Способ управления системой очистки ветрового стекла в автомобиле и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств, конкретно - к способам и устройствам управления электродвигателями системы очистки ветрового стекла автомобиля. Способ управления системой очистки ветрового стекла в автомобиле, предусматривающий программирование частоты движения щеток в прерывистом режиме, заключается в запоминании интервала между последними управляемыми включателем взмахами щеток, при прерывистом режиме работы переход к непрерывному режиму работы щеток и при непрерывном режиме переход к прерывистому режиму щеток с сохранением запомненного установленного значения величины паузы между взмахами щеток осуществляют путем манипуляции включателем омывателя. Устройство для управления очистки ветрового стекла в автомобиле снабжено детекторами комбинаций включения и выключения непрерывного режима работы щеток в виде логических схем, входы которых связаны с переключателями, соединенными с дополнительно введенным запоминающим устройством для хранения информации о непрерывном движении щеток стеклоочистителя, элементами ИЛИ и введенным в устройство перезапускаемым одновибратором, вход которого соединен с включателем омывателя. Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение функциональных возможностей системы очистки ветрового стекла автомобиля без изменения внутренней электропроводки автомобиля и конструкции рычага управления стеклоочистителем и омывателем ветрового стекла. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств, конкретно - к способам и устройствам управления электродвигателями системы очистки ветрового стекла автомобиля.

Известен способ управления системой очистки ветрового стекла в автомобиле, состоящей из стеклоочистительных щеток, омывателя и соответствующих включателей, предусматривающий программирование частоты движения щеток в прерывистом режиме, путем запоминания интервала между последними управляемыми включателем взмахами щеток (Патент Германии, N 4136724 A1, B 60 S 1/08, опубл. 1993). Из этого же источника известно устройство для управления системой очистки ветрового стекла в автомобиле, содержащее переключатель режимов работы щеток, включатель омывателя и блок установки длительности паузы между взмахами щеток в прерывистом режиме, состоящий из запоминающих устройств для хранения стандартного и максимального значений величины паузы, подключенных соответственно к соединенным между собой таймеру и схеме сравнения, выход которой соединен с входом записи таймера через первый элемент ИЛИ, на свободный вход которого подается сигнал сброса при включении устройства, и запоминающего устройства для хранения выбранного значения величины паузы, входы которого соединены с выходом таймера и переключателем режимов работы щеток.

Известный способ позволяет водителю субъективно оценить скорость загрязнения ветрового стекла и установить оптимальный период взмахов стеклоочистителя. Его недостатком является обязательное условие программирования периода работы стеклоочистителя, т. к. "по умолчанию" пауза между взмахами щеток выбирается максимально возможной, что не всегда удобно. Кроме того, в рассматриваемом способе не реализована возможность временного перехода к непрерывной очистке ветрового стекла, с запоминанием установленной водителем величины паузы, что часто требуется на практике. Такая ситуация возникает при приближении быстро движущегося автомобиля к медленно двигающемуся грузовику с целью дальнейшего обгона. Попадая в водяной шлейф от грузовика, водитель легкового автомобиля вынужден перейти к режиму непрерывной очистки ветрового стекла. После завершения обгона, возникает необходимость нового программирования режима работы стеклоочистителя. При большом количестве попутного транспорта программирование после каждого обгона приводит к повышенной нагрузке на водителя.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение функциональных возможностей системы очистки ветрового стекла автомобиля без изменения внутренней электропроводки автомобиля и конструкции рычага управления стеклоочистителем и омывателем ветрового стекла. Система очистки ветрового стекла согласно изобретению выполняет следующие условия: 1. Период работы стеклоочистителя в прерывистом режиме программируется путем запоминания промежутка времени между последним взмахом щеток стеклоочистителя и моментом перевода переключателя режимов работы щеток в положение "ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕЖИМ". При этом любой перевод переключателя в положение "ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕЖИМ" сопровождается взмахом щеток стеклоочистителя.

2. Программирование периода работы стеклоочистителя не является обязательным условием. В случае отсутствия программирования, устанавливается стандартная, оптимальная, с точки зрения производителя автомобиля, величина паузы между взмахами щеток (Т_о).

3. Обеспечивается возможность временного перехода к непрерывной очистке ветрового стекла, с запоминанием установленного водителем значения паузы между взмахами щеток стеклоочистителя, и возможность последующего обратного перехода к прерывистому режиму с использованием запомненного значения.

Поставленная задача решается за счет того, что при прерывистом режиме работы переход к непрерывному режиму работы щеток и при непрерывном режиме переход к прерывистому режиму щеток с сохранением запомненного установленного значения величины паузы между взмахами щеток осуществляют путем манипуляции включателем омывателя. В частном случае, переход от прерывистого режима к непрерывному режиму работы щеток или переход от непрерывного режима к прерывистому режиму работы щеток осуществляют путем однократного включения омывателя в момент, когда щетки не производят очистку ветрового стекла от омывающей жидкости.

Для реализации описываемого способа, устройство управления снабжено детекторами комбинаций включения и выключения непрерывного режима работы щеток в виде логических схем, входы которых связаны с переключателями, а выходы соединены с дополнительно введенным запоминающим устройством для хранения информации о непрерывном движении щеток стеклоочистителя, выход которого через введенные в устройство и последовательно соединенные между собой второй и третий элементы ИЛИ соединен с реле включения привода щеток, при этом свободные входы детекторов соединены с выходом дополнительного запоминающего устройства и выходом введенного в устройство перезапускаемого одновибратора, вход которого соединен с включателем омывателя, а выход со вторым входом второго элемента ИЛИ, свободный вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом введенного в устройство программируемого мультивибратора, входы которого соединены с выходом запоминающего устройства для хранения выбранного значения величины паузы и с переключателем режима работы щеток, а выход также соединен со входом "Сброс" таймера. В устройство может быть введена логическая схема, включенная между включателем омывателя и одновибратором, свободные входы которой соединены с переключателем режимов работы привода щеток, выходом одновибратора и выходом дополнительного запоминающего устройства. Кроме того, в устройство может быть введена логическая схема, включенная между переключателем режима работы щеток и программируемым мультивибратором, второй вход которой соединен с выходом второго элемента ИЛИ.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен алгоритм работы устройства при манипуляции переключателем режима работы щеток, на фиг. 2 - алгоритм при манипуляции включателем омывателя, на фиг. 3 - блок- схема устройства по п.3 формулы, на фиг. 4 - блок-схема устройства по пп.4 и 5 формулы.

На фиг.1 приняты следующие сокращения: * Т_щ - текущая величина паузы между взмахами щеток стеклоочистителя; * Т_о - стандартная величина паузы между взмахами щеток, установленная "по умолчанию", определяется производителем автомобиля на основе среднестатистических данных эксплуатации автомобиля; * Т_макс - максимальная величина паузы между взмахами щеток стеклоочистителя, определяется производителем автомобиля на основе среднестатистических данных эксплуатации автомобиля; * Т_изм - измеренное значение времени между последним взмахом щеток стеклоочистителя и моментом перевода переключателя режимов работы щеток в положение "Прерывистый режим".

Описываемый способ предполагает наличие переключателя управления, который имеет по крайней мере 3 фиксированных положения: "ВЫКЛЮЧИТЬ", "ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕЖИМ", "НЕПРЕРЫВНЫЙ РЕЖИМ", в каждом из которых возможно включение омывателя стекла, для чего существует совмещенный с переключателем включатель омывателя без фиксации в нажатом состоянии, и реализуется следующим образом.

При переводе переключателя в положение "ВЫКЛЮЧИТЬ" производится останов щеток стеклоочистителя в начальном положении, определяемом конструкцией щеток и ветрового стекла.

При переводе переключателя в положение "ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕЖИМ" всегда осуществляется взмах щеток стеклоочистителя.

При первом, после включения зажигания, переводе переключателя в положение "ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕЖИМ" включается прерывистый режим с периодом Т_о. Если период Т_о не устраивает водителя, то можно произвести установку любого периода от 0 до Т_макс. Для программирования периода работы стеклоочистителя необходимо перевести переключатель в положение "ВЫКЛЮЧИТЬ" после начала движения щеток стеклоочистителя. Щетки закончат колебательное движение и остановятся в начальной позиции. После этого водитель, оценивая загрязненность стекла, в момент ухудшения видимости переводит переключатель в положение "ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕЖИМ". Включается прерывистый режим стеклоочистителя, в котором период работы щеток равен периоду, установленному водителем, на основе реальной дорожной обстановки. Если водитель не включает прерывистый режим в течение Т_макс от момента последнего колебательного движения щеток, то считается, что прерывистый режим был выключен и новый перевод переключателя в положение "ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕЖИМ" будет обрабатываться аналогично первому после включения зажигания.

В случае, когда переключатель режима работы щеток стеклоочистителя находится в положении "ВЫКЛЮЧИТЬ" или "НЕПРЕРЫВНЫЙ РЕЖИМ", при каждом нажатии на кнопку включения омывателя щетки стеклоочистителя совершают несколько (N) колебательных движений для смыва омывающей жидкости, причем число колебательных движений отсчитывается от последнего включения омывателя.

В случае, когда переключатель режима работы щеток находится в положении "ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕЖИМ", способ работы стеклоочистителя изменяется. В этом случае возможно включение и выключение непрерывного режима работы щеток, путем определенных заранее манипуляций включателем омывателя.

Для пояснения изобретения вводятся следующие два понятия: * "комбинация включения непрерывного режима работы щеток" - это такая последовательность нажатий на включатель омывателя, которая является сигналом к включению непрерывного режима работы щеток, причем эта последовательность заранее определяется производителем устройства очистки, описана в инструкции к устройству очистки и известна водителю; * "комбинация выключения непрерывного режима работы щеток" - это такая последовательность нажатий на включатель омывателя, которая является сигналом к выключению непрерывного режима работы щеток, причем эта последовательность заранее определяется производителем устройства очистки, описана в инструкции к устройству очистки и известна водителю; Примерами заранее определенных комбинаций являются: * единовременное в течение промежутка времени, необходимого для смыва омывающей жидкости (N колебательных движений щеток), включение омывателя;
* короткое по продолжительности (менее Т_порог включение омывателя;
* одно короткое (менее Т_порог) и одно длительное (более Т_порог) включение омывателя и др.

Комбинаций включения и выключения непрерывного режима работы щеток может быть сколько угодно, при условии, что они известны водителю заранее.

С точки зрения простоты интуитивного восприятия водителем и простоты исполнения, наиболее интересными комбинациями являются:
* "комбинация включения непрерывного режима работы щеток" - такое включение омывателя, которое осуществляется в момент, когда отсутствует движение щеток с целью смыва омывающей жидкости, и состоящее из единовременного в течение промежутка времени, необходимого для смыва омывающей жидкости (N колебательных движений щеток), включения омывателя; если происходит двух и более кратное нажатие на кнопку омывателя за время осуществления N колебаний щеток, то такая комбинация не является "комбинацией включения непрерывного режима работы щеток" и включения непрерывного режима работы щеток стеклоочистителя не происходит;
* "комбинация выключения непрерывного режима работы щеток" - единовременное включение омывателя, во время осуществления непрерывного движения щеток;
- назовем эти комбинации "Комбинация 1 " и "Комбинация 0" соответственно.

При любом изменении положения включателя омывателя происходит управление стеклоочистителем по алгоритму, представленному на фиг.2.

Способ управления стеклоочистителем, представленный на фиг. 1 и 2 может быть реализован, например, на основе микропроцессорного устройства, запрограммированного на выполнение программ, реализующих предлагаемое изобретение.

Наряду с программной реализацией предлагается устройство (фиг. 3), реализующее предлагаемый способ управления стеклоочистителем.

Устройство включает в себя следующие функциональные узлы:
1 - переключатель (ПР) режимов работы щеток стеклоочистителя, имеющий как минимум три положения (1 - "ВЫКЛЮЧИТЬ", 2 - "ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕЖИМ", 3 - "НЕПРЕРЫВНЫЙ РЕЖИМ");
2 - включатель омывателя (КО);
3 - запоминающее устройство (ЗУ1) для хранения значения величины паузы между взмахами щеток работы стеклоочистителей "по умолчанию" То;
4 - таймер (Т), для измерения промежутков времени с возможностью параллельной записи выходного значения через "Вход" по импульсу "Запись" с одновременной остановкой измерения и входом внешнего сброса - "Сброс" при воздействии на который выходная информация таймера обнуляется и начинается новое измерение;
5 - запоминающее устройство (ЗУ2) для хранения значения максимального значения величины паузы между взмахами щеток стеклоочистителей Т_макс;
6 - схема сравнения (СС) с входами А и В, формирующая на выходе импульс при условии А > В;
7 - запоминающее устройство (ЗУ3) для хранения текущего значения величины паузы между взмахами щеток, с записью входного значения по импульсу "Запись";
8 - программируемый мультивибратор (ПМ), генерирующий импульсы включения мотора привода щеток стеклоочистителя с паузой Т_щ, зависящей от входного сигнала, и входом разрешения генерации Е;
9 - детектор (Д_вкл) комбинации включения непрерывного режима работы щеток;
10 - детектор (Д_выкл) комбинации выключения непрерывного режима работы щеток;
11 - запоминающее устройство (ЗУ4) для хранения информации о непрерывном движении щеток стеклоочистителя при положении ПР в позиции "ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕЖИМ", по входу "Запись 1" осуществляется запись значения соответствующего непрерывному движению щеток, по входу "Запись 0" - запись значения соответствующего прерывистому движению щеток;
12 - перезапускаемый одновибратор 0(N), генерирующий импульс такой продолжительности, которая необходима для осуществления N взмахов щеток для очистки стекла от омывающей жидкости;
13, 14, и 15-- двухвходовые элементы (ИЛИ2), реализующие логическую операцию ИЛИ;
16 - реле (РМЩ) включения мотора привода щеток стеклоочистителя.

17 - реле (РМО) включения мотора омывателя;
18 - логическая схема (ЛС1), осуществляющая функцию:
Yn = [2] AND ([4) OR [NOT (1)] OR [NOT (3)]).

19 - логическая схема (ЛС2), осуществляющая функцию:
С = [NOT (A)] AND [В];
Устройство работает следующим образом:
При включении питания сигнал RESET через элемент 13 ИЛИ2 производит запись в таймер 4 значения То, находящегося в ЗУ1 3. Если водитель включает ПР 1 в положение 2, то происходит запись значения таймера 4 (Т_о) в ЗУ3 7 и разрешается генерация импульсов ПМ8, включающих РМЩ 16 через элемент ИЛИ2 15 и сбрасывающих таймер 4, для осуществления отсчета времени от момента, начала колебательного движения щеток.

Если в какой-то момент водитель переводит ПР 1 в положение 1, то запрещается генерация импульсов ПМ 8, но таймер продолжает измерение и значение на его выходе Т_изм увеличивается пропорционально времени, прошедшего от последнего взмаха щеток. Выходное значение Т_изм постоянно сравнивается при помощи схемы СС 6 со значением Тмакс, находящимся в ЗУ2 5. Если Т_изм превысит Т_макс, то схема СС 6 сформирует сигнал, приводящий к останову таймера 4 и записи в него значения "по умолчанию" Т_о.

Если водитель переводит ПР 1 в положение 2 до момента, когда Т_изм > Т_макс, то происходит запись значения таймера (Т_изм) в ЗУЗ 7 и разрешается генерация импульсов ПМ 8, включающих РМЩ 16 через элемент ИЛИ2 15 и сбрасывающих таймер 4, для осуществления отсчета времени от момента начала колебательного движения щеток. Устройство снова готово к запоминанию нового значения паузы между взмахами щеток.

Работа устройства при манипуляциях включателем 2 омывателя (КО).

Устройство содержит два детектора Д_вкл 9 и Д_выкл 10. Детекторы представляют из себя логические схемы, на входы которых подаются сигналы с КО 2, ПР 1, 0(N) 12, ЗУ4 11. На основании этих сигналов детекторы осуществляют выделение "комбинации включения непрерывного режима работы щеток" для Двкл 9 и "комбинации выключения непрерывного режима работы щеток" для Двыкл 10 соответственно. Выходные сигналы формируемые детекторами - это сигналы включения (X1) и выключения (Х0) непрерывного движения щеток. Состав и построение детекторов зависит от конкретных комбинаций включения и выключения непрерывного режима работы щеток, выбранных производителем устройства. Детекторы могут состоять только из логических элементов, а могут и содержать устройства памяти и измерения временных интервалов, если это требуется для выделения комбинаций включения и выключения из последовательностей, поступающих на входы детекторов.

В случае предлагаемых в данном изобретении комбинаций "Комбинация 1 " и "Комбинация 0" детекторы представляют из себя логические элементы, осуществляющие следующие операции:
* X1 = [2) AND [NOT (4)] AND [1] AND [NOT (3)];
* Х0 = (NOT [1]) OR ([2] AND [1] AND [3]).

Сигналы X1 и Х0 записывают в ЗУ4 11 информацию о включении и выключении непрерывного режима работы щеток стеклоочистителя при положении 2 ПР 1.

В случае включения непрерывного режима работы щеток, сигнал с выхода ЗУ4 11 через два элемента ИЛИ2 включает РМЩ 16.

С целью лучшего субъективного восприятия водителем выключения непрерывного движения щеток предлагается дополнить "комбинацию выключения непрерывного режима работы щеток", описанную выше, условием на включение одновибратора 0(N): "Если выключение непрерывного движения щеток произошло через промежуток времени больший необходимого для совершения N колебательных движений щеток от предыдущего нажатия на КО 2, то N дополнительных колебательных движений щеток не совершается; в противном случае выключение непрерывного режима сопровождается совершением N колебательных движений щеток."
В случае программной реализации описываемого способа управления, необходимо введение дополнительного программного блока, осуществляющего проверку предлагаемого условия и его исполнение.

Аппаратная реализация устройства управления стеклоочистителем с дополнительным условием на запуск одновибратора 0(N) представлена на фиг.4.

Дополнительно к устройству, представленному на фиг.3, введена логическая схема ЛС1 18. Сигнал Y_n запускает и перезапускает 0(N) 12 с соблюдением условия, описанного выше. Водитель, выключая непрерывное движение щеток после продолжительного движения с включенным непрерывным движением щеток, видит переход к прерывистому режиму работы щеток сразу после выключения, а не спустя N колебательных движений щеток.

Если при выполнении прерывистого движения щеток с паузой Т_щ, водитель осуществит включение омывателя, то первый, после N колебательных движений щеток, интервал до взмаха щеток может отличаться от установленного водителем Т_щ. Аналогичная ситуация будет наблюдаться в случае включения и выключения непрерывного режима работы щеток: первый интервал до взмаха щеток может отличаться от установленного водителем Т_щ. Для исправления указанного недостатка устройство управления стеклоочистителем дополнено логической схемой ЛС2 19 для синхронизации ПМ 8 с 0(N) 12 и ЗУ4 11. ЛС2 19 запрещает генерацию ПМ 8, что приводит к тому, что следующий за выключением непрерывного режима взмах щеток будет осуществлен через время Т_щ, которое установлено водителем. Описываемое изобретение позволяет без существенных переделок электросхемы автомобиля существенно расширить функциональные возможности системы очистки ветрового стекла, упрощает программирование системы, снижает утомляемость водителя.

Формула изобретения

1. Способ управления системой очистки ветрового стекла в автомобиле, содержащей стеклоочистительные щетки, омыватель и соответствующие переключатель и включатель, предусматривающий программирование частоты движения щеток в прерывистом режиме путем запоминания величины паузы между последними управляемыми переключателем взмахами щеток, отличающийся тем, что при прерывистом режиме работы переход к непрерывному режиму работы щеток и при непрерывном режиме переход к прерывистому режиму работы щеток с сохранением запомненного установленного значения паузы между взмахами щеток осуществляют путем манипуляции включателем омывателя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что переход от прерывистого режима к непрерывному режиму работы щеток или переход от непрерывного режима к прерывистому режиму работы щеток осуществляют путем однократного включения омывателя.

3. Устройство для управления системой очистки ветрового стекла в автомобиле, содержащее переключатель 1 режимов работы щеток, включатель 2 омывателя и блок установки длительности паузы между взмахами щеток в прерывистом режиме, состоящий из запоминающих устройств для хранения стандартного 3 и максимального 5 значений величины паузы, подключенных соответственно к соединенным между собой таймеру 4 и схеме сравнения 6, выход которой соединен с входом записи таймера 4 через первый элемент ИЛИ 13, на свободный вход которого подается сигнал сброса при включении устройства, и запоминающего устройства 7 для хранения текущего значения величины паузы, входы которого соединены с выходом таймера 4 и переключателем 1 режимов работы щеток, отличающееся тем, что снабжено детекторами комбинаций включения 9 и выключения 10 непрерывного режима работы щеток в виде логических схем, запоминающим устройством 11 для хранения информации о непрерывном движении щеток, перезапускаемым одновибратором 12, программируемым мультивибратором 8 и двумя элементами ИЛИ 14 и 15, при этом первые и вторые входы детекторов 9 и 10 связаны соответственно с переключателем 1 режимов работы щеток и включателем 2 омывателя, а выходы соединены с запоминающим устройством 11 для хранения информации о непрерывном движении щеток, выход которого через последовательно соединенные между собой элементы ИЛИ 14 и 15 соединен с реле 16 включения мотора привода щеток, третьи входы детекторов комбинаций включения 9 и выключения 10 соединены с выходом запоминающего устройства 11 для хранения информации о непрерывном движении щеток, а их четвертые входы соединены с выходом перезапускаемого одновибратора 12, вход которого соединен с включателем 2 омывателя, а выход - со вторым входом второго элемента ИЛИ 14, свободный вход третьего элемента ИЛИ 15 соединен с выходом программируемого мультивибратора 8, входы которого соединены с выходом запоминающего устройства 7 для хранения текущего значения величины паузы и с переключателем 1 режима работы щеток, а выход также соединен со входом "Сброс" таймера 4.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в него введена логическая схема 18, включенная между включателем 2 омывателя и одновибратором 12, свободные входы которой соединены с переключателем 1 режимов работы щеток, выходом одновибратора 12 и выходом запоминающего устройства 11 для обеспечения хранения информации о непрерывном движении щеток.

5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что в него введена логическая схема 19, включенная между переключателем 1 режима работы щеток и программируемым мультивибратором 8, второй вход которой соединен с выходом второго элемента ИЛИ 14, обеспечивающая синхронизацию работы программируемого мультивибратора 8 и одновибратора 12.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4