УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ ТОРМОЖЕНИЯ И ОСТАНОВКИ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 1995 года по МПК B60Q1/44 

Изобретение относится к автомобильному электронному оборудованию.

Известно устройство для индикации торможения и остановки автомобиля, включающее удлиненный полый корпус для установки в тыльной части кабины автомобиля, в котором находится ряд источников мигающего света [1]. По мере роста давления в тормозной системе автомобиля увеличивается число источников, получающих питание от электрогидравлического преобразователя, чувствительного к давлению в этой системе.

Однако такой индикатор невозможно выполнить в виде компактного прибора, так как его преобразователь должен быть установлен на удалении от корпуса, где расположены источники света. Кроме того, гидравлическая связь преобразователя и тормозной системы требует квалифицированного обслуживания.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для индикации торможения и остановки автомобиля, содержащее инерциальный преобразователь ускорения с герметичным корпусом из литого пластичного материала, имеющим заполненный ртутью нижний рукав, а также передний по ходу движения восходящий и задний наклонный рукава, входным электродом, пропущенным в нижний рукав и постоянно погруженным в ртуть, и рядом выходных электродов, пропущенных в восходящий рукав и разнесенных вдоль него с возможностью поочередного замыкания ртутью по мере вхождения ее в данный рукав при торможении, световой индикатор с элементами крепления к задней части кабины и электрическими источниками света, обращенными в сторону, противоположную движению, и подключенными к аккумуляторной батарее через выключатель [2].

Недостаток указанного технического решения связан с невозможностью реализации компактного устройства, характеризующегося простым обслуживанием в эксплуатации.

Цель изобретения - создание компактного индикаторного прибора.

Цель достигается тем, что в устройстве для индикации торможения и остановки автомобиля, содержащем инерциальный преобразователь ускорения с герметичным корпусом из литого пластичного материала, имеющим заполненный ртутью нижний рукав и заполненные демпфирующим газом передний по ходу движения восходящий и задний наклонный рукава, входным электродом, пропущенным в нижний рукав и постоянно погруженным в ртуть, и рядом выходных электродов, пропущенных в восходящий рукав и разнесенных вдоль него с возможностью поочередного замыкания ртутью по мере вхождения ее в данный рукав при торможении, световой индикатор с удлиненным полым корпусом, расположенным поперек движения, элементами крепления к задней части кабины, рассредоточенными электрическими источниками света, обращенными в сторону, противоположную движению, и подключенными к аккумуляторной батарее через электроды преобразователя ускорения, и выключатель тормозных фонарей, нижний и восходящий рукава преобразователя ускорения установлены с L-образным сочленением, при котором нижний рукав расположен горизонтально, а восходящий рукав - вертикально, и снабжены средствами для регулирования и фиксации наклона относительно исходных положений, источники света светового индикатора выполнены в виде светодиодов, разделенных на левую и правую полуматрицы и центральную группу, при этом соединенные параллельно наружные группы светодиодов полуматриц подключены к нижнему выходному электроду преобразователя ускорения, центральная группа светодиодов - к верхнему выходному электроду, а остальные пары параллельно соединенных групп светодиодов полуматриц, симметрично удаленных от наружных, - к промежуточным выходным электродам с высотой расположения, пропорциональной указанному удалению.

Цель достигается также тем, что между центральной группой светодиодов светового индикатора и верхним выходным электродом преобразователя ускорения включен прерыватель, установленный в корпусе светового индикатора; в световом индикаторе светодиоды каждой группы полуматриц выполнены с красным свечением и расположены с возможностью обозначения пунктирных стрелок, направленных к центральной группе светодиодов; в световом индикаторе светодиоды центральной группы выполнены с оранжевым свечением и расположены с возможностью обозначения ромба; в корпусе светового индикатора с внешних сторон светодиодных полуматриц установлены красные фонари, включенные параллельно с тормозными фонарями.

На фиг. 1 изображен ртутный инерциальный преобразователь ускорения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - преобразователь, трехмерный перспективный вид; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - световой индикатор; на фиг. 6 - автомобиль с возможными позициями установки индикатора, вид сзади; на фиг. 7 - индикатор, боковая вертикальная проекция, в которой часть стекла и часть полочки для пакетов автомобиля показаны в продольном сечении; на фиг. 8 - индикатор, вертикальное сечение; на фиг. 9 - разрез В-В на фиг. 8; на фиг. 10 - сечение Г-Г на фиг. 9; на фиг. 11 - электрическая схема индикатора и схема его подсоединения к электрооборудованию автомобиля.

На фиг. 1-4 преобразователь 1 ускорения включает в себя корпус 2. Корпус 2 состоит из пары литых полуоболочек 2а, 2b, имеющих зеркальную симметрию, отлитых, например, из ударопрочного пластикового материала. Две полуоболочки 2a и 2b имеют определяющие треугольные или трапецеидальные пластины и соприкасаются плоскими поверхностями 3a, 3b, которые скрепляются вместе склеиванием или ультразвуковой сваркой. В соприкасающихся поверхностях 3а, 3b в каждой из полуоболочек 2а и 2b образуются выемки, и, когда полуоболочки соединяются вместе, в корпусе 2 образуется определяющая L-образная полость. Выступы на внешней стороне двух полуоболочек соответствуют этим выемкам. Для упрощения различные части полости, определяющие их выемки и соответствующие выступы указаны под теми же номерами деталировки.

Полость корпуса 2 включает в себя горизонтальный нижний рукав 4 и вертикальный восходящий рукав 5. Нижний рукав 4 имеет относительно большее сечение и в состоянии покоя содержит объем ртути А (фиг. 2). Этот объем ртути не входит в восходящий рукав 5.

Ртуть А вводится в корпус 2 через нарезное отверстие 6. Защитный газ, например азот, подается в полость через отверстие 6 и располагается в объеме полости, не занятом ртутью. Отверстие 6 герметически закрывается пробкой 7, имеющей резьбу.

Полость корпуса 2 включает в себя также третий рукав 8, который взаимно соединяет отдаленные концы нижнего рукава 4 и восходящего рукава 5.

Преобразователь содержит входной электрод 9 и ряд выходных электродов 10₁, 10₂, 10₃, 10₄, 10₅, 10₆, 10₇. Входной электрод 9 изготавливается из куска листового металла. Он имеет ножевую часть 11, которая выступает как штифт из корпуса 2 на внешнюю часть восходящего рукава 5 и постоянно погружена в ртуть А. Ножевая часть 11 продолжается внутри восходящего рукава 5 увеличенным придатком 12, который искривлен в виде черепицы и приложен к стенке восходящего рукава 5 изнутри.

Все выходные электроды 10₁-10₇ состоят из ножей, выполненных из того же листового материала, что и входной электрод 9.

Как ножевая часть 11 входного электрода 9, так и ножевые части выходных электродов 10₁-10₇ проходят в полость корпуса 2 между двумя сопряженными поверхностями 3а и 3b. В этих плоскостях (3а и 3b) образованы канавки 13 для прохода электродов. В соответствии с этими канавками входной электрод 9 имеет узкую часть 14, электроды 10₁-10₇ также имеют узкие части 15. Эти узкие части 14 и 15 подогнаны в соответствующие канавки 13 для прочного закрепления электродов.

Внешние части 16 выходных электродов 10₁-10₇ совмещены наподобие расчески и выступают как штифты из корпуса 2 с внешней стороны восходящего рукава 5 для соединения совместно с ножевой частью 11 входного электрода 9 в общепринятый охватывающий соединитель.

Электроды могут быть расположены по-другому. Они могут, например, быть составлены из элементов в форме стержней с круглым сечением, а не из ножевых элементов. Внутренние концы выходных электродов 10₁-10₇, обозначенные позицией 17, обращены к черепициевидному придатку 12 входного электрода 9.

Преобразователь 1 должен крепиться на опоре. Для крепления преобразователь 1 включает в себя с двух противоположных сторон пару фланцев или кронштейнов 18. Каждый из этих фланцев 18 получают литьем с соответствующей половиной корпуса (полуоболочками 2а, 2b). Фланцы 11 простираются под прямым углом к общей плоскости соответствующей половины корпуса и сделаны заподлицо с тем краем полукорпусов, которые соответствуют внешней стороне восходящего рукава 5. Каждый фланец 18 имеет выемку для прохода тела фиксирующего винта.

Пластиковый материал корпуса 2 прозрачный, чтобы обеспечить проверку правильного функционирования преобразователя.

Далее описана работа преобразователя 1. На фиг. 1 и 2 стрелки В указывают путь и направление движения движущегося объекта, на котором смонтирован преобразователь 1 с нижним горизонтальным рукавом 4 и вертикальным восходящим рукавом 5. При этих условиях преобразователь чувствителен к инерциальным силам, направленным вдоль нижнего рукава 4 к восходящему рукаву 5.

Когда автомобиль неподвижен или движется с постоянной скоростью по горизонтальному пути В, вся ртуть А расположена в нижнем рукаве 4 и в нее погружен только электрод 9.

Когда автомобиль тормозит, ртуть А перемещается вперед (налево на фиг. 2) и поднимается в восходящем рукаве 5 полости. Чем больше торможение, тем на более высокий уровень поднимается ртуть в восходящем рукаве 5. Таким образом ртуть устанавливает электрический контакт между входным электродом 9 и каким-то числом выходных электродов 10₁-10₇, которое увеличивается по мере роста торможения.

Объем ртути А, секции рукавов 4 и 5 и высоты выходных электродов 10₁-10₇ могут быть так рассчитаны, что контакт с последующими электродами 10₁-10₇ имеет место с шагом в 0,1g.

Хороший электрический контакт по пути с наименьшим расстоянием и, таким образом, с наименьшим сопротивлением через ртуть обеспечен наличием придатка 12, который обращен к концам 17 выходных электродов.

Третий рукав 8, который имеет меньшее сечение, чем другие два рукава 4 и 5, является узким, позволяет газу циркулировать в соответствии с движениями ртути А с некоторым демпфирующим эффектом, что делает преобразователь 1 относительно нечувствительным к непродолжительным отрицательным или положительным ускорениям.

Альтернативно демпфирование можно выполнить регулируемым за счет продвижения пробки 7 с перекрытием соответствующего прохода в рукаве 8 в большей или меньшей степени.

Установление связи между входным электродом 9 и последовательными выходными электродами 10₁-10₇ может быть использовано для получения электрических сигналов, чтобы вывести на дисплей отчетливые величины отрицательных (или положительных) ускорений или управлять устройством в зависимости от этих сигналов.

Преобразователь 1 используется в сочетании со световым индикатором 19 (фиг. 5-11).

Из фиг. 5, 8, 9 и 10 видно, что индикатор 19 включает в себя продолговатый полый корпус или кожух 20 из пластичных материалов. Корпус 20 имеет средства для крепления в относительно высокой позиции в задней части кабины автомобиля. Как показано на фиг. 5, средства для крепления включают пару опор 21, сделанных из того же пластичного материала, что и корпус 20. Опоры 21 шарнирно соединены с корпусом 20 около своих окончаний, которые находятся в самой верхней части опоры, при помощи винтов 22. Крепежные кронштейны 23 из того же пластичного материала связаны с опорами 21, а именно шарнирно соединены с опорами 21 около их окончаний, которые находятся в самой нижней части опоры, при помощи винтов 24.

Корпус 20 выполнен в форме продолговатого ящика и имеет одну открытую часть, которая обращена назад (по ходу движения автомобиля).

Корпус 20 имеет полученные методом литья поперечные стенки 25, которые разделяют его на два противоположных концевых отделения 26 и на удлиненное центральное отделение 27.

Соответствующие оптические или световые устройства (источники 28), имеющие каждый, например, лампу 29 накаливания и ее параболический отражатель 30, смонтированы в концевых отделениях 26.

Отделения 26 закрыты соответствующими прозрачными красными экранами или пластинами 31, которые вставлены с плотной посадкой.

Панель 32 установлена в центральном отделении 27, в приведенном конструктивном оформлении содержит множество светодиодов.

Индикатор 19 смонтирован (фиг. 6 и 7). На фиг. 6 изображен автомобиль, вид сзади. Его обычные тормозные или стоп-сигналы обозначены как С. Индикатор 19 смонтирован (фиг. 7) на полочке для пакетов Д перед задним стеклом Е. Альтернативно, как показано штрихованным контуром 19а на фиг. 6, индикатор может быть смонтирован вверх ногами около верхней части окна Е.

Как только выбрана наиболее удобная или необходимая позиция крепежных кронштейнов 23 на полочке для пакетов Д или где-то еще, корпус 20 может быть установлен в наиболее удобное положение ближе или дальше к окну Е за счет вращения вокруг горизонтальной поперечной оси, определяемой винтами 24, как показано двухсторонней стрелкой F на фиг. 7. Таким образом можно регулировать горизонтальное положение или любой наклон корпуса 20, как показано двухсторонней стрелкой С на фиг. 7, за счет поворота вокруг горизонтальной поперечной оси, определяемого винтами 22.

После произведения регулировки в соответствии со стрелками F и С индикатор 19 может быть закреплен постоянно в требуемом положении простым завертыванием винтов 22 и 24.

Преобразователь 1 (фиг. 1-4) монтируется в центральном отделении 27 и крепится в корпусе 20 таким образом, что его нижний рукав 4 существенно горизонтален, а восходящий рукав 5 направлен вперед по отношению к направлению движения (стрелкой Ж на фиг. 10).

Как видно из фиг. 10, корпус 20 включает в себя полуцилиндрическую переднюю стенку 33 (относительно направления движения), имеющую горизонтальную ось. Расположенная в средней части центрального отделения 27 передняя стенка 33 имеет круговой вырез 34. Средства для монтажа преобразователя 10 предусмотрены в соответствии с вырезом 34 и состоят из пары выгнутых в форме черепицы элементов. Элемент 35 подогнан к наружной поверхности стенки 33. Другой черепицеобразный элемент 36 подогнан к внутренней поверхности стенки 33. Два черепицеобразных элемента 35 и 36 соединены друг с другом винтом 37, тело которого проходит через вырез 34. Винт 37 вворачивается в металлическую вставку 38, которая выполняет роль гайки и находится заподлицо с элементом 36.

Преобразователь 1 фиксируется на внутреннем элементе 36 при помощи винтов 37, тела которых проходят через вырезы 39 (фиг. 1-3) во фланцах или кронштейнах 18. Между фланцами 18 и элементом 36 тела болтов (вставок 38) окружены трубчатыми прокладками 40, которые оставляют пространство между элементом 36 и преобразователем 1 для многополюсного охватывающего соединителя 41, подсоединенного ко всем штифтам (частям 11, 16) электродов 9, 10₁-10₇.

Средства для крепления преобразователя 10 к его опоре состоят из корпуса 20, который образуется из двух черепицеобразных элементов 35, 36 и скрепляющих их винтов 37, позволяющих регулировать высоту преобразователя 1, когда винт 37 отвернут, в направлении двухсторонней стрелки Н (фиг. 10). Эта регулировка высоты обеспечивает наклон нижнего рукава 4 к горизонту и наклон восходящего рукава 5 к вертикали, которые необходимо выставлять, чтобы преобразователь был более или менее чувствителен к силам торможения. Как только требуемая чувствительность достигнута, выставка высоты преобразователя 1 заканчивается и винт 37 заворачивается до отказа. Таким образом такой же регулировкой возможно установить горизонтальную позицию или наиболее удобный наклон нижнего рукава 4, если корпус 20 не является горизонтальным в результате регулировок в направлении стрелок на фиг. 7.

Из фиг. 5-8 видно, что панель 32 несет матрицу источников света, каждый из которых состоит из набора светодиодов. Эта матрица разделена на левую и правую полуматрицы и на центральную часть. Соответствующие источники света двух полуматриц обозначены 42_1S-42_6S для левой и 42_1D-42_6D для правой полуматриц. Центральный источник света обозначен 42₇. В показанном конструктивном оформлении каждый источник света каждой полуматрицы содержит пять светодиодов, расположенных таким образом, что они образуют рисунок точечных стрел, направленных к центральному источнику 42₇ света. В показанном конструктивном исполнении центральный источник 42₇ света состоит из восьми светодиодов, расположенных в форме ромба.

Диоды источников 42_1S-42_6S и 42_1D-42_6D излучают красный свет, тогда как диоды центрального источника 42₇ излучают оранжевый свет.

Весь индикатор 20 может быть соединен электрически с электрооборудованием автомобиля при помощи только двух выводов 43 и 44 (фиг. 8), помещенных на одном из крепежных кронштейнов 23 (левый кронштейн на фиг. 8). Один из этих выводов, например 43, будет заземлен, т.е. соединен с металлическим корпусом автомобиля. Этот провод заземления может оканчиваться зажимом с глазком, через который проходит винт, заворачивающийся в корпус автомобиля.

Другой вывод, например 44, соединен параллельно с тормозными фонарями С на фиг. 6. Например, провод может соединять вывод 44 с соответствующим не "земляным" выводом (обычно положительным) одного из тормозных фонарей С. Электрическая схема имеющегося в корпусе 20 индикатора 19 проиллюстрирована на фиг. 11.

Обычные тормозные фонари автомобиля снова обозначены С. Положительная клемма аккумулятора обозначена "+" и соединена с выводом I тормозных фонарей С через обычный выключатель 45, связанный с тормозной педалью К. Масса корпуса автомобиля обозначена I и соединена с отрицательной клеммой аккумулятора, обозначенной "-". Вывод 43 соединен также с массой (землей) I через провод 46. Другой вывод 44 соединен с одним из выводов I тормозных фонарей С проводом 47.

Два источника 28 света соединены друг с другом параллельно и также соединены параллельно с тормозными фонарями С через вывод 44 и провод 47.

Вывод 44 непосредственно соединен с входным электродом 9 преобразователя 1.

Крайние снаружи источники 42_1S и 42_1D света каждой полуматрицы соединены параллельно друг с другом и соединены с нижним выходным электродом 10₁ преобразователя 1. Внутренние пары источников 42_2S-42_6S, 42_2D-42_6D с нарастающими порядковыми номерами двух полуматриц электрически соединены параллельно друг с другом и подключены нарастающе к более высокорасположенным выходным электродам 10₂-10₆ преобразователя 1. Центральный источник 42₇ света соединен с верхним выходным электродом 10₇ преобразователя. Мигающее устройство вводится электрически между верхним выходным электродом 10₇ и центральным источником 42₇ света и смонтировано в корпусе 20 индикатора 19. Этот прерыватель на фиг. 11 символически представлен как биметаллический выключатель 48.

Электросхема фиг. 11, которая находится в корпусе 20, может быть в большей своей части выполнена как печатная плата и помещена сзади панели 32.

Резисторы, через которые светодиоды соединены с выходными электродами и которые могут быть помещены на печатную плату, для простоты на фиг. 11 не показаны.

Применение светодиодов удобно как из-за их дешевизны, так и низкого потребления ими тока. Среди других проблем низкое потребление тока имеет то преимущество, что оно позволяет использовать небольшой преобразователь 1 и в то же время избежать образования электрической дуги между выходными электродами 10₁-10₇ и ртутью А.

Однако светодиоды имеют тот недостаток, что они излучают свет в виде пучка с ограниченным распространением. С этой точки зрения удобна регулировка высоты корпуса 20 в направлении двухсторонней стрелки С на фиг. 7, так как она позволяет направить оптические оси пучков света, излучаемого светодиодами, на высоту глаз водителя автомобиля, который следует за автомобилем, снабженным индикатором 19, на расстоянии 10-20 м.

Индикатор работает следующим образом.

Когда водитель слегка тормозит педалью К, включаются обычные тормозные фонари С и красные сигналы источника 28, играющие роль ретрансляторов.

Когда водитель тормозит немного более энергично, автомобиль получает торможение 0,1g, ртуть доходит до нижнего выходного электрода 10₁ и включаются крайние наружные источники 42_1S, 42_1D света. При более энергичном торможении, когда достигается величина 0,2g, ртуть доходит до следующего более высокого выходного электрода 10₂ и включается следующая близлежащая пара источников 42_2S, 42_2D света и т.д.

По мере увеличения торможения водитель следующего сзади автомобиля видит установившиеся изображения красных стрел, которые сходятся ближе и ближе, и всегда более близкие друг к другу острия этих стрел дают впечатление об уменьшении расстояния до впереди идущего автомобиля.

Когда при исключительно резком торможении, например до 0,7g, ртуть доходит до самого высокорасположенного выходного электрода 10₇, центральный источник 42₇ света загорается оранжевым светом, предупреждая водителя следующего следом автомобиля об опасности.

Использование: автомобильное электронное оборудование. Сущность изобретения: устройство состоит из взаимосвязанных инерциального преобразователя ускорения и светового индикатора. Преобразователь включает в себя корпус, который определяет L-образную полость, имеющую горизонтальный нижний рукав и вертикальный восходящий рукав. Объем ртути в состоянии покоя занимает нижний рукав и не входит в восходящий рукав. Входной электрод проходит в нижний рукав снаружи и постоянно погружен в ртуть. Выходные электроды расположены вдоль восходящего рукава и могут быть последовательно залиты ртутью, когда она поднимается в восходящем рукаве благодаря инерциальной силе, направленной вдоль нижнего рукава по направлению к восходящему рукаву. Индикатор включает в себя удлиненный полый корпус со средствами крепления к кузову автомобиля и несущий матрицу из светодиодов, расположенных вдоль корпуса. Эти источники света упорядочены поперек автомобиля и обращены назад по ходу движения. Инерциальный преобразователь смонтирован в полом корпусе, и каждый его выходной электрод соединен по меньшей мере с одним из источников света. 4 з.п.ф-лы, 11 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ ТОРМОЖЕНИЯ И ОСТАНОВКИ АВТОМОБИЛЯ, содержащее инерциальный преобразователь ускорения с герметичным корпусом из литого пластичного материала, имеющим заполненный ртутью нижний рукав и заполненные демпфирующим газом передний по ходу движения выходящий и задний наклонный рукава, входным электродом, пропущенным в нижний рукав и постоянно погруженным в ртуть, и рядом выходных электродов, пропущенных в выходящий рукав и разнесенных вдоль него с возможностью поочередного замыкания ртутью по мере вхождения ее в данный рукав при торможении, световой индикатор с удлиненным полым корпусом, расположенным поперек движения, элементами крепления к задней части кабины, рассредоточенными электрическими источниками света, обращенными в сторону, противоположную движению, и подключенными к аккумуляторной батарее через электроды преобразователя ускорения, и выключатель тормозных фонарей, отличающееся тем, что нижний и восходящий рукава преобразователя ускорения установлены с L-образным сочленением, при котором нижний рукав расположен горизонтально, а восходящий рукав - вертикально, и снабжены средствами для регулирования и фиксации наклона относительно исходных положений, источники света светового индикатора выполнены в виде светодиодов, разделенных на левую и правую полуматрицы и центральную группу, при этом соединенные параллельно наружные группы светодиодов полуматриц подключены к нижнему выходному электроду преобразователя ускорения, центральная группа светодиодов - к верхнему выходному электроду, а остальные пары параллельно соединенных групп светодиодов полуматриц, симметрично удаленных от наружных, - к промежуточным выходным электродам с высотой расположения, пропорциональной указанному удалению. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между центральной группой светодиодов светового индикатора и верхним выходным электродом преобразователя ускорения включен прерыватель, установленный в корпусе светового индикатора. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в световом индикаторе светодиоды каждой группы полуматриц выполнены с красным свечением и расположены с возможностью обозначения пунктирных стрелок, направленных к центральной группе светодиодов. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в световом индикаторе светодиоды центральной группы выполнены с оранжевым свечением и расположены с возможностью обозначения ромба. 5. Устройство по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающееся тем, что в корпусе светового индикатора с внешних сторон светодиодных полуматриц установлены красные фонари, включенные параллельно с тормозными фонарями.