СИСТЕМА ПОДОГРЕВАЕМОГО СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЯ ВЕТРОВОГО СТЕКЛА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
HEATED WINDSHIELD WIPER SYSTEM FOR VEHICLE

Настоящее изобретение относится к системе подогреваемого стеклоочистителя ветрового стекла для транспортного средства.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В холодном климате нарастание льда на щетках стеклоочистителя ветрового стекла транспортного средства является обычной проблемой. Лед ухудшает работу щеток стеклоочистителя, что раздражает водителей и может представлять существенную опасность при вождении, если видимость для водителя через ветровое стекло значительно ограничивается.
Различные подогреваемые устройства стеклоочистителя пытались преодолеть проблему нарастания льда на щетках стеклоочистителя путем установки нагревательного элемента в непосредственной близости или непосредственно в зацеплении со щетками стеклоочистителя. Для того чтобы нагревательный элемент работал эффективно, обычно требуется, чтобы нагревательный элемент непосредственно зацеплялся за щетку стеклоочистителя. Однако в известных нагревающих устройствах нагревательный элемент обычно устанавливают целиком внутри стеклоочистителя или щетки стеклоочистителя, так что замена стеклоочистителей требует замены нагревательного элемента или его частей. Периодическая замена стеклоочистителей, таким образом, может стать дорогой и требовать трудоемкой сборки.
Патент US 6028291 (Heisler) и патент US 4497083 (Nielsen) предлагают систему подогреваемого стеклоочистителя ветрового стекла, в которой элемент нагревателя проходит через эластичный элемент стеклоочистителя щетки стеклоочистителя. В каждом случае разъемный соединитель обеспечивает питание для нагревательного элемента на одном конце эластичного элемента стеклоочистителя, позволяя заменять нагревательный элемент и элемент стеклоочистителя без замены всей щетки стеклоочистителя. Однако, когда щетка стеклоочистителя требует замены, требуется значительная замена проводки нагревательного элемента. Heisler, в частности, предлагает термостат, установленный на щетке стеклоочистителя в месте, требующем замены проводки электропитания, когда термостат выходит из строя и требует замены.
Патент US 3408678 (Linker) предлагает сборку стеклоочистителя ветрового стекла, в которой нагревательный элемент проходит вдоль эластичного элемента стеклоочистителя. Электропроводка к нагревательному элементу включает в себя селективные соединения в том месте, где щетка стеклоочистителя крепится на опорном рычаге стеклоочистителя, таким образом, что может быть заменена вся щетка, включая нагревательный элемент. Однако в этом случае нагревательный элемент и селективное соединение должны быть сформированы целиком со щеткой стеклоочистителя и поэтому не позволяют независимо заменять различные компоненты сборки стеклоочистителя.
Многие другие патенты, например, перечисленные в патенте US 7721382 (Malone), выданном 25 мая 2010 г., предлагают другие конструкции стеклоочистителя ветрового стекла, которые могут подогреваться. Примерами являются патенты US 6137084; US 7568256; US 5572765; US 7721382; US 6591443; US 6140608; US 6058664; US 6754933; US 7401379 и US 5787543.
В патенте US 6507973 (Friesen) показана компоновка такого типа, в которой электрическое сопротивление изменяется для нагревательных элементов различной длины.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается система подогреваемого стеклоочистителя для установки на рычагах стеклоочистителей сборки стеклоочистителя транспортного средства, включающая в себя:
щетку стеклоочистителя, расположенную так, чтобы селективно устанавливаться на свободном конце каждого рычага стеклоочистителя, включающую в себя эластичный элемент стеклоочистителя, имеющий проход, простирающийся через элемент стеклоочистителя в продольном направлении элемента стеклоочистителя от отверстия в одном конце элемента стеклоочистителя;
нагревательный элемент, расположенный так, чтобы вставляться в этот проход, простирающийся через каждый элемент стеклоочистителя; и
нагревательный элемент, предназначенный для соединения с электропитанием, предназначенным для подачи электроэнергии к нагревательным элементам;
при этом управление температурой нагревательного элемента осуществляется путем управления током, подаваемым к элементу.
Предпочтительно, током управляет блок управления, имеющий алгоритм для определения требуемого тока.
Предпочтительно, этот алгоритм блока управления включает в себя информацию, относящуюся к температуре щетки стеклоочистителя и внешней температуре окружающей среды.
В некоторых случаях блок управления выполняется с возможностью коммуникации с бортовым компьютером транспортного средства, чтобы получать от него информацию.
В этой компоновке информация может включать в себя одно или более из состояния включения зажигания, работы двигателя, состояния включения стеклоочистителя и скорости автомобиля, используемой для коррекции воздушного охлаждения.
В одном варианте осуществления управление током осуществляется путем использования блока управления, который устанавливается отдельно от щетки стеклоочистителя.
В некоторых случаях управление током осуществляется путем использования резисторного делителя или преднастроенного потенциометра.
В некоторых случаях управление током осуществляется путем использования резистивного чувствительного элемента для определения величины сопротивления нагревательного элемента. Однако величина сопротивления может быть введена непосредственно вручную или введена как величина, взятая от соответствующей щетки стеклоочистителя, которая указывает на величину сопротивления.
В другом варианте осуществления управление температурой нагревательного элемента осуществляется с помощью технологии умной щетки стеклоочистителя, установленной в самом стеклоочистителе. В этом случае алгоритм технологии умной щетки стеклоочистителя может включать в себя температуру щетки стеклоочистителя и внешнюю температуру окружающей среды. В этом случае технология умной щетки стеклоочистителя может быть программируемой и может иметь в алгоритме опцию использования температуры щетки стеклоочистителя и внешней температуры окружающей среды, воздушного охлаждения, состояния включения зажигания, работы двигателя, величины сопротивления нагревательного элемента и состояния включения стеклоочистителя.
Предпочтительно, нагревательный элемент, предназначенный для соединения проводниками с электропитанием, предназначенным для подачи электроэнергии к нагревательным элементам, а также сами проводники содержатся в корпусе щетки стеклоочистителя, чтобы сделать их более косметически привлекательными.
То есть, предпочтительно, двужильный провод размещается в полости под корпусом и вдоль всей длины или вдоль части длины щетки.
В этом случае блок управления, связанный с проводниками, размещается в полости под корпусом и вдоль всей длины или вдоль части длины щетки.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается система подогреваемого стеклоочистителя для установки на рычагах стеклоочистителей сборки стеклоочистителя транспортного средства, включающая в себя:
щетку стеклоочистителя, расположенную так, чтобы селективно устанавливаться на свободном конце каждого рычага стеклоочистителя, включающую в себя эластичный элемент стеклоочистителя, имеющий проход, простирающийся через элемент стеклоочистителя в продольном направлении элемента стеклоочистителя от отверстия в одном конце элемента стеклоочистителя;
нагревательный элемент, расположенный так, чтобы вставляться в этот проход, простирающийся через каждый элемент стеклоочистителя; и
нагревательный элемент, предназначенный для соединения с электропитанием, предназначенным для подачи электроэнергии к нагревательным элементам;
при этом нагревательный элемент включает в себя саморегулируемый продукт для создания теплового следа.
Предпочтительно, продукт для создания теплового следа включает в себя две параллельных проволочных шины, помещенные в полупроводящий полимер, который становится менее проводящим по мере того, как он нагревается.
Предпочтительно, продукт для создания теплового следа нагревается только до заданной температуры.
Предпочтительно, предусматривается экструдирование целиковой детали для резиновой прокладки, которая включает в себя шины теплового следа в качестве ядра резиновой прокладки.
Предпочтительно, прокладка из силиконовой резины экструдируется непосредственно на шины теплового следа так, чтобы это был единый блок, так что когда резиновая прокладка заменяется, элемент теплового следа также заменяется.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается система подогреваемого стеклоочистителя для установки на рычагах стеклоочистителей сборки стеклоочистителя транспортного средства, включающая в себя:
щетку стеклоочистителя, расположенную так, чтобы селективно устанавливаться на свободном конце каждого рычага стеклоочистителя, включающую в себя эластичный элемент стеклоочистителя, имеющий проход, простирающийся через элемент стеклоочистителя в продольном направлении элемента стеклоочистителя от отверстия в одном конце элемента стеклоочистителя;
нагревательный элемент, расположенный так, чтобы вставляться в этот проход, простирающийся через каждый элемент стеклоочистителя; и
нагревательный элемент, предназначенный для соединения проводниками с электропитанием, предназначенным для подачи электроэнергии к нагревательным элементам;
при этом проводники содержатся в корпусе щетки стеклоочистителя, чтобы сделать их более косметически привлекательными.
Предпочтительно, двужильный провод размещается в полости под корпусом и вдоль всей длины или вдоль части длины щетки.
Предпочтительно, печатная плата, связанная с проводниками, размещается в полости под корпусом и вдоль всей длины или вдоль части длины щетки.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается система подогреваемого стеклоочистителя для установки на рычагах стеклоочистителей сборки стеклоочистителя транспортного средства, включающая в себя:
щетку стеклоочистителя, расположенную так, чтобы селективно устанавливаться на свободном конце каждого рычага стеклоочистителя, включающую в себя эластичный элемент стеклоочистителя, имеющий проход, простирающийся через элемент стеклоочистителя в продольном направлении элемента стеклоочистителя от отверстия в одном конце элемента стеклоочистителя;
нагревательный элемент, расположенный так, чтобы вставляться в этот проход, простирающийся через каждый элемент стеклоочистителя; и
нагревательный элемент, предназначенный для соединения с электропитанием, предназначенным для подачи электроэнергии к нагревательным элементам;
при этом управление температурой нагревательного элемента осуществляется путем управления током, подаваемым к элементу.
Предпочтительно, управление током осуществляется микропроцессорной печатной платой, обменивающейся информацией с бортовым компьютером транспортного средства.
Предпочтительно, алгоритм печатной платы включает в себя температуру щетки стеклоочистителя и внешнюю температуру окружающей среды.
Предпочтительно, печатная плата использует другую информацию от бортового компьютера транспортного средства.
Предпочтительно, эта информация включает в себя одно или более из состояния включения зажигания, работы двигателя, величины сопротивления нагревательного элемента, состояния включения стеклоочистителя и скорости автомобиля, используемой для коррекции воздушного охлаждения.
Предпочтительно, управление током осуществляется с использованием автономного микропроцессора.
Предпочтительно, микропроцессор является программируемым и имеет в алгоритме опцию использования температуры щетки стеклоочистителя и наружной температуры окружающей среды, воздушного охлаждения, состояния включения зажигания, работы двигателя, величины сопротивления нагревательного элемента и состояния включения стеклоочистителя.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предлагается система подогреваемого стеклоочистителя для установки на рычагах стеклоочистителей сборки стеклоочистителя транспортного средства, включающая в себя:
щетку стеклоочистителя, расположенную так, чтобы селективно устанавливаться на свободном конце каждого рычага стеклоочистителя, включающую в себя эластичный элемент стеклоочистителя, имеющий проход, простирающийся через элемент стеклоочистителя в продольном направлении элемента стеклоочистителя от отверстия в одном конце элемента стеклоочистителя;
нагревательный элемент, расположенный так, чтобы вставляться в этот проход, простирающийся через каждый элемент стеклоочистителя; и
нагревательный элемент, предназначенный для соединения с электропитанием, предназначенным для подачи электроэнергии к нагревательным элементам;
при этом температурой нагревательного элемента управляет микропроцессорная печатная плата, обменивающаяся информацией с бортовым компьютером транспортного средства.
Предпочтительно, алгоритм печатной платы включает в себя температуру щетки стеклоочистителя и внешнюю температуру окружающей среды.
Предпочтительно, печатная плата использует другую информацию от бортового компьютера транспортного средства.
Предпочтительно, эта информация включает в себя одно или более из состояния включения зажигания, работы двигателя, состояния включения стеклоочистителя и скорости автомобиля, используемой для коррекции воздушного охлаждения.
Предпочтительно управление током осуществляется с использованием автономного микропроцессора.
Предпочтительно, микропроцессор является программируемым и имеет в алгоритме опцию использования температуры щетки стеклоочистителя и наружной температуры окружающей среды, воздушного охлаждения, состояния включения зажигания, работы двигателя, величины сопротивления нагревательного элемента и состояния включения стеклоочистителя.
Предпочтительно, управление током осуществляется с использованием автономного микропроцессора, который настраивается с использованием резистивного делителя или преднастроенного потенциометра, который устанавливается на печатной плате.
В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения предлагается система подогреваемого стеклоочистителя для установки на рычагах стеклоочистителей сборки стеклоочистителя транспортного средства, включающая в себя:
щетку стеклоочистителя, расположенную так, чтобы селективно устанавливаться на свободном конце каждого рычага стеклоочистителя, включающую в себя эластичный элемент стеклоочистителя, имеющий проход, простирающийся через элемент стеклоочистителя в продольном направлении элемента стеклоочистителя от отверстия в одном конце элемента стеклоочистителя;
нагревательный элемент, расположенный так, чтобы вставляться в этот проход, простирающийся через каждый элемент стеклоочистителя; и
нагревательный элемент, предназначенный для соединения с электропитанием, предназначенным для подачи электроэнергии к нагревательным элементам;
при этом управление температурой нагревательного элемента осуществляется с помощью технологии умной щетки стеклоочистителя, установленной в самом стеклоочистителе.
Предпочтительно, алгоритм технологии умной щетки стеклоочистителя включает в себя температуру щетки стеклоочистителя и внешнюю температуру окружающей среды.
Предпочтительно, технология умной щетки стеклоочистителя использует другую информацию от бортового компьютера транспортного средства.
Предпочтительно, эта информация включает в себя одно или более из состояния включения зажигания, работы двигателя, состояния включения стеклоочистителя и скорости автомобиля, используемой для коррекции воздушного охлаждения.
Предпочтительно, технология умной щетки стеклоочистителя является программируемой и имеет опцию использования в алгоритме температуры щетки стеклоочистителя и наружной температуры окружающей среды, воздушного охлаждения, состояния включения зажигания, работы двигателя и состояния включения стеклоочистителя.
Ключевыми пунктами настоящего изобретения являются следующие:
1. Используя саморегулируемый продукт для создания теплового следа для источника тепла, обеспечиваются две параллельные проволочные шины, заключенные в полупроводящий полимер. Этот полимер наполняется секретной смесью углерода и других пластических проводящих полимеров, которая становится менее проводящей по мере ее нагрева. Тем самым нагрев осуществляется только до температуры, определяемой количеством углерода и другого продукта в полимере (См. Фиг. 1)
2. Эта система использует проводники, подающие электроэнергию к нагревательному элементу в корпус рамы стеклоочистителя для того, чтобы сделать ее более косметически привлекательной. Это достигается либо использованием двужильного провода, либо печатной платой, размещенной в полости под корпусом и/или вдоль всей длины или части длины рамы.
3. Эта система также имеет опцию управления температурой стандартного нагревательного элемента путем управления током, подаваемым к этому элементу. Управление током осуществляется микропроцессорной печатной платой, обменивающейся информацией с бортовым компьютером транспортного средства. Алгоритм может включать в себя, не ограничиваясь этим, температуру щетки стеклоочистителя и наружную температуру окружающей среды для того, чтобы подавать больше тока при более низких температурах и меньше тока при более высоких температурах. Эта система может также использовать, не ограничиваясь этим, другую информацию от бортового компьютера транспортного средства, такую как состояние включения зажигания, работа двигателя, состояние включения стеклоочистителя и скорость автомобиля, используемая для коррекции воздушного охлаждения.
4. Эта система может также обеспечивать опцию управления температурой стандартного нагревательного элемента путем управления током, подаваемым к этому элементу. Управление током осуществляется с использованием автономного микропроцессора или аналоговой печатной платы, которая настраивается с использованием резистивного делителя или преднастроенного потенциометра, который устанавливается на печатной плате. Микропроцессорная версия также может быть программируемой и может иметь опцию использования в алгоритме температуры щетки стеклоочистителя и наружной температуры окружающей среды, воздушного охлаждения, состояния включения зажигания, работы двигателя, величины сопротивления нагревательного элемента и состояния включения стеклоочистителя.
5. Технология умной щетки стеклоочистителя может включать в себя вышеприведенные пункты 3 и 4 или их комбинацию, которые обеспечиваются в печатной плате на самом стеклоочистителе вместо автономной печатной платы.
6. Эта система может использовать экструдирование целиковой детали для резиновой прокладки, которая включала бы в себя систему для создания теплового следа в качестве ядра резиновой прокладки. Прокладка из силиконовой резины экструдируется непосредственно на шины теплового следа так, чтобы это был единый блок, так что когда резиновая прокладка заменяется, элемент теплового следа также заменяется.
В соответствии с дополнительным важным независимым аспектом настоящего изобретения нагревательный элемент включает в себя вытянутый элемент, содержащий два провода, который вставляется в трубчатый контейнер в щетке стеклоочистителя, причем на одном конце провода соединяются с источником питания, а на дальнем конце контейнера провода запрессовываются вместе.
В соответствии с еще одним дополнительным важным аспектом настоящего изобретения провода, соединенные с нагревательным элементом, устанавливаются с использованием специально разработанных пластмассовых или металлических зажимов так, чтобы сделать дизайн более косметически привлекательным.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1A представляет собой схематическую изометрическую иллюстрацию подогреваемого стеклоочистителя ветрового стекла в соответствии с настоящим изобретением, показывающую один вариант осуществления, в котором током или источником питания для нагревательного элемента управляет блок управления, расположенный в моторном отсеке транспортного средства.
Фиг. 1B представляет собой увеличенный вид одной части варианта осуществления, проиллюстрированного на Фиг. 1A.
Фиг. 1С представляет собой увеличенный вид одной части варианта осуществления, проиллюстрированного на Фиг. 1A.
Фиг. 2 представляет собой увеличенный вид, показывающий один конец конструкции щетки, проиллюстрированной на Фиг. 1.
Фиг.3 представляет собой увеличенный вид, показывающий другой конец конструкции щетки, проиллюстрированной на Фиг. 1.
Фиг. 4 представляет собой увеличенный вид с торца, аналогичный виду на Фиг. 2, показывающий дополнительный вариант осуществления, в котором током или источником питания для нагревательного элемента управляет блок управления, расположенный на основании щетки стеклоочистителя ветрового стекла.
Фиг. 5 представляет собой увеличенный вид конца щетки стеклоочистителя альтернативной компоновки, которая использует саморегулируемый продукт для создания теплового следа.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Обращаясь к сопроводительным чертежам, на Фиг. 1A, 1B, 1C и 2 иллюстрируется сборка стеклоочистителя, в целом обозначенная ссылочной цифрой 10, имеющая установленную на ней систему 12 подогрева стеклоочистителя. Система 12 подогрева стеклоочистителя предназначена для нагрева щетки 20 стеклоочистителя сборки 10 стеклоочистителя для того, чтобы предотвратить нарастание льда на ней при использовании в холодном климате.
Сборка 10 стеклоочистителя включает в себя рычаг 14 стеклоочистителя, который шарнирно устанавливается на его основании, как и в обычной сборке щетки стеклоочистителя автомобиля. Натяжная пружина устанавливается в основании рычага для того, чтобы прижимать рычаг к ветровому стеклу транспортного средства, имеющего установленную на нем сборку. Шарнирное сочленение устанавливается на свободном конце рычага для шарнирной и селективной установки на нем щетки стеклоочистителя. Щетка 20 стеклоочистителя включает в себя продольно проходящий приемный канал 22 для установки в нем элемента 24 стеклоочистителя.
Система 12 подогрева стеклоочистителя включает в себя элемент 24 стеклоочистителя в форме вытянутого эластичного элемента, сформированного из силиконовой резины. Элемент 24 стеклоочистителя включает в себя установочную часть 26, проходящую продольно вдоль внутренней стороны элемента. Установочная часть 26 является Т-образным фланцем, подобным обычным элементам стеклоочистителя, для установки элемента стеклоочистителя внутри канала 22 щетки стеклоочистителя. Элемент 24 стеклоочистителя дополнительно включает в себя трубчатую часть 28, проходящую в продольном направлении стеклоочистителя вдоль установочной части.
Обтирочная часть 30 простирается продольно вдоль внешней стороны элемента стеклоочистителя для скольжения по ветровому стеклу транспортного средства. Обтирочная часть может включать в себя главный выступ в форме радиальным образом простирающегося фланца, а также пару более коротких вторичных выступов, расположенных с каждой стороны от главного выступа и также простирающихся радиальным образом наружу от трубчатой части.
Простирающийся в осевом направлении проход 36 проходит через трубчатую часть 28 элемента стеклоочистителя в продольном направлении стеклоочистителя между отверстиями, расположенными в соответствующих концах элемента стеклоочистителя. Проход 36 расположен между соответствующими внутренней и внешней сторонами элемента стеклоочистителя.
Нагревательный элемент 40 устанавливается внутри прохода 36 и проходит по всей длине элемента стеклоочистителя.
Эластичный материал элемента 24 стеклоочистителя предназначен для того, чтобы деформироваться вокруг нагревательного элемента 40, когда нагревательный элемент устанавливается в нем, чтобы удерживать нагревательный элемент внутри, плотно зацепляя соответствующие стороны элемента. Как нагревательный элемент 40, так и проход 36 имеют круглое поперечное сечение, чтобы плотно вставить нагревательный элемент внутрь прохода без необходимости в дополнительных средствах установки для закрепления нагревательного элемента.
Эластичная природа элемента 24 стеклоочистителя позволяет нагревательному элементу 40 оставаться селективно сдвигаемым в продольном направлении внутри прохода 36 так, чтобы он мог быть селективно отделен от элемента стеклоочистителя путем скольжения нагревательного элемента через один из элементов 38, расположенных на соответствующих концах прохода. В этой компоновке щетка 20 стеклоочистителя или элемент 24 стеклоочистителя могут быть независимо заменены без замены нагревательного элемента 40.
Фиг. 5 показывает пару изолированных контактов 51 и 52 электропитания, соединенных со свободными концами 50 проводника для пропускания через них электрического тока. Герметичный эластичный рукав 54 может быть обернут вокруг конца нагревательного элемента 40, имеющего в нем свободные концы 50 проводника, и проходить над контактами 51, 52 электропитания, чтобы загерметизировать проводники внутри и предохранить их от элементов.
Как показано на Фиг. 2, при использовании обычной нагревательной проволоки 60 высокого сопротивления проводники 61 содержатся внутри корпуса 62 щетки стеклоочистителя, чтобы сделать ее более косметически привлекательной. То есть двужильный провод размещается в полости 63 под корпусом 62 и вдоль всей длины или вдоль части длины щетки. Двужильный провод 61 соединяется с нагревательной проволокой 60 высокого сопротивления. Два обжимных разъема 64 и 65 разнесены так, чтобы не вызывать короткого замыкания. На обжимной разъем 64 затем надевается термоусадочная трубка, затем термоусадочная трубка помещается поверх обоих обжимных разъемов 64 и 65 вместе с этими двумя проводниками 61 и трубкой 66 нагревательного элемента.
Таким образом, нагревательный элемент включает в себя вытянутый элемент, содержащий два провода, который вставляется в трубчатый контейнер в щетке стеклоочистителя, причем на одном конце провода соединяются с источником питания, а на дальнем конце контейнера провода запрессовываются вместе.
Провода к нагревательному элементу устанавливаются с использованием специально разработанных пластмассовых или металлических зажимов так, чтобы сделать дизайн более косметически привлекательным.
Фиг. 3 показывает конец, противоположный концу ввода питания, на котором показаны проводники 80 нагревательного элемента, обжимаемые в положениях 81. Этот способ уменьшает время, требуемое для сборки стеклоочистителя.
На Фиг. 1 печатная плата или блок 70 управления, соединенный с проводниками, помещается в контейнере 70 в двигательном отсеке. Печатная плата имеет управляющие функции, причем управление температурой нагревательного элемента осуществляется путем управления током, подаваемым к элементу.
Как показано на чертеже, блок 70 управления предназначен для обмена информацией с бортовым компьютером 71 транспортного средства так, чтобы алгоритм печатной платы включал в себя температуру щетки стеклоочистителя и наружную температуру окружающей среды. Блок 70 управления использует также другую информацию от бортового компьютера транспортного средства, такую как состояние включения зажигания, работа двигателя, состояние включения стеклоочистителя и скорость автомобиля, используемая для коррекции воздушного охлаждения.
Блок 70 управления может также обмениваться информацией с установленным температурным чувствительным элементом 72 для того, чтобы получить информацию, относящуюся к наружной температуре. В простой версии системы блок управления не предназначен для использования информации от контроллера транспортного средства, но вместо этого использует отдельно установленный внешний температурный чувствительный элемент 72. Это уменьшает сложность коммуникаций. Другим входом является детектор 73 напряжения батареи, который определяет напряжение батареи от проводника, подающего питание контроллеру, чтобы более точно вычислить требуемый ток так, чтобы точно управлять мощностью, подаваемой к нагревательному элементу. Это достигается путем считывания импульсов, поступающих из генератора переменного тока транспортного средства. В одной простой компоновке блок управления включает в себя резистивный датчик 74, который определяет сопротивление нагревательного элемента, присоединенный к блоку управления для управления величиной тока так, чтобы обеспечить требуемую выходную мощность. Таким образом, блок управления, который является общим для многих различных моделей транспортных средств, определяет величину сопротивления нагревательного элемента, установленного для данной модели, и использует эту величину сопротивления для того, чтобы вычислить необходимую мощность и/или необходимый ток, например, путем использования справочной таблицы.
Блок управления может использовать при вычислении технологию широтно-импульсной модуляции (PWM) для управления током, подаваемым к нагревательным элементам. Такой PWM-контроллер стеклоочистителя может иметь следующие особенности:
Целью этого контроллера является включать нагревательный элемент на стеклоочистителе ветрового стекла и управлять током для различных размеров, требуемых для всех транспортных средств. Он устанавливается под капотом транспортного средства в двигательном отсеке, определяет, когда двигатель работает, считывает наружную температуру и подает подходящий ток, требуемый для данного размера установленного стеклоочистителя, который является пропорциональным или соответствует уровню сопротивления установленного стеклоочистителя, и подает этот ток только тогда, когда наружная температура падает ниже приблизительно 4 градусов Цельсия.
Требуется один аналоговый вход для температурного датчика с разрешением 1 градус Цельсия, который может считывать показания от минус 40 до плюс 100 градусов Цельсия.
Требуется один аналоговый вход для того, чтобы считывать импульсное напряжение батареи в диапазоне от 0 до 18 Вольт.
Требуется один аналоговый вход для того, чтобы считывать сопротивление нагревательного элемента в диапазоне от 0 до 10 Ом. Альтернативно требуется два PWM-выхода (по одному на каждую щетку стеклоочистителя), способных выдавать до 5 А тока каждый при напряжении 13,8 В.
Нагревательные элементы включаются, когда двигатель запущен, напряжение батареи присутствует и наружная температура составляет ниже 4 градусов Цельсия.
Требуется справочная таблица сопротивления для обеспечения широтно-импульсно модулированного тока для нагревательного элемента. То есть блок управления имеет вход для непосредственного определения фактического сопротивления нагревательного элемента или для получения ручного ввода, указывающего сопротивление, которое надо выбрать. Это значение затем используется для поиска в справочной таблице с тем, чтобы идентифицировать величину тока, который необходимо подать с использованием системы PWM.
Блок управления размещается в небольшой герметизированной алюминиевой коробке, которая имеет два крепежных фланца с отверстием на каждом фланце для установки этой коробки под капотом транспортного средства. Крепежный фланец находится на открытой стороне коробки и поднимает коробку на 4 мм для того, чтобы обеспечить пространство для проводов. Алюминиевая коробка может включать в себя охлаждающие ребра.
Печатная плата герметизируется с использованием герметика, подходящего для того, чтобы защитить ее от влаги. Провода или клеммы выходят через герметик на расстоянии приблизительно 2,5 мм от края коробки и приблизительно 2,5 мм между проводами.
Кабели источника питания включают в себя один черный провод длиной 30 см с кольцевым зажимом и один красный провод длиной 100 см с плавким предохранителем в 30 см от алюминиевой коробки.
Температурный датчик герметизируется в резиновом патрубке с шипами на конце проволоки длиной 30 см так, чтобы он мог быть вставлен в отверстие, просверленное в крыле транспортного средства.
Четыре вилочных контактных наконечника для многожильного кабеля типа устанавливаются таким образом, чтобы они могли соединяться с проводами, идущими от стеклоочистителей. Они четко маркируются как "Стеклоочиститель 1" и "Стеклоочиститель 2".
Микропроцессор является программируемым и имеет в алгоритме опцию использования температуры щетки стеклоочистителя и наружной температуры окружающей среды, воздушного охлаждения, состояния включения зажигания, работы двигателя и состояния включения стеклоочистителя.
Алгоритм печатной платы включает в себя температуру щетки стеклоочистителя и внешнюю температуру окружающей среды.
Как показано на Фиг. 4, управление температурой нагревательного элемента осуществляется с помощью технологии умной щетки стеклоочистителя, установленной в самом стеклоочистителе. Микропроцессор и другие компоненты устанавливаются на печатной плате 90, которая вдвигается в щель 93 на раме стеклоочистителя. Нагревательный элемент 92 вставляется в соединитель 91, установленный на печатной плате.
Печатная плата имеет управляющие функции, причем управление температурой нагревательного элемента осуществляется путем управления током, подаваемым к элементу.
Как показано на чертеже, блок 90 управления предназначен для обмена информацией с бортовым компьютером транспортного средства так, чтобы алгоритм печатной платы включал в себя температуру щетки стеклоочистителя и наружную температуру окружающей среды. Блок 70 управления использует также другую информацию от бортового компьютера транспортного средства, такую как состояние включения зажигания, работа двигателя, состояние включения стеклоочистителя и скорость автомобиля, используемая для коррекции воздушного охлаждения.
В простой версии системы блок управления не предназначен для использования информации от контроллера транспортного средства, но вместо этого использует отдельно установленный внешний температурный чувствительный элемент 94. Это уменьшает сложность коммуникаций. Напряжение батареи определяется от проводника, подающего питание контроллеру, чтобы более точно вычислить требуемый ток так, чтобы точно управлять мощностью, подаваемой к нагревательному элементу. Это достигается путем считывания импульсов, поступающих из генератора переменного тока транспортного средства. В одной простой компоновке блок управления включает в себя встроенный резистивный датчик, который определяет сопротивление нагревательного элемента, присоединенный к блоку управления для управления величиной тока так, чтобы обеспечить требуемую выходную мощность. Таким образом блок управления, который является общим для многих различных моделей транспортных средств, определяет величину сопротивления нагревательного элемента, установленного для данной модели, и использует эту величину сопротивления для того, чтобы вычислить необходимую мощность и/или необходимый ток, например, путем использования справочной таблицы.
Блок управления может использовать при вычислении технологию широтно-импульсной модуляции (PWM) для управления током, подаваемым к нагревательным элементам. Такой PWM-контроллер стеклоочистителя может иметь следующие особенности:
Целью этого контроллера является включать нагревательный элемент на стеклоочистителе ветрового стекла и управлять током для различных размеров, требуемых для всех транспортных средств. Он устанавливается на раме стеклоочистителя, определяет, когда двигатель работает, считывает наружную температуру и подает подходящий ток, требуемый для данного размера установленного стеклоочистителя, который является пропорциональным или соответствует уровню сопротивления установленного стеклоочистителя, и подает этот ток только тогда, когда наружная температура падает ниже приблизительно 4 градусов Цельсия.
Требуется один аналоговый вход для температурного датчика с разрешением 1 градус Цельсия, который может считывать показания от минус 40 до плюс 100 градусов Цельсия.
Опционально требуется один аналоговый вход для температурного датчика щетки стеклоочистителя с разрешением 1 градус Цельсия, который может считывать показания от минус 40 до плюс 100 градусов Цельсия.
Требуется один аналоговый вход для того, чтобы считывать импульсное напряжение батареи в диапазоне от 0 до 18 вольт.
Требуется один аналоговый вход для того, чтобы считывать сопротивление нагревательного элемента в диапазоне от 0 до 10 Ом. Альтернативно
Требуется один PWM-выход, способный выдавать до 5 А тока каждый при напряжении 13,8 В.
Нагревательный элемент включается, когда двигатель запущен, напряжение батареи присутствует и наружная температура составляет ниже 4 градусов Цельсия.
Требуется справочная таблица сопротивления для обеспечения широтно-импульсно модулированного тока для нагревательного элемента. То есть блок управления имеет вход для непосредственного определения фактического сопротивления нагревательного элемента или для получения ручного ввода, указывающего сопротивление, которое надо выбрать. Это значение затем используется для поиска в справочной таблице с тем, чтобы идентифицировать величину тока, который необходимо подать с использованием системы PWM.
Блок контроллера размещается на раме щетки стеклоочистителя путем его вдвигания в щель, предусмотренную для этой цели. Печатная плата герметизируется с использованием герметика или другого продукта, подходящего для того, чтобы защитить ее от влаги. Провода выходят на раму и устанавливаются с помощью специальных зажимов на раме стеклоочистителя так, чтобы сделать ее косметически привлекательной. Они проходят под кожухом к подходящим точкам контакта.
Температурный датчик устанавливается на печатной плате, которая в свою очередь устанавливается на раме стеклоочистителя.
Микропроцессор является программируемым и имеет в алгоритме опцию использования температуры щетки стеклоочистителя и наружной температуры окружающей среды, воздушного охлаждения, состояния включения зажигания, работы двигателя и состояния включения стеклоочистителя.
Алгоритм печатной платы включает в себя температуру щетки стеклоочистителя и внешнюю температуру окружающей среды.
Как показано на Фиг. 5, нагревательный элемент включает в себя саморегулируемый продукт 50 для создания теплового следа, который включает в себя две параллельные проволочные шины 51, 52, заключенные в полупроводящий полимер 53, который становится менее проводящим по мере его нагрева, так, чтобы продукт для создания теплового следа нагревался только до заданной температуры.
Это может быть обеспечено экструдированием целиковой детали для резиновой прокладки, которая включает в себя шины теплового следа в качестве ядра резиновой прокладки. Таким образом прокладка 24 из силиконовой резины экструдируется прямо на шины 50 теплового следа так, чтобы это был один блок, так, чтобы при замене резиновой прокладки элемент теплового следа также заменялся, или он может быть отдельным нагревательным элементом, который вставляется в силиконовую щетку стеклоочистителя.
Так как различные модификации могут быть сделаны в моем изобретении, как описано выше в настоящем документе, и много очевидно различных вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть сделаны в пределах духа и области охвата формулы изобретения без отхода от такого духа и области охвата, предполагается, что все сущности, содержащиеся в сопроводительном описании, должны интерпретироваться как чисто иллюстративные, а не в смысле ограничения.