ПАРКОВОЧНАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к области систем безопасности транспортных средств и может быть использована в навигации, в частности, при управлении автомобилем для предотвращения его столкновений с другими транспортными средствами или неподвижными препятствиями при маневрировании и постановке на стоянку.
Технический результат заключается в увеличении срока службы парковочной системы и, как следствие, узлов и блоков автомобиля, а также снижении отказов и сбоев в ее работе.
Эффект достигается вследствие повышения надежности парковочной системы за счет введения в нее различного рода контактных и бесконтактных датчиков, позволяющих обнаруживать и устранять источники сбоев. При этом в качестве информативных параметров используются изменения амплитудно-частотных характеристик, повышенное электромагнитное излучение, появление эффекта дифференцирования и интегрирования сигналов.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой системе является парктроник (http://www.tpmaster.ru). Недостаток устройства - низкая достоверность обнаружения источников сбоев в данной системе.
Задача, решаемая полезной моделью, - расширение функциональных возможностей по обнаружению скрытых дефектов в виде сбоев элементов и узлов за счет дополнительного введения контактных и бесконтактных датчиков сбоев, а также внутренних и внешних электромагнитных помех при соответствующей обработке информации (сигналов).
Поставленная задача решается тем, что парковочная система, содержащая электронный блок управления, подключенный к ультразвуковым датчикам и датчикам слепой зоны переднего и заднего контуров, а выходами связанный с правым и левым предупреждающими светодиодами, а также индикатором, блок питания, подключенный к электронному блоку управления, дополнительно содержит контактные и бесконтактные датчики сбоев, установленные соответственно на линиях связи и интерфейсных шинах или в непосредственной близости до 1-2 см от линии связи или интерфейсной шины для обнаружения внутренних или внешних помех от источников сбоев в виде соединителей/разъемов, интерфейсных шин, шин управления, заземления и электропитания, при этом система выполнена с возможностью алгоритмической обработки сигналов с упомянутых датчиков сбоев.
Поставленная задача решается тем, что в качестве информативных параметров при обнаружении источников сбоев выбирают изменение амплитудно-частотных характеристик, повышенное электромагнитное излучение, появление эффекта дифференцирования и интегрирования сигналов.
Поставленная задача решается тем, что система выполнена с возможностью регистрации амплитудно-частотной характеристики источника сбоя в диапазоне частот от нуля или постоянного тока до единиц гигагерц.
Поставленная задача решается тем, что система выполнена с возможностью бесконтактного обнаружения электромагнитных излучений от источников сбоев в диапазоне частот от единиц герц до единиц гигагерц.
7
Поставленная задача решается тем, что система выполнена с возможностью контактного определения источника сбоя по факту образования микротрещин и микрозазоров в линиях связи и соединителях и малой емкостной составляющей от долей и единиц пикофарад в них, последующим большим сопротивлением до 10 Ом и выше приемника сигналов на КМОП-структуре и образования эффекта дифференцирования сигналов.
Поставленная задача решается тем, что система выполнена с возможностью бесконтактного определения источника сбоя по факту образования микрорезонансных контуров и электромагнитного излучения в них при прохождении электрического сигнала.
Поставленная задача решается тем, что контактные и бесконтактные датчики сбоев выполнены с возможностью работы в диапазоне частот от долей герц до единиц гигагерц.
Поставленная задача решается тем, что контактные датчики сбоев реализованы на КМОП-инверторах.
Поставленная задача решается тем, что бесконтактные датчики сбоев реализованы на пассивных (LC-элементы) микрорезонансных колебательных контурах.
Поставленная задача решается тем, что система выполнена с возможностью определения при срабатывании двух и более контактных датчиков сбоя в качестве источника сбоя элемента или узла с более ранним по времени срабатыванием датчика.
Поставленная задача решается тем, что система выполнена с возможностью определения при одновременном срабатывании двух и более бесконтактных датчиков сбоя в качестве источника сбоев внешнего электромагнитного воздействия или помехи.
Поставленная задача решается тем, что система выполнена с возможностью мажорирования сигналов с нечетного числа бесконтактных датчиков сбоя.
Поставленная задача решается тем, что система выполнена с возможностью определения при срабатывании контактных и бесконтактных датчиков в качестве источников сбоев внутренней электромагнитной помехи.
Поставленная задача решается тем, что система выполнена с возможностью контактного определения источника сбоя по эффекту интегрирования сигнала.
Решение поставленной задачи определения сбойных состояний и источников сбоев в виде линий связи и соединителей по изменению амплитудно-частотной характеристики, повышенного электромагнитного излучения, дифференцирования электрических сигналов основано на представлении скрытых дефектов упомянутых элементов аппаратуры в форме микрозазоров, микронеровностей, микротрещин, частичных микроразрывов и образования вследствие этого микрорезонансных контуров и микроемкостей.
Решение поставленной задачи по информативному параметру интегрирования электрических сигналов основано на представлении скрытых дефектов устройства в виде повышенного (в десятки и сотни раз) омического сопротивления, составляющего интегрирующее звено с последующей включенной микроемкостью (например, сотые доли пикофарад).
На фиг. 1 представлена структурная схема парковочной системы повышенной надежности. Система содержит электронный блок управления блок ультразвуковых датчиков и датчиков слепой зоны переднего контура блок ультразвуковых датчиков и датчиков слепой зоны заднего контура 3, правый предупреждающий светодиод 4, левый предупреждающий светодиод 5, индикатор 6, блок питания 7, а также контактные датчики сбоев (КДС) 8-19, бесконтактные датчики сбоев (БДС) 20-25. При однонаправленном действии сигналов КДС устанавливаются в начале (по действию сигнала) линий связи - КДС 12, 14, 16, 18 и в конце - КДС 13, 15, 17, 19.
В общем случае данное количество датчиков может быть и большим, что зависит от конкретной линии связи и размера требуемой для нее дискретизации, где необходима фиксация сбоя.
На схеме (фиг. 1) показаны и бесконтактные датчики сбоев 20-25, установленные в непосредственной близости от диагностируемых элементов или узлов. Количество БДС выбирается, исходя из их чувствительности, протяженности линии связи, и в общем случае может быть большим. Как КДС, так и БДС могут иметь как автономную, так и централизованную индикацию (на фиг. 1 не показана).
Радар парковки включается автоматически при включении задней передачи. Если дистанция до препятствия больше 2 метров, индикация на дисплее отсутствует. Когда дистанция становиться меньше 2 метров, на дисплее появляется цифровая индикация. При снижении дистанции до 1,5 метров и меньше включается звуковая сигнализация; частота звуковых сигналов повышается по мере приближения к препятствию. Светодиодные сегменты с левой и правой стороны дисплея указывают направление расположения препятствия. Если с обеих сторон дисплея загорается равное количество сегментов, препятствие находится посередине.
Передние датчики активируются после двухсекундного нажатия на педаль тормоза и автоматически прекратят работать по истечении 10 секунд. При появлении препятствия в метровой зоне от переднего бампера расстояние до него будет отображаться на дисплее устройства. При сокращении дистанции менее 60 см в дополнение к отображению на дисплее устройство будет подавать прерывистые звуковые сигналы, а при сокращении дистанции менее 30 см звуковые сигналы станут непрерывными.
Параллельно с работой узлов и блоков 1-7 в режиме «он-лайн» работают и датчики КДС (8-19, фиг. 1) и БДС (20-25, фиг. 1), установленные на линиях связи между узлами и блоками 1-7 и осуществляющие контроль данных линий связи на наличие в них скрытых дефектов, проявляемых в виде сбоев, или присутствия внутренних (внешних) электромагнитных помех. Обычно скрытые дефекты проявляются в виде микрозазоров, микротрещин, микронеровностей, частичных микроразрывов и образования вследствие этого микрорезонансных контуров, что может привести к отказу системы.
Алгоритм функционирования КДС 8-19 следующий. Например, одновременное срабатывание двух контактных датчиков сбоев 16 и 17 свидетельствует о сбое выходной контактной пары «вилка-розетка» электронного блока управления 1, который осуществляет передачу сигналов через упомянутую контактную пару, а также через линию связи в правый предупреждающий светодиод 4. Срабатывание только одного датчика КДС 17 говорит об источнике сбоев в линии связи между блоками 1 и 4. Дополнительное срабатывание бесконтактного датчика сбоев (БДС) 24 будет свидетельствовать о нарушении (например, плохом контакте) в изолирующей («земляной») шине и появлении внутреннего электромагнитного воздействия (помехи). Аналогично функционируют КДС и БДС на других линиях связи или интерфейсных шинах.
Реализация КДС достаточно проста и заключается, например, в подключении к соответствующим точкам конденсаторов малой емкости (десятые и сотые доли пикофарады) и параллельно с ними компараторов с автономной индикацией или выходом подключенных к микроконтроллеру (электронному блоку), настроенных на заданное напряжение уровня сбоя (например, 5 Вольт). Тогда при сбойном нарушении в линии связи или в контактных парах в дефектной точке образуется (например, перед отказом - обрывом) большое добавочное сопротивление (в десятки и сотни раз превышающее сопротивление в режиме нормального функционирования линии связи или контактной пары). Данное сопротивление вместе с последовательно включенной емкостью образует интегрирующую цепочку с накоплением электрического заряда на емкости, что и может быть зафиксировано как сбой автономными средствами индикации или микроконтроллером (электронным блоком).
Принцип действия БДС основан на регистрации дополнительного (сверх допустимого) электромагнитного излучения источника сбоев за счет образования микрорезонансных контуров. Реализация данных датчиков также достаточно проста и, в частном случае, может быть построена на пассивных LC-элементах, установленных на расстоянии 1-2 см от предполагаемого источника сбоев. Идеология включения БДС, а также алгоритм их функционирования в устройстве аналогичен КДС. Основное отличие (кроме информативного параметра) - в величине фиксируемого сигнала в зависимости от расстояния до источника сбоев. Сигналы с БДС также могут быть использованы для дальнейшей обработки либо в МК, либо (при необходимости) иметь автономную систему регистрации (индикации).
Датчики сбоев устанавливаются, например, с помощью клипс. Одновременное срабатывание БДС на различных линиях связи и не срабатывание КДС свидетельствует об источнике сбоев в виде внешней электромагнитной помехи. Одновременное срабатывание КДС и БДС говорит о внутренней электромагнитной помехе.
Одновременное срабатывание КДС и БДС (за исключением одного) на одной линии связи фиксирует сбойное состояние данной линии и неисправное (отказное) состояние не сработавшего бесконтактного датчика сбоя. Централизованная система обработки сигналов с БДС данной линии связи (например, с использованием микропроцессорной системы) определяет неисправный БДС, в частности используя мажоритарную обработку сигналов (на фиг. 1 не показана).
Следует обратить внимание на микроминиатюрное исполнение КДС и БДС, а также небольшие массогабаритные показатели указанных датчиков, что совместно с перспективой применения нанотехнологий на транспорте не представляет затруднений при их внедрении.