Введение к работе
Актуальность. На автомобильном транспорте применяются различные системы активной безопасности (САБ), назначением которых является принятие мер по предотвращению или снижению тяжести последствий дорожно-транспортного происшествия (ДТП) до момента его наступления. Создание САБ согласуется с новыми Международными техническими правилами (Global Technical Regulations), разработанными Рабочей группой №29 ЕЭК ООН, и нацелено на повышение безопасности водителей, пассажиров и пешеходов, а также обеспечение сохранности перевозимых грузов путём уменьшения влияния человеческого фактора на процесс управления транспортным средством (ТС). Необходимость создания САБ для автопоездов продиктована сложившейся ситуацией на дорогах. Основные причины тяжёлых ДТП с автопоездами – потеря устойчивости и столкновение.
Цель работы. Разработать метод повышения безопасности движения автопоезда, заключающийся в прогнозировании и предупреждении критических ситуаций (КС), и на его базе – системы предупреждающего управления движением (СПУД). Назначение СПУД – прогнозирование развития дорожно-транспортной ситуации (ДТС) и рационализация воздействия на комплекс систем управления автопоезда в целях предупреждения столкновений и потери устойчивости.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
а) разработать метод прогнозирования параметров устойчивости для автопоезда при разгоне, маневрировании, торможении;
б) разработать алгоритм действия ЭБУ СПУД;
в) разработать математическую модель регулирования дистанции;
г) разработать математическую модель движения автопоезда при выполнении переставки;
д) исследовать возможность повышения поперечной устойчивости по информации о боковой ускоряемости;
е) исследовать возможность получения информации о линейной скорости путём интегрирования продольного ускорения.
Объектом исследований является процесс неустановившегося криволинейного движения автопоезда по твёрдой опорной поверхности при наличии внешних препятствий.
Методы исследования. При проведении теоретических и экспериментальных исследований применялись методы индукции, дедукции, программирования, математического моделирования, аппроксимации, дифференцирования, интегрирования, натурного моделирования.
Научная новизна.
1. Метод предупреждающего управления движением автопоезда, предполагающий прогнозирование дорожно-транспортной ситуации (ДТС) на основе классификации КС и обработки текущих параметров движения и упреждающее воздействие на системы управления.
2. Математическая модель неустановившегося криволинейного движения автопоезда, отличающаяся недетерминированным подходом к заданию траектории, учитывающая увод колёс и положение центра масс.
3. Математическая модель расчёта дистанции до внешних объектов, впервые рассматривающая встречное сближение.
4. Алгоритм СПУД, особенностями которого являются адаптивное регулирование скольжения колёс на базе продольной ускоряемости, автоматическое включение сцепления при аварийном торможении с целью повышения курсовой устойчивости, а также поперечная стабилизация ТС на базе боковой ускоряемости.
Практическая ценность. Предложенный метод повышения активной безопасности автопоезда уменьшает негативное обратное влияние САБ на человеческий фактор, заключающееся в притуплении чувства опасности. Разработан алгоритм СПУД, представляющий интерес для разработчиков систем динамической стабилизации (СДС) и систем предотвращения столкновений (СПС). Разработанные математические модели регулирования дистанции и неустановившегося криволинейного движения автопоезда могут быть заложены в программу электронного блока управления САБ.
Реализация. Разработанные математические зависимости используются в учебном процессе кафедры тягачей и амфибийных машин МАДИ (ГТУ) по курсу «Системы управления транспортных средств», а также при проектировании специальных транспортных средств на филиале ФГУП «ЦЭНКИ»-«КБ «Мотор».
На защиту выносятся:
1. Метод предупреждающего управления движением.
2. Алгоритм СПУД.
3. Математическая модель регулирования дистанции.
4. Математическая модель неустановившегося поворота автопоезда.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 65 и 66 научно-технических конференциях МАДИ (ГТУ), на научно-технической конференции «Проектирование колёсных машин», посвящённой 70-летию факультета «Специальное машиностроение» МГТУ им. Н.Э. Баумана, и на 62 международной научно-технической конференции «Перспективы развития отечественного автомобилестроения. Конструктивная безопасность автотранспортных средств».
Публикации. На основании теоретических и экспериментальных исследований опубликовано четыре печатных работы в профильных изданиях, в том числе две – в изданиях, находящихся в списке ВАК РФ.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, рекомендаций и приложений. Основная часть работы изложена на 157 листах машинописного текста, содержит 68 иллюстраций и 30 таблиц. Перечень литературы насчитывает 126 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
