УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Полезная модель относится к транспортной технике и может быть использована для увеличения активной безопасности движения транспортных средств.
Известно устройство антиаварийная система для транспортных средств (пат. РФ №10654 B60K 31/00), содержащая средство обследования зоны обзора, включающее радиодальномер, связанный с исполнительным устройством сканирования, блок формирования параметров безопасного разъезда, включающий блок обнаружения опасных объектов и блок индикации и исполнительный механизм торможения, представляющий собой привод главного цилиндра, сообщенного магистралями повышенного давления с тормозными цилиндрами соответственно левых и правых колес. Исполнительный механизм торможения системы снабжен датчиками скорости вращения левых и правых колес, четырьмя клапанами, каждый из которых установлен в соответствующей магистрали повышенного давления и блоками формирования скорости вращения соответственно левых и правых колес, ко входам которых подключены соответственно выходы датчиков скорости вращения левых и правых колес, а выходы блоков формирования скорости вращения левых и правых колес соответственно подключены к электрическим входам каждого из четырех клапанов, а блок формирования параметров безопасного разъезда снабжен блоком самонаведения на центр свободной зоны, который установлен на выходе блока обнаружения опасных объектов, блоков управления сканированием, подключенным ко входу исполнительного устройства сканирования средства обследования зоны обзора и ко входу блока самонаведения на центр свободной зоны и блоком формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси, вход которого подключен к выходу блока самонаведения на центр свободной зоны, а его выходы подключены соответственно ко входам блока управления сканированием и блока индикации и ко входам блоков формирования скорости вращения левых и правых колес исполнительного механизма торможения. Недостатки:
1. Отсутствует устройство, формирующее курсовую устойчивость движения транспортного средства
2. Отсутствует устройство определения состояния дорожного покрытия
3. Отсутствует устройство определения видимости, что может привести к созданию аварийной ситуации
4. Отсутствует устройство формирующее безопасную дистанцию в транспортном потоке
5. Отсутствует устройство, обеспечивающее безопасный обгон
Известно устройство автоматического управления движением транспортного средства (пат. РФ №123735 B60K 31/00) содержащее радиодальномер, связанный с исполнительным устройством сканирования, блок обнаружения опасных объектов и блок внутренней и внешней индикации, соединенный с блоком формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси, и исполнительный механизм торможения, представляющий собой привод главного цилиндра, сообщенного магистралями повышенного давления с тормозными цилиндрами соответственно левых и правых колес, на которых установлены датчики скорости вращения; четыре клапана, каждый из которых установлен в соответствующей магистрали повышенного давления, и блоками формирования скорости вращения соответственно левых и правых колес, ко входам которых подключены соответственно выходы блока формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси, и выходы датчиков скорости вращения левых и правых колес, а выходы блоков формирования скорости вращения левых и правых колес соответственно подключены к электрическим входам каждого из четырех клапанов, блок управления сканированием, подключенный ко входу исполнительного устройства сканирования, а выход GPS/Glonass навигатора соединен с блоком формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси; выходы бесконтактного датчика состояния дорожного покрытия и датчика видимости соединены с блоком формирования условий безопасного обгона и блоком формирования линейной скорости движения транспортного средства, при этом выход датчика положения указателя поворота соединен с блоком формирования условий безопасного обгона, на входы которого подается сигнал с выходов блока определения динамических характеристик попутно и встречно движущихся транспортных средств и обнаружения опасных объектов, блока нормативных параметров безопасного разъезда и движения, выходов датчиков скорости вращения левых и правых колес, а выходы блока формирования условий безопасного обгона соединены с блокиратором поворота руля и блоком внутренней и внешней индикации, ко входам которого подключены выходы блока формирования линейной скорости движения транспортного средства, выходы которого соединены с блоками формирования скорости вращения левых и правых колес, а входы блока формирования линейной скорости движения транспортного средства соединены с выходами датчиков скорости вращения левых и правых колес соответственно, а также с выходами блока определения динамических характеристик попутно и встречно движущихся транспортных средств и обнаружения опасных объектов и блока нормативных параметров безопасного разъезда и движения, выходы блока определения динамических характеристик попутно и встречно движущихся транспортных средств и обнаружения опасных объектов соединены со входом блока управления сканированием и входом блока формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси, соединенного с выходами датчиков скорости вращения левых и правых колес, при этом выход радиодальномера соединен со входом блока определения динамических характеристик попутно и встречно движущихся транспортных средств и обнаружения опасных объектов. Недостатками данного устройства являются:
1. Отсутствует устройство, формирующее оптимальную траекторию движения по карте местности из точки A в точку B, с учетом дорожной обстановки (ремонты участков дорог, оперативная информация о дорожно-транспортных происшествиях, дорожных заторах по маршруту следования).
2. Отсутствует функция и устройство, задающее безопасную скорость движения в соответствии со скоростным режимом (эконом/город/трасса/другой) и сигналами светофоров на перекрестках по маршруту следования, что может привести к аварийной ситуации.
3. Отсутствует устройство, реализующее функцию экстренного завершения маневра, при обгоне попутно движущихся транспортных средств, что может привести к аварийной ситуации.
Наиболее близким аналогом является устройство автоматического управления движением транспортного средства (пат. РФ №132393 B60K 31/00 от 20.09.2013 г.), содержащее радиодальномер, связанный с исполнительным устройством сканирования, блок внутренней и внешней индикации соединенный с блоком формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси и исполнительный механизм торможения, представляющий собой привод главного цилиндра, сообщенного магистралями повышенного давления с тормозными цилиндрами соответственно левых и правых колес, на которых установлены датчики скорости вращения; четыре клапана, каждый из которых установлен в соответствующей магистрали повышенного давления и блоками формирования скорости вращения соответственно левых и правых колес, ко входам которых подключены соответственно выходы блока формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси и выходы датчиков скорости вращения левых и правых колес, а выходы блоков формирования скорости вращения левых и правых колес соответственно подключены к электрическим входам каждого из четырех клапанов, блок управления сканированием, подключенный ко входу исполнительного устройства сканирования, выход GPS/Glonass навигатора соединен с блоком формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси; выходы бесконтактного датчика состояния дорожного покрытия и датчика видимости, соединены с блоком формирования условий безопасного обгона и блоком формирования линейной скорости движения транспортного средства, при этом выход датчика положения указателя поворота соединен с блоком формирования условий безопасного обгона, на входы которого подается сигнал с выхода блока нормативных параметров безопасного разъезда и движения, выходов датчиков скорости вращения левых и правых колес, а выходы блока формирования условий безопасного обгона соединены с блокиратором поворота руля и блоком внутренней и внешней индикации, ко входам которого подключены выходы блока формирования линейной скорости движения транспортного средства, выходы которого соединены с блоками формирования скорости вращения левых и правых колес, а входы блока формирования линейной скорости движения транспортного средства соединены с выходами датчиков скорости вращения левых и правых колес соответственно, а также с выходом блока нормативных параметров безопасного разъезда и движения, блок формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси, соединен с выходами датчиков скорости вращения левых и правых колес. Вход блока управления дроссельной заслонкой соединен с выходом блока формирования линейной скорости транспортного средства и с выходом блока формирования условий безопасного обгона, входы блока наблюдения за дорожно-транспортной обстановкой и круиз контроля, соединены с выходами GPS/Glonass навигатора и радиодальномера, а выходы соединены со входами блока управления сканированием, радиодальномера, блока формирования условий безопасного обгона, блока формирования линейной скорости движения транспортного средства и входом блока формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси. Недостатками данного устройства являются:
1. Отсутствует функция и устройство, управляющее скоростью встречно движущихся транспортных средств, для завершения безопасного обгона;
2. Отсутствует функция и устройство, задающее безопасную дистанцию и управляющее скоростью движения сзади движущихся транспортных средств.
Задача - повышение безопасности движения транспортного средства на дороге.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство автоматического управления безопасностью движения транспортных средств содержащее радиодальномер, связанный с исполнительным устройством сканирования, блок внутренней и внешней индикации соединенный с блоком формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси и исполнительный механизм торможения, представляющий собой привод главного цилиндра, сообщенного магистралями повышенного давления с тормозными цилиндрами соответственно левых и правых колес, на которых установлены датчики скорости вращения; четыре клапана, каждый из которых установлен в соответствующей магистрали повышенного давления и блоками формирования скорости вращения соответственно левых и правых колес, ко входам которых подключены соответственно выходы блока формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси и выходы датчиков скорости вращения левых и правых колес, а выходы блоков формирования скорости вращения левых и правых колес соответственно подключены к электрическим входам каждого из четырех клапанов, блок управления сканированием, подключенный ко входу исполнительного устройства сканирования, выход GPS/Glonass навигатора соединен с блоком формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси; выходы бесконтактного датчика состояния дорожного покрытия и датчика видимости, соединены с блоком формирования условий безопасного обгона и блоком формирования линейной скорости движения транспортного средства, при этом выход датчика положения указателя поворота соединен с блоком формирования условий безопасного обгона, на входы которого подается сигнал с выхода блока нормативных параметров безопасного разъезда и движения, выходов датчиков скорости вращения левых и правых колес, а выходы блока формирования условий безопасного обгона соединены с блокиратором поворота руля и блоком внутренней и внешней индикации, ко входам которого подключены выходы блока формирования линейной скорости движения транспортного средства, выходы которого соединены с блоками формирования скорости вращения левых и правых колес, а входы блока формирования линейной скорости движения транспортного средства соединены с выходами датчиков скорости вращения левых и правых колес соответственно, а также с выходом блока нормативных параметров безопасного разъезда и движения, блок формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси, соединен с выходами датчиков скорости вращения левых и правых колес, вход блока управления дроссельной заслонкой соединен с выходом блока формирования линейной скорости транспортного средства и с выходом блока формирования условий безопасного обгона, входы блока наблюдения за дорожно-транспортной обстановкой и круиз контроля, соединены с выходами GPS/Glonass навигатора и радиодальномера, а выходы соединены со входами блока управления сканированием, радиодальномера, блока формирования условий безопасного обгона, блока формирования линейной скорости движения транспортного средства и входом блока формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси. Входы блока радиопередатчика соединены с блоком формирования линейной скорости движения транспортного средства и блоком формирования условий безопасного обгона. При этом сигналы с радиопередатчика направлены на блоки радиоприемников других транспортных средств, выходы которых соединены с блоками электромагнитных клапанов установленных на элементах подачи топлива этих транспортных средств.
Новые существенные признаки:
1. Блок радиопередатчика, входы которого соединены с блоком формирования линейной скорости транспортного средства и блоком формирования условий безопасного обгона.
2. Сигналы с радиопередатчика направлены на блоки радиоприемников других транспортных средств.
3. Выходы радиоприемников соединены с электромагнитными клапанами установленными на элементах подачи топлива других транспортных средств.
Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Технический результат
Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют передавать управляющий сигнал на исполнительные органы встречно и/или сзади движущихся транспортных средств: на электромагнитный клапан, установленный на тросу дроссельной заслонки, что приведет к снижению скорости и увеличению безопасного расстояния между транспортными средствами.
1. Блок радиопередатчик, входы которого соединены с блоком формирования линейной скорости транспортного средства, что позволяет формировать управляющий сигнал для обеспечения расчетной безопасной дистанции при заданной скорости движения для сзади движущихся транспортных средств, с блоком формирования условий безопасного обгона, что позволяет использовать расчетную безопасную дистанцию при обгоне, для формирования управляющего сигнала. При этом сигналы с радиопередатчика направлены на блоки радиоприемников других транспортных средств.
2. Блок радиоприемник, установленный на других транспортных средствах, на вход которого подается управляющий радиосигнал от блока радиопередатчик, а выходы соединены с электромагнитным клапаном, установленном на элементе подачи топлива, что позволяет доводить управляющий сигнал до исполнительных органов других транспортных средств;
3. Блок электромагнитный клапан, установленный на элементе подачи топлива, вход которого соединен с радиопередатчиком, что позволяет воздействовать клапаном на элементы подачи топлива, в соответствии с получаемым от радиоприемника сигналом.
На Фиг. 1 изображена блок-схема устройства автоматического управления безопасностью движения транспортных средств.
На Фиг. 2 изображена блок-схема устройства воздействия на дроссельную заслонку других транспортных средств.
Устройство автоматического управления безопасностью движения транспортных средств содержит радиодальномер 1, связанный с исполнительным устройством сканирования 2, блок наблюдения за дорожно-транспортной обстановкой и круиз контроля 3 и блок внутренней и внешней индикации 4 соединенный с блоком формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси 5 и исполнительный механизм торможения, представляющий собой привод главного цилиндра 6, сообщенный магистралями повышенного давления 7, 8, 9, 10 с тормозными цилиндрами соответственно левых и правых колес 11, 12, 13, 14, на которых установлены датчики скорости вращения 15, 16, 17, 18; четыре клапана 19, 20, 21, 22, каждый из которых установлен в соответствующей магистрали повышенного давления и блоками формирования скорости вращения соответственно левых и правых колес 23, 24 ко входам которых подключены соответственно выходы блока формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси 5 и выходы датчиков скорости вращения левых и правых колес 15, 16, 17, 18, а выходы блоков формирования скорости вращения левых и правых колес 23, 24 соответственно подключены к электрическим входам каждого из четырех клапанов 19, 20, 21, 22, блок управления сканированием 25, подключенный ко входу исполнительного устройства сканирования 2, выход GPS/Glonass навигатора 26 соединен с блоком формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси 5; выходы бесконтактного датчика состояния дорожного покрытия 27 и датчика видимости 28, соединены с блоком формирования условий безопасного обгона 29 и блоком формирования линейной скорости движения транспортного средства 30 и выход датчика положения указателя поворота 31 соединен с блоком формирования условий безопасного обгона 29, на входы которого подается сигнал с выходов блока наблюдения за дорожно-транспортной обстановкой и круиз контроля 3, блока нормативных параметров безопасного разъезда и движения 32, выходов датчиков скорости вращения левых и правых колес 15, 16, 17, 18, а выходы блока формирования условий безопасного обгона 29 соединены с блокиратором поворота руля 33, блоком управления дроссельной заслонкой 34 и блоком внутренней и внешней индикации 4, ко входам которого подключены выходы блока формирования линейной скорости движения транспортного средства 30, выходы которого соединены с блоками формирования скорости вращения левых и правых колес 23, 24, а входы блока формирования линейной скорости движения транспортного средства 30 соединены с выходами датчиков скорости вращения левых и правых колес 15, 16, 17, 18 соответственно, а также с выходами блока наблюдения за дорожно-транспортной обстановкой и круиз контроля 3 и блока нормативных параметров безопасного разъезда и движения 32, выходы блока наблюдения за дорожно-транспортной обстановкой и круиз контроля 3 соединены с входом блока управления сканированием 25 и входом блока формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси 5, соединенного с выходами датчиков скорости вращения левых и правых колес 15, 16, 17, 18 при этом выход радиодальномера 1 и выход GPS/Glonass навигатора 26 соединен со входом блока наблюдения за дорожно-транспортной обстановкой и круиз контроля 3, а вход блока управления дроссельной заслонкой 34 соединен с выходом блока формирования линейной скорости движения транспортного средства 30. Входы блока радиопередатчик 35 соединены с блоком формирования линейной скорости движения транспортного средства 30 и блоком формирования условий безопасного обгона 29. Сигналы с радиопередатчика 35 направлены на радиоприемники 36 других транспортных средств, выходы которых соединены с блоками электромагнитных клапанов 37 установленных на элементах подачи топлива этих транспортных средств: на тросах дроссельных заслонок (на фиг. не показаны).
Устройство работает следующим образом
При движении собственного транспортного средства информация о его скорости поступает от датчиков скорости вращения левых и правых колес 15, 16, 17, 18, а радиодальномер 1, в качестве которого может быть использована унифицированная радиолокационная станция разведки движущихся наземных целей «Кредо-1Е» (изделие 1Л244-2), благодаря наличию исполнительного устройства сканирования 2, получает информацию о месторасположении и изменении координат всех объектов по маршруту следования, а также получает информацию о сигналах светофоров, оборудованных соответствующими передатчиками и находящихся в зоне его действия. Одновременно с этим блок GPS/Glonass навигатор 26 определяет положение собственного транспортного средства относительно дорожной карты, его вектор скорости, получает информацию о наличии дорожных заторов, ремонтах участков дорог и прокладывает маршрут по заданным начальной и конечной отметкам, предлагать оптимальную траекторию движения транспортного средства с учетом дорожной обстановки. При этом бесконтактный датчик состояния дорожного покрытия 27 определяет состояние дорожного покрытия (сухо/влажно/ мокро/лед/ снег (иней)/ слякоть). В качестве такого датчика может быть использован дистанционный датчик состояния поверхности дороги DSC111 фирмы Vaisala определяет состояние дорожного покрытия со следующей точностью: толщина слоя воды 0,01 до 2 мм ± 5% 0,01 мм; толщина слоя льда 0,01 до 2 мм ± 5% 0,01 мм; толщина слоя снега 0,01 до 10 мм ± 5% 0,01 мм; дальность видимости 10…2000 м ± 20%. Одновременно с этим датчик видимости 28, использующий для анализа частиц воды в воздухе оптическую технологию обратного рассеяния, например PWS (Present Weather Sensor) датчик, который является компактным высокочувствительным погодным датчиком, определяет возможную дальность видимости, а датчик положения указателя поворота 31 сигнализирует о включении в первое положение рукоятки указателя поворота, сообщающее о намерении совершить маневр.
Блок наблюдения за дорожно-транспортной обстановкой и круиз контроля 3 на основании полученной информации об изменении координат местоположения объектов в зоне действия радиодальномера 1, вычисляет их перемещения, скорость и вектор скорости объектов, получает информацию о сигналах светофоров расположенных по маршруту следования, оборудованных соответствующими передатчиками, согласно данным о наличии дорожных заторов, ремонтах участков дорог и проложенными в соответствии с ними маршрутами от GPS/Glonass навигатора 26, производит выбор оптимального с учетом всей входной информации.
При этом блок управления сканированием 25 получает информацию о дорожной ситуации от блока наблюдения за дорожно-транспортной обстановкой и круиз контроля 3 и для изменения зоны обзора радиодальномера 1 передает управляющий сигнал на исполнительное устройство сканирования 2. На основании данных о скорости и расстоянии до объектов в зоне действия радиодальномера 1, а также информации от датчиков вращения левых и правых колес 15, 16, 17, 18 о скорости собственного транспортного средства, информации о месторасположении, векторе движения собственного транспортного средства, маршруте движения и наличии дорожных заторов от блока GPS/Glonass навигатора 26, при этом блок формирования угловой скорости поворота транспортного средства относительно вертикальной оси 5 корректирует траекторию движения собственного транспортного средства или поворачивает вправо согласно маршруту следования, сигналов светофора и с учетом дорожной ситуации, посредством блоков формирования скорости вращения левых и правых колес 23, 24, которые воздействуя на электрические входы каждого из четырех клапанов 19, 20, 21, 22 снижают скорость колес, воздействуя на тормозные цилиндры соответственно левых и правых колес 11, 12, 13, 14. При этом при изменении траектории движения собственного транспортного средства блок внутренней и внешней индикации 4 информирует об этом водителя собственного транспортного средства, посредством световой и звуковой индикации внутри кабины и водителей транспортных средств других участников дорожного движения посредством внешней световой индикации (указатели поворота).
В процессе движения блок формирования линейной скорости транспортного средства 30 получает информацию о дорожной ситуации, сигналах светофоров, маршруте движения от блока наблюдения за дорожно-транспортной обстановкой и круиз контроля 3, информацию от датчиков вращения левых и правых колес 15, 16, 17, 18 о скорости собственного транспортного средства, информацию от бесконтактного датчика состояния дорожного покрытия 27 и блока нормативных параметров безопасного движения и разъезда 32, что позволяет определить тормозной путь, а получив информацию от датчика видимости 28, позволяет определить и поддерживать безопасную дистанцию и скорость, в соответствии с режимом движения транспортного средства (эконом/город/трасса/другой), задав ее посредством блока управления дроссельной заслонкой 34 и блоков формирования скорости вращения левых и правых колес 23, 24, которые воздействуя на электрические входы каждого из четырех клапанов 19, 20, 21, 22, снижают скорость движения транспортного средства, воздействуя на тормозные цилиндры соответственно левых и правых колес 11, 12, 13, 14. При этом блок внутренней и внешней индикации 4 информирует об опасной дистанции до впереди идущего транспортного средства водителя собственного транспортного средства, посредством световой и звуковой индикации внутри кабины, и об опасной дистанции до следом движущегося транспортного средства водителей этих транспортных средств, посредством внешней световой индикации (указатели поворота, стоп-сигналы).
При этом блок формирования условий безопасного обгона 29, включается при переведении указателя поворота в первое положение, информирующее о намерении совершить маневр. Блок формирования условий безопасного обгона 29 получает информацию о дорожной ситуации от блока наблюдения за дорожно-транспортной обстановкой и круиз контроля 3, информацию от датчиков вращения левых и правых колес 15, 16, 17, 18 о скорости собственного транспортного средства и динамики ее изменения, для определения характера маневра: поворот (снижение скорости) или обгон, информацию от бесконтактного датчика состояния дорожного покрытия 27, и информацию от датчика видимости 28, что позволяет определить безопасную для обгона дистанцию и скорость и сравнить ее с табличными значениями из блока нормативных параметров безопасного движения и разъезда 32. В первом случае блок формирования условий безопасного обгона блокирует поворот руля для совершения маневра, а блок внутренней и внешней индикации 4 информирует об опасности обгона водителя собственного транспортного средства посредством световой и звуковой индикации внутри кабины, в противном случае блок внутренней и внешней индикации 4 информирует о начале обгона других участников дорожного движения посредством внешней световой индикации (указатели поворота). При этом наличие блока управления дроссельной заслонкой 34 позволяет увеличивать скорость движения при обгоне в экстренных случаях для безопасного завершения маневра, с учетом входных данных, получаемых блоком формирования условий безопасного обгона 29.
При этом блок радиопередатчик 35 при поступающей к нему команде с блока формирования линейной скорости движения транспортного средства 30 для сзади движущихся транспортных средств для задания безопасной дистанции путем ограничения их скорости и с блока формирования условий безопасного обгона 29 для встречно движущихся транспортных средств при выполнении маневра обгона и его безопасного завершения, передает управляющий сигнал на блоки радиоприемников 36, находящихся на транспортных средствах движущихся сзади или/и встречно при совершении маневра обгона, которые принимая радиосигналы передают их на блоки электромагнитных клапанов 37 установленных на элементах подачи топлива этих транспортных средств, что позволяет ограничить скорость их движения для безопасного завершения маневра обгона или/и задания безопасной дистанции для сзади движущихся транспортных средств.