Материал: Проект системы контроля дистанции при движении МЗКТ-79221 в колонне

Проект системы контроля дистанции при движении МЗКТ-79221 в колонне

Пояснительная записка

к дипломному проекту

Тема: Проект системы контроля дистанции при движении МЗКТ-79221 в колонне

Руководитель темы: ст. преподаватель цикла БМ и ОВО

майор Н. Левин

Разработчик темы: курсант 1 взвода роты техников

мл. сержант И. Олиферович

год

Аннотация

Пояснительная записка содержит 66 страниц, 3 чертежа, 12 рисунков, 4 таблицы, 27 источников.

Ключевые слова: система, контроль дистанции, слежение, радар, круиз контроль, распределение.

Объектом исследования многоцелевое колёсное шасси МЗКТ-79221.

Цель работы - проект системы контроля дистанции при движении МЗКТ-79221 в колонне.

В ходе работы были рассмотрены различные существующие системы контроля дистанции на автомобилях, устройство и принцип их работы. На основании рассмотренных систем разработана автоматизированная система обеспечения безопасности движения МЗКТ-79221 в колонне.

Содержание

Введение

. История создания системы контроля дистанции

. Система контроля дистанции в современных автомобилях

.1 Виды существующих систем контроля дистанции

.1.1 Адаптивный круиз-контроль (АКК)

.1.2 Пассивный Круиз-контроль (PCC)

.1.3 Система Distronics

.1.4 Система адаптивного круиз-контроля ACC

.1.5 Система Stop&Go

.1.6 Система предупреждения столкновений Eaton-Vorad Collision Warning System

.1.7 Система предупреждения столкновения с последующим экстренным торможением CMBS

. Обзор существующих систем контроля дистанции

.1 Ускорения и замедления с помощью системы круиз-контроля

.2 Управление системой круиз-контроль

.3 Применение радаров

.4 Радарные системы оповещения об опасном нарушении дистанции безопасности при движении в колонне

.5 Конструкция системы круиз-контроль предлагаемая на отечественные автомобили

. Анализ движения автомобильной техники в различных условиях

.1 Движение машин в составе колонн

.2 Вождение машин в тумане

.3 Способ обеспечения активной безопасности транспортных средств при движении в колонне

. Разработка автоматизированной системы обеспечения безопасности движения МЗКТ-79221 в колонне

. Экономическая часть

.1 Расчет стоимости разработки

.2 Расчет амортизации основных фондов

.3 Расчет стоимости материалов

.4 Расчет себестоимости

.5 Экономическая эффективность

. Охрана труда и окружающей среды

.1 Общая характеристика организации работы по охране труда

.2 Основные производственные вредности

.3 Требования к технологическим процессам и оборудованию

.4 Электробезопасность

.5 Пожарная безопасность

.6 Охрана окружающей среды

Заключение

Список использованных источников

Введение

В современных условиях ведения боевых действий военная автомобильная техника используется, как правило, в составе колонн. При этом одним из требований к перемещению войск является максимальная их скрытность. В настоящее время одним из средств обеспечения скрытности передвижения является светомаскировка, которая может быть реализована как с использованием затеняющих насадок, так и с использованием специальных смотровых приборов или их сочетанием. Однако мероприятия по светомаскировке в большинстве случаев влекут за собой значительное ухудшение видимости дорожной обстановки, что отрицательно влияет на среднюю скорость колонны.

В этом дипломном проекте проанализировал устройства повышения безопасности на дорогах, как систему контроля над дистанцией. В современных автомобилях устанавливают все больше сложных электронных систем, как и предусматривающие предупреждения водителя, так и действующие за них. Если сегодня их цена составляет в среднем 20% от стоимости машины, то в ближайшие несколько лет этот показатель поднимется до 30%-ного уровня. Примеры - системы адаптивного круиз-контроля, предотвращения столкновений, беспроводной связи и навигации. Круиз-контроль - встроенная в автомобиль система, позволяющая автоматически удерживать скорость движения автомобиля на постоянном уровне, а иногда - даже автоматически ее изменять, исходя из конкретной ситуации и своих способностей. Из-за того, что трафик постоянно растет, основные функции круиз-контроля становятся менее полезным, но вместо устаревших систем первого поколения, на смену приходят системы адаптационного круиз-контроля, которые позволят машине следовать за автомобилем впереди, и постоянно регулировать скорость для поддержания безопасной дистанции.

Водитель может выбрать скорость, которую будет поддерживать система, а когда надо будет выйти из "автопилотирования", достаточно нажать на педаль тормоза. В современных автомобилях круиз-контроль устанавливается как на модели с автоматической, так и с механической трансмиссией. Эволюционным развитием системы стало изобретение адаптивного круиз-контроля. Новый механизм был назван так потому, что система помимо поддержания скорости движения, может самостоятельно, в зависимости от дорожной обстановки, регулировать расстояние между едущими в попутном направлении впереди автомобилями. Таким образом, если простой круиз-контроль - это опция для ленивых, то адаптивный стал частью системы активной безопасности автомобиля. Адаптивный круиз-контроль состоит из радара, электронного блока управления (в него входят продольные контроллеры и цифровой сигнальный процессор), датчиков, считывающих информацию с систем ABS, EBD, ESP.

Принцип действия адаптивного круиз-контроля следующий: установленный в передней части автомобиля радар (обычное место расположения - за решеткой радиатора) постоянно мониторит пространство впереди автомобиля. При обнаружении впереди едущего автомобиля, он посылает сигнал в электронный "мозг" системы, где полученная информация обрабатывается. Оттуда данные поступают к тормозам, системам ABS, EBD, ESP (если до едущего впереди автомобиля небольшое расстояние и нужно соблюсти безопасную дистанцию), двигателю. Когда же расстояние до впереди идущего авто увеличивается, адаптивный круиз-контроль посылает к указанным выше узлам и агрегатам сигнал об увеличении скорости движения.

Первооткрыватель в этой области, компания Peerless, заявляла, что их система способна держать постоянную скорость "в независимости от крутости подъема или спуска". Работала эта система от центробежного регулятора, связанного с тягой дроссельной заслонки. В зависимости от наклона, регулятор открывал заслонку больше либо меньше. Но то были лишь первые попытки соорудить нечто, стабилизирующее скорость автомобиля.

Многим водителям известно то, несколько неопределенное состояние, когда приходится долгое время ехать с одной скоростью на пустой или почти пустой дороге. Постепенно наступает какое-то чувство внутренней заторможенности и отупения, и при возникновении на дороге в этот момент неожиданного препятствия или помехи зачастую водитель не успевает правильно отреагировать на изменение условий движения. В такой ситуации очень полезным может система контроля дистанции.

Вопрос, а нужен ли круиз-контроль, если не считать провокационным, то он достаточно близок к этому. Конечно, подобное устройство не относится к категории обязательных и необходимых устройств автомобиля, таких как КПП или сцепление, вполне можно обойтись и без него, но он значительно облегчает труд водителя. Особенно это касается водителей грузовиков, которым приходится долго двигаться с одной и той же, порой достаточно невысокой, скоростью. В таких случаях задумываться о том, как пользоваться круиз-контролем, не стоит - водители задают требуемую скорость движения, а система ее поддерживает, тем самым облегчая труд водителя.

А вот задаться вопросом, нужен ли круиз-контроль в такой несколько примитивной, как описано выше, форме, будет вполне уместным. И на него уже получен своеобразный ответ - сейчас созданы новые системы, в том числе и адаптивный круиз-контроль, позволяющие реализовывать значительно больше функций при управлении автомашиной. Механике при этом приходится уступать свое место электронике.

Цель данной работы разработать варианты систем контроля дистанции при движении МЗКТ-79221 в колонне. Задачей проекта является: проанализировать существующие системы контроля дистанции и выбрать наиболее приемлемую систему для МЗКТ-79221.

1. История создания системы контроля дистанции

лепого инженера Титора настолько раздражала манера езды своего правозащитника, норовившего газануть при любой возможности, что он понял: если человек не в состоянии держать постоянную скорость, это должна делать сама машина. Результатом стал выпуск компанией Chrysler своего флагмана Imperial образца 1958 года. Система, примененная на этой модели и запатентованная "Крайслером" под именем "cruise control", считывала скорость вращения карданного вала и посредством соленоида контролировала подачу топлива таким образом, чтобы вал вращался с постоянной скоростью.

Технология, примененная тогда "Крайслером", используется и в наши дни, но, помимо нее, в автомобильном мире появились и другие вариации системы контроля дистанции. Так, некоторые системы считывают показания спидометра, другие обращаются к скорости вращения колес, а третьим хватает уровня оборотов двигателя.

Первые системы контроля скорости появились еще в начале XX века в середине 1950-х годов. (Так первая и единственная система круиз-контроля в России была установлена в 1956 году на "Волгу" ГАЗ 21 Система, примененная на этом автомобиле, считывала скорость вращения карданного вала и через соленоид контролировала подачу топлива в камеру сгорания. Позже стали появляться системы, которые контролировали подачу топлива, измеряя скорость вращения колёс, считывая показания спидометра или уровень оборотов двигателя, но уже в других марках автомобилей. К 1990 году специалистами НАМИ была испытана ЭСАПС - электронная система автоматического поддержания скорости, разработанная для установки на все советские легковые машины малого класса (ВАЗ, ЗАЗ, АЗЛК). Они несколько лет проходили тестовые испытания на автомобилях компании Chrysler. Именно эта компания решила первой воплотить в жизнь мечты автомобилистов об автопилоте. И хотя круиз-контроль не выполнял всех функций автопилота, но поддержание постоянной скорости без участия человека - это уже был прогресс. Дебют э той системы состоялся в 1958 году - оснащенный круиз-контролем серийный автомобиль Chrysler Imperial поступил в продажу и в тот же год показал существенные коммерческие результаты. Принцип действия первого круиз-контроля был прост: специальные датчики считывали информацию с коленчатого вала и, ориентируясь на частоту его вращения, через специальный соленоид осуществлялся контроль подачи необходимого количества горючего в двигатель. При этом водителю не нужно было давить на педаль газа - система все делала сама. С течением времени алгоритм действия круиз-контроля усложнялся. Новые системы умели контролировать подачу топлива, ориентируясь не на частоту вращения коленчатого вала, а на скорость вращения колес или оборотов двигателя. Кроме того, усовершенствованный механизм круиз-контроля позволял водителю выставлять скорость с точностью до 1 км/час. Это значение было принято за шаг, и автовладелец мог регулировать скорость работы круиз-контроля, прибавляя к уже заданному значению по 1 км/час.

2. Система контроля дистанции в современных автомобилях

Негативная обстановка с аварийностью в стране во многом влияет на показатели аварийности в Вооруженных Силах Российской Федерации и во внутренних войсках МВД России. При этом анализ ДТП по способу движения машин при их совершении показывает, что в 2013 году 58% от всего количества ДТП допущено при движении машин в колонне (в 2012 году - 35%). На лицо динамика роста аварийности движения в колоннах. Одним из очевидных путей повышения безопасности движения военной автомобильной техники (ВАТ) является ее оснащение бортовыми автоматизированными системами управления движением вообще и, в частности, системами предотвращения столкновения

.1 Виды существующих систем контроля дистанции

.1.1 Адаптивный круиз-контроль (АКК)

Адаптивный круиз-контроль представляет собой продвинутую версию пассивного круиз-контроля. ACC не позволяет приближаться к впереди идущему автомобилю на заданном расстоянии. Если впереди идущий автомобиль снижает скорость, АСС включает тормозную систему. Работа ACC похожа на работу системы City Safety, с той лишь разницей, что City Safety работает на скорости до 30 км/ч.

В отличие от пассивного, адаптивный круиз контроль зависит от работы тормозных систем безопасности ABS и ESP. Если какая-либо из этих систем неисправна - АСС отключается, предупреждая водителя сигналом на дисплее.

Существует два вида адаптивного круиз контроля - лазерные и радарные. Лазерные наиболее доступные по цене, но имеют существенный недостаток: лазер теряет свои свойства в плохую погоду и плохо "видит" грязный автомобиль. Радарный тип ACC гораздо дороже и соответственно намного эффективнее, поэтому устанавливается он пока только на автомобили представительского класса и дорогие спортивные.

Известными системами адаптивного круиз-контроля являются:

- Preview Distance Control от Mitsubishi;

Radar Cruise Control от Toyota;

Distronic (Distronic Plus) от Mercedes-Benz;

Active Cruise Control от BMW;

Adaptive Cruise Control от Volkswagen, Audi, Honda.

Система адаптивного круиз-контроля имеет следующее общее устройство:

датчик расстояния;

блок управления;

исполнительные устройства.

Датчик расстояния служит для измерения скорости и расстояния до впереди идущего автомобиля. В качестве датчика расстояния используются радары или лидары. Радар (Radar, Radio Detection and Ranging) излучает электромагнитные волны на объект и получает обратный сигнал - эхо. Скорость впереди идущего автомобиля оценивается по изменению частоты отраженной волны, а расстояние до машины - по времени возвращения сигнала. Установленные параметры преобразуются в электрические сигналы и передаются в блок управления.

Рисунок 1. Датчик расстояния

Лидар (Lidar, Liht Detecting and Ranging) использует инфракрасный лазерный луч. Принцип действия лидара аналогичен радару. Лазерные датчики дешевле радаров, но подвержены влиянию погодных условий, поэтому на автомобилях премиум-класса в системе адаптивного круиз-контроля используются, в основном, радары. Датчик расстояния устанавливается на переднем бампере или решетке радиатора автомобиля. Радиус действия датчика составляет порядка 150 м. В последних разработках адаптивного круиз-контроля используется датчики расстояния короткого и длинного диапазонов. Датчик короткого диапазона обеспечивает замедление автомобиля до полной остановки. Датчик длинного диапазона - до 30 км/ч. Это расширяет функциональные возможности системы и позволяет ее использовать при движении автомобиля с малой скоростью на небольшой дистанции (например, при движении в "пробках"). К примеру, в системе Distronic Plus используется три датчика - один дальнего и два ближнего действия. Электронный блок управления принимает сигналы от датчиков расстояния, а также входную информацию от других систем, с помощью которых определяется:

скорость и дистанция до впереди идущего автомобиля;

скорость управляемого автомобиля;

угол поворота рулевого колеса;

боковое ускорение;

радиус кривой.

Программное обеспечение, установленное в блоке, сравнивает фактические параметры движения с заданными, на основании которого формируются управляющие воздействия по изменению скорости движения. Своих исполнительных устройств система АСС не имеет, а используют другие электронные системы автомобиля, с которыми связывается через блоки управления: