DE3931324A1 - Verzoegerungsanzeigevorrichtung, insbes. fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung, insbeson­ dere für Kraftfahrzeuge.

Anzeigevorrichtungen zum optischen Anzeigen eines Bremsvorganges sind als digital betreibbare Leuchtanzeigen bekannt, die einen Bremsvorgang sichtbar machen sollen.

Mit diesen Anzeigevorrichtungen ist es jedoch nicht möglich, die Intensität eines Bremsvorganges zu kennzeichnen. Insbesondere bei sehr schnellen Autobahnfahrten mit zu kurz gehaltenen Abständen kommt es immer wieder zu schweren Auffahrunfällen, weil die Brems­ intensität des Vordermannes falsch eingeschätzt wird und der Ab­ stand dann nicht mehr ausreicht, das Fahrzeug sicher zum Still­ stand zu bringen, wenn die sehr starke Verzögerung des voranfah­ renden Fahrzeugs sozusagen erst auf den zweiten Blick erkannt wird. Das wird insbesondere dann zum Problem, wenn der Vordermann vor dem heftigen Bremsen zunächst vom Gas gegangen ist und dadurch vorweg eine kräftige, aber nicht sichtbare, zusätzliche Motor­ bremswirkung erreicht hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, welche nicht nur den Bremsvorgang an sich, sondern auch dessen Intensität deutlich kennzeichnet, und zwar unabhängig von möglichen Alterungserscheinungen der Leuchteinrichtungen, wie sie bei Anzeigen mit analoger Leuchtintensitätsänderung befürchtet werden könnten.

Erreicht ist dieses Ziel dadurch, daß die Anzeigeeinrichtung aus mehreren, von einander unabhängig betreibbaren, Leuchteinrich­ tungen zusammengesetzt ist, welche die von einem elektromecha­ nischen Wandler gemessene Bremskraft oder Bewegungsverzögerung in mehreren, nebeneinander angeordneten, Stufen anzeigen kann.

Im folgenden soll die erfindungsgemäße Verzögerungsanzeigevorrich­ tung näher beschrieben werden.

In Anspruch 1 ist eine Verzögerungsanzeigevorrichtung mit einem als elektromechanischen Wandler ausgebildeten Meßfühler und einer optischen Anzeigeeinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die An­ zeigeeinrichtung aus mehreren, unabhängig von einander betreib­ baren Leuchtelementen besteht. Dadurch ist es möglich, eine mehr­ stufige Anzeige der Brems- oder Verzögerungsintensität zu be­ wirken, so daß der Fahrer des nachfolgenden Fahrzeuges sofort eine Vollbremsung des Vordermannes erkennen kann. Die mehrstufige An­ zeige ist inbesondere bei neben- oder übereinander liegender An­ ordnung der Leuchtelemente sinnvoll, wie dies in Anspruch 2 und 3 gekennzeichnet ist, oder in einer Leuchtleiste nach Anspruch 4, wovon je eine an jeder Fahrzeugseite am Heck angebracht sein kann nach Anspruch 5; dabei ist die Anzeige symmetrisch. Die Leucht­ breite auf der Leuchtleiste ist ein Maß für die Bremsintensität; werden zwei horizontale, symmetrisch zueinander angeordnete Leuchtleisten nach Anspruch 6 zu einer einzigen zusammengefaßt, die über die gesamte Fahrzeugbreite geht, so kennzeichnet eine durchgehend leuchtende Leiste eine Vollbremsung. Aufgrund dieser einfachen Kennzeichnung ist dem nachfolgenden Fahrer eine sofor­ tige, angemessene Reaktion sogar schon beim ersten Hinsehen mög­ lich. Insbesondere im Hinblick auf hochwirksame Anti-Blockier- Systeme ist die erfindungsgemäße Verzögerungsanzeige ein wesent­ licher Beitrag zur passiven Sicherheit des anzeigetragenden Fahr­ zeugs.

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung wird über einen Meßfühler ausgelöst, welcher, wie in Anspruch 7 gekennzeichnet, im ein­ fachsten Falle direkt am Bremspedal angebracht werden kann und den auf das Pedal ausgeübten Druck mißt. In allen erfindungsgemäßen Vorrichtungen wird in einer elektrischen Schaltung die vom elektromechanischen Wandler erzeugte Spannung mit Schwellenwerten verglichen und bei Überschreiten des jeweils nächsten Schwellen­ wertes das jeweils nächste Leuchtelement hinzugeschaltet, bis bei maximaler Kraft alle Elemente leuchten. Die Zahl der leuchtenden Elemente oder der leuchtende Anteil der Leuchtleiste sind daher ein Maß für die aufgewendete Bremskraft oder Verzögerung.

Durch geeigneten Einsatz der Motorbremskraft ist es jedoch mög­ lich, eine sehr viel höhere Verzögerung zu erreichen als mit der mechanischen Bremskraft allein. Es ist daher sinnvoll, die Bewe­ gungsverzögerung zu messen. Eine erstes Ausführungsbeispiel hier­ für ist in Anspruch 8 ff. gegeben. Die Verzögerung wird aus der Änderung der Geschwindigkeit ermessen, und diese wird entweder direkt aus der Drehung der Tachowelle ermittelt oder gemäß An­ spruch 9 als Signalspannung am oder im Tachometer direkt oder in­ duktiv abgegriffen.

Statt eines Meßfühlers am Bremspedal, der insbesondere zum Nach­ rüsten geeignet ist, kann auch der Druck im Bremssystem gemessen werden, wie in Anspruch 10 gekennzeichnet.

In Anspruch 11 ist eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung durch einen Analog-Digital-Wandler gekennzeichnet. Dies ist die Voraus­ setzung für die Verwendung einer Steuerung der Vorrichtung durch einen Mikroprozessor gemäß Anspruch 12, durch den der heutige Stand der Technik in der Fahrzeugelektronik erreicht wird. Eine Verwendung von Mikroprozessoren ermöglicht die Zusammenfassung ganzer Funktionsgruppen von Anzeigearten und damit eine zeitgemäße Wartungsfreundlichkeit. Diese Steuerungsart wird auch für andere Verzögerungsanzeigen, insbesondere Bremslichtanlagen, gemäß den Ansprüchen 11 und 12 beansprucht.

Die Anzeige der Bremskraft oder der Änderung der Geschwindigkeit kann unter bestimmten Bedingungen verbessert werden. Dazu wurde eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrich­ tung in Anspruch 13 gekennzeichnet, bei der die tatsächliche Ver­ zögerung der Fahrzeugbewegung durch Messung von Trägheitskräften ermittelt wird.

In einem Ausführungsbeispiel hierzu weist die Meßeinrichtung gemäß Anspruch 14 ein Massenstück auf, welches in Fahrtrichtung bewegbar gelagert ist. Wird die Fahrtbewegung abgebremst, so wird durch die angreifenden Trägheitskräfte das Massenstück nach vorn gepreßt und übt dadurch auf einen elektromechanischen Wandler einen Druck oder einen Zug aus, der von der Verzögerung abhängig ist. Der vom Wandler gemessene Druck oder Zug kann optisch angezeigt werden als ein sichtbares Maß für die tatsächliche Verzögerung der Fahrzeug­ bewegung, unabhängig von der aufgewendeten Bremskraft oder von einer Geschwindigkeitsmessung.

Als eletromechanische Wandler kommen vorzugsweise druck- oder zugempfindliche Halbleitersensoren gemäß Anspruch 15 in Frage. Diese speziellen Halbleiterelemente sind hochempfindlich und können den Druck, den das Massenstück in der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung während des Verzögerungsvorganges ausübt, sehr genau bestimmen. In der einfachsten Ausführungsform drückt das Massenstück einfach gegen das Halbleiterelement und übt so eine Deformationskraft aus, wobei die resultierende Deformation eine Spannung im Halbleiter erzeugt oder aber dessen elektrische Eigen­ schaften meßbar ändert.

Der Piezoeffekt in Kristallen kann ebenso zur Messung der Träg­ heitskräfte verwendet werden, wie in Anspruch 16 formuliert.

In allen Ausführungen kann das Massenstück direkt oder über eine mechanische Verbindung einen Druck oder Zug auf den elektromecha­ nischen Wandler ausüben. Die Verwendung eines geschlossenen, gas- oder flüssigkeitsgefüllten Systems in der Meßeinrichtung gemäß An­ spruch 17 kann jedoch wegen der hydrostatischen Eigenschaften eines solchen Systemes ebensolche Vorteile der besseren Druckauf­ nahme und -verteilung bei der Druckübertragung auf den Wandler bieten wie das übliche, hydropneumatische System zur Aufnahme und Verteilung der Bremskraft.

Eine starre Führung des bewegbaren Massestückes mit einem Wandler an nur einem Ende bietet den Vorteil, daß nur Zug- oder nur Druck­ kräfte in die Messung eingehen, so daß tatsächlich nur die Träg­ heitskräfte in einer Richtung beim Bremsen, nicht aber beim Be­ schleunigen gemessen werden. Wird hingegen die Meßeinrichtung gemäß Anspruch 18 drehbar horizontal gelagert, um Trägheitskräfte in Kurven auszugleichen, so muß die Einrichtung mit der Lenkung verbunden werden, um Verzögerungskräfte lediglich in Fahrtrichtung messen zu können. Dabei muß der Schwenk- dem Lenkwinkel ent­ sprechen. Sollten Kräfte mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ge­ messen werden, die ein freies Herumschwenken der Meßeinrichtung erforderlich machen, so verhindert eine Begrenzung des möglichen Schwenkwinkels gemäß Anspruch 19 derart, daß die Einrichtung nur vorwärts- oder nur rückwärtsgerichtete Winkel einnehmen kann, das Herumschlagen der Einrichtung von der positiven zur negativen Fahrtrichtung und somit einen nicht erkennbaren Wechsel von Verzö­ gerungs- zur Beschleunigungsmessung. Sollen hingegen alle am Fahr­ zeug angreifenden Trägheitskräfte gemessen werden, so ist die Meß­ einrichtung beispielsweise an einem Kugelgelenk in alle Richtungen frei schwenkbar anzubringen, um auch Neigungswinkel in Kurven aus­ zugleichen.

Ein weiterer Beitrag zur passiven Sicherheit ist die erfindungs­ gemäße Einrichtung zum Straffen von Sicherheitsgurten gemäß An­ spruch 20.

Das Straffen der Gurte beim Bremsen hat den Vorteil, daß der freie Weg verkürzt wird und der Aufprall in die Gurte nicht so hart ist. Dazu greift eine Einrichtung zum Straffen der Gurte in die Auf­ rollautomatik und wird durch den Verzögerungs- oder Bremskraftsen­ sor ausgelöst, um über einen Federmechanismus die Gurtspannung zu erhöhen.

In Anspruch 21 ist daher eine Auslöseeinrichtung als Zusatz zur erfindungsgemäßen Verzögerungsanzeigevorrichtung gekennzeichnet, welche eine besondere Straffungseinrichtung der Gurtaufrollauto­ matik auslöst, so daß im Falle eines Bremsvorganges die Gurte straffer gespannt und dadurch die Oberkörper der Passagiere besser zurückgehalten werden zumindest so lange, bis die Rückhalteauto­ matik bei weiterer Verschärfung des Bremsvorganges oder beim Auf­ prall einrastet.

Insbesondere ist hier ebenfalls eine analoge oder eine stufenweise Straffung vorsehbar, wodurch nicht nur die Sicherheit erhöht, son­ dern auch der Fahrkomfort verbessert wird.

Claims (21)

1. Verzögerungsanzeigevorrichtung, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge, mit einem als elektromechanischen Wandler ausgebildeten Meßfühler und einer optischen Anzeigeeinrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die optische Anzeigeeinrichtung mehrere, unabhängig voneinander beleuchtbare Leuchtelemente aufweist.

2. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die unabhängig von einander beleuchtbaren Leuchtele­ mente neben- oder übereinander angeordnet sind.

3. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtelemente in einem oder mehreren Re­ flektoren angeordnete, unabhängig von einander betätigbare elektrische Leuchteinrichtungen, beispielsweise Glühbirnen, sind.

4. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtelemente in einer Leucht­ leiste angeordnet sind.

5. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung zwei Leuchtleisten aufweist, welche beidseits an der Rückfront eines Fahrzeugs anbringbar sind und bei denen die elektrische Kopplung jener Leuchtelemente, die auf den beiden Leisten die gleichen Schwellenwerte anzeigen, sym­ metrisch zur Fahrzeugmitte vorgenommen ist.

6. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden symmetrisch zur Fahrzeugmitte ange­ ordneten Leuchtleisten in einer einzigen, durchgehenden Leucht­ leiste zusammengefaßt sind.

7. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler der Vorrich­ tung ein elektromechanischer Wandler ist, welcher den auf das Bremspedal ausgeübten Druck in eine elektrische Spannung wandelt, wobei das Überschreiten bestimmter Spannungsschwellenwerte von einer die Meßwerte verarbeitenden elektrischen Schaltung die Be­ leuchtung der dem Überschreiten des Schwellenwertes zugeordnete Beleuchtungselementes auslöst.

8. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen elektromechanischen Wandler zur Um­ setzung einer Drehbewegung in eine elektrische Spannung, welcher an eine Tachowelle oder an die drehbaren Teile eines Tachometers anschließbar ist.

9. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen elektrischen Anschluß, mit dem die elektrische Signalspannung aus einem Fahrzeugtachometer direkt oder induktiv abgegriffen werden kann, sowie eine elektrische Schaltung zur Messung der Änderung dieser Signalspannung.

10. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler der Vorrichtung ein elektromechanischer Wandler ist, welcher den hydrostatischen Druck im flüssigkeitsgefüllten Bremssystem mißt.

11. Verzögerungsanzeigeeinrichtung, gekennzeichnet durch einen Analog-Digital-Wandler, welcher die vom Meßfühler abgegebenen Spannungswerte umsetzt.

12. Verzögerungsanzeigeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung mikroprozessorgesteuert ist.

13. Verzögerungsanzeigeeinrichtung, gekennzeichnet durch einen als Meßfühler zur Messung von Trägheitskräften ausgebildeten elektro­ mechanischen Wandler.

14. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Meßfühler einen elektromechanischen Wandler aufweist sowie ein in einer mechanischen Führung in Fahrtrichtung bewegbar gelagertes Massenstück, welches bei einer Verzögerung der Fahrzeugbewegung aufgrund der Trägheitskräfte einen vom elektro­ mechanischen Wandler meßbaren Zug oder Druck in Fahrtrichtung aus­ übt.

15. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler ein druck- oder zugempfindliches Halbleiterelement ist, auf welches das bewegbare Massenstück im Falle einer Verzögerung der Bewegung in Fahrtrich­ tung einen Druck oder einen Zug ausübt.

16. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler ein piezoelek­ trischer Kristall ist, auf welchen das bewegbare Massenstück im Falle einer Verzögerung der Bewegung in Fahrtrichtung einen Druck oder einen Zug ausübt.

17. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Meßeinrichtung ein abgeschlossenes gas- oder flüssigkeitsgefülltes Reservoir aufweist, auf welches im Verzöge­ rungsfalle ein von einem elektromechanischen Wandler meßbarer Druck oder Zug ausgelöst wird.

18. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung horizontal drehbar gelagert ist derart, daß die Meßeinrichtung aufgrund der Schwenkbarkeit der Einrichtung Fahrtrichtungsänderungen mit ausfüh­ ren kann.

19. Verzögerungsanzeigeeinrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die mögliche Schwenkbarkeit der Einrichtung auf einen Winkel von höchstens 90 Grad beidseits, gemessen bezüglich der positiven oder negativen Fahrtrichtung, begrenzt ist, so daß die Einrichtung nur im Bereich vorwärts- bzw. rückwärtsgerich­ teter Fahrtrichtung schwenkbar ist.

20. Verzögerungsanzeigevorrichtung, gekennzeichnet durch eine an­ stelle der optischen Anzeigeeinrichtung oder zusätzlich zu dieser durch einen Verzögerungs- oder Bremskraftsensor betätigbare Ein­ richtung zum Straffen eines Sicherheitsgurtes.

21. Verzögerungsanzeigevorrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einrichtung zum Straffen eines Sicherheits­ gurtes mit der Gurtaufrollautomatik verbunden oder verbindbar ist und eine Auslöseeinrichtung aufweist derart, daß aufgrund deren Auslösung die Straffungseinrichtung die Gurtspannung durch Erhöhen der Federspannung des Aufrollmechanismus erhöht.