Введение к работе
-3-
Актуальность работы
Рост количества ДТП с увеличением загрузки дорог автомобильным транспортом все острее ставит задачу обеспечения безопасности дорожного движения. Во многих национальных и международных программах развития дорожного движения проблеме повышения безопасности движения уделяется большое внимание.
С введением в автомобиль микропроцессорных систем управления рабочими процессами агрегатов и механизмов, а, следовательно, и режимами движения появилась возможность создания автоматических систем повышения безопасности движения, предотвращения наездов и столкновений.
В автоматических системах предотвращения столкновений автомобилей (СПСА) используются алгоритмы работы, основанные на замере дистанции до впереди движущегося транспортного средства (или неподвижного препятствия), определении (расчете) безопасной дистанции, позволяющей произвести, в случае необходимости, торможение автомобиля при нарушении безопасной дистанции с различной степенью интенсивности путем создания тормозного давления в приводе с помощью исполнительных механизмов (гидроблоков) СПСА.
Таким образом, очевидно, что от точности определения безопасной дистанции зависит качество работы СПСА в целом. Ранее выполненные работы, в которых предлагались способы расчета безопасной дистанции, основывались на анализе технических возможностей существовавших тогда конструкций транспортных средств.
Уточнение методики разработки алгоритма функционирования СПСА позволяет существенно снизить затраты на разработку, повысить, надежность системы и упростить ее отладку, что является важной народнохозяйственной задачей. Создание конструкций СПСА, сочетающихся с серийно применяемыми антиблокировочными системами позволяет обеспечить безопасность движения как за счет уменьшения вероятности попутных столкновений, так и за счет работы колеса автомобиля в оптимальном режиме в случае достижения предельных возможностей по сцеплению.
В связи с вышеизложенным актуальным является исследование по разработке методики совершенствования алгоритма функционирования системы предотвращения столкновений автомобилей.
Цель работы
Целью диссертации является повышение безопасности дорожного движения путем совершенствования методики разработки алгоритма СПСА на примере автомобиля ГАЗ - 32213.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие теоретические и практические задачи:
-исследовать существующие направления создания систем автоматического торможения автомобилей;
-проанализировать алгоритмы их функционирования, установить в них ключевые факторы, оказывающие влияние на качество работы СПСА
-провести синтез СПСА для автомобиля с гидравлическим приводом тормозов на базе оптимального сочетания современных технических решений по тормозным системам, системам технического зрения и др.;
-разработать конструкцию экспериментальной СПСА с возможностью исследования рабочих процессов агрегатов и отработки различных алгоритмов управления;
-разработать методику проведения и провести экспериментальные исследования автомобиля ГАЗ-32213, оснащенного СПСА, с целью получения массива информации для последующего уточнения математической модели;
-провести теоретическое исследование процесса торможения автомобиля;
-провести сравнительный анализ результатов экспериментального и теоретического исследования с целью определения корректирующих коэффициентов для математической модели.
Объект исследования
Объектом исследование являются транспортные средства среднего класса с гидравлическим тормозным приводом, оборудованные системой предотвращения столкновений.
Предмет исследования
Предметом исследования является процесс управления торможения микроавтобуса ГАЗ - 32213, оснащенного СПСА. Методы исследования
В работе использованы основные положения теории движения автомобиля и теории рабочих процессов в механизмах топливоподачи, сцепления и тормозного привода, методы математического моделирования и поиска оптимальных решений. Экспериментальная проверка полученных результатов проведена на дорожных испытаниях.
Научная новизна результатов проведённого исследования
Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке конструктивной схема и выполнении практическая реализация гидравлической части СПСА путем одновременного применения оригинального гидроблока СПСА и штатной АБС.
С помощью системы автоматического торможения, входящей в состав СПСА, на базе экспериментального автомобиля, по результатам экспериментальное исследование процесса торможения и получена база новых данных о параметрах торможения с различных начальных скоростей, с подключенным или отсоединенным двигателем, с АБС или без нее, с использованием рабочей тормозной системой, или только одного из контуров (запасная тормозная система).
В ходе исследования предложена и апробирована, на примере автомобиля ГАЗ, методика совершенствования алгоритма функционирования систем предотвращения столкновений.
В результате анализа полученных экспериментальных и расчетных значений параметров эффективности торможения впервые получены характеристики изменения корректирующего коэффициента, которые рекомендованы к использованию при совершенствовании алгоритмов управления СПСА.
Практическая значимость результатов работы
Практическая значимость диссертационной работы: разработана методика, позволяюшая существенно упростить и уточнить формирование алгоритма работы СПСА, в том числе при работе системы в аварийных ситуациях, вызванных отказом одного из контуров тормозного привода.
Достоверность и обоснованность
Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, обоснованы теоретическими решениями и экспериментальными данными, полученными в работе, не противоречат известным положениям наук, таких как теорию, движению автомобиля, теоретическая механика, применением математического аппарата для решения дифференциальных уравнений.
Точность экспериментальных исследований обусловлена использованием оборудования и приборов с соблюдением отраслевых стандартов. В работе использован комплексный подход к анализу экспериментальных данных в увязке с аналитическими расчетами.
Реализация и внедрения результатов работы
Разработанная в диссертации тема «Совершенствование методики разработки алгоритма функционирования системы предотвращения столкновений автомобилей» внедрена в учебный процесс кафедры «Автомобили» Московский государственный индустриальный университет ФГБОУ ВПО «МГИУ» для подготовки инженеров по специальности 190201.01 («Автомобиле- и тракторостроение»). В частности, внедрены использование методики подготовки и проведения дорожных испытаний автотранспортных средств, оснащенных системами предотвращения столкновений автомобилей, математические методы и компьютерные программы для определения параметров торможения по результатам экспериментальных исследований, а также рекомендации по применению различных конструкций и схем построения системы автоматического торможения в рамках системы предотвращения столкновений автомобилей, предназначенных для эксплуатации в различных условиях. Результаты диссертационной работы также используются в научно-исследовательской работе кафедры.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 67-ой, 68-ой, 69-ой научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ в 2009, 2010, 2011 годах и на 73-ей международной научно-технической конференции «Автомобиль в интеллектуальной транспортной системе (ИТС)» Ассоциации Автомобильных инженеров (23-24 марта 2011 г., МАДИ).
Публикации
По теме диссертации опубликовано пять печатных работ, в том числе три (3) в издании из перечня ВАК. На защиту выносятся:
-
Математическая модель определения параметры;
-
Методика проведения испытаний автотранспортных средств, оснащённых СПСА;
-
Результаты экспериментальных и теоретических исследований;
4. Тексты программ расчетов параметров торможения.
Личный вклад автора заключается:
-в разработке уточненной математической модели торможения автомобиля; -в разработке и отладке экспериментального тормозного привода, оснащенного элементами СПСА И штатной АБС;
-в составлении алгоритмов аналитических расчетов с применением ЭВМ; - в подготовке, проведении и обработке данных дорожных испытаний. Структура и объём работы
Диссертация состоит из введения, пять глав, выводов, списка литературы 133 наименования и приложений. Работа содержит 208 страниц машинописного текста, 33 таблиц, 38 рисунков и 6 приложений.
Диссертационная работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ) на кафедре «Автомобили».
