Спосіб світлодіодного підсвічування автомобільних коліс

1. Спосіб світлодіодного підсвічування автомобільних коліс, згідно з яким на елементах ходової частини автомобіля розміщують світлодіодні шлейфи, підключають їх до джерела живлення, вибирають режим підсвічування з множини запрограмованих режимів, управляють світлодинамікою і колірною гамою випромінювання світлодіодів, який відрізняється тим, що світлодіодні шлейфи розміщують на нерухомих елементах гальмівних механізмів коліс з можливістю проходження світлового потоку через вентиляційні отвори дисків коліс, що обертаються. 3 мобіля широкі можливості для свого самовираження. Підсвічування коліс транспортних засобів джерелами світла, розташованими на елементах коліс, як для цілей сигналізації, так і в декоративних цілях, давно відоме. Так, відповідно до патенту США №1643593, дата подання заявки 09.10.1926, відоме бокове підсвічування автомобіля шляхом розміщення на елементі колеса, що обертається, електричної лампи і засобів з'єднання лампи з бортовою батареєю у вигляді ковзаючого контакту. За патентом США №2526548, заявлено 08.02.1947, відоме підсвічування колеса автомобіля, що передбачає розміщення джерела світла з рефлектором на тильній стороні ковпака, який закриває центральну частину колеса, з можливістю проходження світлового потоку назовні через вікна, виконані в ковпаку. При цьому живлення джерела світла виконують шляхом його підключення до бортової батареї через рухомий контакт, який дозволяє передавати електричну енергію до джерела світла, що закріплене на рухомих елементах колеса. Аналогічне рішення підсвічування автомобільного колеса відоме з патенту США №3099401, заявлено 30.01.1961. Відповідно до патенту США №3113727, заявлено 27.01.1961, відома система підсвічування ковпака автомобільного колеса, яка передбачає встановлення на ковпаку в радіальному напрямі множини випромінювачів світла (ламп), які з’єднані з бортовою батареєю за допомогою ковзаючих контактів. Можна привести і інші приклади запатентованих рішень підсвічування коліс транспортних засобів, які передбачають розміщення на колесах джерел світла, електричне живлення яких виконують від бортової батареї через рухомі контакти, що дозволяє передавати електричну енергію до джерел світла, встановлених на рухомих елементах коліс. Основною проблемою таких рішень є передача електричної енергії від нерухомих частин транспортного засобу, на яких встановлено джерело живлення, до джерел світла, встановлених на елементах коліс, що обертаються. Застосування різних рухомих чи ковзаючих контактів ускладнює конструкцію і експлуатацію підсвічування, знижує його надійність. Розвиток технології світлодіодних випромінювачів забезпечив широке застосування світлодіодів, як джерел світла, для підсвічування автомобільних коліс. Це, в першу чергу, пов'язано з низькою, порівняно з лампами накалювання, енергоємністю світлодіодів, а також широкими можливостями управління динамічним режимом і колірною гаммою підсвічування за допомогою відповідних засобів управління. Так, патентом США №4562516, МПК B69Q 1/00, дата подання заявки 28.01.1985, захищається система підсвічування ковпака автомобільного колеса, що відома під назвою "knock-of", яка передбачає розміщення світлодіодів, як випромінювачів світла, у вікнах ковпака, що обертається, а 58559 4 також розміщення засобів електричного живлення світлодіодів у вигляді батареї на тильній стороні ковпака. За патентом США №5392200, МПК B69Q 1/00, дата подання заявки 25.02.1994, відома система підсвічування ковпака автомобільного колеса, яка передбачає розміщення світлодіодів безпосередньо на ковпаку, а також батареї живлення і засобів управління на тильній стороні ковпака. Аналогічне рішення також відоме з патенту США №5363085, МПК B69Q 1/00, дата подання заявки 11.04.1992, яке представляє собою світловий маркер автомобільного колеса, що розміщений у вигляді світловипромінюючого світлодіодного сектора радіально на ковпаку колеса. Джерело живлення і засоби управління розміщують на тильній стороні ковпака. Приведені приклади не є вичерпними. Загальним для зазначених рішень є розміщення джерел світла світлодіодів, а також засобів електричного живлення і управління на елементах колеса, що обертаються. Такі рішення підсвічування колеса вимагають застосування автономного джерела живлення, періодичної його заміни, що ускладнює експлуатацію автомобіля. Крім того, елементи системи підсвічування, що розміщені на рухомих частинах колеса постійно піддаються динамічним навантаженням, які виникають при обертанні колеса. Відомі рішення підсвічування автомобільних коліс, які передбачають застосування вбудованих в колеса генераторів електричної енергії замість автономних джерел живлення. Так, відповідно до патенту Російської Федерації (РФ) №2089992, МПК Н02К 23/52, B60L 1/00, B60Q 1/38, B62J 6/04, дата подання заявки 12.05.1995, відоме підсвічування автомобільного колеса, що передбачає розміщення світлодіодів на захисному ковпаку колеса для забезпечення світлових ефектів підсвічування і використання вбудованого в колесо генератора змінного струму у вигляді статора і ротора, встановлених на відповідних елементах колеса з можливістю відносного обертання. Світлодіоди підключають до обмотки статора. В результаті при русі автомобіля на захисному ковпаку, що обертається, одержують світлове зображення інформаційного або декоративного характеру без застосування автономного джерела живлення. Аналогічні рішення підсвічування автомобільних коліс також відомі з патентів РФ № RU2089993A, №RU7069U, із заявки США №US2010/0073946A. Наявність вбудованого в колесо генератора електричної енергії ускладнює конструкцію колеса, не дозволяє встановити систему підсвічування коліс в процесі експлуатації автомобіля без заміни коліс чи зміни їх конструкції. Подальший розвиток світлодіодної техніки визначив появу на ринку світлодіодних зборок, так званих світлодіодних шлейфів (LED streep). Світлодіодний шлейф є гнучкою стрічкою, на якій встановлено множина світлодіодів і виконані струмопровідні доріжки, що об'єднують світлодіоди в деяку керовану електричну схему, яка дозволяє 5 змінювати динамічний режим і колірну гамму випромінювання світлодіодів. Останнім часом світлодіодні шлейфи знайшли широке застосування в автомобільних системах світлової сигналізації (наприклад, патенти США №US7621662, №US2004156210, міжнародна заявка №WO2009013771, патент Германії №DE20217052, патент CN101294690, Китай та інші), у тому числі і для підсвічування автомобільних коліс. Як найближчий аналог способу, що заявляється, вибрано спосіб підсвічування об'єкту, який обертається, зокрема автомобільного колеса, відомий за заявкою США на винахід №US2006239018, МПК B69Q1/00, дата подання заявки 22.04.2005, опубліковано 26.10.2006. Відповідно з зазначеним способом (пункти 117 формули винаходу) на елементах колеса, що обертаються розміщують множину джерел світла світлодіодів на різній відстані від осі обертання колеса, підключають їх до джерела живлення, вибирають режим підсвічування з множини запрограмованих режимів, управляють світлодинамікою і колірною гаммою випромінювання світлодіодів для отримання заданого ефекту підсвічування. У даному способі ефект підсвічування виражається в отриманні заданого світловою зображення на колесі, що обертається. Для цього контролюють датчиками параметри кутового положення і кутової швидкості колеса і відповідно до поточних значень зазначених параметрів управляють включенням і виключенням окремих світлодіодів залежно від їх розташування на колесі для отримання заданого світлового зображення. Джерела світла розміщують на рухомих елементах колеса у вигляді світлодіодних зборок світлодіодних шлейфів (LFD strips) пункт 6 формули винаходу, або у вигляді окремих світлодіодів (LEDs) пункт 7 формули винаходу. Кожен світлодіод або, принаймні, деяка частина з множини світлодіодів є багатоколірними пункт 8 формули винаходу. Живлення світлодіодів виконують або від вбудованого в колесо генератора електричної енергії, що споживає кінетичну енергію колісної зборки пункт 9 формули винаходу, або від генератора, що споживає енергію повітряного потоку, який рухається відносно колеса пункт 10 формули винаходу. Вибір режиму підсвічування, управління світлодинамікою і колірною гаммою випромінювання світлодіодів здійснюють по безкабельному каналу зв'язку між пультом управління, який розташовують, наприклад, в пасажирському купе автомобіля, і мікроконтролером, який розміщують на елементах колеса, що обертаються пункти 11, 12 формули винаходу. Світлодіоди розміщують на ковпаку або диску колеса пункт 15 формули винаходу, або на ободі колеса пункт 16 формули винаходу, або в окремому модулі, який монтують на колісній зборці пункт 17 формули винаходу. В останньому випадку окремий модуль виконують у вигляді подовженого корпуса. уздовж подовжньої осі якого встановлюють множину світлодіодів або світлодіодний шлейф. Усередині корпусу розміщують комунікаційний модуль безка 58559 6 бельного каналу зв'язку, мікроконтролер, датчики кутового положення і кутової швидкості колеса, силовий блок живлення. Вказаний модуль розміщують на колесі в радіальному напрямі. Таким чином, шляхом розміщення джерел світла у вигляді окремих світлодіодів або світлодіодних шлейфів на частинах колеса, що обертаються, підключення їх до джерела живлення, вибору режиму підсвічування з множини запрограмованих режимів, контролю кутового положення та кутової швидкості колеса і управління світлодинамікою і колірною гаммою випромінювання світлодіодів з урахуванням кутового положення та кутової швидкості колеса забезпечують ефект підсвічування у вигляді заданого світлового зображення на колесі, що обертається. Загальними ознаками найближчого аналога і способу, що заявляється, є: спосіб світлодіодного підсвічування автомобільних коліс, відповідно з яким на елементах ходової частини автомобіля розміщують світлодіодні шлейфи, підключають їх до джерела живлення, вибирають режим підсвічування з множини запрограмованих режимів, управляють світлодинамікою і колірною гаммою випромінювання світлодіодів. Як і у вище приведених аналогах, розміщення джерел світла (світлодіодних шлейфів) на частинах колеса, що обертаються, викликає проблеми, які зв'язані з необхідністю застосування автономного джерела живлення для кожного колеса або вбудованого в кожне колесо генератора електричної енергії. Все це ускладнює підсвічування автомобільних коліс, не дозволяє простими операціями із застосуванням доступних засобів легко і швидко, без заміни коліс і їх конструкції встановити систему підсвічування в звичайних умовах експлуатації автомобіля. Крім того, розміщення основних елементів системи підсвічування на частині колеса, що обертається, піддає їх постійним динамічним навантаженням, що знижує надійність системи підсвічування. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу світлодіодного підсвічування автомобільних коліс, який би забезпечував спрощення системи підсвічування, підвищення її надійності і можливість установки системи підсвічування в звичайних умовах експлуатації автомобіля. Поставлена задача вирішується тим, що в способі світлодіодного підсвічування автомобільних коліс, відповідно з яким на елементах ходової частини автомобіля розміщують світлодіодні шлейфи, підключають їх до джерела живлення, вибирають режим підсвічування з множини запрограмованих режимів, управляють світлодинамікою і колірною гаммою випромінювання світлодіодів, згідно з корисною моделлю, світлодіодні шлейфи розміщують на нерухомих елементах гальмівних механізмів коліс з можливістю проходження світлового потоку через вентиляційні отвори дисків коліс, що обертаються. Вказані ознаки є суттєвими ознаками корисної моделі. Доцільно як джерело живлення використовувати бортовий акумулятор автомобіля. 7 Доцільно світлодіодні шлейфи розміщувати по колах захисних кожухів гальмівних барабанів для коліс з барабанним гальмівним механізмом або по колах захисних кожухів гальмівних дисків для коліс з дисковим гальмівним механізмом. Для коліс, що не мають захисних кожухів гальмівних механізмів, світлодіодні шлейфи доцільно розміщувати по колах кругових каркасів, що з'єднані з нерухомим вузлом гальмівного механізму. Суттєві ознаки корисної моделі знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з результатом, що досягається. Так, відмітні ознаки способу світлодіодного підсвічування автомобільних коліс, що заявляється, (світлодіодні шлейфи розміщують на нерухомих елементах гальмівних механізмів коліс з можливістю проходження світлового потоку через вентиляційні отвори дисків коліс, що обертаються) в сукупності з суттєвими ознаками, загальними з найближчим аналогом, забезпечують спрощення системи підсвічування, підвищення її надійності і можливість встановлення підсвічування в звичайних умовах експлуатації автомобіля. Це пояснюється наступним. Розміщення світлодіодних шлейфів на нерухомих елементах гальмівних механізмів коліс вирішує проблему електричного живлення світлодіодних шлейфів, оскільки дозволяє підключити їх безпосередньо до бортового акумулятора кабельними лініями без ковзаючих (рухомих) контактів через відповідні засоби управління. Автономні джерела живлення для кожного колеса або вбудовані в кожне колесо генератори електричної енергії при цьому не потрібні, так як бортовий акумулятор автомобіля використовується як єдине джерело живлення для всіх коліс. Всі елементи системи підсвічування розміщують на нерухомих частинах автомобіля, в результаті чого вони не піддаються динамічним навантаженням, що викликаються обертанням коліс. Установка системи підсвічування в звичайних умовах експлуатації автомобіля виконується легко і швидко простими діями з використанням доступних засобів, не вимагає заміни коліс і зміни їх конструкції. Управління режимом підсвічування з пульта управління може бути реалізовано дистанційно або через кабельну лінію зв'язку з блоком управління. Все вище зазначене забезпечує спрощення системи підсвічування, підвищення її надійності і можливість установки системи підсвічування в звичайних умовах експлуатації автомобіля. Нижче приводиться опис способу підсвічування автомобільних коліс з посиланнями на креслення, на яких показано: Фіг.1 - спосіб світлодіодного підсвічування автомобільних коліс, загальна схема реалізації способу. Фіг.2 - спосіб світлодіодного підсвічування автомобільних коліс, схема реалізації способу для коліс з барабанним гальмівним механізмом. Фіг.3 - спосіб світлодіодного підсвічування автомобільних коліс, схема реалізації способу для коліс з дисковим гальмівним механізмом. 58559 8 Фіг.4 - спосіб світлодіодного підсвічування автомобільних коліс, схема реалізації способу для коліс, що не мають захисних кожухів гальмівних механізмів. Фіг.5 - спосіб світлодіодного підсвічування автомобільних коліс, схема розміщення світлодіодного шлейфу на колесах з барабанним гальмівним механізмом. Фіг.6 - спосіб світлодіодного підсвічування автомобільних коліс, схема розміщення світлодіодного шлейфу на колесах з дисковим гальмівним механізмом. Фіг.7 - спосіб світлодіодного підсвічування автомобільних коліс, схема з'єднання елементів системи підсвічування коліс. Згідно зі способом світлодіодного підсвічування автомобільних коліс, що заявляється, на елементах ходової частини автомобіля розміщують світлодіодні шлейфи 1, підключають їх до джерела живлення 2, вибирають режим підсвічування з множини запрограмованих в мікроконтролері 3 режимів, з пульта управління 4 управляють світлодинамікою і колірною гаммою випромінювання світлодіодів. Світлодіодні шлейфи 1 розміщують на нерухомих елементах гальмівних механізмів коліс з можливістю проходження світлового потоку через вентиляційні отвори 5 дисків 6, що обертаються. Як джерело живлення 2 використовують бортовий акумулятор автомобіля. Світлодіодні шлейфи 1 розміщують по колах захисних кожухів 7 гальмівних барабанів 8 для коліс з барабанним гальмівним механізмом, або по колах захисних кожухів 9 гальмівних дисків 10 для коліс з дисковим гальмівним механізмом, або по колах кругових каркасів 11, з'єднаних з нерухомим вузлом 12 гальмівного механізму для коліс, що не мають захисних кожухів гальмівних механізмів. Сучасні автомобільні диски 6 виконують з вентиляційними отворами 5, які призначені для вентиляції гальмівного механізму колеса та полегшення конструкції. Сама по собі форма вентиляційних отворів 5 уже визначає дизайн колеса і автомобіля. Випромінювання ж динамічного, багатокольорового світлового потоку через вентиляційні отвори 5 в процесі обертання диску 6 колеса придає автомобілю унікальний вигляд, особливо виділяє його серед маси аналогічних автомобілів. Пристрій світлодіодного підсвічування автомобільних коліс включає світлодіодні шлейфи 1, розміщені на нерухомих елементах гальмівних механізмів коліс, мікроконтролер 3. До мікроконтролера 3 підключений, як джерело живлення, бортовий акумулятор 2 через запобіжник 13 і стабілізатор 14. Мікроконтролер 3 управляється пультом управління 4, який може бути дистанційним або зв'язаним кабельною лінією з мікроконтролером 3. Світлодіодні шлейфи 1 підключені до виходу мікроконтролера 3 через клемні групи 15. На Фіг.5 показана схема розміщення світлодіодного шлейфу 1 на колесах з барабанним гальмівним механізмом. Світлодіодний шлейф 1 розміщують по колу захисного кожуха 7 гальмівного 9 барабана. На Фіг.5 також показані: 16 верхня пружина. 17 гальмівний циліндр, 18 розпірна планка, 19 гальмівна колодка, 20 нижня пружина. На Фіг.6 показана схема розміщення світлодіодного шлейфу 1 на колесах з дисковим гальмівним механізмом. Світлодіодний шлейф 1 розміщують по колу захисного кожуха 9 гальмівного диска 10. На Фіг.6 також показані: 21 блок циліндрів, 22 гальмівні колодки, 23 супорт гальма. Всі елементи системи підсвічування коліс розташовують на нерухомих вузлах автомобіля (світлодіодні шлейфи 1 на нерухомих елементах гальмівних механізмів коліс, мікроконтролер 3, клемні групи 15, бортовий акумулятор 2. запобіжник 13, стабілізатор 14 на відповідних нерухомих вузлах кузова автомобіля). Всі елементи системи підсвічування з'єднують між собою кабельними лініями без ковзаючих контактів. Схема з'єднання елементів системи підсвічування коліс показана на Фіг.7. 58559 10 Конкретний ефект підсвічування досягається вибором режиму підсвічування з множини запрограмованих режимів в мікроконтролері 3, управлінням динамікою і колірною гаммою випромінювання світлодіодів світлодіодних шлейфів 1, як по заданому алгоритму, так і уручну за допомогою пульта управління 4. Пульт управління 4 дозволяє уручну встановлювати статичний режим підсвічування з вибором кольору підсвічування, ступінчасту зміну кольорів, циклічну зміну кольорів, хаотичну зміну кольорів, змінювати швидкість зміни кольорів. При цьому не виключається можливість управління режимом підсвічування з урахуванням швидкості обертання коліс, які контролюються відповідними датчиками, які зв'язані з мікроконтролером 3. Таке рішення забезпечує ефективну світлодинаміку підсвічування, як при стоянці, так і при русі автомобіля. 11 58559 12 13 Комп’ютерна верстка А. Рябко 58559 Підписне 14 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601