Вспомогательные системы активной безопасности легковых автомобилей

Содержание
Введение…………………………………………………………………………...4
1. Аналитический обзор…………………………………………………………..5
1.1 Активная безопасность автомобиля…………………………………………5
1.1.1 Свойства активной безопасности автомобиля……………………….……5
1.1.2 Основные требования, предъявляемые к системам автомобиля определяющие его активную безопасность……………………………………..6
1.1.3 Наиболее известные и востребованные системы активной безопасности………………………………………………………………………7
1.2 Вспомогательные системы активной безопасности…………………..…….8
1.2.1 Основные вспомогательные системы автомобиля……………….……....9
1.3 Сводки ДТП и их последствия………………………………...…….…….…9
1.3.1 Материальный ущерб……………………………………………….….…..9
1.3.2 Статистика смертности на дорогах……………………………….….…....9
1.3.3 Проблемы обеспечения безопасности на дорогах…………………….....10
1.4 А ...

1.1.1 Свойства активной безопасности автомобиля
Анализ свойств активной безопасности позволяет с определенной степенью условности объединить их в следующие основные группы (рис.1.):
- свойства, в значительной степени зависящие от действий водителя по управлению транспортным средством (тягово-скоростные, тормозные, устойчивость, управляемость, информативность);

2.2.1 Принцип действия
Данная системы основывается на работе высокотехнологичного сканирующего радара, отслеживающего пространство в зонах, которые нельзя увидеть в боковые зеркала автомобиля.
В состав системы входят:
• электронный блок управления
• ультразвуковые датчики-излучатели
• устройства индикации и звукового оповещения
2.2.4 Устройства оповещения
Обработанная информация отображается на специальных индикаторах (рис.6.), которая позволяет водителю совершать безопасные маневры перестроения. В состав устройст оповещения входят следующие приборы:

• информационный двухцветный LED-индикатор
• дополнительные предупреждающие светодиодные индикаторы для левой и правой стороны
• регулируемый уровень громкости предупреждающего сигнала
• выбор оповещения о наличии объекта в «слепой» зоне
• регулировка чувствительности датчиков

3.2.1 Устройства предупреждения об аварийном торможении автомобиля
На конкретном примере рассмотрим датчик системы предупреждения об экстренном торможении Spider-ESS (Emergency Stop Signal sensor)(рис.9.) с рыночной стоимостью 1115 рублей (принципиальная электрическая схема датчика показана в Приложении 5).

4.1 Затраты на оборудование и приборы, необходимые для внедрения систем безопасности
Определение капитальных вложений на оборудование, приборы и инструмент.
Суммарная стоимость инструментов и приборов по установке приведена в таблице 4.1. В таблице 4.2 приведена суммарная стоимость работ по подготовке, монтажу и подключению систем.

Введение
Автомобиль – сложное техническое устройство, предназначенное для перевозки пассажиров или грузов, с помощью передвижения по поверхности. Так же автомобиль, как материальный объект, является источником повышенной опасности на дороге. Актуальность данной темы заключается в сохранении жизни и здоровье водителя, пассажиров и пешеходов. Внедрение систем безопасности является приоритетной задачей в разработке автотранспорта. В связи с этим, все современные транспортные средства оборудуются устройствами, предназначением которых является минимизация, предотвращение аварий и дорожно-транспортных происшествий.
Цель данной работы является знакомство с вспомогательными системами активной безопасности легковых автомобилей, анализируя которые, позволят ознакомится с принципом их дейс твия. Внедрение устройств безопасности в легковой автомобиль в качестве примера, позволят решить основные задачи курсовой работы.

С 2014 года звезд всем новым автомобилям необходимо будет иметь систему экстренного торможения (AEB).  Согласно исследованиям специалистов Euro NCAP, применение системы AEB сможет уменьшить количество дорожно-транспортных происшествий на 27 процентов. Однако далеко не все компании устанавливают систему экстренного торможения на свои автомобили: 79 процентов всех продаваемых в Европейском союзе машин не обладают такой функцией. Кроме того, больше половины производителей (66%) и вовсе не предлагают AEB даже в качестве опций ни на одну свою модель. Подобная система экстренного торможения предназначена для предотвращения аварий или снижения их последствий. 1.4.2 Внедрение систем безопасности ЕАВ Лидером среди компаний, применяющих систему AEB, является шведский производитель премиальныхавтомобилей Volvo. По данным Euro NCAP, система экстренного торможения устанавливается уже в базовой комплектации на большую часть модельного ряда Volvo (58%). Немного отстает от скандинавов Infiniti – 42 процента модельного ряда оснащаются AEB. На третьем месте Mercedes с показателем 29 процентов. Итоги независимых испытаний европейской организации EuroNCAP Отметим, что в 2011 году по итогам независимых испытаний европейской организации EuroNCAP самыми безопасными автомобилями стали: Компактный кроссовер - Audi Q3,Супермини - Chevrolet Aveo,Семейный компакт - Ford Focus,Компакт-минивэн - Mercedes B-Class,Полноразмерный семейный - Volvo V60Патентные разработки систем безопасности автомобилей Патентная база в области разработок систем активной безопасности автомобилей имеет огромное количество изобретений. Приведем некоторые некоторых разработок:Оптико-электронное устройство предупреждения столкновений транспортного средства Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для предотвращения дорожно-транспортных происшествий путем своевременного обнаружения препятствий на пути движения транспортного средства, других движущихся транспортных средств и предупреждения засыпания водителя.Рис.2. Оптико-электронное устройство предупреждения столкновений транспортного средства Изобретение позволяет повысить безопасность движения за счет своевременного обнаружения препятствий на пути движения транспортного средства и закрытых длительное время глаз водителя и обеспечивает комплексный учет факторов, снижающих безопасность дорожного движения.Авторы патента:Гридин Владимир Николаевич Титов Дмитрий Витальевич Газов Андрей Игоревич Труфанов Максим Игоревич Оптический датчик для автомобиля Изобретение относится к электронно-оптическим устройствам и может быть использовано для установки на транспортном средстве в качестве дополнительного устройства для обнаружения объектов в зоне, недоступной для визуального контроля водителем.Рис.3. Оптический датчик для автомобиля Использование предложенного технического решения позволит создать оптический датчик для автомобиля, позволяющий обнаруживать объект в зоне, недоступной для визуального контроля водителем, что повысит информированность водителя транспортного средства об окружающей обстановке. Оптический датчик для автомобиля с реализованным предложенным техническим решением прост в установке и настройке контролируемой зоны.Зарубежные разработки Профессор математики Эндрю Хикс, похоже, сумел решить проблему, которая не один десяток лет доставляет неудобства водителям и регулярно становится причиной множества ДТП.  В конце мая Хикс, преподающий в Drexel University, получил патент на боковое зеркало, поле зрения которого втрое больше, нежели у существующих ныне. Но при этом, в отличие от имеющихся на рынке «панорамных» зеркал, оно не дает столь сильных искажений изображения, а его поле обзора - 45 градусов, в то время как стандартные зеркала могут похвастать показателем в 15-17 градусов. Изобретение математика может стать неплохой альтернативой дорогостоящим системам обнаружения помех в «мертвых зонах», особенно на бюджетных автомобилях. Однако от получения патента до выпуска серийных образцов может пройти довольно много времени -  по словам Хикса, переговоры с производителями  дали понять, что процесс будет очень долгим. Кроме того, в ряде стран, в том числе и в США, технические нормы требуют, чтобы зеркало было плоским или его кривизна не превышала 15 градусов, что делает невозможным использование этого изобретения. Но ученый надеется, что его конструкция будет использоваться на вторичном рынке, особенно за рубежом, где правила не такие строгие[3].Системы контроля «слепых зон»«Слепые зоны» при обзоре и движении автомобиля На оценку дорожной ситуации больше всего влияет обзор. Необходимо видеть дорожную ситуацию, а также анализировать, насколько хорошо ваш автомобиль виден другим участникам дорожного движения. Обзор может быть затруднен другими автомобилями, деревьями, домами, рельефом местности и конструктивными особенностями автомобиля В таблице приведены наиболее часто встречающие случаи ограниченной видимости.НомерКартинкаОписание1Начну с самой распространенной ситуации – «мертвой зоны». Многие знают про нее, и у каждого свои способы для ее проверки при перестроениях. Чаще всего ставят дополнительные зеркала или панорамное зеркало заднего вида. Я проверяю эту зону быстрым кивком головы вправо при перестроении. Левую зону я практически никогда не проверяю, т.к. стараюсь ее всегда контролировать через зеркала заднего вида. Например, сзади ехала машина, которая вдруг исчезла из зеркал, в таком случае, она либо справа, либо слева и если учитывать, что движение у нас правостороннее, вправо посмотреть проще: если ее там нет - она слева.2Вы подъезжаете к остановке общественного транспорта, на которой стоит автобус, троллейбус или трамвай. Далеко не все пешеходы знают, что переходить дорогу нужно сзади от автобуса. И не забывайте про трамваи, необходимо остановиться и пропустить людей на их остановках.Аналогичная ситуация возникает, когда на обочине или правой полосе стоит фура, спереди от нее могут выбежать пешеходы. Проанализировать ситуацию в данном случае поможет взгляд под бампер стоящего автомобиля. И если там видны ноги, понятно, что там кто-то притаился.3На дороге с двумя и более полосами стоит машина, пропускающая пешеходов, которые нам не видны.Следующий случай встречается реже, но также возможен.В обоих случаях водитель синего автомобиля может не видеть пешехода.4У торгового центра много припаркованных автомобилей. Здесь может быть опасность открытия левых дверей или движение припаркованных автомобилей задним ходом. Особенно нужно быть осторожным, если видите внутри припаркованных автомобилей водителя. И быть очень внимательным, если глушитель этого автомобиля дымит и передние колеса повернуты. Автомобиль может внезапно начать движение прямо, повернуть налево или развернуться. Также нужно быть более внимательным рядом со школами, стадионами, рынками и в любых подобных местах.В этих случаях возможны различные опасности. Например, можно ожидать, что кто-то из водителей, не включив сигнал поворота или не посмотрев в зеркало заднего вида (первый рисунок), захочет перестроиться в вашу (свободную) полосу.Но самая распространенная проблема в том, что эти автомобили могут затруднить вам и другим участникам дорожного движения обзор. Достаточно часто встречается ситуация изображенная на втором рисунке. Также следует помнить, что некоторые водители и пешеходы порой не соблюдают ПДД (примеры с третьего по шестой сделаны таким образом). Но в случае ДТП для вас это будет слабым утешением.Вспомогательные системы контроля «слепых зон» К вспомогательным системам контроля слепых зон относят все дополнительные приборы, задачей которых, является предупреждение водителя о потенциальной угрозе возникновения аварийно-опасной ситуации. Принцип действия Данная системы основывается на работе высокотехнологичного сканирующего радара, отслеживающего пространство в зонах, которые нельзя увидеть в боковые зеркала автомобиля.В состав системы входят:электронный блок управленияультразвуковые датчики-излучателиустройства индикации и звукового оповещения Система работает по принципу эхолота. Датчик-излучатель генерирует ультразвуковой (порядка 40 кГц) импульс и затем воспринимает отражённый окружающими объектами сигнал. Электронный блок измеряет время, прошедшее между излучением и приёмом отражённого сигнала, и, принимая скорость звука в воздухе за константу, вычисляет расстояние до объекта. Таким образом поочерёдно опрашиваются несколько датчиков и на основании полученных сведений выводится информация на устройство индикации и, при необходимости, подаются предупреждающие сигналы с использованием устройства звукового оповещения. Когда расстояние до препятствия сокращается, предупреждающий сигнал увеличивает частоту. Первые звуки он издаёт при приближении к препятствию на 1-2 метра, а при опасном сближении с препятствием (10-40 см, в зависимости от модели) звуковой сигнал становится непрерывным. В некоторых моделях система может быть отключена, например, для использования на бездорожье. Как правило, система с задними датчиками автоматически включается вместе с задней передачей (например, электропитание может подаваться от цепи фонаря заднего хода). В системах с датчиками в переднем бампере (также называемыми угловыми датчиками, corner sensors) включение происходит при низкой скорости движения, до 20 км/ч.Электронный блок управления Электронный блок управления (смю. Приложение 2) это встроенная система, оснащенная программным обеспечением, позволяющая системе не реагировать на автомобили, которые вы опережаете или обгоняете. Интеллектуальный алгоритм обработки информации от датчиков «спепых» зон позволяет отличить потенциально опасный объект от прочих препятствий (припаркованного автомобиля, дорожных ограждений, параллельно движущихся автомобилей и т.д.)Датчики в системах «слепых зон» Комбинированный прибор, который генерирует ультразвуковой импульс и затем воспринимает отражённый окружающими объектами сигнал. В спомогательных системах контроля слепых зон используют два вида датчиков: датчик внутренней стороныдатчик внешней стороны Основным различием между приборами является распложения датчиков на автомобиле. Датчик внутренней стороны (рис.4.) Рис.4. Датчик внутреннийустановка с внутренней стороны бампера диаметр посадочного отверстия 18 мм допустима окраска в цвет кузоваДатчик внешней стороны (рис.5.) Рис.5. Датчик внешнийустановка с внешней стороны бампера диаметр посадочного отверстия 23 мм система комплектуется датчиками черного, серебристого или белого цветовУстройства оповещения Обработанная информация отображается на специальных индикаторах (рис.6.), которая позволяет водителю совершать безопасные маневры перестроения. В состав устройст оповещения входят следующие приборы:информационный двухцветный LED-индикатор дополнительные предупреждающие светодиодные индикаторы для левой и правой стороны регулируемый уровень громкости предупреждающего сигнала выбор оповещения о наличии объекта в «слепой» зоне регулировка чувствительности датчиков Рис.6. LED-индикатор с дополнительными предупреждающими светодиодными индикаторами. Информационный двухцветный LED-индикатор (см. Приложение 3) - это электронное показывающее устройство, предназначенное для визуального контроля за событиями, которые человек непосредственно не может определить с помощью своих органов чувств. Рассматриваемый нами прибор сочитает в себе комбинацию цифрового семисегментного и шкального индекатора предназначенный для визуального отображения уровней или значений величин в виде количества или положения элементов индикации на дискретной шкале.Схема работы системы «слепых зон» и её маркировка Предупредительный светодиод загорается при обнаружении помехи в «слепой» зоне, а звуковой сигнал прозвучит при включении поворотника в сторону помехиlefttopФункция индикации «слепых» зон работает при включенных поворотниках. Предупредительный светодиод и звуковой сигнал активируются при включении поворотника в сторону помехиlefttop.Маркировка системы Маркировка системы контроля слепых зон (рис.13.) формируется изРис.13. Маркировка системыУстановка вспомогательной системы контроля «слепых зон» на автомобиль LADA PPRIORA Система контроля «слепых зон» является универсальной для всех видов транспортных средств. Данная особенность системы позволяет применять её во всех моделях легковых автомобилей. Одна из основных задач курсовой работы, это внедрение устройства информирования водителя об опасности в слепых зонах на легковой автомобиль LADA PPIORAПодбор системы контроля «слепых зон» Так как система является универсальной, выбор самой системы зависит от водителя автомобиля. Современный рынок вспомогательных систем безопасности предоставляет огромный выбор товаров. Цены товаров варьируются от 5800 до 10000 рублей. В качестве примера рассмотрим систему контроля слепых зон ParkMaster Plus BS-2251. Рыночная стоимость данной системы составляет 5758 рублей.Технические характеристики системыНоминальное напряжение12ВРабочее напряжение9 — 16ВМаксимальная потребляемая мощность4 ВтГромкость бипера70 - 90 dBЗона обнаружения препятствий датчиками «слепых» зондо 3 мДиапазон рабочих температурот - 40°C до +80°Cпредотвращает опасные ситуации во время перестроенияуникальный алгоритм обнаружения объектов в «слепых» зонахинформативное визуальное и звуковое оповещениеуниверсальная система для всех моделей автомобилейинтеллектуальный алгоритм обработки информации от 4х цифровых датчиков"слепых" зон позволяет отличить потенциально опасный объект от прочихпрепятствий (припаркованного автомобиля, дорожных ограждений,параллельно движущихся автомобилей и т.д.)информационный двухцветный LED-индикатордополнительные предупреждающие светодиодные индикаторы  для левой иправой сторонырегулируемый уровень громкости предупреждающего сигналавыбор оповещения о наличии объекта в «слепой» зонерегулировка чувствительности датчиковКомплектация системы4 датчика «слепых» зон BS-05Индикатор: 1шт.Дополнительный предупреждающий светодиод: 2 шт.Блок управления: 1 шт.Жгут переднего контура: 1 шт.Жгут заднего контура: 1 шт.Жгут подключения: 1 шт.Удлинитель для дополнительного предупреждающего светодиода: 1 шт.Фреза: 1 шт.Инструкция: 1шт.Установка и подключение системы Данная установка включает в себя систему контроля за слепыми зонами и парковочных радаров c частичным съемом бамперов. Монтаж всех датчиков требует вмешательства в электронику автомобиля. Поэтому лучше обратиться к профессионалам. Средняя стоимость услуги в специализированных автосервисах составляет 6000 рублей. Принципиальная схема подключения (рис.11.)Рис.11. Схема подключения датчиков Установка датчиков производится после сверления отверстия нужного диаметра в заднем (рис.7.) и переднем (рис.8.) бампере. Отверстие сверлится специальной фрезой, диаметр которой совпадает с диаметром датчика. Выбор места отверстия определяется количеством датчиков. В комплектации системы ParkMaster Plus BS-2251 находится два передних и два задних датчика. Определим примерное место установки датчиков на бамперах автомобиля.Рис.7. Бампер LADA PRIORA переднийРис.8. Бампер LADA PRIORA задний После установки датчиков (см. Приложение 4), производят подключение системы контроля слепых зон с электронным блоком управления и электроникой автомобиля. Система оповещения выводится в салон транспортного средства и монтируется по желанию водителя.Устройства предупреждения об аварийном торможенииТорможение автомобиля Как известно торможение автомобиля бывает двух видов – заранее спланированное, поступательное и плавное, а также незапланированное, вызванное возникновением аварийно-опасной ситуацией на дороге, с использованием всех ресурсов транспортного средства и резкой остановкой автомобиля.Экстренное торможение Экстренное (аварийное) торможение — торможение, применяется для остановки автомобиля в аварийных ситуациях, связанных с дефицитом времени и расстояния.