СПОСОБ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ АКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК G01L5/28 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического определения безопасной дистанции до впереди идущего транспортного средства.

Наиболее близким к изобретению является способ определения исправности тормозной системы транспортного средства, заключающийся в том, что вводят эталонные значения перегрузок для n-начальных условий, определяют текущую величину и направление перегрузки, осуществляют индикацию значений величины и направления перегрузки, определяют начальные условия возникновения перегрузки, выбирают эталонное значение перегрузок для данных начальных условий, сравнивают текущее значение перегрузки, полученное при данных начальных условиях возникновения перегрузки, с эталонным значением, осуществляют индикацию при превышении уровня текущей перегрузки над эталонным значением, отличающийся тем, что определяют начальные условия возникновения перегрузки в момент начала торможения путем сравнения текущей массы транспортного средства с зальными значениями, а также путем сравнения текущих усилий нажатия на педаль тормоза с заданными значениями (Патент РФ на изобретение № 2326363, кл. G01M 17/00, 10.06.2008 г.).

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения исправности тормозной системы транспортного средства, содержащее электроконтактный датчик, вычислитель, блок обработки информации, индикатор направления перегрузки, индикатор величины перегрузки, индикатор превышения уровня перегрузки, при этом электроконтактный датчик состоит из немагнитного конусообразного корпуса с крышкой, размещенной в вершине корпуса, инерционного элемента, выполненного в виде электропроводного шарика, первого электроконтакта, выполненного в виде усеченного полого конуса, закрепленного на крышке корпуса, второго электроконтакта, выполненного в виде полого конуса, размещенного по боковой поверхности корпуса так, что его основание обращено к нижнему основанию усеченного конуса первого электроконтакта и параллельно ему, изолированных между собой центрального и кольцевого электроконтактов, причем центральный электроконтакт размещен в вершине конуса второго электроконтакта и изолирован от него, кольцевой электроконтакт размещен по периметру вершины конуса второго электроконтакта и изолирован от него, первый электррконтакт выполнен в виде изолированных друг от друга секторов, выводы которых образуют первую группу выходов датчика, вторым выходом которого является вывод кольцевого электроконтакта, центральный и второй электроконтакты соединены с положительным выводом источника питания, первая группа входов и второй вход вычислителя соединены соответственно с первой группой выходов и вторым выходом датчика, первая группа выходов вычислителя соединена с группой входов индикатора направления перегрузки, второй выход - с входом индикатора перегрузки, вычислитель содержит группу из n-триггеров, где n-число секторов первого электроконтакта вибрационного датчика, первый, второй и третий элементы И, инвертор, генератор импульсов, дифференцирующую цепь, счетчик импульсов, умножитель, делитель, задатчик постоянной величины, причем информационные входы триггеров соединены с соответствующими входами первой группы входов вычислителя, второй вход которого, через инвертор, соединен с входом дифференцирующей цепи и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход второго элемента И соединен с информационным входом счетчика, входы обнуления триггеров и счетчика импульсов объединены с обеспечением возможности подачи на них сигнала с плюсовой шины источника питания, прямые выходы триггеров являются соответствующими выходами первой группы выходов вычислителя, а инверсные выходы соединены с соответствующими входами группы n-входов первого элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И и вторым входом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи, а выход третьего элемента И соединен с входом обнуления счетчика импульсов, выход которого соединен с первым и вторым входами умножителя, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом первого задатчика постоянной величины, а выход является вторым выходом вычислителя, блок обработки информации состоит из n-первых, n-вторых пороговых устройств, n-первых ключей, ИЛИ и задатчика постоянных сигналов, причем второй выход вычислителя соединен соответственно с первым входом блока обработки информации, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости движения транспортного средства, а выход блока обработки информации соединен с индикатором превышения уровня перегрузки, блок обработки информации дополнительно имеет n-третьих, n-четвертых пороговых устройств, n-вторых, n-третьих, n-четвертых, n-пятых ключей, причем на третий и четвертый входы блока обработки информации поступают соответственно данные о значении массы транспортного средства и усилий, воздействующих на педаль тормоза, от датчиков массы и датчика усилий, воздействующих на педаль тормоза, причем первый, второй, третий, четвертый входы блока обработки информации соединены соответственно со вторыми входами n-четвертых, и первыми входами n-первых, n-вторых и n-третьих пороговых устройств, на вторые входы n-первых, n-вторых и n-третьих пороговых устройств поступают сигналы с первой, второй, третьей группы выходов задатчиков сигналов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно n-первых, n-вторых и n-третьих ключей, вторые входы которых соединены с выходами соответственно четвертых, пятых и шестых групп выходов задатчика сигналов, выходы n-первых и n-вторых ключей соединены соответственно с первыми и вторыми входами n-четвертых ключей, выходы которых соединены с первыми входами n-пятых ключей, вторые входы которых соединены с выходами третьих ключей, выходы n-пятых ключей соединены с первыми входами n-четвертых пороговых устройств, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ является выходом блока обработки информации (Патент РФ на изобретение №2326363, кл. G01M 17/00, 10.06.2008 г.).

Недостатком данных способа и устройства является отсутствие возможности определения безопасной дистанции до впереди идущего транспортного средства.

Технической задачей изобретения является повышения безопасности движения за счет определения безопасной дистанции до впереди идущего транспортного средства на основе учета расстояния до него, а также тормозных путей соотвественно своего и впереди идущего транспортных средств.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе определения исправности тормозной системы транспортного средства, заключающийся в том, что вводят эталонные значения перегрузок для n-начальных условий, определяют текущую величину и направление перегрузки, осуществляют индикацию значений величины и направления перегрузки, определяют начальные условия возникновения перегрузки, выбирают эталонное значение перегрузок для данных начальных условий, сравнивают текущее значение перегрузки, полученное при данных начальных условиях возникновения перегрузки, с эталонным значением, осуществляют индикацию при превышении уровня текущей перегрузки над эталонным значением, при этом определяют начальные условия возникновения перегрузки в момент начала торможения путем сравнения текущей массы транспортного средства с заданными значениями, а также путем сравнения текущих усилий нажатия на педаль тормоза с заданными значениями, дополнительно отличающийся тем, что определяют тормозной путь в соответствии с выражением: где V₀ - начальная скорость торможения ТС, км/ч; τ_с-время запаздывания тормозной системы; т_н - время нарастания замедления; j_уст- установившееся замедление, м/с², передают информацию о тормозном пути на идущее сзади транспортное средство и в блок анализа динамики сближения транспортных средств, принимают информацию о тормозном пути впереди идущего транспортного средства, определяют дальность до впереди идущего транспортного средства, формируют команду на увеличение дистанции до впереди идущего транспортного средства в случае, если выполняется неравенство где D - дальность до впереди идущего транспортного средства, S_1tS_2t- соответственно тормозные пути впереди идущего и своего транспортного средства, К - коэффициент безопасной дистанции до впереди идущего транспортного средства.

Заявляемый способ реализуется в устройстве для определения исправности тормозной системы транспортного средства, содержащем электроконтактный датчик, вычислитель, блок обработки сигналов, индикатор направления перегрузки, индикатор величины перегрузки, индикатор превышения уровня перегрузки, при этом электроконтактный датчик состоит из немагнитного конусообразного корпуса с крышкой, размещенной в вершине корпуса, инерционного элемента, выполненного в виде электропроводного шарика, первого электроконтакта, выполненного в виде усеченного полого конуса, закрепленного на крышке корпуса, второго электроконтакта, выполненного в виде полого конуса, размещенного по боковой поверхности корпуса так, что его основание обращено к нижнему основанию усеченного конуса первого электроконтакта и параллельно ему, изолированных между собой центрального и кольцевого электроконтактов, причем центральный электроконтакт размещен в вершине конуса второго электроконтакта и изолирован от него, кольцевой электроконтакт размещен по периметру вершины конуса второго электроконтакта и изолирован от него, первый электроконтакт выполнен в виде изолированных друг от друга секторов, выводы которых образуют первую группу выходов датчика, вторым выходом которого является вывод кольцевого электроконтакта, центральный и второй электроконтакты соединены с положительным выводом источника питания, первая группа входов и второй вход вычислителя соединены соответственно с первой группой выходов и вторым выходом датчика, первая группа выходов вычислителя соединена с группой входов индикатора направления перегрузки, второй выход - с входом индикатора перегрузки, вычислитель содержит группу из n-триггеров, где n-число секторов первого электроконтакта вибрационного датчика, первый, второй и третий элементы И, инвертор, генератор импульсов, дифференцирующую цепь, счетчик импульсов, умножитель, делитель, задатчик постоянной величины, причем информационные входы триггеров соединены с соответствующими входами первой группы входов вычислителя, второй вход которого через инвертор соединен с входом дифференцирующей цепи и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход второго элемента И соединен с информационным входом счетчика, входы обнуления триггеров и счетчика импульсов объединены с обеспечением возможности подачи на них сигнала с плюсовой шины источника питания, прямые выходы триггеров являются соответствующими выходами первой группы выходов вычислителя, а инверсные выходы соединены с соответствующими входами группы n-входов первого элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И и вторым входом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи, а выход третьего элемента И соединен с входом обнуления счетчика импульсов, выход которого соединен с первым и вторым входами умножителя, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом первого задатчика постоянной величины, а выход является вторым выходом вычислителя, блок обработки сигналов состоит из n-первых, n-вторых пороговых устройств, n-первых ключей, ИЛИ и задатчика постоянных сигналов, причем второй выход вычислителя соединен соответственно с первым входом блока обработки сигналов, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости движения транспортного средства, а выход блока обработки сигналов соединен с индикатором превышения уровня перегрузки, блок обработки сигналов дополнительно имеет n- третьих, n-четвертых пороговых устройств, n-вторых, n-третьих, n-четвертых, n-пятых ключей, причем на третий и четвертый входы блока обработки сигналов поступают соответственно данные о значении массы транспортного средства от датчиков массы и данные о значениях усилий, воздействующих на педаль тормоза, причем первый, второй, третий, четвертый входы блока обработки сигналов соединены соответственно со вторыми входами n-четвертых, и первыми входами n- первых, n-вторых и n-третьих пороговых устройств, на вторые входы n -первых, n-вторых и n- третьих пороговых устройств поступают сигналы с первой, второй, третьей группы выходов задатчиков сигналов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно n-первых, n-вторых и n-третьих ключей, вторые входы которых соединены с выходами соответственно четвертых, пятых и шестых групп выходов задатчика сигналов, выходы n-первых и n-вторых ключей соединены соответственно с первыми и вторыми входами n-четвертых ключей, выходы которых соединены с первыми входами n-пятых ключей, вторые входы которых соединены с выходами третьих ключей, выходы n-пятых ключей соединены с первыми входами n-четвертых пороговых устройств, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ является выходом блока обработки сигналов, дополнительно введены ключ, блок определения тормозного пути, блок анализа динамики сближения транспортных средств, передающее устройство, блок измерения дальности до впереди идущего транспортного средства, приемное устройство, индикатор предупреждения об опасной дистанции сближения с транспортным средством, причем выходы датчика усилий и датчика скорости соединены соответственно с первым и вторым входами ключа, выход которого соединен со вторым входом блока обработки сигналов, второй выход вычислителя соединен с первым входом блока определения тормозного пути, второй вход которого соединен с выходом ключа, выход блока определения тормозного пути соединен с входом передающего устройства и одновременно с третьим входом блока анализа динамики сближения транспортных средств, второй и первый входы которого соединены соответственно с выходами блока измерения дальности и приемного устройства, выход блока анализа динамики сближения транспортных средств соединен с входом индикатора предупреждения об опасной дистанции сближения с транспортным средством.

Кроме того, блок определения тормозного пути состоит из первого и второго делителей, первого и второго умножителей, первого и второго суммирующих устройств, первого, второго и третьего задатчиков и квадратора, причем первый и второй входы блока определения тормозного пути являются соответственно первым входом второго умножителя, первым входом первого делителя и входом квадратора, выход второго умножителя соединен со вторым входом делителя, первый вход которого соединен с выходом квадратора, выход первого задатчика соединен со вторым входом первого делителя, выход которого соединен с первым входом первого умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами второго задатчика сигналов, выход первого умножителя соединен с первым входом второго умножителя, второй выход которого соединен с выходом второго делителя, выход второго суммирующего устройства является выходом блока определения тормозного пути.

Кроме того, блок анализа динамики сближения транспортных средств состоит из суммирующего устройства, делителя, порогового устройства, задатчика сигналов, инвертора, причем первый, второй и третий входы блока анализа динамики сближения транспортных средств являются соответственно первым и вторым входами суммирующего устройства и вторым входом делителя, первый вход которого соединен с выходом суммирующего устройства, выход делителя соединен с первым входом порогового устройства, второй вход которого соединен с выходом задатчика сигналов, выход порогового устройства соединен с входом элемента НЕ, выход которого является выходом блока анализа динамики сближения транспортных средств.

Новыми признаками, обладающими существенными отличиями по способу, является следующая совокупность действий.

1. Определяют тормозной путь в соответствии с выражением: где V₀ - начальная скорость торможения ТС, км/ч; τ_с - время запаздывания тормозной системы; τ_н - время нарастания замедления; j_уст - установившееся замедление, м/с².

2. Передают информацию о тормозном пути на идущее сзади транспортное средство и в блок анализа динамики сближения транспортных средств.

3. Принимают информацию о тормозном пути впереди идущего транспортного средства, определяют дальность до впереди идущего транспортного средства.

4. Формируют команду на увеличение дистанции до впереди идущего транспортного средства в случае, если выполняется неравенство , где D - дальность до впереди идущего транспортного средства, S_1t S_2t- соответственно тормозные пути впереди идущего и своего транспортного средства, К - коэффициент безопасной дистанции до впереди идущего транспортного средства.

Новыми элементами, обладающими существенными отличиями по устройству, являются ключ, блок определения тормозного пути, блок анализа динамики сближения транспортных средств, передающее устройство, блок измерения дальности до впереди идущего транспортного средства, приемное устройство, индикатор предупреждения об опасной дистанции сближения с транспортным средством.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства определения исправности тормозной системы транспортного средства; на фиг.2 - конструктивная схема электроконтатного датчика; на фиг 3 - то же, план; на фиг.4 электрическая схема электроконтатного датчика и структурная схема вычислителя; на фиг.5 - блока обработки сигналов; на фиг.6 - диаграмма тормозного пути; на фиг.7 - блока определения тормозного пути, на фиг.8 - блока анализа динамики сближения транспортных средств.

Устройство содержит электроконтактный датчик 1, вычислитель 2, блок 3 обработки сигналов, ключ 4, блок 5 определения тормозного пути, блок 6 анализа динамики сближения транспортных средств, передающее устройство 7, блок 8 измерения дальности до впереди идущего транспортного средства, приемное устройство 9, индикатор 10 направления перегрузки, индикатор 11 величины перегрузки, индикатор 12 превышения уровня перегрузки, индикатор 13 предупреждения об опасной дистанции сближения с транспортным средством, при этом электроконтактный датчик 1 состоит из немагнитного конусообразного корпуса 14 с крышкой 15, размещенной в вершине корпуса, инерционного элемента 16, выполненного в виде электропроводного шарика, первого 17 электроконтакта, выполненного в виде усеченного полого конуса, закрепленного на крышке корпуса, второго 18 электроконтакта, выполненного в виде полого конуса, размещенного по боковой поверхности корпуса так, что его основание обращено к нижнему основанию усеченного конуса первого 17 электроконтакта и параллельно ему, изолированных между собой центрального 19 и кольцевого 20 электроконтактов, центральный 18 электроконтакт размещен в вершине конуса второго 19 электроконтакта и изолирован от него, кольцевой 20 электроконтакт размещен по периметру вершины конуса второго 18 электроконтакта и изолирован от него, первый 17 электроконтакт выполнен в виде изолированных друг от друга секторов, выводы которых образуют первую группу выходов датчика 1, вторым выходом которого является вывод кольцевого 20 электроконтакта, центральный 19 и второй 18 электроконтакты соединены с положительным выводом источника 21 питания.

Первая группа входов и второй вход вычислителя 2 соединены соответственно с первой группой выходов и вторым выходом датчика 1, первая группа выходов вычислителя 2 соединена с группой входов индикатора 10 направления перегрузки, второй выход - с входом индикатора 11 перегрузки.

Вычислитель 2 содержит группу из n-триггеров 22, где n-число секторов первого электроконтакта вибрационного датчика, первый 23, второй 24 и третий 25 элементы И, инвертор 26, генератор 27 импульсов, дифференцирующую цепь 28, счетчик 29 импульсов, умножитель 30, делитель 31, задатчик 32 постоянной величины. Причем информационные входы триггеров 22 соединены с соответствующими входами первой группы входов вычислителя 2, второй вход которого через инвертор 26 соединен с входом дифференцирующей цепи 28 и первым входом второго 24 элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора 27 импульсов, а выход второго 24 элемента И соединен с информационным входом счетчика 29, входы обнуления триггеров 22 и счетчика 29 импульсов объединены с обеспечением возможности подачи на них сигнала с плюсовой шины источника 21 питания, прямые выходы триггеров 22 являются соответствующими выходами первой группы выходов вычислителя 2, а инверсные выходы соединены с соответствующими входами группы n-входов первого 23 элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго 24 элемента И и вторым входом третьего 25 элемента И, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи 28, а выход третьего 26 элемента И соединен с входом обнуления счетчика 29 импульсов, выход которого соединен с первым и вторым входами умножителя 30, выход которого соединен с первым входом делителя 31, второй вход которого соединен с выходом задатчика 32 постоянной величины, а выход является вторым выходом вычислителя 2.

Блок 3 обработки сигналов состоит из n-первых 33, n-вторых 34, n- третьих 35 и n-четвертых 36 пороговых устройств, n-первых 37, n -вторых 38, n-третьих 39, четвертых 40 и пятых 41 ключей, элемента ИЛИ 42, задатчика 43 постоянных сигналов, причем второй выход вычислителя 2 соединен соответственно с первым входом блока 3 обработки сигналов, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости движения транспортного средства, третий и четвертый входы соответственно - с датчиком массы транспортного средства и датчиком воздействующих усилий на педаль тормоза, выход блока 3 обработки сигналов соединен соответственно с индикатором 8 превышения уровня перегрузки, причем на третий и четвертый входы блока 3 обработки сигналов поступают соответственно значения о массе транспортного средства от датчиков массы и значения об усилиях, воздействующих на педаль тормоза от тензометрического датчика, первый, второй, третий, четвертый входы блока 3 соединены соответственно со вторыми входами n- четвертых 36, и первыми входами n-первых 33, n-вторых 34 и n-третьих 35 пороговых устройств, на вторые входы которых поступают сигналы с первой, второй, третьей группы выходов задатчика 43 сигналов, а выходы соединены с первыми входами соответственно n-первых 37, n-вторых 38 и n-третьих 39 ключей, вторые входы которых соединены с выходами соответственно четвертых, пятых и шестых групп выходов задатчика 43 сигналов, выходы n-первых 37 и n-вторых 38 ключей соединены соответственно с первыми и вторыми входами n-четвертых 40 ключей, выходы которых соединены с первыми входами n-пятых 41 ключей, вторые входы которых соединены с выходами третьих 39 ключей, выходы n-пятых 41 ключей соединены с первыми входами n-четвертых 36 пороговых устройств, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ 42, выход которого является выходом блока 3 обработки сигналов.

Блок 5 определения тормозного пути состоит из первого 44 и второго 45 умножителей, первого 46, второго 47 и третьего 48 задатчиков сигналов первого 49 и второго 50 делителей, первого 51 и второго 52 суммирующих устройств, квадратора 53, при этом первый и второй входы блока 5 определения тормозного пути соединены соотвественно с первым входом первого 44 умножителя, первым входом первого 49 делителя и входом квадратора 53, выход которого соединен с первым входом второго 50 делителя, второй вход которого соединен с выходом первого 44 умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого 46 задатчика, выход второго 47 задатчика соединен со вторым входом первого 49 делителя, выход которого соединен с первым входом второго 45 умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого 51 суммирующего устройства, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами третьего 48 задатчика сигналов, выход второго 45 умножителя соединен с первым входом второго 52 суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом второго 50 делителя, выход второго 52 суммирующего устройства является выходом блока 5 определения тормозного пути.

Блок 6 анализа динамики сближения транспортных средств состоит из суммирующего устройства 58, делителя 54, порогового устройства 55, задатчика 56 сигналов, элемента НЕ 57, причем первый, второй и третий входы блока 6 анализа динамики сближения транспортных средств являются соответственно первым и вторым входами суммирующего устройства 58 и вторым входом делителя 54, первый вход которого соединен с выходом суммирующего устройства 58, выход делителя 54 соединен с первым входом порогового устройства 55, второй вход которого соединен с выходом задатчика 56 сигналов, выход порогового устройства 55 соединен с входом элемента НЕ 57, выход которого является выходом блока 6 анализа динамики сближения транспортных средств.

Количество секторов первого электроконтакта 12 выбирается в зависимости от необходимой точности определения направления перегрузки, чем больше количество секторов, тем выше точность. Минимальная величина сектора определяется возможностями технологии изготовления с учетом обеспечения надежного контакта шарика.

Для измерения перегрузок вместо электроконтактного датчика может использоваться акселерометр и датчик линейных ускорений.

Тормозной путь можно определить при кратковременном нажатии на педаль тормоза на основе установившегося значения ускорения (j_уст) в соответствии с тормозной диаграммой (схемой), приведенной на фиг.6 121.

В качестве датчика массы может быть использовано транспортное весовое устройство, которое содержит тензометрические датчики, установленные в шинах транспортного средства, датчики давления, чувствительные элементы которых соединены с внутренними полостями шин, генератор, многоканальный усилитель, преобразователь аналог-код, блок памяти, преобразователь код-аналог и прибор отображения информации, установленный на приборной панели транспортного средства (RU 2046300 С1, 20.10.1995, кл. G01G 19/02, G01G 19/21).

Текущей массой автомобиля является масса автомобиля в каждый текущий момент времени его движения. Полная масса транспортного средства учитывает вес перевозимого в кузове груза, количество пассажиров и перевозимого ими в кабине багажа, навесного оборудования, вес топлива и т.д., полная масса транспортного средства меняется в зависимости от времени его движения в связи с выработкой топлива, изменения количества пассажиров, перевозимого ими багажа.

Устройство для определения исправности тормозной системы работает следующим образом.

При воздействии перегрузки сигнал с одного из первых выходов электроконтатного датчика 1 поступает на один из входов вычислителя 2, где определяется направление и величина перегрузки. Сигнал, в зависимости от направления перегрузки, поступает с одного из первых выходов вычислителя 2 сигнал на один из входов индикатора 10 направления перегрузки, со второго выхода вычислителя 2 сигнал поступает на первые входы блока 3 обработки сигналов, блока 5 определения тормозного пути.

Блок 3 обработки сигналов, на основе обработки трех входных параметров (начальной скорости торможения, текущей массы транспортного средства, усилий нажатий на педаль тормоза) и сравнения текущей перегрузки с эталонным значением при данных начальных условиях торможения, автоматически определяет состояние тормозной системы транспортного средства и выдает сигнал на индикатор 12 превышения уровня перегрузки.

Блок 5 определения тормозного пути, на основе двух параметров (начальной скорости торможения и величины перегрузки), определяет, при кратковременном нажатии на педаль тормоза тормозной путь (фиг.1).

В исходном состоянии сигнал с положительной шины питания подается на входы обнуления счетчика 29 и группы из n-триггеров 22, при этом с инверсных выходов триггера 22 сигналы, через первый 23 элемент И, поступают на третий вход второго 24 элемента И.

Под воздействием перегрузки инерционный элемент 16, в виде электропроводного шарика, перемещается в направлении одного из секторов первого 17 электроконтакта, при этом происходит размыкание центрального 19 и кольцевого электроконтактов 20 (фиг.2, 3, 4), приводящие к снятию сигнала с входа инвертора 26.

Сигнал, с выхода инвертора 26, поступает на вход дифференцирующей цепи 28 и на первый вход второго 24 элемента И (фиг.4).

С выхода дифференцирующей цепи 28 сигнал, через первый вход третьего 25 элемента И, поступает на вход обнуления счетчика 29 импульсов.

С выхода генератора 27 сигнал, в виде импульсов, поступает, через второй вход второго 24 элемента И, на первый вход счетчика 29.

В дальнейшем, при движении электропроводного шарика 16, происходит замыкание второго 18 и одного из секторов первого 17 электроконтакта (фиг.3), при этом сигнал поступает на первый вход одного из n-триггеров 22, с прямого выхода которого сигнал поступает на вход индикатора 10 направлений перегрузки, а отсутствие сигнала с инверсного выхода триггера 22 приводит к прекращению подсчета импульсов счетчиком 29 через первый 23 и второй 24 элементы И.

С выхода счетчика 29 импульсов сигнал, пропорциональный времени движения t электропроводного шарика, поступает на первый и второй вход умножителя 30, с выхода которого сигнал пропорциональный величине t² поступает на первый вход делителя 31, на второй вход которого с выхода задатчика 32, поступает сигнал, пропорциональный величине (фиг.4), где L - расстояние между двумя исходными положениями электроконтактов, α - угол образующей полого конуса, g - ускорение свободного падения.

С выхода делителя 31 сигнал, пропорциональный величине , поступает одновременно на вход индикатора 11 величины перегрузки и на первый вход блока 3 обработки сигналов.

Блок 3 обработки сигналов предназначен для определения начальных условий возникновения перегрузок и автоматического определения, исправности тормозной системы транспортного средства для данных начальных условий (фиг.5).

На первые входы первого 33, второго 34, третьего 35 пороговых устройств поступают сигналы с датчика скорости движения транспортного средства через второй вход ключа 4, с датчика текущей массы транспортного средства, с датчика воздействующих усилий на педаль тормоза, на вторые входы которых поступают сигналы с первой, второй, третьей группы выходов задатчика 43 сигналов.

В момент нажатия на педаль тормоза сигнал поступает на первый вход ключа 4, обеспечивая тем самым определение начальной скорости торможения.

На выходах первого 33, второго 34 и третьего 35 пороговых устройств формируются сигналы, соответствующие начальным значениям скорости, массе транспортного средства и усилию, воздействующему на педаль тормоза при торможении транспортного средства.

С выходов данных пороговых устройств сигналы, соответствующие начальным значениям входных параметров возникновения перегрузок поступают на первые входы соответственно n-первых 37, n-вторых 38 и n-третьих 39 ключей, на вторые входы которых поступают сигналы, соответствующие эталонным значениям, с соответственно четвертых, пятых и шестых групп выходов задатчика 43 сигналов (фиг.5).

С выходов n-первых 37 и n-вторых 38 ключей сигналы поступают соответственно на первые и вторые входы n- четвертых 40 ключей, с выходов которых поступают на первые входы n- пятых 41 ключей, на вторые входы которых поступают сигналы с выходов третьих 39 ключей.

На выходе одного n-пятых 41 ключей формируется сигнал, соответствующий эталонному значению при данных начальных условиях возникновения перегрузок.

С выходов n-пятых 41 ключей сигналы поступают на первые входы n-четвертых 36 пороговых устройств, на вторые входы которых поступает сигнал, соответствующий текущей перегрузке, определяемой в момент торможения транспортного средства. В случае превышения уровня текущей перегрузки заданному эталонному значению сигнал поступает на один из входов элемента ИЛИ 38, с выхода которого поступает на индикатор 11 превышения уровня перегрузки.

Блок 5 определения тормозного пути, на основе двух параметров (начальной скорости торможения и величины перегрузки), определяет, при кратковременном нажатии на педаль тормоза (фиг.6), тормозной путь и выдает его значение соответственно через передающее устройство 7 на приемное устройство сзади идущего транспортного средства.

Со второго выхода вычислителя и датчика скорости сигналы соответствующие ускорению и скорости поступают на первый и второй входы блока 4 определения тормозного пути и соответственно на первые входы первого 44 умножителя, первого 49 делителя и вход квадратора 53 (фиг.7).

С выхода второго 50 делителя сигнал, соответствующий значению поступает на второй вход второго 52 суммирующего устройства.

При этом формирование данного сигнала осуществляется следующим образом.

С квадратора 53 сигнал, соответствующий значению V₀ ², поступает на первый вход второго 50 делителя, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий значению 26j_уст, с выхода первого 44 умножителя, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий постоянному значению К₁=26 с выхода первого 46 задатчика.

С выхода второго 47 задатчика сигнал, соответствующий постоянному значению К₂=3, 6, поступает на второй вход первого 49 делителя, с выхода которого сигнал, соответствующий значению, поступает на первый вход второго 45 умножителя, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий значению (τ_c+0,5τ_н), с выхода первого 51 суммирующего устройства на первый и второй входы которого поступают сигналы, соответствующие τ_c,τ_н, с первого и второго выходов третьего 48 задатчика сигналов. С выхода второго 45 умножителя сигнал, значение которого определено в соответствии с выражением поступает на первый вход второго 52 суммирующего устройства, на второй вход которого поступает сигнал, значение которого определено в соответствии с выражением , с выхода второго 50 делителя.

С выхода второго 52 суммирующего устройства сигнал, вычисленный в соответствии с формулой поступает на передающее устройство 7.

Блок 6 анализа динамики сближения транспортных средств обеспечивает определения безопасной дистанции до впереди идущего транспортного средства.

С выходов приемного устройства 9, блока 8 измерения дальности, блока 5 определения тормозного пути, сигналы через первый, второй и третий входы блока 6 анализа динамики сближения транспортных средств поступают соответственно на первый и второй входы суммирующего устройства 58 и второй вход делителя 54.

С выхода суммирующего устройства 58, сигнал, соответствующий значению (D+St₁) поступает на первый вход делителя 54, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий значению тормозного пути S₂t своего транспортного средства.

С выхода делителя 54 сигнал, соответствующий отношению поступает на первый вход порогового устройства 55, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий значению к с выхода задатчика 56 сигналов. Пороговое устройство 55 обеспечивает проверку неравенства .

В случае выполнения неравенства , сигнал с выхода порогового устройства 55 снимается, при этом с выхода элемента НЕ 57, выход которого является выходом блока 6 анализа динамики сближения транспортных средств, сигнал поступает на вход индикатора 13 предупреждения об опасной дистанции сближения с транспортным средством.

Таким образом, наряду с автоматическим определением исправности тормозной системы транспортного средства определяется опасная дистанция сближения с транспортным средством.

Источники информации

1. Патент РФ на изобретение №2326363, кл. G01M 17/00, 10.06.2008 г.(прототип).

2. Государственный стандарт РФ ГОСТ Р 51709-2001, "Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки".

3. Патент РФ на изобретение №2046300 С1, 20.10.1995, кл. G01G 19/02, G01G 19/21.

Изобретения относятся к измерительной технике и могут быть использованы для определения безопасной дистанции до впереди идущего транспортного средства. Способ заключается в установке эталонных перегрузок, определении текущей величины и направления перегрузки в момент начала торможения путем сравнения текущей массы транспортного средства с заданными значениями, а также путем сравнения текущих усилий нажатия на педаль тормоза с заданными значениями. При этом дополнительно определяют тормозной путь, передают информацию о тормозном пути на идущее сзади транспортное средство и в блок анализа динамики сближения транспортных средств, принимают информацию о тормозном пути впереди идущего транспортного средства, определяют дальность до впереди идущего транспортного средства, формируют команду на увеличение дистанции до впереди идущего транспортного средства в случае, если она недостаточна с учетом возможного торможения. Устройство содержит электроконтактный датчик, вычислитель, блок обработки информации, индикатор направления перегрузки, индикатор величины перегрузки, индикатор превышения уровня перегрузки. Также введены блок определения тормозного пути, блок анализа динамики сближения транспортных средств, передающее устройство, блок измерения дальности до впереди идущего транспортного средства, приемное устройство, индикатор предупреждения об опасной дистанции сближения с транспортным средством. Технический результат заключается в повышении безопасности эксплуатации транспортного средства. 2 н. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ функционирования системы активной защиты транспортного средства, заключающийся в том, что вводят эталонные значения перегрузок для n-начальных условий, определяют текущую величину и направление перегрузки, осуществляют индикацию значений величины и направления перегрузки, определяют начальные условия возникновения перегрузки, выбирают эталонное значение перегрузок для данных начальных условий, сравнивают текущее значение перегрузки, полученное при данных начальных условиях возникновения перегрузки, с эталонным значением, осуществляют индикацию при превышении уровня текущей перегрузки над эталонным значением, определяют начальные условия возникновения перегрузки в момент начала торможения путем сравнения текущей массы транспортного средства с заданными значениями, а также путем сравнения текущих усилий нажатия на педаль тормоза с заданными значениями, отличающийся тем, что определяют тормозной путь в соответствии с выражением
где
V₀ - начальная скорость торможения ТС, км/ч;
τ_с - время запаздывания тормозной системы, с;
τ_н - время нарастания замедления, с;
j_уст - установившееся замедление, м/с²,
передают информацию о тормозном пути на идущее сзади транспортное средство и в блок анализа динамики сближения транспортных средств, принимают информацию о тормозном пути впереди идущего транспортного средства, определяют дальность до впереди идущего транспортного средства, формируют команду на увеличение дистанции до впереди идущего транспортного средства в случае, если выполняется неравенство
где
D - дальность до впереди идущего транспортного средства;
S_1t, S_2t - соответственно тормозные пути впереди идущего и своего транспортного средства;
К - коэффициент безопасной дистанции до впереди идущего транспортного средства.

2. Устройство активной защиты транспортного средства, содержащее электроконтактный датчик, вычислитель, блок обработки сигналов, индикатор направления перегрузки, индикатор величины перегрузки, индикатор превышения уровня перегрузки, при этом электроконтактный датчик состоит из немагнитного конусообразного корпуса, инерционного элемента, выполненного в виде электропроводного шарика, первого электроконтакта, выполненного в виде усеченного полого конуса, закрепленного в вершине корпуса, второго электроконтакта, выполненного в виде полого конуса, размещенного по боковой поверхности корпуса так, что его основание обращено к нижнему основанию усеченного конуса первого электроконтакта и параллельно ему, изолированных между собой центрального и кольцевого электроконтактов, причем центральный электроконтакт размещен в вершине конуса второго электроконтакта и изолирован от него, кольцевой электроконтакт размещен по периметру вершины конуса второго электроконтакта и изолирован от него, первый электроконтакт выполнен в виде изолированных друг от друга секторов, выводы которых образуют первую группу выходов датчика, вторым выходом которого является вывод кольцевого электроконтакта, центральный и второй электроконтакты соединены с положительным выводом источника питания, первая группа входов и второй вход вычислителя соединены соответственно с первой группой выходов и вторым выходом датчика, первая группа выходов вычислителя соединена с группой входов индикатора направления перегрузки, второй выход - с входом индикатора величины перегрузки, вычислитель содержит группу из n-триггеров, где n - число секторов первого электроконтакта электроконтактного датчика, первый, второй и третий элементы И, инвертор, генератор импульсов, дифференцирующую цепь, счетчик импульсов, умножитель, делитель, задатчик постоянной величины, причем информационные входы триггеров соединены с соответствующими входами первой группы входов вычислителя, второй вход которого через инвертор соединен с входом дифференцирующей цепи и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход второго элемента И соединен с информационным входом счетчика, входы обнуления триггеров и счетчика импульсов объединены с обеспечением возможности подачи на них сигнала с плюсовой шины источника питания, прямые выходы триггеров являются соответствующими выходами первой группы выходов вычислителя, а инверсные выходы соединены с соответствующими входами группы n-входов первого элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И и вторым входом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи, а выход третьего элемента И соединен с входом обнуления счетчика импульсов, выход которого соединен с первым и вторым входами умножителя, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом задатчика постоянной величины, а выход является вторым выходом вычислителя, блок обработки сигналов состоит из n-первых, n-вторых пороговых устройств, n-первых ключей, ИЛИ и задатчика постоянных сигналов, причем второй выход вычислителя соединен соответственно с первым входом блока обработки сигналов, а выход блока обработки сигналов соединен с индикатором превышения уровня перегрузки, блок обработки сигналов дополнительно имеет n-третьих, n-четвертых пороговых устройств, n-вторых, n-третьих, n-четвертых, n-пятых ключей, причем на третий и четвертый входы блока обработки сигналов поступают соответственно данные о значении массы транспортного средства от датчика массы и данные о значениях усилий, воздействующих на педаль тормоза, причем первый, второй, третий, четвертый входы блока обработки сигналов соединены соответственно со вторыми входами n-четвертых, и первыми входами n-первых, n-вторых и n-третьих пороговых устройств, на вторые входы n-первых, n-вторых и n-третьих пороговых устройств поступают сигналы с первой, второй, третьей групп выходов задатчика постоянных сигналов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно n-первых, n-вторых и n-третьих ключей, вторые входы которых соединены с выходами соответственно четвертых, пятых и шестых групп выходов задатчика постоянных сигналов, выходы n-первых и n-вторых ключей соединены соответственно с первыми и вторыми входами n- четвертых ключей, выходы которых соединены с первыми входами n-пятых ключей, вторые входы которых соединены с выходами третьих ключей, выходы n-пятых ключей соединены с первыми входами n-четвертых пороговых устройств, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ является выходом блока обработки сигналов, отличающееся тем, что введены ключ, блок определения тормозного пути, блок анализа динамики сближения транспортных средств, передающее устройство, блок измерения дальности, приемное устройство, индикатор предупреждения об опасной дистанции сближения с транспортным средством, причем выходы датчика усилий и датчика скорости соединены соответственно с первым и вторым входами ключа, выход которого соединен со вторым входом блока обработки сигналов, второй выход вычислителя соединен с первым входом блока определения тормозного пути, второй вход которого соединен с выходом ключа, выход блока определения тормозного пути соединен с входом передающего устройства и одновременно с третьим входом блока анализа динамики сближения транспортных средств, второй и первый входы которого соединены соответственно с выходами блока измерения дальности и приемного устройства, выход блока анализа динамики сближения транспортных средств соединен с входом индикатора предупреждения об опасной дистанции сближения с транспортным средством.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок определения тормозного пути состоит из первого и второго умножителей, первого, второго и третьего задатчиков сигналов, первого и второго делителей, первого и второго суммирующих устройств, квадратора, при этом первый и второй входы блока определения тормозного пути соединены соответственно с первым входом первого умножителя, первым входом первого делителя и входами квадратора, выход которого соединен с первым входом второго делителя, второй вход которого соединен с выходом первого умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого задатчика, выход второго задатчика соединен со вторым входом первого делителя, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого суммирующего устройства, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами третьего задатчика сигналов, выход второго умножителя соединен с первым входом второго суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом второго делителя, выход второго суммирующего устройства является выходом блока определения тормозного пути.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок анализа динамики сближения транспортных средств состоит из суммирующего устройства, делителя, порогового устройства, задатчика сигналов, инвертора, причем первый, второй и третий входы блока анализа динамики сближения транспортных средств являются соответственно первым и вторым входами суммирующего устройства и вторым входом делителя, первый вход которого соединен с выходом суммирующего устройства, выход делителя соединен с первым входом порогового устройства, второй вход которого соединен с выходом задатчика сигналов, выход порогового устройства соединен с входом элемента НЕ, выход которого является выходом блока анализа динамики сближения транспортных средств.