока 4 формируется сигнал, пропорциональный предельной скорости движения, при которой еще не происходит опрокидывания, а на другом выходе сигнал, пропорциональный предельной скорости движения, прн которой не происходит скольжения. Датчик 5 пути предназначен для измерения пути, пройденного транспортным средством с момента его въезда в зону контроля скорости движения.

Датчик 6 скорости предназначен . для измерения скорости движения транспортного средства. Блок 7 памяти запоминает информацию о значениях величин зоны контроля скорости движения и предельных скоростей движения, при которых еще не происходит опрокидывания и скольжения транспортного средства, и состоит из.элементов 12 14 памяти.

Элемент 12 памяти предназначен для запоминания сигнала, пропорционального величине зоны контроля скорости движения, элементы 13 и

14 памяти — для запоминания сигналов, пропорциональных .значениям предельных скоростей движения, при которых еще не происходит соответственно опрокидывания и скольжения.

Блок 8 сравнения сравнивает фактические параметры движения транспортного средства, поступающие с датчиков пути 5 и скорости б, с заданными параметрамн, поступающими из блока 7 памяти. Блок 8 срав-. нения.состоит иэ элементов 15-17 сравнения.Элемент 15 сравкения . предназначен для сравнения величины зоны контроля скорости движения с величиной пути, пройденного транс:портным средством с момента его

".въезда в зону контроля скорости движения, элементы !6 и 17 сравнения - для сравнения предельных скоростей движения с фактической скоростью движения транспортного средства. где Н - высота расположения центра тяжести;

P - угол наклона виража 55

В - ширина колеи, - ускорение свободного падения, Пороговый блок 9 состоит из пороговых элементов -18-20. Пороговый элемент 18 служит для фиксирования момента прохождения конца эоны контроля скорости движения, а поро-; говые элементы 19 .и 20 - для фик1117679 сирования превышения фактической скорости движения транспортного средства над предельно допустимыми скоростями движения.

Элемент ИЛИ 10 предназначен для собирания сигналов, поступающих на его входы с пороговых элементов

19 и 20. Исполнительный блок 11 служит для приведения контролируемого параметра к его заданному значению.

Вычислительный блок 4 (фиг.2) состоит из функциональных преобра. зователей 21-24, умножителей 25-30, сумматоров 31-34, инверторов 35 и

36, блока 37 уставок.

Работу устройства рассмотрим на следующем йримере.

Пусть транспортное средство выехало в зону контроля скорости движе- 20 ния — на опасный участок дороги, имеющий многочисленные повороты.

Так как опасность возникновения опрокидывания или скольжения на поворотах имеет место на протяжении 25 всего участка дороги, то ограничение скорости предельной скоростью движения, определяемой условиями движения — значениями коэффициента сцепления колеи с опорной поверхностью, радиуса поворота, угла наклона виража, ширины колеи, высоты расположения центра тяжести, накладывается на все протяжение этого ..участка. Пусть также условия дорож,ной обстановки хирактеризуются су хим асфальтобетонным покрытием.Сигнал, передаваемый передатчиком 1, установленным непосредственно перед зоной контроля скорости движения, несет в себе информацию о величине радиуса поворота R, величине угла наклона виража, ширине колеи В и протяженности зоны контроля скорости движения S,, ф5

Приемник 2 передает принятую по линии связи в момент охлаждения транспортным средством передатчика

1 информацию о величине радиуса поворота R, величине угла наклона ви50 ража Р и ширине колеи В на первую группу входов вычислительного блока

4. Одновременно с этим блок 3 датчиков. дорожной обстановки выдает на вторую группу входов вычислительного блока 4 сигналы, значения которых пропорциональны значениям коэффициента сцепления и колес с опорной поверхностью ц) и высоте расположения центра тяжести Н.

Вычислительный блок 4 производит вычисления скоростей V <> и Чск в соответствии с формулами (1) и (2).

Умножитель 25 умножает аргумент

В на 1/2, функциональный преобразователь 21 находит тангенциальную зависимость от аргумента .P > а функциональный преобразователь 22 - тангенциальную зависимость от аргумента(.

Сумматор 33 суммирует аргмуент ч с функцией tg p поступающей на его вход с преобразователя 22. Умножитель 27 перемножает аргумент (на

Функцию tg (, поступающую с выхода преобразователя 21. Инвертор 36 изменяет знак функции Q tg P, поступающей на его вход с умножителя 27.

Сумматор 34 прибавляет к выражению (1) функцию (-q.tg (3). Умножитель

30 умножает функцию (g + tgg ), поступающую с выхода сумматора 33, на функцию 1/1-(f ° tg P,постоянную g u аргумент R, поступающий с приемника

2. Преобразователь 24 воспроизводит степенную зависимость, равную 1/2

Ч а,, от функции g R, посту1-q„tg Р пающей с выхода умножителя 30 ° Таким образом, преобразователь 24 форми рует сигнал, пропорциональный величине предельной скорбсти движения транспортного средства на повороте, при которой еще не происходит скольжения в бок Vqq.

Умножнтель 26 умножает Функцию

tg Э, поступающую с выхода преобразователя 21, на аргумент Н, поступающий с блока 3 датчиков дорожной обстановки. Сумматор 31 складывает функцию В/2, поступающую с умножителя 25, с функцией Н tg поступающей с умножителя 26. Умножитель 28 умножает функцию В/2 и й@ поступающие соответственно с умножителя 25 и преобразователя 21. Ичвертор 35 изменяет знак функции

В/2 tg P, поступающей с вьиода умножителя 28. Сумматор 32 функцию (-В/2 tg P ),поступающую с инвертора

35, складывает с аргументом Н,поступающим с блока 3 датчиков дорожной обстановки.

Умножитель 29 умножает Функцию

Н tg /3 + В/2, поступающую с выхода сумматора 31, на функцию 1/(Н.—

В/2 tg /3), постоянную g и аргумент R, 7

1117679 поступающий с приемника 2. Преобразователь 23 воспроизводит степенную зависимость, равную 1/2 от функции

Н tg P + В/2

° g ° R, поступающей с

1 выхода умножителя 29. Таким образом, преобразователь 23 формирует сигнал, пропорциональный величине предельной скорости движения транспортного средства на повороте, при которой 10 еще не происходит боковое опрокиды. вание Чокер.

Входящие в состав блока 7 памяти элемент 12 памяти запоминает сигнал, пропорциональнЫЙ значению величины 15 зоны контроля скорости движения, поступающий с выхода приемника 2, а элементы 13 и 14 — сигналы, пропорциональчые значениям предельных скоростей движения, при которых еще 20 не происходит соответственно опрокидывания и скольжения, поступающие с выходов вычислительного блока 4.

Элементы 16 и 17 сравнения блока

8 сравнения сравнивают сигнал, поступающий с датчика 6 скорости, пропорциональный значению фактической скорости движения транспортного средства, с сигналами, поступающими, из блока 7 памяти, пропорциональными

30 предельным скоростям движения, при которых еще не происходит соответственно опрокидывания и скольжения.

В случае превышения фактической 35 скорости движения транспортного средства одной из предельных скоростей движения транспортного средства на опасном участке дороги — в зоне контроля скорости движения, соответ- 40 ствуюший элемент сравнения воздействует через связанный с ним порого-. вый элемент порогового блока 9, элемент ИЛИ 10 на исполнительный блок 11, уменьшая скорость движе- 45 нйя транспортного средства до тех пор, пока фактическая скорость движения не будет меньше предельных скоростей движения транспортного сред1 ства, при которых еще не происходит 50 опрокидывания и скольжения. Когда фактическая скорость движения транспортного средства будет меньше предельных скоростей движения, тогда исчезнет сигнал на выходе элемента 55 сравнения и связанный с ним пороговый элемент перейдет в свое первоначальное исходное состояние.

Так как в рассматриваемом примере условия дорожной обстановки характеризуются сухим асфальтобетонным покрытием,. то вероятность возникновения опрокидывания транспортного средства на повороте вьппе,чем вероятность возникновения скольжения. Поэтому ограничение скорости движения транспортного средства обусловлено скоростью движения, при которой еще не происходит опрокидывания. В этом случае .в момент превышения фактической скоростью движения транспортного средства скорости движения, при которой еще не происходит опрокидывания, элемент

16 сравнения блока 8 сравнения вырабатывает сигнал, воздействующий на пороговый элемент 19, который фиксирует превьппение фактической скоростью движения предельно допустимой скорости. Вырабатываемый пороговым элементом 19 сигнал, воздействуя через элемент ИЛИ 10 на исполнительный блок 11, 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 опрокидывания. Когда фактическая скорость движения транспортного средства будет меньше допустимой, тогда исчезнет сигнал на выходе элемента

16 сравнения и пороговый элемент 19 перейдет в свое первоначальное ис" ходное состояние. Исчезновение выходного сигнала элемента 16 сравнения приводит к исчезновению сигнала на выходе элемента ИЛИ 10,который прекращает свое воздействие на исполнительный блок 11. !

Если во время движения транспортного средства в зоне контроля ско.рости движения вновь произойдет превьппение фактической скоростью движения транспортного средства одной из предельных скоростей движе. ния, то устройство снова отреагирует на это превышение в аналогичной последовательности.

Таким образом, скорость движения транспортного средства в зоне контроля скорости движения, постоянно сравниваясь с предельно допустимыми скоростями, будет всегда меньше наименьшей из двух предель1

9 11176 но допустимых, что является условием безопасного движения транспортного средства на опасном участке дороги.

Элемент 15 сравнения блока 8 сравнения сравнивает сигнал, поступающий с. датчика 5 пути, пропорциональный величине пути, пройденного транспортным средством с момента его въезда в зону контроля скорости 10 движения, с сигналом, поступающим с блока 7 памяти, пропорциональньм значению величины зоны контроля скорости движения.

В момент оКончания прохождения 1 эоны контроля скорости движения элемент, 15 сравнения вырабатывает сигнал, который воздействует на пороговыя элемент 18 порогового блока

9.. В результате этого воздействия по-рб .роговый элемент 18 переходит в новое.„ состояние, при котором на его вы79 10 ходе появляется сигнал. Этот сигнал, воздействуя на элементы 12-14 памяти, стйрает информацию о.предель" ных скоростях .движения и величине, зоны контроля скорости движения. В результате чего снимаются ограничения на режим движения транспортного средства после прохождения им опасного участка дороги, устройство переходит в свое исходное первоначальное состояние.

Таким образом, устройство на протяжении всей зоны контроля скорости движения поддерживапо скорость транспортного средства на требуемом условиями безопасного движения уровне. Экономический эффект от использования заявляемого устройства может быть получен эа счет повыпения безопасности движения транспортного средства.

1117679

1117б79

Составитель E. Оленин

Техред A-Бабинед Корректор И. Эрдейи

Редактор А. Шишкина

Заказ 7225/35

Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ ГосУдарственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

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

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