Обеспечение безопасности автомобиля при прохождении криволинейных участков дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обеспечение безопасности автомобиля при прохождении криволинейных участков дороги

Кривов А.А.

Рассматривается безопасность прохождения грузовым автомобилем криволинейных участков дороги. Возможность предупреждения водителя о приближении к критическим параметрам состояния автомобиля при совершении маневров. Предлагается схема сбора данных, обработки и предупреждения водителя о состоянии автомобиля.

Ключевые слова: Автомобиль, прицеп, полуприцеп, скорость опрокидывания, цифровой компас, акселерометр, занос, радиус поворота.

In this article, the safety of passing curved sections of a road by a truck is considered. The possibility of warning the driver about approaching the critical parameters of the state of the car when making maneuvers. The scheme of data collection, processing and warning of the driver about the condition of the car is proposed. безопасность водитель криволинейная дорога

Keywords: car, trailer, semitrailer, rollover speed, digital compass, accelerometer, skid, turning radius

Любое крупнотоннажное транспортное средство (ТС) является объектом повышенной опасности на дороге. Управлять многотонным грузовым автомобилем, тем более с прицепом или полуприцепом, в реальной жизни очень сложно.

Первое правило при движении с прицепом - никаких резких движений рулём, тормозом, газом. Так как надо понимать, что за тягачом движется прицеп с грузом. Если это полуприцеп, то он, как правило, тяжелее тягача. По этой причине прицеп живёт своей жизнью, которую машина-тягач может контролировать весьма слабо.

При движении автомобиля с прицепом или полуприцепом следует уделять особое внимание при прохождении поворотов или совершении маневров. Так прицеп имеет склонность к сносу или заносу, зачастую складывая автопоезд пополам. Издалека не всегда возможно правильно оценить качество дорожного покрытия, радиус поворота или угол дороги. А даже небольшое изменение угла дороги может в повороте опрокинуть ТС.

Таким образом, одной из задач по обеспечению безопасности движения является предупреждения водителя о возникновении опасной ситуации.

Одним из показателей безопасного движения ТС на криволинейных участках является скорость опрокидывания автомобиля:

, (1)

где B - ширина колеи автомобиля (м), R - радиус поворота (м), g - ускорение свободного падения (м/с2), hЦТ - высота расположения центра тяжести автомобиля (м).

Как видно из формулы, величина хОПР зависит от радиуса кривизны участка дороги, высоты расположения центра тяжести и ширины ТС. Величина В/2 это плечо приложения центробежной силы зависящее от расположения центра тяжести ТС.

Эластичность шин и работа подвески автомобиля позволяют при прохождении криволинейных участков дороги поворачиваться грузовой платформе относительно горизонтальной плоскости на некоторый угол, рис. 1, без отрыва колес от дорожного полотна.

Рис. 1. Поворот грузовой платформы

В свою очередь, это приводит к смещению центра тяжести автомобиля в направлении действия центробежной силы и как следствие уменьшению плеча В/2, а следовательно и уменьшению значения хОПР.

Во время прохождения ТС криволинейного участка дороги можно определить угол поворота платформы ТС относительно горизонтальной плоскости, например, с помощью датчика HMC5883L компании Honeywell, рис. 2, представляющего собой 3-х осевой цифровой компас, включающий в себя три магниторезистивных датчика.

Рис. 2. 1 - HMC5883L - цифровой компас;2 - MPU6050 - трёх осевой гироскоп и акселерометр

Полученный таким образом угол и установочные данные (ширина ТС, высота приложения центра тяжести) в сочетании с контроллером позволят вычислить величину смещения центра тяжести автомобиля. После этого возможно определение скорректированного значения хОПР.

или (2)

где b' - смещение центра тяжести ТС (м), х - действительная скорость движения ТС (м/с), аЦ - центробежное ускорение (м/с2).

Действительную скорость движения ТС можно определить, используя датчик, установленный на механическом приводе спидометра или использовать информацию от бортового компьютера автомобиля.

Что касается радиуса поворота, то в мы предлагаем определять не радиус поворота, а мгновенный радиус криволинейной траектории движения автомобиля при совершении маневра или прохождении поворота. Для этого возможно использовать или установить датчик угла поворота рулевого колеса с привязкой к углу поворота управляемых колес автомобиля.

Определение центробежного ускорения ац возможно, например, с помощью датчика MPU6050, рис. 2, одним из элементов которого является акселерометр.

Получаемые от цифрового компаса и акселерометра данные предлагается обрабатывать с помощью электронного блока, структура которого представлена на рис. 3.

Рис. 3. Структура электронного блока

Предлагаемое устройство возможно устанавливать на одиночном автомобиле, прицепе или полуприцепе для контроля положения грузовой платформы. Контроллер выполняет все операции связанные с приемом и обработкой данных получаемых от датчиков. Клавиатура предназначена для ввода начальной информации об автомобиле, которая записывается в энергонезависимую память контроллера. Блок индикации представляет информацию водителю в случае приближения или превышения значения допустимого крена автомобиля во время движения. При приближении действительной скорости автомобиля к значению допустимой или критической скорости опрокидывания хОПР вычислительный блок подает звуковой и световой сигнал водителю. При наличии технической возможности автомобиля вычислительный блок можно оснастить фикциями, позволяющими снижать скорость движения автомобиля в автоматическом режиме.

Модуль GSM/GPS/Глонасс позволят оперативно передавать информацию диспетчеру. Так же предусматривается возможность записи данных на съемный носитель, что позволит провести анализ маршрута транспортного средства и составить рекомендации для водителя.

Следует также отметить, что предлагаемый подход не позволяет заблаговременно предупреждать водителя о приближении к опасному повороту, а позволяет предупредить о приближении к критическим параметрам состояния ТС. Скорость достижения критических величин данных параметров может быть различна и зависит от многих факторов (скорость движения ТС, время реакции водителя, состояние груза и его крепление и т.д.). Поэтому в процессе управления грузовым ТС всегда следует сбрасывать скорость заранее, чтобы иметь запас тормозного пути. Так как при резком нажатии на газ или тормоз возникает большая вероятность срыва в занос или снос. В таких ситуациях машина с прицепом может или сложиться пополам, или же прицеп просто слетит со сцепки тягача. Что может привести к повреждению тягача, прицепа или других участников движения.

Список литературы

1. Honeywell Россия: [Сайт], URL: http://honeywell.com/country/ru/Pages/home.aspx (дата обращения 26.10.17)

2. TDK InvelSense: [Сайт], URL: https://www.invensense.com/products/motion-tracking/6-axis/mpu-6050/ (дата обращения 26.10.17)

Размещено на Allbest.ru