Устройство контроля и ограничения скорости транспортного средства по параметрам курсовой и поперечной устойчивости на повороте
Полезная модель относится к способам повышения активной безопасности транспортных средств и может быть использована в автомобильной технике. Технический результат полезной модели направлен на повышение степени точности определения скорости движения транспортного средства, определение сцепных качеств опорной поверхности и идентификацию критической скорости движения по заносу и опрокидыванию в зависимости от сцепных качеств опорной поверхности и радиуса поворота. Технический результат достигается тем, что конструкция содержит устройство ввода параметров технической характеристики транспортного средства, датчик угловой скорости одного из ведущих колес, радар, установленный над ведущим колесом, на котором установлен датчик угловой скорости и определяющий абсолютную линейную скорость этого колеса, при этом датчик, фиксирующий усредненную полезную нагрузку определяет вертикальную координату центра масс. В результате достигается повышение степени точности определения скорости движения транспортного средства, определение сцепных качеств опорной поверхности и идентификация критической скорости движения по заносу и опрокидыванию в зависимости от сцепных качеств опорной поверхности и радиуса поворота.
Полезная модель относится к устройствам повышения активной безопасности транспортных средств и может быть использована в автомобильной технике.
Наиболее близким к заявляемому решению (прототипом) является устройство ограничения скорости автомобиля в зависимости от динамических характеристик, массогеометрических параметров и дорожного профиля [см. описание к патенту РФ 
85405 от 10.08.2009, B60K 31/00 F02D 41/00], включающее систему, прерывающую подачу топлива, состоящую из электронного устройства определения критической скорости автомобиля, рассогласователя, разрывающего связь между датчиком положения педали подачи топлива и электронным блоком управления впрыском при достижении действительной скорости автомобиля, равной критической, тем самым ограничивая скорость автомобиля в прямолинейном движении, датчики, фиксирующие усредненную полезную нагрузку и ее продольную координату, установленные в сидениях и в багажнике, датчик, установленный на валу рулевого механизма, фиксирующий угол поворота руля, два последовательно включенных дифференцирующих устройства для обработки сигналов с датчика угла поворота руля и получения переменных составляющих скорости и ускорения поворота рулевого колеса, дифференцирующее устройство для получения продольных ускорений автомобиля, датчики, установленные на кузове автомобиля, фиксирующие поперечный и продольный наклон дорожного профиля и устройство светозвуковой сигнализации, расположенное на панели приборов, заблаговременно предупреждающее водителя о приближении действительной скорости к критической.
Недостатками прототипа является идентификация скорости движения транспортного средства расчетным методом по частоте вращения вторичного вала коробки передач, невозможность определения сцепных качеств опорной поверхности, критической скорости по опрокидыванию транспортного средства в том случае, если по условиям сцепления колес с опорной поверхностью существует вероятность опрокидывания, предшествующего заносу.
Технический результат полезной модели направлен на повышение степени точности определения скорости движения транспортного средства, определение сцепных качеств опорной поверхности и идентификацию критической скорости движения по заносу и опрокидыванию в зависимости от сцепных качеств опорной поверхности и радиуса поворота.
Технический результат достигается тем, что конструкция содержит устройство ввода параметров технической характеристики транспортного средства, датчик угловой скорости одного из ведущих колес, радар, установленный над ведущим колесом, на котором установлен датчик угловой скорости и определяющий абсолютную линейную скорость этого колеса, при этом датчик, фиксирующий усредненную полезную нагрузку определяет вертикальную координату центра масс.
Отличительными признаками от прототипа является то, что конструкция содержит устройство ввода параметров технической характеристики транспортного средства, датчик угловой скорости одного из ведущих колес, радар, установленный над ведущим колесом, на котором установлен датчик угловой скорости и определяющий абсолютную линейную скорость этого колеса, при этом датчик, фиксирующий усредненную полезную нагрузку определяет вертикальную координату центра масс.
Сущность полезной модели заключается в следующем: устройство предупреждает водителя о приближении скорости движения транспортного средства на повороте к критическому значению, при котором может наступить занос или опрокидывание и ограничивает максимальную скорость транспортного средства по условию его курсовой и поперечной устойчивости.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 - алгоритм работы электронного устройства определения критической скорости транспортного средства.
Устройство содержит (фиг. 1): электронное устройство 1 определения критической скорости транспортного средства, рассогласователь 2, который разрывает связь между датчиком 3 положения педали подачи топлива и электронным блоком 4 управления впрыском при достижении действительной скорости транспортного средства, равной критической, датчики 5, фиксирующие усредненную полезную нагрузку, датчик 6, установленный на валу рулевого механизма, фиксирующий угол поворота руля, датчик 7, установленный на кузове транспортного средства, фиксирующий поперечный наклон дорожного профиля, устройство 8 светозвуковой сигнализации, расположенное на панели приборов, заблаговременно предупреждающее водителя о приближении действительной скорости к критической, устройство 9 ввода параметров технической характеристики транспортного средства, датчик 10 угловой скорости одного из ведущих колес, радар 11, установленный над ведущим колесом, на котором установлен датчик 10 угловой скорости и определяющий абсолютную линейную скорость этого колеса, при этом датчики 5, фиксирующие усредненную полезную нагрузку определяют вертикальную координату центра масс.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Посредством устройства 9 ввода в систему вводятся значения параметров технической характеристики транспортного средства (L - длина базы, м; B - ширина колеи, м; h - высота центра масс при снаряженной массе транспортного средства, м; Upy - передаточное число рулевого управления; rк - радиус колеса, м;). В случае загрузки транспортного средства в устройство 1 определения критической скорости со стороны датчика 5 поступает измененное значение высоты центра масс. В устройстве 1 происходит определение коэффициента поперечной устойчивости автомобиля:
.
Со стороны датчика 7, установленного на кузове транспортного средства, в устройство 1 поступает сигнал о значении угла поперечного наклона дорожного профиля 
(град), со стороны датчика 10 угловой скорости ведущего колеса - сигнал о значении угловой скорости его вращения 
(рад/с), со стороны датчика 6 - сигнал о значении угла поворота рулевого колеса 
(град), со стороны радара 11, установленного над ведущим колесом, - значение абсолютной (реальной) линейной скорости этого колеса 
a (м/с). При этом в устройстве 1 происходит определение среднего угла поворота управляемых колес (град)
;
радиуса поворота транспортного средства (м)
;
теоретической линейной скорости т=rк· (м/с), и определяется коэффициент скольжения колеса s=(а-т)/a.
Далее по функциональной зависимости определяется значение коэффициента сцепления колеса с опорной поверхностью 
=f(s). Затем происходит сравнение коэффициента сцепления с коэффициентом поперечной устойчивости транспортного средства. В том случае, если <
, тогда при повороте существует вероятность нарушения курсовой устойчивости, проявляющегося в виде заноса. Если 
, то при повороте существует вероятность нарушения поперечной устойчивости, проявляющегося в виде опрокидывания транспортного средства.
Если при повороте транспортного средства может наступить занос, то в устройстве 1 происходит определение критической скорости по заносу
.
Если при повороте транспортного средства может наступить опрокидывание, то в устройстве 1 происходит определение критической скорости по опрокидыванию
.
Далее в устройстве 1 происходит сравнение реальной скорости транспортного средства по линейной скорости колеса a с критической кр. В том случае, если реальная скорость транспортного средства достигает значения a=0,85кр, устройство 8 выдает звуковой и световой сигнал водителю о приближении значения скорости движения транспортного средства к значению критической скорости. Если скорость транспортного средства продолжает расти и становится равной 0,9кр, то устройство 1 подает сигнал на рассогласователь 2.
Рассогласователь 2 разрывает связь между датчиком 3 положения педали подачи топлива и электронным блоком 4 управления впрыском и выдает эквивалентный сигнал сигналу датчика 3 положения педали подачи топлива. Кроме того, на рассогласователь 2 поступают: сигнал с радара 11 о мгновенной скорости движения транспортного средства; сигнал с датчика 3 о скорости нажатия на педаль подачи топлива. Если значение мгновенной скорости транспортного средства a соответствует значению 0,9кр, то рассогласователь 2 выдает сигнал, соответствующий малому перемещению педали подачи топлива.
Электронный блок 4 управления впрыском топлива, получая такой сигнал, полностью прекращает выдачу командных импульсов на топливную форсунку, которая при этом прекращает подачу топлива в цилиндры двигателя, обеспечивая тем самым процесс торможения транспортного средства.
В случае необходимости (совершение маневра) при резком нажатии на педаль подачи топлива, что фиксирует датчик 3 скорости нажатия педали подачи топлива, рассогласователь 2 передает прямой сигнал с датчика 3 положения педали подачи топлива, то есть система ограничения максимальной скорости отключается и топливо подается по обычной схеме. Устройство ограничения скорости включается вновь в работу через 30 секунд, то есть за время, необходимое для завершения маневра.
В результате достигается повышение степени точности определения скорости движения транспортного средства, определение сцепных качеств опорной поверхности и идентификация критической скорости движения по заносу и опрокидыванию в зависимости от сцепных качеств опорной поверхности и радиуса поворота.
Устройство контроля и ограничения скорости транспортного средства по параметрам курсовой и поперечной устойчивости на повороте, включающее систему, прерывающую подачу топлива, состоящую из электронного устройства определения критической скорости транспортного средства, рассогласователя, разрывающего связь между датчиком положения педали подачи топлива и электронным блоком управления впрыском при достижении действительной скорости транспортного средства, равной критической, тем самым ограничивая скорость транспортного средства, датчики, фиксирующие усредненную полезную нагрузку, датчик, установленный на валу рулевого механизма, фиксирующий угол поворота руля, датчик, установленный на кузове транспортного средства, фиксирующий поперечный наклон дорожного профиля, устройство светозвуковой сигнализации, расположенное на панели приборов, заблаговременно предупреждающее водителя о приближении действительной скорости к критической, отличающееся тем, что оно содержит устройство ввода параметров технической характеристики транспортного средства, датчик угловой скорости одного из ведущих колес, радар, установленный над ведущим колесом, на котором установлен датчик угловой скорости и определяющий абсолютную линейную скорость этого колеса, при этом датчик, фиксирующий усредненную полезную нагрузку, определяет вертикальную координату центра масс.
