Тренажер для обучения водителя автомобиля служебному торможению Советский патент 1993 года по МПК G09B9/04 

о о

Использование: технические средства обучения водителей автомобилей. Сущность изобретения: тренажер содержит макет рабочего места водителя, тормозная педаль которого кинематически связана с электрическим датчиком хода педали. Выходной сигнал датчика хода педали, пропор- .циональный ускорению автомобиля, поступает на вход первого интегратора, с выхода которого сигнал, пропорциональный скорости автомобиля, подводится к входу второго интегратора. На выходе последнего формируется сигнал, пропорциональный тормозному пути. Выходы первого и второго интеграторов подключены соответственно к вертикальному и горизонтальному входам осциллоскопа. К выходу второго интегратора подключен вольтметр, шкала которого проградуирована в единицах пути. В исходном положении на экране осциллоскопа, на котором имеется нулевая линия, в верхней левой части высвечивается точка. Расстояние по вертикали между этой точкой и нулевой линией соответствует скорости автомобиля, заданной первым интегратором. На нулевой линии в правой нижней части экрана второй точкой обозначен пункт остановки автомобиля, в котором скорость автомобиля должна быть равна нулю. Расстояние по горизонтали между точками исходного положения и остановки составляет тормозной путь. После пуска интеграторов обучаемый, воздействуя на тормозную педаль и создавая таким образом определенное ускорение автомобиля, должен как можно более плавно и точнр привести луч осциллоскопа в точку остановки. Точность остановки оценивается при помощи вольтметра. 1 ил. СО с VI о

Изобретение относится к области технических средств обучения.

Известны автомобильные тренажеры, представляющие собой макет рабочего места водителя с органами управления и экран, на который подается изображение изменяющейся дорожной обстановки.

Недостатком известных тренажеров является невозможность имитации служебного торможения с остановкой в заданном пункте, так как способ предъявления информации обучаемому не позволяет имитировать подьезд к пункту остановки. Служебное торможение с остановкой в заданном пункте характерно для маршрутного автобуса, и от умения водителя выполнять эту операцию зависят комфортабельность поездки пассажиров, нагруженность узлов тормозной системы и трансмиссии.; ..; -/ - : :. . ;. , .. .

Наиболее близким по функциональному назначению к изобретению является тренажер водителя транспортного средства, со- 5 держащий макет рабочего места водителя с педалью тормоза, кинематически соединенной с потёнциометрическим датчиком.

Недостатком этого тренажера является невозможность проведения такой опера- ции, как служебное торможение с остановкой авто м6бй л.я у заданного пункта и последующий точности ее выполнения, так как на экране воспроизводится дорожная обстановка не ближе чем на .15 0-30 м перед автомобилем.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей тренажера для обучения водителей служебному торможению; повышения качества обучения путем 20 беспечения возможности контроля остановки автомобиля у заданного пункта.

Поставленная цель достигается тем, что в тренажере, содержащем макет рабочего места водителя с педалью тормоза, кинема- 25 ичёски соединенной с потёнциометрическим датчиком, выход датчика подключен к входу первого интегратора, выход которого соединён с входом второго интегратора, выходы первого и второго интеграторов связа- 30 ны с входами осциллоскопа, а к выходу второго интегратора подключен вольтметр, шкала которого проградуирована в единицах тормозного пути.

Тренажер позволяет воспроизводить 35 информацию, адекватную той, которая необходима водителю для проведения оста- новки в заданном пункте, а именно: скорость автомобиля в виде вертикального отклонения луча осциллоскопа от нулевой 40 линии и расстояние до заданного пункта остановки в виде горизонтального отклонения луч Ьсцилпрскопа от пункта заданной остановки; ; у :

Интегратор осуществляет интегрирова- 45 ние входной переменной по переменной времени. Это известное свойство использовано в предлагаемом тренажере в цепи электрический датчик хода педали - первый интегратор- второй интегратор. Таким 50 образом на выходе датчика хода педали получают сигнал, пропорциональный ускорению автомобиля, на выходе первого интегратора - пропорциональный скорости, на выходе второго интегратора - пропорци- 55 ональный пути. В известных тренажёрах для моделирования движения автомобиля не встречается подключение выходов интеграторов к входам осциллоскопа. Однако именно подключение выходов первого и

второго интеграторов к входам осциллоскопа позволяет представить водителю на экране осциллоскопа информацию о результатах его воздействия на тормозную педаль в виде светящейся точки, перемещающейся в координатах скорость-путь. В известных тренажерах, где для представления водителю информации используются электронно-лучевая трубка, бесконечные гибкие ленты, кинопроекторы, телевизионные камеры, теневые экраны, изменение информации происходит в результате изменения скорости перемещения штрихов пунктирной осевой линии на экране трубки или механического перемещения либо телевизионной камеры, либо киноленты. Подключение к выходу второго интегратора вольтметра, шкала которого проградуирована в единицах тормозного пути, дает возможность обучаемому контролировать точность остановки автомобиля в заданном пункте. В известных тренажерах такая информация не предоставляется ни обучаемому, ни инструктору.

На чертеже показана принципиальная схема тренажера для обучения водителей служебному торможению,

Тормозная педаль 1 кинематически связана с потёнциометрическим датчиком 2 хода педали, к которому подведено отрицательное напряжение - U. Выходной сигнал датчика через входной резистор 3 и контакты реле 4 подводится к инвертирующему входу усилителя 5. Через резистор б и нормально замкнутые контакты реле 7 на вход усилителя 5 подается положительное напряжение +U. В цепь обратной связи усилителя 5 через нормально замкнутые контакты 7 включен резистор 8, К выходу усилителя 5 подключен конденсатор 9, соединенный через нормально замкнутые контакты реле 10 с резистором 11. При этом конденсатор заряжен отрицательным напряжением, величина которого пропорциональна начальной скорости торможения. Выход усилителя 5 подключён к вертикальному входу осциллоскопа и к входному резистору 12, связанному через нормально разомкнутые контакты реле 13с инвертирующим входом усилителя 14. В цепь обратной связи усилителя 14 через нормально замкнутые контакты реле 15 включен резистор 16. К выходу усилителя 14 подключен конденсатор 17, связанный через нормально замкнутые контакты 18с резистором 19, а через нормально разомкнутые контакты 18-с входом усилителя 14. При этом выходной сигнал усилителя 14 равен нулю. Выход усилителя 14 подключен к горизонтальному входу осциллоскопа и к вольтметру. Выход

усилителя 5 подключен также к входному резистору 20, подключенному к инвертирующему входу усилителя 21. В цепь обратной связи усилителя 21 включен диод 22. Выход усилителя 21 соединён с обмоткой реле 23.

Схема управления тренажера состоит из нормально замкнутой кнопки 24, подключающей напряжение U через нормально ра- зомкнутую кнопку 25 и нормально разомкнутые контакты реле 26 к обмотке реле 27, а также через нормально разомкнутый контакты реле 28 и нормально замкнутые контакты реле 29 к обмотке реле 30.

Тренажер работает следующим образом. Обучающийся нажимает и затем отпу- екает кнопку 25. Во время нажатия кнопки 25 напряжение поступает на обмотку реле 27. При этом контакт 26 замыкается и к обмотке реле 27 подводится напряжение U, контакты 7 размыкаются и отключают рези- стор 6 от входа усилителя 5 и резистор 8 из цепи обратной связи усилителя 5, контакты 10 отключают резистор 11 от конденсатора Э и подключают конденсатор 9 в цепь обратной связи усилителя 5, контакты 10 и 18 отключают соответственно резисторы 11 и 20 от конденсаторов 9 и 17 и подключают конденсаторы 9 и 17 в цепь обратной связи . усилителей 5 и 14, контакты 13 размыкаются и отключают резистор 16 из цепи обратной связи усилителя 14, замыкаются контакты 28 и через нормально замкнутые контакты реле 29 подключают напряжение U к обмотке реле 30. При этом контакты А и 13 замыкаются и подключают соответственно входные резисторы 3 и 12 к инвертирующим входам усилителей 5 и 14 и начинается процесс интегрирования. Сигнал датчика хода педали 2 пропорционален замедлению ав- томобиля, выходной сигнал усилителя 5, ра- встающего в режиме интегрирования, пропорционален скорости автомобиля, выФормула изобретения Тренажер для обучения водителя автомобиля служебному торможению, содержащий макет рабочего места водителя с педалью тормоза, кинематически связанной с движком потенциометрического датчика хода педали тормоза, и осциллоскоп, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обучения путем обеспечения возможности контроля остановки

ходной сигнал усилителя 4, также работающего в режиме интегрирования, пропорционален пройденному пути автомобиля.

Когда в результате воздействия обучаемого на тормозную педаль 1 выходной сигнал усилителя 5, пропорциональный скорости автомобиля, снижается до нуля, выходное напряжение усилителя 21 скачком возрастает от нулевого уровня и поступает на обмотку реле 23. При этом нормально замкнутые контакты 29 размыкаются и отключают напряжение U от обмотки реле 30. Контакты 4 и 13 размыкаются и отключают соответственно входные резисторы 3 и 12 от инвертирующих входов усилителей 5 и 14. Процесс интегрирования прекращается, усилители 5 и 14 работают в режиме фиксации решения, что соответствует остановке автомобиля. Обучающийся по показаниям вольтметра, подключенного к выходу усилителя 14, оценивает точность, с которой он остановил автомобиль в заданном пункте.

При кратковременном нажатии кнопки 24 обмотки реле 27 и 30 обесточиваются и схема тренажера переводится в исходное положение.

Преимуществом изобретения по сравнению с прототипом является то, что тренажер для обучения водителей служебному торможениюд позволяет контролировать точность остановки автомобиля в заданном пункте.

Положительный эффект по сравнению с прототипом заключается в том, что становится возможным обучение водителей управлению педалью тормоза при служебном торможении, что, в свою очередь, повышает активную безопасность автомобиля, предохраняет от перегрузки узлы тормозной сис- темы и трансмиссии автомобиля и увеличивает таким of 1азом их ресурс.

автомобиля у заданного пункта, в него введены два интегратора и вольтметр, програ- дуированный в единицах тормозного пути, причем вход первого интегратора подключен к выходной цепи датчика хода педали тормоза, а выход - к вертикальному входу осциллоскопа, вход второго интегратора соединен с выходной цепью первого интегратора, а выход - с горизонтальным входом осциллоскопа и входом вольтметра.

6

8