ES2206926T3 - Sistema de representacion visual y dispositivo para determinar una distancia para vehiculos automoviles. - Google Patents

Sistema de representacion visual y dispositivo para determinar una distancia para vehiculos automoviles.

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ES2206926T3
ES2206926T3 ES98920671T ES98920671T ES2206926T3 ES 2206926 T3 ES2206926 T3 ES 2206926T3 ES 98920671 T ES98920671 T ES 98920671T ES 98920671 T ES98920671 T ES 98920671T ES 2206926 T3 ES2206926 T3 ES 2206926T3
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Sistema de representación visual para vehículos para iniciar el estado de movimiento de un vehículo objetivo (101) a un conductor de un vehículo seguidor (103), comprendiendo el sistema: medios de determinación de la desaceleración aptos para determinar si el estado de movimiento del vehículo objetivo es de desaceleración y para determinar una medida de la desaceleración del vehículo objetivo (101); medios de medición del movimiento del vehículo (109) aptos para detectar una medida de la velocidad del vehículo objetivo; medios indicadores que comprenden una matriz de lámparas (2) controlada por un procesador (110) y apto para proporcionar una indicación del estado del movimiento como siendo de desaceleración por medio del encendido de lámparas seleccionadas de la matriz de lámpara (2) para proporcionar un modelo de iluminación representativo del nivel seleccionado de aviso, de modo que el número de lámparas encendidas sea proporcional al nivel de aviso, caracterizado porque: el procesador (110) es apto para comparar la medida de la desaceleración con un primer conjunto de umbrales de desaceleración (F1A-F1D) que define un primer conjunto de alcances distintos de desaceleración y para seleccionar un nivel de aviso desde un correspondiente conjunto de niveles de aviso según el alcance de la desaceleración en la que se determina la medida de la desaceleración que se va a establecer; y en el que el procesador (110) es apto para determinar los valores del primer conjunto de umbrales de desaceleración (F1A-F1D) dependientes de la medida de la velocidad.

Description

Sistema de representación visual y dispositivo para determinar una distancia para vehículos automóviles.
Antecedentes de la invención
La invención se refiere a un sistema de representación visual para un vehículo a motor que permite a un observador obtener alguna apreciación de la magnitud de la desaceleración de un vehículo objetivo desde un vehículo seguidor e informarse si dicho vehículo objetivo está estacionado o móvil.
Los sistemas de representación visual para vehículos conocidos incluyen un sistema que indica la fuerza de frenado del vehículo. Uno de dichos sistemas se da a conocer en el Informe del Laboratorio de Investigación en Carretera LR287 emitido por el Ministerio de Transporte del Reino Unido. El Informe LR287 se refiere a un sistema que comprende una representación visual múltiple de luces de freno. El número de luces indicadoras de freno que se encienden en una pantalla depende de la magnitud de la desaceleración del vehículo.
Breve sumario de la invención
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un sistema en el que la desaceleración del vehículo objetivo sea indicada utilizando un nivel de aviso que sea apropiado para la magnitud de la desaceleración y que también tenga en cuenta la velocidad del vehículo objetivo. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema que evite una fluctuación excesiva entre los niveles de aviso indicados durante un período prolongado de aceleración, en el que el nivel medido real de la desaceleración fluctúa en una magnitud insignificante.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema en el que los niveles de aviso se indiquen utilizando una matriz de luces de tal manera que sea intuitivamente comprensible a primera vista por el conductor del vehículo seguidor, con independencia de que el conductor tenga un previo conocimiento del sistema.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema que indica el estado de movimiento del vehículo objetivo que es estacionario cuando el vehículo objetivo está en movimiento con una velocidad que es suficientemente próxima a cero para que el vehículo objetivo sea efectivamente considerado como estacionario en una situación de tráfico típica.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema que sea capaz de mantener una indicación del estado del movimiento que es estacionario durante períodos durante la velocidad del vehículo objetivo corresponde a un tráfico lento.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema en el que la indicación estacionaria se desactive a un umbral de velocidad más alto que el umbral de velocidad utilizado para activar la indicación estacionaria cuando se produce una parada.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema en el que la proximidad del vehículo seguidor se detecte y la indicación del vehículo objetivo estacionario se modifique para tener menor visibilidad cuando el vehículo seguidor está en una proximidad estrecha, evitando así excesivas molestias para el conductor del vehículo seguidor.
Según la presente invención, tal como se define en la reivindicación 1, se da a conocer un sistema de representación visual para vehículos para indicar el estado de movimiento de un vehículo objetivo para un conductor de un vehículo seguidor, comprendiendo dicho sistema:
medios de determinación de la desaceleración apto para determinar si el estado de movimiento del vehículo objetivo es de desaceleración y para determinar una medida de la desaceleración del vehículo objetivo; medios de medición del movimiento del vehículo aptos para detectar una medida de velocidad del vehículo objetivo; un procesador apto para comparar la medida de la desaceleración con un primer conjunto de umbrales de desaceleración que definen un primer conjunto de márgenes distintos de desaceleración y para seleccionar un nivel de aviso a partir de un conjunto correspondiente de niveles de aviso según la magnitud de la desaceleración en el que la medida de la desaceleración se determina sobre el terreno; medios indicadores que comprenden una matriz de luces controlada por el procesador y apto para proporcionar una indicación del estado de movimiento como siendo de desaceleración encendiendo las luces seleccionadas de la matriz de luces proporcionando así una configuración de iluminación representativa del nivel seleccionado de aviso, de modo que el número de lámparas encendidas sea proporcional al nivel de aviso y en el que el procesador sea apto para determinar los valores del primer conjunto de umbrales de desaceleración que dependen de la medida de la velocidad durante un margen de velocidad completo del vehículo objetivo.
Los medios de determinación de la desaceleración pueden estar constituidos por el procesador que puede determinar también la medida de la desaceleración a partir de la cadencia de cambio de la medida de la velocidad. Cada uno del primer conjunto de umbrales de desaceleración puede calcularse por el procesador para que sea proporcional a la medida de la velocidad, asegurando así que cuando el vehículo se mueva a alta velocidad, una desaceleración relativamente pequeña produzca un nivel notable de aviso y a la inversa, cuando el vehículo se esté moviendo con lentitud, una desaceleración relativamente alta produzca un nivel bajo de aviso. De este modo, el sistema compensa automáticamente la velocidad del vehículo teniendo en cuenta la necesidad de una reacción rápida a alta velocidad.
Un segundo conjunto de umbrales de desaceleración puede utilizarse durante períodos en que la medida de la desaceleración es decreciente, de modo que el sistema tenga una tendencia incorporada a mantener un nivel existente de aviso cuando la medida de la desaceleración sufra una ligera fluctuación. Además, o como alternativa, el procesador puede imponer un tiempo de respuesta mínimo antes de que se permita la disminución del nivel de aviso.
En una realización preferida, el procesador deja de proporcionar la indicación de la desaceleración cuando se determine que la velocidad del vehículo ha caído por debajo de un primer umbral de velocidad, iniciando entonces el procesador una primera indicación del estado de movimiento, siendo estacionario, preferiblemente en la forma de una representación visual animada en la que las luces son secuencialmente desactivadas para proporcionar una configuración móvil muy visible que atrae inmediatamente la atención del conductor del vehículo seguidor.
En otra realización preferida, el procesador es capaz también de interrumpir la primera indicación del estado de movimiento como siendo estacionario cuando la velocidad del vehículo se incrementa de nuevo por encima de un segundo umbral de velocidad, que puede ser preferiblemente mayor que el primer umbral de velocidad. Esto es importante durante las situaciones de tráfico lento puesto que permite al vehículo objetivo seguir indicando una advertencia de que está estacionario o en movimiento lento, aun cuando realice maniobras a baja velocidad, tales como avanzar progresivamente en una cola de tráfico.
En otra realización preferida, el sistema comprende también medios de detección de proximidad aptos para determinar cuándo un vehículo seguidor está dentro de una primera distancia umbral del vehículo objetivo, siendo entonces el procesador apto para modificar la primera indicación del estado de movimiento que es estacionario para una segunda indicación menos visible tal como una representación visual estática constituida por un solo par de luces continuamente encendidas.
En el documento DE 94 02 623.8 se describe un sistema de aviso de desaceleración en el que se calcula un factor de peligro, G, como representativo de un nivel de peligro que puede ser pertinente para un vehículo seguidor. En este sistema, el factor de peligro, G, depende de la desaceleración, con una desaceleración creciente que genera un factor de peligro mayor. En situación de frenado, que debe superar un umbral de frenado mínimo predeterminado, parpadean (es decir, sufren "intermitencia") luces de aviso de una regleta de luces. Un número creciente de las luces se encienden para indicar el incremento de los niveles de peligro. Asimismo, un factor de peligro global está basado en un nivel instantáneo o un nivel precedente de desaceleración del vehículo (con respecto al tiempo) y tal que el factor de peligro global sea dependiente de la duración o una distancia de desaceleración de una desaceleración precedente del vehículo objetivo.
Según otro aspecto de la presente invención, tal como se define en la reivindicación 24, se da a conocer un sistema de representación visual para vehículos para indicar el estado de movimiento de un vehículo objetivo a un conductor de un vehículo seguidor; este sistema está constituido por: medios de medición del movimiento del vehículo aptos para detectar una medida de la velocidad del vehículo objetivo; un procesador apto para comparar la medida de la velocidad con un primer umbral de la velocidad y para determinar el estado de movimiento del vehículo objetivo como siendo estacionario cuando la medida de la velocidad haya descendido a un valor menor que el primer umbral de velocidad y medios indicadores que comprenden una matriz ordenada de luces controlada por el procesador y apto para encender luces seleccionadas de la matriz de luces para proporcionar una configuración de iluminación representativa de una primera indicación del estado de movimiento como siendo estacionario. Un procedimiento de indicar el estado de movimiento de un vehículo objetivo a un conductor de un vehículo seguidor también se revela que tiene las etapas definidas en las reivindicaciones 25 y 26.
En una realización preferida, el procesador es apto para interrumpir la primera indicación del estado de movimiento como siendo estacionario en respuesta a la medida de la velocidad que se ha incrementado por encima de un segundo umbral de velocidad. Este segundo umbral de velocidad suele ser más alto que el primer umbral de velocidad.
Pueden ser aptos medios de detección de proximidad para determinar si un vehículo seguidor está situado dentro de una primera distancia umbral del vehículo objetivo, siendo el procesador activable cuando así se determine para modificar la primera indicación del estado de movimiento que es estacionario para una segunda indicación del estado de movimiento que es estacionario, que tenga menos prominencia para el conductor del vehículo seguidor en relación con la primera indicación.
Los medios indicadores pueden ser aptos para proporcionar la primera indicación del estado de movimiento que es estacionario en la forma de una representación visual animada encendiendo las luces y desactivando secuencialmente las luces seleccionadas y en el que la segunda indicación del estado de movimiento siendo estacionario comprende una representación visual estática en la que se encienden continuamente las luces seleccionadas.
La matriz de luces comprende, en una realización preferida, una fila de luces que se extiende transversalmente desde una parte posterior del vehículo objetivo, comprendiendo la fila una parte central y partes extremas izquierda y derecha y en la que el medio indicador es apto para obtener dicha representación visual animada encendiendo las luces y desactivando secuencialmente los pares seleccionados de luces para crear una configuración de movimiento cíclico simétrico hacia fuera desde la parte central de la fila para sus partes extremas izquierda y derecha.
La representación visual animada puede comprender una secuencia de configuraciones que incluye el encendido simultáneo de todas las luces. La representación visual estática continua puede estar constituida por el encendido de solamente un par único de luces.
El medio detector de proximidad es apto para determinar cuándo el alcance del vehículo seguidor se incrementa desde un valor menor que la primera distancia umbral a un valor que es mayor que una segunda distancia umbral y cuando así se determine, el procesador será apto para reactivar la primera indicación del estado de movimiento que es estacionario. En una realización preferida, la segunda distancia umbral es mayor que la primera distancia umbral. El procesador es, en una realización preferida apta para iniciar la segunda indicación del estado de movimiento como siendo estacionario solamente después de que la primera indicación del estado de movimiento como estacionario ha persistido durante un período de tiempo mínimo predeterminado.
Por supuesto, las luces pueden comprender matrices respectivas de diodos emisores de luz.
El medio indicador es, en una realización preferida, apto para proporcionar la primera indicación del estado de movimiento como siendo estacionario en la forma de una representación visual animada encendiendo las luces y desactivando secuencialmente las luces seleccionadas y en el que la segunda indicación del estado de movimiento como estacionario comprende una representación visual estática en la que se encienden continuamente las luces seleccionadas.
La matriz de luces puede comprender una fila de luces que se extiende transversalmente desde la parte trasera del vehículo objetivo, comprendiendo la fila una parte central y partes extremas izquierda y derecha y en el que el medio indicador es apto para obtener dicha representación visual animada encendiendo las luces y desactivando secuencialmente los pares seleccionados de luces para crear así una configuración cíclica móvil simétrica hacia fuera desde la parte central de la fila hacia sus partes extremas izquierda y derecha.
La representación visual animada comprende preferiblemente una secuencia de configuraciones que incluye el encendido simultáneo de todas las luces.
La representación visual estática continua puede estar constituida por el encendido de solamente un par de luces.
En una realización preferida, el medio indicador comprende también una lámpara de parada central situada centralmente con respecto a la matriz de luces, estando conectada la luz de parada central a un sensor de freno apto para accionar la luz de parada central al unísono con las luces de frenos del vehículo, cuando se accionan los frenos del vehículo objetivo y en el que el medio indicador es apto también para encender la luz de parada central con independencia del sensor del freno, de modo que la representación visual estática continua esté constituida por el encendido de un par de luces de la matriz en conjunción con el encendido de la luz de parada central.
En una realización preferida, el medio detector de proximidad es apto para determinar cuándo el alcance del vehículo seguidor se incrementa desde un valor menor que la primera distancia umbral a un valor que sea mayor que una segunda distancia umbral y cuando así se determine, el procesador es apto para reactivar la primera indicación del estado de movimiento que es estacionario.
En otra realización preferida, la segunda distancia umbral es mayor que la primera distancia umbral.
El procesador es preferiblemente apto para iniciar la segunda indicación del estado de movimiento como estacionario solamente después de que la indicación del estado de movimiento como estacionario haya persistido durante un período de tiempo mínimo predeterminado.
Las luces pueden comprender respectivas matrices de diodos emisores de luz.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 ilustra cuatro representaciones esquemáticas, A a D, de una representación visual según la invención;
la Figura 2 ilustra cuatro representaciones esquemáticas, A a E, de la representación visual ilustrada en la Figura 1 que se utiliza para indicar que un vehículo está estacionario;
la Figura 3 es un diagrama del circuito electrónico esquemático de un sistema de representación visual según la invención, que genera las secuencias de representación visual ilustradas en las Figuras 1 a 2;
la Figura 4 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra nuevos detalles del cableado del sistema ilustrado en la Figura 3;
la Figura 5 ilustra un ejemplo de las conexiones del acelerómetro como parte del circuito electrónico utilizado para controlar un sistema de representación visual según la invención;
la Figura 6 ilustra detalles de cableado adicionales de la parte del circuito excitador del gráfico de barras del circuito ilustrado en la Figura 3;
la Figura 7 ilustra una vista en alzado lateral en sección de la parte de opto-conmutador y sensor de velocidad del sistema de representación visual según la invención;
la Figura 8 proporciona detalles eléctricos del opto-conmutador ilustrado en la Figura 7 y conectado a los circuitos mostrados en las Figuras 3 y 4;
la Figura 9, en sus partes A a H, ilustra varios dibujos en alzado de componentes mecánicos del opto-conmutador ilustrador en la Figura 7;
la Figura 10 ilustra detalles de la parte de conectores eléctricos del sensor de proximidad que se muestran en las Figuras 3 y 4;
la Figura 11 ilustra una secuencia de tiempos de pulsos para varias partes componentes del sensor de proximidad que se ilustra en las Figuras 3, 4, 11 y 12;
la Figura 12 ilustra el cableado a dos dispositivos monoestables, parte del dispositivo de sensor de proximidad ilustrado como parte de las Figuras 3 y 4;
la Figura 13 ilustra el cableado de la placa de lógica monoestable como se muestra parcialmente en la Figura 12;
la Figura 14 es una vista en planta esquemática de un vehículo objetivo y del vehículo seguidor según otra realización de la presente invención;
la Figura 15 es un diagrama de circuito esquemático del sistema de representación visual de la Figura 14;
la Figura 16 es una representación esquemática de una representación visual de PBW que ilustra las configuraciones A, B, C y D de un aviso de desaceleración progresiva;
la Figura 17 es un diagrama esquemático que ilustra las configuraciones A a E de una representación visual animada VSI y una configuración F de una representación visual VSI estática;
la Figura 18 es una representación gráfica de la aceleración f y de los umbrales de aceleración F_{1A} a F_{2D};
la Figura 19 es una representación gráfica de la variación en los umbrales de aceleración con la velocidad;
la Figura 20 es una representación gráfica de un ejemplo de valores de variación de velocidad y de umbrales de velocidad;
la Figura 21 es una representación gráfica del alcance del vehículo medido y de los umbrales de alcance;
la Figura 22 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento del microprocesador;
la Figura 23 es una ilustración esquemática de una configuración alternativa de luces;
la Figura 24 es una ilustración esquemática de una nueva configuración alternativa de luces;
la Figura 25 es una ilustración esquemática de otra configuración de luces alternativa y
la Figura 26 es un circuito esquemático para otra realización alternativa de la presente invención.
Descripción de las realizaciones ilustradas
En una realización preferida, un sistema de representación visual de vehículo a motor 1, según la invención, comprende una matriz ordenada 2 de ocho luces 10 a 17 que normalmente se visualizarían como luces rojas en una matriz horizontal. Las Figuras 1A a D ilustran un incremento progresivo en el número de luces que se encienden dependiendo de la magnitud de la desaceleración del vehículo. Las luces se representan como "encendidas" en los dibujos mediante un oscurecimiento de la luz, en comparación con la condición "off" que se indica por un rectángulo negro. La Figura 1A ilustra luces centrales 10 y 11, mientras que la Figura 1D ilustra las ocho luces 10 a 17 encendidas.
El representador visual puede comprender un diferente número de luces, por ejemplo, las luces 10 y 11 podrían, en una realización preferida, sustituirse por una sola unidad. La representación visual comprendería entonces siete luces pero, por supuesto, sería posible también tener nueve u once luces, a modo de ejemplo. Aunque aquí se ilustran luces rectangulares, también es posible tener luces de diferentes formas. Las luces pueden ser de diferentes colores, aunque se prefieren las luces roja o ámbar.
La matriz de luces 2 se realiza en la parte posterior de un vehículo a motor en la posición de la luz de freno de nivel alto estándar en la ventanilla posterior. Las luces miran hacia la parte posterior y están situadas de modo que sean fácilmente visibles para un observador, por ejemplo, el conductor de un vehículo a motor que se desplaza o posiciona detrás del vehículo a motor en el que está montado el representador visual de iluminación. Las luces 10 a 17 se encienden en pares desde el par central 10 y 11 hacia el par exterior 16 y 17 durante una representación visual de aviso de freno progresivo (PBW). Cuando el vehículo se desplaza con lentitud, la desaceleración se indica por el número de luces que se encienden. Una desaceleración suave causa el encendido de las luces 10 y 11, mientras que un frenado ligeramente más brusco y por lo tanto, una mayor desaceleración hace que se iluminen las luces 12 y 13 además de las luces 10 y 11 como se ilustra en la Figura 1B. La aceleración negativa firme del vehículo causada, por ejemplo, por un accionamiento firme de un pedal de freno, se detecta por el sistema de representación visual del vehículo 1 y hace que se iluminen más luces. De este modo, se encienden las luces 14 y 15 en adición a las luces 10 a 13 para indicar una desaceleración relativamente grande del vehículo como se ilustra en la Figura 1C. Para poder presentar una reducción más rápida en la velocidad del vehículo, las ocho luces se encienden incluyendo el par exterior 16 y 17 tal como se ilustra en la Figura 1D.
Otras formas de indicar una desaceleración progresiva podrían consistir en variar los tamaños relativos de pares de luces, por ejemplo, incrementando la magnitud de las luces 12 y 13 en comparación con el par interior 10 y 11 y así sucesivamente, de modo que el par exterior 16 y 17 sea el más grande. Esto se encuentra que mejora el efecto de "crecimiento" aparente de la unidad de representación visual resaltando así la desaceleración más rápida del vehículo y su proximidad creciente a los vehículos que le siguen. Como alternativa, cada par de luces podría ser de un color, forma o intensidad diferentes a otro par de luces. Por ejemplo, podrían utilizarse tonos de ámbar diferentes comenzando desde una sombra ligera para el par interior 10 y 11 y oscurecimiento hacia el par exterior 16 y 17 o posiblemente el par exterior 16 y 17 podría ser de color rojo. Otro procedimiento sería cambiar la intensidad relativa de los pares de luces, de modo que el par exterior 16 y 17 podría ser más brillante que el par interior 10 y 11. Una combinación de estos parámetros podría utilizarse en una unidad de representación visual PBW y también para la descripción del indicador de estado estacionario del vehículo.
Las propias luces podrían comprender bulbos electroluminiscentes que irradian luz a través de filtros translúcidos coloreados. Como alternativa, podrían utilizarse luces reflectoras que tengan objetivos fosforescentes: estas luces pueden reducir el efecto de deslumbramiento de la representación visual. Otras formas de fuente de luz son consideradas en esta invención tales como los diodos emisores de luz, por ejemplo. La representación visual puede comprender también un control que permita variar la intensidad de la representación visual global, por ejemplo, permitiendo el ajuste desde una configuración de día luminoso a una configuración de noche.
El funcionamiento del indicador de desaceleración de secuencia de luces es independiente del sistema de frenado del vehículo y depende principalmente de la desaceleración absoluta del vehículo, exceptuado que es posible encender las luces 10 y 11 cuando se acciona el pedal de freno del vehículo con independencia de la desaceleración real causada. De esta forma, la indicación inicial de la representación visual de luces es similar a las representaciones visuales de luces de freno conocidas, tal como la luz de freno central única montada a un nivel alto actualmente en uso en algunos vehículos a motor, sin embargo, en una forma preferida la desaceleración inicial es independiente del acelerador del vehículo o de los controles de los frenos. Esto no siempre sería posible puesto que algunas leyes nacionales pueden exigir que las primeras luces se iluminen solamente cuando se pise el pedal del freno.
Una ventaja de un sistema de representación visual 1, según la presente invención, es que puede montarse en un vehículo durante la fabricación o, como alternativa, en un momento posterior realizando pequeñas modificaciones en un vehículo, de modo que un kit o unidad de reconversión podría hacerse disponible para el mercado "postventas". Esto es posible puesto que la desaceleración puede detectarse por un acelerómetro (descrito más adelante) que es independiente de cualquier componente del vehículo ya existente.
El sistema de representación visual también es apto para ser utilizado para generar una representación visual indicativa de que el vehículo está llegando al reposo. Esta disposición particular se denomina un indicador estacionario del vehículo (VSI). La representación visual puede ser animada o estática. Una secuencia de representación visual animada se ilustra esquemáticamente en la Figura 2A a D, a modo de ejemplo. En este caso seis de las ocho luces en la matriz 2 están encendidas en todo momento y pares de luces se desactivan de forma secuencial. Así, en la Figura 2A, las luces 10 y 11 se desactivan mientras que la luces 12 a 17 están encendidas y en la Figura 2B las luces 12 y 13 están desactivadas, mientras que se ilumina el resto de la representación visual. Las Figuras 2C y D ilustran luces 14 y 15 desactivadas y 16 y 17 también desactivadas mientras que el resto están encendidas. Esta secuencia puede realizarse de manera cíclica mientras el vehículo esté estacionario, por ejemplo, teniendo un período de repetición de casi 1 segundo. El efecto animado dinámico es de utilidad para captar la atención de los conductores en vehículos seguidores. El efecto de la representación visual animada es tal que se pretende indicar que el vehículo asociado está estacionario y no solamente en frenado y este hecho sería evidente a partir de la secuencia y/o representación visual y en consecuencia, podrían utilizarse varias secuencias diferentes.
La secuencia animada del indicador del vehículo estacionario puede desactivarse cuando un vehículo seguidor está situado a una distancia menor que una distancia determinada detrás del vehículo que tiene el sistema de representación visual 1. Esto tiene el efecto beneficioso de evitar molestias o deslumbramiento de los ocupantes de los vehículos seguidores, por ejemplo, cuando en un tráfico denso o cuando se detienen en las luces de control del tráfico. Una indicación de que el vehículo está estacionario puede efectuarse también manteniendo el par exterior de luces 16 y 17 en un modo de encendido continuo como se ilustra en la Figura 2E. Esto, por sí mismo, tiene una ventaja adicional de evitar una falsa interpretación por el conductor de un vehículo seguidor de que el vehículo situado delante está a punto de acelerar. Como alternativa, la intensidad de iluminación de las lámparas 10 a 17 puede reducirse cuando un vehículo seguidor está a una distancia predeterminada detrás. Esto tiene la ventaja de mantener la misma representación visual mientras el vehículo está estacionario, evitando así cualquier confusión del conductor de un vehículo seguidor. Las luces 10 a 17 pueden disminuir su intensidad simplemente dividiendo la tensión a través de las luces cuando un sensor de proximidad, descrito más adelante, proporciona una señal indicadora de un vehículo cercano en la parte posterior. Es evidente que la representación visual del indicador del vehículo estacionario debería terminar cuando el vehículo comience a moverse, por lo que es apropiado para el sistema de representación visual 1 disponer de un detector del movimiento del vehículo (descrito con detalle más adelante) que funcione para detectar si el vehículo está en movimiento.
En otra realización, la representación visual animada puede cambiar a una representación visual estática, de intensidad uniforme, cuando se detecta la presencia de un vehículo en la parte posterior por el sensor de proximidad. La representación visual estática podría ser una matriz lineal de luces triangulares ámbar por ejemplo. En otra realización, la representación visual solamente proporciona una señal VSI estática y comprende luces de una intensidad preestablecida, que es suficientemente baja para no deslumbrar a los conductores en vehículos situados detrás. En esta última realización, puede omitirse un sensor de proximidad, reduciendo así el coste del sistema de representación visual global. En otra realización, la señal VSI podría generarse por las mismas luces utilizadas para la señal de PBW, donde, en este último caso, las luces son rectángulos rojos, por ejemplo, y en el caso anterior, las luces cambian a triángulos ámbar por ejemplo, cuando se detiene el vehículo.
En las Figuras 3 y 4 se ilustran los circuitos electrónicos utilizados para controlar la representación visual de luces. El diagrama de circuito es esquemático, pero puede observarse para generar una secuencia lógica dependiente de varias entradas, que activa la representación visual de luces ilustrada en las Figuras 1 y 2.
El sistema de representación visual de vehículo 1 ilustrado comprende la matriz 2 de ocho luces 10 a 17 que son lámparas de 12V 5W (o 21W), por ejemplo. La luz de freno roja tradicional se genera de la manera habitual utilizando un filtro rojo translúcido. Pares de luces 10 y 11, 12 y 13, 14 y 15 y 16 y 17 están conectadas a transistores de potencia 20, 21, 22 y 23, respectivamente. Cada lámpara está conectada a una alimentación de +12V CC y se enciende cuando el transistor de potencia pertinente se abre a la conexión a tierra. Puesto que las lámparas están conectadas en pares, tal como se ilustra, solamente se necesita una entrada al transistor pertinente 20 a 23 para encender o apagar cada par de lámparas.
El efecto de representación visual combinado de luces de aviso de frenado progresivo y la indicación de vehículo estacionario se generan, en este ejemplo, utilizando los circuitos ilustrados para abrir y cerrar transistores 20 a 23 entre las lámparas y tierra. El circuito comprende una fuente de alimentación de +12V CC (no ilustrada) y un circuito regulador 3C que genera una salida de +5V. La unidad de acelerómetro 32 y 33 es un acelerómetro del tipo de masa sísmica piezorresistente dispuesto en un puente de Wheatstone con control integral y compensación de la temperatura tal como se ilustra en la Figura 5. Esto proporciona una señal de salida proporcional a la aceleración (o desaceleración) del vehículo que se alimenta a la resistencia variable 52 y cuya señal es independiente del sistema de frenado mecánico accionado por el pedal de freno y por lo tanto, permite factores tales como un derrapamiento. Una unidad de acelerador 32 y 33 es impulsada por una tensión de salida de +12V, que se alimenta a un convertidor CC-CC 70. El convertidor 70 puede ser un dispositivo de 750mW encapsulado en miniatura que proporciona una alimentación de +12V y - 12V al amplificador de señal 71. El convertidor 70 está completamente protegido por polaridad inversa y cada uno de los conductores de entrada y salida están desacoplados utilizando condensadores electrolíticos (no ilustrados). El amplificador 71 comprende un puente de Wheatstone 72 (tal como se describe en la hoja de características de Componentes de Radio 8155 emitida con fecha noviembre de 1987, por ejemplo). El amplificador 71 puede ser un componente estándar o modificarse de modo que, en una forma específica, el amplificador 71 tenga una ganancia de 250 y un ajuste de cero desde una salida de \pm6,7V. Los ajustes de la ganancia y del cero se establecen en valores compatibles con el acelerómetro. El acelerómetro 32 puede ser de tipo Entran EGED-240-10, por ejemplo. El amplificador del medidor de deformaciones 71 se utiliza para elevar el nivel de la señal desde 10mV g a un nivel compatible con el circuito excitador de gráfico de barras 36 que podría ser 2,5V g en este ejemplo concreto. Este dispositivo, como un conjunto, tiene las ventajas de proporcionar una respuesta de estado permanente (CC), tamaño miniatura, robustez, bajo coste y facilidad de aplicación.
La salida analógica desde el acelerómetro pasa a través de un registro variable de 10k Ohmios a un circuito excitador de gráfico de barras 36 que es un dispositivo LM3914, por ejemplo, como se ilustra en la Figura 6. La variación de la ganancia y la desviación de la señal de salida desde el amplificador 33, junto con la variación del potenciómetro 52 puede utilizarse para modificar la tensión de entrada del circuito excitador 36 para cualquier desaceleración del vehículo dada. En este ejemplo, el circuito excitador 36 tiene una relación lineal de señal de salida a la entrada. De este modo, el número de luces encendidas por el sistema de aviso de freno progresivo puede seleccionarse en cuatro niveles representativos de una desaceleración del vehículo de 0,05 g a 0,02 g, de 0,3 g a 0,4 g, 0,4 g a 0,6 g y 0,6 g y mayor, por ejemplo.
Estos márgenes se proporcionan a modo de ejemplo y pueden variarse para adaptarse al tipo de representación visual utilizada. El más bajo nivel umbral que causa que se ilumine la primera luz de desaceleración es preferiblemente ajustado a un nivel tal que simplemente cambiar de velocidad no hace que se encienda la luz, sino que, en una realización preferida, permitiría que se generara una señal cuando el conductor está intencionadamente desacelerando, aunque suavemente, reduciendo la presión sobre el pedal del acelerador por ejemplo. Además el incremento de los niveles no necesita ser uniforme, como es aproximadamente el caso en el ejemplo anterior, y podría variar no linealmente, tal como, por ejemplo, de manera exponencial.
Los transistores de potencia 20 y 23 hacen que se enciendan las lámparas 10 a 17 generando una salida de nivel alto desde las puertas OR, 40 a 43, correspondientes. La entrada al transistor 20, que controla las luces centrales 10 y 11, está conectada a la puerta OR, 40. La entrada por defecto a la puerta OR, 40, es de nivel bajo, puesto que la alimentación de +5V pasa a través de una resistencia y de un inversor 44.
La salida desde el inversor 44 es de nivel alto cuando el circuito excitador 36 permite que el terminal P1 lleve a nivel bajo la entrada al inversor 44. Análogamente, el circuito excitador 36 hace que aparezca una salida de nivel alto desde los inversores 45, 46 y 47 habilitando los terminales P2, P3 y P4, respectivamente. De este modo, en el caso de desaceleración suave detectada por el acelerómetro 32, el circuito excitador 36 hace que solamente P1 genere una entrada de nivel bajo en el inversor 44. Una señal de entrada de nivel alto en la puerta OR 40 hace que aparezca una entrada de nivel alto en la base de entrada del transistor 20 que enciende así las luces 10 y 11.
Las Figuras 3 y 4 ilustran también cómo, utilizando el dispositivo 80, una señal del pedal del freno puede utilizarse para encender el par central de luces 10 y 11 cuando se presiona el pedal del freno. Esto podría utilizarse para indicar una desaceleración muy ligera por debajo del umbral prefijado del sistema de aviso de freno progresivo.
La representación visual de indicación de vehículo estacionario, descrita con referencia a la Figura 2, puede efectuarse utilizando un opto-conmutador 34 y los circuitos ilustrados en las Figuras 3, 4 y 8, que constituyen un detector del movimiento del vehículo, que mide la velocidad del vehículo, aunque para la representación visual de la indicación del vehículo estacionario solamente es esencial conocer si el vehículo está en reposo o en movimiento.
La información de que el vehículo está en reposo puede obtenerse utilizando un opto-sensor ranurado 34 unido a la parte posterior de un velocímetro del vehículo (no ilustrado). El cable de excitación del velocímetro hace girar un disco ranurado 91 alojado en una carcasa de nylon 95. El disco ranurado 91 está unido a un husillo 94 que está colocado en serie entre el velocímetro y el cable. El opto-conmutador 34 comprende un diodo LED 92 y un fotodiodo 93. Cuando gira el husillo, la luz infrarroja desde el LED 92 se oscurece de manera alternada y luego se le permite incidir sobre el fotodiodo 93. Los filtros de circuitos integrados, a la salida del fotodiodo 93, generan una onda cuadrada TTL (Lógica Transistor/Transistor) compatible limpia, cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del vehículo.
La salida de señal desde el opto-conmutador 34 se aplica a la red RC (Resistencia/Condensador) 100 ilustrada en la Figura 3. Cuando la señal es de nivel alto (+12V), el pequeño condensador de 0,1 microfaradios se carga rápidamente a través de la primera resistencia de 10 kilo-Ohmios. A medida que la tensión de la señal cae a cero, la corriente almacenada en el pequeño condensador se descarga a través de la ruta de menor resistencia; en este caso, a través del diodo y hacia el condensador de 100 microF relativamente grande. Sin un potencial aplicado a través del condensador, sin embargo, la carga se fuga a través de la resistencia de 10 kilo-Ohmios puesto que no puede retroceder a través del diodo. Siempre que la frecuencia de la onda cuadrada sea suficientemente baja, la carga en el condensador de 100 microF se fuga casi completamente antes de cargarse una vez más. La tensión vista por el terminal positivo en el comparador 25 (tal como el dispositivo 339 por ejemplo) será prácticamente cero con pequeños picos alrededor de 12MV a medida que se bombea cada paquete de carga. A medida que aumenta la frecuencia, el pequeño condensador bombea cantidades de carga más pequeñas hacia el condensador grande, elevando así el potencial a través de dicho condensador y de este modo, también hace más alta la tensión en el terminal del comparador 25. En esta ocasión, la frecuencia es tal que la carga no ha tenido suficiente tiempo para la fuga a través de la segunda resistencia, por lo que la carga en el condensador grande se incrementa con cada cantidad de carga que se le proporcione. Transcurridos varios ciclos, el sistema alcanzará un equilibrio y una tensión estable estará presente en el terminal positivo del comparador, incrementando la tensión en la misma proporción que la velocidad del vehículo.
El comparador 25 tiene una tensión de referencia ajustada por el divisor de tensión 53 aplicado a su entrada negativa. Cuando el terminal positivo está por debajo de la tensión de referencia, la salida del comparador 25 se mantiene a nivel alto mediante la activación de la alimentación de 5V. Por encima de la tensión de referencia, el comparador 25 lleva su salida a masa. Los componentes en la red RC 100 y la referencia de tensión se ajustan de modo que la transición se produzca a velocidades del vehículo muy bajas próximas al reposo. De este modo, una señal binaria está disponible para el sistema de control indicando la presencia de "vehículo estacionario" (nivel lógico 1) o "vehículo no estacionario" (nivel lógico 0).
Los componentes mecánicos del dispositivo opto-conmutador se ilustran en las Figuras 9 A a H. La Figura 9A ilustra una vista en alzado extrema desde el lado del cable y la Figura 9B es una vista en alzado lateral en sección a lo largo del eje A-A de la parte de carcasa 95A. La Figura 9C ilustra una vista en alzado extrema desde el extremo del velocímetro y la Figura 9D es una vista en alzado lateral seccional a través del eje B-B de la parte de carcasa 95B. La Figura 9E ilustra una vista en alzado lateral del husillo 94, mientras que la Figura 9F es una vista en alzado extrema de ese mismo componente. La Figura 9G es una vista en alzado extrema del disco ranurado 91 y la Figura 9H es una vista de un resorte circular utilizado para completar el montaje.
El dispositivo opto-conmutador se proporciona a modo de ejemplo solamente y se considera que la representación visual de indicación de vehículo estacionario puede habilitarse utilizándose datos de entrada para cualquier forma de detección estacionaria tal como desde un velocímetro electrónico o desde un sistema antibloqueo de frenos (ABS). Con respecto a este último es posible modificar los componentes de ABS de más frecuente uso actual para proporcionar la información requerida por el sistema de representación visual en las funciones de PBW y VSI. Los sistemas de frenado anti-bloqueo suelen comprender un dispositivo conectado a un cubo de rueda, cuyo dispositivo gira con la rueda para proporcionar una señal electrónica proporcional a la velocidad de rotación de la rueda, por ejemplo utilizando una técnica inductiva electromagnética. Para los fines del ABS, solamente se requiere conocer si se bloquea la rueda. Sin embargo, para los fines del sistema de representación visual actual, se necesita una mayor información sobre la velocidad del vehículo para que se pueda calcular la desaceleración. Por lo tanto, una modificación del dispositivo inductivo del ABS puede realizarse para proporcionar información adecuada, examinada más adelante, en la señal de salida del dispositivo.
En el sistema VSI aquí descrito, un generador de onda cuadrada 37 dispara un contador 38 que es un dispositivo 74161 por ejemplo. Utilizando las puertas AND, 24a y 24b, solamente cuando las salidas desde el comparador 25 y del oscilador 37 están a nivel alto y el sensor de proximidad 60 (descrito más adelante) está a nivel bajo, entonces la entrada de reloj al contador 38 es de nivel alto. Aunque el vehículo esté estacionario, el ritmo de conteo viene determinado por el oscilador 37 que puede configurarse para generar un intervalo de tiempo específico entre el cambio de señales de representación visual ilustrado en las Figuras 2A a D.
El contador 38 genera una salida binaria desde 0 a 4 que se alimenta al desmultiplexor 39, que es un dispositivo 74138 por ejemplo. el desmultiplexor genera salidas de niveles alto y bajo en los terminales M1, M2, M3 y M4 dependientes de la señal de salida desde el contador 38. Los terminales M1, M2, M3 y M4 están conectados a un terminal de entrada de puertas AND 48, 49, 59 y 51, respectivamente. La otra entrada a las puertas AN D48 a 51 se toma desde la salida del comparador 25 y del sensor de proximidad 60 en la puerta 24a que es así la señal de salida que permite la representación visual animada de indicación de vehículo estacionario.
Las salidas desde las puertas AND 48 a 51 están conectadas a una entrada de puertas OR 40 a 43 anteriormente descrita con respecto a las representaciones visuales de aviso de frenado progresivo. Cuando se detiene el vehículo, la entrada a las puertas OR, 40 a 43, desde los inversores 44 a 47, estará a nivel bajo puesto que no existe ningún cambio en la velocidad para generar una salida de señal desde el acelerómetro 32. De este modo, cuando cualquiera de las entradas a las puertas OR 40 a 43 desde las puertas AND 48 a 51 pasa a nivel alto, se encenderá el par correspondiente de luces. La representación visual cíclica animada, descrita con referencia a la Figura 2, se efectúa mediante la temporización del oscilador 37 y la secuencia de conmutación generada por el multiplexor 39. La secuencia de representación visual puede variarse fácilmente modificando estos componentes o, en realidad, configurando de manera diferente el circuito eléctrico, por ejemplo, cableando lámparas individuales y no pares de lámparas.
La terminación de la representación visual animada de vehículo estacionario puede conseguirse de diversas formas, tales como utilizando el sensor de proximidad 60 ilustrado en las Figuras 3, 4, 10, 11 y 12, por ejemplo. Una pluralidad de dispositivos podría utilizarse, tales como sistemas de infrarrojos, ópticos, de microondas o de radar, sin embargo aquí se describe un dispositivo ultrasónico puesto que, entre otras cosas, se encuentra fácil para su resistencia a la intemperie y tiene pequeñas dimensiones y bajo coste. El transductor ultrasónico 61 puede ser un pequeño transductor de 26kHz (por ejemplo de 25 mm) con un alcance máximo de 9 metros cuando se utiliza con una pequeña bocina direccional, por ejemplo. El sensor de proximidad 60 incluye un módulo de alcance remoto 62 que excita el transductor 61 y filtra la salida desde este último. El módulo 62 proporciona una salida de enclavamiento digital etiquetada C en la Figura 11. Cuando se dispara el transductor, el cerrojo se conmuta a nivel bajo. Permanece a nivel bajo hasta que se recibe el primer eco en cuyo momento se conmuta a nivel alto. Permanece a nivel alto hasta que vuelve a dispararse a nivel bajo por la iniciación del siguiente punto de disparo (A en la Figura 11). Si el objeto está fuera del alcance del sensor 60 (a una distancia mayor de 9 metros en este ejemplo), entonces el circuito cerrojo no se conmuta a nivel alto por el eco de retorno. En este caso, el disparador conmuta el circuito cerrojo a nivel alto momentáneamente y luego vuelve a nivel bajo. Siendo la anchura del pulso similar a la del disparador en aproximadamente 180 microsegundos, por ejemplo, como se ilustra en la Figura 11. La duración del pulso de nivel bajo desde el circuito de cerrojo proporciona un medio para calcular la distancia de un objeto, en este caso un vehículo que marcha detrás.
La señal de enclavamiento digital se utiliza para activar un dispositivo monoestable 63, tal como un 74123 dual "reseteable" (reactivable en su condición inicial), que funciona a nivel alto. La salida del circuito de enclavamiento, o cerrojo, está unida a la tensión de +5V como un estado de nivel lógico alto y cuando se conmuta por el módulo 62, la salida del circuito de enclavamiento se lleva a masa, con un nivel lógico bajo; de no ser así, la salida es de nivel lógico alto. Por lo tanto, la salida del circuito de enclavamiento es compatible con la lógica de 5V TTL en la caja de control 3. La salida total se aplica a la entrada "A" del primer monoestable 63 como se ilustra en la Figura 12. Cada vez que se dispara el transductor, el flanco de bajada del circuito de enclavamiento establece el nivel alto monoestable como se ilustra en la traza D de la Figura 11. El circuito de temporización monoestable está calibrado de modo que efectúa la reposición del circuito monoestable 63 transcurrido un período de 0,018 segundos, que corresponde a un alcance de aproximadamente 3 metros desde el transductor. Es decir, un total de 6 metros recorrido por el sonido a 330m/s. El período de la frecuencia de repetición de pulsos PRR se establece en 0,06 segundos (es decir, mayor que el equivalente en tiempo de la longitud de la ruta del recorrido del sonido) en este ejemplo. El circuito monoestable 63 puede ser un dispositivo DM74LS123, por ejemplo, donde el retardo Tw = 0,37 Cx Rx es tal que para C1 = 10 microfaradios y R1 = 10 kilo-Ohmios variable y R2 = 2,2 kilo-Ohmios según se ilustra en la Figura 12, Tw = 0,008 a 0,0452 segundos que proporciona un alcance de 1,34 a 7,45 metros. La selección del retardo Tw = 0,018 segundos es, por lo tanto, solamente dada a modo de ejemplo para detección de vehículos hasta aproximadamente 3 metros desde el transductor 61.
La salida del circuito de enclavamiento digital desde el módulo 62 y la salida desde el circuito monoestable 63 están acopladas utilizando una puerta lógica AND. La salida de esta puerta proporciona así un estado de nivel lógico alto si se detecta un vehículo con el alcance especificado, tres metros en este ejemplo, como se ilustra en la traza E de la Figura 11. Esta señal de pulso se alimenta a la entrada "B" de un segundo dispositivo monoestable 64, de nuevo un dispositivo 74123 por ejemplo. El período de retardo del dispositivo 64 se establece para estar en correspondencia con aproximadamente un 110% del período de PRR.
De este modo, en tanto que un vehículo esté dentro del alcance (3 metros en este ejemplo), la salida del segundo circuito monoestable 64 permanece a nivel alto. Si el vehículo seguidor se desplaza fuera del alcance, entonces el circuito monoestable 64 no es reactivado y vuelve a nivel bajo transcurridos 0,066 segundos (110% del período PRR) y permanece a nivel bajo hasta que un vehículo vuelva a detectarse en el alcance. De este modo, una señal binaria aparece a la salida del sensor de proximidad 60 indicando la presencia de vehículos a menos de 3 metros detrás (nivel lógico alto) o un vehículo o vehículos a mayor distancia de 3 metros detrás (nivel lógico bajo). Esto se ilustra como traza F en la Figura 11.
La salida desde el sensor de proximidad 60 se invierte y alimenta a la puerta AND 24a que tiene también como entrada la salida procedente del comparador 25. Si se detiene el vehículo y no existe ningún vehículo dentro del alcance del sensor 60, entonces ambas entradas a la puerta 24a estarán a nivel alto y se activa la representación visual animada en la forma anteriormente descrita.
La salida desde el sensor de proximidad 60 se alimenta también a la puerta AND 24C a la que se aplica también la salida desde el comparador 25. Si el vehículo está en reposo y existe un vehículo dentro del alcance establecido, entonces las entradas a la puerta AND, 24C, estarán a nivel alto y se encenderá el par de luces exteriores 16 y 17 hasta el momento en que el vehículo situado detrás salga del alcance o lo que es evidentemente más probable, el vehículo con el sistema de representación visual 1 comience a moverse, en cuyo caso se desactiva completamente el indicador de vehículo estacionario.
También se considera que mientras un acelerómetro 32 y un opto-conmutador 34 se utilizan en este ejemplo, es posible hacer uso de un sistema antibloqueo de frenos (ABS) del vehículo y los sensores de velocidad de las ruedas en un sistema de representación visual según la invención. Es posible medir continuamente la velocidad de un vehículo desde esta fuente (o en realidad, cualquier dispositivo de medición de la velocidad del vehículo independiente) y de este modo, calcular la aceleración utilizando una referencia de tiempo. Entonces sería posible utilizar esta fuente para excitar el circuito lógico tal como se describe para encender y apagar las luces 10 a 17 de conformidad con la secuencia descrita con respecto a las Figuras 1 y 2. Esta técnica tiene la ventaja de que sustancialmente utiliza un sistema ya instalado para generar datos pertinentes del vehículo con independencia del propio sistema de frenado real. Por lo tanto, puede incorporarse fácilmente durante la fabricación y tiene la ventaja de reducir el coste del propio sistema de representación visual. Sin embargo, como se describió anteriormente, puede necesitarse alguna modificación de los dispositivos ABS actualmente disponibles para poder concretamente mejorar la señal generada utilizando dicho dispositivo. En particular, puede ser necesario incrementar la tasa de muestreo del dispositivo ABS para poder proporcionar una señal de variabilidad suficiente para permitir que se distingan márgenes prefijados de desaceleración/aceleración. En una realización preferida, el sistema de representación visual actual derivaría datos de entrada desde los dispositivos ABS unidos a ruedas diagonalmente opuestas en un vehículo. Además, en dispositivo ABS y un sistema de referencia de tiempo, como se acaba de describir, podría utilizarse para proporcionar una señal a una unidad de representación visual, que es indicativa del desplazamiento del vehículo a velocidad constante o acelerando. La representación visual para este último podría estar constituida por una matriz de luces verdes, por ejemplo, cuyo número de activadas dependerá de la magnitud de la aceleración.
También se considera la posibilidad de que un indicador de representación visual para presentar una señal PBW o VSI al conductor puede instalarse en vehículos para ser visibles al conductor del mismo, donde el indicador de la representación visual I es sensible a un medio de detección de movimiento del vehículo o a un medio de detección por un vehículo de la desaceleración producida en otro vehículo. De este modo, un indicador de representación visual en un vehículo a la cola podría recibir una señal de radio desde un vehículo precedente, cuya señal contiene información sobre el estado de movimiento del vehículo situado delante.
El indicador de representación visual comprendería, por lo tanto, un receptor de radio y medios para distinguir la señal del vehículo inmediatamente precedente cuando se presenta con varias señales de varios vehículos precedentes o para terminar la representación visual para no poder presentar información errónea a un conductor, en las circunstancias de que se reciban varias señales por el receptor de radio.
Otra realización de la presente invención se describirá ahora utilizando los correspondientes números de referencia a los de figuras precedentes, donde sea apropiado para los elementos correspondientes.
La Figura 14 ilustra, de manera esquemática, un vehículo objetivo 101 en donde se ha montado un sistema de representación visual 1 de conformidad con la presente invención. El sistema de representación visual 1 comprende una matriz 2 de luces rojas montadas en una parte posterior 102 del vehículo objetivo 101 de modo que se extiendan transversalmente en una hilera horizontal del vehículo objetivo, para ser así claramente visibles por el conductor de un vehículo seguidor 103.
Además de las luces de freno normales (no ilustradas) del vehículo objetivo 101, este último está provisto de una luz de parada roja (CHMSL) 104 montada en la parte central superior.
Un sensor de proximidad 60 está montado en la parte posterior 102 de modo que esté situado frente a la parte posterior y comprende un dispositivo de microondas apto para emitir un haz estrecho de microondas 105 para detectar la presencia del vehículo seguidor 103 y para determinar el alcance r entre el vehículo seguidor y la parte posterior 102 del vehículo objetivo 101.
Un transmisor de radio 106 está también montado enfrente de la parte posterior 102 y es apto para emitir una transmisión direccional para su recepción por un receptor de radio 107 montado en el vehículo seguidor 103. El vehículo seguidor 103 está provisto de un indicador montado en el salpicadero 108 que es sensible a las señales recibidas a través del receptor de radio 107 para proporcionar al conductor del vehículo seguidor una indicación visual en el salpicadero correspondiente a una indicación visual proporcionada por la matriz 2 de lámparas. El indicador del salpicadero puede comprender, por lo tanto, una matriz miniatura de luces o cualquier forma de representación visual que proporciona una representación iluminada de una matriz de lámparas.
Como se ilustra en la Figura 14, tanto el vehículo objetivo 101 como el vehículo seguidor 103 tienen los correspondientes equipos de modo que el vehículo objetivo esté provisto de un receptor de radio 107', un indicador montado en el salpicadero 108' y el vehículo seguidor está provisto de un transmisor de radio 106', una matriz de lámparas 2', una luz CHMSL 104' y un sensor de proximidad 60'. Se considera la posibilidad de que el equipo anterior debe ser un equipo estándar en todos dichos vehículos en una situación de tráfico dada.
Como se ilustra en la Figura 15, el sistema de representación visual 1 basa su funcionamiento en un microprocesador 110 que recibe una entrada desde un sensor de velocidad 109 del vehículo objetivo 101 que determina la velocidad v del vehículo objetivo derivada de la velocidad de rotación de las ruedas en carretera. En esta realización, el sistema de frenado ABS del vehículo objetivo incluye un sensor de efecto Hall, cuya salida es procesada por circuitos que forman parte del sensor de velocidad 109 para proporcionar una señal representativa de la velocidad en carretera al microprocesador 110.
El microprocesador 110 está conectado también al conmutador del pedal del freno 81 de modo que reciba una entrada B representativa de si el pedal del freno está accionado o liberado.
El microprocesador 110 recibe también una entrada desde el sensor de proximidad 60, representativa del alcance r del vehículo seguidor.
El microprocesador 110 muestrea los datos de entrada a un ritmo de 1000 ciclos por segundo y es apto para actualizar el control del circuito excitador de las lámparas 111 a esta misma velocidad, definiendo así el tiempo de respuesta del sistema representador visual 1 en 0,001 segundos.
El microprocesador 110 proporciona una salida a un circuito excitador de lámparas 111 que es apto para suministrar, de manera selectiva, energía eléctrica a cada una de las lámparas que forman la matriz 2, siendo el microprocesador apto para efectuar la conmutación de las lámparas a través del circuito de excitación de lámparas para crear patrones visuales que definen una serie de modos de representación visual distintos a lo que se hace referencia a continuación con respecto a un parámetro del modo de representación visual M que tiene valores de 0, 1, 2 ó 3. Los correspondientes datos que definen el modo de representación visual están también a la salida del microprocesador 110 al transmisor de radio 106 para reconstituirse en el receptor de radio 107 y visualizarse en el indicador montado en el salpicadero 108.
La luz CHMSL 104 se activa con independencia del microprocesador 110 y del circuito de excitación de las lámparas en respuesta al accionamiento del conmutador del pedal del freno 81.
A continuación se describirán los modos de sistemas de representación visual disponibles. Cuando el vehículo objetivo 101 está prosiguiendo a su velocidad y no desacelerando, se apaga cada una de las lámparas en la matriz 2, definiendo M = 0 el estado OFF del sistema de representación visual. En este estado, la luz CHMSL 104 puede encenderse al accionar el pedal del freno, siendo independiente la luz CHMSL de la matriz 2 y activarse al unísono con las luces de freno tradicionales (no ilustradas) del vehículo objetivo 101.
En un primer modo del sistema de representación visual, M = 1, la matriz 2 de lámparas se excita de una manera que genere una representación visual de aviso de freno progresivo (PBW), en el que el número de lámparas encendidas se incrementa con la mayor magnitud de la desaceleración. Como se ilustra en la Figura 16, una desaceleración suave hace que se iluminen un par central de luces 10 y 11. Si se incrementa la tasa de desaceleración, se enciende también un segundo par de lámparas 12 y 13. Un nuevo incremento de la desaceleración hace que se ilumine un tercer par 14 y 15 y por último, una desaceleración indicada máxima corresponde al encendido adicional de un par exterior de lámparas 16 y 17.
Por lo tanto, en las pantallas A, B, C y D, respectivamente, de la Figura 16 se indican los niveles de aviso primero, segundo, tercero y cuarto, del estado de movimiento como de desaceleración. La luz CHMSL 104 se ilustra como encendida en la Figura 16 en cada una de estas presentaciones visuales, aunque éste no tiene que ser necesariamente el caso. Si, por ejemplo, se efectuó la desaceleración de forma distinta a mediante el accionamiento del pedal del freno.
El indicador visual PBW será fácilmente observado por el conductor del vehículo seguidor 103, siendo la naturaleza de la indicación visual tal que transmita inmediatamente al conductor del vehículo seguidor la gravedad de la desaceleración del vehículo objetivo 101, permitiendo así al conductor del vehículo seguidor tomar la acción adecuada de frenado o evasiva. Una correspondiente indicación visual se presenta al conductor del vehículo seguidor por medio del indicador montado en el salpicadero 108.
Un segundo modo del sistema de representación visual, M = 2, se ilustra en la Figura 17 en la que configuraciones de iluminación A, B, C, D y E se muestran, de manera secuencia y cíclica, para proporcionar una indicación de vehículo estacionario (VSI) para indicar al conductor del vehículo seguidor 103 que el vehículo objetivo 101 está estacionario o casi estacionario, para poder avisar así al conductor sobre un posible peligro. Esta indicación visual animada se proporciona encendiendo las lámparas y desactivando secuencialmente pares seleccionados de lámparas para crear una configuración que se desplaza cíclicamente, de manera simétrica hacia fuera, desde la parte central de la hilera a las partes extremas izquierda y derecha de esta última. El ciclo comienza en el modelo A de la Figura 17 donde están desactivadas las lámparas centrales 10 y 11, desplazándose luego al modelo B donde están desactivadas las lámparas del segundo par, 12 y 13, estando también desactivado el tercer par 14 y 15 en el modelo C y el par exterior 16 y 17 desactivado en el modelo D. El modelo E de la Figura 17 visualiza simultáneamente todas las luces y es seguido por el modelo A para repetir el ciclo.
Este ciclo de configuraciones proporciona la apariencia de movimiento desde el centro a las extremidades izquierda y derecha y proporciona al observador una percepción de las luces creciendo hacia el observador. Dicha representación visual tiene un efecto de captación de la atención intencionadamente alto.
Un tercer modo de sistema de representación visual, M = 3, se ilustra en la Figura 17 por el modelo F, que se mantiene continuamente para proporcionar una indicación visual estática en la que solamente se enciende el par exterior 16 y 17 de las lámparas. El tercer modo del sistema de representación visual se utiliza para indicar al conductor del vehículo seguidor que el vehículo objetivo permanece estacionario o casi estacionario, siendo el tercer modo del sistema de representación visual adoptado en situaciones donde el vehículo seguidor es detectado como estando en estrecha proximidad con el vehículo objetivo y es apropiado para discontinuar la representación visual animada del segundo modo del sistema de representación visual para poder reducir así el número de lámparas encendidas, reduciendo así la probabilidad de causar molestias o somnolencia al conductor del vehículo seguidor. Por lo tanto, resulta evidente que ambos modos del sistema de representación visual, segundo y tercero, proporcionan indicaciones visuales VSI y las correspondientes indicaciones visuales se proporcionan por el indicador montado en el salpicadero 108.
Los modos del sistema de representación visual, segundo y tercero (M = 2, M = 3), proporcionan la primera y segunda indicaciones, respectivamente, del estado de movimiento del vehículo objetivo que está en reposo, quedando entendido que las indicaciones de "estado estacionario" son apropiadas para la velocidad del vehículo de cero o próxima a cero.
Las anteriores presentaciones visuales son cada una reconocibles, de manera inequívoca entre sí y han sido seleccionadas para ser inmediatamente reconocibles como diferentes de cualquier otra representación visual de vehículo existente. Las representaciones visuales de PBW y VSI se han diseñado para ser entendidas, de manera intuitiva e instantánea, por el conductor de un vehículo seguidor 103, aun cuando el conductor nunca antes haya estado expuesto a dichas representaciones visuales.
El funcionamiento del sistema de representación visual en el primer modo del sistema M = 1 se ilustra en las Figuras 18 y 19. La Figura 18 proporciona un gráfico superior de aceleración f con respecto al tiempo para el vehículo objetivo, siendo determinada la aceleración f mediante el cálculo del microprocesador 110 basado en los valores de entrada de la velocidad v según se mide por el sensor de la velocidad 109. La parte inicial del gráfico ilustra la aceleración f que disminuye bruscamente desde aceleración positiva a un valor negativo en respuesta a un fuerte frenado durante el cual se acciona el conmutador del pedal del freno 81. Cuando la magnitud de la desaceleración es igual a un umbral f_{1A}, el modo del sistema cambia desde 0 a 1 tal como se ilustra en la parte inferior de la Figura 18 en el gráfico de M en función del tiempo. La matriz 2 de lámparas es activada de modo que se visualice el modelo A de la Figura 16, cuyo modelo consiste en el encendido de las lámparas 10 y 11. A medida que la desaceleración se incrementa a un nuevo umbral F_{1B}, la representación visual cambia al modelo B de la Figura 16, en el que se encienden las lámparas adicionales 12 y 13. Una desaceleración creciente para cruzar los umbrales F_{1C} y F_{1D} cambia similarmente el modelo a C y D de la Figura 16.
En el ejemplo de la Figura 18, la tasa de desaceleración se inicia posteriormente para disminuir (es decir, la aceleración f se incrementa de nuevo hacia 0) de modo que se cruzan un segundo conjunto de umbrales F_{2D} a F_{2A} inclusive cambiando así la representación visual al modelo C, B y A y por último, para apagar las lámparas de la matriz cuando se cruza el umbral F_{2A}, es decir, cuando M se repone a 0. Los umbrales F_{2A} a F_{2D} del segundo conjunto corresponde a los niveles de desaceleración más bajos que los correspondientes umbrales de la serie F_{1A} a F_{1D}, respectivamente (es decir, |F_{2A}| < |F_{1A}|, etc.) según se ilustra con mayor detalle en la Figura 19. Asimismo, cada uno de los valores umbral F_{1A} a F_{2D} dependerá del valor de velocidad v del vehículo objetivo. Las amplitudes de los umbrales son linealmente proporcionales a v según se ilustra en las partes izquierda y derecha de la Figura 19, ilustrando la parte de la izquierda los umbrales F_{1A} a F_{2D} correspondientes a v = 50 mph y la parte derecha de la Figura 19 ilustrando los correspondientes umbrales en v = 15 mph.
Las diferencias entre los umbrales F_{2A} a F_{2D} y F_{1A} a F_{1D} se proporcionan para evitar una conmutación excesiva entre modelos de la representación visual PBW resultantes de pequeñas fluctuaciones en el nivel de desaceleración. La dependencia de la magnitud umbral en función de la velocidad v compensa automáticamente la necesidad de proporcionar un nivel más significativo de aviso al conductor del vehículo seguidor durante las maniobras a alta velocidad en comparación con el nivel menos significativo de aviso necesario en situaciones de tráfico móvil relativamente lentas.
La Figura 20 ilustra, de manera gráfica, la manera en la que la representación visual VSI es activada dependiendo del valor de la velocidad v del vehículo objetivo. La parte superior de la Figura 20 ilustra la variación de la velocidad v en función del tiempo para el vehículo objetivo en situación de desacelerar hasta la parada y posteriormente volviendo a acelerar. El sistema de representación visual está inicialmente en el primer modo del sistema de representación visual M = 1, en el que la representación visual PBW se activa de acuerdo con el valor de la desaceleración. Esto se indica por la parte inferior de la Figura 20 en la que se ilustra de manera gráfica el valor de M. Cuando el valor de la velocidad v disminuye para cruzar un primer umbral de velocidad V_{1}, correspondiente al estado casi estacionario del vehículo objetivo, esta situación se detecta por el software del microprocesador que cambia el modo del sistema para iniciar la representación visual VSI (M = 2) de conformidad con la secuencia anteriormente descrita con referencia a la Figura 17, visualizando de forma cíclica los modelos A hasta E. Posteriormente, el vehículo objetivo se hace verdaderamente estacionario cuando la velocidad v = 0, M = 2, se sostiene a través de todo este período en el ejemplo examinado.
Más adelante, el vehículo objetivo se pone en movimiento con una velocidad v en incremento progresivo y pasando a través de un segundo umbral de velocidad V_{2}. Esta situación se detecta por el software del microprocesador que efectúa la reposición del modo del sistema de representación visual a "OFF" (M = 0), siendo así interrumpida la representación visual VSI. Esta representación visual VSI puede activarse con independencia de que se accione el conmutador del freno 81.
En la realización preferida de la presente invención, V_{1} = 2 mph y V_{2} = 5 mph.
La Figura 21 ilustra, de forma gráfica, la manera en la que la representación visual VSI depende del valor medido del alcance r entre el vehículo seguidor y el vehículo objetivo. La parte superior de la Figura 21 ilustra un ejemplo de cómo r varía con el tiempo en una situación en la que el vehículo objetivo es inicialmente estacionario. El vehículo seguidor está inicialmente fuera del alcance del dispositivo de proximidad, luego se aproxima desde la parte posterior en estrecha proximidad y luego el vehículo objetivo se aleja lentamente a una velocidad menor que V_{2}, como en el caso de una cola de tráfico.
Tal como se ilustra en la parte superior de la Figura 21, el valor medido del alcance r está inicialmente a un valor máximo correspondiente a que no se haya detectado ningún vehículo seguidor. El valor medido del alcance r comienza a disminuir a 0 cuando el vehículo seguidor entra dentro del alcance del sensor de proximidad y disminuye progresivamente hasta que se cruza un primer umbral de alcance R_{1}. Llegado a este punto, el parámetro M del modo del sistema, como se ilustra en la parte inferior de la Figura 21, cambia de M = 2 (correspondiente al vehículo objetivo estacionario y estando en curso la representación visual animada) a M = 3, cambiando así la representación visual de VSI al patrón F de la Figura 17 en el que el par exterior de lámparas 16 y 17 permanecen continuamente encendidas en una representación visual estática.
Posteriormente, el vehículo objetivo se para y el valor medido del alcance r se incrementa a un segundo umbral de alcance R_{2} iniciando así un nuevo cambio en el valor de M desde M = 3 a M = 2. La representación visual VSI animada se reanuda mientras el vehículo objetivo se desplaza con lentitud hacia delante a una velocidad inferior a V_{2}. Si, como alternativa, el vehículo objetivo hubiera acelerado a una velocidad mayor que V_{2} en el momento de cruce por el umbral de alcance R_{2}, entonces el parámetro del modo del sistema M cambiaría a M = 0, desactivando la representación visual. En la realización preferida, R_{1} = 10 pies y R_{2} = 20 pies.
Haciendo R_{2} mayor que R_{1}, el sistema de representación visual es capaz de tolerar las situaciones de cola de tráfico en las que el vehículo objetivo se desplazará repetidamente hacia delante a una nueva posición parada y el vehículo seguidor le seguirá consecuentemente. En dichas situaciones de cola de tráfico, es deseable evitar una innecesaria reversión a la representación visual VSI animada puesto que la visión repetida de la presentación VSI animada en estrecha proximidad podría causar molestias al conductor del vehículo seguidor y ello es innecesario.
El valor de V_{2} se hace mayor que V_{1} por razones similares, es decir, para permitir que la representación visual VSI se sostenga durante el movimiento lento del vehículo objetivo mientras que todavía se permite que V_{1} sea relativamente baja para poder iniciar la representación visual VSI solamente cuando el vehículo objetivo esté parado.
En la Figura 22 se ilustra, de manera esquemática y simplificada, un diagrama de flujo de software utilizado en el microprocesador 110 para poder conseguir el procedimiento de funcionamiento anteriormente descrito.
Una etapa de iniciación 112 define un parámetro del estado de movimiento del vehículo S a 0, estableciendo así el supuesto de que el vehículo objetivo está estacionario cuando el microprocesador comienza a ejecutar el proceso. La etapa de decisión 113 prueba si el parámetro del estado de movimiento del vehículo tiene un valor S=1 ó 0, S=1 correspondiente al vehículo en movimiento y la transición desde S=0 a S=1 produciéndose cuando la velocidad medida v excede el segundo umbral de velocidad V_{2} en la etapa de decisión 114. La transición desde S=1 a S=0 se produce cuando la velocidad medida v es menor que el primer umbral de velocidad V_{1} en la etapa de decisiones 115.
El valor de la aceleración f se calcula en la etapa 116 y se compara con el valor anterior de f para determinar si f está en incremento, es decir, si el nivel de desaceleración está disminuyendo. Si la etapa de decisión 117 determina que f es negativa y decreciente, es decir, se produce una desaceleración creciente, el valor de f se compara con los primeros umbrales de aceleración F_{1A} a F_{1D} en la etapa de comparación 118 para seleccionar el nivel adecuado A, B, C, D de la indicación visual PBW. Sin embargo, si f es creciente y negativa, es decir, está decreciendo el nivel de desaceleración, f se compara con los segundos umbrales de aceleración F_{2A} a F_{2B} en la etapa de comparación 119 y se ajusta consecuentemente el nivel de aviso correspondiente al nivel A, B, C, D de la representación visual en la Figura 16.
La etapa de comparación 118 representa una subrutina que permite que el nivel A, B, C, D de la indicación visual PBW indique los niveles crecientes de PBW, que están limitados a un solo nivel de transición en cada ciclo de 0,001 segundos del microprocesador, es decir, en cada ciclo las transiciones permitidas son OFF a A, A a B, B a C y C a D. Por lo tanto, la iniciación de la representación visual PBW será siempre progresiva.
Sin embargo, la etapa de comparación 119 representa una subrutina que permite cualquier transición entre niveles de PBW, de modo que, por ejemplo, la representación visual pueda desactivarse en un solo ciclo.
En el sistema anteriormente descrito, la representación visual PBW puede activarse solamente si se acciona el conmutador del freno 81, siendo esto último decidido en la etapa de decisión 120.
Esta dependencia del funcionamiento del conmutador del freno es un requisito de la legislación actual en algunos territorios, sin embargo, en condiciones ideales, se eliminaría la dependencia con el accionamiento del freno.
Una nueva etapa de decisión 121 se proporciona para comprobar si el parámetro del tipo del sistema es T = 1 ó 0, correspondiendo T = 1 al sistema anteriormente descrito en el que el conmutador del freno 81 tiene una influencia anuladora sobre la representación visual de PBW. Para eliminar esta característica, el software puede adaptarse estableciendo T = 0, de modo que se eluda la etapa de decisión 120. El valor de T se introduce en el microprocesador mediante un conmutador de llave accesible al usuario para permitir así que el sistema se adapte para el funcionamiento de acuerdo con la legislación local, es decir, de conformidad con la legislación local que exige que el conmutador del freno tenga un efecto anulador sobre cualquier indicación de desaceleración para los conductores de los vehículos seguidores.
Para situaciones en las que el parámetro del estado de movimiento del vehículo es S = 0, es decir, el vehículo es verdaderamente estacionario o casi estacionario, según se definió anteriormente con referencia a la Figura 20 y con referencia a los umbrales de velocidad V_{1} y V_{2}, el valor medido del alcance r entre el vehículo seguidor y el vehículo objetivo se compara con el umbral de alcance R en la etapa de decisión 122 (el diagrama de flujo está aquí simplificado para omitir una subrutina que determina el valor de R como R_{1} o R_{2} según se describió anteriormente con referencia a la Figura 21). Si como resultado de esta comparación, se determina que el vehículo seguidor está dentro del alcance de proximidad definido, la representación visual animada de VSI se inicia en la etapa de proceso 123 para proporcionar así una indicación visual de que el vehículo objetivo está estacionario. Si no se detecta ningún vehículo seguidor dentro del umbral de proximidad anteriormente definido, la representación visual estática de VSI se inicia en la etapa de proceso 124 (el diagrama de flujo se simplifica aquí todavía más para omitir una subrutina que impide que la representación visual animada de VSI cambie a la representación visual estática de VSI hasta que se hayan completado tres ciclos completos de la representación visual animada).
Las Figuras 23 a 25 ilustran configuraciones alternativas de lámparas para su uso de acuerdo con la presente invención para proporcionar las indicaciones visuales de VSI y PBW.
En la Figura 23, las lámparas 10 a 17 forman una matriz lineal horizontal 2 correspondiente a la matriz 2 de la Figura 16, pero en la que la luz CHMSL 104 tiene un desplazamiento vertical en relación con las lámparas restantes para conseguir así una prominencia visual. En la Figura 24 se varía la configuración para incluir a la luz CHMSL 104 en una relación co-lineal con las lámparas restantes 10 a 17. A diferencia de la configuración de la Figura 16, sin embargo, no existe ningún desplazamiento longitudinal entre la luz CHMSL 104 y las lámparas 11 a 17, de modo que, cuando no están encendidas, las lámparas aparecen para formar una matriz lineal uniforme.
La Figura 25 ilustra una configuración alternativa en la que las lámparas 10 a 17 están agrupadas como respectivas columnas verticales a la izquierda y derecha de lámparas con la luz CHMSL en situación intermedia y por encima de las columnas. Durante la indicación visual de PBW, las lámparas 10 a 17 se encienden progresivamente en pares y en una dirección ascendente para indicar progresivamente los niveles de desaceleración crecientes.
Otra realización alternativa se describirá ahora con referencia a la Figura 26 utilizando las correspondientes referencias numéricas a las de las figuras anteriores, donde sea apropiado para elementos correspondientes.
La Figura 26 ilustra un sistema de representación visual 130 en el que un circuito excitador de lámpara 111 excita una matriz 2 de lámparas 10 a 17 y una lámpara de parada central, es decir, la luz CHMSL 104.
El microprocesador 110 activa la luz CHMSL 104 siempre que se accione el freno de servicio del vehículo, según se detecta por el conmutador del freno 81, proporcionando así la representación visual de frenado familiar en la que se enciende la luz CHMSL 104 siempre que se iluminen las luces de frenado del vehículo. Sin embargo, la luz CHMSL 104 es además capaz de encenderse bajo el control del software en el microprocesador 110, de modo que se incluya como parte de la representación visual de PBW proporcionando una indicación del estado de movimiento como siendo de desaceleración, proporcionando la representación visual animada una primera indicación del estado de movimiento como siendo estacionario y proporcionando la representación visual estática la segunda indicación del estado de movimiento como siendo estacionario cuando el vehículo seguidor esté en la proximidad del vehículo objetivo. El hecho de que se incluya o no la luz CHMSL 104 en cualquiera de las representaciones visuales anteriores se determina ajustando los conmutadores de control 131 que permiten que se indiquen varias opciones de software al microprocesador 110. Aunque, en general, será preferible incluir la luz CHMSL 104 en dichas presentaciones visuales, el cumplimiento con la legislación estatutaria puede prohibir dicho control de la luz CHMSL 104 en algunos territorios y por lo tanto, es conveniente permitir que el software sea adaptado por medio de dichos conmutadores de control 131.
El sistema de representación visual 130 incluye también un circuito detector de la luz ambiente 132 que puede utilizarse para determinar el nivel de luz ambiente medio durante un período de diez minutos, permitiendo así que el microprocesador 110 regule la intensidad de las lámparas 11 a 17, 104 por medio de un circuito regulador 103 de modo que bajo condiciones de nivel bajo de luz, se reduzca la intensidad de las lámparas. Esto proporciona la ventaja, especialmente durante la conducción nocturna, de impedir que el conductor de un vehículo seguidor sea deslumbrado por el brillo de las luces.
El sistema de representación visual 130 dispone de un sensor de velocidad 109 que forma parte del sistema ABS del vehículo objetivo y que proporciona una señal digital 134 al microprocesador que tiene una frecuencia de pulso que es proporcional a la velocidad del vehículo, según se detecta por medio de un sensor de efecto Hall 135 en proximidad con un disco ranurado 91 girable al unísono con una rueda en carretera del vehículo objetivo. El sistema de representación visual 130 tiene también la capacidad de proporcionar al microprocesador 110 una señal analógica 136 representativa de la velocidad del vehículo y derivada por medio de un convertidor digital a analógico 137 que toma la salida del sensor de efecto Hall 135 y convierte la señal digital 134 en una señal analógica 136. El funcionamiento sobre la base de la señal digital 134 o analógica 136 se selecciona ajustando uno de los conmutadores de control 131.
Cuando se utiliza la señal digital 134 el microprocesador 110 determina la medida de la velocidad del vehículo v contando los pulsos de reloj del microprocesador entre cada pulso de la señal digital 134. Cuando se utiliza un microprocesador relativamente rápido, éste será, en general, un procedimiento satisfactorio de funcionamiento. Sin embargo, si se selecciona un microprocesador relativamente lento, por ejemplo sobre la base del coste, un funcionamiento satisfactorio puede no ser posible si la frecuencia de la señal digital 134 es relativamente alta, como es el caso de un disco ranurado de gran diámetro 91 que tiene una alta densidad de características detectadas por el sensor 135. Bajo dichas circunstancias el funcionamiento utilizando la señal analógica 136 sería preferible y seleccionado mediante la conmutación apropiada de los conmutadores de control 131. Estos conmutadores pueden utilizarse también para adaptar el funcionamiento del microprocesador cuando se utilizan diferentes tipos de disco 91 o cuando se emplean ruedas en carretera de diferente diámetro.
El sistema de representación visual 130 incluye también un conjunto de potenciómetros de ajuste 138, constituido cada uno por resistencias variables de 10 kOhmios que proporcionan una entrada de tensión variable al microprocesador 110 y manualmente ajustados para controlar continuamente el valor de los parámetros operativos del software. Cuatro de los potenciómetros de ajuste 138 se utilizan para establecer valores de umbrales F_{1A}, F_{1B}, F_{1C} y F_{1D}. Uno de los potenciómetros de ajuste 138 se utiliza para definir un parámetro de ganancia de velocidad G que es una constante de proporcionalidad que determina la relación entre los anteriores umbrales de desaceleración con la velocidad del vehículo objetivo v. Otros dos de los potenciómetros de ajuste 138 se utilizan para establecer los valores umbrales de velocidad V_{1} y V_{2}.
El microprocesador 110, en el sistema de representación visual 130, incluye software que, cuando se indica el nivel de aviso en la pantalla de PBW, introduce un retardo después de la selección de un nivel más bajo de aviso antes de apagar las correspondientes lámparas de la indicación visual, emulando así el software un filtro de paso bajo en la instrucción para apagar las lámparas. Esta característica asegura que el nivel de aviso de la indicación visual de PBW persista durante un período suficientemente largo para ser reconocido por el conductor del vehículo seguidor. En el diagrama de flujo de la Figura 22, por ejemplo, esta etapa se insertaría inmediatamente después de la etapa 119.
Un potenciómetro de ajuste final 138 se utiliza para ajustar una constante de tiempo \tau que defina el retraso en el apagado de las lámparas de la representación visual PBW en respuesta a niveles decrecientes de desaceleración.
El sistema de representación visual 130 incluye un sensor de proximidad 60 que proporciona una salida analógica 139 para el microprocesador 110 y es indicativa de una medición del alcance r entre el vehículo objetivo y el vehículo seguidor.
En cada una de las realizaciones anteriormente descritas, el número de pares de lámparas que constituyen la representación visual y capaces de activarse por separado puede ser más o menos que los cuatro pares mostrados en las realizaciones preferidas, con un mínimo de dos pares requeridos.
Las lámparas en las realizaciones preferidas han sido mostradas como del mismo tamaño. Como alternativa, las lámparas pueden configurarse de modo que por lo menos algunos de los pares de lámparas difieran en tamaño de las lámparas de otros pares y por ejemplo, las lámparas 10, 12, 14 y 16 pueden ser de tamaño progresivamente creciente.
El microprocesador 110 puede ser un circuito integrado del procesador dedicado o como alternativa, el control del microprocesador puede proporcionarse como una de varias funciones realizadas por un microprocesador multiuso instalado en el vehículo para gestionar los sistemas operativos o de seguridad del propio vehículo.
Como una alternativa a la detección de la velocidad del vehículo utilizando sistema ABS, cualquier salida de tensión adecuada que dependa de la velocidad puede detectarse desde el sistema eléctrico del vehículo, tal como, por ejemplo, los circuitos que excitan el taquímetro del vehículo.
Análogamente como una alternativa para calcular la aceleración f a partir del valor medido de la velocidad del vehículo v, un valor medido f puede derivarse directamente por medio de un acelerómetro que tenga una entrada separada para el microprocesador.
Otra alternativa es detectar la velocidad del vehículo con independencia de la rotación de las ruedas por medio de un sensor de velocidad activo tal como, por ejemplo, un dispositivo de microondas que determine la velocidad en tierra analizando el desplazamiento Doppler de radiación reflejada. La aceleración puede determinarse entonces a partir del ritmo de cambio de la velocidad medida.
En la realización preferida, el transmisor 106 y el receptor 107 de radio se utilizan para proporcionar una representación visual en el salpicadero del vehículo seguidor 103. Estas características pueden omitirse confiando exclusivamente en la indicación visual de las lámparas 10 a 17. Como alternativa, puede confiarse exclusivamente en la representación visual en el salpicadero, es decir, sin la provisión de las lámparas 10 a 17.
El sensor de proximidad 60 puede utilizar, como alternativa, un circuito detector de haz de sonar. El sensor de proximidad puede proporcionarse formando parte integrante del sensor para uso durante la inversión de marcha del vehículo objetivo y apto para indicar al conductor del vehículo objetivo la proximidad de objetos por detrás del vehículo.
La realización anteriormente descrita utiliza un segundo conjunto de umbrales de aceleración F_{2A} a F_{2B} para poder evitar una fluctuación excesiva en la indicación visual de PBW. Como alternativa, un conjunto único de umbrales de aceleración F_{1A} a F_{1D} puede utilizarse en combinación con una subrutina limitadora del tiempo de respuesta, que mide el tiempo transcurrido durante el cual un nivel particular A, B, C o D de la representación visual de PBW persiste e inhibe la relajación a un nivel de representación visual que indica un nivel más bajo de desaceleración hasta que haya transcurrido un tiempo de respuesta predeterminado. En el diagrama de flujo de la Figura 22, la etapa de comparación 112 se sustituiría, por lo tanto, por una subrutina limitadora del tiempo de respuesta adecuado.
Como otra alternativa, el uso del segundo conjunto de umbrales de aceleración F_{2A} a F_{2D} puede considerarse en adición a la subrutina limitadora del tiempo de respuesta para proporcionar un mecanismo más completo para controlar la fluctuación en la representación visual de PBW.
La disposición circuital mostrada, de manera esquemática en la Figura 15, hace que la luz CHMSL se active con independencia del circuito excitador de las lámparas 111. Como alternativa, la luz CHMSL puede conectarse al circuito de excitación de lámparas de modo que este circuito controle la activación de las lámparas 10 a 17 y la luz CHMSL 104.
Las lámparas 10 a 17 y la luz CHMSL 104 pueden alojarse luego íntegramente en la misma estructura de alojamiento y pueden compartir un cableado común.
La luz CHMSL 104 puede, en la realización de la Figura 26, encenderse durante al menos una parte de la representación visual animada (o estática) de VSI, con independencia del conmutador del freno, para poder mejorar todavía más la indicación visual de VSI. En particular, la representación visual estática puede obtenerse encendiéndose la luz CHMSL junto con el par exterior de lámparas 16, 17.
El microprocesador 110 puede programarse para encender la luz CHMSL siempre que se detecte la desaceleración de modo que la luz CHMSL se encienda con independencia de las luces de freno del vehículo. Esto es conveniente, por ejemplo, en el caso de vehículos que tengan retardadores que funcionen con independencia del sistema de frenado.
Los umbrales de aceleración F_{1A} a F_{1D}, en las realizaciones de las Figuras 14 a 26, tienen amplitudes |F_{1A}| etc. que son proporcionales a la velocidad medida v, por ejemplo |F_{1A}| = A+Gv, donde A es una constante y G es un parámetro de ganancia de velocidad. G suele ser un valor constante positivo, ajustable en la realización de la Figura 26 por medio del potenciómetro de ajuste 138. Los umbrales de aceleración pueden determinarse, como alternativa, como siendo una función no lineal de v, siendo la ganancia de velocidad G una función de la velocidad v y siendo personalizados para proporcionar una compensación óptima para la velocidad del vehículo teniendo en cuenta las distancias de parada incrementadas y el efecto pronunciado del tiempo de reacción a alta velocidad. Los valores de G pueden, por ejemplo, almacenarse en una tabla de consulta.
También puede ser deseable para G tener valores negativos si se encuentra que es adecuado para que la amplitud del umbral de desaceleración se incremente con la velocidad decreciente.
El valor de velocidad del umbral V_{1}, utilizado para iniciar la transición desde los valores móviles a estacionarios del parámetro S del estado de movimiento del vehículo (etapa de decisión 115 de la Figura 22), puede aumentarse, como alternativa, para ser mayor que el valor del umbral de velocidad V_{2} (etapa de decisión 114). Esto puede ser apropiado, por ejemplo, donde se perciba que es importante iniciar la indicación visual VSI lo antes posible. Sería necesaria una reestructuración apropiada del software.
Como alternativa, puede ser adecuado que V_{1} y V_{2} tengan el mismo valor y el software se adapte consecuentemente.
Las lámparas 10 a 17 pueden incluir lámparas de filamentos convencionales del tipo actualmente utilizado en sistemas de lámparas de frenos de vehículos, siendo, por lo general, dichas lámparas de filamentos fáciles de sustituir individualmente en el caso de fallo. En otra alternativa pueden utilizarse matrices de diodos emisores de luz (LED) para poder sacar partido del tiempo de elevación rápida de dichos dispositivos (es decir, el tiempo para alcanzar un 90% de la salida de luz máxima), aumentando así la velocidad de respuesta de la unidad de representación visual. Esto puede ser importante cuando sea importante iniciar la indicación visual PBW a alta velocidad.
La realización de la Figura 26 puede comprender, como alternativa, un sensor de proximidad 60 que define un umbral de alcance único R y que tiene una salida digital al microprocesador 110 que indica la presencia o ausencia de un vehículo seguidor en proximidad con el vehículo objetivo. Dicho sensor de proximidad modificado puede tener un umbral de alcance ajustable R.
Cualquiera de las anteriores realizaciones pueden comprender, de forma alternativa, un sensor de proximidad 60 en la forma de un radar de desplazamiento Doppler de onda continua, que proporciona un indicador de salida de velocidad relativa entre el vehículo seguidor y el vehículo objetivo. Dicho sensor respondería a la aproximación del vehículo seguidor, proporcionando así una salida progresivamente creciente que podría identificarse como representativa del vehículo seguidor que entra en estrecha proximidad con el vehículo objetivo. Sin embargo, puesto que el sensor no proporcionaría ninguna salida en una posición estática en la que ambos vehículos fueran estacionarios, sería también necesario incorporar un dispositivo de enclavamiento de modo que la proximidad continuada del vehículo seguidor permaneciere indicada al software del microprocesador hasta el momento en que fuera posteriormente detectado el movimiento relativo correspondiente a la separación de los vehículos. La etapa de desenclavamiento podría iniciarse también por la velocidad v del vehículo objetivo que exceda el segundo umbral de velocidad V_{2}.
En las anteriores realizaciones, el indicador montado en el salpicadero 108 puede comprender, de forma adicional o alternativa, un dispositivo de aviso audible.

Claims (26)

1. Sistema de representación visual para vehículos para iniciar el estado de movimiento de un vehículo objetivo (101) a un conductor de un vehículo seguidor (103), comprendiendo el sistema:
medios de determinación de la desaceleración aptos para determinar si el estado de movimiento del vehículo objetivo es de desaceleración y para determinar una medida de la desaceleración del vehículo objetivo (101);
medios de medición del movimiento del vehículo (109) aptos para detectar una medida de la velocidad del vehículo objetivo;
medios indicadores que comprenden una matriz de lámparas (2) controlada por un procesador (110) y apto para proporcionar una indicación del estado del movimiento como siendo de desaceleración por medio del encendido de lámparas seleccionadas de la matriz de lámpara (2) para proporcionar un modelo de iluminación representativo del nivel seleccionado de aviso, de modo que el número de lámparas encendidas sea proporcional al nivel de aviso, caracterizado porque:
el procesador (110) es apto para comparar la medida de la desaceleración con un primer conjunto de umbrales de desaceleración (F_{1A}-F_{1D}) que define un primer conjunto de alcances distintos de desaceleración y para seleccionar un nivel de aviso desde un correspondiente conjunto de niveles de aviso según el alcance de la desaceleración en la que se determina la medida de la desaceleración que se va a establecer;
y en el que el procesador (110) es apto para determinar los valores del primer conjunto de umbrales de desaceleración (F_{1A}-F_{1D}) dependientes de la medida de la velocidad.
2. Sistema de representación visual para vehículos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el procesador determina el primer conjunto de umbrales de desaceleración (F_{1a}-F_{1D}) para que sea proporcional a la medida de la velocidad.
3. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 1, en el que el procesador es apto para determinar cuándo la medida de la desaceleración es decreciente y, cuando así se determine, para sustituir la etapa de comparación la medida de la desaceleración con un primer conjunto de umbrales de desaceleración (F_{1A}-F_{1D}) por una etapa de comparación de la medida de desaceleración con un segundo conjunto de umbrales de desaceleración (F_{2A}-F_{2D}) que define entre sí un segundo conjunto de alcances distintos de la desaceleración y para seleccionar el nivel de aviso de acuerdo con el alcance del segundo conjunto en el que debe determinarse la medida de la desaceleración, en el que cada uno del segundo conjunto de umbrales de desaceleración (F_{2A}-F_{2D}) es más pequeño en magnitud que el correspondiente umbral de desaceleración del primer conjunto.
4. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 3, en el que el procesador (110) es apto para dar respuesta a un medida decreciente del cruce de desaceleración seleccionando cada uno del segundo conjunto de umbrales de desaceleración (F_{2A}-F_{2D}) un nivel más bajo de aviso solamente cuando un nivel de aviso existente haya persistido durante por lo menos un tiempo de respuesta mínimo predeterminado.
5. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 2, en el que el procesador (110) es apto para dar respuesta a una medida decreciente del cruce de la desaceleración por uno del primer conjunto de umbrales de desaceleración (F_{2A}-F_{2D}) seleccionando un nivel más bajo de aviso solamente cuando un nivel de aviso existente haya persistido durante por lo menos un tiempo de respuesta mínimo predeterminado.
6. Sistema de representación visual para vehículos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el procesador (110) es apto para determinar si la medida de la velocidad se ha reducido desde por encima de un primer umbral de velocidad mayor que cero a por debajo del primer umbral de velocidad y para interrumpir, en lo sucesivo, la indicación del estado de movimiento como siendo de desaceleración.
7. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 6, en el que el procesador (110) es apto para ser utilizado en respuesta a la medida de velocidad que sea menor que el primer umbral de velocidad para iniciar una primera indicación del estado de movimiento como siendo estacionario.
8. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 7, en el que el procesador es apto para interrumpir la primera indicación del estado de movimiento como siendo estacionario en respuesta a la medida de velocidad que se ha incrementado por encima de un segundo umbral de velocidad.
9. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 8, en el que el segundo umbral de velocidad es más alto que el primer umbral de velocidad.
10. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 7, que comprende unos medios de detección de proximidad (60) aptos para determinar si un vehículo seguidor (103) está situado dentro de una primera distancia umbral del vehículo objetivo, siendo el procesador apto cuando así se determine para modificar la primera indicación del estado de movimiento como siendo estacionario a una segunda indicación del estado de movimiento como siendo estacionario que tenga menos importancia para el conductor del vehículo seguidor en relación con la primera indicación.
11. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 10, en el que los medios indicadores son aptos para proporcionar la primera indicación del estado de movimiento como siendo estacionario en la forma de una representación visual animada por medio del encendido de las lámparas y desactivando secuencialmente las lámparas seleccionadas, y en el que la segunda indicación del estado de movimiento como estacionario comprende una representación visual estática en la que se encienden continuamente lámparas seleccionadas.
12. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 11, en el que la matriz de lámparas (2) comprende una fila de lámparas que se extiende transversalmente desde una parte posterior del vehículo objetivo (101), comprendiendo dicha hilera una parte central y partes extremas izquierda y derecha y en el que el medio indicador es apto para producir dicha representación visual animada encendiendo las lámparas y desactivando secuencialmente pares seleccionados de lámparas para crear una configuración, de forma cíclica, que se desplaza simétricamente hacia fuera desde la parte central de la hilera a sus partes extremas izquierda y derecha.
13. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 12, en el que la representación visual animada comprende una secuencia de configuraciones que incluyen el encendido simultáneo de todas las luces (12).
14. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 12, en el que la representación visual estática continua está constituida por el encendido de solamente un par único de lámparas.
15. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 10, en el que el medio detector de proximidad (60) es apto para determinar cuándo se incrementa el alcance del vehículo seguidor (103) desde un valor menor que la primera distancia umbral a un valor que sea mayor que una segunda distancia umbral y cuando así se determine, el procesador (110) es apto para reactivar la primera indicación del estado de movimiento como siendo estacionario.
16. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 15, en el que la segunda distancia umbral es mayor que la primera distancia umbral.
17. Sistema de representación visual para vehículos según la reivindicación 10, en el que el procesador (110) es apto para iniciar la segunda indicación del estado de movimiento como siendo estacionario solamente después de que la primera indicación del estado de movimiento como siendo estacionario haya persistido durante un período de tiempo predeterminado mínimo.
18. Sistema de representación visual para vehículos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el procesador (110) es apto, de forma cíclica, de modo que en ciclos sucesivos de funcionamiento, el procesador (110) es apto para comparar la medida de la desaceleración con el primer conjunto de umbrales (F_{1A}-F_{1D}) y en el que el procesador es apto para limitar la medida en la que el nivel seleccionado de aviso cambia entre ciclos sucesivos para no ser más que un incremento único entre niveles sucesivos de avisos en orden de importancia en el conjunto de niveles de aviso.
19. Sistema de representación visual para vehículos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de determinación de la desaceleración está constituido por el procesador que es apto para determinar la medida de la desaceleración a partir de la velocidad de cambio de la medida de velocidad.
20. Sistema de representación visual para vehículos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la matriz de lámparas (2) comprende un conjunto de pares de lámparas, comprendiendo cada par de lámparas una lámpara a la izquierda y una lámpara a la derecha dispuestas en el lado izquierdo y derecho de una parte posterior (102) del vehículo objetivo (101), respectivamente, y en el que el medio indicador es apto para indicar el estado de movimiento como siendo de desaceleración mediante el encendido de un número de pares de lámparas proporcional al nivel de aviso.
21. Sistema de representación visual para vehículos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un sensor de freno (81) apto para detectar si el vehículo está frenando y en el que el procesador (110) es sensible al sensor del freno (81) de modo que active la indicación del estado de movimiento como siendo de desaceleración solamente cuando el vehículo se detecte como que está frenando.
22. Sistema de representación visual para vehículos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las lámparas comprenden respectivas matrices de diodos emisores de luz.
23. Sistema de representación visual para vehículos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el número de lámparas encendidas en la matriz (2) es dinámicamente ajustable en respuesta a los cambios en un régimen de desaceleración durante una situación de frenado.
24. Sistema de representación visual para vehículos para indicar el estado de movimiento de un vehículo objetivo (101) a un conductor de un vehículo seguidor (103); comprendiendo el sistema:
medios de determinación de la desaceleración aptos para determinar si el estado de movimiento del vehículo objetivo es de desaceleración y para determinar una medida de la desaceleración del vehículo objetivo;
medios de medición de movimiento del vehículo (109) aptos para detectar una medida de velocidad del vehículo objetivo (101);
medios indicadores que comprenden una matriz de lámparas (2) apta para proporcionar una indicación del estado de movimiento de desaceleración encendiendo lámparas seleccionadas de la matriz de lámparas (2) para seleccionar una configuración de iluminación representativa de un nivel de aviso, de modo que el número de lámparas encendidas sea proporcional al nivel de aviso, y un procesador (110) apto para controlar el encendido seleccionable dentro de la matriz de lámparas en respuesta a la medida de la desaceleración, caracterizado porque:
el procesador (110) está dispuesto para establecer una pluralidad de umbrales de desaceleración sucesivos en los que se encienden lámparas en la matriz y en el que los umbrales de desaceleración sucesivos cambian con respecto a medidas variables de la velocidad del vehículo objetivo (101).
25. Procedimiento para indicar el estado de movimiento de un vehículo objetivo (101) a un conductor de un vehículo seguidor (103), comprendiendo el procedimiento:
determinar una medida de desaceleración (116) del vehículo objetivo (101);
medir la velocidad del vehículo objetivo;
comparar la medida de la desaceleración con un primer conjunto de umbrales de desaceleración (F_{1A}-F_{1D}) que define un primer conjunto de regímenes distintos de desaceleración y seleccionar un nivel de aviso a partir de un correspondiente conjunto de nivel de aviso de acuerdo con el régimen de desaceleración en el que se determina la medida de la desaceleración correspondiente;
proporcionar una indicación en una matriz de lámparas (2) del estado de movimiento como siendo de desaceleración mediante el encendido de lámparas seleccionadas de la matriz de lámparas (2) para proporcionar una configuración de iluminación representativa del nivel seleccionado de aviso de modo que el número de lámparas encendidas sea proporcional al nivel de aviso; caracterizado porque:
los valores del primer conjunto de umbrales de desaceleración (F_{1A}-F_{1D}) son dependientes de la medida de velocidad.
26. Procedimiento para indicar el estado de movimiento de un vehículo objetivo (101) a un conductor de un vehículo seguidor (103), comprendiendo el procedimiento:
determinar (117) si el estado de movimiento del vehículo objetivo (101) es de desaceleración y determinar una medida de desaceleración del vehículo objetivo (101);
realizar una medida de la velocidad del vehículo objetivo;
proporcionar una indicación en una matriz de lámparas (2) del estado de movimiento como siendo de desaceleración mediante el encendido de lámparas seleccionadas de la matriz de lámparas (2) para proporcionar una configuración de iluminación representativa de un nivel de aviso, de modo que el número de lámparas encendidas sea proporcional al nivel de aviso y caracterizado por:
una iluminación controladora seleccionable dentro de la matriz de lámparas (2) en respuesta a la medida de la desaceleración a través del establecimiento de una pluralidad de umbrales de desaceleración sucesivos en los que se encienden las lámparas en la matriz y en el que los umbrales de desaceleración sucesivos cambian con respecto a las medidas variables de velocidad del vehículo objetivo (101).
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