RU2744642C1 - System for stabilizing safe speed of a wheeled vehicle - Google Patents

System for stabilizing safe speed of a wheeled vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2744642C1
RU2744642C1 RU2019139279A RU2019139279A RU2744642C1 RU 2744642 C1 RU2744642 C1 RU 2744642C1 RU 2019139279 A RU2019139279 A RU 2019139279A RU 2019139279 A RU2019139279 A RU 2019139279A RU 2744642 C1 RU2744642 C1 RU 2744642C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
speed
vehicle
boundary
signals
Prior art date
Application number
RU2019139279A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Михайлович Сайкин
Сергей Евгеньевич Бузников
Дмитрий Сергеевич Елкин
Владислав Олегович Струков
Игорь Дмитриевич Логинов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ")
Priority to RU2019139279A priority Critical patent/RU2744642C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2744642C1 publication Critical patent/RU2744642C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K31/00—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking

Abstract

FIELD: vehicles.SUBSTANCE: proposed is a system for stabilizing safe speed of a vehicle. The system includes a micro controller (5). The micro controller (5) may include various programming units. The unit (10) for vehicle motion parameters determination by signals from detectors (1, 2, 3, 4) of wheel rotation frequency is configured to process signals from the detectors (1, 2, 3, 4) of wheel rotation frequency following a pre-installed program and to receive estimation of vehicle motion parameters. The unit (11) for boundary speed prediction is configured to predict boundary speed by the data output of the programming unit (10), the data from the computer vision device (7), the vibration acceleration detector (8) and the setting parameters input unit (9) using a pre-installed program, predicting the values of boundary speeds critical for creating traffic accident pre-conditions. The unit (12) for vehicle movement speed regulation is configured to generate by known algorithms signals for transmission, accelerator and brake system control using a pre-installed program to stabilize speed at a determined rate.EFFECT: safe speed of a vehicle is stabilized.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности, к способам и устройствам повышения активной безопасности транспортных средств, включая беспилотные.The invention relates to the automotive industry, in particular, to methods and devices for increasing the active safety of vehicles, including unmanned vehicles.

Известно устройство управления транспортным средством (см. опубликованную заявку КНР № CN 109552324 A, заявители MAZDA MOTOR, опубл. 02.04.2019), которое включает в себя блок управления, выполняющий управление скоростью транспортного средства, блок распознавания ограничения скорости, получающий ограничение скорости на текущем участке движения и блок обнаружения движущегося транспортного средства. В приведенном решении скорость движения автоматически ограничивается в соответствии с информацией, содержащейся в дорожных знаках и данными о дистанциях до попутных препятствий.A vehicle control device is known (see the published application of the People's Republic of China No. CN 109552324 A, applicants MAZDA MOTOR, publ. 02.04.2019), which includes a control unit that controls the speed of the vehicle, a speed limit recognition unit that receives a speed limit at the current area of movement and a unit for detecting a moving vehicle. In the given solution, the speed of movement is automatically limited in accordance with the information contained in the road signs and data on the distances to passing obstacles.

Недостатками предлагаемого решения являются отсутствие распознавания состояния шин, в частности, давлений, износов кордов и сцепления с дорогой. Не учитываются как ограничения скорости движения скорости пробуксовки ведущих колес, сноса, заноса и опрокидывания.The disadvantages of the proposed solution are the lack of recognition of the condition of the tires, in particular, pressures, wear of the cords and traction. Not counted as speed limits for driving wheel slip, drift, skidding and rollover.

Известен способ и устройство для управления автономными транспортными средствами (см. опубликованную заявку КНР № CN 109774708 A, заявители BAIDU ONLINE NETWORK TECHNOLOGY (BEIJING) CO., LTD., опубл. 21.05.2019), включающее устройство управления, модуль определения и модуль получения информации. При выборе скорости учитываются скорость, задаваемая пользователем, ограничение скорости дорожными знаками и информацией о погоде, а также условиями видимости на полосе движения.A known method and device for controlling autonomous vehicles (see the published application of the PRC No. CN 109774708 A, applicants BAIDU ONLINE NETWORK TECHNOLOGY (BEIJING) CO., LTD., Publ. 05/21/2019), including a control device, a determination module and a receiving module information. The speed selection takes into account user-defined speed, speed limits by road signs and weather information, and visibility conditions in the lane.

Недостатками предлагаемого решения являются отсутствие скоростных ограничений для пробуксовки ведущих колес, заноса и сноса колес и опрокидывания автомобиля. Также не учитывается состояние шин, сопровождающееся асимметрией и создающее предпосылки к дорожно-транспортным происшествиям, в частности, падения давления в шинах, недопустимые износы кордов с их последующими разрывами и т.д.The disadvantages of the proposed solution are the absence of speed limits for the slipping of the driving wheels, skidding and drifting of wheels and overturning of the car. Also, the condition of tires, accompanied by asymmetry and creating prerequisites for road accidents, in particular, a drop in tire pressure, unacceptable wear of the cords with their subsequent breaks, etc., is not taken into account.

Известно устройство управления транспортным средством (см. опубликованную заявку Японии № JP 2018134962 A, заявители MAZDA MOTOR, опубл. 30.08.2018), включающее ECU (электронный блок управления), передний радар, переднюю камеру, датчик скорости транспортного средства и различные переключатели. Скорость стабилизации ограничивается данными о видимости, получаемыми от видеокамеры, данными о дистанции до препятствия, получаемыми от радара с соответствующим снижением скорости для повышения комфортности условий водителя.A vehicle control device is known (see Japanese published application No. JP 2018134962 A, applicants MAZDA MOTOR, publ. 08/30/2018), including an ECU (electronic control unit), a front radar, a front camera, a vehicle speed sensor and various switches. The stabilization speed is limited by the visibility data from the video camera, the distance to the obstacle data from the radar, with a corresponding reduction in speed to improve the comfort of the driver.

Недостатками устройства являются отсутствие учета ограничения скорости за счет пробуксовки ведущих колес, сноса, заноса колес и опрокидывания автомобиля, а также отсутствие оценки влияния состояния шин на допустимую скорость движения.The disadvantages of the device are the lack of taking into account the speed limit due to the slipping of the driving wheels, drift, wheel skidding and overturning of the car, as well as the lack of assessment of the effect of the condition of the tires on the permissible speed.

Известно устройство стабилизации скорости транспортного средства и метод для ее осуществления (см. опубликованную заявку Кореи № KR 20140016017 A, заявители SSANGYONG MOTOR СО, опубл. 07.02.2014), которое включает переключатель круиз-контроля ограничения скорости, передний датчик расстояния, приемник информации об ограничении скорости, датчик скорости транспортного средства, тормозной датчик, контроллер, дроссельная заслонка двигателя и тормозной привод. Предложенное техническое решение основано на учете ограничений скорости движения, получаемых по данным спутниковой навигационной системы, устройства технического зрения и задаваемого водителем значения скорости стабилизации.A device for stabilizing the speed of a vehicle and a method for its implementation is known (see the published application of Korea No. KR 20140016017 A, applicants SSANGYONG MOTOR CO, publ. 07.02.2014), which includes a cruise control switch for speed limit, a front distance sensor, a receiver of information about speed limiter, vehicle speed sensor, brake sensor, controller, engine throttle and brake actuator. The proposed technical solution is based on taking into account the speed limits obtained from the data of the satellite navigation system, the vision device and the stabilization speed value set by the driver.

Недостатками предложенного решения являются отсутствие среди ограничений скорости скоростей сноса, заноса и опрокидывания пробуксовки ведущих колес и ограничения скорости в зависимости от состояния шин, виброускорений и коэффициентов сцепления с поверхностью дороги.The disadvantages of the proposed solution are the absence of drift, skid and overturning speeds among the speed limits of the driving wheels and speed limits depending on the condition of the tires, vibration accelerations and coefficients of adhesion to the road surface.

Наиболее близкой по технической сущности является система адаптивного круиз-контроля со стабилизацией курсовой устойчивости и метод для ее осуществления, которая содержит дорожно-информационный и навигационный модуль, радарный модуль миллиметрового диапазона, модуль оценки коэффициента сцепления с дорожным покрытием, модуль определения минимального безопасного расстояния, модуль расчета максимальной скорости транспортного средства на кривой, модуль ESC оценки в реальном времени угла бокового скольжения центра масс автомобиля и скорости рыскания и модуль адаптивного управления скоростью (см. опубликованную заявку КНР № CN 109733398, заявители NANJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS, опубл. 10.05.2019). Предложенная система осуществляет стабилизацию скорости и дистанции с учетом ограничений для контроля курсовой устойчивости, основанного на использовании информации о будущей траектории движения, поступающей в навигационную систему транспортного средства и данных о коэффициентах сцепления колес с поверхностью.The closest in technical essence is an adaptive cruise control system with stabilization of directional stability and a method for its implementation, which contains a traffic information and navigation module, a millimeter-wave radar module, a module for evaluating the coefficient of adhesion to the road surface, a module for determining the minimum safe distance, a module calculating the maximum vehicle speed on the curve, the ESC module for real-time estimation of the lateral slip angle of the vehicle center of mass and yaw rate, and the adaptive speed control module (see PRC Published Application No. CN 109733398, Applicants NANJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS, publ. 10.05. 2019). The proposed system stabilizes the speed and distance, taking into account the constraints to control the directional stability, based on the use of information about the future trajectory of movement entering the navigation system of the vehicle and data on the coefficients of adhesion of the wheels to the surface.

Недостатками рассмотренной системы являются отсутствие учета состояния шин и их износа, а также уровня виброускорений и пробуксовки ведущих колес при выборе безопасной скорости стабилизации.The disadvantages of the considered system are the lack of taking into account the condition of tires and their wear, as well as the level of vibration acceleration and slip of the driving wheels when choosing a safe stabilization speed.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение состоит в стабилизации безопасной скорости колесного транспортного средства с расширенным вектором скоростных ограничений, включающем граничные скорости сближения с попутным транспортным средством, пробуксовки ведущих колес, сноса передних и заноса задних колес, опрокидывания автомобиля, падения давлений и разрыва кордов шин, наличия докатки в колесной схеме и граничные скорости в зоне действия дорожных знаков и уровня виброускорений.The technical problem to be solved by the present invention is to stabilize the safe speed of a wheeled vehicle with an extended vector of speed limits, including the boundary speeds of approaching a passing vehicle, slipping of the driving wheels, drifting front and skidding rear wheels, overturning a car, falling pressure and rupture tire cords, the presence of a stowaway in the wheel arrangement and boundary speeds in the area of action of road signs and the level of vibration accelerations.

Поставленная техническая задача решается тем, что согласно предложенному изобретению система стабилизации безопасной скорости колесного транспортного средства, содержащая датчики 1, 2, 3, 4 частот вращения колес, электрически связанные с микроконтроллерным устройством 5 обработки информации, посредством линий связи с устройством 6 сопряжения, устройство технического зрения 7, датчик виброускорений 8 и блок ввода и отображения параметров настройки 9, также подключаемые к микроконтроллерному устройству 5 по стандартным интерфейсам,The technical problem posed is solved in that, according to the proposed invention, a system for stabilizing the safe speed of a wheeled vehicle, containing sensors 1, 2, 3, 4 of the wheel speed, electrically connected to the microcontroller device 5 for processing information, through communication lines with the interface device 6, a technical device vision 7, vibration acceleration sensor 8 and a unit for input and display of settings 9, also connected to a microcontroller device 5 via standard interfaces,

микроконтроллерное устройство 5 обработки информации включает блок 10 определения параметров движения транспортного средства, блок 11 прогнозирования граничных скоростей, блок 12 регулятора скорости движения транспортного средства,the microcontroller information processing device 5 includes a unit 10 for determining vehicle movement parameters, a unit 11 for predicting boundary speeds, a unit 12 for regulating the speed of a vehicle,

причем в системе блоки 10 определения, 11 прогнозирования, 12 регулятора выполнены на базе микроконтроллерного устройства 5 с возможностью программного исполнения блока 10 определения параметров движения транспортного средства по сигналам датчиков 1, 2, 3, 4 частот вращения колес, блока 11 прогнозирования граничных скоростей, блока 12 регулятора скорости движения транспортного средства, при этом система дополнительно снабжена блоком 9 ввода и отображения параметров настройки, устройством 13 формирования управляющих воздействий на органы 14 управления транспортного средства: коробка переключения передач 15, акселератор 16, тормоза 17 (см. Фигуру 1).moreover, in the system, the blocks 10 for determining, 11 for predicting, 12 of the regulator are made on the basis of the microcontroller device 5 with the possibility of program execution of the block 10 for determining the parameters of the vehicle motion according to the signals of the sensors 1, 2, 3, 4 of the wheel speed, the block 11 for predicting the boundary speeds, the block 12 of the vehicle speed regulator, while the system is additionally equipped with a unit 9 for input and display of settings, a device 13 for generating control actions on the vehicle controls 14: gearbox 15, accelerator 16, brakes 17 (see Figure 1).

К числу преимуществ, т.е. технических результатов, достигаемых системой стабилизации безопасной скорости колесного транспортного средства, следует отнести:Among the advantages, i.e. The technical results achieved by the system for stabilizing the safe speed of a wheeled vehicle include:

- автоматическое ограничение задаваемой скорости транспортного средства, минимальной из задаваемой дорожными знаками и прогнозируемой в зависимости от траектории движения, состояния шин и дорожного покрытия, скоростей сближения с попутным препятствием, сноса и заноса колес, опрокидывания транспортного средства, пробуксовки ведущих колес, наличия докатки в колесной схеме и уровня виброускорений;- automatic limitation of the set speed of the vehicle, the minimum of the set by road signs and predicted depending on the trajectory of movement, the condition of the tires and the road surface, the speed of approaching a passing obstacle, drift and skidding of wheels, overturning of the vehicle, slipping of the driving wheels, the presence of a stroller in the wheel scheme and level of vibration acceleration;

- низкая стоимость технических средств, обусловленная отсутствием дополнительных физических датчиков первичной информации, используемых для решения подобных задач в других системах;- low cost of technical means due to the lack of additional physical sensors of primary information used to solve similar problems in other systems;

- достоверное распознавание дорожных знаков и зон их действия на маршруте движения по данным пройденного пути, независимо от условий освещенности, осадков, тумана и перекрытий видимости;- Reliable recognition of road signs and their areas of action on the route according to the distance traveled, regardless of the conditions of illumination, precipitation, fog and overlapping visibility;

- возможность функционирования в неполной конфигурации датчиков частот вращения колес, включая отказы одного или двух датчиков разных бортов;- the possibility of functioning in an incomplete configuration of wheel speed sensors, including failures of one or two sensors on different sides;

- более высокая эксплуатационная надежность, обусловленная минимальной конфигурацией используемых технических средств.- higher operational reliability due to the minimum configuration of the hardware used.

Технический результат достигается за счет создания системы стабилизации безопасной скорости колесного транспортного средства, в которой блоки связаны определенным образом.The technical result is achieved by creating a system for stabilizing the safe speed of a wheeled vehicle, in which the blocks are connected in a certain way.

На чертеже (Фигуре 1) показана блок-схема системы стабилизации безопасной скорости колесного транспортного средства.The drawing (Figure 1) shows a block diagram of a system for stabilizing the safe speed of a wheeled vehicle.

На Фигуре 2 приведены зависимости граничной скорости пробуксовки ведущих колес от максимального значения коэффициента трения скольжения колес при различных углах тангажа для колесного транспортного средства.Figure 2 shows the dependence of the boundary slip speed of the driving wheels on the maximum value of the coefficient of sliding friction of the wheels at different pitch angles for a wheeled vehicle.

На Фигуре 3 приведены зависимости граничной скорости разрыва корда шины со скоростными индексами от величины износа корда.Figure 3 shows the dependence of the boundary breaking speed of the cord of the tire with speed indices on the amount of cord wear.

Система стабилизации безопасной скорости колесного транспортного средства содержит датчики 1, 2, 3, 4 частот вращения колес, электрически связанные с микроконтроллерным устройством 5 обработки информации, посредством линий связи с устройством 6 сопряжения, устройство технического зрения 7, датчик виброускорений 8, блок ввода и отображения параметров настройки 9, микроконтроллерное устройство 5 обработки информации включает блок 10 определения параметров движения транспортного средства, блок 11 прогнозирования граничных скоростей, блок 12 регулятора скорости движения транспортного средства, устройство 13 формирования управляющих воздействий на органы 14 управления транспортного средства: коробка переключения передач 15, акселератор 16, тормоза 17, отличающаяся тем, что в системе блоки 10 определения, 11 прогнозирования, 12 регулятора выполнены на базе микроконтроллерного устройства 5 с возможностью программного исполнения блока 10 определения параметров движения транспортного средства по сигналам датчиков 1, 2, 3, 4 частот вращения колес, блока 11 прогнозирования граничных скоростей, блока 12 регулятора скорости движения транспортного средства, блок 10 определения параметров движения транспортного средства по сигналам датчиков 1, 2, 3, 4 частот вращения колес выполнен с возможностью по установленной в нем программе производить обработку сигналов датчиков 1, 2, 3, 4 частот вращения колес и получать оценки параметров движения транспортного средства, блок И прогнозирования граничных скоростей выполнен с возможностью прогнозирования граничных скоростей по выходным данным программного блока 10, данным устройства 7 технического зрения, датчика 8 виброускорений и блока ввода и отображения параметров настройки 9 с помощью установленной в нем программы, прогнозирует значения граничных скоростей, критичных для создания предпосылок к ДТП, блок 12 регулятора скорости движения транспортного средства выполнен с возможностью по установленной в нем программе по известным алгоритмам формировать сигналы управления коробкой передач, акселератором и тормозной системой для стабилизации скорости на заданном уровне при этом система дополнительно снабжена блоком 9 ввода и отображения параметров настройки и устройством 13 формирования управляющих воздействий на органы 14 управления транспортного средства: коробка переключения передач 15, акселератор 16, тормоза 17 (см. Фигуру 1).The system for stabilizing the safe speed of a wheeled vehicle contains sensors 1, 2, 3, 4 of the wheel speed, electrically connected to the microcontroller device 5 for processing information, through communication lines with the interface device 6, a vision device 7, a vibration acceleration sensor 8, an input and display unit settings 9, the microcontroller device 5 for processing information includes a unit 10 for determining vehicle motion parameters, a unit 11 for predicting the boundary speeds, a unit 12 for a vehicle speed regulator, a device 13 for generating control actions on the controls 14 of a vehicle: a gearbox 15, an accelerator 16, brakes 17, characterized in that in the system, the units 10 for determining, 11 for predicting, 12 of the regulator are made on the basis of the microcontroller device 5 with the possibility of program execution of the unit 10 for determining the parameters of the movement of the vehicle p on the signals of the sensors 1, 2, 3, 4 of the wheel speeds, the block 11 for predicting the boundary speeds, the block 12 of the vehicle speed regulator, the block 10 for determining the parameters of the vehicle motion according to the signals of the sensors 1, 2, 3, 4 of the wheel speeds is made with the ability, according to the program installed in it, to process the signals of the sensors 1, 2, 3, 4 of the wheel speeds and obtain estimates of the vehicle motion parameters, the I block for predicting the boundary speeds is made with the ability to predict the boundary speeds according to the output data of the program unit 10, data from the device 7 of the technical vision, the vibration acceleration sensor 8 and the unit for input and display of settings 9 using the program installed in it, predicts the values of the boundary speeds that are critical for creating prerequisites for an accident, the unit 12 of the vehicle speed regulator is configured according to the program installed in it according to known algorithmsgenerate control signals for the gearbox, accelerator and brake system to stabilize the speed at a given level, while the system is additionally equipped with a unit 9 for input and display of settings and a device 13 for generating control actions on the controls 14 of the vehicle: gearbox 15, accelerator 16, brakes 17 (see. Figure 1).

Предложенная система работает следующим образом.The proposed system works as follows.

При движении транспортного средства датчики 1, 2, 3, 4 вырабатывают сигналы о частотах вращения колес транспортного средства, а так как они электрически связаны с микроконтроллерным устройством 5, то эти сигналы посредством линий связи с устройством сопряжения 6 постоянно поступают в микроконтроллерное устройство 5 обработки информации.When the vehicle is moving, the sensors 1, 2, 3, 4 generate signals about the frequencies of rotation of the wheels of the vehicle, and since they are electrically connected to the microcontroller device 5, these signals are constantly fed to the microcontroller device 5 for information processing via communication lines with the interface device 6 ...

Далее, в микроконтроллерном устройстве 5 обработки информации программный блок 10 определения параметров движения транспортного средства по установленной в нем программе (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009616286. Программа «ИНКА-СПОРТ версия 2.0» / Бузников С.Е., Елкин Д.С. // Роспатент, 2009 г.) обрабатывает сигналы от датчиков 1, 2, 3, 4 и получает оценки пройденного пути от точки старта, продольной скорости центра масс, продольного и поперечного ускорения, угла поворота управляемых колес (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2007610133 «Автомобильная навигационная ИНКА-система» / Бузников С.Е., Елкин Д.С, Архангельский А.С. // Роспатент, 2006), продольных скольжений колес, давлений воздуха в шинах (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011610428 «Виртуальный датчик давлений в шинах колес транспортных средств» / Бузников С.Е., Елкин Д.С. // Роспатент, 2011), износов кордов шин, температур перегрева шин и тормозов (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010613845 «Виртуальный преобразователь температур перегрева шин и тормозов автомобиля с достраиванием оценок ненаблюдаемых колес» / Бузников С.Е., Елкин Д.С., Шабанов Н.С. // Роспатент, 2010), а также идентифицирует максимальные значения коэффициентов трения скольжения колес (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2007610818 «Идентификация максимальных значений коэффициентов трения скольжения колес автомобиля» / Бузников С.Е., Елкин Д.С. // Роспатент, 2007) и состояния органов управления (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2007610819 «Идентификация состояния органов управления автомобиля» / Бузников С.Е., Елкин Д.С. // Роспатент, 2006).Further, in the microcontroller device 5 for processing information, the program unit 10 for determining the parameters of the movement of the vehicle according to the program installed in it (Certificate of state registration of the computer program No. 2009616286. Program "INCA-SPORT version 2.0" / Buznikov S.E., Elkin D. S. // Rospatent, 2009) processes signals from sensors 1, 2, 3, 4 and receives estimates of the distance traveled from the start point, longitudinal speed of the center of mass, longitudinal and lateral acceleration, steering angle of the steered wheels (Certificate of state registration of the program for computer No. 2007610133 "Automotive navigation INCA-system" / Buznikov S.E., Elkin D.S, Arkhangelsky A.S. // Rospatent, 2006), longitudinal slip of wheels, air pressure in tires (Certificate of state registration of the program for Computer No. 2011610428 "Virtual tire pressure sensor for vehicle wheels" / Buznikov S.E., Elkin D.S. // Rospatent, 2011), tire cord wear, overheating temperature w in and brakes (Certificate of state registration of the computer program No. 2010613845 "Virtual converter of temperatures of overheating of tires and brakes of a car with the completion of estimates of unobservable wheels" / Buznikov S.E., Elkin D.S., Shabanov N.S. // Rospatent, 2010), and also identifies the maximum values of the sliding friction coefficients of the wheels (Certificate of state registration of the computer program No. 20077610818 "Identification of the maximum values of the sliding friction coefficients of the wheels of a car" / Buznikov S.E., Elkin D.S. // Rospatent, 2007) and the state of control bodies (Certificate of state registration of the computer program No. 2007610819 "Identification of the state of vehicle controls" / Buznikov S.E., Elkin D.S. // Rospatent, 2006).

В программном блоке 11 прогнозирования граничных скоростей по выходным данным программного блока 10, данным с устройства технического зрения 7, датчика виброускорений 8 и блока ввода и отображения параметров настройки 9 с помощью установленной в нем программы выполняется прогнозирование значений граничных скоростей, включая скорость сближения с попутным транспортным средством, скорости сноса и заноса колес, скорость опрокидывания транспортного средства (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2018613551 «Программа стабилизации курсовой устойчивости и предотвращения опрокидывания транспортного средства» / Бузников С.Е., Елкин Д.С., Струков В.О., Шабанов Н.С. // Роспатент, 2018), скорость пробуксовки ведущих колес, скорость, обусловленная допустимым уровнем виброускорений, скорость разрыва кордов шин, скорость движения с докаткой в колесной схеме и скорость, ограниченная дорожными знаками и правилами движения в населенных пунктах и на загородных трассах (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2018617757 «Программа идентификации дорожных знаков» / Бузников С.Е., Елкин Д.С., Струков В.О., Луценко Е.В. // Роспатент, 2018). Из полученного множества прогнозируемых граничных скоростей и заданной скорости стабилизации в настроечных данных выбирается минимальная, которая становится входным данным (уставкой) для программного блока 12 регулятора скорости движения транспортного средства (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2018617348 «Программа стабилизации безопасных дистанций и скоростей ТС» / Бузников С.Е., Елкин Д.С., Струков В.О. // Роспатент, 2018).In the program unit 11 for predicting the boundary speeds according to the output data of the program unit 10, data from the vision device 7, the vibration acceleration sensor 8 and the unit for entering and displaying the settings 9 using the program installed in it, the values of the boundary speeds are predicted, including the speed of convergence with the associated transport means, the speed of drift and skidding of the wheels, the speed of overturning of the vehicle (Certificate of state registration of the computer program No. 2018613551 "Program for stabilization of exchange rate stability and prevention of overturning of the vehicle" / Buznikov S.E., Elkin D.S., Strukov V.O. ., Shabanov N.S. // Rospatent, 2018), the speed of slipping of the driving wheels, the speed due to the permissible level of vibration accelerations, the speed of rupture of the cords of the tires, the speed of movement with rolling in the wheel arrangement and the speed limited by road signs and traffic rules in settlements and on suburban roads (Witness Information about the state registration of the computer program №2018617757 "Program for the identification of road signs" / Buznikov S.Ye., Elkin D.S., Strukov V.O., Lutsenko E.V. // Rospatent, 2018). From the obtained set of predicted boundary speeds and a given stabilization speed in the tuning data, the minimum is selected, which becomes the input data (setpoint) for the program unit 12 of the vehicle speed regulator (Certificate of state registration of the computer program No. 2018617348 "Program for stabilization of safe distances and vehicle speeds "/ Buznikov S.E., Elkin D.S., Strukov V.O. // Rospatent, 2018).

В программном блоке 12 регулятора скорости движения транспортного средства по установленной в нем программе (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2018617153 «Программа стабилизации заданной скорости движения ТС» / Бузников С.Е., Елкин Д.С., Струков В.О. // Роспатент, 2018) сравнивают значение уставки скорости стабилизации с продольной скоростью центра масс в зависимости от знака и величины ошибки (разности значений уставки и продольной скорости центра масс) программа регулятора формирует по известным алгоритмам сигналы управления коробкой переключения передач, акселератором и тормозами с целью минимизации модуля ошибки.In the program block 12 of the vehicle speed regulator according to the program established in it (Certificate of state registration of the computer program No. 2018617153 "Program for stabilization of the specified vehicle speed" / Buznikov S.E., Elkin D.S., Strukov V.O. // Rospatent, 2018) compares the value of the stabilization speed setpoint with the longitudinal speed of the center of mass, depending on the sign and magnitude of the error (the difference between the setpoint values and the longitudinal speed of the center of mass), the regulator program generates, according to known algorithms, control signals for the gearbox, accelerator and brakes in order to minimizing the error modulus.

Сигналы управления, сформированные в блоке 12 регулятора, поступают в устройство 13 формирования управляющих воздействий на органы 14 управления транспортного средства: коробка переключения передач 15, акселератор 16, тормоза 17.The control signals generated in the regulator unit 12 are fed to the device 13 for generating control actions on the vehicle controls 14: gearbox 15, accelerator 16, brakes 17.

Отличие конструктивных особенностей предложенной системы и ее функционирования по сравнению с известными конструкциями описаны ниже.The difference in the design features of the proposed system and its functioning in comparison with the known designs are described below.

Если в системе блоки 10 определения, 11 прогнозирования, 12 регулятора, выполнены на базе микроконтроллерного устройства 5 в виде программных блоков, функционирующих с возможностью программного исполнения функций блока 10 определения параметров движения, блока 11 прогнозирования граничных скоростей опасных состояний, блока 12 регулятора скорости транспортного средства, то такое выполнение позволяет значительно ускорить процессы определения параметров движения, прогнозирования граничных скоростей опасных состояний и регулирования безопасной скорости движения транспортного средства (см. Фигуру 1).If in the system the blocks 10 for determining, 11 for predicting, 12 of the regulator are made on the basis of the microcontroller device 5 in the form of program blocks functioning with the possibility of program execution of the functions of the block 10 for determining the motion parameters, the block 11 for predicting the boundary speeds of dangerous states, the block 12 of the vehicle speed controller , then such an implementation allows you to significantly speed up the processes of determining the motion parameters, predicting the boundary speeds of dangerous conditions and regulating the safe speed of the vehicle (see Figure 1).

При этом применение граничной скорости сближения с попутным препятствием в виде суммы скорости попутного препятствия и разности текущего значения дистанции и его граничного значения, умноженной на вещественный коэффициент, задаваемый в настроечных данных, позволяет автоматически сокращать дистанцию между транспортными средствами в колонне до минимальной безопасной, дополнительное снабжение устройством ввода и отображения информации дает возможность внесения координат дорожных знаков на маршруте движения, что позволяет точно и правильно определять действующие скоростные ограничения и правильно информировать водителя о дорожных знаках в зоне их действия.In this case, the use of the boundary speed of approach with a passing obstacle in the form of the sum of the speed of the passing obstacle and the difference between the current value of the distance and its boundary value, multiplied by a real coefficient specified in the tuning data, allows you to automatically reduce the distance between vehicles in the convoy to the minimum safe, additional supply the information input and display device makes it possible to enter the coordinates of road signs on the route of movement, which allows you to accurately and correctly determine the current speed limits and correctly inform the driver about road signs in their area of \ u200b \ u200btheir action.

Граничная скорость пробуксовки ведущих колес Vгр1 определяется из уравнения продольного движения центра масс:The boundary slip speed of the driving wheels V gr1 is determined from the equation of the longitudinal motion of the center of mass:

Figure 00000001
Figure 00000001

a dT - тягово-тормозное ускорение; kx - коэффициент лобового аэродинамического сопротивления; m0 - полная масса транспортного средства; kтр - коэффициент трения качения шин; αТ - угол тангажа; g - ускорение свободного падения. a dT - traction and braking acceleration; k x - coefficient of frontal aerodynamic resistance; m 0 - total mass of the vehicle; k tr - coefficient of rolling friction of tires; α Т - pitch angle; g is the acceleration of gravity.

Для установившегося режима движения с постоянной скоростью

Figure 00000002
и при условии равенства тяговых сил силам трения покоя,
Figure 00000003
где
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
- максимальное значение коэффициента трения скольжения колес; mij - развесовка на ведущих колесах.For steady-state driving with constant speed
Figure 00000002
and provided that the traction forces are equal to the static friction forces,
Figure 00000003
Where
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
- the maximum value of the coefficient of sliding friction of the wheels; m ij - weight distribution on the driving wheels.

Величина граничной скорости Vгр1 определяется уравнением:The value of the boundary speed V gr1 is determined by the equation:

Figure 00000007
Figure 00000007

На Фигуре 2 приведены зависимости граничной скорости пробуксовки ведущих колес от максимального значения коэффициента трения скольжения колес

Figure 00000008
при различных углах тангажа для транспортного средства с параметрами kx=0.45, m0=1700 кг, kтр=0.012.Figure 2 shows the dependences of the boundary slip speed of the driving wheels on the maximum value of the coefficient of sliding friction of the wheels
Figure 00000008
at different pitch angles for a vehicle with parameters k x = 0.45, m 0 = 1700 kg, k tr = 0.012.

Граничная скорость разрыва корда шины Vгр2 определяется величиной зоны упругой деформации радиуса корда шины и ограничена величиной сил внутреннего давления и центробежной силой, определяемой по скоростному индексу шины. Граничные значения зоны упругих деформаций

Figure 00000009
где k1 - коэффициент линейного расширения шины в радиальном направлении, равный ~ 1 мм/бар;
Figure 00000010
- коэффициент, учитывающий влияние центробежной силы на изменение ее радиуса; mT - масса шины; Rc - свободный радиус;
Figure 00000011
- ширина профиля шины.The boundary speed of breaking the cord of the tire V gr2 is determined by the size of the elastic deformation zone of the radius of the tire cord and is limited by the magnitude of the forces of internal pressure and the centrifugal force, determined by the speed index of the tire. Boundary values of the elastic deformation zone
Figure 00000009
where k 1 - coefficient of linear expansion of the tire in the radial direction, equal to ~ 1 mm / bar;
Figure 00000010
- coefficient taking into account the influence of centrifugal force on the change in its radius; m T is the mass of the tire; R c - free radius;
Figure 00000011
- the width of the tire profile.

Износ корда шины сопровождается растяжением образующих его нитей, их локальным обрывам, что приводит к уменьшению зоны упругих деформаций на величину удлинений нитей корда на величину износа ΔRk. Величина граничной скорости разрыва корда определяется из уравнения

Figure 00000012
The wear of the tire cord is accompanied by stretching of the filaments forming it, their local breaks, which leads to a decrease in the elastic deformation zone by the amount of elongation of the cord filaments by the amount of wear ΔR k . The value of the boundary cord breaking speed is determined from the equation
Figure 00000012

На Фигуре 3 приведены зависимости граничной скорости разрыва корда шины со скоростными индексами Q (VT = 160 км/ч = 44.44 м/с) и Н (VT = 210 км/ч = 58.33 м/с) от величины износа корда ΔRk при k1=1 мм/бар и kп=0.0008 бар⋅с2м-2.Figure 3 shows the dependences of the boundary breaking speed of a tire cord with speed indices Q (V T = 160 km / h = 44.44 m / s) and H (V T = 210 km / h = 58.33 m / s) on the amount of cord wear ΔR k at k 1 = 1 mm / bar and k p = 0.0008 bar⋅s 2 m -2 .

Claims (1)

Система стабилизации безопасной скорости колесного транспортного средства содержит датчики (1, 2, 3, 4) частот вращения колес, электрически связанные с микроконтроллерным устройством (5) обработки информации, посредством линий связи с устройством (6) сопряжения, устройство технического зрения (7), датчик виброускорений (8), блок ввода и отображения параметров настройки (9), микроконтроллерное устройство (5) обработки информации включает блок (10) определения параметров движения транспортного средства, блок (11) прогнозирования граничных скоростей, блок (12) регулятора скорости движения транспортного средства, устройство (13) формирования управляющих воздействий на органы (14) управления транспортного средства: коробка переключения передач (15), акселератор (16), тормоза (17), отличающаяся тем, что в системе блоки (10) определения, (11) прогнозирования, (12) регулятора выполнены на базе микроконтроллерного устройства (5) с возможностью программного исполнения блока (10) определения параметров движения транспортного средства по сигналам датчиков (1, 2, 3, 4) частот вращения колес, блока (11) прогнозирования граничных скоростей, блока (12) регулятора скорости движения транспортного средства, блок (10) определения параметров движения транспортного средства по сигналам датчиков (1, 2, 3, 4) частот вращения колес выполнен с возможностью по установленной в нем программе производить обработку сигналов датчиков (1, 2, 3, 4) частот вращения колес и получать оценки параметров движения транспортного средства, блок (11) прогнозирования граничных скоростей выполнен с возможностью прогнозирования граничных скоростей по выходным данным программного блока (10), данным устройства (7) технического зрения, датчика (8) виброускорений и блока ввода и отображения параметров настройки (9) с помощью установленной в нем программы, прогнозирует значения граничных скоростей, критичных для создания предпосылок к ДТП, блок (12) регулятора скорости движения транспортного средства выполнен с возможностью по установленной в нем программе по известным алгоритмам формировать сигналы управления коробкой передач, акселератором и тормозной системой для стабилизации скорости на заданном уровне при этом система дополнительно снабжена блоком (9) ввода и отображения параметров настройки и устройством (13) формирования управляющих воздействий на органы (14) управления транспортного средства: коробка переключения передач (15), акселератор (16), тормоза (17).The system for stabilizing the safe speed of a wheeled vehicle contains sensors (1, 2, 3, 4) of wheel rotation frequencies, electrically connected to a microcontroller device (5) for processing information, through communication lines with an interface device (6), a vision device (7), vibration acceleration sensor (8), a unit for input and display of settings (9), a microcontroller device (5) for information processing includes a unit (10) for determining vehicle movement parameters, a unit (11) for predicting boundary speeds, a unit (12) for a vehicle speed controller means, a device (13) for generating control actions on the controls (14) of the vehicle controls: a gearbox (15), an accelerator (16), brakes (17), characterized in that the system has blocks (10) for determining, (11) prediction, (12) the regulators are made on the basis of a microcontroller device (5) with the possibility of software execution of the unit (10) for determining the steam meters of vehicle movement according to the signals of the sensors (1, 2, 3, 4) of the wheel speed, the unit (11) for predicting the boundary speeds, the unit (12) of the vehicle speed regulator, the unit (10) for determining the parameters of the vehicle movement according to the sensor signals (1, 2, 3, 4) wheel speeds is made with the ability, according to the program installed in it, to process the signals of the sensors (1, 2, 3, 4) of the wheel speeds and obtain estimates of the vehicle motion parameters, the block (11) for predicting the boundary speeds is made with the ability to predict the boundary speeds based on the output data of the program unit (10), the data of the device (7) of technical vision, the sensor (8) of vibration accelerations and the unit for input and display of settings (9) using the program installed in it, predicts the values of the boundary speeds critical for the creation of prerequisites for an accident, the unit (12) of the vehicle speed regulator is made with the possibility According to the program installed in it, according to known algorithms, generate control signals for the gearbox, accelerator and brake system to stabilize the speed at a given level, while the system is additionally equipped with a unit (9) for input and display of settings and a device (13) for generating control actions on organs ( 14) vehicle controls: gearbox (15), accelerator (16), brakes (17).
RU2019139279A 2019-12-03 2019-12-03 System for stabilizing safe speed of a wheeled vehicle RU2744642C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019139279A RU2744642C1 (en) 2019-12-03 2019-12-03 System for stabilizing safe speed of a wheeled vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019139279A RU2744642C1 (en) 2019-12-03 2019-12-03 System for stabilizing safe speed of a wheeled vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2744642C1 true RU2744642C1 (en) 2021-03-12

Family

ID=74874275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019139279A RU2744642C1 (en) 2019-12-03 2019-12-03 System for stabilizing safe speed of a wheeled vehicle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2744642C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783780C1 (en) * 2021-10-04 2022-11-17 Общество с ограниченной ответственностью «ЭвоКарго» Method for adaptive control of movement characteristics of highly automated vehicle depending on level of uncertainty in assessment of surrounding situation
WO2023059221A1 (en) * 2021-10-04 2023-04-13 Общество с ограниченной ответственностью "ЭвоКарго" Method of controlling vehicle driving characteristics

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7571967B2 (en) * 2005-03-31 2009-08-11 Advics Co., Ltd. Brake control apparatus for vehicle
EP2098423B1 (en) * 2008-03-04 2014-07-09 Nissan Motor Co., Ltd. Apparatus and process for vehicle driving assistance
US20150203117A1 (en) * 2012-08-16 2015-07-23 Jaguar Land Rover Limited Vehicle speed control system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7571967B2 (en) * 2005-03-31 2009-08-11 Advics Co., Ltd. Brake control apparatus for vehicle
EP2098423B1 (en) * 2008-03-04 2014-07-09 Nissan Motor Co., Ltd. Apparatus and process for vehicle driving assistance
US20150203117A1 (en) * 2012-08-16 2015-07-23 Jaguar Land Rover Limited Vehicle speed control system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783780C1 (en) * 2021-10-04 2022-11-17 Общество с ограниченной ответственностью «ЭвоКарго» Method for adaptive control of movement characteristics of highly automated vehicle depending on level of uncertainty in assessment of surrounding situation
WO2023059221A1 (en) * 2021-10-04 2023-04-13 Общество с ограниченной ответственностью "ЭвоКарго" Method of controlling vehicle driving characteristics

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10429848B2 (en) Automatic driving system
US10108190B2 (en) Autonomous driving apparatus
US10501084B2 (en) Vehicle control system
US7363155B2 (en) Method and device for warning the driver of a motor vehicle
CN107792064B (en) Vehicle control device
CN109311482B (en) Method for determining a safe speed at a future waypoint
CN111247045A (en) Vehicle control device
EP2712780B1 (en) Method and apparatus for performing driving assistance
CN111516692A (en) Control system and method for vehicle running on hollow road surface
CN111132883A (en) Vehicle control device
WO2019159723A1 (en) Vehicle control device
CN108399214B (en) Determining friction data of a target vehicle
CN111132882A (en) Vehicle control device
JP2002019485A (en) Drive supporting device
EP3666612A1 (en) Vehicle control device
JP6647681B2 (en) Vehicle control device
JP2019043192A (en) Vehicle control device
CN114364590A (en) Device for predictive control of the movement of a motor vehicle
JP2019043190A (en) Vehicle control device
RU2744642C1 (en) System for stabilizing safe speed of a wheeled vehicle
KR101208369B1 (en) Vehicle course estimating apparatus and method for estimating the same
JP6331233B2 (en) Vehicle control device
CN112693454B (en) Self-adaptive track generation method and system
JP2019043191A (en) Vehicle control device
CN115175838B (en) Vehicle control method and vehicle control device

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210528

Effective date: 20210528