СИСТЕМА СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЯ, ВКЛЮЧАЮЩАЯ В СЕБЯ ДАТЧИКИ ВЛАЖНОСТИ ОКОННОГО СТЕКЛА И КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА
WINDOW WIPER SYSTEM INCORPORATING WINDOW MOISTURE AND TORQUE SENSORS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Этот документ в целом относится к области техники оборудования транспортных средств, а конкретнее, к системе стеклоочистителя, включающей в себя датчик влажности оконного стекла и датчик крутящего момента стеклоочистителя, которые дополняют друг друга и предусматривают улучшенные рабочие характеристики системы.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Автоматические системы управления стеклоочистителями, которые настраивают режим/скорость работы стеклоочистителя в соответствии с наличием влаги или интенсивностью атмосферных осадков на ветровом стекле, широко известны в данной области техники. Такие системы типично включают в себя электронный модуль управления, который присоединен к приводному электродвигателю рычага стеклоочистителя. Модуль управления настраивает режим работы и скорость работы приводного электродвигателя рычага стеклоочистителя в ответ на относящиеся к датчикам входные сигналы.
В течение 25 лет, автоматические системы стеклоочистителя предшествующего уровня техники использовали либо оптические датчики для выявления наличия влаги на оконном стекле, либо датчики крутящего момента для выявления сопротивления перемещению щеток стеклоочистителя от края до края оконного стекла, при этом, такое сопротивление имеет тенденцию убывать с повышением влажности. Несмотря на то, что системы предшествующего уровня техники были весьма эффективны для своих намеченных целей, возможны дальнейшие улучшения работы.
Этот документ относится к первой автоматической системе стеклоочистителя, реагирующей на относящиеся к датчикам входные сигналы как с датчика влажности оконного стекла, такого как оптический датчик, так и датчика крутящего момента, такого как включающий в себя множество магнитоупругих полос, несомых на поворотном валу, продолжающемся между рычагом стеклоочистителя и приводным электродвигателем стеклоочистителя, и множество датчиков поля, которые измеряют перепады магнитного поля между множеством магнитоупругих полос.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с целями и преимуществами, описанными в материалах настоящей заявки, предусмотрена система стеклоочистителя. Такая система включает в себя узел стеклоочистителя, имеющий щетку стеклоочистителя, рычаг стеклоочистителя, удерживающий щетку стеклоочистителя, и электродвигатель стеклоочистителя, приводящий в движение рычаг стеклоочистителя. Система стеклоочистителя дополнительно включает в себя датчик влажности оконного стекла и датчик крутящего момента стеклоочистителя. Модуль управления системы стеклоочистителя является реагирующим на датчик влажности оконного стекла и датчик крутящего момента, чтобы управлять работой узла стеклоочистителя.
В одном из возможных вариантов осуществления, датчик влажности оконного стекла является оптическим датчиком. Такой оптический датчик включает в себя источник света, линзу для направления света из источника света на оконное стекло, которое должно очищаться узлом стеклоочистителя, и приемник света для детектирования света из источника света, отражаемого обратно от оконного стекла.
В одном из возможных вариантов осуществления, датчик крутящего момента включает в себя множество магнитоупругих полос, несомых на поворотном валу, продолжающемся между рычагом стеклоочистителя и приводным электродвигателем стеклоочистителя, а также множество датчиков поля, которые измеряют перепад магнитного поля между множеством магнитоупругих полос, по мере того, как рычаг стеклоочистителя качается от края до края оконного стекла, когда приводится в движение электродвигателем стеклоочистителя.
В одном из возможных вариантов осуществления, система стеклоочистителя дополнительно включает в себя нагревательный элемент оконного стекла, при этом, нагревательный элемент оконного стекла также управляется модулем управления. В еще одном возможном варианте осуществления, система дополнительно включает в себя систему очистки струей жидкости с подогревом, включающую в себя резервуар для жидкости, нагревательный элемент для жидкости, распылительную форсунку и насос, накачивающий подогретую жидкость из резервуара через распылитель на оконное стекло в ответ на сигнал управления из модуля управления.
В соответствии с дополнительным аспектом, предусмотрен способ для управления работой узла стеклоочистителя, чтобы очищать оконное стекло транспортного средства. Такой способ может быть в общих чертах описан в качестве содержащего этапы: (a) выявления, посредством датчика влажности оконного стекла, наличия влаги на оконном стекле, (b) инициирования, посредством модуля управления, работы узла стеклоочистителя, (c) выявления, посредством датчика крутящего момента, крутящего момента на узле стеклоочистителя, (d) настройки, посредством упомянутого модуля управления, работы узла стеклоочистителя в ответ на выявление влажности оконного стекла и крутящего момента узла стеклоочистителя. В одном из возможных вариантов осуществления, способ дополнительно включает в себя ввод в действие, посредством модуля управления, нагревательного элемента оконного стекла в ответ на выявленные влажность оконного стекла и крутящий момент стеклоочистителя, удовлетворяющие предопределенным критериям. В еще одном возможном варианте осуществления, способ включает в себя распыление, посредством модуля управления, нагретой жидкости на оконное стекло в ответ на выявленные влажность оконного стекла и крутящий момент узла стеклоочистителя, удовлетворяющие предопределенным критериям. Кроме того, способ может включать в себя периодическое выявление, посредством датчиков, наличия влаги на оконном стекле и крутящего момента на узле стеклоочистителя, сравнивают, посредством модуля управления, выявленные значения влажности и крутящего момента с предопределенными критериями и настраивают, посредством модуля управления, работу узла стеклоочистителя на основании предопределенных критериев.
В одном из возможных вариантов осуществления, система стеклоочистителя содержит узел стеклоочистителя, датчик крутящего момента стеклоочистителя, включающий в себя множество магнитоупругих полос и множество датчиков поля, и модуль управления.
В последующем описании, показаны и описаны несколько предпочтительных вариантов осуществления системы стеклоочистителя. Как должно быть осознано, система стеклоочистителя является допускающими другие, иные варианты осуществления, и некоторые их детали допускают модификацию в различных очевидных аспектах, все не отходя от системы стеклоочистителя, как изложенная и описанная в последующей формуле изобретения. Соответственно, чертежи и описание, по характеру, должны рассматриваться в качестве иллюстративных, а не в качестве ограничительных.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи, включенные в материалы настоящей заявки и формирующие часть описания изобретения, иллюстрируют несколько аспектов системы стеклоочистителя и, вместе с описанием, служат для пояснения некоторых ее принципов. На чертежах:
фиг. 1 - схематическая иллюстрация узла стеклоочистителя, на оконном стекле транспортного средства, датчика влажности оконного стекла, датчика крутящего момента стеклоочистителя и модуля управления;
фиг. 2 - схематическая иллюстрация одного из возможных вариантов осуществления датчика влажности оконного стекла;
фиг. 3 - схематическая иллюстрация одного из возможных вариантов осуществления датчика крутящего момента стеклоочистителя;
фиг. 4 - принципиальная структурная схема элементов управления системы управления стеклоочистителем;
фиг. 5 - структурная схема, которая поясняет функционирование и действие системы.
Далее будет сделана подробная ссылка на современные предпочтительные варианты осуществления системы стеклоочистителя, примеры которой проиллюстрированы на прилагаемых чертежах.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Далее сделана ссылка на фиг. 1-4, которые, рассмотренные вместе, иллюстрируют систему 10 стеклоочистителя. Как проиллюстрировано на фиг. 1, система 10 стеклоочистителя включает в себя узел 12 стеклоочистителя, содержащий щетку 14 стеклоочистителя, которая держится на рычаге 16 стеклоочистителя, который приводится в движение приводным электродвигателем 18 стеклоочистителя. Система 10 стеклоочистителя также включает в себя датчик 20 влажности оконного стекла, датчик 22 крутящего момента стеклоочистителя и модуль управления или микропроцессор 24.
Конкретнее, в одном из возможных вариантов осуществления, проиллюстрированном на фиг. 2, датчик 20 влажности оконного стекла содержит оптический датчик, содержащий корпус 26, удерживающий источник 28 света. Линза 30 направляет свет, испускаемый источником 28 света, на оконное стекло W, которое должно очищаться узлом 12 стеклоочистителя, и приемник 32 света детектирует свет из источника света, который отражается обратно от оконного стекла. Наличие влаги на оконном стекле имеет тенденцию рассеивать свет, испускаемый из источника 28 света. Соответственно, по мере того, как влажность на оконном стекле W возрастает, свет, отраженный обратно и принятый приемником 32 ослабевает.
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
Как проиллюстрировано на фиг. 3, в одном из возможных вариантов осуществления системы 10, датчик 22 крутящего момента включает в себя множество магнитоупругих полос 34-34, несомых на поворотном приводном валу 36, который продолжается между электродвигателем 18 стеклоочистителя и головкой рычага 16 стеклоочистителя. В дополнение, датчик 22 крутящего момента включает в себя множество датчиков 38– 38 поля, несомых на транспортном средстве, прилегающих к магнитоупругим полосам 34–34. Эти датчики 38– 38 поля измеряют перепады магнитного поля между множеством магнитоупругих полос 34-34 по мере того, как приводной электродвигатель 18 стеклоочистителя приводит в движение щетку 14 стеклоочистителя, несомую рычагом 16 стеклоочистителя. По мере того, как количество влаги на оконном стекле W возрастает, трение или торможение на щетке 14 стеклоочистителя уменьшается, а крутящий момент на поворотном рычаге 36 убывает.
Должно быть принято во внимание, что обратная зависимость существует между (a) количеством влаги на оконном стекле W и (b) обоими, количеством света, отраженного обратно от оконного стекла W в приемник 32 света, и величиной крутящего момента, прикладываемого на поворотном валу 36 узла 12 стеклоочистителя. Благодаря всестороннему тестированию, предопределенные критерии выведены в справочную таблицу, которая используется, чтобы направлять модуль 24 управления при эксплуатации системы 10 стеклоочистителя.
Как проиллюстрировано на фиг. 4, модуль 24 управления присоединен к датчику 20 влажности оконного стекла сигнальной линией 40, а к датчику 22 крутящего момента стеклоочистителя сигнальной линией 42. Кроме того, модуль 24 управления присоединен к приводному электродвигателю 18 стеклоочистителя сигнальной линией 44.
В одном из возможных вариантов осуществления изобретения, оконное стекло W включает в себя резистивный нагревательный элемент 46 оконного стекла, который может использоваться для подогрева оконного стекла W и уменьшения запотевания, льда или снега на оконном стекле. В этом варианте осуществления, модуль 24 управления управляет работой нагревательного элемента 46 оконного стекла по сигнальной линии 48.
В еще одном возможном варианте осуществления, система 10 включает в себя подсистему очистки струей жидкости с подогревом, в целом обозначенную номером 50 ссылки, которая включает в себя резервуар 52 для жидкости, нагревательный элемент 54 для жидкости, распылительную форсунку 56 и насос 58. Модуль 24 управления управляет работой нагревательного элемента 54 по сигнальной линии 60, а работой насоса 58 по сигнальной линии 62.
Далее сделана ссылка на фиг. 5, которая схематически иллюстрирует функционирование и действие системы 10 стеклоочистителя. По вводу в действие системы 10, датчик 20 влажности оконного стекла или оптический датчик выявляет наличие влаги на оконном стекле W. Конкретнее, датчик 20 испускает пучок света из источника 28, а затем, сравнивает интенсивность пучка света, испускаемого из источника, с интенсивностью отраженного света, детектированной приемником 32 света. Результирующее значения коэффициента отражения света дает указание количества света, который был рассеян влагой или другими субстанциями на оконном стекле W. Выявленное значение коэффициента отражения света отправляется через сигнальную линию 40 в модуль 24 управления, который сравнивает такое значение с предопределенными критериями, указывающими низкое отражение, среднее отражение и высокое отражение.
1
n
1
n
Приблизительно одновременно, модуль 24 управления отправляет сигнал управления по линии 44 на приводной электродвигатель 18 стеклоочистителя, чтобы качал щетку 14 стеклоочистителя, удерживаемую на рычаге 16 стеклоочистителя, от края до края оконного стекла W один раз. По мере того, как это делается, датчик 22 крутящего момента стеклоочистителя выявляет величину крутящего момента, прикладываемого к поворотному приводному валу 36. Это достигается посредством датчиков 38-38 поля, которые измеряют перепад магнитного поля между магнитоупругими полосами 34-34 на поворотном приводном валу 36. Результирующее значение крутящего момента затем отправляется с датчика 22 крутящего момента стеклоочистителя через сигнальную линию 42 в модуль 24 управления.
Модуль 24 управления затем сравнивает считанное или детектированное значение крутящего момента с предопределенными критериями и выполняет определение, подпадает ли выявленное значение под диапазон низкого крутящего момента, среднего крутящего момента или высокого крутящего момента. Модуль 24 управления затем определяет пересечение выявленного значения коэффициента отражения света и выявленного значения крутящего момента и отправляет надлежащий сигнал на приводной электродвигатель 18 стеклоочистителя через сигнальную линию 44, так что система 10 стеклоочистителя работает с надлежащей задержкой и/или скоростью, наилучшим образом приведенной в соответствие условиям движения, в том числе, в частности, наличию влаги и других субстанций на оконном стекле W.
В случае, если система 10 также оборудована необязательным нагревательным элементом 46 оконного стекла, модуль управления выдает, когда обосновано, надлежащий сигнал управления по линии 48 на нагревательный элемент 46 оконного стекла в ответ на выявленные условия, основанные на данных с датчиков 20, 22. Подобным образом, если система 10 оборудована необязательной подсистемой 50 очистки струей жидкости с подогревом, модуль 28 управления отправляет надлежащий сигнал управления, когда обосновано, на нагревательный элемент 54 через линию 60 управления и насос 58 через линию 62 управления, с тем чтобы оптимизировать работу подсистемы 50 очистки в ответ на условия движения в качестве выявленных датчиками 20, 22.
Подводя итог вышесказанному, многочисленные преимущества получаются благодаря эксплуатации системы 10 стеклоочистителя и ассоциативно связанного способа, раскрытых в материалах настоящей заявки. Конкретнее, работа стеклоочистителя управляется автоматически модулем 24 управления в ответ на входные сигналы как с датчика 20 влажности оконного стекла или оптического датчика, так и датчика 22 крутящего момента стеклоочистителя. Преимущественно, система 10 стеклоочистителя может оперировать узлом 12 стеклоочистителя эффективнее рациональнее благодаря комбинации данных оптического датчика и датчика крутящего момента, чем возможно с системами предшествующего уровня техники, которые полагаются только на оптические данные или исключительно данные крутящего момента.
Например, один из недостатков оптического датчика 20 состоит в том, что он контролирует и выявляет дождь всего лишь на небольшой площади поверхности полного ветрового стекла W. Таким образом, легкий дождь может идти необнаруженным в течение длительного периода времени. Это может приводить к постоянно выключенным стеклоочистителям, когда количество осадков начинает уменьшаться после ливня. В этой ситуации, датчик 22 крутящего момента выявляет влагу на ветровом стекле W, и данные, которые он выдает, могут использоваться модулем 24 управления для надлежащего поддержания работы стеклоочистителя до тех пор, пока дождь окончательно не перестает.
Также должно быть принято во внимание, что данные, выдаваемые как с оптического датчика 20, так и с датчика 22 крутящего момента, предоставляют модулю 24 управления возможность быстрее и точнее идентифицировать и реагировать на условия обледеневшего оконного стекла. Выявление льда указывается комбинацией показания низкого крутящего момента с датчика 22 крутящего момента и показания высокого рассеяния света с оптического датчика 20.
Предоставление необязательного нагревательного элемента 46 оконного стекла и необязательной подсистемы 50 очистки струей жидкости с подогревом дополнительно улучшает эксплуатационные возможности системы 10, значит, она может лучше настраиваться на и удовлетворять нуждам оператора транспортного средства, когда представлены с различными условиями движения, в том числе, ассоциативно связанными с суровой зимней погодой.
1
n
1
n
Вышеизложенное было представлено в целях иллюстрации и описания. Оно не подразумевается исчерпывающим или ограничивающим варианты осуществления системы стеклоочистителя и ассоциативно связанного способа раскрытой точной формой. Очевидные модификации и варианты возможны в свете вышеприведенных доктрин. Например, система 10 стеклоочистителя может включать в себя дополнительные датчики, чтобы выдавать еще больше рабочих данных в модуль 24 управления, который использует такие данные, чтобы действовать соответствующим образом при настройке работы узла 12 стеклоочистителя, в том числе, например, его рабочей скорости. Такие дополнительные датчики включают в себя, но не обязательно в качестве ограничения, датчик скорости транспортного средства, датчик температуры окружающей среды, датчик температуры в системе циркуляции воздуха и их комбинацию. В еще одном возможном варианте осуществления, система 10 стеклоочистителя полагается только на датчик 22 крутящего момента, включающий в себя магнитоупругие полосы 34-34 и датчики 38-38 поля. Все такие модификации и варианты находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения, когда интерпретируются в соответствии с объемом притязаний, на который им дано право объективно, по закону и по справедливости.