DE102005035813A1

DE102005035813A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Visualisierung der Bremskraft eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102005035813A1
Application number: DE200510035813
Authority: DE
Inventors: Uli Dipl.-Ing. Joos (FH); Josef Dipl.-Ing. Schnell
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2007-02-01

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Ansteuerung einer Bremsleuchte eines Kraftfahrzeuges zur Visualisierung der Bremskraft für den nachfolgenden Verkehr. Hierzu werden der mittleren Leuchtintensität der Bremsleuchte Blitzeffekte überlagert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung der Bremsleuchten eines Kraftfahrzeuges zur Visualisierung der Bremskraft des Kraftfahrzeuges. Die Ansteuerung der Bremsleuchten erfolgt in Abhängigkeit der Intensität des Bremsvorgangs infolge einer Überlagerung von Blitzeffekten auf die mittlere Leuchtintensität der Bremsleuchten, welche einem nachfahrenden Fahrzeug und insbesondere dessen Fahrzeugführer Aufschlüsse über die Intensität des Bremsvorgangs ermöglichen und den nachfolgenden Verkehr warnen.
Im aktuellen Strassenverkehr ist es notwendig für den nachfolgenden Verkehr, insbesondere infolge der hohen Geschwindigkeiten, welche teilweise insbesondere auf Autobahnen gefahren werden, die Intensität eines Bremsvorgangs eines vorausfahrenden Fahrzeuges zu erkennen, um auf die Aktionen des vorausfahrenden Fahrzeuges reagieren zu können. Zugleich soll der nachfolgende Verkehr im Falle einer Verzögerung eines vorausfahrenden Fahrzeuges, insbesondere auf einen Bremsvorgang, aufmerksam gemacht werden.

Aus DE – 199 04 118 – A1 ist ein Verfahren zur Anzeige der Intensität des Bremsvorgangs eines Fahrzeuges, bei dem bei Betätigung eines Bremspedals über einen Schalter ein Stromkreis zumindest einer an der Rückseite des Fahrzeugs eingebauten Bremsleuchte geschlossen wird, bekannt. Hierbei wird in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder des Abstandes desselben zu einem vorausfahrenden Fahrzeug der zur Bremsleuchte führende Stromkreis über einen Signalgeber mit unterschiedlicher Frequenz unterbrochen.

Aus DE – 196 32 194 – A1 ist eine Ansteuerung für eine Zusatzbremsleuchte bekannt, wobei über einen Diodenlauf bzw. Lampenlauf der Bremsvorgang angezeigt wird.

Aus DE – 199 01 520 – A1 ist ein Kraftfahrzeugbremsleuchtensystem bekannt, welches mit einem Bremszugschalter zum Einschalten mindestens einer bei Überschreitung eines Grundschwellwertes aktivierten Bremsleuchte ausgestattet ist. Bei Überschreiten eines vorgebbaren höheren Bremsdruck erfolgt ein intermittierendes Ein/Ausschalten der einen Bremsleuchte oder mindestens einer der Bremsleuchten.

Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist, dass der nachfolgende Verkehr infolge eines abrupten Abbremsvorgangs eines vorausgehenden Fahrzeuges, nicht akut alarmiert und insbesondere nicht in einer Weise aufmerksam gemacht wird, auf welche ein nachfolgender Fahrzeugführer instinktiv reagiert.

Aufgabe der Erfindung ist es einem nachfolgenden Fahrzeug und dessen Fahrzeugführer einen diesbezüglichen eindeutigen Hinweis auf eine Bremsverzögerung eines vorausfahrenden Fahrzeuges zu geben, welchen dieser einfach erkennt und suggestiv wahrnimmt.

Diese Aufgabe wird anhand der Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich anhand der abhängigen Ansprüche, der weiteren Beschreibung sowie der zugehörigen Figur.

Um den nachfolgenden Verkehr über die Intensität des Bremsvorgangs eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, zu informieren, wird zunächst die Intensität des Bremsvorgangs ermittelt. Vorteilsgemäss erfolgt dies auf unterschiedliche Arten. Zum einen wird das für die Lautstärke-Steuerung des Autoradios vorhandene Geschwindigkeitssignal, allgemein mit SCV-Signal oder GALA-Signal bezeichnet, ausgewertet und über eine Differenzierung geführt. Das SCV-Signal oder GALA-Signal empfängt das Geschwindigkeitssignal vom Tachometer und ermöglicht eine Geschwindigkeitsabhängige Lautstärkeanpassung eines Autoradiogerätes. GALA steht für geschwindigkeitsabhängige Lautstärkeanpassung und SCV steht für speed controlled volume. Gemäß der Erfindung wird eine Änderung der Geschwindigkeit ausgewertet und bei Überschreiten eines vordefinierten Maßes wird dies über die Bremsleuchte dem nachfolgenden Verkehr aufgezeigt. Hierbei ist von Vorteil, dass nicht auf die Betätigung der Bremse abgestellt wird, sondern jedes Verzögern des Fahrzeuges erfasst wird. Ein Verzögern eines Fahrzeuges kann nämlich zum einen durch Betätigen der Bremse, als auch durch ein Herunterschalten herbeigeführt werden, oder aber auch durch Ziehen der Handbremse oder womöglich auch durch einen Defekt am Fahrzeug. In diesen Fällen ist es dem nachfolgenden Verkehr, insbesondere bei Ziehen der Handbremse oder Herunterschalten nicht möglich zu erkennen, dass das vorausfahrende Fahrzeug seine Geschwindigkeit in einem erheblichen Maß reduziert.

Insbesondere bei hohen Autobahngeschwindigkeiten können hierdurch Unfälle ausgelöst werden. Durch die Erfindung der Anmelderin wird dieses umgangen. Eine weitere Möglichkeit, die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs zu erkennen besteht darin, über einen Bus im Fahrzeug die vorhandenen Geschwindigkeitsdaten, welche beispielsweise auf dem CAN-Bus vorhanden sind, auszuwerten und hierdurch ebenfalls eine Kennung für die Geschwindigkeitsänderung zu erzielen.

Im Weiteren ist bei vielen Fahrzeugen ein sogenannter Bremsassistent vorhanden. Dieser Bremsassistent erfasst die Geschwindigkeitsänderung bzw. die Intensität oder die Geschwindigkeit zwischen Wegnahmegeschwindigkeit des Fußes des Fahrers vom Gaspedal und Betätigung der Bremse. Dieses Signal kann ebenfalls ausgewertet werden. Im Weiteren besteht die Möglichkeit einen Beschleunigungssensor, welcher im Fahrzeug vorhanden ist, für eine relative Verzögerung auszuwerten. Schliesslich kann auch die Betätigung des Bremspedals und der Druck im Bremspedal als Mass für die Intensität des Bremsvorgangs herangezogen werden.

Der Erfindung liegt im Weiteren die Tatsache zugrunde, dass das menschliche Auge visuelle Eindrücke integriert und damit eine mittlere Helligkeit wahrnimmt, gleichzeitig aber empfindlich auf schnelle Änderungen der Helligkeit, insbesondere auf Blitzeffekte reagiert. Diese Änderungen werden vom Gehirn instinktiv bevorzugt wahrgenommen. Werden folglich Lichtquellen verwendet, die entsprechend schnell in ihrer Intensität moduliert werden können, insbesondere LED's, so kann eine wichtige Information, wie beispielsweise eine hohe Bremskraft des vorausfahrenden Fahrzeugs bevorzugt transportiert werden, in dem der mittleren Helligkeit Lichtblitze überlagert werden, die die Dringlichkeit der Anzeige dem nachfahrenden Fahrzeugführer anzeigen und verstärken. Ein Mensch reagiert auf derartige Blitzeffekte instinktiv und auf diese Art und Weise ist es möglich, in Abhängigkeit der Helligkeit der Blitzeffekte und der Intensität dies dem Nutzer effektiv und eindeutig anzuzeigen. Auf diese Weise wird die Reaktionszeit des nachfahrenden Fahrers effektiv verkürzt.

Schließlich können derartige Blitzeffekte auch von Kamerasystemen in einem nachfolgenden Fahrzeug ausgewertet werden. Legt man ein definiertes Maß der Anzahl der Blitzeffekte in einem Zeitfenster fest, so kann dies das Kamerasystem im nachfolgenden Fahrzeug auswerten und auf die Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs schließen und ggf. in Abhängigkeit der aktuellen Fahrzeugsituationsdaten Maßnahmen einleiten, damit eine Kollision mit dem vorausfahrenden Fahrzeug vermieden wird.

Die weitere detaillierte Ausgestaltung der Erfindung erfolgt anhand der nachfolgenden Figur. Die Figur zeigt ein typisches elektrisches Schaltbild einer Anordnung zur Ansteuerung von LED Arrays für Signalleuchten im Kraftfahrzeug. Hierbei wird die Pulsweite (PWM) so gesteuert, dass die mittlere Lichtintensität im für das menschliche Auge sichtbaren Bereich konstant bleibt. Es kann aber auch mittels einer Stromregelung derselbe Effekt, wie nachfolgend beschrieben, erzielt werden; als besonders vorteilhaft hat sich eine lineare Stromregelung als geeignet gezeigt. Die Vorrichtung weist einen Mikrocomputer μC auf, der über einen Schalter S, welcher mit Pulsweitenmodulation angesteuert wird, die Batteriespannung, welche an den LED's angelegt wird, steuert. Die LED's sind als LED-Matrix (L) angeordnet, werden über einen Vorwiderstand RV betrieben und liegen an der Versorgungsspannung UBAT, geschaltet über den Schalter S, der auch als Schalteinheit ausgeführt sein kann, an.
Durch die Verwendung des in der Figur aufgezeigten elektrischen Modells und der Steuerkernlinie der LED-Matrix L können die elektrischen Parameter für jeden Betriebspunkt interaktiv errechnet werden, dies erfolgt gemäss der Gleichung,
wobei n die Anzahl der in Serie geschalteten LED's und m die Anzahl der parallelen LED-Pfade repräsentieren.
Die von der LED abgegebene Lichtmenge kann dabei in erster Linie proportional zum Strom in der LED angesehen werden. Hieraus ergibt sich die Gleichung ϕLED(ILED) = b·ILED(Ubatt) + a; wobei a und b die Koeffizienten des linearen Polynoms erster Ordnung bezeichnen und die Lichtstärke eine Funktion von I_LED ist.
Eine bessere Annäherung wird erreicht durch Verwendung eines Polynoms 2. Ordnung wobei g, h, i die Koeffizienten des linearen Polynoms 2. Ordnung sind und die Lichtstärke eine Funktion von I_LED ist, gemäß ϕLED(ILED) = g·ILED(Ubatt)2 + h·ILED + i
Durch entsprechende Steuerung der Pulsweite kann der Strom in der LED-Matrix L so geregelt werden, dass die mittlere Lichtintensität für das menschliche Auge konstant bleibt. Umgekehrt kann die Pulsweitenmodulationsansteuerung dazu benutzt werden, die Lichtintensität so zu modulieren, dass bei hoher Bremskraft Blitzeffekte überlagert werden, die die Dringlichkeit der Bremsanforderung unterstreichen. So kann für hohe Bremskraft, einsetzend von einem vordefinierten Schwellwert für die Bremskraft, zunächst eine niedrigere Frequenz und mit zunehmender Bremskraft eine höhere Frequenz der Blitzeffekte, d. h. ein kürzerer Abstand zwischen den Blitzeffekten überlagert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Modulation der Intensität der Blitzeffekte proportional zur applizierten Bremskraft. Im Weiteren ist es ebenfalls als vorteilhaft in der Erfindung anzusehen, eine Kombination sowohl der Frequenz der Blitzeffekte bzw. deren Folgezeiten, sowie die Intensität der Blitzeffekte proportional zur applizierten Bremskraft vorzunehmen. Beginnend bei einer Schwellbremskraft werden zunächst Blitzeffekte niederer Frequenzen und niederer Amplitude überlagert, wobei Intensität und Frequenz mit der Bremskraft zunehmen und so immer stärker, in Abhängigkeit der Bremskraftstärke ins Auge fallen und den nachfolgenden Verkehr entsprechend warnen.

Claims

Verfahren zur Ansteuerung einer Bremsleuchte eines Kraftfahrzeuges zur Visualisierung der Bremskraft für den nachfolgenden Verkehr dadurch gekennzeichnet, dass der mittleren Leuchtintensität der Bremsleuchte Blitzeffekte überlagert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz und/oder Helligkeit und/oder Intensität der Blitzeffekte in Relation zur Stärke der Bremskraft erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des Bremsvorgangs durch – eine Differenzierung des beim Autoradio zur geschwindigkeitsabhängigen Lautstärkeregelung vorhandenen Geschwindigkeitssignals oder – eine Differenzierung des vom CAN-Bus bereitgestellten Geschwindigkeitssignals oder – eine Auswertung des zur Steuerung eines Bremsassistenten vorhandenen Signals oder – eine Auswertung eines Beschleunigungssensors vorgenommen wird, – eine Messung des Drucks im Bremspedal ermittelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blitzeffekte von einem Kamerasystemen in einem nachfolgenden Fahrzeug ausgewertet werden und in Abhängigkeit von der Frequenz und/oder Helligkeit und/oder Intensität der Blitzeffekte auf die Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs geschlossen wird und in dessen Abhängigkeit und der aktuellen Fahrzeugsituationsdaten Maßnahmen eingeleitet werden, um eine mögliche Kollision mit dem vorausfahrenden Fahrzeug zu vermeiden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Parameter für jeden Betriebspunkt einer LED-Matrix (L) interaktiv errechnet werden, mit
wobei n die Anzahl der in Serie geschalteten LED's der LED-Matrix (L) und m die Anzahl der parallelen LED-Pfade der LED-Matrix (L) sind.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem LED-Array (L) abgegebene Lichtmenge errechnet wird entweder nach ϕLED(ILED) = b·ILED(Ubatt) + a;mit a und b als Koeffizienten eines linearen Polynoms erster Ordnung, mit der Lichtstärke als eine Funktion von I_LED oder nach ϕLED(ILED) = g·ILED(Ubatt)2 + h·ILED + i;mit g, h, i als Koeffizienten eines linearen Polynoms 2. Ordnung mit der Lichtstärke als eine Funktion von I_LED.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Leuchtintensität des LED-Arrays (L) oder der Stromwert der durch das LED-Array (L) fließt mittel Pulsweitenmodulation oder lineare Stromregelung gesteuert wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, bestehend aus einer Mikrocomputereinheit (μP), einer Schalteinheit (S), einer LED-Matrix (L) und einer Gleichspannungsquelle (B), dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrocomputereinheit (μP) die Schalteinheit (S), welche die Spannungszufuhr zu LED-Matrix (L) unterbricht, mittel eines Pulsweitenmodulation ansteuert, wobei die Mikrocomputereinheit (μP) die Pulsweiten in Abhängigkeit der Bremsverzögerung steuert um die Blitzeffekte über die LED-Matrix (L) zu erzeugen und/oder um die Frequenz und/oder Helligkeit und/oder Intensität der Blitzeffekte zu erzielen.