Противоослепительная система для транспортных средств и способ защиты водителя посредством противоослепительной системы

 

Изобретение относится к электрическим устройствам освещения для транспортных средств и реализуется в виде устройства и способа. Сущность изобретения: в противоослепительной системе для транспортных средств, содержащей световой затвор с электроприводом, фары с источником света и блок управления, блок управления снабжен дополнительным выходом, в качестве источника света использована импульсная лампа с пусковым устройством, подключенным к дополнительному выходу блока управления, при этом световой затвор установлен по пути лучей света от лобового окна к глазам водителя. Сущность изобретения: подачу управляющих импульсов на электропривод оптического затвора и на пусковое устройство импульсной лампы согласовывают таким образом, чтобы кратковременное открытие оптического затвора совпадало по времени с импульсом света лампы, а процесс имел периодический характер с частотой повторения более 20 Гц. Изобретение позволяет обеспечить защиту водителя от ослепления встречными и попутными транспортными средствами вне зависимости от наличия на последних противоослепительных устройств, а также повысить безопасность движения. 1 с. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электрическим устройствам освещения для транспортных средств.

Известен противоослепляющий козырек [1] содержащий две прозрачные подложки, замкнутое пространство между которыми заполнено жидким кристаллом, прозрачные токопроводящие слои, нанесенные на внутренние поверхности подложек, и поляризационные фильтры, нанесенные на наружные поверхности подложек. На проводящие слои нанесен фотопроводниковый слой, чувствительный к видимому излучению, и защитный слой.

Это устройство предназначено для повышения безопасности движения транспортных средств путем дифференцированного регулирования интенсивности света встречного транспортного потока, падающего в глаза водителя. Противоослепляющий козырек устанавливается на место противосолнечного козырька и имеет возможность регулировки места его расположения относительно глаз водителя. При освещении козырька светом встречного транспорта сопротивление фотопроводникового слоя уменьшается, к слою жидкого кристалла прикладывается напряжение больше порогового, и слой жидкого кристалла приобретает возможность вращать плоскость поляризации проходящего света. При этом интенсивность светового потока от встречного транспорта на глаза водителя уменьшается за счет гашения его выходным поляризационным фильтром.

Основным недостатком описанного выше устройства является то, что одновременно с ослаблением интенсивности падающего на глаза водителя света от встречного транспортного потока уменьшается и интенсивность света от дорожных объектов, то есть ухудшается восприятие дорожной обстановки и, следовательно, обеспечить безопасность дорожного движения не удается. Декларируемая дифференцированность ослабления проходящего света по полю противоослепляющего козырька дает положительный эффект только для пучков света с резко очерченной границей, а в реальных условиях дорожного движения таких световых источников практически нет. Действие описанного устройства по эффективности решения поставленной задачи мало отличается от абсорбционных оптических фильтров с изменяемым пропусканием, например от фильтров из хромофорных стекол.

Известна противоослепительная система для транспортных средств [2] наиболее близкая по технической сущности к изобретению и выбранная в качестве прототипа, которая содержит световой затвор, выполненный в виде двух заслонок, соединенных с электроприводом, управляемым сигналом от фотоэлемента, и фару с источником света для освещения дороги. В одном окне, перекрываемом первой заслонкой, установлена фара, а в другом окне, перекрываемом второй заслонкой, установлен фотоэлемент с фокусирующими линзами.

При осуществлении способа защиты водителя транспортного средства посредством указанной известной противоослепительной системы управляющий импульс на электропривод светового затвора падают от фотоэлемента в виде тока, который вырабатывается при попадании света от встречного транспорта на фотоэлемент. В этом случае заслонка частично перекрывает окно с фарой, что приводит к уменьшению пучка света на сторону встречного движения и соответственно к снижению степени ослепления водителя на встречном транспорте. При этом защита от ослепления водителя того транспортного средства, на котором используется указанная противоослепительная система, зависит только от того, используются ли на встречных транспортных средствах противоослепительные устройства или не используются и, следовательно, безопасность его движения может быть обеспечена только при оснащении всех транспортных средств противоослепительными устройствами.

Техническим результатом предложенного изобретения, реализованного в виде устройства и способа, является обеспечение защиты водителя транспортного средства от ослепления встречными и попутными транспортными средствами вне зависимости от наличия на них противоослепительных устройств и повышение безопасности движения.

Этот результат достигается тем, что в противоослепительной системе для транспортных средств, содержащей световой затвор с электроприводом, фару с источником света и блок управления, выход которого подключен к электроприводу светового затвора, предложено в качестве источника света использовать импульсную лампу с пусковым устройством, а блок управления снабдить дополнительным выходом и подключить к нему пусковое устройство, при этом световой затвор установить на пути света от лобового окна к глазам водителя. В предложенной противоослепительной системе световой затвор может быть выполнен в виде оптической ячейки на жидких кристаллах и иметь форму очков. В одном из вариантов световой затвор выполнен нормально открытым.

Для осуществления способа защиты водителя транспортного средства посредством противоослепительной системы, при котором на электропривод светового затвора подают управляющие импульсы, предложено на пусковое устройство импульсной лампы также подавать управляющие импульсы, согласовывая их с первыми таким образом, чтобы открытие светового затвора совпадало по времени с импульсами света лампы.

На фиг. 1 показана структурная схема предложенной противоослепительной системы; на фиг. 2 структурная схема противоослепительной системы с дистанционным приводом оптического затвора; на фиг.3 продольный разрез оптического затвора предложенной противоослепительной системы.

Противоослепительная система для транспортных средств (фиг.1 и 2) содержит блок управления 1 режимами работы противоослепительной системы, внешнюю цепь управления 2, оптический затвор 3 с электроприводом 4 и импульсную лампу с пусковым устройством 6. Блок управления 1 имеет вход 7 и два выхода основной 8 и дополнительный 9.

Вход 7 блока управления 1 подключен к внешней цепи управления 2, а два его выхода основной 8 и дополнительный 9 подключены соответственно к электроприводу 4 и пусковому устройству 6 импульсной лампы 5, размещенной в отражателе фары противоослепительной системы. Пусковое устройство 6 подключено к блоку питания 10 импульсной лампы 5.

В случае дистанционного способа управления (фиг.2) оптическим затвором 3 электропривод снабжен преобразователями дистанционного привода передатчиком 11 и приемником 12.

В качестве внешней цепи управления 2 в одном из вариантов использован переключатель режимов работы фар основной системы освещения транспортного средства "ближний" "дальний" свет.

В другом варианте внешней цепи 2 использовано светочувствительное устройство, реагирующее на свет фар встречных транспортных средств и обеспечивающее включение противоослепительной системы.

Блок управления 1 выполнен в виде генератора электрических импульсов с частотой следования f₀, задающей частоту открывания оптического затвора 3 и срабатывания импульсной лампы 5. Через основной выход осуществляется подача управляющих импульсов на электропривод 4, а дополнительный выход 9 используют для подачи управляющих импульсов на пусковое устройство 6, при этом управляющие импульсы дополнительного выхода 9 посредством регулируемой линии задержки сдвигают относительно управляющих импульсов выхода 8.

В соответствии с фиг.3 оптический затвор 3 выполнен в виде π-ячейки на жидких кристаллах (ЖК) и имеет форму плоского экрана, образованного двумя стеклянными подложками 13, на внутренних поверхностях которых нанесены прозрачные токопроводящие слои 14, а на наружных поверхностях закреплены пленочные поляроиды 15. Пленочные поляроиды 15 обоих подложек образуют между собой "скрещенную" пару. Подложки 13 герметически соединены между собой через дистанцирующую диэлектрическую прокладку 16. Внутренний объем ячейки заполнен жидким кристаллом. Слой жидкого кристалла имеет такую толщину, что в нормальном состоянии способен вращать плоскость поляризации проходящего света на угол приблизительно 90^o, обеспечивающий прохождение сквозь "скрещенную" пару поляроидов без поглощения. Прозрачные токопроводящие слои имеют контактные выводы, на которые подается электрическое напряжение U от электропривода 4 оптического затвора 3. При подаче напряжения U на токопроводящие слои слой жидкого кристалла теряет способность вращать плоскость поляризации проходящего света и он поглощается "скрещенной" парой поляроидов, обеспечивая "закрытое" состояние. Оптический затвор в виде ЖК - ячейки может быть выполнен в форме очков.

Конкретное выполнение электропривода 4 оптического затвора 3 определяется типом используемого оптического затвора. Так, если в качестве оптического затвора используется p- ячейка на ЖК, то электропривод выполнен в виде генераторов прямоугольных импульсов напряжения чередующейся полярности (меандра).

Пусковое устройство 6 выполнено в виде импульсного повышающего трансформатора, вторичная обмотка которого включена последовательно в цепь разряда емкостного накопителя энергии блока питания 10 через импульсную лампу 5.

В качестве блока питания 10 импульсных ламп 5 использован высоковольтный преобразователь, преобразующий напряжение бортовой сети транспортного средства в высокое напряжение, достаточное для работы импульсных ламп. От высоковольтного преобразователя производят зарядку конденсаторов емкостного накопителя энергии, являющегося частью блока питания 10.

В конкретном примере реализации противоослепительной системы с дистанционным приводом (фиг.2) оптический затвор 3 выполнен в виде s -ячейки на ЖК и имеет форму очков. В качестве электропривода 4 использован электронный ключ с дистанционным управлением, через который осуществляют подачу постоянного напряжения к прозрачным токопроводящим электродам 14 ЖК ячейки. Электропривод 4 с батарейным источником питания размещен в дужках очков. Передатчик 11 выполнен в виде пользователя электрических управляющих импульсов в импульсы инфракрасного излучения. Приемник 12, выполненный в виде преобразователя инфракрасных импульсов управления в электрические управляющие импульсы для электропривода 4, также размещен в дужках очков.

Работа устройства и способ защиты реализуются следующим образом. Включение противоослепительной системы осуществляют посредством внешней цепи управления 2 по сигналу светочувствительного, реагирующего на свет фар встречных или попутных транспортных средств и срабатывающего при превышении интенсивности этих источников света заданного порога или посредством внешней цепи управления 2 одновременно с переключением режимов работы фар основной системы наружного освещения транспортного средства (не показано). При включении "ближнего" света, режим которого соответствует наличию встречных транспортных средств, противоослепительная система включается, а при включении "дальнего" света отключается. Через блок управления 1 осуществляют синхронизацию работы оптического затвора 3 и импульсных ламп 5 фар противоослепительной системы путем подачи управляющих импульсов на электропривод 4 и на пусковое устройство 6. При включении противоослепительной системы электропривод 4 вырабатывает электрические сигналы U, требуемые для приведения оптического затвора 3 в закрытое состояние, что позволяет защитить глаза водителя от попадания света фар встречных транспортных средств. При поступлении управляющего импульса с выхода 8 блока управления 1 на электропривод 4 выработка электрических сигналов U блокируется на время приблизительно 2 мс, в течение которого оптический затвор переходит в открытое состояние и водитель может видеть дорогу сквозь оптический затвор в течение этого промежутка времени. С некоторой временной задержкой относительно управляющего импульса выхода 8 с выхода 9 блока управления 1 поступает управляющий сигнал на пусковое устройство 6 импульсных ламп 5 фар системы и вызывает их вспышку, причем задержка подобрана так, что световая вспышка происходит во время открытого состояния оптического затвора 3. Водитель видит дорогу, освещенную коротким импульсом света от импульсных ламп фар противоослепительной системы сквозь открытый оптический затвор. По окончании светового импульса оптический затвор сразу закрывается, так как закончилось время блокирования выработки электрических сигналов U, переводящих затвор в закрытое состояние. Описанный процесс является периодическим, повторяющимся в течение всего времени работы противоослепительной системы с частотой f₀, большей 20 Гц. При частоте периодического процесса, превышающего 20 Гц, человеческий глаз воспринимает картину как непрерывную, следовательно, водитель воспринимает дорогу в свете фар противоослепительной системы как обычно, а другие источники света сильно ослаблены и не мешают воспринимать дорожную обстановку. Средняя по времени мощность импульсных ламп фар противоослепительной системы подбирается такой, что она соответствует мощности ламп фар основной системы освещения транспортного средства. Если принять, что время закрытого состояния оптического затвора составляет t₁, а время открытого состояния t₂, тогда интенсивность источников света, работающих в непрерывном режиме, например лампы накаливания, будет ослаблена в t₁ + t₂/t₂ раз. Фары противоослепительной системы настроены так, что диаграмма направленности пучка света соответствует режиму "ближнего" света. При этом фары системы не создают дополнительных помех для водителей встречных транспортных средств.

Предложенная противоослепительная система позволяет безопасно управлять транспортным средством даже в случаях, когда водители встречного транспорта по каким-либо причинам используют освещение в режиме "дальнего" света или неправильно настроены фары встречного транспорта, поскольку встречный свет ослаблен (как показал экспериментальный образец, примерно в 20 раз), а свет от импульсных фар системы водитель воспринимает в полном объеме.

Формула изобретения

1. Противоослепительная система для транспортных средств, содержащая оптический затвор с электроприводом, фары с источниками света и блок управления, выход которого подключен к электроприводу оптического затвора, отличающееся тем, что в качестве источника света использована импульсная лампа с пусковым устройством, а блок управления снабжен дополнительным выходом, к которому подключено пусковое устройство, при этом оптический затвор установлен на пути лучей света от лобового окна к глазам водителя.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что оптический затвор выполнен в виде оптической ячейки на жидких кристаллах.

3. Система по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что оптический затвор выполнен нормально открытым.

4. Система по любому из пп.1 3, отличающаяся тем, что оптический затвор выполнен в виде очков.

5. Способ защиты водителя транспортного средства посредством противоослепительной системы по любому из пп.1 4, включающий подачу управляющего импульса на электропривод оптического затвора, отличающийся тем, что на пусковое устройство лампы также подают управляющий импульс, при этом оба управляющих импульса согласовывают таким образом, чтобы открытие светового затвора совпадало по времени с импульсом света лампы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3