DE19621494C1 - Signaleinrichtung zur Kommunikation zwischen Verkehrsampeln und Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Signaleinrichtung zur Kommunikation zwischen Verkehrsampeln und vor diesen während der Rotphase anhal­ tenden Kraftfahrzeugen (DE 40 38 013 A1).

Im Straßenverkehr sind täglich Millionen von Autofahrern gezwungen, vor rotgeschalteten Ampeln ihr Fahrzeug anzuhalten und auf das Signal zur Weiterfahrt zu warten. Da sie häufig überhaupt nicht abschätzen können, wie lange die Rotphase noch andauert, lassen sie den Motor in aller Regel weiterlaufen. Die dabei ausgestoßenen Verbrennungsabgase belasten in erheblichem Ausmaß die Umwelt, in dicht besiedelten Wohngebieten vor allem die Menschen. Zugleich ist ein unnötig hoher, vermeidbare Kosten verursachender Kraft­ stoffverbrauch zu registrieren.

Solchen Mißständen versucht eine Schaltvorrichtung gemäß der DE 40 38 013 A1 vorzubeugen, bei welcher von einer Verkehrsampel in Abhän­ gigkeit der Phasen folge ausgehende Stromimpulse über ein Kabel auf in die Fahrbahn eingelassene Induktionsschleifen und von dort durch Induktion auf in einem Kraftfahrzeug befindliche Relais übertragen werden, die das Abschalten und Wiederanlassen des Motors bewirken. Zusätzlich zu den in der Ampel wie im Fahrzeug zu installierenden Schaltrelais ist demzufolge die Verlegung eines Kabels von der Ver­ kehrsampel zu dem davorliegenden Fahrbahnabschnitt erforderlich. Außerdem besteht das Kabel aus mehreren Segmenten, wobei die Länge jedes Segmentes dem Mehrfachen einer durchschnittlichen Fahrzeug­ länge entsprechen soll. Um also durch diese bekannte Schaltvorrich­ tung beispielsweise nur drei hintereinanderstehende Fahrzeuge erfas­ sen zu können, müßten bei einer Fahrzeugmindestlänge von vier Metern und einem Fahrzeugabstand von einem Meter drei Induktionsschleifen mit einer Gesamtlänge von mindestens vierzehn Metern eingebracht werden. Hinzu käme noch die Länge des Kabels zwischen Ampel und Fahrbahn. Allein diese Maßnahme verursacht relativ hohe Kosten für Material und Verlegearbeiten.

Bei dieser bekannten Schaltvorrichtung wird das bei entsprechender Ampelphase erfolgende Abschalten und Wiederanlassen des Fahrzeug­ motors mittels einer frequenzgesteuerten Schaltung ausschließlich von der Verkehrsampel aus bewirkt. Demzufolge wird an sämtlichen Fahrzeugen, die im Bereich der in die Fahrbahn eingelassenen Induk­ tionsschleifen vor der Ampel stehen, der Motor ausgeschaltet, und zwar unabhängig davon, ob der Fahrzeuglenker dies wünscht oder nicht. Dies kann zur Folge haben, daß der Motor eines in der Warte­ schlange stehenden Fahrzeugs aufgrund einer schwachen Batterie oder einer mangelhaften Zündanlage trotz des nachfolgenden ampelseitigen Befehls entweder gar nicht oder aber nur mit unangemessen großer Verzögerung anspringt, wodurch nicht nur dieses Fahrzeug, sondern auch alle hinter ihm stehenden Fahrzeuge an der sofortigen Weiter­ fahrt gehindert sind. Eine solche unbeabsichtigte Verkehrsbehin­ derung würde nicht entstehen, wenn der Motor des betreffenden Fahr­ zeuges zuvor gar nicht erst abgeschaltet worden wäre.

Außerdem enthält die DE 40 38 013 A1 den Hinweis, daß das Abschalten und Wiederanlassen der Fahrzeugmotore auch durch ein frequenzge­ steuertes Funksignal ausgelöst werden könne. Ein derartiges Verfahren ist jedoch praktisch undurchführbar, da Funkwellen sich kugelförmig ausbreiten und somit an einer mit mehreren Verkehrsampeln ausge­ rüsteten Kreuzung die von einer bestimmten Ampel ausgesendeten Funk­ wellen nicht nur die vor dieser Ampel wartenden Fahrzeuge, sondern auch die vor den anderen Ampeln stehenden Fahrzeuge erfassen, obwohl diese zu einem ganz anderen Zeitpunkt dem Startbefehl der ihnen zugeordneten Ampel zur Weiterfahrt in eine andere Richtung Folge zu leisten haben. An solch einer Kreuzung würde also infolge der Signal­ übertragung mittels Funkwellen auf die in gänzlich unterschiedlichen Ausgangspositionen sich befindenden Fahrzeuge eine Mehrzahl von zum Teil sich widersprechenden Signalen einwirken, so daß eine geordnete Verkehrsregelung nicht mehr gegeben wäre.

Überdies wird in der DE 40 38 013 A1 vorgeschlagen, die Signale zwischen Ampel und Kraftfahrzeug über gerichtete Funkwellen zu übertragen. Ein solches Verfahren läßt sich jedoch nur mittels be­ sonders aufwendiger Sende- und Empfangsantennen mit ausgeprägter Richtcharakteristik durchführen, deren Rentabilität nur bei der Nachrichtenübermittlung im Fernbereich über viele Kilometer, bei­ spielsweise beim Hörfunk oder Fernsehen, gegeben ist. Ohnehin ist es nicht möglich, mittels Funkwellen gezielt lediglich die in einer überschaubaren Kolonne vor einer Ampel stehenden Fahrzeuge zu er­ fassen. Vielmehr würden die von einer bestimmten Ampel abgestrahlten Funkwellen aufgrund der Reichweite des elektromagnetischen Feldes auch erheblich weiter entfernte Fahrzeuge, die mit einer entsprechen­ den Empfangsantenne ausgerüstet sind, erfassen und durch signalbe­ dingte Motorabschaltung zum Anhalten zwingen. Auf diese Weise würden auch solche Fahrzeuge gestoppt, deren Lenker gar nicht beabsichtigen, an der signalgebenden Ampel vorbeizufahren, da sie ihre Fahrt in einer anderen Richtung fortsetzen wollen.

Schließlich gehört es zum allgemeinen Stand der Technik, Signale mittels Infrarotlicht zu übertragen, wie dies beispielsweise bei Überwachungsanlagen oder bei Steuergeräten von Fernsehempfängern üblich ist. Desgleichen ist es aus der DE-Funkschau 22/1986, Seiten 99, 100 bekannt, bei der elektronischen Auto-Navigation in einer Verkehrsampel einen Infrarotsender und im Kraftfahrzeug einen Infra­ rotempfänger zur Datenübertragung einzusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Ausschaltung der zum Stand der Technik aufgezeigten Nachteile eine praktikable Ein­ richtung zu schaffen, mittels welcher das Laufenlassen von Motoren während der erzwungenen Wartezeit von Kraftfahrzeugen vor Verkehrs­ ampeln vermeidbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine unabdingbare Voraussetzung zur erfolgreichen Benutzung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht freilich darin, daß der Auto­ fahrer beim Anhalten vor einer rotgeschalteten Ampel den Motor seines Fahrzeuges sofort abschaltet. Bei Beachtung dieser Regel bleibt der Motor dann so lange abgeschaltet, bis das in seinem Fahr­ zeug installierte erfindungsgemäße Empfangsmodul von dem erfindungs­ gemäßen Sender der Verkehrsampel das Signal zum Anlassen des Motors erhält. Mit diesem Signal werden also alle im Sendebereich der be­ treffenden Ampel stehenden Kraftfahrzeuge, die mit einem derartigen Empfangsmodul ausgerüstet sind, rechtzeitig vor Beginn der Grün­ phase motorisch in Gang gesetzt. Das vorherige Abschalten des Motors seitens des Fahrzeuglenkers ist jedoch nur solange möglich, solange das Empfangsmodul kein Startsignal erhält.

Bei der Signaleinrichtung gemäß der Erfindung wird die Kommunikation zwischen Verkehrsampel und Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von der Ampelphase mittels eines Sende- und Empfangssystems auf der Basis von Lichtwellen, deren Wellenlängen vorzugsweise im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums liegen, oder durch Ultraschall­ wellen herbeigeführt. In Abgrenzung zu der oben beschriebenen Schalt­ vorrichtung bekannter Bauart weist die Erfindung erstmals auf den Einsatz von Lichtwellen als Trägermedium für die Signalübertragung zwischen Verkehrsampeln und Kraftfahrzeugen hin. Im Gegensatz zu Funkwellen breiten sich Lichtwellen geradlinig aus und erfassen somit zielgenau ausschließlich die vor einer einzigen Ampel warten­ den Kraftfahrzeuge.

Außerdem hebt sich die Erfindung von der bekannten Schaltvorrichtung dadurch ab, daß dem Empfangsteil im Kraftfahrzeug ein Schalter zuge­ ordnet ist, der einerseits das Ausschalten des Motors ohne Betäti­ gung des Zündschlüssels und andererseits die Wahl der gewünschten Fahrtrichtung zwecks entsprechender Aktivierung des Empfangsmoduls gestattet. Somit kann jeder Fahrzeuglenker von Fall zu Fall selbst bestimmen, ob ihm das Ausschalten seines Fahrzeugmotors in der jeweils gegebenen Situation geboten erscheint oder nicht. Überdies ist allein durch die Eingabe der gewünschten Fahrtrichtung "Gerade­ aus", "Rechts" oder "Links" in den Empfangsteil die Gewähr dafür gegeben, daß jedes Fahrzeug ausschließlich das der gewählten Fahrt­ richtung zugeordnete Signal zum Wiederanlassen seines Motors empfangen kann.

Nicht zuletzt zeichnet sich die erfindungsgemäße Signaleinrichtung gegenüber der bekannten Schaltvorrichtung durch einen erheblich geringeren Materialaufwand aus. So besteht das auf eine Signalüber­ tragung durch Infrarotwellen abgestimmte Empfangsmodul aus denselben handelsüblichen und somit preiswerten Bauelementen, mit denen bei­ spielsweise auch Fernbedienungen von Fernsehgeräten und Garagen­ toren ausgerüstet sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Sender fahrtrichtungsabhängige Signale aussendet. Auf diese Weise erhalten die in verschiedenen Richtungen weiterfahrenden Fahrzeuge, also Geradeausfahrer sowie Rechts- und Linksabbieger, gegebenenfalls zu verschiedenen Zeiten das Signal zum Anlassen des Motors.

Ein solches Sendesignal wird von dem im Fahrzeug installierten Empfangsmodul jedoch nur dann aufgenommen und in eine decodierte Maßnahme umgewandelt, wenn zuvor deitens des Fahrzeuglenkers mittels des mit dem Empfangsmodul schaltungstechnisch verbundenen Tast­ schalters die beabsichtigte Fahrtrichtung angewählt worden ist. Dieser Tastschalter dient zugleich beim Anhalten vor einer Ampel zum Abschalten des Motors, was in vorteilhafter Weise zur Folge hat, daß unmittelbar vor der Freigabe zur Weiterfahrt der Motor per Signal automatisch wieder angelassen wird, ohne daß der Fahrzeug­ lenker selbst dafür sorgen muß.

Bei landweitem Einsatz der erfindungsgemäßen Signaleinrichtung addieren sich die pro Zeiteinheit mehrfach erfolgten Motorabschalt­ zeiten für jedes einzelne Fahrzeug zu einer beachtenswert hohen Gesamtzeit des Motorstillstandes aller im Verkehr befindlichen Kraftfahrzeuge, was eine erhebliche Reduzierung sowohl des Kraft­ stoffverbrauchs als auch des Schadstoffausstoßes bedeutet. Diese dank der Erfindung zu erzielenden Vorteile machen sich bereits dann bemerkbar, wenn der Motor eines im Verkehr befindlichen Kraftfahr­ zeugs länger als 15 Sekunden abgeschaltet bleibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung sche­ matisch dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die erfindungsgemäße Einrichtung in Seitenansicht,

Fig. 2 die Einrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht und

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Tastschalter zum Abstellen des Motors und zur Eingabe der beabsichtigten Fahrtrichtung.

In Fig. 1 und 2 ist eine typische Verkehrssituation vor einer rot­ geschalteten Verkehrsampel 1 festgehalten. Die vor dieser Verkehrs­ ampel 1 stehenden Kraftfahrzeuge sind mit 3 bezeichnet. Jedes Kraft­ fahrzeug 3 ist mit einem Empfangsmodul 4 ausgerüstet. Jeder der drei für Geradeausfahrer sowie Rechts- und Linksabbieger vorgesehenen Fahrspuren ist ein eigens zuständiger, fahrtrichtungsspezifischer Sender 2 mit jeweils einem der Signalcodes 6, 7 und 8 zugeordnet. Diese drei, vorzugsweise im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums oder im Ultraschallbereich arbeitenden Sender 2 sind schal­ tungstechnisch mit der Verkehrsampel 1 verbunden. Die Sender 2 strah­ len ihre Signale in den Sendebereichen 5 aus.

Fig. 3 zeigt einen an der linken Seite eines Lenkrades 14 ange­ brachten Schalter 10 mit drei für die Weiterfahrt nach links (L), geradeaus (G) und rechts (R) zuständigen Tasten 11, 12 und 13.

Sobald der Fahrzeuglenker sein Fahrzeug vor einer rotgeschalteten Verkehrsampel 1 angehalten hat, drückt er eine der Tasten 11, 12 und 13 des Schalters 10, und zwar diejenige, welche für seine Weiter­ fahrt die von ihm gewünschte Richtung L, G oder R angibt. Durch die­ sen Tastendruck wird zugleich einerseits das Abschalten des Motors bewirkt und andererseits dem Empfangsmodul 4 der Befehl erteilt, zu gegebener Zeit von dem Sender 2 das für die gewählte Fahrtrichtung maßgebende Startsignal zum Anlassen des Motors aufzunehmen. Das An­ springen des Motors signalisiert dann dem Fahrzeuglenker den unmit­ telbar bevorstehenden Start zur Fortsetzung seiner Fahrt.

Wird bereits bei Ankunft eines Fahrzeugs vor einer Verkehrsampel 1 von dem Sender 2 ein Startsignal gesendet, so ist es nicht mehr möglich, den Motor durch Betätigen einer der Tasten 11, 12 und 13 abzuschalten.

Claims (3)

1. Signaleinrichtung zur Kommunikation zwischen Verkehrsampeln (1) und vor diesen während der Rotphase anhaltenden Kraftfahr­ zeugen (3) mit einem in die Schaltung der Verkehrsampel (1) integrierten Sender (2), der fahrtrichtungsbezogene Lichtwellen­ signale an ein im Kraftfahrzeug (3) installiertes Empfangs­ modul (4) sendet, wobei der Fahrzeuglenker vor einer rotgeschal­ teten Verkehrsampel (1) eine Taste (11, 12, 13) eines Schal­ ters (10) betätigt, die für seine Weiterfahrt die von ihm ge­ wünschte Richtung angibt und durch deren Betätigung einerseits das selbsttätige Abschalten des Motors bewirkt und andererseits dem Empfangsmodul (4) der Befehl erteilt wird, zu gegebener Zeit das von dem Sender (2) ausgegebene Startsignal zum Anlassen des Motors aufzunehmen.

2. Signaleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (2) und das Empfangsmodul (4) auf einer Wellen­ länge kommunizieren, die im Infrarotbereich des elektromagne­ tischen Spektrums liegt.

3. Signaleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (2) und das Empfangsmodul (4) mittels Schall­ wellen kommunizieren, die im Ultraschallbereich liegen.