СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЕМ

Полезная модель относится к автомобилестроению, в частности к вспомогательным системам управления, использующимся наряду с основными системами управления автомобилем. Полезная модель может быть применима для автомобилей, в которых водитель по желанию может чередовать традиционный способ управления со способом с применением мышечной энергии, например, для восстановления сил, с целью поддержания физической формы, для снятия стресса и т.д.
Известен четырехколесный мопед по патенту Китая на полезную модель №201362335, B60L 15/20, 2009. Мопед состоит из рамы, установленной на четыре колеса, корпуса, рулевого управления, тормозной системы, аккумулятора, электрического двигателя, педального механизма. Тормозная функция может осуществляться как у велосипеда и с помощью электродвигателя. Задние колеса связаны с цепной передачей с входным валом двигателя. Недостатком является низкая скорость движения, ограниченные функциональные возможности.
Известно устройство управления акселератором автомобиля или соответствующего транспортного средства посредством силового привода по патенту РФ на изобретение №2295459, В60K 26/02, 2002. Данное устройство управления располагается в пределе досягаемости водителя и включает средства для запирания силового привода. Средства для запирания позиции привода имеют гибкую связь с силовым приводом. Действующая часть устройства, содержит элемент, включающий зубчатый край для запирания силового привода с возможностью ограниченного регулирования его положения. Средством запирания является задвижка, гибкая пружинная задвижка или рычаговая задвижка. Недостатком является отсутствие возможности использования силового привода для повышения физической активности водителя.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрано транспортное средство со вспомогательным двигателем по патенту РФ на изобретение №2294299, В62М 23/02, 2006. Транспортное средство позволяет осуществить его устойчивое передвижение как во время оздоровительных (тренировочных) поездок, так и при перевозке габаритных грузов. Переход от режима движения с педальным приводом к режиму движения с дополнительным двигателем может быть осуществлен легко и быстро. Транспортное средство содержит раму, подпружиненные колеса, руль, сиденье водителя, педальный привод, вспомогательный двигатель, муфту включения вспомогательного двигателя. Муфта включения вспомогательного двигателя выполнена в виде втулки и обоймы. На втулке с помощью осей размещены пары поворотных подпружиненных собачек. Привод зацепления втулки и обоймы выполнен в виде конусной втулки. Недостатком является низкая скорость транспортного средства при использовании педального привода или пассивность водителя при работе вспомогательного двигателя.
Технической задачей заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей системы управления автомобилем.
Технический результат заключается в обеспечении возможности физической активности водителя при движении автомобиля с обычной скоростью при нормально работающем двигателе.
Технический результат обеспечивается тем, что в системе управления автомобилем, содержащей двигатель, педаль газа, педаль тормоза, связанную с главным тормозным цилиндром, водительское кресло, согласно полезной модели, водительское кресло выполнено с вырезом, в котором установлено велосипедное седло, водительское кресло выполнено с возможностью смещения, под велосипедным седлом установлен велосипедный педальный узел с храповым механизмом, вал педального узла связан с устройством, преобразующим механическую энергию в электрический сигнал, которое через контроллер связано с шаговым двигателем, установленным на валу педали газа, звезда педального узла соединена цепной передачей через промежуточную звезду со звездой, ось которой через механизм преобразования вращательного движения в поступательное связана с педалью тормоза автомобиля. Водительское кресло и велосипедное седло могут быть снабжены пневматическим приводом.
Технический результат обеспечивается за счет того, что водительское кресло выполнено с возможностью смещения, что позволяет водителю пересесть во время движения на велосипедное седло. Размещение под велосипедным седлом велосипедного педального узла позволяет водителю сменить систему управления автомобилем и перейти в режим с использованием физической активности. Связь вала педального узла с устройством, преобразующим механическую энергию в электрический сигнал, и связь данного устройства с шаговым двигателем, установленным на валу педали газа, позволяет преобразовать механическую энергию вращения педалей в электрическую и регулировать работу двигателя в соответствии со скоростью вращения педалей. Оснащение педального узла храповым механизмом и создание кинематической связи между храповым механизмом и педалью тормоза автомобиля позволяет осуществлять торможение посредством поворота педалей, звездочки и колеса храпового механизма на некоторый угол в обратном направлении. Механизм преобразования вращательного движения в поступательное позволяет передать усилие на рычаг педали тормоза и линейно переместить шток главного тормозного цилиндра автомобиля.
На фигурах 1, 2 представлена схема размещения элементов системы управления в автомобиле.
На фигуре 3 представлена схема связи элементов системы управления с элементами впускной системы автомобиля.
На фигуре 4 представлена схема связи элементов системы управления с элементами тормозной системы автомобиля.
Система управления автомобилем содержит водительское кресло 1, велосипедное седло 2, установленное в центральном вырезе сиденья водительского кресла 1, счетчик импульсов 3, связанный с перфорированным диском 4, закрепленном на педальном узле 5. Педальный узел 5 содержит звездочку 6 цепной передачи и храповый механизм 7. Счетчик импульсов 3 электрически связан с контроллером 8, передающим электричесие сигналы на шаговый электродвигатель 17. Шаговый электродвигатель 17 закреплен на оси педали газа 9. Звездочка 6 педального узла 5 цепью 14 через промежуточный вал со звездочкой 10 связана цепью 15 со звездочкой 11, вал которой соединен через кулисный механизм 16 с педалью тормоза 12, связанной со штоком главного тормозного цилиндра 13 автомобиля.
Система управления автомобилем работает следующим образом.
Водитель вручную по направляющим или с помощью пневмопривода сдвигает водительское кресло 1, высвобождая велосипедное седло 2. Поднимает седло на подседельном штыре, вращает педали педального узла 5. Механическая энергия вращения педалей преобразуется в электрическую, например, с помощью счетчика импульсов 3 и контроллера 8. Счетчик импульсов фиксирует количество оборотов перфорированного диска 4, закрепленного на валу педального узла 5. Контроллер 8 преобразует частоту импульсов в электрический сигнал, который управляет углом поворота и направлением вращения шагового электродвигателя 17. Изменение величины электрического сигнала, зависящее от скорости вращения педалей, влияет на скорость вращения выходного вала двигателя автомобиля и, следовательно, на скорость его движения. При необходимости торможения, водитель вращает педали в обратную сторону до момента их стопорения собачкой храпового механизма 7. Это создает тормозное усилие, передаваемое цепной передачей со звездочки 6 на звездочку 11 через промежуточный вал со звездочкой 10. Промежуточный вал со звездочкой 10 необходим для изменения направления передачи усилия. Вращательное усилие звездочки 11 преобразуется при помощи кулисного механизма в поступательное движение рычага педали тормоза 12 и передается далее на шток главного тормозного цилиндра 13 автомобиля. От величины тормозного усилия, с которым водитель давит на педаль, зависит величина усилия, передаваемого штоку главного тормозного цилиндра 13.
Полезная модель позволяет водителю осуществлять динамичное движение, сидя за рулем автомобиля, снять стрессовые нагрузки при помощи физических усилий, эффективно использовать время пребывания за рулем.
Таким образом, полезная модель обеспечивает возможность физической активности водителя при движении автомобиля с обычной скоростью при нормально работающем двигателе.