RU50925U1 - Устройство для предупреждения водителя автомобиля о возникновении предаварийной ситуации - Google Patents

Abstract

Предложенная полезная модель относится к устройствам для создания ароматизированных потоков воздуха с заданным соотношением компонентов газовых смесей, установленным на автотранспортных средствах для предупреждения водителей о возникновении внештатных ситуаций. Техническим результатом от реализации предложенной полезной модели является возможность выработать сложный набор запахов, каждый из которых в отдельности характеризует ту или иную определенную внештатную ситуацию, возникающую при управлении автомобилем (например, нарушение тормозной системы автомобиля, нарушение рулевой системы автомобиля, засыпание водителя и т.д.), а также высокая скорость реакции синтезатора запаха, на соответствующий сигнал с компьютерной системы управления автомобилем, что позволяет быстро менять запахи и комбинировать их интенсивность. Для достижения указанного выше технического результата в устройстве для предупреждения водителя автомобиля о возникновении предаварийной ситуации, содержащем блок управления работой устройства для ароматизации с присоединенными к нему датчиками с возможностью отслеживания наличия повреждения в системе управления автомобиля или ненахождения водителя в адекватном состоянии, устройство для ароматизации, включающее в себя камеру смешения газовой среды с парами ароматизатора, побудитель расхода газовой среды для ее прокачки через камеру смешения, по крайней мере один подсоединенный к камере смешения дозатор ароматизатора, включающий в себя емкость для жидкого ароматизатора, и исполнительные элементы, в отличие от известных технических решений дозатор устройства для ароматизации снабжен резервуаром с, по крайней мере, одним сквозным соплом, выход которого расположен в камере смешения, а исполнительные элементы установлены на одной из стенок резервуара с его внутренней стороны и предназначены для создания в резервуаре импульсов давления.

Description

Данная полезная модель относится к устройствам для создания ароматизированных потоков воздуха с заданным соотношением компонентов газовых смесей, установленным на автотранспортных средствах для предупреждения водителей о возникновении внештатных ситуаций.

Из уровня техники известно устройство для ароматизации газовой среды, содержащее камеру смешения газовой среды с парами ароматизатора, снабженную входным и выходным патрубками, по крайней мере, один, подсоединенный к камере смешения, дозатор ароматизатора, содержащее емкость для ароматизатора и исполнительные элементы, подсоединенные к источнику питания, блок управления работой устройства, снабженный блоком управления побудитель расхода газовой среды для ее прокачки через камеру смешения (см. а.с. SU 1808335 А1, опубликованное 15.04.1993, МПК-7 A 61 L 9/03). В данном устройстве исполнительным элементом является лазер, который перемещается от одной секции с ароматизатором к другой. При смене запаха необходимо вентилировать корпус и использовать специальное устройство для нейтрализации запаха.

К недостаткам описанного выше устройства можно отнести тот факт, что на выходе из устройства воздух всегда будет содержать некоторое количество паров ароматизатора, даже без нагрева образцов аромата посредством исполнительного элемента - лазера, а также, что посредством лазера может испаряться только один ароматизатор, что не позволяет создавать сложные комбинированные смешанные запахи. Кроме того рассматриваемое устройство весьма инерционно в работе. Указанные недостатки описанного выше технического решения фактически

исключают возможность его использования на автомобиле для предупреждения водителя о возникновении внештатной ситуации, поскольку такие устройства прежде всего должны обладать такими качествами как быстрая выработка определенного смешанного запаха в ответ на возникновение внештатной ситуации, а также быстрая его нейтрализация и выработка другого смешанного запаха, характеризующего то или иное изменение соответствующей внештатной ситуации.

В качестве прототипа предложенного технического решения может быть принят прибор для предупреждения водителя автомобиля о возникновении предаварийной ситуации, раскрытый в описании к патенту JP 03-276816 А, опубликованном 09.12.1991, МПК-7 В 60 Н 3/00, В 60 К 28/06.

Указанный прибор представляет из себя блок управления работой устройства для ароматизации с присоединенными к нему датчиками с возможностью отслеживания наличия повреждения в системе управления автомобиля или ненахождения водителя в адекватном состоянии, устройство для ароматизации, включающее в себя камеру смешения газовой среды с парами ароматизатора, побудитель расхода газовой среды для ее прокачки через камеру смешения, подсоединенный к камере смешения дозатор ароматизатора, включающий в себя емкость для жидкого ароматизатора, и исполнительные элементы.

Недостатком данного средства является невозможность выработать сложный набор запахов, каждый из которых в отдельности характеризует ту или иную определенную внештатную ситуацию, поскольку в рассматриваемом источнике не описаны средства, позволяющие создавать различные запахи.

Указанные выше недостатки могут быть устранены путем использования в качестве устройства для предупреждения водителя автомобиля о возникновении предаварийной ситуации конструкции синтезатора запаха, раскрытого в описании к европейской заявке ЕР

1447348 А1, опубликованной 18.08.2004, МПК-7 B 65 D 83/26, A 61 L 9/14. Технический анализ указанного устройства показал, что его конструкция позволяет устранить все недостатки присущие устройствам, раскрытым в упомянутых выше SU 1808335 А1 и JP 03-276816 А, и оно может быть использовано на автомобиле для предупреждения возникновения внештатных ситуаций.

Техническим результатом от реализации предложенной полезной модели является возможность выработать сложный набор запахов, каждый из которых в отдельности характеризует ту или иную определенную внештатную ситуацию, возникающую при управлении автомобилем (например, нарушение тормозной системы автомобиля, нарушение рулевой системы автомобиля, засыпание водителя и т.д.), а также высокая скорость реакции синтезатора запаха, на соответствующий сигнал с компьютерной системы управления автомобилем, что позволяет быстро менять запахи и комбинировать их интенсивность. Так насыщение потока воздуха ароматизатором происходит через сотые доли секунды (время испарения капель) после подачи на устройство управляющего сигнала.

Для достижения указанного выше технического результата в устройстве для предупреждения водителя автомобиля о возникновении предаварийной ситуации, содержащем блок управления работой устройства для ароматизации с присоединенными к нему датчиками с возможностью отслеживания наличия повреждения в системе управления автомобиля или ненахождения водителя в адекватном состоянии, устройство для ароматизации, включающее в себя камеру смешения газовой среды с парами ароматизатора, побудитель расхода газовой среды для ее прокачки через камеру смешения, по крайней мере один подсоединенный к камере смешения дозатор ароматизатора, включающий в себя емкость для жидкого ароматизатора, и исполнительные элементы, в отличие от известных технических решений дозатор устройства для ароматизации снабжен резервуаром с, по крайней мере, одним сквозным соплом, выход которого

расположен в камере смешения, а исполнительные элементы установлены на одной из стенок резервуара с его внутренней стороны и предназначены для создания в резервуаре импульсов давления.

На фиг.1 схематически изображен общий вид устройства для ароматизации газовой среды.

На фиг.2 показан дозатор ароматизатора.

На фиг.3 блок схема управления работой устройства ароматизации, связанная с системой управления автомобиля.

Предложенная полезная модель реализована в качестве устройства для ароматизации воздуха, работающего совместно с компьютером.

Устройство, показанное на фиг.1 и 2, состоит из рабочей камеры 1 смешения газовой среды с ароматизатором, выполненным в виде герметической емкости произвольного сечения. Один конец камеры герметически соединяется с побудителем 2 расхода газовой среды, в данном случае воздуха. Поступающий в камеру воздух проходит через блок 3 подготовки воздуха, в котором воздух осушается от паров атмосферной влаги. Дозаторы 4 ароматических веществ подсоединены к рабочей камере 1 смешения. Дозаторы обычно выполняется сменными и одноразового использования. Перед использованием каждый дозатор заправляют и вставляют в синтезатор запаха. Каждый дозатор снабжен емкостью 5 для хранения ароматического вещества. Раствор ароматизаторов поступает в резервуар 6 дозатора через капилляр 7. Растворы ароматизаторов поступают в рабочую камеру 1 через сквозные струйные сопла 8, выполненные в крышке 9 резервуара дозатора. Выход сопел 8 распложен в камере 1. Полный расход раствора ароматизатора определяется расходом через каждое сопло 8 и количеством сопел, работающих одновременно. Количество работающих одновременно сопел регулируется коммутатором 10. Расход газа через каждое сопло регулируется параметрами напряжения питания исполнительных элементов 11 дозатора. Насыщение подготовленного воздуха ароматическими веществами происходит при

испарении растворов ароматизаторов в рабочей камере 1. Воздух насыщенный ароматизатором поступает к потребителю через выходной патрубок 12. При прекращении подачи раствора ароматизатора в рабочую камеру 1 происходит удаление ароматизатора и, соответственно, нейтрализация запаха. При одновременной работе нескольких дозаторов 4 к потребителю поступает смесь запахов. Дозатор 4 ароматических веществ (см. фиг.2) содержит выполненную из изоляционного материала пластину 13, являющуюся одной из стенок резервуара 6, на которой с внутренней стороны резервуара расположены, например, нанесены на поверхность пластины 13, исполнительные элементы 11 дозатора 4, предназначенные для создания в резервуаре 6 дозатора импульсов давления. Емкость 5 для хранения ароматических веществ состоит из корпуса 14, герметически соединенного с крышкой 15 этой емкости 5. В крышке 15 емкости выполнено отверстие 16, соединяющее внутренний объем емкости с атмосферой. Токоподводящие пластины 17, расположенные на пластине 13 служат для электронного соединения исполнительных элементов 11 дозатора 4 с коммутатором 10, управляющий вход которого подсоединен к коммутирующему выходу программируемой логической матрицы (ПЛМ) 18. Исполнительные элементы 11 расположены по оси сопел 8 или со сдвигом относительно этих осей. Возможно использование смешанного расположения (часть по оси сопел и часть со сдвигом относительно осей). Исполнительные элементы 11 являются стрикционными и/или резистивными элементами, например пьезокристаллами или терморезисторами. Наилучшие показатели наблюдались при выполнении сопел с их внутренним диаметром от 10 до 70 мкм и расстоянии между отдельными соплами не менее 50 мкм. ПЛМ 18 выполнена программируемой по параметрам поступающим на исполнительные элементы 11 импульсов напряжения и имеет вход для подсоединения к блоку 19 управления работой устройства для ароматизации. ПЛМ 18 имеет второй выход, подсоединенный к управляющему входу блока 20

управления побудителем 2 расхода воздуха, и третий выход (на фигурах не показан), подсоединенный к управляющему входу (на фигурах не показан) блока 3 подготовки воздуха. В данном случае ПЛМ выполнена программируемой по величине, длительности и частоте следования, поступающих на исполнительные элементы 11 импульсов напряжения. ПЛМ можно выполнить в виде контроллера, снабженного коммутирующим блоком управления параметрами импульсов напряжения, поступающих на исполнительные элементы. В качестве блока 19 управления работой устройства, при использовании рассматриваемого синтезатора запахов как устройства для предупреждения водителя автомобиля о возникновении предаварийной ситуации использован компьютер, входящий в систему управления автомобиля, соединенный с входом ПЛМ через стандартные порты. Устройство также снабжено блоком 21 электропитания, соединенным с ПЛМ 18, коммутатором 10 и блоком 20 управления побудителем.

Предложенное устройство работает следующим образом:

Рассматриваемый синтезатор запахов монтируют в системе вентиляции автомобиля. Например, его устанавливают внутри приборной панели, с возможностью сопряжения с перфорационными отверстиями 22 в приборной панели, предназначенными для нагнетания воздуха в салон автомобиля. При этом каждый дозатор 4 ароматических веществ перед его использованием заправляют и вставляют в синтезатор запаха. Заправка дозатора осуществляется через отверстие 16, куда предварительно заливают раствор (как правило, в качестве растворителя используют изопропиловый или этиловый спирт) того или иного ароматизатора, например отдушки жасмина. После того как емкость 5 каждого дозатора синтезатора запахов заполнена, а дозатор 4 вставлен в предложенное устройство, оно готово к работе.

В процессе управления автомобилем могут возникнуть, в частности, следующие ситуации. Может снизиться эффективность работы (или даже

полностью выйти из строя) тормозной системы автомобиля, могут также возникнуть нарушения в рулевой системе управления автомобилем, могут повредиться амортизаторы автомобиля, а в самом худшем случае, который только может возникнуть в дороге, водитель может заснуть за рулем.

Так в случае выявления каких-либо неполадок в системе управления автомобилем или факта засыпания водителя блок управления работой устройства для ароматизации (т.е. компьютер системы управления автомобиля) 19 посредством подсоединенных к нему соответствующих датчиков (на фигурах не показаны) отслеживает факт наличия соответствующего повреждения в системе управления автомобиля или тот факт что водитель в течение заданного интервала времени не сделал движений, свидетельствующих о том, что он находится в адекватном состоянии (т.е. контролирует ситуацию на дороге) и подает соответствующий сигнал на ПЛМ 18, с которой в свою очередь подается управляющий сигнал на блок 20 управления побудителем 2 и коммутатор 10. В зависимости от вида возникшей внештатной ситуации сгенерированный с ПЛМ 18 сигнал с коммутатора 10 по соответствующим токоподводящим пластинам 17 поступает на те исполнительные элементы 11, которые входят в состав того дозатора 4 ароматических веществ, который содержит ароматизатор, характеризующий соответствующую внештатную ситуацию, возникшую в дороге. Раствор соответствующего ароматизатора поступает в резервуар дозатора через капилляр 7. При подаче с коммутатора 10 электрического напряжения на исполнительные элементы 11, они изменяют свои геометрические конфигурации (например, в следствие обратного пьезоэффекта, если в качестве исполнительных элементов 11 используют пьезокристаллы), тем самым генерируя импульсы давления в резервуаре 6 дозатора. Вытесненная таким образом из резервуара 6 часть раствора соответствующего ароматизатора поступает через сопла 8 в рабочую камеру 1, где происходит смешение поступивших в нее в заданном соотношении ароматизаторов и потоков воздуха

поступившего с выхода побудителя расхода газовой среды 2 через блок подготовки воздуха 3. Через выходной патрубок 12 сгенерированный указанным образом запах через перфорационные отверстия 22 системы нагнетания воздуха в приборной панели автомобиля поступает в его салон, предупреждая водителя о возникновении той или иной внештатной ситуации.

Для наглядного пояснения возможности реализации предложенного устройства ниже приведен конкретный пример его эксплуатации.

В состав предложенного устройства для предупреждения водителя автомобиля о возникновении предаварийной ситуации - синтезатора запаха вводят пять дозаторов ароматических веществ. Первый дозатор заполняют 5% раствором отдушки жасмина в этиловом спирте, второй дозатор - 5% раствором отдушки алоэ в этиловом спирте, третий дозатор - 5% раствором нашатырного спирта, четвертый дозатор - 1% раствором отдушки шиповника в этиловом спирте, пятый дозатор - 1% раствором отдушки эфирного масла сосны в этиловом спирте. Каждый дозатор выполнен с 48 соплами, расположенными в четыре ряда по 12 сопел в каждом ряду, диаметр сопел 30 мкм., расстояние между соплами составляло 200 мкм. Исполнительными элементами дозатора служат пьезокристаллы, а управление устройством осуществляется через СОМ-порт блока 19 управления работой устройства - компьютера системы управления автомобилем. Пьезокристаллы располагают на изоляционной пластине. Каждый пьезокристалл располагается на оси своего сопла. При подаче электрического импульса на пьезокристаллы в камере дозатора возникают скачки давления, а на срезе сопел формируются капли раствора. Управление устройством осуществляют по командам от компьютера, осуществляющего общее управление автомобилем. В рабочей камере создают поток воздуха с расходом 500 см³/сек и линейной скоростью воздуха 20 см/сек. Раствор поступает в поток воздуха в виде капель размером 30-45 мкм. Напряжение на пьезокристалле 24 В, частота

повторения импульсов 10 кГц, длительность импульса 4 мкс. Общий расход раствора составляет 10^-3 г/сек. Все капли испаряются на расстоянии 2 см. от выхода из сопел. Концентрация того ароматического вещества, которое характеризует ту или иную внештатную ситуацию на дороге, в потоке воздуха на выходе из рабочей камеры составляет где-то 10¹⁴ см^-3. В потоке воздуха на выходе из рабочей камеры ощущают соответственно «концентрированный» запах жасмина (применяется для предупреждения о неполадках в тормозной системе автомобиля), алоэ (применяется для предупреждения о неполадках в рулевой системе автомобиля), нашатырного спирта (применяется в случае засыпания водителя за рулем), шиповника (применяется для предупреждения о неполатках в ходовой системе автомобиля) или эфирного масла сосны (например, применяется для предупреждения о всех прочих неполатках в автомобиле). После того как водителем транспортного средства будут предприняты надлежащие меры по устранению возникшей внештатной ситуации, блок 19 управления работой устройства подает сигнал снятия напряжения с пьезокристаллов, и запах исчезает примерно через 3-4 секунды.

Естественно перечень ароматов, генерируемых предложенным синтезатором запахов, не ограничивается ароматами, указанными в вышеприведенном примере. Так, например, для предупреждения неполадок в тормозной системе автомобиля можно также использовать запах имитирующий запах жженой резины или пластика. Такие запахи как жасмин и розмарин можно использовать для стимуляции засыпающего водителя (состояние водителя определяется компьютерной системой управления автомобилем). Для пробуждения уже заснувшего водителя также может быть использована последовательность резких запахов, которая может работать эффективнее чем индивидуальный запах. Выбор того или иного набора запахов, их концентрация и последовательность, в зависимости от возникшей ситуации на дороге, может быть подобрана персонально при содействии врача, ароматерапевта либо психолога. Таким

образом помимо того, что предложенный синтезатор запахов позволяет предупредить возникновение внештатной ситуации на дороге, его положительной технической особенностью является то, что он позволяет проводить аромотерапию в автомобиле, а также создавать в автомобиле специфический уникальный запах, присущий только данному автомобилю, что создает положительные эмоции у его постоянного водителя.

Применение дозаторов с различным количеством сопел позволяет использовать ароматические вещества с различными пределами чувствительности по запахам в диапазоне от 10¹² до 10¹⁵ см^-3. Устройство позволяет получить широкий спектр индивидуальных и синтезированных смешанных запахов в объеме салона любого транспортного средства, начиная с микролитражного легкового автомобиля и заканчивая крупногабаритным автобусом. Предлагаемое устройство позволяет получать практически любой индивидуальный запах и создавать новые запахи на основе синтеза простейших ароматических веществ.

Claims (1)

1. Устройство для предупреждения водителя автомобиля о возникновении предаварийной ситуации, содержащее блок управления работой устройства для ароматизации с присоединенными к нему датчиками с возможностью отслеживания наличия повреждения в системе управления автомобиля или ненахождения водителя в адекватном состоянии, устройство для ароматизации, включающее в себя камеру смешения газовой среды с парами ароматизатора, побудитель расхода газовой среды для ее прокачки через камеру смешения, по крайней мере один подсоединенный к камере смешения дозатор ароматизатора, включающий в себя емкость для жидкого ароматизатора, и исполнительные элементы, отличающееся тем, что дозатор устройства для ароматизации снабжен резервуаром с, по крайней мере, одним сквозным струйным соплом, выход которого расположен в камере смешения, а исполнительные элементы установлены на одной из стенок резервуара с его внутренней стороны и предназначены для создания в резервуаре импульсов давления.