DE10107720A1

DE10107720A1 - Intelligentes System zur optischen Indikation der Bremsintensität von Kraftfahrzeugen bei Betätigung der Betriebsbremse

Info

Publication number: DE10107720A1
Application number: DE2001107720
Authority: DE
Inventors: Thomas Bold; Dirk Depersdorf; Steffan Fuchs; Gabriel Gatto; Kay Gerath; Tommy Hahn; Joerg Hoehn; Armin Jansen; Michael Kopp; Richard Kuenster; Dietmar Lipphart; Gunther Maier; Wolfgang Mueller; Christian Raber; Oliver Roesch; Patrick Schackmann; Lars Scheidt; Kurt Spiegelmacher; Eric Starke; Robin Wojtzyk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2003-10-16

Abstract

Intelligentes System zur optischen Indikation der Bremsintensität von Kraftfahrzeugen bei Betätigung der Betriebsbremse, welches mikroprozessorgesteuert sowohl die durch eine noder mehrere Druck- oder Kraftsensoren im Bremssystem gemessene Betätigungsintensität als auch die durch einen oder mehrere Bremsbeschleunigungssensoren oder durch zeitbezogene Auswertung von Tachometer- oder Radwinkelgeberdaten gemessene Bremsverzögerung gleichzeitig berücksichtigt und die zu indizierende Bremsintensitätsstufe mittels eines einprogrammierten Kennfelds fahrbedingungs- und bremswirkungsabhängig bestimmt, wobei ein vorzugsweise rotes Licht ausstrahlendes Bremsleuchtensystem aktiviert wird, das optische Informationen verkehrstechnisch eindeutiger Art an den nachfolgenden Verkehr aussendet.

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein System entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Um im Straßenverkehr, hier insbesondere bei erhöhter Verkehrsdichte, dem nachfolgenden Verkehrsteilnehmer eine schnellere Situationseinschätzung und damit kürzere Reaktionszeit bei Verzögerung des vorausfahrenden Verkehrsteilnehmers zu ermöglichen, muß das Maß der Verzögerung schnellstmöglich deutlich werden.

Stand der Technik

Heute im Straßenverkehr zugelassene Kraftfahrzeuge besitzen den Länderbestimmungen entsprechende Standardbremsleuchten (2.), die dem nachfolgenden Verkehr lediglich anzeigen, ob der Fahrer dieses Fahrzeuges die Betriebsbremse betätigt oder nicht. Bei einspurigen Fahrzeugen ist dies meistens eine Leuchte, bei zwei- oder mehrspurigen Fahrzeugen meist zwei oder drei oder mehrere solcher Leuchten. Dabei ist es international üblich, rotes Licht zu wählen oder einzusetzen und die Leuchtintensität der Bremsleuchten über die der Fahrzeugrückleuchten zu setzen.
Die Lichtanzeige ist ein über den Bremsvorgang hinweg gleichbleibendes Signal. Auslösendes Element ist dabei zumeist ein einfacher Schalter an der Betriebsbremse.
Es ist bekannt, an Kraftfahrzeugen Bremsleuchtensysteme anzubringen, die entweder den Verzögerungsvorgang an sich oder auch dessen Intensität anzeigen.

Nachteile des Standes der Technik

- Indikation nur beim manuellen Auslösen der Verzögerung;
- Proportionale Indikation der Verzögerung nicht eindeutig bestimmbar;
- Einschränkung der Designfreiheit der Kraftfahrzeugkonstrukteure durch die bisherigen Lösungsvorschläge.

Aufgaben der Erfindung

Mit der Erfindung sollen die Nachteile von bekannten Lösungen behoben werden.
Deshalb liegen folgende Anforderungen zugrunde:

1. Eindeutigkeit der Identifikation, Unterscheidung von anderen Rotlichtern im Verkehr;
2. Schnelligkeit der Erfassung für den nachfolgenden Verkehr;
3. Fahrzeugtyp-, Bremsleuchtenform-, -positions und Mengenunabhängigkeit, sowie in bestimmten Fällen bremskraft- oder bremshydraulikdruck-unabhängig;
4. Erfüllung gängiger nationaler und internationaler Normen;
5. Eindeutige Zuordnung zum Vorgang "Bremsen".

Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem Hauptanspruch (Anspruch 1). Erfindungsgemäße Ausprägungen der Lösung sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 dargelegt. Mit den erfindungsgemäßen Lösungen werden folgende Vorteile erzielt:

- Differenzierte und verkehrspraxisgerechte Indikation der Bremsintensität;
- Proportionale Indikation der Bremsintensität;
- Einfache Nachrüstbarkeit bei älteren Fahrzeugmodellen;
- Unabhängigkeit vom Fahrzeugdesign insbesondere Rückleuchten;
- Zusätzliche Notfallabsicherung;
- Selbstüberwachtes System mit Ausfallsicherung.

Wesen der Erfindung

Während bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen konform zu den weltweit nahezu identischen Zulassungsvorschriften für Fahrzeuge zum Straßenverkehr allein die Betätigung einer Betriebsbremse angezeigt wird, ist das erfindungsgemäße System in der Lage, die Bremsintensität von Kraftfahrzeugen bei Betätigung der Betriebsbremse fahrsituationsabhängig eindeutig dem nachfolgenden Verkehr anzuzeigen. Dies erfolgt durch ein mikroprozessorgesteuertes intelligentes System, das sowohl die durch einen oder mehrere Druck- oder Kraftsensoren im Bremssystem gemessene Betätigungsintensität als auch die durch einen oder mehrere Bremsbeschleunigungssensoren oder durch zeitbezogene Auswertung von Tachometer- oder Radwinkelgeberdaten gemessene Bremsverzögerung gleichzeitig berücksichtigt und die zu indizierende Bremsintensitätsstufe mittels eines einprogrammierten Kennfelds (Tabelle samt vorschlagsgemäßen normativen Festlegungen in Abb. 3) fahrbedingungs- und bremswirkungsabhängig bestimmt wird. Ferner wird die mittels Zeitgeber erfaßte Bremsbetätigungszeit sowie die erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit, z. B. zum Zeitpunkt der Bremsbetätigung, als Entscheidungsparameter für die Aktivierung der Bremsintensitätsindikation und möglicherweise auch deren Aktivierungsdauer herangezogen. Die Anzeige der Bremsintensität für den nachfolgenden Verkehr wird vorzugsweise durch ein rotes Licht ausstrahlendes Bremsleuchtensystem realisiert, das optische Informationen verkehrstechnisch eindeutiger Art an den nachfolgenden Verkehr aussendet, und zwar durch eine, z. B. zentrale, oder mehrere, jeweils zusammenhängende Bremsleuchteneinheiten entweder in Form eines äußeren Leuchtrahmens, innerhalb dessen sich ein, zwei oder mehrere, in Reihe oder ringförmig oder ringsegmentartig angeordnete Leuchtfelder befinden, wobei bei niedriger Bremsintensität z. B. zunächst das oder die äußeren, einen Ring oder Begrenzungsrahmen bildenden Felder aufleuchten, bei zunehmender Bremsintensität dem Kennfeld (Tabelle/Matrix aus Abb. 3) gemäß zusätzlich das oder die inneren Felder oder Segmente aufleuchten, oder in Form vorzugsweise ortsgleich aufleuchtender arabischer Ziffern, z. B. die Ziffern 1, 2, und 3, in geeigneter Größe und Helligkeit.
Es werden erfindungsgemäß sowohl die tatsächliche physikalische Verzögerung (Brems- oder Verzögerungsbeschleunigung) als auch die Betätigungskraft auf die Betriebsbremse zur Bestimmung der Bremsintensität in Form einer abgestuften Kennzahl berücksichtigt. Es entsteht durch die Verknüpfung beider Einflussbereiche ein matrixartiges Kennfeld, wie es in Abb. 3 dargestellt ist.
Die in den Matrixfeldern enthaltenen arabischen Ziffern kennzeichnen somit den Betriebszustand des Systems mittels einer ganzzahlig abgestuften Kennzahlan: Mit den Kennzahlen ist direkt die Ansteuerung der erfindungsgemäßen Bremsleuchten gekoppelt, so z. B.:
≙ = erstes Segment leuchtet
≙ = erstes und zweites Segment leuchten
≙ = alle drei Segmente leuchten + gegebenenfalls Blinken od. Blitzen
Die Diagonale im Kennfeld zeichnet sich durch optimale Betriebszustände a/aa; b/bb; c/cc; aus, d. h. das System befindet sich im "Normal-" oder "Idealzustand".
Der Zustand d/dd ist ein Sonderfalls, der - ebenso wie die anderen vorkommenden Fahrzustände eines Kraftfahrzeugs - in der nachfolgenden Fahrsituationsaufstellung näher erläutert ist: Fahrzustände/Situationsbeschreibung a/aa: Betätigung im Stillstand, z. B. Ampel
a/cc: Unfall
b/aa: Glatteis
b/cc: Unfall
c/aa: Glatteis
c/cc: Starke Betätigung - starke Verzögerung
d/aa: Unfall
d/dd: Unfall
a/bb: Stop and go bei zähflüssigem Verkehr
a/dd: Leichte Betätigung - bei Stillstand
b/bb: mittlere Betätigung, leichte Verzögerung
b/dd: mittlere Betätigung - bei Stillstand
c/bb: Rollsplitt, Schlittern
c/dd: starke Betätigung - bei Stillstand
d/bb: Unfall
d/dd: Unfall, Auffahren auf ein Hindernis

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Ausführungsbeispiele bzw. Auslegungsbeispiele sind in den Abb. 1 und 2 bzw. 3 näher beschrieben.
Die Anordnung der Bremsteuchteneinheit zum Erkennen des Bremsverhaltens (Bremsintensität) des vorausfahrenden Fahrzeugs ist in Abb. 1, I (Heckansicht Fahrzeug), dargestellt. Die Positionen 1 und 2 zeigen die räumliche Anordnung der Zusatzbremsleuchte (1) mit integrierter Bremsleuchteneinheit in der oberen Mitte des Fahrzeugs, sowie die Standardbremsleuchten (2) mit integrierter Bremsleuchteneinheit rechts und links des Fahrzeugs.

Ausführungsbeispiel 1

Eine beispielhafte Ausprägung der erfindungsgemäßen Bremsleuchteneinheit (3) ist in drei Felder (5, 6, 7) unterteilt, die - zur weiteren Verdeutlichung der Anzeige - mit arabischen Ziffern 1 bis 3 innerhalb des rot beleuchteten Bezugs- bzw. Begrenzungsrahmen (4) ausgestattet sein können. Dabei können die Bremsleuchteneinheiten an den gesetzlich vorgeschriebenen Hauptpositionen (Standardbremsleuchten 2) entweder konventionell aufleuchten oder z. B. ebenfalls wie die Zusatzbremsleuchte (1) als Bremsleuchteneinheit zur optischen Indikation der Bremsintensität ausgeführt werden.

Ausführungsbeispiel 2

Eine weitere Ausprägung der Erfindung ist eine Bremsleuchteneinheit (13), die mit stufenloser Fließbalkenanzeige (14) innerhalb des rot beleuchteten Bezugs- bzw. Begrenzungsrahmen (12) ausgeführt ist. Mit zunehmender Bremsintensität bis hin zu einem Maximum füllt der hell leuchtende Fließbalken proportional oder über eine andere Übertragungsfunktion das unbeleuchtete oder schwach beleuchtete Bremsleuchtenfeld von einer Seite ausgehend aus.

Ausführungsbeispiel 3

Vorteilhaft kann ebenso die Variante (15) einer Bremsleuchteneinheit sein, bei der anstelle eines Fließbalkens ein Segmentbalken (16) innerhalb des Begrenzungsrahmens (12) die Bremsintensität anzeigt.

Ausführungsbeispiel 4

Eine weitere Möglichkeit ist, eine Bremsleuchteneinheit (17) mit einer wechselnden arabischen Leuchtziffer, z. B. die Zahlen 1 bis 3 (18), auszuführen, denen jeweils ein Bremsintensitätsbereich zugeordnet ist. Die quantitative Bedeutung z. B. der Zahlen 1, 2 und 3 ist weltweit bekannt und ermöglicht damit eine eindeutige und unmissverständliche Anzeige einer Bremsintensitätsgröße, wie sie z. B. gemäß den Aufstellungen in Abb. 3 (Tabelle) ermittelt wird.
In Abb. 2 werden Ausführungsbeispiele zu Bremsleuchteneinheiten mit festen Leuchtsektoren dargestellt.

Ausführungsbeispiel 5

In einer Ausprägung der Erfindung sind die Sektoren konzentrische Ringe (z. B. drei). Je höher die Bremsintensität, um so mehr Ringe leuchten auf. Während z. B. der äußere Ring (9) hell aufleucht, sind die restlichen Ringe (hier z. B. 10 und 11) noch dunkel oder aber schwach beleuchtet.

Ausführungsbeispiel 6

Als weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung wird ein System vorgeschlagen, bei dem bei höchster Bremsintensitätsstufe das entsprechende Feld oder die gesamte Bremsleuchteneinheit oder zusätzliche Leuchtelemente derselben zusätzlich in einer charakteristischen Frequenz, vorzugsweise oberhalb von 10 Hz, blitzt oder blinkt. Desweiteren ist bei dem System vorgesehen, daß es im Falle eines Unfalls mit einer Verzögerungsschaltung, wie sie aus Airbag-Systemen bekannt ist, gekoppelt ist, die das Signal auslöst. Bei Ausfällen, wie z. B. Motorausfall oder sonstigen denkbaren Ausfällen, die zum Stillstand des Kraftfahrzeugs führen, können solche Notsignale, wie hochfrequente Blitze oberhalb von 10 Hz oder dergleichen, den nachfolgenden Verkehr zu erhöhter Aufmerksamkeit veranlassen.

Ausführungsbeispiel 7

Vorteilhaft kann ebenso eine Ausführung mit Segmentbalken (15) sein. Die optische Anzeige der Bremsintensität erfolgt durch einen segmentierten Leuchtbalken, dessen Segmente in Abhängigkeit von der Bremsintensität z. B. von links und rechts zur Mitte hin oder von einer zur anderen Seite bis zu einer geschlossen Darstellung aufleuchten.

Ausführungsbeispiel 8

Eine weitere Möglichkeit ist eine Ausführung der Bremsleuchteneinheiten (15), wobei die optische Anzeige durch eine stufenlose Fließbalkenanzeige erfolgt. Der Fließbalken (14) läuft je nach Bremsintensität von links und rechts außen zur Mitte hin oder von einer zur anderen Seite bis zu einer geschlossen Darstellung. Um dem nachfolgenden Verkehr einen optischen Anhaltspunkt für den "Grad" der Bremsintensität zu geben, werden Bremsleuchten dieser Art durch einen beim Bremsvorgang dauernd aufleuchtenden Begrenzungsrahmen (12) umrahmt, der einen optischen Bezug dafür bietet, wie viel der innenliegenden Fläche mit dem Leuchtbalken ausgefüllt ist.

Ausführungsbeispiel 9

Im Falle des teilweisen Ausfalls der Druck- oder Kraftsensoren im Bremssystem und oder der Tachometerdatengeber und oder der Radwinkeldatengeber wird dieser mit einem völligen Ausfall gleichgesetzt und beide Fälle durch einen Spannungsmesser erfasst und mit einem gesonderten Leuchtdiodenindikator z. B. der Farbe gelb im Nebensichtfeld des Fahrzeugführers angezeigt.
Die Wahrscheinlichkeit des teilweisen oder völligen Ausfalls des Bremsbeschleunigungssensors soll durch Redundanz gemindert werden, aber bei teilweisem Ausfall mit einem weiteren gesonderten Leuchtdiodenindikator z. B. der Farbe gelb im Nebensichtfeld des Fahrzeugführers angezeigt oder bei völligem Ausfall mit einem gesonderten Leuchtdiodenindikator z. B. der Farbe rot im Nebensichtfeld des Fahrzeugführers angezeigt werden und das Bremsleuchtensystem durch Negativabgleich der Signalquelle auf Standardbetrieb konventioneller Bremsleuchten umgestellt werden.

Ausführungsbeispiel 10

Im Falle des teilweisen Ausfalls der Mikroprozessorsteuerung wird dieser durch einen negativen Signalquellenabgleich im Bremsleuchtensystem erfasst und mit einem völligen Ausfall gleichgesetzt und mit einem gesonderten Leuchtdiodenindikator z. B. der Farbe rot im Nebensichtfeld des Fahrzeugführers angezeigt und das Bremsleuchtensystem auf Standardbetrieb konventioneller Bremsleuchten umgestellt.

Ausführungsbeispiel 11

Im Falle des teilweisen Ausfalls des Bremsleuchtensystems wird dieser mit einem völligen Ausfall gleichgesetzt und beide Fälle durch einen Spannungsmesser erfasst und mit einem gesonderten Leuchtdiodenindikator z. B. der Farbe rot im Nebensichtfeld des Fahrzeugführers angezeigt.

Claims

1. Intelligentes System zur optischen Indikation der Bremsintensität von Kraftfahrzeugen bei Betätigung der Betriebsbremse, dadurch gekennzeichnet, daß das mikroprozessorgesteuerte System sowohl die durch einen oder mehrere Druck- oder Kraftsensoren im Bremssystem gemessene Betätigungsintensität als auch die durch einen oder mehrere Bremsbeschleunigungssensoren oder durch zeitbezogene Auswertung von Tachometer- oder Radwinkelgeberdaten gemessene Bremsverzögerung gleichzeitig berücksichtigt und die zu indizierende Bremsintensitätsstufe mittels eines einprogrammierten Kennfelds fahrbedingungs- und bremswirkungsabhängig bestimmt wird, und ferner die mittels Zeitgeber erfaßte Bremsbetätigungszeit sowie die erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit, z. B. zum Zeitpunkt der Bremsbetätigung, als Entscheidungsparameter für die Aktivierung der Bremsintensitätsindikation und möglicherweise auch deren Aktivierungsdauer herangezogen werden, wobei ein vorzugsweise rotes Licht ausstrahlendes Bremsleuchtensystem aktiviert wird, das optische Informationen verkehrstechnisch eindeutiger Art an den nachfolgenden Verkehr aussendet, und zwar durch eine, z. B. zentrale, oder mehrere, jeweils zusammenhängende Bremsleuchteneinheiten entweder in Form eines äußeren Leuchtrahmens, innerhalb dessen sich ein, zwei oder mehrere, in Reihe oder ringförmig oder ringsegmentartig angeordnete Leuchtfelder befinden, wobei bei niedriger Bremsintensität zunächst das oder die äußeren, einen Ring bildenden Felder aufleuchten, bei zunehmender Bremsintensität dem Kennfeld gemäß zusätzlich das oder die inneren Felder aufleuchten, oder in Form vorzugsweise ortsgleich aufleuchtender arabischer Ziffern, z. B. die Ziffern 1, 2, und 3, in geeigneter Größe und Helligkeit.

2. System gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei- oder mehrspurigen Kraftfahrzeugen vorzugsweise eine zentrale Bremsleuchteneinheit zur Indikation der Bremsintensität unter Beibehaltung der für diese Fahrzeuge vorschriftsmäßigen Standardbremsleuchten eingesetzt wird, und daß die Bauart eine Nachrüstung in Kraftfahrzeugen erlaubt.

3. System gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kennfeld die Fahrbedingungen bzw. die Bremswirkung dergestalt berücksichtigt, daß sowohl sehr hohe Betätigungsintensität als auch sehr hohe Bremswirkung jeweils allein die höchste Stufe der indizierbaren Bremsintensität bedingen, so daß auch nicht normale Fahrsituationen, wie z. B. hohe Betätigungsintensität bei Glatteis oder starke Bremsverzögerung durch Auffahren auf ein Hindernis, dem nachfolgenden Verkehr indiziert werden können.

4. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieses unterhalb bestimmter Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs, z. B. unter 10 km/h, und unterhalb bestimmter Betätigungszeiten der Betriebsbremse, z. B. unter 0,3 sec., nicht aktiviert wird.

5. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei dessen Aktivierung eine Mindestaufleuchtzeit des Bremsleuchtensystems von z. B. 0,5 sec. fest eingestellt oder adjustierbar besteht.

6. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtfelder innerhalb des Leuchtrahmens einer Bremsleuchteneinheit bei Aufleuchten gut sichtbar voneinander abgetrennt sind und, solange sie bei aktiviertem System selbst noch nicht aufleuchten, entweder dunkel oder aber schwach beleuchtet sind.

7. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei höchster Bremsintensitätsstufe das entsprechende Feld oder die gesamte Bremsleuchteneinheit oder zusätzliche Leuchtelemente derselben zusätzlich in einer charakteristischen Frequenz, vorzugsweise oberhalb von 10 Hz, blinkt oder blitzt.

8. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle von in Reihe oder ringförmig angeordneten Leuchtfeldern die Bremsintensitätsstufen aufsteigend von außen zur Mitte hin angeordnet sind.

9. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle des teilweisen oder völligen Ausfalls der Meßaufnehmer, der Mikroprozessorsteuerung oder des Bremsleuchtensystems durch geeignete steuerungstechnische Mittel auf Standardbetrieb konventioneller Bremsleuchten umgestellt und ein Störmeldeelement, z. B. eine Warnlampe, aktiviert wird.