АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Развитие систем обеспечения действий водителя

Читайте также:
  1. FIDELIO V8 - новое поколение систем управления для гостиниц
  2. III. Лексика как система (8 часов)
  3. L.1.1. Однокомпонентные системы.
  4. L.1.2.Многокомпонентные системы (растворы).
  5. S: Минимальный налог при упрощенной системе налогообложения - это
  6. SCADA как система диспетчерского управления
  7. SCADA как часть системы автоматического управления
  8. SCADA система Citect
  9. SCADA системы как инструмент проектирования АСУ ТП
  10. SCADA системы. Обзор SCADA систем
  11. SCADA-система: назначение и функции
  12. SCADA: требования к системам верхнего уровня

 

С созданием автомобиля водитель осуществлял управление через рулевое колесо, педали (акселера­тор, тормоз, сцепление) и рычаг переключения передач. С автоматической трансмиссией педаль сцепления исчезает. Планируется полная замена механи­ческих связей электрическими. Электромеханичес­кая тормозная система» например, позволит приводить в действие стояночный тормоз кнопкой, освобождая пространство кабины. Вскоре ав­томобили радикально поменяют способ управления за счет «джойстика» с поперечным дви­жением для руления, движением вперед для ус­корения и назад для торможения. Экспериментальные ав­томобили уже демонст­рировались, но массовые водители привыкли к рулевому ко­лесу и педалям, поэтому «джойстику» предстоит медленное внедрение.

Большинство современных автомобилей имеют два элемен­та управления на рулевой колонке: один - для контроля работы стеклоочистителя, другой - для управления фарами и указателями поворотов.

Выключатели для второстепенных или редко используемых функций (нагрев заднего стекла, аварийная сигнализация, предупреждающие проблесковые сигналы) теперь имеют форму кнопки или вы­ключателей скольжения во избежание ненужных высту­пов, увеличивая безопасность при столк­новении. Наблюдается уход от рядов смежных выключателей, при беглом взгляде требующих сложной визуальной идентификации водителем, причем большинство автомоби­лей теперь используют вращательное средство управления для контроля нагрева и вентиляции.

Для автомо­билей повышенной комфортности возрастает интерес к системам распознавания голоса для управления нагревом, вентиляцией, аудиосисте­мой и стеклоочистителями («Jaguar» моделей «S-Type» и «Х-Туре») так же, как лю­бой навигационной системой. Однако энтузиасты требуют, чтобы «искусственный интеллект» позволил автомобилю и возражать.

Больше полови­ны столетия автомобили были оборудованы фарами «даль­него» и «ближнего» света. При ночных поездках на дорогах с интенсивным дви­жением водители не используют дальний свет во избежание ослепления, что требует разработки новых сис­тем освещения.

Конструкция фары должна обеспечивать определенную дальность видимости при движении. Европа технически опережает в этой об­ласти из-за более высоких ограничений скорости и худших условий движения: в 1925 году в Англии были сконструированы противотуманные фары. В 1950-е годы ведущие электрические фирмы «Сибье» (Франция) и «Philips» (Нидерланды) выступили с кардинально новыми конструкциями - с использованием паров элементов галогенной группы они создали очень мощный «галогенный» источник света. Основанные на них автомобильные фары с 1964 года получили распространение как товары афтермаркета, затем как серийное оборудование. В 1969 году появились первые кварцевые галогенные лампы на автомобилях «Chrysler».

Галогеновые фары стали стан­дартными, теперь же устанавливаются газоразрядные фары на все большее число автомобилей как среднего класса, так и на роскошных автомобилях. Однако форма отражателя и тех­нология изготовления линзы радикально изменились за по­следние несколько лет.

В газоразрядной фаре свет произведен электрическим разрядом между двумя электродами внутри кварцевого со­суда, содержащего под высоким давлением смесь инертно­го газа ксенона и металла галогена.

Технические преимуще­ства HID (разряд высокой интенсивности) освещения проявляются в более низком потреблении энергии, большем сроке службы и лучшем световом потоке. HID-лампа мощностью 35 Вт производит вдвое более яркий свето­вой поток, чем галогеновая лампа мощностью 60 Вт, а цветовая температура приближена по качеству к днев­ному свету. HID-лампы фирм «Valeo», «Bosch» и «Hella» достигают 3000 ч жизни, из которых 2500 ч потрачены на ближний свет.

HID-лампы используют в основном для ближнего света фар с дальними галогеновыми лампами, хотя обусловлен полный переход на HID-лампы.

Проведены серьезные исследования по исполь­зованию ультрафиолетовых фар для устранения яркого света, эффективность действия которых повышается при использовании рефлексивной краски дорожной разметки и зна­ков. Однако возникли сложности внедрения ультрафиолетовых фар в массовое производство. Проведены исследования по развитию систем «повышения ви­дения», основанных на инфракрасных камерах, го­раздо лучше обнаруживающих объекты в темноте или в тума­не, особенно в сочетании с инфракрас­ными фарами-излучателями. Обещанные результаты уже показаны на опытных образцах, но массовое применение требует наличия дисплея на передней панели, на который может проектироваться инфракрасное изображение, добав­ленное к реальному, в темноте или тумане.

Наличие систем очистки фар считается обязательным в некоторых странах. Используются маленькие стеклоочистители, но начинают внедряться рас­пылители очищающей жидкости высокого давления.

Для предотвращения яркого све­та, вызванного изменениями в положении транспортного средства, при ускорении или загрузке задней части ав­томобиля представляет интерес выравнивающаяся фара. Выравнивание является юридическим требованием в Ев­ропейском Экономическом Сообществе для автомобилей, оборудованных HID-фарами. Системы обычно основаны на датчике высоты задней подвески с гидромеханической или электрической передачей сигналов к приводу высоты луча.

Большинство инженеров видит мало альтер­натив грубой механической щетке стеклоочистителя, но опробованы другие подхо­ды, включая обработку стекла от дождя специальным покрытием, почти устраняющим поверхностное натяжение, что­бы вода скатывалась каплями, не мешая обзору. Различные методы улучшения качества механической очистки стекла позволяют избежать использова­ния стеклоочистителя без смазки с высоким давлением и высоким потреблением энергии, приводящим к вибрации.

Некоторые изготовители используют сложные приводы щетки стеклоочистителя в попытке очистить «слепые пят­на» после работы обычного стеклоочистите­ля, движущегося по дуге. Некоторые из этих систем исполь­зовали одну щетку стеклоочистителя. Во время очистки ус­тройство выдвигает щетку к верхним углам стекла, очищая слегка большее количество области лобового стекла, чем две обычных щетки, преодолевая также сложность установки различных типов стеклоочистителей для ле­востороннего и правостороннего автомобилей. Фирмами «Bosch» и «Valeo» предложено использовать пару синхронизированных двигателей, по одному для каждой щетки стеклоочистителя, вме­сто одного большого двигателя со сложной и громоздкой связью.

Изготовители роскошных и спортивных авто­мобилей всегда стремились обеспечить «полный набор» инструментов для показа давления масла, температуры, напряжения электри­ческой сети. Например, на «Duesenberg J» (1928 год) впервые применено механико-электрическое устройство, которое контролировало систему автоматической смазки шасси, указывало на необходимость замены масла и отслеживало степень зарядки батареи.

Большое количество автомобилей се­годня предоставляет информацию о температуре охлаж­дающей жидкости и частоте вращения двигателя, но со­мнительно, обрабатывает ли эту информацию большинство водителей. Появляется тенденция показывать только необходимую информацию - скорость на спидо­метре (впервые установлен «Oldsmobile» в 1901 году), информацию о количестве топлива, пройденном расстоянии и времени на тахометре. Выжили истинно электромеханичес­кие приборы с аналоговыми исполнительными механизма­ми, использующими электронную передачу сигналов.

Большинство автомобильных приборов все еще тра­диционно круглые стрелочные, многие используют современные технологии ото­бражения информации на дисплее в качестве обслуживания аналоговых датчиков с преимуществами ясности, точности и гибкости освещения. Намного легче и, вероятно, более точно получать инфор­мацию о скорости автомобиля от компьютера ABS, чем уп­равлять старомодным тросом спидометра от специальной шестерни, установленной на выходе коробки передач.

Время от времени демонстрируются продвинутые технологии отображения информации, виртуальные и головные (фронтальные) дисплеи HUD, для уменьшения потребности в перефокусировке взгляда между дисплеем и дорогой. HUD проектирует изображение, сфокусированное, чтобы появиться на значи­тельном расстоянии перед автомобилем, на ветровом стек­ле. Виртуальный дисплей создает перевернутое изображе­ние, но оно, снова оптически обработанное, появляется впе­реди на некотором расстоянии.

Много информации передается водителям лампа­ми аварийной сигнализации. Многие автомобили имеют большое световое табло, привлекающее внима­ние к необходимости исследовать индивидуальные предупреждения. В некоторых случаях лампы аварийной сигнализации были объединены в графическую «тестовую панель», показывая в плане незакрытые двери автомобиля. Та­кой подход, вероятно, дополнит постоянный контроль дав­ления в шине. Звуковые предупреждения теперь исполь­зуются как «предупреждающий перезвон», напоминая водителям, например, что огни транспортного средства оставлены включенными или открыта дверь.

Некоторые изготовители все еще сохраняют предупреждающие систе­мы, использующие голос синтезатора, чтобы произвести го­лосовые сообщения, но водители отказываются от них в отличие от про­износимых инструкций навигационной системы. Намного больше автомобилей теперь предлагаются с электронной системой парковки, использую­щей ультразвуковые датчики расстояния. Например, система контроля пар­ковки (PDC) BMW 7-ой серии «охраняет» четыре угла автомобиля и сообщает водите­лю через звуковой сигнал, как далеко от самого близкого пре­пятствия он находится. PDC-система включается всякий раз, когда задействована шестерня заднего хода, и выключается вся­кий раз, когда превышена скорость в 30 км/ч, или когда авто­мобиль проехал больше 50 м. Более простые системы «ох­раняют» только задний бампер и предупреждают водителя об оставшемся расстоянии посредством цветных огней в углу зер­кала заднего вида.

Водитель имеет три средства сигна­лизации: указатели поворотов, подфарники и фары. Теперь на рынке много систем, обеспечивающих водителя навигационным руководством: показывают теку­щее положение автомобиля и путь лучшего проезда к месту назначения, обеспечивают водителей необходимой информацией и развлечениями. Принципы «автоматической» навигации проработаны, конкурирующие системы отличаются только в деталях аппаратных средств ЭВМ и программ­ного обеспечения, географическая обновляемая информация сохраняется на CD-ROM и DVD. Положение транспортного средства определяется с помощью спутнико­вых данных Глобальной Системы Расположения (GPS), постоянно пересчитывающей положение авто­мобиля после попадания в «мертвые точки» (тон­нели или области «радиотени» в больших городах).

Другие средства обслуживания способны принимать информацию в реаль­ном масштабе времени от информационных систем движе­ния или предупреждать водителя, даже позволять нави­гационной системе автоматически повторно вычислять са­мый короткий маршрут, если пробка или затор начинают затрагивать ранее рассчитанный маршрут.

Основная проблема существующих систем состоит в трудности их про­граммирования, но ввод нового назначения осуществляется быстро и лег­ко. Современные системы главным образом используют самое простое возможное устройство ввода, имеющее не больше, чем пару двухсторонних переключателей, но вынуждающее пользователя просматривать и вы­бирать из ряда меню.

Продолжаются исследова­ния улучшения способа представления визуальной информации как карты или упрощенной диаграммы. Например, дисплей «Birdview» фирмы «Nissan» показывает автомобиль, прогоняя его через упрощенный пейзаж по расчетному мар­шруту, как его видно сверху и позади транспортного средства. Самые современные навигационные системы предлага­ют форму речевого управления, часто многоязычную.

Теперь технически возможно улучшить безопасность движения и более эффективно использовать существующее дорожное пространство, применяя электронные системы для сглаживания транс­портного потока и предотвращения конфликтов (программы PROMETHEUS в Европе, INVECS в Японии), успех которых зависит от способности авто­мобилей связываться с формирующими приемопередатчиками, собирающими, обрабатывающими и вновь возвращающими в сеть инфор­мацию, а также друг с другом.

Связь между автомобилями по­зволяет создавать системы для измерения и управления ди­станцией в транспортных потоках с главной целью поддер­жания безопасной дистанции в потоке и предотвращения попутных столкновений. Интеллектуальный круиз-контроль уже предлагается на роскошных моделях («Jaguar S-Type», «Mercedes» S-класса). Потенциал для «автопилота» создан, но возникают споры относительно степени, в которой водитель остается полностью ответственным за транспортное средство, и в которой он должен оставаться незадей­ствованным, сопротивляясь искушению почитать газету или даже спать на ходу.

Первые автомобили работали без электроэнергии, в системах зажигания используя магнето и ручной стартер. Лампы работа­ли на ацетиленовом газе, создавая вред­ные выбросы. Когда появились электрические лампы и системы зажигания, электроэнер­гия стала доступна разработчикам.

Электрические системы имели всегда простую конфигурацию. Электроэнергия по­давалась от батареи к каждому элементу по проводам, пре­рванным в некоторой точке выключателем, исполь­зуемым водителем. Заземление было прямое, че­рез металлический кузов автомобиля. В новом поколении электрических систем будет различие между электропитанием и управлением, приводящее к простым и более легким в поиске неисправностей системам.

Спрос автомоби­ля на энергию превысил способности мощных 14В генераторов переменного тока, снабжающих 12В систему. Необходимость в большем коли­честве энергии приводит или ко второму генератору пере­менного тока, или к генератору переменного тока, вырабатывающему более высокое напряжение. Поэтому новые автомобили предстоит оборудовать генератора­ми переменного тока, производящими энергию в 42В, питая 36В систему. Практически это максимально высокое напряжение, которое можно использовать без дополнитель­ных мер безопасности.

Нить обыч­ных 36В ламп накаливания лишком мала: чем выше напряжение, тем более тонкая нить, следовательно, она подвержена тряске и вибрации. Сильной стороной развития 36В систем являются 42В генератор пе­ременного тока, аккумуляторная батарея и система распре­деления энергии. Генератор переменного тока мог бы рас­полагаться на месте существующего 14В, но его ременной привод должен работать с более высокой мощностью, требуя зубчато-ременной передачи.

В результате интересен переход к «тороидальному» генератору, зажатому между двигателем и трансмиссией и встроенному в маховик, более эффективному, требующему меньшей мощности двигателя. Исчезнет необ­ходимость в ременном приводе, устройство будет действовать как чрезвычайно мощный и эффективный стартер, обеспечивающий быстрый и фактически бесшумный запуск двигателя и автоматическое управление пуском после остановок в интенсивном движении.

Устройство может дей­ствовать как демпфер, уменьшая циклическое из­менение крутящего момента четырехцилиндровых двигателей, добавляя или вычитая крутящий момент в течение цикла, обеспечивая гладкость работы. Оно может сглаживать крутильные колебания карданной пе­редачи и эффект резкого изменения мощности при переключении передачи. В итоге двигатель будет меньшим, бо­лее легким и экономным - режим генератора позволит осуществлять «управление энергией».

36В электрическая система требует 36В ба­тарей без изменения их конструкции (батареи независимо от напряжения состоят из подхо­дящего числа индивидуальных ячеек). Однако обслуживание более высо­ких выходных мощностей требует никель-металл-гидридных и литийпо­лимерных батарей квазигибридного действия. Современное развитие батарей имеет две другие тенденции: «интел­лектуальная батарея», способная к управлению и отключе­нию нагрузки для безопасности и сохранения достаточной зарядки при перезапуске двигателя, и относительно маленькая, постоянно заряжаемая батарея, необходимая в качестве резервной для «проводных» систем управления, срабатывающая в случае выхода из строя основной системы электропитания.

Принятие 36В выгодно для электропроводки: при бо­лее высоком напряжении та же самая электри­ческая мощность может быть передана более тонкими и легкими про­водами. Специалисты убежде­ны, что будущее лежит в силовых цепях, в малом числе проводов, по одному для каждой области транспортного средства, подающих питание к каждому узлу, или в управлении по мультиплексному каналу, распределяющему мощность и управление.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)