автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Разработка системы предотвращения столкновения автомобилей повышенной надежности

Г: f; я %

московский ^¿Му^МАДИ

ОРДЕНА CV ^

ТРУДОВОГО

КРАСНОГО ЗНАМЕНИ —

АВТ8Ш5МЛЬНЯ2~.-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ ч

На правах рукописи КЯМИНСКИЙ МИХАИЛ ЛЬВОВИЧ

pfíspflsdtufl системы предотвращения столкновения явтокоиилей

паекшЕннаи нядезкнссти

Спсциальносгь 0S.05.03 — Автомобили и тракторы) пВТОРЕФЕРЙТ

диссЕРтации на соис^анис ученой степени канбибата технических чаук

глпскея !332

. j

Работа Бышшгева е Ызскобском ордена Трудового Красного Знамени автомобижьЕО-дорожгом институте на кафедре "Автомобили".

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор КРЧЕШШЙ А. А.

Официальные оппоненты: докгор техпичеыш наук, профессор . ПЧЗШШ й. К., кандидат технических наук, доцент ПЕШШШ А. г.

Ведуи^я организация ■ указана в протоколе ученого совета Ы 2 от 16 января 1392т.

Защита состоится ¿//ОН// 1992 г. в часов

на заседании специализированного совета К 053.30.09 ВАК при Московском ордена Трудового Красного Знамени автомобидъно--дорожном инеитуте по адресу : 125829, ГСП, Москва, А-319, Ленинградский проспект, 64, ауд. 48.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " ^ " М От & 1992 г.

Отзывы прост представлять £ двух экземплярах с подписью, заверенной печатью.

Телефон для справок 155-03-28 .

Ученный секретарь специализированного совета . ' кандидат технических наук, доцент

ВЛАСОВ ВЛ1

¿г ; -1 ~

I ОБЩАЯ ХАРЖГЕРКСТННА РАБОТ!

I. г. з, :'Актуальность работы, ьтдол «Рост числа дорожно-транспортных происшествий требует повы-активней безопасности автомобиля. Одним из путей решения данной задачи является применение автоматических систем предотвращения столкновения автомобилей С СПСА). Основный препятствием !.<•■. пути массового применения таких систем стала высокая частота ложных срабатываний, обусловленная неспособностью системы в ряде случаев правильно распознать ситуацию. Без создания блока защиты от лог-иьсс срабатываний функционирование США невозможно. Бтим определяется актуальность разработки СПСА повышенной надежности с позиции запиты от локннх срабатываний на основе создания логи-»•'-¡.лтеттич'гского обеспечзн'ш рабочего процесса ее йункиионирс-

/; ; « а г г з р да и :¡ ¡i е о л е доза к и г. , ¡le*-:.::, длиной работы является выработка уребований ¡: США <-позvi-'iíii аз защиты от ложгых срабатываний, разработка логико-.ма-те!,-:ат;г;еикого обеспечения блока защиты, а тагс-se создание комплексной модели функционирования СПСА, позволяющей производить оптимизацию ее параметров с позиции надежности распознавания. Для реализации этой цели были решены следующие задачи: проанализирована работа СПСА в типичных опасных дорожно-гранспортных ситуациях, а таюгв з ситуациях, опасных при ее установке, и вира-батаны дополнительные требования к системе по-надежности от ложках срабатываний; на основе выдвинутых требований разработана структурная схема и логико-математическая модель расчетного устройства СПСА с блоком ггяулгы от .южных срабатываний; получены «качения тормозного пути, установившегося замедления к их вероятностные характеристики при экстренном торможении для различных типов автомобилей и разных дорожьк условий, которые составляет основу банта данных CUCA; разработана комплексная модель функционирования СПСА (в качестве управляемого автомобиля принята мно-гсмасссзая пространственен модель ) и проанализирована ее работа с позиций зашиты ст лошух срабатываний.

Методика ;г с с л е д о з а н к я . Для резвния поставленных задач функционирование США раосматриваетея с позиции системного подхода, который предусматривает формализацию рабочих лрзцеесоз с целью описания их мате-«атическшш уравнениями и eos ледуквзгго - исследования как отдель-

нш: элементов, гак и всей системы в целом. Используются методы имитационного моделирования с пошщью ЭВМ, натурного эксперимента, статистической обработки результатов испытаний.

В а у ч я а я я о в я а я а .

Новизна результатов диссертации заключается в следующем: выработаны дополнительные требования к СПСА. с позиции запиты ее от ложных срабатываний; разработано логико-математическое обеспечение блока защиты от ложных срабатываний; предложены выражения для расчета необходимого замедления управляемого автомобиля з различных дорогкно-транслоргных ситуациях; разработан алгоритм поддерлания безопасной дистанции, обеспечивавший снимание амплитуды колебаний отрабатываемого замедления; определены козф-фициенты степенных полиномое, аппроксимирутсвде зависимости тормозного пути и установившегося замедления от начальной' скорости торможения для различных типов дорожных покрытий и марок автомобилей; разработана комплексная математическая модель функционирования США и проведена ее экспериментальная проверка.

Практическая ценность.

Разработанная математическая модель СПЗА и ее программная реализация позволяют проводить оптимизацию параметров системы еще нз. стадии проектирования. Это позволит значительно снизить материальные затраты по доводке СПСА по сравнению с аналогичными работами, Еьшояненяыш в дорожных условиях.

Реализация работы.

Полученные результаты попользованы в работах, выполненных ШЩЦ МАДИ по программе ГКНГ (тема 540488), включены в учебные программы факультета АТ МАДИ, приняты НВД "ЛУЧ" для использования в опытных моделях автоматические систем управления торможением автотранспортных средств.

Апробация работы. .

Основные положения работы были доложены и обсуждены на 48, 49 и 50 научно-исследовательских конференциях ЫАДИ, Москва 1990, 1991 и 1992 г. г. Доложена полностью и одобрена на заседании кафедры "Автомобили" Московского ордена Трудового Красного Знамени автомобильно-дорожного института 5 декабря 1091 г.

Публикации .

Основные положения по теме диссертации отражены в двух печатных работах.

- 3 -СЩЕРЯАНИК РАБОТЫ

В первой главе анализируется современное состояние развития СПСА и ставятся задачи по ее дальнейпему исследованию.

СПСА состоит из информационно-йзмерительяьк устройств (ШУ), расчетно-логического устройства (ТЛУ), исполнительных устройств (ИУ). Блок-схема США представлена на рисунке 1.

Основой для анализа и синтеза США елулат следующие научные направления: теория эксплуатационных свойств автомобиля ; информационно-измерительная техника; теория передачи и.обработки информации ; теория автоматического управления и регулирования; теория статистических решений; теория следования за лидером; организация к безопасность'движения; расчет рабочих процессов и агрегатов автомобиля.

Анализ работ по СПСА и сменным направлениям показал, что существует ряд вопросов, которые нуждаются в дополнительных исследованиях. '

К числу' наиболее важных относится проблема защиты СПСА от ложных срабатываний, под которыми понимается срабатывание системы в неопасных ситуациях. В настоящее время нерешенность этой проблемы стала основным препятствием на пути массового производства и применения СПСА.

Б дополнительных исследованиях нуждается процесс отработга необходимой интенсивности торможения управляемого автомобиля при нарушении безопасной дистанции. Актуальной является задача получения закона управления отрабатываемого замедления, способного снизить колебательность переходного процеса и обеспечить условие безопасности в случае торможения лидера во время отработки необходимого замедления.

Е предыдущих работах по СПСА указывается на необходимость расчета тормозных путей лидера и управляемого автомобиля по степенным полиномам " коэффициентами. подученными на основании обработки результатов достаточно достоверной модели. В качестве такой модели использовалась модель йдарионэва-Лчелина. Для моделирования работы СПСА необходимо иметь не только тормозные пути, но и значения досихаемых. замедлений при различных дорожных условиях и типах автомобилей, средних углах позорота управляемых колес.

Поскольку одним из режимов работы СПСА является режим экстренного торможения, то для адекватного описания функционирования СПОА в этом режиме нужно учитывать такие факторы, как продоль-

Рис.1. Блок-схема CUCA.

1-датчкк ускорения; 2-иополнительный механизм (ЛУ) привода тормозов; S-Ш привода сцепления; 4-датчик скорости; 5-неконтактяый датчик внешней обстановки; 6-ИМ привода органов топливо-подачи; 7-датчик угла поворота рулевого колеса; 8-ИМ привода сигналов оповещения.

нос и поперечное проскальзывание колес, перераспределение нормальных реакций, колебания автомобиля на подвеске и т. д. , что требует использования при расчетах многомассовой пространственной модели управляемого автомобиля ( УА ).

С учетом вышеизложенного задачи настоящего исследования формулировались следувдим образом : проанализировать работу СПСА з типичных опасных дорожно-транспортных ситуациях, а также з ситуация!:, опасных при ее установке, и вырабатать дополнительные требования к системе по надежности от ложных срабатываний; на основ; выдвинутых требований разработать структурную схему и легкко-математическую модель ?ЛУ СПСА с блоком защиты от лояшх срабатываний; получить значения тормозного пути, установившегося замедления и их вероятностные характеристики при экстренном торможении для различных типов автомобилей и разных дородных условий; разработать комплексную модель функционирования СПСА ( в качестве управляемого автомобиля принять шогомассоьую пространственую модель ) и проанализировать ее работу с позиции зашиты от ложных срабатываний.

Во второй глазе приводится структурная схема и логико-математическая модель управляющих устройств (УУ) СПСА.

Информационно-измерительные устройства СПСА состоят из датчиков данных об управляемом автомобиле (ДДУА) и датчиков внешней обстановки (ДВО). В качестве ДЦУА используются велосиметрк, акселерометры, тахометр, преобразователь угловых перемещений, манометр, концевые выключатели. В качестве ДВО используются неконтактные датчики локаторного типа (радары, сонары, лидары), а тага® телевизионные датчики. К основным определяемым величинам относятся скорость ( ) к замедление ( ) УА, расстояние (), угловые координаты (.дню) и относительная скорость (УвГй) между УА и опасный объектом (00).

Вероятность Г адекватного распознавания дорожно-транспортной ситуации (ДГС) расчетно-логическим устройством США определяется как количеством и качеством поступающей в РЛУ информации, так и логикой его работы.

С цель» нахоткдения путей поеьепэния Г били поставлены следующие задачи : сформулировать исходные требования, определяющие

Г

Г ■ з существующих СПСА; проанализировать параметры, определяющие ДТС, и выделить типичные опасные дорожно-транспортные ситуации, а текла ДТС, которые становятся опасными при установке на автомобиль СПСА; нрогналкгиревггь работу СПОА, отвечавшей исходны.« требеза-:н-

ям в вы&ьпаречяиегг лых опасньгх ДТС и выробатать дополнительные требования к системе, обеспечивающие ее защиту от локньвс срабатываний; на основании проведенного анализа выбрать ситуации, дополнительные требования к США в которых повторяются во Есех рассмотренных ДТС; на основании исходных и дополнительно полученных требований разработать блок- схему и логико-математическую модель РЛУ США с защитой от ложных срабатываний.

Всего была рассмотрена работа США, отвечающей исходным требованиям, в 110 типичных опасных ДТС (ОДГС) и 7 ДТС, которые становятся опасными при установке на автомобкль США.

Аналиа работы США в типичных ОДГС, а также в ДТС, опасных при ее установке на автомобиль, позволил выделить 8 ситуаций, в которых дополнительные требования по 'защите системы от ложных срабатываний в той или иной мере повторяется во всех 117 рассмотренных ситуациях : прохождение поворота; встречный разъезд; движение по пересекающимся траекториям; маневрирование; движение различных классов опасных объектов; проезд перекрестка; переменный продольный профиль дороги; переменный план дороги.

Анализ работы СПСА в этих ситуациях позволяет сделать следующие основные выводы : необходимо увеличение ширины зоны обнаружения, которое доляно позволить учитывать участников движения, двигающихся по смежным полосам; необходимо прогнозировать и анализировать траекторию движения управляемого автомобиля и опасного объекта и, как следствие, потребуются данные о поперечной составляющей скорости УА и 00; необходимо распознавание границ дорожного полотна (сканирующие локаторы, телевизионные датчики).

Блок-схема РЛУ СПСА с учетом выработанных требований состоит из блоков обработки данных о внешней обстановке и об управляемом автомобиле, банка данных, блока логики, расчетного блока, фильтра ошибок, ключевого устройства, селектора, блоков управления исполнительными механизмами.

К основным рассчитываемым величинам относятся скорость (), замедление (jt1 ) , направление движния (бои ) опасного объекта, тормозные пути 00 и УА ($TÍ , $TS ), остановочный путь УА ($QeT¡), номер расчетной ситуации PC (PC - 1 - 5), дистанция к время t crr . оставшиеся УА до столкновения е 00; дистанция Вщ и время tni .оставшиеся 00 до прохождения точки пересечения траекторий (для РС - 5), безопасная дистанция для автоматики (Se ) и водителя (рБ£ ). необходимое замедление ).

ИУ включают управляющие электромагнитные клапаны (ЗШ), привод и наполнительные механизмы органов толливоподачи, сцепления, тормозов, устройства оповещения.

-Шдробная математическая модель функционирования всех звеньев УУ приведена в тексте диссертации.

К основным величинам, определяющим необходимость и интенсивность торможения УА, относятся $& и . Выражения для расчета ¿> в и ¿г» для РС - 1 , 3-5 представлены в системе 1. В РС - 2 водители} выдается сигнал изменить направление двяжэяия.

Система 1

{¿2оатг } Г>ри

С' лРи

Уг - лри ре-'6

(Ч-Ьф/^ъ С Ч), У?

при ре=3

В системе 1 обозначено: Д> 04 ^соответственно производные шзных путей УА и 00;

по скорости от тор-

Jc/ivj . .¿.-ля® лсраеталы аакэ;,..';пщ:.1 l'k-, b¿s -степень нарукекия £>е ; ■¿««т^-вреш, необходимое для восстановления ; tp -вреыя реакции системы; £3 -вреш запаздывания системы; Z -запас дистанции (для РС=5); xs', Wj-коррекгировочнь© коэффициенты.

Ва точность поддержания безопасной дистанции большое влияние оказывает вреш запаздывания Ш (£3 ад), что обусловлено ыеханичас-кой инерционность» ЖУ.

f¡uy- Тз $ми Tj^puí +Т3тм

зпй^зп^о, T¿™ -соответственно времена запаздывания ВЖ, прКБо-да, тормозных механизмов.

Величина ТзПри|+Гзтм значительно превышает Тззм«. В начальный момент ' отработки }ги величина Гзпри& обусловлена необходи-

мостью выбора зазоров, податливостью и зрением в приводе и ■тормозных механизмах. В процессе отработки J2H (после выбора зазоров) tjnpJ>-+1зтзкачительяо снижается и сравнима сТ^^цСО,02-0,Обе). В результате судесгвеяно снижается (более чем ка ?0Х) и tr3. ©гот 4жг необходимо учитывать в расчетах снижением Т^ на'Свз-Еремя выбора зазоров в приводе и тормозных механизмах. Для определения момента окончания выбора зазоров служат сигнал от датчика давления в приводе .

Включение Ш производилось на расстоянии h ¿ s позволяющем к моменту $а. - ¿б выйти ка J~sh , что позволит исключить перерегулирование, вызванное инерционностью еиотеш.

При линейном законе нарастания замедления

При экспоненциальном законе нарастания замедления

a¿= Цй- + (vg-jeгя)-гн+~ fep + + (y¡- е~ЛАХц)

Т^Н ({ Угмвх" J¿h)/ ( Járnax" íz)))/<¿3

Фа ¿>h > 0»9 Jamexпринимается f H -0. -коэффициент, обуелавливавдий скорость нарастания замедления.

При ,S,4< .Ss-М/3 вырабатывается сигнал на включение блокам улраалэния Ш.

Efix обеспечения безопасной дистанции разработан алгоритм функционирования блока управления ИУ привода органов топливопадачи и блока управления ИУ пржзода тормозов. Он основывается на том, что , рассчитанное по уравнениям системы 1, при постоянных скоростных параметрах 00 ( V} , ) ка участке i У- есть убывающая функция времени. То есть после выхода на J2 ~ }ги и поддержании Jz постоянным на достигнутом уровне будет происходить восстановление в случае ее первоначального нарушения.

BphU£>e|<ü£s и "^целесообразно уменьшить скорости

нарастания (згмо) и снижеия (^гои) замедления. Дяя этого используется параллельное включение клапанов с меньшим проходным сечением. Яри расчете порогов переключения клапанов при тордалэнии ,л j™?1) и расгормааив'ании используются

коэффициенты fcíj!K>f>r ^пор^^порг'^Бм*! кот°Рые определяются из условия снижения колебаний. замедления УА в процессе отработки

Проведенные численные испытания модели в различных расчетных ситуациях позволила определить значения параметров фильтров и блоков обработка данных, обеспечиваю©® как" приемлемую точность определения требуем:: величия, так. и достаточное качество функционирования УУ в це "см. Проведенные испытания подтвердили возможность отказаться от вшокпасготюго огслгелзгеачият Определенные в результате испытаний значения составили Йт гор^ -3,2 М*/?4; ¿A nopí "46,1 м«/ег ; ¿j.iopz -4,8 аг VC M'¿e/}op2 -55,3

»20,v/¿>3 >20 A'/í3 =5/^ ;

/гду Полученные значения kjuafr, t¿<Sf>cp¿ ,

Ü¿sf>op,'f3nop>32:f>p>jíc* позволяет обеспечить еншэние колебаний отрабатываемого замедления при одновременном соблюдении условия •безопасности. Результаты испытаний в РС-3 показаны ка рисунке 2.

В третьей главе представлена модель торыожения автомобиля, предназначенная для определения основных показателей, входянгк в банк данных- СПОА ( £ -г, Jgcr), а также для комплексного анализа функционирования США (с учетом управляемого автомобиля). В качестве такой модели принята модель, изложенная в работах И. К. Пчеляка В дополнение к этой модели в настоящей работе учитывается продольные уклоны дороги, что вайю для анализа функционирования СПОА. Модель состоит из следующих структурных звеньев: "автомобиль", "дорога", "торюзнне уетройева", "колеса".

Рис 2. Изменение замедления УА в ситуациях

1 - V, -20 м/с, У? -25 М/с, м/с , ¿¿е -0, Сх-5 м;

2 - ¥¡-20 м/с, Уг-25 м/с, =0, при Ь-1 с лидер начи-

нает торможение с ¿¿нар -20 м/с3 и после достижения

J -г м/с1 поддерживает ^ постоянным;

3 - ¥¿-10 М/С, Уг-15 м/с, Ь-2 м/сг,^е -0.2, СА-3 М;

4 - УА-10 м/с, Уг-15 и/с, 4-2 м/с -О С^-З М;

Б качестве звена "автомобиль" рассматривались динамические модели автомобилей наиболее распространенных типов : грузового двухосного автомобиля с зависимой подвеской колес С ЗИЛ-130, ГАЗ-БЗА, МАЗ-500 и др.), грузового трехосного автомобиля с Салансиркой подвеской задних мостов (КамАЗ-5320, ЗЮ1-131, Урал-4320 и др.) и легкового автомобиля с независимой подвеской передних и зависимой подвеской задних колес (ГАЗ-24, Шсквич-2140, ВАЗ-2101 и др.).

Системы дифференциальных уравнений для данных типов автомобилей представлены в тексте диссертации. Расчетная схема грузового двухосного автомобиля с зависимой. подвеской колес представлена на рис.3.

Еыходяыми величинами звена "дорога" являются центрированные случайные функции (¿) и , которые характеризуют изме-

нение сцепных свойств поверхности и ординат микропрофиля вдоль пути тормокения, а также 'уклон дороги . Реализации случайных флуктуация при статистическом моделировании на ЭДЕМ генерируется по аппроксимированяьм нормированным корреляционным функциям этих величин, полученным на основании обработки зкеперементальных данных для различных типов дорожного покрытии .

Рис.3 Расчетная схема грузового двухосного автомобиля с зависимой подвеской колее

Входной величиной звена "тормозные устройства" служит сигнал на начало торможения (Л -0) или растормаживания ( I -1), который определяется водителем или автоматикой, исходя из дорожно-транспортной ситуации. Выходными величинами служат тормозные моменты на колесах Мт ■

Исследования тормозных систем автомобилей показывают, что давление в тормозных камерах и тормозные моменты на колесах изменяются во времени по зависимостям, близким к экспоненциальным, для 'пневматических тормозных систем, и к линейным с верхним ограничением для гидравлических тормозных систем. Это позволяет описать изменение тормозных моментов на колесах следующими дифференциальными уравнениями первого порядка

Для пневматических тормозных систем

С О, лры ±<Ъа 1 - п

Мт-\ (Мм-Мт), ори * ) -1-^^А/г; при ± + 7 Г- 4

- 12 -

Sus гкцравлкческгяс торшаньк систем

М-

С, /lOíJ ± -О J-'Ь; ^Р" Ит/Мм | I = Q

1-

О ) Мт = М

•л

где

О . при М т - О J ~

при М -

to - запаздывание начала нарастания торшзного момента;

Мм - иаксзшалыюе значение тормозного момента;

_MS- jvi^ - скорости возрастания и убывания тормозных даменгов; ¿ ь ¿J., - зкешремеяталькые козйрцкенти, характеризующие скорости возрастания к убывания тормозных моментов для пневматических систем; ~i±- момент начала растормалявания.

Е качестве звена "колеса" применялась модель "кинематических связей", подробно излагаемая в работах Ячелина ILK., Хачатурова А. А. Дифференциальные уравнения, описыгащие данную модель, приведены в тексте диссертации.

В работе приведены значения параметров модели к проведена ее программная реализация.

В четвертой главе проведены численны» испытания модели торш-кения и получены коэффициенты степенных полиномов, аппрокскмирушяз зависимости S-r , «J^ct-ot начальной скорости торможения (Vht ) для автомобилей 3M-130, КамАЗ-5320, ГАЗ-24, БАЗ-2101, при прямолинейном движении и движении на повороте, различных дорожных усло-вях (тип дородного покрытия, продольный уклон дороги).

Введение в модель случайных функций изменения коэффициента сцепления и микроцрофиля позволяет более адекватно описать торможение автомобиля, но делает модель стохастической, выходные величавы которой является случайными (СБ). Для получения коэффициентов, аппроксимирующих зависимости ¿T ( V'ht L 34<а- С V нт)» используется их статистические характеристики (математическое оадаяке (Ы), дисперсия (Д), граничные значения СЕ) и т. п.)..

Для этого принята методика, по которой : выдвинуты и проверены гипотезы о характере закона распределения .указанных СВ: определены их статистические характеристики; принят показатель, харагеге-ркзующгй точность определения характеристик СВ; проведена гппрок-екыаянг харакгерйсгок СВ стэпенньгл-: гшшквда ¿ге?ода ваакяьшк кзалргаоа; прггяг гсхазагель, гаргксгрнгуеяий зо^зоск» шхрсксзыа-

ЦНИ.

Бри определении закона распределения использовались значения критерия согласия меэду эмпирическими и 12 наиболее распространенными теоретическими законами распределения. В качестве критерия согласия принят критерий Колмогорова- Смирнова как один из наиболее удобных для реализации на ЭЦВМ. Лучшую согласованность' с эмпирическим распределением дает равномерной закон.

В качестве показателя, характеризующего достоверность характеристик СВ, использовался показатель точности Р, который определялся как р ±400 ё '

где ^ 'fn M

- оценка среднего квадраткческсго отклонения;

M - оценка математического ожидания;

П - число реализаций.

При Р > 5 Z увеличивается тесло реализаций модели.

В качестве метода аппроксимации ■ применен метод наименьшее квадратов. Диапазон начальных скоростей торможения составил 2,5-25 м/с, интервал 2,5 м/с. - Минимальное чз;сло реализаций для каждой начальной скорости принято равным 11.

Погрешность аппроксимации (Л) определялась из следующего соотношения: Дшах

П --------- ,

Агах

где

ДЬт - мажы.альпал разяща шмду значение:,; ляарокспмлру-■змой функшш и значением ашгроксодяру1вд»го яашшош;

¿тех - нгкспмальксэ значение адарокдомируедий фдододн,

"P'î л > 5 у. увбжячйвавгся етопэдь аю1ро1»55шр5ВДзго вояшош.

Результаты уодчяфоваяяа зказаш значительное мкяякв продольного укяопа дороги на гвдичиау горгшкого еттк ч устр:;овизе& -зся замедление, что необходимо учитывать при расчете зччз показателей в бортовом кс'ягаотере CECA.

Пожученные коэффициенты составляют основу баш» данных США и используются как при непосредственном функционировании СПСА, так я при моделировании ее работа Численные значения полученных коэф-фищентов приведены в тексте диссертации (табл. 4.2).

В пятой главе рассматривается комплексная модель функционирования CECA и результаты численных и дорожных испытаний.

Козшлексная модель функционирования СПСА включает в себя модель УУ, рассмотренную во второй главе диссертация, модель УА,

рассмотренную в третьей главе, а такж модель дорожно-транспортной ситуации. Математическое описание модели ДТС к методика расчета приводятся в тексте диссертации.

Результаты численных испытаний комплексной модели СПСА позволили выявить колебательный характер отработки необходимого замедления и получить коэффициенты при расчете порогов переключения клапанов, обеспечивахвдх его снижение. Использовалось такжэ введение зоны нечуствительности по А ¡5 Б и А ^ ) в сторону растормаживания. Полученные значениярсоставили мJ,f сй, ^¿Епор<2-бб, 9 и*/ ъ .¡з$$нч -0,3 ы -0.1 м/с2. Результаты испытаний модели показали необходимость учета разворота автомобиля при торможении и, как следствие, необходимость датчиков поперечной скорости и ускорения УА, а ташке значительное влияние положения датчика З^на кузове автомобиля на его показания. Результаты численных испытаний на накатанном снеге представлении на рис. 4.

Для проверки разработанной комплексной модели функционирования США были проведены дорожные испытания с использованием макетного образца США, разработанного в технической лаборатории кафедры "Автомобили" ВДИ. Макетный образец США создан на базе автомобиля ГАЗ-24. Описание образца, а также используемой при испытаниях измерительно-регистрирующей аппаратуры дано в тексте диссертации.

Поскольку создать РЛУ, обеспечивавдзе защиту от ложных срабатываний, в имещихся условиях оказалось невозможным (необходима специализированная мнкроЗШ), проверка проводилась по отрабатываемому замедлению и безопасной дистанции с использованием существуйте го вычислителя, в который были внесены иаменения, позволяющие реализовать предложный алгоритм поддержания ¿¡> Б и выражения для расчета ¿-анСРС-З). Испытания проводились при РС-3, дорога - сухой асфальтобетон, I -0 X , 6 -0 град.

Результаты испытаний показали, что разработанная комплексна модель позволяет в целом удовлетворительно описать функционирование США по поддерживаемой безопасной дистанции и отрабатываемому замедлению, при этом максимальная погрешность не превышает по $ 7 ,по 10 % . Результаты испытаний при ^ -5м/с, ]/г -20м/с и У/ -10м/с, \]г -20м/с на сухой асфальтобетоне представлены на рисунке 5. Алгоритм поддержания и выражения для расчета , предложенные в данной работе позволяют добиться снижения амплитуды колебаний до 0,2-0,6 м/с при частоте работы электромагнитных клапанов 4 Гц.

^"с о, Г,юд

-3

15

и ана т а ннии С-нег>. ГУ

/Л» '

идюл. мадвль 3 ^

и вороги

1 2 3 -^ 5 6

Рис А. Зависимость ( ^ ) и ) при различных моделях

УА и дороги .1 - V =5 м/с, V =50 м/с ; 2 - V =10 м/с, V »20 м/с .

л рс-з, ш-г^ ^ о аролр- О^е/пан с^хвй 1 ¿-ОУя.

! •

/ \ г

г.

и

0 2 -^ в ±,с

Рис 5. Зависимость ( £* ) в дорожных испытаниях.

1 - V =5 м/с, V =20 м/с ; 2 - V =10 м/с, V =20 м/с

Л7

1. Анализ литературных источников- к патентно-информационный поиск показали, что з настоящее время получили распространений Б основном индикаторные системы предотвраценкя столкновений автомобилей (США). Недостаточное распространение автоматизированных США связано с тем, что в существующих разработках отсутствуют устройства искусственного интеллекта, способные прогнозировать ди-;:а'г.з:ку изменения текущее координат автомобилей в транспортном пояс:®. В яаккх условиям высокая частота реакций CKJA на изменение относительного полоаяш объектов на дороге лишает ее преимуществ - сравнен«:-! с водителе к. поскольку система ограничивает скорода лвшения а ситуациях, которые посчитала опасными , хотя они к;соьь«' Fíe ;:злякл?м.

2. Проь.едйнкык анализ типичных дорссто-транспортных ситуаций j;o-.всг.п проьасти юс группировку по совпадающим признакам, опреде-льаь 1.:э'ходьг прогнозирования их развития и на зтой основе разработать логико-иатекатическое обеспечение функционирования блока за-щвж oí яолкых срабатываний, который .блокирует США в ситуациях, когда пег угрозы столкновения.

3. Прозеденнке исследования позволили разработать дополнительные требования .т США, обеспечивающие повышение надежности ее функционирования. Основными из них являится :

- увеличение ширины зоны просмотра пространства перед автомобилем, что осуществляется путем использования сканирующих устройств;

- получение дополнительной информации о поперечных составляющих скорости и ускорения объектов в зоне обнаружения с целью прогнозирования изменения относительных координат;

- распознавание класса опасного объекта с цель» определения его тормозных свойств.

4. С целью расчета безопасных интервалов движения, определены коэффициенты степенных полиномов, составляющие основу банка данных США.

б. 1Г:й£ед2НЕЫй анализ влияния догрешссти щ&рмащонно-изме-

рптелынл; устройств на характер переходных процессов при отсдега-ванй! CUCA изменения режима движения лидера показал необходимость применения сглаживающих фильтров в бортозом компъэтере США, что позволяет обеспечить безопасность при экстренном тормояении лиде-

ра. Так, при тормогении лидера со скорости 20 м/с, интенсивностью б м/с и начальной скорости управляемого автомобиля 25 м/с дистанция в конце торможения не менее 2 м.

б. С целью создания условий для практической реализации США и повышения ее надежности в эксплуатации разработана уточненная модель функционирования СПСА, в которой- получены выражения для расчета величины необходимого замедления, алгоритмы поддержания беаопасной дистанции и функционирования исполнительных устройств, что обеспечивает снижение амплитуды колебаний отрабатываемого замедления до 0,2 - 0,7 м/с при частоте работы электромагнитных клапанов 4 Гц.

■ 7. Для оптимизации параметров СВЗА разработана программная реализация модели ее функционирования, позволяющая производить расчеты на ЭЦВМ. Определены параметры для расчета в бортовом компьютере пороговых значений интенсивности управляющих воздействий, обеспечивающие приемлемое качество процессу торможения КЗл°рл,Г 5'2 и>1/Ъ&>Чбп0р<£ 56,3 м^/с0,3 - 0,1 м/с2.

8. Проведенные исследования показали, что для повышения надежности и качества функционирования США необходимо учитывать взаимное воздействие всех структурных звеньев. Шработаны требова-ания по повыиеншо надежности и качества функционирования СПСА при рассмотрении ее как замкнутой системы с учетом параметров управляемого автомобиля.

Основные юлохэтя диссертация опубшюшш в следушт работах:

1. Баминский ЗА Л Формирование закона управления торможением в системе предотвращения столкновений автомобиля//. Сб. науч. тр. / Совершенствование эксплуатационных свойств автомобиля/ МАШ.

. - М . ,1990,- с. 60-64 .

2. Юрчевский А. А., Каминский 31 Ж Вероятностные методы обнаружения угрозы движению автомобзтей, оборудованных СПСА//. Сб. науч. тр. / Совершенствование эксплуатационных свойств автомобиля/ МАШ, - К ,1990,- с. 53-59 .

яУБЖшедгш