Устройство автоматического ограничения скорости автомобиля

Полезная модель относится к технике автоматического управления скоростью движения транспортных средств и может быть использована для автоматического управления ограничением скорости в автомобилях с карбюраторным или инжекторным питанием двигателя при механическом или электронном приводе дроссельной заслонки.
Известно устройство ограничения скорости (Авт. свид. РФ №926626 МПК G05D 13/02, опубл. 07.05.1982), осуществляющее регулирование подачи топлива в двигатель за счет работы центробежного механизма.
Недостатками устройства являются фиксированное значение величины прикрытия дроссельной заслонки при сигнале превышения заданной скорости, что при движении автомобиля в отличающихся по нагрузке режимах будет приводить к снижению комфортабельности из-за рывков крутящего момента двигателя, а также невысокая точность ограничения скорости, поскольку к погрешности центробежного механизма добавляется погрешность установки задатчика скорости с его неподвижным контактом.
Наиболее близким является устройство автоматического ограничения скорости транспортного средства устройства включающее задатчик допускаемой скорости движения, блок сравнения с ней фактической скорости движения, педаль управления дроссельной заслонкой, регулятор текущей скорости движения и дроссельную заслонку двигателя (патент GB №1516623 МПК G3R 13/62, опубл. 05.07.1978). Регулировка скорости осуществляется путем воздействия на электронную систему управления двигателем. Причем задание допускаемой скорости движения осуществляется при ее достижении в процессе движения.
Недостатками способа является то, что, несмотря на введение вспомогательного модуля, предназначенного для исключения возможности возникновения режима «разноса» двигателя, при нажатии на педаль сцепления, вследствие нештатного срабатывания схемы управления, датчика педали сцепления или иных элементов устройства, проблема не становится решенной, поскольку вспомогательный модуль сам не гарантирован от отказа. Во-вторых, ведение элементов дублирования и блокировки усложняет систему, что способствует снижению надежности.
Задачей полезной модели является разработка устройства автоматического ограничения скорости для автомобилей, которые не были оснащены подобной опцией производителем.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности устройства автоматического ограничения скорости автомобиля и безопасности движения автомобиля.
Технический результат достигается при использовании устройства автоматического ограничения скорости автомобиля, включающего задатчик допускаемой скорости движения, соединенный с блоком сравнения допустимой скорости и фактической скорости движения, который соединен с регулятором текущей скорости движения, соединенным с педалью управления дроссельной заслонкой, при этом устройство дополнительно снабжено двухшатунным рычажным механизмом, установленным между приводом регулятора текущей скорости движения и педалью управления дроссельной заслонкой, причем один из шатунов рычажного механизма выполнен с пружинным компенсатором, минимальная жесткость пружины которого превышает жесткость возвратной пружины педали дроссельной заслонки.
Устройство выполнено в виде дополнительного оборудования к автомобилям, не оснащенным такой опцией при изготовлении, и содержит рычажный механизм, состоящий из двух шатунов, один из которых снабжен пружинным компенсатором. Рычажный механизм, соединяет привод регулятора текущей скорости движения автомобиля с педалью управления дроссельной заслонкой. При этом, пружина компенсатора исключает возможность нарушения управления автомобилем при отказе привода, блока сравнения или нештатного отключения устройства.
Автоматическое ограничение скорости автомобиля осуществляется за счет воздействия привода ограничителя скорости на внешний элемент управления скоростью автомобиля, а именно, на педаль управления дроссельной заслонкой, что исключает необходимость электронной связи с педалями сцепления и тормоза, и делает невозможным возникновение режима «разноса» двигателя при выжатой педали сцепления, а способ абсолютно безопасным при любом нарушении функционирования как электронных элементов управления, так и механического устройства привода.
На фиг. 1 показана кинематическая схема устройства автоматического ограничения скорости автомобиля, на фиг. 2 показана блок-схема элементов устройства автоматического ограничения скорости автомобиля.
Устройство автоматического ограничения скорости автомобиля включает задатчик допускаемой скорости движения 1, блок сравнения 2 с ней фактической скорости движения, информация о которой поступает от датчика скорости 3 автомобиля, дроссельную заслонку 4 двигателя, педаль управления 5 дроссельной заслонкой 4, привод регулятора 6 и установленный между приводом регулятора текущей скорости движения 6 и педалью управления 5 дроссельной заслонкой 4 двухшатунный рычажный механизм 7, один из шатунов которого выполнен с пружинным компенсатором. При этом пружинный компенсатор может быть выполнен на любом из шатунов рычажного механизма 7, а минимальная жесткость пружины 8 пружинного компенсатора должна превышать жесткость возвратной пружины 9 педали управления 5 дроссельной заслонкой 4.
Рычажный механизм 7 с кривошипом 10, шатунами 11 и 12 рычажного механизма 7, один из которых - 11 снабжен пружинным компенсатором и смонтирован в кабине автомобиля на центральном туннеле, и посредством кронштейна 13 соединен с педалью управления 5.
Блок сравнения 2 смонтирован в доступном месте панели приборов и посредством кабелей присоединен к приводу регулятора 6, датчику скорости движения 3 автомобиля или разъему электронного спидометра и бортовой сети автомобиля.
Устройство автоматического ограничения скорости автомобиля работает следующим образом.
При монтаже устройства, привод 6 фиксируется в положении, когда при свободной педали управления 5 и приводе 6 в состоянии полного ограничения (ПО) пружина 8 компенсатора находится в состоянии начала сжатия, создавая при этом усилие сопротивления на педали управления 5 дроссельной заслонкой 30-50 Н.
При первом включении питания устройства автоматического ограничения скорости после монтажа произойдет перестановка привода 6 в положение свободного хода (СХ). При этом оба шатуна (11, 12) рычажного механизма 7 провиснут под собственным весом и не будут помехой для перемещения педали управления 5 дроссельной заслонкой 4 (обозначено пунктиром) при движении автомобиля со скоростью, меньшей, чем заданная, как и при выключенном устройстве.
При достижении автомобиля со скоростью, превышающей заданное значение, блок сравнения 2, являющийся цифровым циклическим счетно-решающим процессором, получив электрический сигнал от датчика скорости 3 в виде серии импульсов за единицу времени, очистит оперативную память и занесет в нее установки и текущее значение скорости. Если текущая скорость не превышает заданную с запрограммированным упреждением, процесс продолжается с задержкой по времени. При превышении допускаемой скорости включается реверсивный привод 6, перемещая кривошип 10 в положение полного ограничения (ПО), при котором шатуны 11 и 12 переставляют педаль управления 5 дроссельной заслонкой 4 в положение холостого хода. Водитель при этом ощущает воздействие со стороны педали 5, свидетельствующее о превышении допускаемой скорости, и требование не противиться этому воздействию. Как только текущая скорость упадет ниже заданной на двукратную величину упреждения, включается привод 6, перемещая кривошип 10 в положение свободного хода (СХ) педали управления 5, и она вновь становится податливой.
В случае, когда текущая скорость превысит заданную на величину двукратного упреждения, что возможно при движении автомобиля под уклон и когда торможение двигателем не обеспечивает заданной скорости, включится генератор звука с зуммером, сигнализируя водителю о необходимости выполнить штатное переключение на пониженную передачу для повышения тормозного момента от двигателя или произвести штатное подтормаживание рабочим тормозом.
При необходимости выполнить маневр с превышением заданной скорости и включенном устройстве автоматического ограничения скорости автомобиля, водителю необходимо произвести нажатие на педаль управления 5 с усилием, превышающим жесткость пружины 8 пружинного компенсатора. При этом, необратимый по передаче движения редуктор привода 6 исключает возможность вращения его электродвигателя от сил со стороны рычажного механизма 7, а сжимаемая пружина 8 компенсатора позволяет переместить педаль управления 5 на полную величину ее хода.
Таким образом, при использовании устройства автоматического ограничения скорости автомобиля, включающего задатчик допускаемой скорости движения, блок сравнения с ней фактической скорости движения, педаль управления дроссельной заслонкой, регулятор текущей скорости движения, дроссельную заслонку двигателя и рычажный механизм с пружинным компенсатором, установленный между регулятором текущей скорости движения и педалью управления дроссельной заслонкой, достигается надежность автоматического ограничения скорости автомобиля и обеспечивается безопасность движения автомобиля.