Описание и принцип работы системы контроля усталости водителя

Описание и принцип работы системы контроля усталости водителя

Одной из распространенных причин аварий на дорогах является усталость — до 25% водителей попадают в ДТП во время длительной поездки. Чем дольше человек находится в дороге, тем ниже падает бдительность. Согласно проведенным исследованиям, всего 4 часа вождения снижают реакцию в два раза, а после восьми часов — в 6 раз. Хотя проблема кроется в человеческом факторе, производители автомобилей стремятся обезопасить езду и пассажиров. Специально для этих целей разрабатывается система контроля усталости водителя.

1. Что такое система контроля усталости водителя
2. Назначение и функции
3. Конструктивные особенности системы
4. Принцип и логика работы
5. Как называются подобные системы у разных автопроизводителей
6. Преимущества и недостатки системы контроля усталости

Что такое система контроля усталости водителя

Разработка впервые появилась на рынке от японской компании Nissan, которая запатентовала революционную технологию для автомобилей в 1977 году. Но сложность технической реализации в то время заставила производителя сосредоточиться на более простых решениях для повышения безопасности транспорта. Первые рабочие решения появились спустя 30 лет, но их продолжают совершенствовать и улучшать способы распознавания усталости водителя.

Суть решения заключается в том, чтобы анализировать состояние водителя и качество вождения. Изначально система определяет параметры при старте поездки, что позволяет оценить полноту реакции человека, а после этого начинает отслеживать дальнейшую скорость принятия решений. Если обнаружено, что водитель сильно устал, появляется уведомление с рекомендацией отдыха. Отключить звуковые и визуальные сигналы нельзя, но они автоматически появляются через заданные промежутки времени.

Системы начинают контроль состояния водителя с привязкой к скорости движения. К примеру, разработка Mercedes-Benz начинает работать только от 80 км/ч.

Особая потребность в решении наблюдается у водителей одиночек. Когда человек едет с пассажирами, они могут поддерживать его бодрое состояние разговорами и отслеживать усталость. Самостоятельная езда способствует сонливости и замедлению реакции на дороге.

Назначение и функции

Главное предназначение системы контроля усталости заключается в предотвращении аварийных ситуаций. Это осуществляется с помощью наблюдения за водителем, определения замедленной реакции и постоянной рекомендации отдыха, если человек не останавливает движение. Основные функции:

1. Контроль движения автомобиля — решение самостоятельно отслеживает дорогу, траекторию движения, допустимые скорости. Если водитель нарушает правила скоростного режима или покидает полосу, система подает звуковые сигналы, чтобы повысить внимание человека. После этого появятся уведомления о необходимости отдыха.
2. Контроль водителя — изначально отслеживается нормальное состояние водителя, а затем отклонения. Реализация с помощью камер позволяет наблюдать за человеком, а в случае закрытия глаз или падения головы (признаки сна) подаются предупреждающие сигналы.

Анализ состояния водителя при помощи камеры

Основная сложность заключается в технической реализации и обучении техники определять реальную усталость от ложных показаний. Но даже такой способ реализации позволит снизить влияние человеческого фактора на уровень аварий.

Альтернативные варианты подразумевают контроль физического состояния водителя, когда специальное устройство считывает параметры тела, включая моргание, частота опускания век, уровень открытости глаз, положение головы, наклон тела и другие показатели.

Конструктивные особенности системы

Элементы конструкции системы зависят от способа реализации и контроля движения. Решения для слежения за водителем сконцентрированы на человеке и происходящем в салоне транспорта, а остальные варианты — на показателях авто и обстановке на дороге. Рассмотрим несколько вариантов конструктивных особенностей.

Австралийская разработка DAS, которая находится на стадии тестирования, предназначена для слежения за дорожными знаками и соблюдения транспортом требований скоростного режима и норм движения. Чтобы анализировать ситуацию на дороге, используют:

• три видеокамеры — одна фиксируется на дороге, две остальные отслеживают состояние водителя;
• блок управления — обрабатывает информацию о дорожных знаках и анализирует поведение человека.

Система может предоставить данные о передвижении автомобиля и скорости езды на определенных участках.

Другие системы оснащаются датчиком руля, видеокамерами, а также электроникой, которая может отслеживать параметры тормозной системы, устойчивости при движении, показателях двигателя и многое другое. В случае усталости подается звуковой сигнал.

Принцип и логика работы

Принцип работы всех систем сводится к тому, чтобы определить уставшего водителя и предотвратить ДТП. Для этого производители используют различные конструкции и логику работы. Если говорить о решении Attention Assist от Mercedes-Benz, то выделяются следующие особенности:

• контроль движения транспортного средства;
• оценка поведения водителя;
• фиксация взгляда и отслеживание состояния глаз.

Отслеживание состояния глаз водителя при помощи камеры

После начала движения система анализирует и считывает нормальные параметры управления автомобилем в течение 30 минут. Затем происходит слежение за водителем, включая силу воздействия на рулевое колесо, использование переключателей в салоне автомобиля, траектория поездки. Полноценный контроль усталости осуществляется при скорости от 80 км/час.

Attention Assist принимает во внимание такие факторы, как состояние дороги и условия поездки, включая время суток и длительность езды.

Дополнительный контроль применяется к движению автомобиля и качеству управления рулевым колесом. Система считывает такие параметры, как:

• манера вождения, которая определяется при изначальном движении;
• время суток, продолжительность и скорость движения;
• эффективность использования подрулевых переключателей, тормозов, дополнительных устройств управления, силы вращения руля;
• соответствие скорости максимально допустимой на участке;
• состояние дорожного покрытия, траектории движения.

Если алгоритм находит отклонения от нормальных параметров, система задействует звуковое уведомление для повышения бдительности водителя и рекомендует временно остановить поездку с целью отдыха.

Мониторинг изменения траектории движения автомобиля

Существует ряд особенностей у систем, которые в качестве основного или дополнительного фактора анализируют состояние водителя. Логика реализации основана на использовании видеокамер, которые запоминают параметры бодрого человека, а затем выполняют мониторинг при длительных поездках. С помощью камер, направленных на водителя, получают следующую информацию:

• закрытие глаз, причем система различает моргание и сонливость;
• частота и глубина дыхания;
• напряжение лицевых мышц;
• уровень открытости глаз;
• наклон и сильные отклонения в положении головы;
• наличие и частота зевания.

Учитывая дорожные условия, изменения в управлении транспортом и параметры водителя, появляется возможность предотвращать аварии. Система автоматически информирует человека о необходимости отдыха и подает экстренные сигналы для увеличения бдительности.

Как называются подобные системы у разных автопроизводителей

Поскольку большинство производителей автомобилей заботится о безопасности транспорта, они разрабатывают собственные системы контроля. Название решений у разных компаний:

• Attention Assist от Mercedes-Benz;
• Driver Alert Control от Volvo — осуществляет видеоконтроль за дорогой и траекторией движения на скорости от 60 км/ч;
• Seeing Machines от General Motors анализирует состояние открытости глаз и сосредоточенной на дороге.

Если говорить о Volkswagen, Mercedes и Skoda — производители используют схожие системы контроля. Отличия наблюдаются у японских компаний, которые отслеживают состояние водителя с помощью камер внутри салона.

Предупреждение системы о необходимости сделать перерыв

Преимущества и недостатки системы контроля усталости

Безопасность движения на дорогах является главным вопросом, над которым работают производителя авто. Система контроля усталости обеспечивает водителей рядом преимуществ:

• снижение количества ДТП;
• слежение как за водителем, так и за дорогой;
• увеличение бдительности водителя с помощью звуковых сигналов;
• рекомендации для отдыха при сильной усталости.

Из недостатков систем необходимо выделить сложность технической реализации и разработки программ, которые будут правильно отслеживать состояние водителя.

Тесты к теоретическим занятиям по теме: «Система питания инжекторных двигателей»

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА СЕВАСТОПОЛЯ
«СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
КОЛЛЕДЖ ИМЕНИ МАРШАЛА ИНЖЕНЕРНЫХ ВОЙСК А.В.ГЕЛОВАНИ»

ТЕСТЫ
к теоретическим занятиям поМДК 01.02 «Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»
Профессия: 23.01.03 «Автомеханик»
МДК 01.01 «Устройство автомобилей»
Специальность: 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»
Тема: Система питания инжекторных двигателей
Разработал Минаев Н.А.
Севастополь
2016
Тесты к теоретическим занятиям по теме «Система питания инжекторных двигателей», входящей в состав МДК 01.02 «Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» профессии 23.01.03 «Автомеханик» и МДК 01.01«Устройство автомобилей» специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».
Целью настоящих тестов является закрепление студентам знаний, полученных при изучении теоретического материала по теме «Система питания инжекторных двигателей», входящей в состав МДК 01.02 «Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» профессии 23.01.03 «Автомеханик» и МДК 01.01«Устройство автомобилей» специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».
Тесты составлены в соответствии с требованиями программы профессионального модуля ПМ.01 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» профессии 23.01.03 «Автомеханик» и ПМ.01 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» дневной формы обучения.
Организация-разработчик: Государственное бюджетное образовательное учреждение профессионального образования города Севастополя «Севастопольский промышленно-технологический колледж имени маршала инженерных войск А.В. Геловани»
Разработчик: преподаватель Минаев Н.А.

1. В каком двигателе внутреннего сгорания осуществляется более точное дозирование топлива по цилиндрам?
а) в карбюраторном
б) с системой распределённого впрыска топлива
в) с системой центрального впрыска топлива
2. При отказе какого из перечисленных датчиков двигатель прекращает работать?
а) датчик детонации
б) датчик скорости автомобиля
в) датчик положения коленчатого вала
г) датчик положения дроссельной заслонки
3. Где установлен регулятор давления топлива в системе сраспределённым впрыском?
а) на топливной магистрали
б) на топливной рампе
в) в топливном баке
4. Где располагается датчик скорости автомобиля?
а) на коробке передач автомобиля
б) на выпускном трубопроводе
в) на блоке цилиндров двигателя
5. Как должен поступить водитель при загорании лампочки «CHECK ENGINE» на приборной панели?
а) остановиться, заглушить мотор и вызвать специалиста
б) проверить электро предохранители и продолжать движение
в) доехать до ближайшей станции тех. обслуживания и пригласить автомеханика для обнаружения и устранения неисправности
г) продолжать эксплуатацию автомобиля, не обращая внимания на сигнал лампы
6. Где располагается электробензонасос при впрысковых системах питания автомобилей ВАЗ?
а) в блоке цилиндров двигателя
б) в топливной магистрали
в) в топливном баке
г) под днищем автомобиля
7. Чем обеспечивается необходимое количество топлива, впрыскиваемого форсункой?
а) давлением топлива
б) продолжительностью электрического импульса подаваемого на электромагнит форсунки от ЭБУ
в) положением дроссельной заслонки
г) всеми указанными параметрами
8. При работе какой из систем впрыска контроллер включает форсунки не попарно, а последовательно в порядке зажигания?
а) при распределённом впрыске
б) при центральном впрыске
в) при непосредственном впрыске
г) при работе любой из указанных систем
9. Как регулятор давления топлива поддерживает необходимое давление топлива в рампе?
а) отводом избыточного топлива в сливную магистраль
б) отключением электро бензонасоса
в) перекрытием топливной магистрали
10. Где установлен датчик концентрации кислорода вовпрысковых системах питания с обратной связью?
а) в ресивере
б) во впускном трубопроводе
в) на блоке цилиндров
г) в приёмной трубе глушителя перед нейтрализатором
11. Чем управляет дроссельный патрубок?
а) количеством топлива подаваемого в систему питания
б) количеством горючей смеси
в) количеством воздуха поступающего в систему питания
г) всеми перечисленными параметрами
12. Где устанавливается агрегат центрального впрыска?
а) на ресивере
б) на впускной трубопроводе
в) на выпускном трубопроводе
г) на блоке цилиндров двигателя

Ответы на тестовые задания
1 – б;
2 – в;
3 – б;
4 – а;
5 – в;
6 – в;
7 – б;
8 – г;
9 – а;
10 – г;
11 – в;
12 – б.
Критерии оценивания
Оценка «неудовлетворительно» – 6 правильных ответов и меньше
Оценка «удовлетворительно» – 7-9 правильных ответов
Оценка «хорошо» – 10-11 правильных ответов
Оценка «отлично» – 12 правильных ответов

Список используемой литературыГладов Г.И. Устройство автомобилей: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Г.И. Гладов, А.М. Петренко. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 352 с.
Пехальский А.П. Устройство автомобилей: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / А.П. Пехальский, И.А. Пехальский. – 8-е изд., испр. – М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 528 с.

• file10
  Размер файла: 24 kB Загрузок: 82

Автозапуск и методы контроля работы ДВС

Сигнализации с функцией автозапуска получают всё большее распространение. Проводя монтаж такого оборудования, шнур контроля работы двигателя лучше подключать к выходу таходатчика. Тем не менее, часто оказывается, что амплитуда импульсов на выходе датчика является низкой. И тогда реализуют один из методов контроля, являющихся альтернативными. Все подобные методы перечислены в тексте, а речь пойдёт как раз об их недостатках.

Контроль давления масла

Датчик давления работает так: при недостаточном уровне давления напряжение на выводе датчика приобретает низкое значение, порядка 0,5 Вольт. И наоборот, если необходимый уровень достигнут, то датчик выдаёт 12 Вольт. Если же между выводом датчика и потенциалом «+12» включена контрольная лампа, её горение будет сигнализировать о недостаточности давления. Тут всё просто. А провод сигнализации подключают к выводу датчика, то есть к «минусовому» контакту лампы.

Лампа давления масла на приборке

Для рассмотренного в данной главе метода характерны проблемы:

• Лампа давления масла должна гаснуть, как только двигатель запустится и начнёт работать без помощи стартёра. На практике характерен временной лаг, а его значение для некоторых авто равно 2–3 секундам;
• При низкой температуре на многих автомашинах наблюдается обратный эффект: лампа давления гаснет до того, как двигатель стартовал. В таком случае используйте любой вариант контроля, кроме того, что рассматривается здесь.

Время работы стартёра задаётся программно, и оно может составлять от 2 до 4 секунд. Но если временной лаг составляет 2–3 секунды, тогда сразу возникает вопрос, есть ли смысл проводить какие-либо подключения вообще. Выбор оставим владельцу.

Контроль напряжения на обмотке возбуждения генератора

Допустим, в машине есть некая клемма, которая получает «плюсовой» потенциал, как только двигатель успешно стартует. Многие изготовители рассчитывают именно на такой вариант: контрольный провод подключается к подобной клемме. В её роли, например, может выступать «минусовой» контакт лампы заряда батареи. Схема устроена просто: если мотор не завёлся, один из контактов подключен к «массе», но когда мотор стартовал, оба контакта находятся под напряжением «+12».

Лампа заряда АКБ на тахометре

Выше говорилось о клемме обмотки возбуждения генератора. Но, подключая сигнализацию, такие подробности знать не обязательно. Достаточно располагать сведениями о том, где находится патрон лампы.

По идее, рассмотренный здесь метод недостатков не имеет. И всё же, заводя двигатель, проконтролируйте поведение индикаторов один или несколько раз. Затем можно будет сделать соответствующие выводы.

Измерение напряжения бортсети

Контрольный шнур, выходящий из основного разъёма сигнализации, можно не подключать ни к чему. Тогда саму сигнализацию программируют на контроль напряжения бортсети. По идее, изготовители оборудования рассчитывают на следующее: как только мотор стартует, напряжение сразу повысится на 0,5-0,6 Вольт. В реальности всё так и происходит, только повышение напряжения может идти медленно.

В некоторых автомобилях предусмотрено наличие регулятора, не позволяющего напряжению в сети меняться быстро. Вооружитесь стрелочным вольтметром, чтобы узнать, как именно меняется напряжение на питающей клемме сигнализации. Измерения нужно проводить в момент запуска двигателя, а минимальное пороговое значение (0,5 или 0,6 Вольт) указывают в инструкции.

Стрелочный мультиметр

Иногда, чтобы рассмотренный вариант контроля действительно стал эффективным, время работы стартёра увеличивают до 4-х секунд. Но и этого часто оказывается недостаточно.

Поведение ламп при запуске двигателя, пример на видео

Как контролировать моточасы и время работы двигателя с помощью системы GPSM?

В данной статье речь пойдет о контроле времени работы двигателя, агрегатов и моточасов с помощью GPS трекера GPSM Pro.

Для чего используют время работы двигателя:

1. Для того, чтобы знать, когда проводились работы;
2. Определить режимы в которых работала техника;
3. Осуществлять списание топлива по моточасам;
4. Избежать махинаций с топливом. Существует несколько способов контроля времени работы двигателя.

Существует несколько способов контроля времени работы двигателя:

Контроль времени работы двигателя по оборотам:

Данный способ более сложный в подключении. Трекер считает импульсы соответствующие оборотам двигателя. Для контроля оборотов, в трекере GPSM Pro есть импульсный вход, который считает частоту импульсов. Для контроля оборотов двигателя, импульсный вход подключается к электрогенератору автомобиля. Обороты генератора коррелируют с оборотами двигателя. Калибровка датчика проходит следующим образом: Проверяется количество импульсов генератора на холостых оборотов, сверяется с оборотами тахометра, аналогично записывается количество импульсов при 1000, 1500, 2000 и т. Д. Оборотах. В дальнейшем система автоматически аппроксимирует и пересчитывает обороты генератора в обороты двигателя.

Технология позволяет: Получить информацию о реальных моточасах, проконтролировать превышение оборотов двигателя, работу на износ двигателя. Для получения информацию о реальных моточасах, в системе GPSM указывается формула с помощью которой ведется расчёт времени работы двигателя с учётом оборотов двигателя:

1 минута работы при 2000 об/минуту соответствует 1.5 минутам моточасов

1 минута при 1500 об/минуту – соответствует

1 минуте моточасов 1 минута при 1000 об/минуту соответствует 2/3 минуты моточасов

1 минута работы при 500 об/минуту соответствует 20 секундам моточасов

Минусы: установка занимает больше времени по сравнению с “контролем замка зажигания”, необходим gps трекер с частотным входом.

Плюсы: самый точный метод определения работы двигателя. В полевых условиях практически нереально сымитировать работу двигателя, накрутить моточасы. Точный способ определения времени работы (астрономического времени) двигателя. Способ расчёта моточасов работы двигателя для списания топлива.

Контроль состояния двигателя:

включено или выключено зажигание автомобиля. Данный способ является самым простым с точки зрения установки, поддерживается практически всеми автомобильными трекерами. В трекере есть триггерный вход, который активируется напряжением. Вход трекера представляет собой вольтметр. При появлении заданного напряжения, например, 12 или 24 вольта, вход активируется. В систему передается информация о включении зажигания при появлении напряжения.

Плюсы: простота установки, наглядность.

Минусы: на грузовых автомобилях после отключения массы на входе трекера может появляться “плюс”, при этом система будет считать, что двигатель заведён. Водитель может подать плюс на вход трекера и система начнёт считать лишнее время работы двигателя. Второй частный случай, при подключении входа к цепи замка зажигания, вход будет активироваться при проворачивании ключа замка зажигания, но двигатель не будет заведён.

При контроле зажигания с помощью триггерного входа, мы получаем информацию о состоянии двигателя в режиме онлайн. Также, информация сохраняется об астрономических часах работы двигателя, либо других агрегатов.

Контроль моточасов с помощью расходомеров топлива:

Данная функция является встроенной в расходомерах топлива у двух Белорусских производителей Мехатроника, Технотон и одного европейского – Атомик Инжиниринг. В Китайских и Швейцарских расходомерах встроенной функции контроля времени работы двигателя нет. Но мы можем рассчитать её с помощью программного обеспечения GPSM, оценив скорость потока топлива.

Расходомеры не определяют обороты двигателя, поэтому, не могут рассчитывать моточасы. Но по заявлениям производителей, рассчитывают время работы двигателя и определяют режимы работы двигателя (по скорости потребления топлива). Мы протестировали функции контроля времени работы двигателя, указанных производителей и получили следующие данные:

• Расходомеры Технотон давали погрешность времени работы двигателя 5%.
• Расходомеры Мехатроника имели погрешность времени работы двигателя около 30%. При каждой остановке расходомер добавлял 15 минут к времени работы двигателя. Таким образом, погрешность может еще быть больше, если частота запусков, остановок будет чаще. Если частота запусков и остановок двигателя будет меньше, то и погрешность будет меньше.
• Расходомеры Атомик показали самый лучший результат. Погрешность расчёта времени работы двигателя не превышала 1%. Мы протестировали данную функцию как на однокамерных, так и на двухкамерных расходомерах.

Вывод: если контролировать время работы двигателя по расходомеру, точнее всего работаю датчики расхода Атомик. Также, время можно посчитать исходя из скорости потока топлива непосредственно в самом программном обеспечении.

Контроль моточасов по CAN-шине:

На сегодняшний день, самыми популярными моделями являются:

1. OBD-2 трекеры, которые устанавливаются непосредственно в диагностический разъем легковых/грузовых автомобилей. Считывают большое количество данных, в том числе и о расходе топлива, время поездки, силу нажатия на педаль акселератора, тормоза прочее

2. CAN-logger – это компактное устройство, которое подключается к CAN-шине автомобиля, расшифровывает параметры, использую RS-232 интерфейс подключается к GPS-трекеру. CAN-logger расшифровывает значительно больше параметров чем стандартные OBD2 трекеры.

3. GPS-трекер GPSM U1 CAN – данный трекер имеет CAN-интерфейс, который считывает абсолютно все известные параметры, которые есть в CAN-шине автомобиля.

Также, Существуют и другие способы контроля моточасов двигателя, например, считывая импульсы с форсунок двигателя, подключение дополнительных датчиков для контроля оборотов, редко применяются.

Консультация

Специалисты компании «GPSM» готовы помочь в выборе оптимального решения для Вашего бизнеса. Чтобы заказать установку «под ключ», позвоните по телефону 044 362 29 56, 097 696 84 07 или прислать запрос на почту info@gpsm.ua. Мы оперативно Вам перезвоним и вышлем письмо с коммерческим предложением.

Наш штат сотрудников представлен настоящими профессионалами с большим опытом работы. Нам удалось успешно внедрить комплексную систему мониторинга на таких транспортных средствах как грузовые автомобили, общественных транспорт, сельскохозяйственная, строительная, дорожная техника и другие.

Внедрите современный подход для повышения эффективности и прибыли вашего предприятия! Комплекс GPS мониторинга транспорта — это надежный метод оптимизации работы автопарка и сокращения расходов на его содержание на 25-40%. Инвестиции на внедрение системы контроля транспорта, окупаются в течение нескольких месяцев. Сокращайте затраты на закупку топлива и запчастей уже сегодня!