УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СИСТЕМЫ СВЕТОВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ТОРМОЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 2014 года по МПК B60Q1/44 

Настоящее изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств и предназначается для контроля и диагностики систем световой сигнализации торможения автомобиля.

Первым из известных аналогов данного устройства является «Устройство для контроля и диагностики сигнальной лампы» - Патент РФ №68995, В60Т 11/00, 2007 г. Оно содержит источник питания, к которому через промежуточное устройство и коммутирующий элемент подключена сигнальная лампа, а к общей точке между коммутационным элементом и сигнальной лампой подключен первый токоограничивающий резистор. Тот же резистор через промежуточное устройство соединен с источником питания, а контрольный светодиод через второй токоограничивающий резистор или стабилитрон подключен параллельно сигнальной лампе, а параллельно контрольному светодиоду подключен стабилитрон или резистор.

Анализ работы данного устройства указывает на ряд недостатков, одним из которых является наличие внешних дополнительных цепей для подключения к электрической цепи автомобиля, большое падение напряжения на диоде, выполняющем функцию датчика тока.

Известно «Устройство для контроля работы сигнальных ламп торможения» - Патент РФ №2045428, В60Т 11/00, В60Т 17/22, 12.10.1993, содержащее источник питания, контакт ключа зажигания, выключатель торможения, электромагнитные реле, включенные параллельно выключателю торможения и последовательно с сигнальными лампами, развязывающие диоды, включенные в цепи питания сигнальных ламп, контрольные лампы, подключенные к источнику питания через размыкающие контакты электромагнитных реле, электромагнитное реле блокировки контрольных ламп, размыкающий контакт которого включен в цепь питания контрольных ламп.

Недостатками данного устройства являются наличие внешней цепи питания устройства, то есть устройство включается через контакт ключа зажигания, сложная установка в систему электрооборудования автомобиля.

Известно «Устройство световой сигнализации» - Патент РФ №2099788, G08B 5/38, Н04М 1/00, 29.09.1995 г., содержащее блок питания, генератор импульсов высокого напряжения, соединенный с импульсной газоразрядной лампой, введены последовательно соединенные блок согласования и формирователь сигналов управления, выход которого соединен с первым входом генератора импульсов высокого напряжения, при этом первый вход блока питания соединен со вторыми входами блока согласования, формирователя сигналов управления и генератора импульсов высокого напряжения, а его второй выход - со вторым входом импульсной газоразрядной лампы, при этом на первый вход блока согласования поступает сигнал от внешнего источника.

Недостатками данного устройства являются наличие внешней цепи питания, достаточно сложная конструкция и отсутствие функции контроля нагрузки.

Наиболее близким из известных технических решений является «Устройство для контроля обрывов в цепи сигнальных ламп» - Патент РФ №2012059, G08B 21/00, 18.09.1990 г., содержащее преобразователь напряжения, первый вход которого соединен с первым выводом источника питания и через ключ - с первым выводом катушки индуктивности, второй вывод которой является первым входом устройства, второй вход преобразователя напряжения подключен ко второму выводу источника питания и является вторым входом устройства, и индикатор, согласно изобретению введены геркон, первый и второй диоды, первый и второй токозадающие резисторы и элемент, при этом выход преобразователя напряжения через первый токозадающий резистор соединен с первым логическим входом элемента И и анодом первого диода, катод которого соединен с вторым выводом катушки индуктивности и первым входом устройства, выход преобразователя напряжения через второй токозадающий резистор соединен с вторым входом элемента И и анодом второго диода, катод которого соединен с одним выводом геркона, другой вывод которого соединен со вторым выводом источника питания и вторым входом устройства, выход элемента И соединен с входом индикатора и выходным контактом для сопряжения устройства с автоматизированными средствами контроля.

Недостатками данного устройства являются те моменты, что устройство требует дополнительной внешней цепи для питания электрической схемы устройства, имеет достаточную элементную базу, включающую в себя интегральный стабилизатор и логические элементы, а применяемый светодиодный индикатор, который установлен на приборной панели, требует дополнительного монтажа. Другим недостатком является то, что индикатор имеет малую интенсивность светового излучения и требует непосредственного визуального наблюдения. Также устройство имеет достаточно сложную установку в электрическую схему автомобиля.

Задачей изобретения является создание устройства сигнализации в виде законченного блока, конструктивно совместимого с электрическими схемами автомобилей старых и современных конструкций, с возможной установкой его в электрическую цепь автомобиля без изменения электрической схемы автомобиля и выбора места для механического крепежа устройства, позволяющего осуществлять контроль и диагностику состояния нагрузки световой сигнализации торможения автомобиля в целях повышения безопасности дорожного движения путем снижения вероятности использования автомобиля с неисправной системой световой сигнализации торможения.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для диагностики и контроля системы световой сигнализации торможения автомобиля применены сверхъяркие светодиоды разного света свечения, звуковой излучатель, реле тока и конденсаторный накопитель энергии.

Техническим результатом является разработка устройства контроля исправности системы световой сигнализации торможения автомобиля, позволяющего контролировать исправность электрической цепи и элементов световой сигнализации торможения автомобиля, с возможностью установки устройства в электрическую цепь автомобиля старых и современных моделей, а также для расширения и дублирования функциональных возможностей систем контроля, уже установленных в автомобиль.

Устройство представляет собой самостоятельный законченный узел, не требующий дополнительной цепи питания, устанавливающееся в штатную электрическую систему автомобиля без каких-либо ее доработок. Устройство не потребляет электроэнергии, не требует обслуживания, является объективно полезным устройством, необходимым элементом автомобиля, повышающим безопасность дорожного движения. Оно имеет низкую себестоимость, высокую надежность ввиду небольшого количества применяемых элементов в электрической схеме. Устройство позволяет контролировать неисправность электрической цепи и ее элементов, а именно неисправность предохранителя, концевого выключателя как на выгорание контактной группы, так и на ее залипание, неисправность одной или двух ламп накаливания, обрыв или окисление контактных соединений, снижение тока в цепи питания системы световой сигнализации торможения автомобиля. Устройство не требует доработки и изменения конструкции автомобиля для его установки. Устройство информирует водителя о неисправности системы световой сигнализации торможения автомобиля световой и звуковой индикацией.

Указанный технический результат достигается созданием устройства контроля системы световой сигнализации торможения автомобиля, состоящего из узла питания, включающего в себя резистор, конденсатор, диод, узла индикации, включающего в себя два светодиода разного цвета свечения, диод и звуковой излучатель, реле тока, включающего в себя датчик тока.

Новым является то, что в разрыв электрической цепи при помощи штатных разъемов непосредственно на штыревые разъемы концевого выключателя устанавливается устройство, являющееся законченным блоком, состоящее из узла питания, включающего в себя резистор, конденсатор, диод, узла индикации, включающего в себя два сверхъярких светодиода разного цвета свечения, конденсатор, диод и звуковой излучатель, реле тока, включающего в себя датчик тока, так что световые потоки сверхъярких светодиодов и разного цвета свечения проецируются на педаль тормоза автомобиля либо на любой элемент нижней части панели приборов, доступный прямому и боковому зрению человека; при размыкании контактов концевого выключателя при исправной электрической цепи происходит заряд конденсатора током, проходящим через резистор, лампы накаливания, аккумуляторную батарею, предохранитель, светодиод одного цвета свечения, при этом светодиод загорается на время, заданное емкостью конденсатора, при замыкании концевого выключателя, если ток в электрической цепи соответствует заданному значению, реле тока срабатывает и шунтирует светодиод другого цвета свечения, ток разряда конденсатора, протекающий через резистор, замкнутые контакты концевого выключателя, датчик тока, не проходит через светодиод, светодиод не зажигается; если же ток в электрической цепи ниже заданного значения, реле тока не шунтирует светодиод, ток разряда конденсатора проходит через светодиод, светодиод загорается на время, определенное емкостью конденсатора, во время работы светодиода напряжение поступает на диод и звуковой излучатель, диод включает светодиод и звуковой излучатель, при неправильной установке устройства конденсатор осуществляет задержку включения светодиода, компенсируя задержку шунтирования реле тока светодиода, резистор ограничивает ток шунтирования.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - электрическая цепь системы световой сигнализации торможения автомобиля; на фиг.2 - электрическая цепь системы световой сигнализации торможения автомобиля с устройством контроля; на фиг.3 - электрическая схема устройства контроля световой сигнализации торможения автомобиля.

Устройство контроля системы световой сигнализации торможения автомобиля, состоящее из узла питания (7) Фиг.3, включающего в себя резистор (8), конденсатор (9), диод (10), узла индикации (11), включающего в себя два сверхъярких светодиода (12), (13) разного цвета свечения, диод (15) и звуковой излучатель (16), реле тока (17), включающего в себя датчик тока (18), отличается тем, что в разрыв электрической цепи при помощи штатных разъемов (2), (4), (3) и (5) Фиг.1 непосредственно на штыревые разъемы (2) и (3) Фиг.2 концевого выключателя (1) устанавливается устройство (6), являющееся законченным блоком, состоящее из узла питания (7) Фиг.3, включающего в себя резистор (8), конденсатор (9), диод (10), узла индикации (11), включающего в себя два сверхъярких светодиода (12) и (13) разного цвета свечения, конденсатор (14), диод (15) и звуковой излучатель (16), реле тока (17), включающего в себя датчик тока (18), так что световые потоки сверхъярких светодиодов (12) и (13) разного цвета свечения проецируются на педаль тормоза автомобиля либо на любой элемент нижней части панели приборов, доступный прямому и боковому зрению человека; при размыкании контактов концевого выключателя (1) при исправной электрической цепи (Фиг.1) происходит заряд конденсатора (9) Фиг.3 током, проходящим через резистор (8), лампы накаливания (19), аккумуляторную батарею (20), предохранитель (21), светодиод (13) одного цвета свечения, при этом светодиод (13) загорается на время, заданное емкостью конденсатора (9), при замыкании концевого выключателя (1), если ток в электрической цепи Фиг.1 соответствует заданному значению, реле тока (17) Фиг.3 срабатывает и шунтирует светодиод (12) другого цвета свечения, ток разряда конденсатора (9), протекающий через резистор (8), замкнутые контакты концевого выключателя (1), датчик тока (18), не проходит через светодиод (12), светодиод (12) не зажигается; если же ток в электрической цепи Фиг.1 ниже заданного значения, реле тока (17) Фиг.3 не шунтирует светодиод (12), ток разряда конденсатора (9) проходит через светодиод (12), светодиод (12) загорается на время, определенное емкостью конденсатора (9), во время работы светодиода (12) напряжение поступает на диод (15) и звуковой излучатель (16), диод (10) включает светодиод (12) и звуковой излучатель (16), при неправильной установке устройства конденсатор (14) осуществляет задержку включения светодиода (12), компенсируя задержку шунтирования реле тока (17) светодиода (12), резистор (22) ограничивает ток шунтирования.

На фиг.3 показана электрическая схема устройства контроля световой сигнализации торможения автомобиля.

Устройство работает следующим образом. В разрыв электрической цепи Фиг.1 при помощи штатных разъемов (2), (4), (3) и (5) непосредственно на штыревые разъемы (2) и (3) Фиг.2 концевого выключателя (1) устанавливается устройство (6), являющееся законченным блоком, состоящее из узла питания (7) Фиг.3, включающего в себя резистор (8), конденсатор (9), диод (10), узла индикации (11), включающего в себя два сверх ярких светодиода (12) и (13) разного цвета свечения, конденсатор (14), диод (15) и звуковой излучатель (16), реле тока (17), включающего в себя датчик тока (18), так что световые потоки сверхъярких светодиодов (12) и (13) разного цвета свечения проецируются на педаль тормоза автомобиля либо на любой элемент нижней части панели приборов, доступный прямому и боковому зрению человека, при размыкании контактов концевого выключателя (1), при исправной электрической цепи (Фиг.1) происходит заряд конденсатора (9) Фиг.3 током, проходящим через резистор (8), лампы накаливания (19), аккумуляторную батарею (20), предохранитель (21), светодиод (13) одного цвета свечения, при этом светодиод (13) загорается на время, заданное емкостью конденсатора (9), при замыкании концевого выключателя (1), если ток в электрической цепи Фиг.1 соответствует заданному значению, реле тока (17) Фиг.3 срабатывает и шунтирует светодиод (12) другого цвета свечения, ток разряда конденсатора (9), протекающий через резистор (8), замкнутые контакты концевого выключателя (1), датчик тока (18), не проходит через светодиод (12), светодиод (12) не зажигается; если же ток в электрической цепи Фиг.1 ниже заданного значения, реле тока (17) Фиг.3 не шунтирует светодиод (12), ток разряда конденсатора (9) проходит через светодиод (12), светодиод (12) загорается на время, определенное емкостью конденсатора (9), во время работы светодиода (12) напряжение поступает на диод (15) и звуковой излучатель (16), диод (10) включает светодиод (12) и звуковой излучатель (16), при неправильной установке устройства конденсатор (14) осуществляет задержку включения светодиода (12), компенсируя задержку шунтирования реле тока (17) светодиода (12), резистор (22) ограничивает ток шунтирования.

Диагностику и контроль системы световой сигнализации торможения автомобиля водитель контролирует, наблюдая световые импульсы разного цвета свечения сверхъярких светодиодов (12) и (13), а также воспринимая звуковой сигнал звукового излучателя (16). Длительность световых импульсов составляет около двух секунд, при емкости конденсатора (9) 470 мкФ длительность звукового сигнала около трех секунд. Световые импульсы разного цвета излучения проецируются либо на педаль тормоза автомобиля, либо на любой элемент нижней части панели приборов, доступный прямому и боковому зрению человека. Водитель наблюдает синий свет светодиода (12), который освещает ногу водителя при отпускании педали тормоза, - электрическая цепь и ее элементы исправны. Водитель наблюдает красный свет светодиода (13), который освещает ногу водителя при нажатии на педаль тормоза, и слышит звуковой сигнал предупреждения - перегорела одна из ламп (19) стоп-сигналов либо снижена сила свечения ламп (19) ввиду снижения тока в цепи их питания из-за окисления контактных соединений в электрической цепи. При применении устройства в автомобилях с дополнительной третьей лампой «стоп-сигнала» устройство оповестит водителя о том, что в цепи сигнализации осталась исправная одна лампа стоп-сигнала. Водитель не наблюдает вспышки светодиодов (12) и (13) при нажатии и отпускании педали тормоза, что свидетельствует о неисправности либо контактной группы концевого выключателя, который не включает электрическую цепь, либо контактная группа концевого выключателя «залипла», электрическая цепь не выключается, либо перегорели лампы накаливания или произошел обрыв их цепей, либо неисправен предохранитель.

Устройство при использовании с 12-вольтовым бортовым питанием сохраняет работоспособность от 9,5 до 16 вольт, ток потребления устройством практически отсутствует и равен току утечки конденсатора (9). Падение напряжения на датчике тока (18) при 13,5 вольтах и исправной электрической цепи и ее элементов составляет не более 14 милливольт. Устройство сохраняет работоспособность при нарушении полярности включения и коротком замыкании в электрической цепи. Устройство выдерживает ток короткого замыкания в цепи Фиг.2, ограниченной плавким предохранителем (21), установленным в штатной электрической цепи системы сигнализации торможения автомобиля. При использовании устройства с 24-вольтовым бортовым питанием требуется изменить номинал резистора (8) и определить ток срабатывания реле тока (17). В варианте устройства, предназначенного для установки в электрическую цепь автомобиля, где не применяется выключатель стоп-сигналов серии 21.3720 с соответствующим разъемом в жгуте, возможно неправильное первоначальное соединение разъемов (4) и (5) Фиг.2, о чем информирует свечение светодиода (13) красного света и сигнал звукового излучателя (16) Фиг.3.

Испытания проводились на автомобиле ВАЗ 2108 1987 года выпуска. Автомобиль был выбран из соображений контроля существенно устаревших соединений и элементов электрической цепи системы световой сигнализации. Эксплуатация устройства проводилась в течение года и подтвердила работоспособность заложенных в устройство функциональных возможностей. Элементная база устройства располагается на печатной плате размерами 22×23 мм. Корпус устройства имеет размеры 24×27,5×27,5 мм. Небольшой размер корпуса и незначительный вес устройства позволили установить его непосредственно на штыревые контакты концевого выключателя. Установка устройства занимает не более одной минуты. Гибкие выводы позволяют зафиксировать устройство в положении, определенном водителем, направив световой поток светодиодов в удобное для него место.

Небольшое количество элементов, высокая надежность, низкая себестоимость, простота установки, не требующая доработки и изменения конструкции автомобиля, совместимость с электрическими схемами автомобилей старых и новых конструкций, диагностика и контроль практически всех самых необходимых режимов системы световой сигнализации торможения автомобиля делает устройство необходимым и полезным в применении, позволит снизить вероятность использования автомобиля с неисправной системой световой сигнализации торможения автомобиля, что положительно скажется на повышении безопасности дорожного движения.

Устройство контроля системы световой сигнализации торможения автомобиля предназначается для контроля и диагностики систем световой сигнализации торможения. Устройство содержит узел питания (7), узел индикации (11), реле тока (17). Диагностику и контроль системы световой сигнализации торможения автомобиля водитель контролирует, наблюдая световые импульсы разного цвета свечения сверхъярких светодиодов (12) и (13), а также воспринимая звуковой сигнал звукового излучателя (16). Световые импульсы разного цвета излучения проецируются либо на педаль тормоза автомобиля, либо на любой элемент нижней части панели приборов, доступный прямому и боковому зрению человека. Водитель наблюдает синий свет светодиода (12), который освещает ногу водителя при отпускании педали тормоза - электрическая цепь и ее элементы исправны. Водитель наблюдает красный свет светодиода (13), который освещает ногу водителя при нажатии на педаль тормоза, и слышит звуковой сигнал предупреждения - перегорела одна из ламп (19) стоп-сигналов либо снижена сила свечения ламп (19) ввиду снижения тока в цепи их питания из-за окисления контактных соединений в электрической цепи. Достигается контроль исправности электрической цепи и элементов световой сигнализации торможения автомобиля. 3 ил.

Устройство контроля системы световой сигнализации торможения автомобиля, состоящее из узла питания, включающего в себя резистор, конденсатор, диод, узла индикации, включающего в себя два сверхъярких светодиода разного цвета свечения, конденсатор, диод и звуковой излучатель, реле тока, включающего в себя датчик тока, так что световые потоки сверхъярких светодиодов и разного цвета свечения проецируются на педаль тормоза автомобиля либо на любой элемент нижней части панели приборов, доступный прямому и боковому зрению человека; при размыкании контактов концевого выключателя при исправной электрической цепи происходит заряд конденсатора током, проходящим через резистор, лампы накаливания, аккумуляторную батарею, предохранитель, светодиод одного цвета свечения, при этом светодиод загорается на время заданное, емкостью конденсатора, при замыкании концевого выключателя, если ток в электрической цепи соответствует заданному значению, реле тока срабатывает и шунтирует светодиод другого цвета свечения, ток разряда конденсатора, протекающий через резистор, замкнутые контакты концевого выключателя, датчик тока, не проходит через светодиод, светодиод не зажигается; если же ток в электрической цепи ниже заданного значения, реле тока не шунтирует светодиод, ток разряда конденсатора проходит через светодиод, светодиод загорается на время, определенное емкостью конденсатора, во время работы светодиода напряжение поступает на диод и звуковой излучатель, диод включает светодиод и звуковой излучатель, при неправильной установке устройства конденсатор осуществляет задержку включения светодиода, компенсируя задержку шунтирования реле тока светодиода, резистор ограничивает ток шунтирования.