ИНТЕРАКТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК B60W50/08 

Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах управления транспортных средств.

Известна Информационно-командная система летательного аппарата [1], содержащая три широкоэкранных жидкокристаллических индикатора, на которые выведена вся информация о работе систем летательного аппарата, блок формирования индикации, электрически связанный с модулем формирования управляющих сигналов, модулем поиска и выдачи рекомендаций и с модулем сравнения данных, который связан с вычислителем систем самолетовождения и с системой воздушных сигналов, бортовую систему тест-контроля, связанную с модулем формирования управляющих сигналов и с модулем формирования логических команд, рычаги управления двигателями, педали, боковые ручки управления с нажимными четырехпозиционными с нейтралью кнопками, установленными на рабочих местах командира и второго пилота, и речевой информатор, блок аварийно-командной системы, включающий в себя модуль ручного управления с нажимными лампами-кнопками с обратными связями, которые выдают управляющие сигналы на исполнительные механизмы агрегатов систем летательного аппарата, и модуль переключения исполнительных механизмов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является известная система управления автомобиля [2], содержащая: БЦВМ, подрулевой переключатель, индикатор на лобовом стекле (Head-Up Display) и монитор.

Указанные устройства обладают рядом недостатков.

Система управления [1] не отображает информацию на лобовое стекло, а значит, вынуждает попеременно переключать внимание на закабинное и внутрикабинное пространство. Следовательно, не может применяться для повышения безопасности дорожного движения и эргономичности рабочего места водителя.

Система управления [2] не обеспечивает повышения безопасности дорожного движения, так как использование в качестве органов управления различными системами транспортного средства подрулевых переключателей вынуждает водителя в течение некоторого времени управлять движением транспортного средства одной рукой. Управление всем комплексом пользовательских систем автомобиля с помощью данной системы также ведет к увеличению количества подрулевых переключателей или количеству манипуляций с ними.

Задачей, решаемой интерактивной системой управления, является возможность управления всеми пользовательскими системами автомобиля (климат-контроль, мультимедийные системы, навигация, связь), не отрывая рук от руля, а взгляда от дорожной обстановки, повышение информативности и удобства восприятия информации. Чем обеспечивается повышение безопасности дорожного движения и эргономическое совершенствование рабочего места водителя.

Сущность изобретения заключается в том, что система управления, содержащая БЦВМ, ЖК монитор, проектор, органы управления, дополнительно содержит ЦВМ, датчик освещенности, в качестве индикатора на лобовом стекле (ИЛС) применяется лазерный проектор совместно с пленочным покрытием на лобовом стекле, а в качестве органов управления используются кнопки на рулевом колесе, выполненные совместно с емкостными датчиками.

Сущность изобретения поясняется схемой на фиг.1, на которой обозначены:

1 - ЦВМ;

2 - БЦВМ;

3 - Емкостные датчики;

4 - Блок кнопок управления на рулевом колесе;

5 - Датчик освещенности;

6 - Контроллер аналоговых датчиков;

7 - Контроллер обмена;

8 - Лазерный проектор;

9 - Жидкокристаллический монитор;

10 - Контроллеры пользовательских систем;

11 - Пользовательские системы транспортного средства (система климат-контроля, мультимедийная система, система навигации);

12 - Служебные бортовые системы транспортного средства;

13 - Датчиковая аппаратура;

14 - Пленочное покрытие лобового стекла;

15 - Лобовое стекло транспортного средства.

В предлагаемой системе управления транспортного средства:

Кнопки управления 4, емкостные датчики 3 и датчик освещенности 5 через контроллер аналоговых датчиков 6 соединены с ЦВМ 1, ЦВМ 1 соединено с лазерным проектором 8 и монитором 9, а через контроллер обмена 7 с БЦВМ 2, также через контроллеры пользовательских систем 10 ЦВМ 1 соединяется с системой климат-контроля, системой навигации, мультимедийной системой, пленочное покрытие 14 клеится на внутреннюю поверхность лобового стекла с целью устранения переотражений изображения и обеспечивает светопропускаемость в пределах, заданных ГОСТ.

БЦВМ 2 является основным устройством управления той частью бортовых систем, которые работают без вмешательства водителя - служебных бортовых систем 12. БЦВМ 2 в рамках данной системы предназначена для выдачи информации от датчиковой аппаратуры 13 и служебных бортовых систем 12 в ЦВМ 1.

Контроллер обмена 7 предназначен для сопряжения БЦВМ 2 и ЦВМ1.

ЦВМ 1 является главным управляющим устройством пользовательских бортовых систем 11, которые непосредственно могут использоваться водителем.

Лазерный проектор 8 служит устройством отображения информации, преимуществами которого являются: высокий контраст изображения, отсутствие необходимости фокусировки, возможность отображения важной для водителя информации в удобном ему месте, повышенный ресурс работы по отношению к аналогам. Данные преимущества лазерного проектора позволяют использовать все функции специализированных программ обработки изображения с целью повышения информативности, удобства и скорости считывания выводимой информации.

Пленочное покрытие лобового стекла 14:

- пленка, позволяющая проецировать изображение на оптически прозрачные плоскости (Polyscreen Films);

- поляризованная пленка, плоскость поляризации которой отличается от плоскости поляризации лазерного луча на угол, близкий к 90°;

- тонировочная пленка.

При этом светопроницаемость самой пленки должна находится в пределах, установленных ГОСТ 5727-88 «Стекло безопасное для наземного транспорта», что позволяет ее использовать на лобовом стекле автомобиля.

Кнопки на рулевом колесе 4 являются органами управления пользовательскими системами транспортного средства 11 в процессе движения.

Емкостные датчики 3 представляют собой отрезки электрического проводника малого сечения или контактные площадки малой площади, закрепленные на внутренней поверхности кнопок. Они предназначены для формирования сигнала о прикосновении к кнопке управления до того момента, как сама кнопка сработает.

Датчик освещенности 5 предназначен для измерения уровня освещенности снаружи автомобиля.

Контролер аналоговых датчиков 6 предназначен для:

- сопряжения кнопок на рулевом колесе 4 и ЦВМ 1;

- обеспечения регулировки чувствительности емкостных датчиков 3, исключения ложных срабатываний при непреднамеренном касании кнопок и выдачи информации в ЦВМ 1 о том, какой датчик сработал;

- сопряжения датчика освещенности 5 с ЦВМ 2, которая по его сигналам регулирует яркость отображаемой информации как на ЖК мониторе 9, так и на лобовом стекле через проектор 8.

Сущность работы контроллера аналоговых датчиков 6 поясняется схемой на фигуре 2, на которой обозначены:

1 - микропроцессор;

2 - емкостные датчики;

3 - блок кнопок на рулевом колесе;

4 - датчик освещенности.

ЖК монитор 9 является дополнительным устройством отображения информации, который может использоваться как совместно с проектором 8, так и без него.

Контроллеры пользовательских систем 10 предназначены для сопряжения пользовательских систем 11 и ЦВМ 1.

Пользовательские системы 11, управляемые в процессе движения кнопками на руле 4, также имеют независимые органы управления, обеспечивая надежность системы управления в целом и удобство управления в процессе стоянки. При этом информация об изменении параметров также через контроллеры пользовательских систем 10 поступает в ЦВМ 1 и отображается на ЖК мониторе 9 и лобовом стекле (пленочном покрытии 14) при включенном проекторе 8.

Интерактивная система управления транспортного средства (система управления) работает следующим образом.

После включения системы управления и загрузки ЦВМ 1 имеет полную информацию о состоянии транспортного средства в целом от подконтрольных ей пользовательских систем 11, а также служебных бортовых систем 12 и датчиковой аппаратуры 13, через БЦВМ 2. С этого момента ЦВМ 1 обеспечивает вывод на ЖК монитор 9 и лобовое стекло (пленочное покрытие 14) через проектор 8 следующие виды информации:

а) Постоянно выводимую информацию (скорость, индикацию включенных указателей поворотов, значение оборотов двигателя, номер передачи КП, навигационную информацию, символьную информацию о режимах работы различных систем (включение ближнего или дальнего света, стояночного тормоза, не пристегнутый ремень безопасности, включенный режим «Спорт» и т.п.).

б) Периодически выводимую информацию (индикацию изменяемых с помощью органов управления параметров пользовательских систем, в процессе их изменения);

в) Аварийную сигнализацию по сигналам от датчиковой аппаратуры и служебных бортовых систем (падение давления в шинах, уменьшение уровня тормозной жидкости, повышение температуры охлаждающей жидкости и т.п.). При этом ЦВМ дает водителю краткие рекомендации по его дальнейшим действиям в сложившейся обстановке через аудиосистему транспортного средства согласно заложенным в нее алгоритмам.

Водитель в процессе управления транспортным средством также управляет пользовательскими системами 11 с помощью кнопок на руле 4. При этом ввиду большого количества современных пользовательских систем транспортных средств возникает необходимость увеличения функций каждой кнопки управления на руле (длинное нажатие или короткое, одновременное нажатие 2-х кнопок), поэтому для облегчения сложно-совмещенной операторской деятельности водителя используются емкостные датчики 3. При прикосновении к кнопке управления 4 с заданным усилием, на лобовом стекле (пленочном покрытии 14) и на мониторе 9 отображается текущее значение того параметра, который регулируется данной кнопкой в выбранном режиме ее использования. И только после срабатывания самой кнопки происходит изменение выбранного параметра, что также отображается на лобовом стекле и мониторе 9.

Водитель может управлять всеми пользовательскими системами 11 с помощью непосредственных органов управления на панели приборов, при этом изменение параметров также отображается как на мониторе 9, так и на лобовом стекле при включенном проекторе 8.

ЦВМ 1 может использоваться в роли маршрутного компьютера и обеспечивать выход в Интернет через беспроводные каналы связи (GPRS, 3G, Wi-Fi, WiMAX и т.п.)

Таким образом, предлагаемая интерактивная система позволяет существенно повысить безопасность дорожного движения и упростить работу водителя транспортного средства по управлению всеми пользовательскими системами.

Представленные схемы и описание предлагаемой интерактивной системы позволяют, используя существующую элементную базу, изготовить ее промышленным способом и использовать в системах управления транспортных средств: легковых, грузовых автомобилей, автобусов и т.п., что характеризует предлагаемое изобретение как промышленно применимое.

Источники информации

1. РФ 12608, МПК G01C 23/00, опубл. 20.01.2000 г. (прототип).

2. Патент РФ 2162204, МПК G01D 7/00, G06F 17/40, 20.01.2001.

Изобретение относится к технике управления транспортными средствами. Интерактивная система управления включает в себя бортовую ЦВМ, ЦВМ - программное обеспечение, жидкокристаллический монитор, лазерный проектор, пленочное покрытие на лобовом стекле, сенсорные датчики, блок кнопок управления, датчик освещенности, контроллеры устройств, обеспечивающие информационный обмен ЦВМ со всеми остальными элементами системы управления, а также с БЦВМ и теми системами транспортного средства, которыми водитель может управлять (пользовательскими системами климат-контроля, навигации, мультимедиа). Техническим результатом является совершенствование интерфейса между водителем и транспортным средством с обеспечением безопасности дорожного движения и эффективности эксплуатации. 2 ил.

Интерактивная система управления, содержащая бортовую ЦВМ, жидкокристаллический монитор, проектор, органы управления, отличающаяся тем, что дополнительно содержит ЦВМ, датчик освещенности, в качестве индикатора на лобовом стекле применяется лазерный проектор совместно с пленочным покрытием на лобовом стекле, а в качестве органов управления используются кнопки на рулевом колесе, выполненные совместно с емкостными датчиками, при этом кнопки управления, емкостные датчики и датчик освещенности через контроллер аналоговых сигналов соединены с ЦВМ, ЦВМ соединена с лазерным проектором и жидкокристаллическим монитором, а через контроллер обмена с бортовой ЦВМ, так же через контроллеры пользовательских систем ЦВМ соединяется с системой климатконтроля, мультимедийной, навигационной, пленочное покрытие клеится на внутреннюю поверхность лобового стекла с целью устранения переотражений изображения и обеспечивает светопропускаемость в пределах, заданных ГОСТ.