УСТРОЙСТВО УКАЗАТЕЛЯ ПОВОРОТОВ И АВАРИЙНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2003 года по МПК B60Q1/38 H03K17/00 

Заявляемое изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств, а именно к устройству указателя поворотов и аварийной сигнализации, и может быть использовано на транспортных средствах.

Известен указатель поворотов, содержащий источник питания, предохранитель, фильтр питания, мультивибратор, выход которого через усилитель мощности и электронный ключ подключены к соединенным вместе входным контактам сдвоенного (с фиксацией) выключателя аварийной сигнализации и входному контакту трехпозиционного переключателя (с нейтралью) указателя поворотов, а их выходные контакты соединены соответственно с сигнальными лампами указателей левого и правого поворота (См. В.Л Шило, Популярные цифровые микросхемы, Справочник, Москва, "Радио и связь", 1988 г., стр.220-221).

Недостатками этого указателя поворотов являются нестабильность частоты мультивибратора, а вместе с ним и частоты миганий сигнальных ламп указателей поворотов из-за колебаний напряжения источника питания; искрение и быстрый износ контактов переключателей из-за больших коммутируемых ими токов (порядка 5-10 А); отсутствует контроль состояния сигнальных ламп указателей поворотов, а также контрольная световая и звуковая индикация включения указателя поворотов и аварийной сигнализации.

Известно также реле прерыватель указателей поворота и аварийной сигнализации, содержащее источник питания, блок предохранителей с подключенным к нему через выключатель аварийной сигнализации реле прерывателем, один выход которого соединен с контрольной лампой указателя поворотов, а второй выход - с входом переключателя указателей поворотов, два выходных контакта которого соединены с выходными контактами выключателя аварийной сигнализации и сигнальными лампами левого и правого указателей поворотов передних, боковых и задних фонарей, при этом реле прерыватель включает в себя генератор прямоугольных импульсов (ГПИ), узел контроля исправности ламп и электромагнитное реле.

ГПИ работает и при включении сигнализации поворота, и при включении аварийной сигнализации. Он вырабатывает импульсы с частотой 1,5±0,5 Гц, которые через усилитель мощности подаются на обмотку электромагнитного реле. Контактами этого реле включаются и выключаются сигнальные лампы указателей поворотов с частотой следования импульсов ГПИ.

Узел контроля исправности ламп работает только при включении сигнализации поворота и управляет работой контрольной лампы указателей поворота, расположенной в комбинации на щитке приборов. Если сигнальные лампы указателей поворота исправны, то контрольная лампа указателей поворотов мигает синхронно и синфазно с сигнальными лампами указателей поворота. Если перегорела сигнальная лампа (21 Вт) переднего или заднего фонаря указателей поворота, то контрольная лампа указателей поворотов будет мигать с удвоенной частотой. Перегорание сигнальной лампы (4 Вт) бокового указателя поворота не влияет на работу контрольной лампы указателей поворотов (См. Автомобили ВАЗ-1111, ВАЗ-11113: Многокрасочный альбом/ В. А. Вершигора, А.П. Игнатов, К.В. Новокшонов, П. М. Прусов, К.Б. Пятаков - М.: Изд. "ЧП Морозов", 1999 г., стр. 84-85).

Недостатками данного устройства являются нестабильность частоты ГПИ, обусловленная нестабильностью напряжения источника питания бортовой сети, использование достаточно сложного многополюсного выключателя аварийной сигнализации, сильный износ контактов выключателя аварийной сигнализации, переключателя указателей поворотов и электромагнитного реле из-за коммутации ими больших токов нагрузки (порядка 5-10 А), кроме того характерно частое залипание контактов электромагнитного реле, особенно при работе в режиме аварийной сигнализации, когда через контакты электромагнитного реле течет самый большой ток нагрузки. Имеют место сбои в работе узла контроля состояния сигнальных ламп указателей поворотов из-за раздельности цепей их питания от цепи питания контрольной лампы указателей поворотов. Отсутствует звуковой сигнализатор контроля работы указателей поворота и аварийной сигнализации.

Наиболее близким техническим решением из известных является реле указателя поворотов на КМОП микросхеме, содержащее шину питания, соединенную через предохранитель с источником питания, два электрических канала, каждый из которых содержит мультивибратор, управляющий вход которого подключен к элементу памяти и двум выходам двух элементов коммутации, входы которых попарно объединены с аналогичными элементами коммутации в обоих каналах, при этом первый объединенный вход через первый резистор соединен с шиной питания, а другой через второй резистор соединен с общей шиной, выход мультивибратора соединен с входом усилителя мощности, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа, вход которого подключен к шине питания, а выход соединен с сигнальными лампами одного из двух указателей поворотов (См. П. Головин. Реле указателя поворотов на КМОП микросхеме - ж. "Радио", 1991 г., 6, стр.30-31 - прототип).

Недостатком этого известного устройства является использование в каждом электрическом канале отдельного мультивибратора, что затрудняет получение равной частоты миганий сигнальных ламп указателей поворотов для каждого из каналов. Также имеет место сильная зависимость частоты миганий сигнальных ламп указателей поворотов от стабильности напряжения источника питания. Использована достаточно сложная схема коммутации входной цепи управления работой мультивибратора в электрических каналах. Отсутствует звуковой сигнализатор контроля работы указателей поворота, контроль состояния сигнальных ламп указателей поворотов, выключатель аварийной сигнализации и контрольная лампа указателей поворотов.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение стабильности и информационности устройства.

Поставленная задача решается тем, что в устройство указателя поворотов и аварийной сигнализации транспортного средства, содержащее источник питания, соединенный через предохранитель с первым выводом резистора, входными контактами переключателя указателей поворотов и выключателя аварийной сигнализации, первый мультивибратор, первый и второй усилители мощности, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно первого и второго электронных ключей, выходы которых соединены с сигнальными лампами указателей соответственно левого и правого поворотов, контрольную лампу указателей поворотов, дополнительно введены блок диодов, стабилизатор напряжения, компаратор, задатчик опорного уровня, первый и второй элементы И, второй мультивибратор, звуковой сигнализатор, первый и второй диоды, при этом третий вывод блока диодов соединен с выходным контактом выключателя аварийной сигнализации, первый вывод блока диодов соединен с первым выходным контактом переключателя указателей поворотов, первым входом первого элемента И, выводами питания первого элемента И и первого усилителя мощности, а второй вывод блока диодов соединен со вторым выходным контактом переключателя указателей поворотов, первым входом второго элемента И, выводами питания второго элемента И и второго усилителя мощности, вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом первого мультивибратора и входом второго мультивибратора, выход которого подключен к звуковому сигнализатору, выходы первого и второго элементов И соединены с входами соответственно первого и второго усилителей мощности, четвертый вывод блока диодов соединен с входом стабилизатора напряжения, выход которого подключен к выводам питания первого и второго мультивибраторов, компаратора и задатчика опорного уровня, катоды первого и второго диодов соединены с входом контрольной лампы указателей поворотов и первым входом компаратора, а их аноды подключены к выходам соответственно первого и второго электронных ключей, входы которых соединены со вторым выводом резистора, второй вход компаратора соединен с выходом задатчика опорного уровня, а выход компаратора соединен с управляющим входом первого мультивибратора.

Технический результат выражается в том, что частота миганий сигнальных ламп в каждом канале остается одной и той же, а стабильность частоты миганий более высокая, так как используется один и тот же мультивибратор с питанием его через стабилизатор напряжения. Возросла информационность устройства, поскольку введен звуковой контроль работы указателя поворотов и аварийной сигнализации с помощью звукового сигнализатора. Кроме того, введен надежный контроль состояния сигнальных ламп указателей поворотов и использованы простые элементы коммутации.

Новизна предложенного технического решения состоит в введенных в предлагаемое устройство новых элементах, их электрических связях и электрических преобразованиях сигналов.

Проведенный нами анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить отсутствие технического решения в источниках, характеризующегося признаками, тождественными признакам предложенного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому нами техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Результаты проведенного дополнительного поиска известных решений показали, что заявленное изобретение не содержит признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаков заявленного устройства.

Следовательно, заявленное изобретение не вытекает для специалиста в области электротехники явным образом из известного уровня техники, а является результатом творческого труда авторов изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Устройство указателя поворотов и аварийной сигнализации транспортного средства поясняется чертежами, где на фиг.1 дана его электрическая структурная схема, на фиг.2 - принципиальная электрическая схема блока диодов, а на фиг.3 - временные диаграммы его работы.

Устройство указателя поворотов и аварийной сигнализации транспортного средства содержит источник питания 1, соединенный через предохранитель 2 с входными контактами переключателя указателей поворотов 3, выключателя аварийной сигнализации 4 и первым выводом резистора 5. Выходной контакт выключателя аварийной сигнализации соединен с третьим выводом блока диодов 6. Первый выходной контакт переключателя указателей поворотов 3 соединен с первым выводом блока диодов 6, первым входом первого элемента И 7, выводами питания первого элемента И 7 и первого усилителя мощности 8. Второй выходной контакт переключателя указателей поворотов 3 соединен с вторым выводом блока диодов 6, первым входом второго элемента И 9, выводами питания второго элемента И 9 и второго усилителя мощности 10. Вторые входы первого и второго элементов И 7 и И 9 соединены с выходом первого мультивибратора 11 и входом второго мультивибратора 12, к выходу которого подключен звуковой сигнализатор 13. Четвертый вывод блока диодов 6 соединен с входом стабилизатора напряжения 14. Выход стабилизатора напряжения 14 соединен с выводами питания первого и второго мультивибраторов 11 и 12, компаратора 15 и задатчика опорного уровня 16. Выходы первого и второго элементов И 7 и И 9 подключены соответственно к входам первого и второго усилителей мощности 8 и 10, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами электронных ключей 17 и 18. Входы электронных ключей 17 и 18 соединены со вторым выводом резистора 5, а их выходы соответственно с сигнальными лампами указателей левого и правого поворота 19 и 20 и с анодами первого и второго диодов 21 и 22, катоды которых подключены к входу контрольной лампы указателей поворотов 23 и первому входу компаратора 15, второй вход которого подключен к выходу задатчика опорного уровня 16, а выход компаратора 15 соединен с управляющим входом первого мультивибратора 11.

Устройство указателя поворотов и аварийной сигнализации транспортного средства работает следующим образом.

В исходном состоянии переключатель указателей поворотов 3 (трехпозиционный с нейтралью) находится в нейтральном положении, а выключатель аварийной сигнализации 4 - в выключенном положении, при этом цепи питания устройства обесточены, а первый и второй электронные ключи 17 и 18 находятся в разомкнутом состоянии.

При выполнении поворота "Влево" переключатель указателей поворота 3 переводят из нейтрального положения в положение "Влево", при этом замыкаются его входной и первый выходной контакты. В результате напряжение питания от источника питания 1 через предохранитель 2 и переключатель указателя поворотов 3 с его первого выходного контакта поступает на первый вход и первый вывод питания первого элемента И 7, вывод питания первого усилителя мощности 8 и первый вывод блока диодов 6. Далее через диод VD3 (фиг.2) и четвертый вывод блока диодов 6 напряжение питания поступает на вход стабилизатора напряжения 14. Стабилизированное напряжение питания с выхода стабилизатора напряжения 14 подается на выводы питания компаратора 15, задатчика опорного уровня 16, первого и второго мультивибраторов 11 и 12 и активизирует их. При этом первый мультивибратор начинает вырабатывать прямоугольные импульсы с частотой следования F_c=1/T_c, равной 1-2 Гц (фиг.3, поз.1), которые с его выхода поступают на управляющий вход второго мультивибратора 12 и разрешают работу последнему в течение первой половины полупериода, когда на его управляющем входе присутствует высокий потенциал (фиг.3, поз.1). В результате с выхода второго мультивибратора 12 электрический сигнал в виде пачек импульсов с частотой следования 1-2 Гц и частотой следования импульсов внутри пачки, равной 500-600 Гц (фиг.3, поз.2), поступают на звуковой сигнализатор 13 (например, пьезоэлектрического типа), который преобразует его в прерывистый звуковой сигнал.

При повороте "Влево" на первом входе первого элемента И 7 имеет место высокий потенциал, поэтому при поступлении на его второй вход прямоугольных импульсов с выхода первого мультивибратора 11 (фиг.3, поз.1) они появятся на его выходе (фиг. 3, поз.3) и через первый усилитель мощности 8 поступят на управляющий вход первого электронного ключа 17, который начнет переходить из закрытого состояния в открытое с частотой следования прямоугольных импульсов 1-2 Гц. В результате напряжение питания от источника питания 1 через предохранитель 2, резистор и первый электронный ключ 17 с частотой прерывания 1-2 Гц поступает на сигнальные лампы указателей левого поворота 19 и подключенную к ним через диод 21 (в прямом направлении) контрольную лампу указателей поворотов 23, вызывая их мигание с частотой 1-2 Гц. Диод 22 при этом остается закрытым высоким потенциалом на его катоде. Одновременно прямоугольные импульсы напряжения с контрольной лампы указателей поворотов 23 поступают на первый вход компаратора 15 (фиг.3, поз.4), на второй вход которого поступает опорное напряжение U₀ от задатчика опорного уровня 16. Если все сигнальные лампы указателей левого поворота 19 исправны, то на выходе компаратора 15 будет низкий потенциал, который поддерживается установленным уровнем постоянного опорного напряжения U₀ от задатчика опорного уровня 16 на втором входе компаратора 15 (фиг.3, поз.4). Низкий потенциал на управляющем входе первого мультивибратора 11 не оказывает влияния на его работу. При выходе из строя хотя бы одной сигнальной лампы указателя левого поворота падение напряжения на резисторе 5 и первом электронном ключе уменьшится, а на первом входе компаратора 15 увеличится, поэтому на его выходе появится высокий потенциал, который поступая на управляющий вход первого мультивибратора 11, вызывает изменение параметров его времязадающей цепи таким образом, что частота следования импульсов на его выходе увеличивается в два раза (фиг.3, поз.5). В результате частота миганий контрольной лампы указателей поворотов 23 и оставшихся исправных сигнальных ламп указателей поворотов 19 также удвоится. Появление удвоенной частоты миганий контрольной лампы указателей поворотов, а также удвоенной частоты прерывания звука будет свидетельствовать об отказе сигнальной лампы указателя левого поворота.

При выполнении поворота "Вправо" переключатель указателя поворотов 3 переводят из нейтрального положения в положение "Вправо", при этом замыкается его входной и второй выходной контакты. В результате напряжение питания от источника питания 1 через предохранитель 2 и переключатель указателя поворотов 3 с его второго выходного контакта поступает на первый вход и вывод питания второго элемента И 9, вывод питания второго усилителя мощности 10 и второй вывод блока диодов 6. Далее через диод VD4 (фиг.2) с четвертого вывода блока диодов 6 напряжение питания поступает на те же электрические цепи и элементы, как и в случае описанного выше выполнения поворота "Влево". При этом вместо элементов 7, 8, 17, 19, 21 (фиг.1) оказываются задействованы второй элемент И 9, второй усилитель мощности 10, электронный ключ 18, сигнальные лампы указателей правого поворота 20 и диод 22, а диод 21 в этом случае закрыт высоким потенциалом на его катоде. Контроль состояния сигнальных ламп указателей правого поворота осуществляется так же, как при выполнении поворота "Влево".

В режиме аварийной сигнализации замыкаются входной и выходной контакты выключателя аварийной сигнализации 4, при этом напряжение питания от источника питания 1 через предохранитель 2 и выключатель аварийной сигнализации 4 поступает на третий вывод блока диодов 6. Далее напряжение питания через диоды VD1, VD2 и VD3, VD4 (фиг.2) блока диодов 6 поступает соответственно на его первый, второй и четвертый выводы и одновременно в электрические цепи левого и правого указателей поворотов. В результате сигнальные лампы левого и правого указателей поворотов 19 и 20, а также контрольная лампа указателей поворотов 23 будут мигать с частотой 1-2 Гц, задаваемой первым мультивибратором 11, а звуковой сигнализатор 13 издавать прерывистый звуковой сигнал с такой же частотой прерывания.

Изобретение относится к электрооборудованию транспортного средства и может быть использовано на транспортных средствах. Техническим результатом является повышение стабильности и информационности устройства. В устройство указателя поворотов транспортного средства введены блок диодов, стабилизатор напряжения, компаратор, задатчик опорного уровня, два элемента И, второй мультивибратор, звуковой сигнализатор, два диода. Выводы блока диодов соединены с выходным контактом выключателя аварийной сигнализации, выходными контактами переключателя указателей поворотов, первыми входами элементов И, выводами питания элементов И и усилителей мощности и входом стабилизатора напряжения. Вторые входы элементов И соединены с выходом первого мультивибратора и входом второго мультивибратора, выход которого подключен к звуковому сигнализатору. Выход первого элемента И соединен с входами усилителей мощности. Выход стабилизатора напряжения подключен к выводам питания мультивибраторов, компаратора и задатчика опорного уровня. Катоды диодов соединены с входом контрольной лампы указателей поворотов и первым входом компаратора, а их аноды - с выходами электронных ключей, входы которых соединены со вторым выводом резистора. Второй вход компаратора соединен с выходом задатчика опорного уровня, а выход компаратора - с управляющим входом первого мультивибратора. В результате частота миганий сигнальных ламп в каждом канале остается одной и той же, так как используется один и тот же мультивибратор с питанием его через стабилизатор напряжения. Возросла информационность устройства за счет надежного контроля состояния сигнальных ламп указателей поворота и использования простых элементов коммутации. 3 ил.

Устройство указателя поворотов и аварийной сигнализации транспортного средства, содержащее источник питания, соединенный через предохранитель с первым выводом резистора, входными контактами переключателя указателей поворотов и выключателя аварийной сигнализации, первый мультивибратор, первый и второй усилители мощности, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно первого и второго электронных ключей, выходы которых соединены с сигнальными лампами указателей соответственно левого и правого поворотов, контрольную лампу указателей поворотов, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок диодов, стабилизатор напряжения, компаратор, задатчик опорного уровня, первый и второй элементы И, второй мультивибратор, звуковой сигнализатор, первый и второй диоды, при этом третий вывод блока диодов соединен с выходным контактом выключателя аварийной сигнализации, первый вывод блока диодов соединен с первым выходным контактом переключателя указателей поворотов, первым входом первого элемента И, выводами питания первого элемента И и первого усилителя мощности, а второй вывод блока диодов соединен со вторым выходным контактом переключателя указателей поворотов, первым входом второго элемента И, выводами питания второго элемента И и второго усилителя мощности, вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом первого мультивибратора и входом второго мультивибратора, выход которого подключен к звуковому сигнализатору, выходы первого и второго элементов И соединены с входами соответственно первого и второго усилителей мощности, четвертый вывод блока диодов соединен с входом стабилизатора напряжения, выход которого подключен к выводам питания первого и второго мультивибраторов, компаратора и задатчика опорного уровня, катоды первого и второго диодов соединены с входом контрольной лампы указателей поворотов и первым входом компаратора, а их аноды подключены к выходам соответственно первого и второго электронных ключей, входы которых соединены со вторым выводом резистора, второй вход компаратора соединен с выходом задатчика опорного уровня, а выход компаратора соединен с управляющим входом первого мультивибратора.