DE20218190U1 - Car speed analysis system measures speed and acceleration and displays stopping or acceleration distances and times with braking limit calculation - Google Patents

Car speed analysis system measures speed and acceleration and displays stopping or acceleration distances and times with braking limit calculation

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DE20218190U1 DE20218190U DE20218190U DE20218190U1 DE 20218190 U1 DE20218190 U1 DE 20218190U1 DE 20218190 U DE20218190 U DE 20218190U DE 20218190 U DE20218190 U DE 20218190U DE 20218190 U1 DE20218190 U1 DE 20218190U1
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    • G—PHYSICS
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Abstract

A car speed analysis system measures speed and acceleration using speed and orthogonal acceleration sensors and computes and displays time and distance to reach a given speed or speed change including stop and two axis acceleration graphically, acoustically and optically with ergonomic digital display update time. Includes Independent claims for an illuminated figure display of stopping distance to following traffic and for computation of the limits of car braking systems.

Description

Gebrauchsmusteranmeldung: Anzeige- und Analysesystem für BeschleunigenUtility model application: Display and analysis system for acceleration

ErfindunqsbeschreibunqDescription of the invention

Die Erfindung betrifft ein System entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a system according to the preamble of claim 1.

Verschiedenste technische Lösungen zur Messung der Beschleunigung bewegter Körper sind bekannt. Ebenso bekannt sind diverse Arten der Anzeige von Messwerten auf Anzeigeskalen, Displays, Bildschirmen oder mittels sonstiger optischer oder akustischer Medien. Einzige, für Kraftfahrzeuge im normalen Straßenverkehr, bekannte Lösung zur Anzeige von Beschleunigungsdaten, sind Anzeigemethoden zur Messung der Bremsbeschleunigung eines Kfzs (wie bspw. durch die Patente DE 197 38 767 A1 oder JP 2001 856 AA).A wide variety of technical solutions for measuring the acceleration of moving bodies are known. Also known are various ways of displaying measured values on display scales, displays, screens or using other optical or acoustic media. The only known solution for displaying acceleration data for motor vehicles in normal road traffic are display methods for measuring the braking acceleration of a vehicle (such as those in patents DE 197 38 767 A1 or JP 2001 856 AA).

Die genannten Patente haben allerdings lediglich die Absicht, dem nachfolgenden Verkehrsteilnehmer, die Intensität der eigenen Bremsbeschleunigung anzuzeigen. Dem eigentlichen Fahrer werden diese Messergebnisse bzw. der real erreichte Verzögerungswert vorenthalten. Es wird bislang vollständig versäumt, diese in irgendeiner für den Fahrer zugänglichen Form zu erfassen, zu visualisieren und auszuwerten. However, the patents mentioned only aim to show the intensity of the vehicle's braking acceleration to the road user behind. The actual driver is not provided with these measurement results or the actual deceleration value achieved. There has so far been a complete failure to record, visualize and evaluate these in any form that is accessible to the driver.

Die sonstigen auftretenden Beschleunigungsarten beim Fahren, wie die Anfahr- und auch die Querbeschleunigung in Kurven, werden bislang ebenso in keinster Weise zur Fahrerinformation ausgewertet und visualisiert.The other types of acceleration that occur when driving, such as starting acceleration and lateral acceleration when cornering, have also not yet been evaluated or visualized in any way to provide driver information.

Dabei hätten solche Zusatzinformationen mehrere enorme Vorteile für den Lenker eines Kraftfahrzeuges:Such additional information would have several enormous advantages for the driver of a motor vehicle:

Eventuelle Abweichungen der Bremsleistung von einem „normalen", früher schon erreichten und damit erwarteten Wert, werden weder ermittelt noch dem Fahrer indiziert. Eine Warnung bei unerwartet schlechter Bremsleistung tritt nicht ein. Einzige Rückmeldung über die aktuell vorherrschende Verzögerungsleistung erfolgt über ein eventuell vorhandenes ABS-System, dass bei Aktivwerden dies durch eine Warnlampe und durch ein pulsierendes Bremspedal dem Fahrer mitteilt. Dieser ist dannAny deviations in braking performance from a "normal" value that was previously achieved and thus expected are neither determined nor indicated to the driver. A warning is not given in the event of unexpectedly poor braking performance. The only feedback on the current braking performance is provided by an ABS system that may be present, which, when activated, informs the driver of this by means of a warning light and a pulsating brake pedal. The driver is then

• ··

Gebrauchsmusteranmeldung: Anzeige- und Analysesystem für Qeschle&niguligsdaten in KraftfahrzeugenUtility model application: Display and analysis system for data transfer in motor vehicles

allerdings bereits in einer Grenzsituation in der er kaum noch Möglichkeiten zum Eingreifen hat. Ein Vorwarnen findet hier nicht statt.However, he is already in a borderline situation where he has little opportunity to intervene. There is no advance warning here.

Im gleichen Maße können auch womöglich vorhandene Traktionskontroll- oder Fahrzustandstabilisierungssysteme (bspw. ESP, ASR, ASC+T, TCS u.v.m.) dem Fahrer lediglich durch eine Kontrollleuchte ihr Inkrafttreten kundtun. Diese Systeme warnen bzw. teilen sich lediglich binär mit (An oder aus).To the same extent, any traction control or driving state stabilization systems (e.g. ESP, ASR, ASC+T, TCS and many more) that may be present can only notify the driver that they have been activated by means of an indicator light. These systems only warn or communicate in binary form (on or off).

Zwischenstufen oder Verhältniswerte werden weder erfasst noch angezeigt, obwohl sie von großer Bedeutung für den Fahrer sind, damit dieser die aktuell vorherrschenden Fahrbahnverhältnisse und sonstigen Fahrumständen quantitativ beurteilen kann. Somit wäre dieser in der Lage, entsprechende Konsequenzen hieraus auf sein eigenes Fahrverhalten abzuleiten.Intermediate levels or ratio values are neither recorded nor displayed, although they are of great importance for the driver so that he can quantitatively assess the current road conditions and other driving circumstances. This would enable him to derive appropriate consequences for his own driving behavior.

Von Interesse für den Auto- und auch Motorradfahrer sind zweifellos auch Informationen über das Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs (Motorleistung, Traktion der Reifen, Fahrbahnverhältnisse). Sowohl aus Gründen der Fahrfreude oder sportlichen Aspekten als auch aus Gründen der Fahrsicherheit sind entsprechende Informationen eine Bereicherung, wenn sie leicht erfassbar und schnell verständlich, am besten in grafischer und akustischer Form, dargeboten werden.
Beschleunigungsdaten in Fahrtrichtung können aus Tachometer-Daten in Verbindung mit Zeitdaten eines üblichen Zeiterfassungsmoduls abgeleitet werden. Im Falle von Schlupf oder gar Blockieren eines datenerfassenden Rades wären freilich Beschleunigungsdaten eines eigenständigen Beschleunigungssensors zutreffender. Für Beschleunigungsdaten quer zur Fahrtrichtung ist die Verwendung eines entsprechenden Beschleunigungssensors ohnehin erforderlich.Information about the acceleration capabilities of the vehicle (engine power, tire traction, road conditions) is undoubtedly also of interest to car and motorcycle drivers. For reasons of driving pleasure or sporting aspects as well as for reasons of driving safety, such information is an asset when it is presented in a way that is easy to understand and quickly understood, ideally in graphic and acoustic form.
Acceleration data in the direction of travel can be derived from speedometer data in conjunction with time data from a standard time recording module. In the event of slippage or even blocking of a data-recording wheel, acceleration data from a separate acceleration sensor would of course be more accurate. For acceleration data perpendicular to the direction of travel, the use of a corresponding acceleration sensor is required anyway.

Zentrales Problem ist nun, die physikalische Größe „Beschleunigung" in mindestens einer Hauptachse, z.B. der Fahrtrichtung, sowie etwaige Folgehinweise für den Fahrer in einer besonders schnelles- und verstehbaren Art und Weise anzuzeigen.The central problem now is to display the physical quantity "acceleration" in at least one main axis, e.g. the direction of travel, as well as any subsequent information for the driver in a particularly quick and understandable manner.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Lösung mit den Merkmalen gemäß dem Anspruch 1 erfüllt. Weiterführende Ausprägungen des Gebrauchsmusters sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by the inventive solution with the features according to claim 1. Further features of the utility model are described in the subclaims.

Gebrauchsmusteranmeldung: Anzeige- und Analysesystem für BeschlejnjguSgsdaten in KraftfahKeugenUtility model application: Display and analysis system for acceleration data in motor vehicles

Das Auswerte- und Anzeigesystem erhält seine Eingangsdaten entweder aus fahrzeugeigenen Tacho- und Zeitdaten oder aber von separaten Beschleunigungssensoren für eine oder beide Fahrzeug-Hauptachsen, die in entsprechender Ausrichtung im Fahrzeug eingebaut sind. Das Anzeige- und Auswertesystem kann als Einbaumodul in Armatureneinheiten für Fahrzeuge oder aber auch als Zusatzinstrument zum nachträglichen Einbau ausgebildet sein.The evaluation and display system receives its input data either from the vehicle's own speedometer and time data or from separate acceleration sensors for one or both of the vehicle's main axes, which are installed in the vehicle in the appropriate orientation. The display and evaluation system can be designed as a built-in module in vehicle dashboard units or as an additional instrument for subsequent installation.

Somit lassen sich die Vorteile dieses Patentes gemäß den weiter unten genannten Ansprüchen, wie folgt zusammenfassen:Thus, the advantages of this patent according to the claims below can be summarized as follows:

- Lieferung von zusätzlichen, verkehrssicherheitsförderlichen Informationen über den Fahrzustand und die Fahrumstände eines Kfzs für den Fahrer- Providing the driver with additional information on the driving status and driving conditions of a vehicle that promotes road safety

- Möglichkeit zur frühzeitigen Trenderkennung bei abnehmenden, verschleißenden oder nachlassenden Fahrzeugleistungen (bspw. Motor oder Bremsanlage)- Possibility of early trend detection in the case of decreasing, wearing or deteriorating vehicle performance (e.g. engine or braking system)

- Nachträgliche Analyse von Fahr- bzw. Unfallsituationen durch Speicherung von Werten (Black-Box-Funktion), die das Verhalten des Fahrers, des Kfzs und der Fahrumstände nachvollziehen lassen- Subsequent analysis of driving or accident situations by storing values (black box function) that allow the behavior of the driver, the vehicle and the driving conditions to be understood

- Unterstützung zur frühzeitigen Vermeidung von unfallträchtigen Situationen durch die Anzeige aktueller Fahrumstände (durch die verschiedenen Anzeigeoptionen können schnell Rückschlüsse bspw. auf die aktuell mögliche Verzögerungsleistung geschlossen werden und dementsprechend Abstände korrigiert werden)- Support for the early prevention of accident-prone situations by displaying current driving conditions (the various display options allow quick conclusions to be drawn, for example, about the currently possible deceleration performance and distances to be corrected accordingly)

- Frühwarnfunktion vor dem Erreichen der Eingriffsgrenze von Fahrstabilisierungssystemen wie ABS, ESP, TCS o.a.- Early warning function before the intervention limit of driving stabilization systems such as ABS, ESP, TCS or others is reached.

- Warnfunktion auch bei Kfz möglich, die bauartbedingt nicht über oben genannte Systeme verfügen- Warning function also possible for vehicles that do not have the above-mentioned systems due to their design

- Besondere Vorteile bzgl. des Sicherheits- und Schutzaspektes beim Einsatz im Zweiradbereich, da hier Fahrphysik besonders schnell und mit schwerwiegenden Folgen außer Kontrolle des Fahrers geraten kann, da hier bislang kaum Unterstützungssysteme verfügbar sind- Special advantages in terms of safety and protection when used in the two-wheeled sector, as driving physics can get out of the driver's control particularly quickly and with serious consequences, as support systems are hardly available in this area to date

Gebrauchsmusteranmeldung'. Anzeige- und Analysesystem für Beschleutyigdngsdajen inUtility model application'. Display and analysis system for acceleration data in

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur 2 und dem beispielhaftem Anschauungsmaterial im Anhang verdeutlicht.An embodiment of the invention is illustrated by Figure 2 and the exemplary illustrative material in the appendix.

In der Figur 2 ist eine mögliche Anzeigenvariante mit einer grafischen Anzeige für die Querbeschleunigung (1), einer ebenfalls grafischen Anzeige für Anfahr- und Bremsbeschleunigung (2) und einer numerischen Digitalanzeige (5) zur Darstellung der Messwerte sowie der Menüsteuerung.Figure 2 shows a possible display variant with a graphic display for the lateral acceleration (1), a graphic display for starting and braking acceleration (2) and a numerical digital display (5) for showing the measured values and the menu control.

Desweiteren zeigt Figur 2 eine wechselnde Einheitenanzeige (3), hier beispielhaft ausgeführt in Form bereits vorgegebener Einheiten, die jeweils durch eine Beleuchtungseinrichtungen besonders hervorgehoben werden können.
Zur Steuerung und Auswahl des Menüs sind verschiedene Bedientasten (4) auf dem Gehäuse angebracht.Furthermore, Figure 2 shows a changing unit display (3), here exemplified in the form of already predefined units, each of which can be particularly highlighted by a lighting device.
Various control buttons (4) are located on the housing to control and select the menu.

Gebrauchsmusteranmeldung: Anzeige- und Analysesystem für BeschTe*unjgim^daten in Kraftf^hrzju^en JUtility model application: Display and analysis system for wear data in motor vehicles

Erläuterungen zur Figur 2:Explanations for Figure 2:

1 = grafische Anzeige für Querbeschleunigung1 = graphic display for lateral acceleration

2 = grafische Anzeige für Anfahr- und Bremsbeschleunigung2 = graphic display for starting and braking acceleration

3 = umschaltbare Einheitenanzeige3 = switchable unit display

4 = Bedientasten zur Menüsteuerung4 = Control buttons for menu control

5 = numerische Digitalanzeige zur Darstellung der Messwerte sowie der Menüsteue5 = numerical digital display for showing the measured values and the menu control

• *• *

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Claims (14)

1. System zur Auswertung und Anzeige von Beschleunigungsinformationen für Fahrzeuginsassen oder andere Verkehrsteilnehmer, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Berechnungs-, Eingabe- und Anzeigeeinheit Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsdaten in der Einheit "Sekunden zur Beschleunigung von 0 auf 100 km/h" oder "Meter oder vergleichbare Einheit bis zur Erreichung einer Geschwindigkeitserhöhung von x km/h" bzw. "Meter oder vergleichbare Einheit bis zur Erreichung des Stillstandes" oder "Erhöhungs- beziehungsweise Verringerungsfaktor des eigenen Gewichts analog der Beschleunigungseinheit Erdbeschleunigung g" oder "Prozentwert zu einem vorgegebenen oder vom System ermittelten Kennwertes" angezeigt und verarbeitet werden, und zwar in Skalen- oder digitaler Darstellung, wobei weitergehende Informationen wie Vergleichs-, Maximal- oder Minimal- oder Grenzwert-, Warn- oder Ursachenangaben oder Reaktionsvorschläge oder Steuersignale abgegeben beziehungsweise abgerufen werden können. 1. System for evaluating and displaying acceleration information for vehicle occupants or other road users, characterized in that acceleration or deceleration data in the unit "seconds to accelerate from 0 to 100 km/h" or "meters or comparable unit until a speed increase of x km/h is reached" or "meters or comparable unit until a standstill is reached" or "increase or decrease factor of the own weight analogous to the acceleration unit of gravity g" or "percentage value of a predetermined characteristic value or a characteristic value determined by the system" are displayed and processed by means of a calculation, input and display unit, in scale or digital representation, whereby further information such as comparison, maximum or minimum or limit values, warning or cause information or reaction suggestions or control signals can be given or called up. 2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - Messsignale in digitalem oder analogem Standardformat verarbeitet werden können. 2. Device according to claim 1, characterized in that - Measurement signals can be processed in standard digital or analog format. 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass - im Falle im Fahrzeug zugreifbarer Geschwindigkeits -, das heißt Tachometerdaten diese in Verbindung mit einem eingebauten Zeitgeber zur Ermittlung von Beschleunigungsdaten verarbeitet werden können. 3. Device according to claim 1-2, characterized in that - in the case of speed data accessible in the vehicle -, i.e. speedometer data, these can be processed in conjunction with a built-in timer to determine acceleration data. 4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass - Informationen zu Beschleunigungen beziehungsweise Verzögerungen mindestens in Fahrtrichtung, in einer weiteren Ausprägung auch quer zur Fahrtrichtung, verarbeitet, ausgewertet und in unterschiedlichen Einheiten (absoluter Beschleunigungswert in m/s2; relativer Beschleunigungswert in Prozent gegenüber einem eingegebenen Bestwert oder auch einem einge-teachten, erreichten Wert; errechnete Wegstrecke in Meter bis zum völligen Stillstand des Fahrzeugs unter Beachtung der derzeitigen Beschleunigungswerte) wiedergegeben werden können. 4. Device according to claims 1-3, characterized in that - Information on accelerations or decelerations at least in the direction of travel, and in a further form also transverse to the direction of travel, can be processed, evaluated and displayed in different units (absolute acceleration value in m/s 2 ; relative acceleration value in percent compared to an entered best value or a taught, achieved value; calculated distance in meters until the vehicle comes to a complete standstill, taking into account the current acceleration values). 5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass - die verschiedenen Beschleunigungsrichtungen "Querbeschleunigung" sowie "Brems- beziehungsweise Anfahrbeschleunigung" anwählbar und parallel, in Form von vorzugsweise Leuchtbalken, Leuchtdioden und/oder digitalen Zahlenangaben, darstellbar sind. 5. Device according to claims 1-4, characterized in that - the different acceleration directions "lateral acceleration" and "braking or starting acceleration" can be selected and displayed in parallel, preferably in the form of light bars, light-emitting diodes and/or digital numbers. 6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass - Verzögerungen zur Unterscheidung zu Beschleunigungen vorzugsweise durch ein Minuszeichen oder einen Farbwechsel dargestellt werden. 6. Device according to claims 1-5, characterized in that - To distinguish decelerations from accelerations, decelerations should preferably be represented by a minus sign or a color change. 7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass - im Falle digitaler Anzeige die Daten, vorzugsweise errechnet als Mittelwerte eines vorherigen, vom Nutzer bestimmbaren Erfassungsintervalls (letzte bzw. diese Fahrperiode; letzte 10 Sekunden; letzte Stunde) jeweils eine bestimmte, ergonomisch sinnvolle Zeit gehalten werden. 7. Device according to claims 1-6, characterized in that - in the case of a digital display, the data, preferably calculated as average values of a previous recording interval that can be determined by the user (last or this driving period; last 10 seconds; last hour), are held for a specific, ergonomically sensible time. 8. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass - bei Skalendarstellung diese vorzugsweise als linear oder logarithmisch unterteilter Balken mit einem Bezugswert als Orientierungsmarke ausgebildet ist, wobei bei gleichzeitiger Darstellung der Beschleunigungsinformationen beider Fahrzeughauptachsen diese vorzugsweise in kreuzartiger Balkenform (vgl. Fig. 2) erfolgt. 8. Device according to claims 1-7, characterized in that - in the case of a scale display, this is preferably designed as a linearly or logarithmically divided bar with a reference value as an orientation mark, whereby when the acceleration information of both main vehicle axes is displayed simultaneously, this is preferably done in a cross-like bar form (see Fig. 2). 9. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass - eine vorzugsweise menügeführte Programmierung zur Auswahl der Anzeige beziehungsweise Eingabe von Parametern oder Benutzervorgaben vorgesehen ist, vorzugsweise in Form einer 3-Tastenbedienung zur Menüauswahl einerseits und zur Parametrierung andererseits unter Verwendung von erklärenden Kontextanzeigen. 9. Device according to claims 1-8, characterized in that - preferably menu-driven programming is provided for selecting the display or entering parameters or user specifications, preferably in the form of a 3-key operation for menu selection on the one hand and for parameterization on the other hand using explanatory context displays. 10. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass - Berechnungs-, Eingabe- und Anzeigeeinheit in einem gemeinsamen Gehäuse zum freien Einbau in oder an Fahrzeugen integriert ist. 10. Device according to claims 1-9, characterized in that - Calculation, input and display unit are integrated in a common housing for free installation in or on vehicles. 11. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass - Beschleunigungsinformationen einschließlich weitergehender Informationen ergänzend akustisch erfolgen können. 11. Device according to claims 1-10, characterized in that - Acceleration information, including additional information, can be provided acoustically. 12. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen, wie Verzögerungswerte in "Metern bis zur Erreichung des Stillstands", an den nachfolgenden Verkehr mittels einer Leuchtzifferanzeige oder eines Leuchtbalkens mit ebenfalls leuchtender Orientierungsmarke übermittelt werden. 12. Device according to claims 1-11, characterized in that information, such as deceleration values in "meters until reaching a standstill", is transmitted to the following traffic by means of a luminous numerical display or a luminous bar with a likewise illuminated orientation mark. 13. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass Mess- und Auswertedaten gespeichert und in geeigneter Form graphisch, zum Beispiel auf einem graphikfähigen Display bzw. auf einem eventuell vorhandenen Kfz-eigenen Bordcomputermonitor, über Menütasten geführt in Form von min-/max-Angaben dargestellt werden können. 13. Device according to claims 1-12, characterized in that measurement and evaluation data can be stored and displayed graphically in a suitable form, for example on a graphics-capable display or on a possibly existing vehicle on-board computer monitor, via menu keys in the form of min/max information. 14. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass durch den eingebauten Mikroprozessor durchgeführte Ermittlung einer momentanen sogenannten Beschleunigungsleistung +P bzw. Bremsleistung -P, die nach Eingabe des Parameters Fahr-Gewicht G des Fahrzeuges durch Verknüpfung von zeitgleich erfassten Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdaten nach der Näherungsformel P = (G/g) × a × v, erfolgt und nach entsprechender Anwahl, z. B. durch eine Modustaste, als digitaler Wert in PS oder kW oder als Ausschlag einer mechanischen oder lichtoptischen Anzeige ausgegeben wird. 14. Device according to claims 1-13, characterized in that the built-in microprocessor determines a current so-called acceleration power +P or braking power -P, which is determined after input of the parameter driving weight G of the vehicle by linking simultaneously recorded speed and acceleration data according to the approximate formula P = (G/g) × a × v, and is output after appropriate selection, e.g. by a mode key, as a digital value in HP or kW or as a deflection of a mechanical or light-optical display.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016169781A1 (en) * 2015-04-22 2016-10-27 Ifm Electronic Gmbh Method for adjusting a proximity switch and proximity switch

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