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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugbremslichter und
genauer auf ein progressives Bremslichtsystem (oder Fahrzeugverzögerungs-Anzeigesystem)
zum Liefern eines Hinweises an den Fahrer eines folgenden Fahrzeuges über das Ausmaß, in dem
das mit dem System ausgerüstete Fahrzeug
abbremst bzw. verzögert.
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Die
Verwendung von Bremslichtern ist wohl bekannt, und Bremslichter
des Standes der Technik bestehen im Wesentlichen aus einem nach
hinten gerichteten Licht oder nach hinten gerichteten Lichtern,
das bzw. die an einem Fahrzeug angebracht ist bzw. sind, wobei die
Lichter durch einen Schalter gesteuert werden, der bei Betätigung der
Bremssteuereinrichtung geschlossen wird. Solche Bremslichter des
Standes der Technik haben ein Mittel zur Anzeige bereitgestellt,
dass dass Bremspedal des Fahrzeugs, an dem sie befestigt sind, niedergedrückt worden
ist, und daher dass das Fahrzeug voraussichtlich, aber nicht sicher,
zu verzögern
beginnt. Jedoch gibt es bei der bekannten Bremslichtanordnung für diejenigen,
die in einem folgenden Fahrzeug fahren, keinen Hinweis auf die Verzögerungsrate,
d.h. die Dringlichkeit des Bremsens. Zum Beispiel leuchten Bremslichtanordnungen
des Standes der Technik, wenn die Bremse möglicherweise zufällig oder
unbeabsichtigt berührt
wird, in genau derselben Weise auf, als wenn das Pedal (oder ein
anderer Steuermechanismus) während
einer Notbremsung hart niedergedrückt wird.
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Es
sind einige Versuche unternommen worden, dieses Problem durch Anbringen
eines einfachen Sensors an dem Pedal zu vermeiden, der ein variables
Ausgangssignal liefert, das von dem Ausmaß abhängt, mit dem das Bremspedal
niedergedrückt
wird, wobei dieses wiederum die Lichtstärke der Bremslichter steuert.
Solch ein System weist unglücklicherweise
eine Anzahl von Nachteilen auf, wobei insbesondere die durch das
Niederdrücken
des Pedals verursachte Verzögerung
bzw. Abbremsung keinen pro portionalen linearen Zusammenhang zu dem
Weg aufweist, um den das Pedal bewegt wird. Zum Beispiel kann die
anfängliche
Bewegung des Pedals einen geringen oder keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs haben, während eine
geringe Bewegung einen erheblichen Einfluss auf die Verzögerungsrate
haben kann, wenn die Bremse nahe ihres maximalen Ausmaßes niedergedrückt ist.
Darüber
hinaus ist das System nicht zwischen verschiedenen Autos austauschbar,
weil der Bewegungsbereich des Bremspedals sogar bei Autos ähnlichen
Fabrikats erheblich variiert. Außerdem kann sich der Bereich
an einem einzigen Auto aufgrund einer Anzahl von Faktoren einschließlich Verschleiß verändern. Noch
ein weiterer Nachteil dieser Art von System des Standes der Technik
besteht darin, dass dann, wenn das Bremslicht variabler Intensität aufleuchtet,
der Fahrer eines folgenden Autos keinen Bezugspunkt, mittels dessen
er die Intensität des
Lichtes beurteilen kann, und daher keine Möglichkeit hat, den möglichen
Ernst des Bremsens zu beurteilen. In solchen Fällen ist es für den folgenden Fahrer
sicherer, das Signal eines normalen Bremslichtes zu beurteilen.
Dieses Problem kann durch schlechte Bedingungen, wie etwa Nebel,
oder durch Schmutz auf den Lampen verstärkt werden.
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Angesichts
der vorhergehenden, den bekannten Arten von Bremslichtern inhärenten Nachteilen,
stellt die vorliegende Erfindung ein neues progressives Bremslichtsystem
bereit, das verwendet werden kann, um den Fahrern folgender Fahrzeuge einen
Hinweis über
das Ausmaß zu
liefern, mit dem das vordere Fahrzeug, d.h. das mit dem System ausgerüstete Fahrzeug,
abbremst bzw. verzögert.
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Es
sind Versuche unternommen worden, ein progressives Bremssystem zu
entwickeln. Zum Beispiel offenbart WO 93/15931 A (Tonkin) stationäre Fahrzeugdetektionsmittel
und eine Anzeige, die den Verzögerungsbetrag
anzeigt. Diese Erfindung weist jedoch keine Speichermittel auf und
kann daher nicht für
ein zelne Fahrzeuge kalibriert werden oder einen diskreten Hinweis
liefern, dass das Fahrzeug das maximale Verzögerungsniveau erreicht hat.
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In
dieser Hinsicht weicht das progressive Bremslichtsystem gemäß der vorliegenden
Erfindung erheblich von den konventionellen Konzepten und Ausgestaltungen
des Standes der Technik ab und stellt dabei eine Vorrichtung bereit,
die hauptsächlich für den Zweck
entwickelt ist, an die Fahrer anderer Fahrzeuge einen Hinweis über das
Ausmaß zu
liefern, mit dem das Fahrzeug verzögert bzw. abbremst.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neues progressives
Bremslichtsystem bereitzustellen, das viele der Vorteile der oben
erwähnten
Bremslichter und viele neue Merkmale aufweist, die die oben erwähnten Probleme
und diejenigen, die mit konventionellen Bremslichtern in Zusammenhang stehen, überwinden.
Außerdem
ist es ein Ziel, ein Bremslichtsystem bereitzustellen, das die Verzögerungsrate
eines Fahrzeugs anzeigt, indem die Fläche oder Beleuchtungsart einer
Lampenanordnung in einer solchen Weise verändert wird, dass der relative Verzögerungsgrad
leicht beurteilt werden kann.
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WO
93/15931, die als nächstkommender Stand
der Technik angesehen wird, offenbart ein Fahrzeugverzögerungs-Anzeigesystem
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Fahrzeugverzögerungs-Anzeigesystem
bereitgestellt, das umfasst: einen Beschleunigungsmesser, der sich
in einem Fahrzeug befindet und angepasst ist, um eine Verzögerung des
Fahrzeugs zu detektieren, eine Lampenanordnung, die eine Vielzahl
von Lampen aufweist, von denen jede angepasst ist, um bei der Zufuhr
von Strom an sie zu leuchten, ein Steuermittel, das zwischen den
Beschleunigungsmesser und die Lampenanordnung verbunden ist, wobei
das Steuermittel angepasst ist, um die Zufuhr von Strom an die Lampen
in einer vorbestimmten Abfolge zu steuern, während die detektierte Verzögerung zunimmt,
dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Speichermittel zum kontinuierlichen Überwachen der
durch den Beschleunigungsmesser detektierten Verzögerung und
zum Speichern einer maximalen detektierten Verzögerung vorgesehen ist, wobei
Mittel vorgesehen sind, um ein Zurücksetzen des Speichermittels
zu bewirken, und wobei die Lampenanordnung ferner eine Randlampe
aufweist, die ausgestaltet ist, um das Erscheinungsbild einer Lichtquelle zu
ergeben, die um den Rest der Lampenanordnung verläuft, wobei
die Randlampe bei der Detektion der maximalen gespeicherten Verzögerung zum
Leuchten gebracht wird.
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Die
vorliegende Erfindung kann als den Beschleunigungsmesser jede Vorrichtung
verwenden, die in der Lage ist, eine Änderung in der Verzögerung des
Fahrzeugs zu detektieren. Diese Vorrichtungen können einen Beschleunigungsmesser
enthalten, der angepasst ist, um eine Verzögerung des Fahrzeugs zu detektieren.
Diese Vorrichtungen können einen
Beschleunigungsmesser, der angepasst ist, um eine Verzögerung des
Fahrzeugs aus einem Betrag einer Änderung in seinem Impuls in
Bezug auf die Gravitationskraft zu detektieren, wie etwa Sensoren
vom Pendeltyp, gyroskopische Sensoren oder Systeme, die die Beschleunigung
aus Positionsinformationen berechnen, die zum Beispiel von einem Empfänger des
Globalen Positionssystems (GPS) geliefert werden, enthalten. Dies
stellt ein System bereit, das sich von allen Vorrichtungen des Standes der
Technik dadurch erheblich unterscheidet, dass das neue System eine
Richtlinie bezüglich
der tatsächlichen
Verzögerungsrate
des Fahrzeugs anzeigt.
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Die
Lampenanordnung enthält
bevorzugt eine Vielzahl horizontal angeordneter, linear ausgerichteter
Lampen. Eine zum Leuchten bringbare Randlampe kann um einen Rand
der Lampenan ordnung angeordnet sein. Die Randlampe könnte mehrere
Glühlampen
aufweisen, die synchron aufleuchten, um den Eindruck einer einzigen
Lichtquelle zu ergeben, die um die anderen Lampen verläuft, oder sie
könnte
eine fluoreszierende Streifenlichtröhre (oder -röhren) aufweisen,
die ausgestaltet ist, um um die Lampenanordnung zu verlaufen und
einen ähnlichen
Effekt zu erzeugen. Um für
den folgenden Verkehr sichtbar zu sein, sollten die Lichter nach
hinten gerichtet sein, und somit ist die Lampenanordnung bevorzugt
an der Rückseite
des Fahrzeugs befestigt. Bei der Verwendung ist jede Lampe der Lampenanordnung
zum diskreten Aufleuchten bei der Zufuhr von Strom an sie angepasst.
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Ein
Betriebsartenwahlschalter kann vorgesehen sein, um die Auswahl des
Betriebs des Systems in einer eine Vielzahl – von zum Beispiel vier – Betriebsarten
zu ermöglichen,
die verschiedene Aufleuchtabfolgen haben. Normalerweise kann der
Betriebsartenwahlschalter nur durch die Lieferanten, Hersteller
oder Mechaniker des Systems betätigt werden,
sodass das System konfiguriert oder neu konfiguriert werden kann.
Es ist bevorzugt, dass diese Steuerung beibehalten wird, um Kontinuität zwischen
den Anzeigeabfolgen unterschiedlicher Fahrzeuge zu gewährleisten.
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Vorteilhafterweise
enthält
das Fahrzeugverzögerungs-Anzeigesystem
ferner ein Speichermittel zum kontinuierlichen Überwachen der von dem Beschleunigungsmesser
detektierten Verzögerung
und ferner zum Speichern der maximalen detektierten Verzögerungsrate.
Dieser gespeicherte maximale Wert kann verwendet werden, um den
prozentualen Wert bezüglich
der maximalen Verzögerung
zu berechnen, der bei jedem Bremsereignis auftritt, und dadurch
das richtige Aufleuchten der Lampenanordnung zuzulassen. Um die
Neukalibrierung des Systems zu erlauben, ist das Speichermittel
bevorzugt angepasst, um wahlweise zurückgesetzt zu werden. Zwischen
den Beschleunigungsmesser, die Lampenanordnung, den Betriebsartenwahlschalter
und das Speichermittel ist ein Steuermittel verbunden. In jeder
Betriebsart schaltet das Steuermittel die Lampen der Lampenanordnung
als eine Funktion eines prozentualen Wertes bezüglich der maximalen Verzögerung ein.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können
leicht und effizient hergestellt und vertrieben werden und können von
einer langlebigen und verlässlichen
Konstruktion sein. Sie können niedrige
Herstellungskosten in Bezug auf sowohl Materialien als auch Arbeitskräfte haben.
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Lediglich
beispielhaft werden nun progressive Bremslichtsysteme gemäß der vorliegenden
Erfindung im Detail beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug genommen wird, in denen:
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1 ein
schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines Fahrzeugsverzögerungs-Anzeigesystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist,
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2 eine
Tabelle ist, die Beleuchtungsabfolgen für mögliche Betriebsarten der vorliegenden Erfindung
zeigt,
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3 eine
Vorderansicht einer Lampenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
mit oder ohne Randbeleuchung ist,
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4 eine
Rückansicht
der in 3 gezeigten Lampenanordnung ist, und
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5 ein
Flussdiagramm ist, das die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung
in speziellem Zusammenhang mit deren Lernfähigkeiten zeigt.
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Zunächst auf 1 Bezug
nehmend, enthält ein
schematisches Diagramm der vorliegenden Erfindung, die allgemein
mit 10 bezeichnet ist, einen in einem Fahrzeug angeordneten
Beschleunigungsmesser 12. Während der Verwendung ist der
Beschleunigungsmesser angepasst, um eine Verzögerung bzw. Abbremsung des
Fahrzeugs durch irgendwelche geeigneten Mittel zu detektieren. In
diesem Beispiel wird ein Impulsschalter verwendet, aber ein Trägheits-
(z.B. gyroskopischer) oder positionsberechnender Sensor könnte ebenfalls
verwendet werden. Um weiterzugeben, was der Beschleunigungsmesser
detektiert, setzt dieser ein Ausgangssignal mit variierenden Spannungspegeln
ein, die dem Ausmaß an
Verzögerung
entsprechen. Somit wird kein Vertrauen in ein mechanisches Brems-Fußpedal oder dergleichen
gesetzt, das ungenaue Ergebnisse ergeben kann. Es ist jedoch darauf
hinzuweisen, dass ein induktiver Bremssensor, ein gyroskopischer
Sensor oder dergleichen falls gewünscht als ein Reservesensor
verwendet werden kann. Auf diese Weise kann die Integrität des Haupt-Beschleunigungsmessers
ständig überprüft werden.
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3 zeigt
eine Lampenanordnung 13, die eine Vielzahl horizontal angeordneter,
linear ausgerichteter Lampen enthält. Eine zum Leuchten bringbare
Randlampe 14 ist um einen Rand der linear ausgerichteten
Lampen angeordnet. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Randlampe
tatsächlich
mehrere Lampen enthalten könnte,
die die linear ausgerichteten Lampen umgeben, wie es in 3 gezeigt
ist, oder eine oder mehrere geformte Fluoreszenzröhren aufweisen
könnte.
Die Lampenanordnung ist bevorzugt an der Rückseite des Fahrzeugs angebracht. Bei
der Verwendung ist jede Lampe der Lampenanordnung angepasst, um
bei der Zufuhr von Strom an sie aufzuleuchten.
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Ein
Betriebsartenwahlschalter 16 ist vorgesehen, um es einer
Person zu erlauben, den Betrieb des Systems in einer einer ersten,
zweiten, dritten oder vierten Betriebsart auszuwählen. Details in Bezug auf
jede Betriebsart werden unten beschrieben.
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Es
sind auch Speichermittel zum kontinuierlichen Überwachen der durch den Beschleunigungsmesser
detektierten Verzögerung
und ferner zum Speichern der maximalen detektierten Verzögerung enthalten.
Die gespeicherte maximale Verzögerung wird
verwendet, um den prozentualen Wert bezüglich der maximalen Verzögerung zu
berechnen, der an jedem gegebenen Punkt auftritt. Die Speichermittel sind
angepasst, um zurückgesetzt
zu werden, was somit erfordert, dass die Speichermittel wieder eine neue
maximale Verzögerung "lernen", was die Neukalibrierung
oder Kalibrierung für
neue Fahrzeuge anderer Bremseigenschaften erheblich erleichtert. Solche
verschiedenen Eigenschaften könnten
auf verschiedene Größe, Höhe und Gewicht
usw. zurückzuführen sein,
vgl. 5.
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Ein
Steuermittel 18 ist zwischen den Beschleunigungsmesser,
die Lampenanordnung, den Betriebsartenwahlschalter und die Speichermittel verbunden.
Das Steuermittel hat bevorzugt die Form eines Mikroprozessors 20 mit
integrierter Steuerschaltung, integrierten Nachschlagetabellen,
integriertem Speicher, integrierten Kodiereinrichtungen und dergleichen.
In jeder Betriebsart schaltet das Steuermittel die Lampen der Lampenanordnung
als eine Funktion eines prozentualen Wertes bezüglich der maximalen Verzögerung ein.
Ein einfacher Schalter oder ein induktiver Sensor können verwendet
werden, um zu bestimmen, wann das existierende Bremslichtsystem
aktiviert worden ist. Diese Information wird dann dem Steuermittel
zugeführt
und kann verwendet werden, um bei dem Arbeiten des Systems zu helfen.
Induktive Sensoren können
den Stromfluss in der existierenden Bremslichtschaltung detektieren
und erlauben das Nachrüsten
von älteren Autos
mit einem System gemäß der vorliegenden
Erfindung, ohne in das existierende System einzugreifen und daher
möglicherweise
seinen Betrieb zu gefährden.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist das Steuermittel in der ersten
Betriebsart (angegeben durch Zeilen 1 bis 6 der Tabelle) angepasst,
um die Lampen (angegeben in Spalten 0 bis 9) von zentralen Lampen
(4 und 5) der Lampenanordnung zu Endlampen (0 und 9) zu aktivieren,
wenn die detektierte Verzögerung zunimmt.
In der ersten Betriebsart kann die Randlampe (Spalte 10) bei der
Detektion der maximalen Verzögerung
zum Leuchten gebracht werden. In der zweiten Betriebsart (angegeben
durch Zeilen 7 bis 12) ist das Steuermittel angepasst, um die Lampen von
den Endlampen zu den zentralen Lampen zu aktivieren, wenn die detektierte
Verzögerung
zunimmt. Ferner kann die Randlampe bei der Detektion jeder Verzögerung zum
Leuchten gebracht werden.
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Das
Steuermittel dient in der dritten Betriebsart (angegeben durch Zeilen
13 bis 23) dazu, um die Lampen von einem Ende der Anordnung (0)
zu dem anderen Ende (9) zu aktivieren, wenn die detektierte Verzögerung zunimmt,
und kann ferner die Randlampe (10) nur bei der Detektion der maximalen
Verzögerung
zum Leuchten bringen. Schließlich
aktiviert das Steuermittel in der vierten Betriebsart (angegeben
durch Zeilen 24 bis 34) die Lampen von einem Ende der Lampenanordnung
(0) zu dem anderen Ende (9), wenn die detektierte Verzögerung zunimmt. In
dieser letzten Betriebsart wird die Randlampe (10) bei der Detektion
jeder Verzögerung
zum Leuchten gebracht, d.h. unmittelbar bei der Detektion einer Verzögerung.
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Eine
weitere Vorkehrung existiert, um automatisch eine Anzahl von Abschnitten
der Lampen bei oder zwischen verschiedenen Stufen pulsierend zu betreiben
und dadurch einen weiteren Hinweis auf extreme Verzögerung zu
liefern und die Unterscheidung zwischen der vorliegenden Erfindung
und existierenden sekundären
Bremswarnsystemen zu verbessern.
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Währen der
Verwendung kann die Anzahl von Lampen, die mit jeder inkrementellen
Zunahme in dem prozentualen Wert bezüglich der maximalen Verzögerung zum
Leuchten gebracht werden, im Vergleich zu derjenigen, die in 2 gezeigt
ist, verändert
werden. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass sich das Steuermittel
dann, wenn die vorliegende Erfindung zuerst installiert oder zurückgesetzt
wird, in einer "Lern"-Betriebsart befindet,
an deren Beginn jede Verzögerung
als die maximale Verzögerung
gilt und nachfolgendes Bremsen den gespeicherten maximalen Wert
erhöhen
kann. In der Lern-Betriebsart ist die Vorrichtung nicht bereit,
um normal zu arbeiten, aber sollte dennoch das Bremsen des Autos
in demselben Maß wie
ein herkömmliches
Bremslicht anzeigen. Daher wird die Lampenanordnung, wenn sich das
System in der Lern-Betriebsart befindet, bei der Detektion eines
Bremsens beliebiger Größe gesteuert,
um in einer solchen Weise zu leuchten, um ein herkömmliches
Bremslicht anzunähern.
In einer linearen Anordnung von Lampen wie in 3 könnte dies
erreicht werden, indem nur die Lampen zum Leuchten gebracht werden,
die sich an den Enden der Anordnung befinden. Auf diese Weise wird
eine Sicherheitsvorkehrung geschaffen.
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Während die
Zeit in der Lern-Betriebsart fortschreitet, wird die maximale Verzögerung erhöht, wenn
unterschiedliche Fahrsituationen angetroffen oder simuliert werden.
Immer dann, wenn sich irgendeine Änderung in der maximalen Verzögerung ereignet,
berechnet das Steuermittel das Maß an Verzögerung neu, das mit jedem prozentualen
Wert bezüglich
der maximalen Verzögerung
in Zusammenhang steht, der erforderlich ist, um jede Anzahl von
Lichtern zum Leuchten zu bringen.
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Bevorzugt
wird während
jedes Ingangsetzens eine diagnostische Überprüfung durchgeführt. Wenn
irgendeine Komponente der Überprüfung einen
Fehler zur Folge hat, zeigt eine blinkende LED 22 diesen
an. Eine der Überprüfungen enthält das Aufleuch ten
jeder Lampe, wobei ein UND-Gatter 24 verwendet wird, um
zu überprüfen, dass
jede Lampe betriebsbereit ist. Vergleiche 1. Ein Versagen des
vorhergehenden Tests hat ein dauerhaftes Leuchten der LED 22 zur
Folge.
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Die
bedeutendsten Vorteile der vorliegenden Erfindung treten auf, wenn
sich die Verzögerungsrate während des
Bremsens ändert
oder die Bremsleistung eines Fahrzeugs nicht wie erwartet ist. In
schwerem, sich langsam bewegendem Verkehr kann ein Fahrer, wenn
er einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe folgt, gegenüber den
Bremslichtern des vor ihm fahrenden Fahrzeugs desensibilisiert werden, wenn
sein Fahrer seinen Fuß ständig auf
dem Bremspedal ruhen lässt.
Wenn das Fahrzeug schließlich tatsächlich hart
bremsen muss, gibt es für
den Fahrer eines nachfolgenden Fahrzeugs wenig oder keine Warnung
in Bezug auf diese Aktion. Die vorliegende Erfindung würde die
korrekte Information in Bezug auf diese Aktion liefern und dadurch
möglicherweise einen
Auffahrunfall verhindern.