СИСТЕМА КОНТРОЛЯ "МЕРТВОЙ ЗОНЫ" БОКОВЫХ ЗЕРКАЛ АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к наблюдательным устройствам транспортных средств, а именно к устройствам для улучшения обзора окружающей обстановки и помощи водителю при совершении маневра, и предназначено для установки и использования на легковых и грузовых автомобилях, а также автобусах.
Известна система зеркал заднего вида в автомобилях и других транспортных средствах, состоящая из внутрисалонного зеркала заднего вида (обычного, призматического, панорамного) и двух наружных боковых зеркал. Эта общепринятая система имеет ряд недостатков. Основной недостаток заключается в наличии у существующей системы эффекта «мертвой зоны» - когда автомобиль, находящийся в соседнем ряду и чуть сзади, не виден ни в салонном, ни в боковом зеркалах заднего вида. Контроль такой «мертвой зоны» крайне важен при перестроении транспортного средства в потоке машин.
Для обеспечения безопасности движения, при прочих условиях, водителю необходима постоянная полная информация о быстро меняющейся окружающей обстановке не только впереди и позади его автомобиля, но и с обеих сторон от движущейся машины.
Технический результат заключается автоматическом контроле состояния «мертвой зоны» и в помощи водителю при перестроениях, который достигается за счет того, что водителю выдаются предупреждающие сигналы: если в просматриваемой системой зоне обнаруживается транспортное средство (ТС), то на передней стойке рядом с боковым зеркалом заднего вида с соответствующей стороны начинает мигать оранжевый индикатор. В случае, если водитель начнет маневр при нахождении ТС в контролируемой зоне, система немного увеличит усилие на рулевой колонке, тем самым препятствуя совершению нежелательного маневра, но не запрещая его. Помимо противодействующего усилия возникает виброимпульс, информирующий водителя о возможной опасности совершаемого маневра, принуждая тем самым отказаться от его выполнения или отложить его.
Эффект достигается вследствие использования ультразвуковых датчиков, расположенных на заднем бампере автомобиля, состояние которых опрашивается вычислительным ядром системы.
Известны системы наружных видеокамер (например, патент RU 2096202 С1 от 26.08.96) или системы, использующие волоконную оптику, переносящую информацию на лобовое стекло, однако эти дорогостоящие и легко повреждаемые системы пока не нашли широкого применения ввиду неработоспособности при загрязнении оптических элементов.
Известны патенты, в которых изображение с наружного бокового зеркала переносится в кабину водителя, приближая изображение бокового пространства к водителю (например, патент RU 2127201 С1, 03.04.95). В этих патентах наружное боковое зеркало превращается в сложное оптическое устройство с применением комбинаций линз и призматических устройств. Существенным недостатком является необходимость устанавливать наружные боковые зеркала под острым углом к продольной оси машины. При таком положении зеркал значительно уменьшается зона бокового обзора.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является «Система зеркал транспортного средства» (Патент РФ №2286267, B60R 1/02, B60R 1/10, G02B 5/08 от 09.11.2004 г.), состоящая из зеркала заднего вида, наружных и внутренних, боковых зеркал, дополнительных зеркал и переднего зеркала. Недостаток устройства - сложность установки и настройки системы зеркал, а так же значительные габариты устройства, что практически исключает его использование на легковых автомобилях.
Задача, решаемая полезной моделью, - расширение функциональных возможностей автомобильных зеркал заднего вида и помощи водителю при совершении им маневров.
Поставленная задача решается применением ультразвуковых датчиков, опрашиваемых микроконтроллером, что позволяет не только автоматически контролировать состояние «мертвой зоны» даже в условиях плохой видимости, но и оказывать содействие водителю в процессе совершения им маневра.
Применение микроконтроллера позволило сделать систему контроля «мертвой зоны» мультирежимной: работает постоянно, включается при работе указателя поворота, либо выключена. Переключение режимов работы осуществляется с помощью трехпозиционного переключателя.
В случае выбора режима работы системы по указателю поворота происходит опрос состояния включения указателя поворота и опрашивается только соответствующий (левый, либо правый) ультразвуковой датчик системы.
На фиг.1 схематично показан принцип работы предлагаемой системы контроля «мертвой зоны».
Структуру контроля «мертвой зоны» можно представить в виде одного вычислительного модуля - ядра системы, в качестве которого выступает микроконтроллер, и 3-х взаимодействующих с ним рабочих модулей (фиг.2):
- модуль контроля ТС в области «мертвой зоны»;
- модуль создания усилия на рулевом колесе;
- модуль световой и вибро индикации.
Само ядро системы контроля «мертвой зоны» представляет собой простое схемное решение, в центре которого находится микроконтроллер. Данная схема располагается в небольшом пластиковом корпусе (140×110×35 мм.), который может быть расположен, например, под панелью приборов автомобиля, либо в его подкапотном пространстве.
Модуль контроля ТС в области «мертвой зоны» состоит из двух ультразвуковых датчиков, располагаемых на заднем бампере под углом 30° к продольной оси автомобиля и опрашиваемых микроконтроллером.
В случае, если водитель начинает выполнять маневр при мигающем световом индикаторе, сигнализирующем о нахождении ТС в области «мертвой зоны», система автоматически повышает усилие на рулевом колесе с помощью модуля создания усилия и подает на него виброимпульс, организуемый модулем световой и виброиндикации.
Наиболее простым способом повышения усилия является использование электроусилителя рулевого управления (ЭУРа), но в условиях отсутствия его в качестве стандартной системы на автомобилях всех производителей возникает необходимость доукомплектовывания им ТС. Подобный подход приводит к значительной ценовой дифференциации системы для машин с ЭУРом и без него и, как следствие, снижению покупательной способности той части потребителей, у которых и без того не хватило средств на совершение покупки ТС с усилителем рулевого управления.
С учетом вышесказанного предлагается альтернативный вариант создания усилия на рулевом колесе, являющийся более универсальным и менее дорогостоящим.
Предлагается устанавливать на ось рулевой колонки тормозной хомут, усилие зажатия которого регулируется небольшим и маломощным электродвигателем (ЭД). При этом сам ЭД жестко крепится на корпусе ТС (фиг.3). Для предотвращения повреждения оси рулевой колонки непосредственно в месте ее соприкосновения с хомутом предлагается использовать сменный вкладыш. Учитывая малую периодичность срабатывания данного модуля (в сравнении, например, с ЭУРом или тормозными колодками) ресурс подобного вкладыша остается достаточно большим и он не требует частой замены.
Учитывая возможность «подруливания» при движении по полосе, необходимо оставить некоторый допуск на поворот рулевого колеса. Величину подобного допуска можно контролировать, используя фотоимпульсный (ФИД) либо потенциометрический датчик, устанавливаемый на оси рулевой колонки.
Наиболее удобным для решения подобной задачи является потенциометрический датчик, поскольку он позволяет определять направление вращения в отличие от ФИД, который только указывает на круговое перемещение. Этот недостаток ФИДа, для данного конкретного случая, можно устранить путем применения двух оптопар в корпусе одного датчика и использованием всего одной прорези в растровой решетке (фиг.4). При такой конструкции оптопара 1 определяет допуск на «подруливание», а оптопара 2 отвечает за направление вращения рулевой колонки.
Модуль световой и вибро индикации состоит из двух светодиодов, располагаемых на передних стойках с соответствующей стороны в непосредственной близости от боковых зеркал заднего вида.
Когда транспортное средство (автомобиль, грузовик, мотоцикл) входит в «мертвую зону» обзора (≈площадь 9,5×3,0 м.), рядом с соответствующим зеркалом загорается индикатор, и водитель воспринимает сигнал периферическим зрением. Соответственно, водитель знает, что рядом с его автомобилем движется другое транспортное средство, которое он не просматривает в зеркала.
Виброимпульс создается виброприводом, располагаемым на рулевой колонке в непосредственной близости от самого рулевого колеса. Виброимпульс используется для информирования водителя срабатывании модуля создания усилия на рулевом колесе и о возможной опасности совершаемого им маневра, принуждая тем самым отказаться от его выполнения.
Применение подобной конструкции системы контроля «мертвой зоны» позволяет сделать систему универсальной для установки на автомобиль любого автопроизводителя, при сравнительно небольшой себестоимости самой системы.