СИСТЕМА ДЛЯ ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ АВТОМОБИЛЯ
VEHICLE SYSTEM FOR ELECTRIC ENERGY SAVING

Изобретение относится к электрической части приборов наружного освещения автомобиля и может быть использовано в электромобилях, в любой другой автотехнике для экономии электроэнергии.
Известно устройство управления запуском и остановкой двигателя внутреннего сгорания по патенту РФ на изобретение №2323366, F02N 11/08, 2007. Применение устройства направлено на снижение расхода топлива за счет кратковременного отключения системы зажигания при остановках двигателя. Устройство содержит аккумуляторную батарею, генератор, систему зажигания, стартер, выключатель зажигания, электромагнитное реле и два дополнительных выключателя. Первый выключатель соединен с системой зажигания, а второй одним выводом соединен с плюсовой клеммой аккумуляторной батареи, а вторым - с первым выводом обмотки электромагнитного реле, второй вывод которого соединен с генератором. При включенном электрооборудовании и остановленном двигателе электромагнитное реле обесточено. При нажатии на педаль газа срабатывает дополнительный выключатель, образуется цепь включения реле, при достижении определенного количества оборотов двигателя напряжение на обмотке реле уменьшается, и реле разрывает цепь питания стартера. Недостатком является невозможность снижения потребления электроэнергии во время работы двигателя автомобиля.
Известно устройство для включения электрических ламп габаритных огней и ламп ближнего света автомобиля по патенту РФ на полезную модель №130930, B60Q 1/08, 2013. Устройство содержит шину электропитания, например аккумулятор, электрические лампы ближнего света автомобиля, соединенные через систему управляемых ключей с шиной электропитания и схемой формирования управляющих сигналов и выходом тахогенератора автомобиля. Устройство также содержит лампы габаритных огней, соединенные через систему управляемых ключей с шиной электропитания, с лампами ближнего света и выходом генератора переменного напряжения автомобиля. Недостатком является отсутствие блока управления в составе устройства, что вызывает необходимость подключения тахогенератора и генератора переменного тока для управления ключами электрической цепи. Это повышает сложность конструкции и снижает надежность работы устройства.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрано устройство снижения расхода топлива двигателем внутреннего сгорания по патенту РФ на изобретение №2405956. Устройство содержит аккумулятор, генератор, средство для фиксации скорости движения автомобиля и потребители электроэнергии, такие как лампы фар ближнего света и/или противотуманные фары, образующие электрическую цепь. Потребители включены в электрическую цепь через блок управления, который соединен со средством для фиксации скорости движения автомобиля и с генератором. При остановке автомобиля блок управления размыкает электрическую цепь между генератором и потребителями электроэнергии. При возобновлении движения автомобиля блок управления замыкает электрическую цепь, потребители электроэнергии включаются. Недостатками являются невозможность снижения потребления электроэнергии при движении автомобиля в пробке, полное отключение потребителей электроэнергии, а не переключение на более сберегающий режим. Соединение потребителей электроэнергии с генератором автомобиля исключает использование устройства в электромобилях.
Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей системы для экономии электроэнергии автомобиля.
Технический результат достигается тем, что в системе для экономии электроэнергии автомобиля, содержащей потребители электроэнергии, связанные электрической цепью с блоком управления, блок управления связан с датчиками автомобиля, согласно изобретению потребителями электроэнергии являются фары автомобиля и габаритные фонари, каждый потребитель связан с электрической системой автомобиля двумя ветвями электрической цепи, первая ветвь связывает потребителя с электрической системой автомобиля, вторая ветвь связывает потребителя с электрической системой автомобиля через блок управления, который является контроллером, контроллер связан с датчиком движения автомобиля и с датчиком определения препятствий, на первой ветви габаритных фонарей установлен ручной выключатель, на второй ветви габаритных фонарей на участке между контроллером и потребителем установлен управляемый выключатель, связанный с контроллером, контроллер снабжен ручным выключателем, расположенным на участке между узлом разветвления первой и второй ветвей фар автомобиля, на электрической линии фар автомобиля на участке между местом соединения первой и второй линий и потребителем установлен выключатель, связанный с контроллером, выполненный с возможностью автоматического переключения и с возможностью ручного переключения.
Технический результат обеспечивается за счет того, что в системе потребителями электроэнергии являются фары автомобиля и габаритные фонари, которые связаны с общей электрической системой автомобиля, что позволяет применять заявляемую систему в электромобилях, связывая потребители не с генератором, а, например, с зарядным устройством электромобиля, электрическим двигателем, тяговой аккумуляторной батареей. Применение для каждого из потребителей двух электрических линий, одна из которых связывает потребителя напрямую с электрической системой автомобиля, а вторая - через блок управления, выполненный в виде контроллера, позволяет включать и выключать потребители в двух режимах. Возможность включения фар автомобиля и габаритных фонарей как в ручном режиме, так и в автоматическом расширяет функциональные возможности системы. Соединение контроллера с каждым из потребителей и с датчиками движения автомобиля и определения препятствий позволяет использовать систему для экономии электроэнергии автомобиля при движении в потоке за впереди идущими автомобилями. Контроллер получает сигналы от обоих датчиков о скорости автомобиля выше 0 км/ч и о наличии препятствия на заданном расстоянии при движении автомобиля в пробке или приближении к светофору. При соблюдении обоих условий контроллер при помощи разработанного для этих целей программного обеспечения передает управляющие сигналы на выключение фар и включение габаритных фонарей, что позволяет значительно снизить расход электроэнергии автомобиля. Установка ручного выключателя на первой ветви габаритных фонарей и управляемого выключателя на второй ветви габаритных фонарей на участке между контроллером и потребителем позволяет производить как ручное включение габаритных фонарей, так и автоматическое по управляющему сигналу контроллера. Установка ручного выключателя контроллера на электрической линии на участке между разветвлением первой и второй линий фар и контроллером позволяет ручным способом отключить контроллер при необходимости отключения системы для экономии электроэнергии. На электрической линии фар автомобиля на участке между местом соединения первой и второй линий и потребителем установлен выключатель, связанный с контроллером. Установка выключателя после соединения двух линий позволяет производить переключение как в ручном, так и автоматическом режиме по сигналу контроллера. Расположение выключателей фар и габаритных фонарей вышеуказанным способом позволяет автоматически выключать фары и включать габаритные фонари, если они не были по какой-то причине включены ранее, при попадании автомобиля в пробку или при подъезде к светофору, и позволяет наряду с этим ручным способом включать и отключать фары и габаритные фонари, отключать контроллер. Таким образом, за счет системы выключателей расширяются функциональные возможности системы.
На фиг. 1 представлена электрическая схема системы для экономии электроэнергии автомобиля.
1
2
1
2
1
1
1
1
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Система представляет собой электрическую цепь, подключаемую к общей электрической системе автомобиля. Цепь включает такие элементы, как габаритные фонари 1 и фары 2, которые являются потребителями электроэнергии, контроллер 3, связанный с датчиком движения автомобиля 4 и с датчиком определения препятствий 5. Габаритные фонари 1 и фары 2 соединены с общей электрической системой автомобиля соответственно ветвями электрической цепи I и I. Габаритные огни 1 также связаны с электрической системой автомобиля цепью II, включающей контроллер 3 с программным обеспечением. Фары 2 тоже связаны через контроллер 3 с электрической системой автомобиля ветвью II. На линии I установлен ручной выключатель P. На линии II на участке между контроллером 3 и габаритными огнями 1 установлен управляемый выключатель К, связанный с контроллером 3. Контроллер 3 снабжен ручным выключателем Р, который установлен на линии II на участке между узлом разветвления линий I и II и контроллером 3. На участке между контроллером 3 и фарами 2 расположен узел соединения линий I и II, между этим узлом и фарами 2 расположен выключатель К-Р. Конструкция выключателя K-P позволяет проводить переключение как в ручном, так и в автоматическом режиме. В автоматическом режиме выключатель К-Р работает под действием управляющих сигналов контроллера 3.
Система для экономии электроэнергии автомобиля работает следующим образом.
3
1
2
2
2
2
1
1
2
2
При движении автомобиля, в том числе электромобиля со скоростью выше 0 км/час, фары 2 автомобиля включены, габаритные фонари 1 тоже должны быть включены, но по каким-либо причинам могут быть выключены. Включают систему для экономии электроэнергии автомобиля с помощью выключателя контроллера К. С датчика движения автомобиля 4 сигнал о том, что скорость автомобиля выше 0 км/час, поступает на контроллер 3, но переключения режимов работы внешних световых приборов не происходит. При попадании автомобиля в пробку перед ним на малом расстоянии появляется препятствие в виде другого автомобиля. В этом случае при сокращении расстояния до препятствия до заданного значения срабатывает датчик определения препятствий 5, сигнал от которого поступает на контроллер 3. С помощью установленного в контроллере 3 программного обеспечения происходит определение состояния габаритных фонарей. Если габаритные фонари включены вручную с помощью выключателя P, то контроллер 3 подает управляющий сигнал на выключатель К-Р фар 2. Происходит выключение фар 2, остаются работать только габаритные фонари 1. Если габаритные фонари по какой-либо причине не были включены, контроллер 3, удостоверившись в их выключении, подает управляющий сигнал на выключатель К-Р, который срабатывая отключает фары 2, одновременно с этим контроллер 3 подает сигнал на управляемый выключатель К и происходит включение габаритных фонарей 1. При этом происходит значительное уменьшение потребления электроэнергии автомобиля. Особенно это актуально именно для электромобилей, т.к. они имеют малую дальность пробега между зарядками из-за ограниченной возможности зарядного устройства автомобиля. Таким же образом система экономии электроэнергии работает при приближении автомобиля к светофору в том случае, когда автомобиль не стоит первым возле светофора, а впереди него движутся на небольшой скорости другие автомобили. В этом случае пройдя алгоритм определения двух условий - наличия скорости выше 0 км/час и наличия впереди находящегося препятствия, получив от датчиков 4 и 5 соответствующую информацию, контроллер производит выключение фар 2 и включение при необходимости габаритных фонарей 1. При этом и фары 2, и габаритные фонари 1 можно включать и отключать вручную с помощью выключателей P и К-Р.
Таким образом, изобретение позволяет расширить функциональные возможности системы для экономии электроэнергии автомобиля.