BR102015021934A2 - Parking cleaners system with parameter moisture sensor and torque sensor - Google Patents

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BR102015021934A2
BR102015021934A2 BR102015021934-2A BR102015021934A BR102015021934A2 BR 102015021934 A2 BR102015021934 A2 BR 102015021934A2 BR 102015021934 A BR102015021934 A BR 102015021934A BR 102015021934 A2 BR102015021934 A2 BR 102015021934A2
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BR102015021934-2A
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Nazir Shami Salman
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Ford Global Technologies, Llc
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Abstract

sistema de limpadores de para-brisa com sensor de umidade do para-brisa e sensor de torque. sistema de limpadores de para-brisa inclui um conjunto de limpadores, um sensor de umidade, um sensor de torque do limpador do para-brisa e um módulo de controle. o módulo de controle responde ao sensor de umidade do para-brisa e ao sensor de torque para controlar a operação do conjunto limpador de para-brisa.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "SISTEMA DE LIMPADORES DE PARA-BRISA COM SENSOR DE UMIDADE DO PARA-BRISA E SENSOR DE TORQUE".
Campo Técnico [001] Esse documento faz referência geral ao campo de equipamentos para veículos e, em especial, ao sistema de limpadores de para-bnsas com um sensor de umidade de para-brisa e um sensor de torque do limpador que se complementam e oferecem um desempenho aprimorado ao sistema.
Histórico [002] Sistemas automáticos de controle de limpadores de para-brisas que ajustam seu funcionamento/velocidade à presença de umidade ou à intensidade de chuva sobre o para-brisa são bem conhecidos nesse meio. Esses sistemas costumam incluir um módulo de controle eletrônico que é conectado ao motor de acionamento do braço do limpador do para-brisa. O módulo de controle se ajusta ao funcionamento e à velocidade do motor de acionamento do limpador do para-brisas em resposta à produção sensorial.
[003] Nos últimos 25 anos, os sistemas de para-brisas automáticos do estado da técnica vem utilizando sensores ópticos para detectar a presença de umidade no para-brisa ou sensores de torque para detectar a resistência ao movimento do limpador em todo o para-brisa, que tende a diminuir com o aumento da umidade. Apesar de esses sistemas do estado da técnica terem sido amplamente eficientes para seu objetivo inicial, há espaço para aprimoramentos adicionais em seu funcionamento.
[004] Esse documento tem relação com o primeiro sistema automático de limpadores de para-brisa responsivos à produção sensorial tanto de um sensor de umidade do para-brisa (por exemplo, um sensor óptico) como de um sensor de torque do limpador de para-brisa - por exemplo, um sensor que incorpora uma pluralidade de faixas magnetoelásticas colocadas sobre um eixo com engrenagem que, por sua vez, se estende desde o braço do limpador até o motor do acionador do limpador e uma pluralidade de sensores de campo que medem a diferença no campo magnético entre a pluralidade de faixas magnetoelásticas.
Resumo [005] De acordo com os objetivos e benefícios descritos nesse documento, um sistema de limpador de para-brisa é apresentado. Esse sistema inclui uma estrutura de limpador de para-brisa com uma lâmina de limpeza, um braço do limpador que é a base da lâmina e um motor do limpador, que aciona esse braço. O sistema do limpador de para-brisa inclui, ainda, um sensor de umidade do para-brisa e um sensor de torque do limpador. Um módulo de controle do sistema de limpador do para-brisa responde ao sensor de umidade do para-brisa e ao sensor de torque para controlar a operação do conjunto do limpador do para-brisa.
[006] Em uma possível aplicação, o sensor de umidade do para-brisa é um sensor óptico. Esse sensor óptico inclui uma fonte de luz, uma lente para direcionar a luz da fonte sobre o para-brisa a ser limpo pelo conjunto do limpador do para-brisa e um receptor de luz para detectar a luz da fonte sendo refletida do para-brisa.
[007] Em uma possível aplicação, o sensor de torque inclui uma pluralidade de faixas magnetoelásticas colocadas sobre um eixo de engrenagem que se estende desde o braço do limpador do para-brisa até o motor do acionador do limpador, bem como uma pluralidade de sensores de campo que medem a diferença no campo magnético entre a pluralidade de faixas magnetoelásticas à medida que o braço do limpador passa pelo para-brisa quando acionado pelo motor do limpador.
[008] Em uma possível aplicação, o sistema de limpador do para-brisa inclui, ainda, um elemento de aquecimento do para-brisa, que também é controlado pelo módulo de controle. Em outra possível aplicação, o sistema inclui, adicionalmente, um sistema de limpeza a jato com fluido aquecido que inclui um reservatório de fluido, um elemento de aquecimento de fluido, uma ponta de esguicho e um fluido aquecido de bombeamento do reservatório que passa pelo carcará até o para-brisa em resposta ao sinal de controle do módulo de controle.
[009] De acordo com um aspecto adicional, um método para o controle do funcionamento do conjunto do limpador do para-brisa está disponível para limpar o para-brisa do veículo. Esse método pode ser amplamente descrito como contendo as seguintes etapas: (a) detectar umidade no para-brisa por meio do sensor de umidade, (b) iniciar, por meio de um módulo de controle, o funcionamento do conjunto do limpador do para-brisa, (c) detectar, por meio do sensor do torque, o torque sobre o conjunto do limpador do para-brisa e (d) ajustar, por meio do módulo de controle, a operação do conjunto do limpador do para-brisa em resposta à detecção de umidade no para-brisa e do torque do conjunto do limpador. Em uma possível aplicação, o método inclui, ainda, a ativação, por meio do módulo de controle, do elemento de aquecimento do para-brisa, em reposta à umidade detectada e ao atendimento de critérios pré-determinados do torque do conjunto do limpador do para-brisa. Em outra possível aplicação, o método inclui o esguicho, por meio do módulo de controle, de fluido aquecido no vidro, em reposta à umidade detectada no para-brisa e ao atendimento de critérios pré-determinados do torque do conjunto do limpador do para-brisa. Além disso, o método pode incluir a detecção periódica, por meio dos sensores, da presença de umidade no para-brisa e de torque no conjunto do limpador do para-brisa, através de comparação dos valores detectados de umidade e de torque no módulo de controle com os critérios pré-determinados, com o ajuste, por parte do módulo de controle, do funcionamento do conjunto do limpador do para-brisa com base em critérios pré-determinados.
[010] Em uma possível aplicação, o sistema do limpador do para-brisa contem o conjunto do limpador, um sensor de torque do limpador que inclui uma pluralidade de faixas magnetoelásticas e uma pluralidade de sensores de campo e do módulo de controle.
[011] Na seguinte descrição, são apresentados e descritas diversas aplicações preferidas do sistema de limpador do para-brisa. Como deve ser percebido, o sistema de limpador do para-brisa tem outras aplicações diferentes e seus diversos detalhes podem modificar vários aspectos óbvios sem sair do sistema de limpador, conforme definido e descrito nas seguintes reivindicações. Os desenhos e descrições devem ser considerados ilustrativos por sua natureza e não como restritivos de maneira compatível.
Breve descrição dos desenhos [012] Os desenhos anexos a esse documento que formam uma parte da especificação ilustram diversos aspectos do sistema do limpador do para-brisa e, junto com a descrição, servem como explicação de alguns de seus princípios. Nos desenhos: [013] A Figura 1 é uma ilustração esquemática do conjunto do limpador do para-brisa, em um para-brisa de veículo, com o sensor de umidade do para-brisa, o sensor de torque do limpador e o módulo de controle.
[014] A Figura 2 é uma ilustração esquemática de uma possível aplicação do sensor de umidade do para-brisa.
[015] A Figura 3 é uma ilustração esquemática de uma possível aplicação do sensor de torque do limpador do para-brisa.
[016] A Figura 4 é um diagrama em bloco esquemático dos elementos de controle do sistema de controle do limpador do para-brisa.
[017] A Figura 5 é um diagrama em bloco que explica o funcionamento e operação do sistema.
[018] Agora serão feitas referências em detalhes para as aplicações preferenciais presentes do sistema de limpador do para-brisa, cujos exemplos estão ilustrados nos desenhos anexos.
Descrição detalhada [019] Agora serão feitas referências às Figuras 1-4 que, quando consideradas em conjunto, ilustram o sistema de limpador de para-brisa 10. Como ilustrado na Figura 1, o sistema de limpador do para-brisa 10 inclui um conjunto de limpador do para-brisa12 que contem uma lâmina do limpador 14 que é suportada por um braço de limpador 16, acionado por um motor do acionador do limpador 18. O sistema do limpador do para-brisa 10 inclui também um sensor de umidade 20, um sensor de torque do limpador 22 e um módulo de controle ou microprocessador 24.
[020] Mais especificamente, em uma possível aplicação ilustrada na Figura 2, o sensor de umidade do para-brisa 20 contem um sensor óptico com um compartimento 26 e uma fonte de luz 28. Uma lente 30 direciona a luz emitida pela fonte 28 no para-brisa W a ser limpo pelo conjunto do limpador do para-brisa 12 e um receptor de luz 32 detecta a luz da fonte que é refletida de volta do para-brisa. A presença de umidade no para-brisa tende a desviar a luz emitida de uma fonte de luz 28. Portanto, à medida que a umidade no para-brisa W aumenta, a intensidade da luz refletida de volta e recebida pelo receptor 32 diminui.
[021] Conforme ilustrado na Figura 3, em uma possível aplicação do sistema 10, o sensor de torque 22 inclui uma pluralidade de faixas magnetoelásticas 34!-34n colocadas sobre um eixo com engrenagem 36 que se estende entre o motor do acionador do limpador do para-brisa 18 e a cabeça do braço do limpador 16. Além disso, o sensor do torque 22 inclui uma pluralidade de sensores de campo 38^ 38n colocados sobre o veículo adjacente às faixas magnetoelásticas 34Ί-34Π. Esses sensores de campo 38i-38n medem as diferenças no campo magnético entre a pluralidade de faixas magnetoelásticas 34r34n à medida que o motor do limpador do para-brisa 18 aciona a lâmina do limpador 14 acionada pelo braço do limpador 16. À medida que a umidade no para-brisa W aumenta, a fricção ou a resistência na lâmina do limpador do para-brisa 14 é reduzida e o torque no braço do eixo 36 diminui.
[022] Deve ser observado que existe uma relação inversa entre (a) a quantidade de umidade no para-brisa W e (b) tanto a quantidade de luz refletida de volta do para-brisa W para o receptor de luz 32 como a quantidade de torque sendo exercido no eixo com engrenagem 36 do conjunto do limpador do para-brisa 12. Por meio de testes extensivos, são desenvolvidos critérios pré-determinados listados em uma tabela para consulta que é usada como orientação do módulo de controle 24 na operação do sistema do limpador do para-brisa 10.
[023] Conforme ilustrado na Figura 4, o módulo de controle 24 está conectado ao sensor de umidade do para-brisa 20 pela linha de sinalização 40 e ao sensor de torque do limpador do para-brisa 22 pela linha 42. Além disso, o módulo de controle 24 está conectado ao motor do acionador do limpador do para-brisa 18 pela linha 44.
[024] Em uma possível aplicação da invenção, o para-brisa W inclui um elemento de aquecimento de resistência do para-brisa 46 que pode ser utilizado para aquecer o para-brisa W e reduzir o embaçamento e a quantidade de granizo ou neve sobre o para-brisa. Nessa aplicação, o módulo de controle 24 controla a operação do elemento de aquecimento do para-brisa 46 por meio da linha de sinalização 48.
[025] Em outra possível materialização, o sistema 10 inclui um subsistema de limpeza a jato a quente designado pelo número de referência 50, que inclui um reservatório de fluido 52, um elemento de aquecimento do fluido 54, uma ponta de esguicho 56 e uma bomba 58. O módulo de controle 24 controla a operação do elemento de aquecimento 54 através da linha de sinalização 60 e a operação da bomba 58 pela linha de sinalização 62.
[026] A referência agora é à Figura 5, que ilustra de maneira esquemática o funcionamento e a operação do sistema do limpador do para-brisa 10. Ao ativar o sistema 10, a umidade do para-brisa ou o sensor ótico 20 detectam a presença de umidade no para-brisa W. Mais especificamente, o sensor 20 emite um feixe de luz da fonte 28 e depois compara a intensidade do feixe com a intensidade do feixe de luz refletido detectado pelo receptor de luz 32. O valor resultante do reflexo da luz dá uma indicação da quantidade de luz que foi dissipada pela umidade ou por outras substâncias no para-brisa W. O valor detectado do reflexo da luz é enviado por uma linha de sinalização 40 até o módulo de controle 24, que o compara com critérios pré-determinados que indicam reflexo baixo, reflexo médio e reflexo alto.
[027] Quase no mesmo momento, o módulo de controle 24 envia uma sinalização de controle ao longo da linha 44 para o motor do acionador do limpador do para-brisa 18 mover a lâmina do limpador 14, suportada pelo braço do limpador 16 ao longo do para-brisa W, uma vez. Quando isso acontece, o sensor de torque do limpador do para-brisa 22 detecta a quantidade de torque sendo aplicado ao eixo com engrenagem 36. Isso se dá por meio dos sensores de campo 38r38n, que medem a diferença no campo magnético entre as faixas magnetoelásticas 34r34n no eixo com engrenagem 36. O valor resultante do torque é então enviado do sensor de torque do limpador do para-brisa 22 através da linha de sinalização 42 até o módulo de controle 24.
[028] O módulo de controle 24 compara, então, o valor do torque sentido ou detectado com os critérios pré-determinados e determina se o valor detectado entra no intervalo de torque baixo, torque médio ou torque alto. O módulo de controle 24 determina, então, a interseção do valor detectado do reflexo da luz e o valor detectado do torque e envia um sinal compatível para o motor do acionador do limpador do para-brisa 18 através da linha de sinalização 44, para que o sistema do limpador 10 funcione com um atraso compatível e/ou a uma velocidade que melhor se adequa às condições de acionamento, incluindo, especificamente, a presença de umidade e outras substâncias no para-brisa W.
[029] No caso de o sistema 10 ser equipado também com o elemento de aquecimento de para-brisa 46 opcional, o módulo de controle fornece, mediante garantia, um sinal de controle compatível ao longo da linha 48 para o elemento de aquecimento do para-brisa 46, em resposta às condições detectadas e com base em dados dos sensores 20, 22. De modo semelhante, se o sistema 10 for equipado com o subsistema 50 opcional de limpeza a jato a quente, o módulo de controle 28 envia um sinal de controle compatível, mediante garantia, para o elemento de aquecimento 54 através da linha de controle 60 e da bomba 58, pela linha de controle 62 de modo a otimizar a operação do subsistema de limpeza 50 em reposta às condições de acionamento detectadas pelos sensores 20, 22.
[030] Em resumo, diversos benefícios são originados da operação do sistema de limpador do para-brisa 10 e do método associado divulgado neste documento. Mais especificamente, a operação do limpador do para-brisa é controlada automaticamente pelo módulo de controle 24, em resposta à produção originada da umidade no para-brisa, do sensor óptico 20 ou do sensor de torque do limpador 22. A vantagem é que o sistema do limpador do para-brisa 10 pode operar o conjunto do limpador do para-brisa 12 de modo mais eficiente e eficaz, através de uma combinação dos dados dos sensores óptico e de torque em comparação com o que seria possível fazer com os sistemas do estado da técnica que se baseiam em dados ópticos ou de torque, somente.
[031] Por exemplo, uma falha no sensor óptico 20 é que ele só monitora e detecta chuva em uma pequena superfície do para-brisa completo W. Assim, quantidades leves de chuva podem passar despercebidas por um longo período. Isso pode fazer com que os limpadores de para-brisas sejam desligados de modo prematuro quando a chuva começar a diminuir de intensidade logo após uma tempestade por exemplo. Nessa situação, o sensor de torque 22 detecta a umidade no para-brisa W e os dados que ele fornece podem ser usados pelo módulo de controle 24 para manter a operação do limpador do para-brisa de modo adequado até que a chuva finalmente pare.
[032] Deve ser observado, também, que os dados fornecidos tanto pelo sensor óptico 20 como pelo sensor de torque 22 permitem que o módulo de controle 24 identifique e responda quando o para-brisa está congelado mais rapidamente e com maior precisão. A detecção de gelo é indicada por uma combinação de uma leitura de baixo torque no sensor de torque 22 e uma leitura de luz alta no sensor óptico 20.
[033] O fornecimento de um elemento opcional 46 de aquecimento do vidro e/ou de um subsistema opcional 50 de limpeza a jato a quente melhora as capacidades de operação do sistema 10, de modo a melhor ajustar e atender às necessidades do condutor do veículo ao enfrentar condições variadas, incluindo inverno rigoroso.
[034] Os itens acima foram apresentados para questões de ilustração e descrição. Não há intenção de ser exaustivo ou de limitar as aplicações do sistema do limpador do para-brisa e do método associado à forma precisa divulgada. Modificações e variações óbvias são possíveis, considerando-se as explicações acima. Por exemplo, o sistema de limpador do para-brisa 10 pode incorporar sensores adicionais para oferecer dados mais operacionais ao módulo de controle 24, que utiliza esses dados para atuar de acordo ao ajustar a operação do conjunto do limpador de para-brisa 12, incluindo, por exemplo, sua velocidade de operação. Esses sensores adicionais incluem mas não necessariamente limitam-se a um sensor de velocidade do veículo, um sensor de temperatura ambiente, à temperatura de um sistema de circulação de ar e a combinações originadas. Em outra aplicação possível, o sistema de limpador de para-brisa 10 tem como base somente o sensor de torque 22, incluindo as faixas magnetoelásticas 34r34n e os sensores de campo 38r38n. Todas essas modificações e variações estão dentro do escopo das reivindicações anexas quando interpretadas de acordo com a amplitude à qual elas estão vinculadas de forma justa, legal e sensata.
REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1. Sistema de limpadores de para-brisa caracterizado por compreender: um conjunto de limpador de para-brisa com uma lâmina de limpeza, um braço do limpador que é a base da dita lâmina e um motor do para-brisa que aciona esse braço; um sensor de umidade do para-brisa; um sensor de torque do limpador do para-brisa; e um módulo de controle que responde ao dito sensor de umidade do para-brisa e ao dito sensor de torque para controlar a operação do dito conjunto limpador de para-brisa.
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito sensor de umidade do para-brisa ser um sensor óptico.
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o dito sensor óptico incluir uma fonte de luz, uma lente para direcionar a dita luz da fonte no para-brisa a ser limpo pelo dito conjunto do limpador ao para-brisa e um receptor de luz para detectar a luz da dita fonte sendo refletida de volta do dito para-brisa.
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o dito sensor de torque incluir uma pluralidade de faixas magnetoelásticas colocadas sobre um eixo que se estende entre o dito braço do limpador e o dito motor do acionador do limpador e uma pluralidade de sensores de campo que medem a diferença no campo magnético entre a pluralidade de faixas magnetoelásticas.
5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o dito sistema incluir ainda um elemento de aquecimento do para-brisa, o dito elemento que também é controlado pelo dito módulo de controle.
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o sistema incluir ainda um subsistema de limpeza a jato com fluido aquecido que inclui um reservatório de fluido, um elemento de aquecimento de fluido, uma ponta de esguicho e uma bomba para bombear fluido aquecido de bombeamento do dito reservatório que passa pelo dito carcará até o dito para-brisa em resposta ao sinal de controle do dito módulo de controle.
7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito sensor de torque incluir uma pluralidade de faixas magnetoelásticas colocadas sobre um eixo que se estende entre o dito braço do limpador e o dito motor do acionador do limpador e uma pluralidade de sensores de campo que medem a diferença no campo magnético entre a pluralidade de faixas magnetoelásticas.
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito sistema incluir ainda um elemento de aquecimento do para-brisa, dito elemento que também é controlado pelo dito módulo de controle.
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema incluir ainda um sistema de limpeza a jato com fluido aquecido que inclui um reservatório de fluido, um elemento de aquecimento de fluido, uma ponta de esguicho e uma bomba para bombear fluido aquecido do dito reservatório que passa pelo dito carcará até o dito para-brisa em resposta ao sinal de controle do dito módulo de controle.
10. Método de controle da operação de um conjunto do limpador do para-brisa para limpar um para-brisa de veículo, o dito método caracterizado por compreender: a detecção, por um sensor de umidade do para-brisa, a presença de umidade no dito para-brisa; o inicio, por um módulo de controle, da operação do dito limpador de para-brisa; detecção, por um sensor de torque, de torque no dito conjunto de limpador de para-brisa; e ajuste, pelo dito módulo de controle, da operação do dito conjunto de limpador do para-brisa em resposta à umidade detectada no para-brisa e ao torque do conjunto do limpador do para-brisa.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por incluir ainda a ativação, por meio do dito módulo de controle, do elemento de aquecimento do para-brisa, em reposta à umidade detectada e ao atendimento de critérios pré-determinados do torque do conjunto do limpador do para-brisa.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por incluir ainda o esguicho, por meio do dito módulo de controle, do fluido aquecido no dito para-brisa, em reposta à umidade detectada e ao atendimento de critérios pré-determinados do torque do conjunto do limpador do para-brisa.
13. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por incluir ainda o esguicho, por meio do dito módulo de controle, do fluido aquecido no dito para-brisa, em reposta à umidade detectada e ao atendimento de critérios pré-determinados do torque do conjunto do limpador do para-brisa.
14. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por incluir a detecção periódica, por meio dos ditos sensores, da presença de umidade no para-brisa e de torque no dito conjunto do limpador do para-brisa, através de comparação dos valores detectados de umidade e torque no dito módulo de controle e dos critérios pré-determinados, com o ajuste, por parte do dito módulo de controle, do funcionamento do dito conjunto do limpador do para-brisa com base em critérios pré-determinados.
15. Sistema de limpadores de para-brisa caracterizado por compreender: um conjunto de limpador de para-brisa com uma lâmina de limpeza, um braço do limpador que é a base da dita lâmina e um motor do para-brisa que aciona esse braço; o sensor de torque inclui uma pluralidade de faixas magnetoelásticas colocadas sobre um eixo que se estende entre o dito braço do limpador e o dito motor do acionador do limpador do para-brisa e uma pluralidade de sensores de campo que medem a diferença no campo magnético entre a pluralidade de faixas magnetoelásticas; e um módulo de controle que responde ao dito sensor de torque para controlar a operação do dito conjunto limpador do para-brisa.
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