СИСТЕМА ОЧИСТКИ СТЕКЛА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1999 года по МПК B60S1/46 

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей, в частности к устройствам стеклоочистки транспортных средств.

Известно устройство [1] автоматического управления двигателем стеклоочистителя, в котором узел контроля наличия осадков на лобовом стекле содержит генератор и излучатель ультразвука, установленные с одной стороны внутренней поверхности лобового стекла и приемник ультразвукового излучения с другой стороны лобового стекла.

Недостатком устройства является применение ультразвуковых колебаний, что приводит к дополнительным вибрациям, а также сложность применяемой аппаратуры. Кроме того, недопустимо включение привода стеклоочистителя без включения омывателя стекла.

Известно устройство [2], содержащее оптически связанные через стекло две оптронные пары излучатель - приемник излучения, причем первая оптронная пара контролирует степень загрязненности внешней поверхности стекла, а вторая - внутренней.

Недостатками данной системы очистки стекла является ее срабатывание на уровень загрязненности стекла, что может привести в процессе движения к неожиданным для водителя срабатываниям стеклоочистителя и в результате этого появляется возможность совершения дорожно-транспортного происшествия.

Наиболее близким по технической сущности решения является устройство [3] , содержащее стандартную схему стеклоочистителя и подключаемую параллельно автоматическую систему очистки стекла, содержащую датчик загрязненности стекла, генератор импульсов, схему совпадения, два электронных ключа, триггер.

Недостатками данного устройства является то, что система очистки автоматически срабатывает на уровень загрязненности стекла, например на постепенное его запыление или появление капель воды, и, как следствие, происходит неожиданное для водителя включение омывателя стекла и привода стеклоочистителя. Таким образом, при движении автомобиля появляется элемент неожиданности, который может отвлечь внимание водителя от непосредственного управления автомобилем и привести к аварийной ситуации. В таких условиях постепенного загрязнения стекла целесообразно, чтобы водитель сам выбирал момент включения стеклоочистителя и режим его работы. С другой стороны, в неожиданных дорожно-транспортных ситуациях, например внезапное и резкое загрязнение стекла проходящими автотранспортными средствами, и, как следствие, мгновенная потеря водителем видимости дороги, устройство должно включаться немедленно и автоматически.

Кроме того, так как устройство срабатывает на уменьшение светового потока датчика, то ночью, при неожиданном загрязнении стекла, полезный световой поток датчика падает, но, если в это время стекло освещается фарами встречных транспортных средств, то суммарный световой поток может оказаться значительным и датчик не сработает или сработает с запазданием.

Целью изобретения является повышение безопасности движения.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в систему очистки стекла транспортного средства дополнительно введены второй генератор, фазовый детектор, фильтр низкой частоты, дифференцирующий усилитель, компаратор, усилитель, третий и четвертый электронные ключи, причем первый выход второго генератора соединен с входом датчика загрязненности стекла, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, второй выход второго генератора соединен с вторым входом фазового детектора, выход фазового детектора подключен к входу фильтра низкой частоты, выход которого соединен с входом дифференцирующего усилителя и входом усилителя, выход дифференцирующего усилителя через компаратор подключен к входу третьего электронного ключа, выход которого соединен с первым входом схемы совпадения, вторым входом триггера и выходом четвертого электронного ключа, выход усилителя соединен с входом четвертого электронного ключа, прямой выход триггера соединен с входом управления четвертого электронного ключа, а инверсный выход триггера подключен к входу управления третьего электронного ключа.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая система очистки стекла транспортного средства отличается введением в схему новых функциональных узлов: второго генератора, фазового детектора, фильтра низкой частоты, дифференцирующего усилителя, компаратора, усилителя, дополнительной пары электронных ключей, а также связями между ранее применявшимися и вновь введенными элементами. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию "новизна".

Способность заявляемой системы очистки реагировать на скорость изменения загрязненности стекла, а также повышение чувствительности и помехоустойчивости за счет применения фазового детектирования устраняет срабатывания устройства, связанные с постепенным изменением уровня загрязненности стекла, когда в очистке в автоматическом режиме нет особой необходимости. Это позволяет избавиться от неожиданных для водителя срабатываний системы очистки в процессе движения и, как следствие, рассеивание его внимания или возможность проявления с его стороны непредсказуемой реакции. Система очистки, срабатывающая на скорость изменения загрязненности стекла, позволяет автоматически избежать возникновения аварийной ситуации, например при внезапном загрязнении стекла из-под колес других транспортных средств. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На чертеже показана функциональная схема устройства.

Система очистки стекла транспортного средства состоит из электродвигателя 1 привода щеток, электродвигателя насоса омывателя 2, реле 3 времени, переключателя 4 рода работы, электромагнитного клапана 5 омывателя, датчика 6 загрязненности стекла, первого генератора 7 импульсов, схемы 8 совпадения, четырех электронных ключей 9, 10, 18, 19, триггера 12, второго генератора 11 импульсов, фазового детектора 13, фильтра 14 низкой частоты, дифференцирующего усилителя 15, компаратора 16, усилителя 17.

Один полюс переключателя 4 рода работы соединен с обмоткой электродвигателя 1 привода щеток и выходом второго электронного ключа 10, а два других с реле 3 времени, к которому подключен выход первого электронного ключа 9, и положительной клеммой источника питания, к которой также подключены реле 3 времени и электродвигатель 1 привода щеток, соединенные с "массой". Реле 3 времени соединено с обмотками электродвигателя насоса смывателя 2 и электромагнитного клапана 5 омывателя. Первый выход второго генератора 11 импульсов соединен с входом датчика 6 загрязненности стекла, выход которого соединен с первым входом фазового детектора 13, второй выход второго генератора 11 импульсов соединен с вторым входом фазового детектора 13, выход которого подключен к входу фильтра 14 низкой частоты, выход фильтра низкой частоты соединен с входом дифференцирующего "усилителя 15 и входом усилителя 17, выход дифференцирующего усилителя 15 через компаратор подключен к входу третьего электронного ключа 18, выход которого соединен с вторым входом схемы 8 совпадения, вторым входом триггера 12 и выходом четвертого электронного ключа 19, выход усилителя 17 соединен с входом четвертого электронного ключа 19. Выход генератора 7 импульсов соединен с вторым входом схемы 8 совпадения, выход которой подключен к входу первого электронного ключа 9 и первому входу триггера 12. Прямой выход триггера 12 соединен с входом второго электронного ключа 10 и входом управления четвертого электронного ключа 19, а инверсный выход триггера 12 соединен с входом управления третьего электронного ключа 18.

Система очистки стекла работает следующим образом.

В положении 1 переключателя 4 рода работы включается реле 3 времени и напряжение от него подается к электродвигателю насоса омывателя 2 и к клапану 5 омывателя. Клапан 5 срабатывает и жидкость от насоса подается к стеклу. Реле 3 времени создает выдержку времени на отключение двигателя 2 стеклоомывателя.

После срабатывания реле 3 времени переключатель 4 рода работы может быть отключен, дальнейшее питание двигателя 2 происходит через контакты реле 3 времени. В положении П переключателя 4 рода работы напряжение от него подается к электродвигателю 1 привода щеток. Электродвигатель 1 прекращает работу, когда щетка установится в крайнее правое положение. То есть система очистки работает в ручном режиме стандартным образом.

Питание датчика 6 загрязненности стекла происходит от первого выхода второго генератора 11 импульсов, сигнал с выхода датчика 6 загрязненности стекла поступает на первый вход фазового детектора 13. Со второго выхода второго генератора 11 импульсов опорное напряжение поступает на второй вход фазового детектора 13. Применение фазового детектирования позволяет снизить уровень влияния наводок и освещения датчика 6 загрязненности стекла встречными транспортными средствами. Сигнал, пропорциональный загрязненности стекла, через фильтр 14 низкой частоты, отделяющий гармонику удвоенной частоты второго генератора 11 импульсов и снижающий пульсации напряжения, поступает на дифференцирующий усилитель 15 и усилитель 17. Выходное напряжение дифференцирующего усилителя 15, пропорциональное скорости изменения загрязненности стекла, поступает на компаратор 16, уровень срабатывания которого определяет критическую скорость изменения загрязненности стекла, при которой срабатывает система очистки.

С выхода компаратора 16 сигнал через электронный ключ 18 поступает на первый вход схемы 8 совпадения и второй вход триггера 12. Сигнал с выхода первого генератора 7 импульсов поступает на второй вход схемы 8 совпадения. При наличии сигналов с выхода компаратора 16 и импульса с первого генератора 7 импульсов на выходе схемы 8 совпадения появляется сигнал, который поступает на вход ключа 9. Ключ 9 открывается и сигнал с выхода ключа 9 поступает на реле 3 времени. Включается реле 3 времени, его контакты замыкаются и напряжение от него подается к электродвигателю насоса омывателя 2 и к клапану 5 омывателя. Клапан 5 омывателя срабатывает и жидкость от насоса подается к стеклу. Кроме того, сигнал с компаратора 16 поступает на второй вход триггера 12, а сигнал со схемы 8 совпадения на первый его вход. Триггер 12 опрокидывается с приходом первого импульса со схемы 8 совпадения и сигнал с прямого его выхода поступает на вход ключа 10. Ключ 10 открывается и напряжение подается к электродвигателю 1 привода щеток стеклоочистителя, который начинает работать.

После определенной выдержки времени реле 3 отключает электродвигатель 2 и клапан 5 омывателя.

Сигнал с прямого выхода триггера 12 открывает электронный ключ 19. При этом на вход схемы 8 совпадения с выхода усилителя 17 через открытый ключ 19 поступает сигнал, пропорциональный уровню загрязненности стекла. Сигнал, пропорциональный скорости изменения уровня загрязненности, отключается, так как электронный ключ 18 закроется, поскольку на инверсном выходе триггера 12 установится низкое напряжение. Система очистки переходит в режим очистки по уровню загрязненности.

Если за период времени, определяемых генератором 7 импульсов, очистка стекла не произошла, то со схемы 8 совпадения поступает следующий импульс и повторяется цикл работы стеклоомывателя. Стеклоочиститель продолжает работать до тех пор, пока не произойдет очистка стекла, в связи с чем сигнал с датчика 6 прекратится, триггер 12 опрокинется, электродвигатель 1 прекратит работу. При опрокидывании триггера 12 открывается электронный ключ 18, а ключ 19 закроется и система очистки переходит в ждущий режим работы по скорости изменения загрязненности стекла.

Таким образом, устройство обеспечивает немедленное и автоматическое включение системы очистки при внезапном загрязнении стекла транспортного средства, когда водитель теряет видимость дороги. Система работает до тех пор, пока не произойдет окончательная очистка стекла, поскольку в этом режиме система работает по уровню загрязненности. В случае, если за один цикл работы стеклоомывателя очистка не произошла, то цикл работы стеклоомывателя повторяется. Электродвигатель 1 привода щеток прекращает работу только после окончательной очистки стекла. После окончания очистки устройство переходит в режим работы по скорости изменения загрязненности, что исключает неожиданные для водителя срабатывания системы очистки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР N 822463, МПК B 60 S 1/08, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР N 1731667, МПК B 60 S 1/30, 1992.

3. Авторское свидетельство СССР N 1523433, МПК B 60 S 1/00, 1989.

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей. Предложенное устройство, как и известные, имеет стандартную схему стеклоочистителя и подключаемую параллельно автоматическую систему очистки стекла с датчиком загрязненности стекла. Данная система реагирует на скорость изменения загрязненности стекла. За счет применения фазового детектирования устраняются срабатывания, связанные с постепенным изменением уровня загрязненности стекла, когда в очистке в автоматическом режиме нет особой необходимости. Это позволяет избавиться от неожиданных для водителя срабатываний системы очистки во время движения и рассеивания его внимания. Система очистки, срабатывающая на скорость изменения загрязненности стекла, позволяет избежать возникновения аварийной ситуации при внезапном загрязнении стекла, например из-под колес других транспортных средств. В целом изобретение способствует повышению безопасности движения. 1 ил.

Система очистки стекла транспортного средства, содержащая электродвигатель привода щеток, электродвигатель и электромагнитный клапан омывателя, реле времени, переключатель рода работы, датчик загрязненности стекла, первый генератор импульсов, первый и второй электронные ключи, триггер и схему совпадения, причем один полюс переключателя рода работы соединен с обмоткой электродвигателя привода щеток и выходом второго электронного ключа, а два других - с реле времени, к которому подключен выход первого электронного ключа, и с положительной клеммой источника питания, к которой также подключены реле времени и электродвигатель привода щеток, соединенные с "массой", а реле времени соединено с обмотками электродвигателя и электромагнитного клапана омывателя, выход первого генератора импульсов подключен к второму входу схемы совпадения, выход которой соединен с входом первого электронного ключа и первым входом триггера, второй вход которого соединен с первым входом схемы совпадения, а прямой выход триггера соединен с входом второго электронного ключа, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена вторым генератором импульсов, фазовым детектором, фильтром низкой частоты, дифференцирующим усилителем, компаратором, усилителем, третьим и четвертым электронными ключами, причем первый вход второго генератора импульсов соединен с входом датчика загрязненности стекла, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, второй выход второго генератора импульсов соединен с вторым входом фазового детектора, выход фазового детектора подключен к входу фильтра низкой частоты, выход фильтра низкой частоты соединен с входом дифференцирующего усилителя и входом усилителя, выход дифференцирующего усилителя через компаратор подключен к входу третьего электронного ключа, выход которого соединен с первым входом схемы совпадения, вторым входом триггера и выходом четвертого электронного ключа, выход усилителя соединен с входом четвертого электронного ключа, прямой выход триггера соединен с входом управления четвертого электронного ключа, а инверсный выход триггера подключен к входу управления третьего электронного ключа.