ОСНОВЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВОЖДЕНИЯ МАШИН

Основные положения

Основная цель внедрения автоматизации различных агрегатов и систем мобильных машин — это полная автоматизация вождения и управления рабочими процессами автомобилей, тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных машин. Для оператора мобильной машины это означает, что любой владелец может сесть на место водителя, дать команду машине и она сама будет выполнять рабочий процесс. Эта мысль витала в умах людей очень давно, начиная с регулятора Уатта, изобретения часов, различных автоматов в виде человека (к которым в 1920-х гг. с легкой руки Карела Чапека приклеился ярлык «робот») до автоматической стыковки космических аппаратов, автоматической посадки на землю советского «Бурана».

При создании САУ мобильных машин, передвигающихся по земле, возникают трудности, которые на порядок сложнее, чем в космической технике. Это опорная поверхность, которая меняет свои свойства — от снега, грязи, зыбучего песка до бетона; это режимы работы (от холостого хода, разгона и торможения); это вопросы экономии топлива, учет психологии водителя (мужчина или женщина), растущий рост транспортных потоков и т.д. и т.п. Специалисты по автоматике на вопрос, что сделать сложнее — автоматику крылатой ракеты или автомобиля, не задумываясь, отвечают — автомобиля!

Круиз-контроль. Системы поддержания безопасной дистанции

Управление машиной при движении по автотрассе (ровная дорога, постоянная скорость, нет возбуждающих ситуаций и т.п.) — достаточно утомительное занятие, особенно если оно продолжительное. Поэтому многие фирмы создали систему наподобие автопилота на самолетах, кораблях и т.п., которая получила название круиз-контроль ОCruiser— крейсер), т.е. систему, которая поддерживает заданную скорость и направление движения. В отличие от морского или воздушного пространства автоматизация движения по дороге автомобиля или другого мобильного средства гораздо сложнее: попутные и встречные объекты, ограничения скорости, дорожные знаки и другие ограничения — все это должны учитывать компьютерные программы и исполнительные механизмы САУ.

Первые системы после достижения заданного режима и выбора водителем скорости просто сохраняли эту заданную скорость, притормаживая перед препятствием; после обгона «вручную», т.е. при управлении водителем, машина опять набирала скорость до ранее заданной. Для смены заданной скорости водитель должен отменить прежнее задание, выйти на новую скорость и нажать на кнопку «set».

Не менее изматывающим бывает движение в «пробках». Постоянное дергание, трогание и торможение, постоянная работа сцеплением и педалью акселератора, страх наезда на впереди идущую машину и возможности удара сзади приводят к утомлению, раздражению, стрессам.

Поэтому задачи перед круиз-контролем усложнились: обеспечить автоматизацию обгона медленно движущегося средства, движение в «пробках», парковку машины и другие функции. Для этого микропроцессору нужно оценить обстановку — дистанцию и скорость объектов дорожного движения не только впереди, но и с боков и сзади, различать подвижные и неподвижные, живые и неживые препятствия, «видеть» разделительные полосы дорожной разметки, «читать» дорожные знаки и т.д. Все это может автоматика.

Круиз-контроль для своей работы использует многие датчики (рис. 5.7), но основными служат радары дальнего и ближнего диапазона.

Датчики системы «круиз-контроль»

Рис. 5.7. Датчики системы «круиз-контроль»:

  • 1 — датчики частоты вращения колес (датчики АБС); 2 — процессор ЕДС;
  • 3 — датчик руля; 4—дроссель в сборе; 5 — управление форсунками;
  • 6 — датчик парковки; 7 — радар

Радар дальнего действия (на 300...400 м) основан на эффекте Доплера при использовании радиоизлучения либо лазера. Боковые и задние радары работают на базе ультразвукового излучения (сонары) на дистанции 30...40 м и 3...4 м по ширине вбок от машины. Для определения живого объекта (люди, лоси и т.п.) и неживого препятствия ставят впереди добавочные датчики инфракрасного излучения. Датчики задних радаров устанавливаются в корпусах зеркал заднего вида или по краям заднего бампера. В трейлерах, а сейчас в небольших машинах, тракторах, комбайнах часто применяют видеотехнику. Картинка выносится на дисплей панели приборов перед водителем. Это исключает «мертвые зоны», которые не видит водитель в зеркала заднего вида.

Для управления машиной на поворотах используют датчик угла поворота рулевого колеса, датчики направляющих колес, по которым МП высчитывает радиус поворота дороги, соотносит его со скоростью движения, т.е. вступает в работу система ЕДС — сохранения курсовой устойчивости.

Для управления тормозами используют датчики АБС, а для управления движением машины в «пробках» МП работают с системой управления двигателем (МП СУД) и трансмиссией. Развитие и комбинация этих систем привели к созданию систем «круиз-контроль» и автоматической парковки, курсовой устойчивости (единой системы курсовой стабилизации — ЕКС). Многие эти системы объединяет единая система динамической стабилизации — ЕДС.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >