ITCZ20130002A1 - Sistema di segnalazione visiva dell'intensita' di frenata di un veicolo e relativo metodo di segnalazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“Sistema di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo e relativo metodo di segnalazioneâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad un sistema di segnalazione visiva dell’ intensità di frenata di un veicolo e al relativo metodo di segnalazione.

In particolare, la presente invenzione riguarda un sistema di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, del tipo che fornisce un avviso in corrispondenza della decelerazione del veicolo indipendentemente dal pedale del freno del veicolo e che tenga conto del grado di pericolo di collisione.

La presente invenzione si riferisce, altresì, ad un metodo di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, del tipo che fornisce un avviso in corrispondenza della decelerazione del veicolo indipendentemente dal pedale del freno del veicolo e dipendente dal grado di pericolo di collisione.

Come à ̈ noto, i sistemi per segnalare una decelerazione di un veicolo attualmente utilizzati nei veicoli di produzione di massa sono collegati esclusivamente al pedale del freno. Infatti, quando il pedale del freno viene premuto, il sistema di segnalazione abilita l’accensione degli elementi illuminanti posti sul retro dei veicoli, ad esempio i fari. Questi sistemi segnalano il rallentamento imminente al conducente del veicolo che segue, cosicché questi possa usare le opportune precauzioni per evitare la collisione con il veicolo che lo precede. Tuttavia, tali sistemi non segnalano l’intensità di decelerazione del veicolo.

Un sistema che permette di segnalare l’intensità di decelerazione à ̈ descritto nel brevetto US 4667177, concesso il 19 maggio 1987, a nome di ATHALYE Ravindra G, e consiste in un sistema di segnalazione luminosa collegato al freno di un veicolo a motore che utilizza una pluralità di luci di colore diverso che devono essere visivamente osservate dai guidatori dei veicoli che si trovano posteriormente al veicolo stesso. Appena viene applicata una forza frenante crescente, una luce di colore diverso viene attivata per indicare ai veicoli posteriori se viene applicata una forza frenante debole o di media o di alta intensità. L'azionamento del sistema di segnalazione viene fatto quasi indipendentemente dall'inclinazione del veicolo dovuta a pendenza stradale o ad asperità del terreno o a sospensioni non uniformi. Questa soluzione presenta alcuni problemi:

non può essere utilizzata se il pedale del freno non à ̈ premuto;

à ̈ sensibile soltanto alla componente orizzontale dell'accelerazione longitudinale e le altre sue componenti, presenti durante la ascesa o discesa del mezzo, non sono prese in considerazione;

la velocità del veicolo non viene presa in considerazione.

Molte altre soluzioni sono state proposte per migliorare i sistemi che prendono in considerazione l’intensità di decelerazione. Tuttavia, ci sono alcuni problemi nell'uso di queste soluzioni:

- le sorgenti del segnale di accelerazione e di altre variabili cinematiche sono poste, parzialmente o totalmente, in altri dispositivi dei veicoli e questo può causare problemi di compatibilità e di connessione;

i corpi illuminanti dei veicoli devono essere sostituiti;

à ̈ necessario installare appositi contenitori e supporti per questo tipo di sistemi, che sono ingombranti ed esteticamente sgradevoli;

sono presenti troppe e complesse interconnessioni con le altre attrezzature del veicolo che possono rendere molto problematica la gestione di tali apparecchiature.

Diverse domande di brevetto descrivono soluzioni a questi problemi. Due domande di brevetto sono state riportate qui di seguito.

Una prima soluzione à ̈ descritta nella domanda di brevetto DE 197 29 784, pubblicata il 15 gennaio 1998, a nome di S. e K. Wilhelm Johannes, e descrive sensori inerziali messi su un veicolo che monitorano la decelerazione del veicolo. Un controllore attiva diverse modalità di accensione delle luci di arresto che corrispondono a diversi valori di decelerazione del veicolo. La funzione delle luci di arresto à ̈ automatica e indipendente dall’azionamento del pedale del freno. Infatti, viene attivata solo dalla decelerazione del veicolo, misurata da sensori inerziali. Le modalità di segnalazione sono: intensità di luce variabile, lampeggio, attivazione di segnali acustici o una combinazione di essi. Più in dettaglio, la soluzione consiste in un sistema che, non appena rileva il superamento di una determinata soglia di decelerazione del veicolo, attiva segnali di avvertimento utilizzando le luci posteriori.

Anche se questa soluzione appare vantaggiosa sotto molti aspetti, presenta alcuni problemi: 1) l’impossibilità di variare gradatamente lo stato delle luci di segnalazione per adeguarlo in modo proporzionale all’intensità di decelerazione, dato che viene rilevato soltanto il superamento o meno di una determinata soglia; 2) non calcola la velocità, che, correlata all’accelerazione, permette di decidere sul grado di pericolosità della frenata riguardo alla possibilità d’impatto del veicolo che segue; 3) non prevede l’uso di più sensori per avere una stima più accurata delle variabili cinematiche e, se necessario, segnalare qualche loro malfunzionamento.

Una seconda soluzione à ̈ descritta nel brevetto EP 0957000, pubblicato il 17 novembre 1999, a nome di JD Newton, e descrive un sistema di indicazione della decelerazione di un veicolo comprendente un accelerometro situato all del veicolo ed atto a rilevare la sua decelerazione. Il sistema comprende un meccanismo di controllo che usa un gruppo di lampade attivabili singolarmente in modo che si accendano secondo una sequenza predeterminata aH'aumentare della decelerazione rilevata.

Questa soluzione presenta due problemi: 1) non calcola la velocità, che, correlata all’accelerazione, permette di decidere sul grado di pericolosità della frenata riguardo alla possibilità d’impatto del veicolo che segue; 2) non prevede l’uso di più sensori per avere una stima più accurata delle variabili cinematiche, ma prevede solo l’uso di un singolo sensore aggiuntivo, adibito esclusivamente a decidere se il sensore che fornisce i valori da elaborare funziona correttamente o no.

Sia la prima che la seconda soluzione sopra descritte forniscono segnalazioni dipendenti solo dalla decelerazione del veicolo in modo indipendente dall’uso del pedale del freno ma, non correlando la decelerazione con la velocità del veicolo, non forniscono un’accurata informazione relativa al livello di pericolosità della frenata in relazione alla possibilità di impatto del veicolo che segue, dato che la pericolosità della frenata non dipende solo dall’entità della decelerazione ma dallo stato di tutte le grandezze cinematiche del veicolo.

Una soluzione che va in questa direzione à ̈ presentata nella domanda di brevetto EP 2314477 pubblicata il 27 aprile 2011, a nome UVA S R L. Il brevetto descrive un sistema di segnalazione visiva di decelerazione del tipo installato su un veicolo, che si attiva in modo indipendente dall’uso del pedale del freno per qualsiasi evento di decelerazione e qualunque sia la causa che lo determina. Infatti, l’uso del pedale del freno non à ̈ l’unica causa di diminuzione di velocità ma la stessa cosa può essere provocata da diverse altre condizioni che possono accadere piuttosto facilmente in un veicolo in movimento. Inoltre, il sistema calcola le altre variabili cinematiche, che sono utili per le operazioni di sistema, e, in caso di decelerazione, attiva una segnalazione visiva, che può variare in termini d’intensità, frequenza e colore in base al livello di pericolo, che à ̈ legato alle intensità della decelerazione e di tutte le altre variabili cinematiche del veicolo.

Tuttavia, un problema presente in questa domanda di brevetto consiste nel fatto che, pur prevedendo l’uso di più sensori di accelerazione, non calcola un segnale di validità per ciascuno di essi, ma un unico segnale di validità per entrambi i sensori. Infatti, non viene definito un criterio generale per ricavare i segnali di validità relativi ai singoli sensori nel caso di ima molteplicità di sensori. Inoltre, il valore migliore di accelerazione non può essere calcolato da questa soluzione nel caso di una molteplicità di sensori.

Ne consegue che i valori dell’ accelerazione e delle altre variabili cinematiche calcolate, a partire da questa, non sono determinati nel modo migliore possibile né, dunque, può essere garantita l’attendibilità nella scelta del più appropriato modo di segnalazione. Inoltre, non viene definito univocamente un criterio di correlazione tra le variabili cinematiche del veicolo e il grado di pericolosità della frenata.

Scopo della présente invenzione à ̈ fornire un sistema di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, comprendente più sensori di accelerazione, del tipo che fornisce un avviso in corrispondenza della decelerazione del veicolo indipendente dall’uso del pedale del freno del veicolo e che tenga conto del grado di pericolo di collisione, e un metodo di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, che correla le variabili cinematiche del veicolo e il grado di pericolosità della frenata in modo da superare i limiti che ancora influenzano i sistemi ed i metodi precedentemente descritti con riferimento alla tecnica nota.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un sistema di segnalazione visiva deirintensità di frenata di un veicolo, come definito nella rivendicazione 1.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un metodo di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, come definito nella rivendicazione 9.

Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 mostra schematicamente un sistema di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, secondo l’invenzione;

la figura 2 mostra schematicamente una forma realizzativa dell’unità di rilevamento del sistema di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, secondo l ' invenzione ;

- la figura 3 mostra schematicamente una forma realizzativa dell’unità di calcolo dei segnali di validità dei sensori di accelerazione del sistema di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, secondo l’invenzione;

la figura 4 mostra schematicamente il dettaglio della forma realizzativa dell’unità di calcolo dei segnali di validità dei sensori di accelerazione del sistema di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, secondo l’invenzione;

la figura 5 mostra schematicamente una forma realizzativa dell’unità di calcolo del miglior valore di A del sistema di segnalazione visiva dell' intensità di frenata di un veicolo, secondo l’invenzione;

la figura 6 mostra schematicamente una forma realizzativa dell’unità di elaborazione del sistema di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, secondo l’invenzione;

la figura 7 mostra schematicamente una forma realizzativa dell’unità di attuazione del sistema di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, secondo l’invenzione;

la figura 8 mostra la tabella di verità del circuito di calcolo dei bit di validità, secondo l’invenzione;

- la figura 9 mostra una prima tabella di decisione che correli i valori di decelerazione e velocità del veicolo al livello di pericolosità della frenata del sistema di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, secondo l’invenzione;

la figura 10 mostra un diagramma di flusso del metodo di segnalazione visiva dell’ intensità di frenata di un veicolo, secondo l’invenzione;

la figura 11 mostra un diagramma di flusso del calcolo del livello di pericolosità e del relativo modo di segnalazione nel caso di funzionamento completo del metodo di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, secondo l’invenzione;

la figura 12 mostra una seconda tabella di decisione che correli i valori di decelerazione e velocità del veicolo al livello di pericolosità della frenata del sistema di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo, secondo l’invenzione.

Con riferimento a tali figure e, in particolare alla figura 1, il sistema di segnalazione visiva 10 dell’intensità di frenata di un veicolo à ̈ mostrato, secondo l’invenzione. Tale sistema 10 comprende le seguenti unità funzionali: un’unità di rilevamento 11, una prima unità di calcolo 12 del miglior valore di accelerazione, una seconda unità di calcolo 13 dei segnali di validità dei sensori di accelerazione, un’unità di elaborazione 14, un’unità di attuazione 15 e un’unità di segnalazione visiva 16.

Secondo un aspetto dell’invenzione, l’unità di rilevamento 11 comprende una pluralità di sensori di accelerazione 1....n. L’unità di rilevamento 11 à ̈ configurata per fornire i valori A1.. . An delle accelerazioni degli n sensori alla prima unità di calcolo 12 del migliore valore di accelerazione A e, contemporaneamente, alla seconda unità di calcolo 13 dei segnali di validità Gl...Gn. Questi segnali Gl...Gn vengono fomiti contemporaneamente alla prima unità di calcolo 12 del miglior valore di accelerazione A e all’unità di elaborazione 14. In particolare, il valore dei segnali di validità Gl... Gn pari ad 1 dà indicazione del fatto che i sensori l...n funzionano in maniera corretta; il valore dei segnali di validità Gl... Gn pari a 0 dà indicazione del fatto che i sensori funzionano in maniera errata.

In tal modo, l’unità di calcolo 12 del migliore valore di accelerazione A à ̈ configurata per eseguire un calcolo basato sulle accelerazioni dei sensori correttamente funzionanti e per fornire il valore migliore di accelerazione A.

Secondo un aspetto dell’ invenzione, nel caso di due o più sensori, il migliore valore di accelerazione A viene calcolato facendo la media dei valori dei segnali di accelerazione dei sensori.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, nel caso di una molteplicità di sensori, il migliore valore di accelerazione A viene calcolato facendo la media dei valori più vicini dei segnali di accelerazione dei sensori.

A titolo puramente esemplificativo, il sistema di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo comprende tre sensori e produce quattro livelli di pericolosità di frenata, le cui segnalazioni sono attuate mediante tre luci posteriori di segnalazione del veicolo, poste una in posizione centrale e due in posizioni laterali. In particolare, al livello 0 à ̈ associata la mancanza di pericolosità e ad esso corrisponde la non accensione delle luci; al livello 1 una pericolosità bassa cui corrisponde l’accensione solo della luce centrale; al livello 2 una pericolosità media cui corrisponde l’accensione sia della luce centrale che di quelle laterali; al livello 3 una pericolosità alta cui corrisponde l’accensione della luce centrale e il lampeggio di quelle laterali.

A titolo puramente esemplificativo, l’unità di rilevamento 11 à ̈ stata realizzata mediante lo schema circuitale mostrato in figura 2. In particolare, gli elementi 502, 505 e 509 sono i tre sensori di accelerazione. Il componente 501 à ̈ un condensatore di alimentazione mentre tutti gli altri componenti realizzano tre filtri passa basso per attenuare i disturbi che possono deteriorare i segnali di accelerazione. I tre componenti 503, 504 e 506 realizzano il filtro che dà in uscita il valore di accelerazione A1; i componenti 507, 508 e 510 forniscono il valore di accelerazione A2; i componenti 511, 512 e 513 forniscono il valore di accelerazione A3. Tutti gli operazionali 506, 510 e 513 sono alimentati a 12 Volt.

A titolo puramente esemplificativo, in figura 3 à ̈ mostrata l’unità di calcolo 13 dei segnali di validità dei sensori di accelerazione, nel caso che i sensori compresi nell'unità di rilevamento 11 siano tre. L’unità 13 comprende un primo blocco circuitale differenziale 101, atto a ricavare la differenza tra i valori di tutte le possibili coppie di sensori, mediante i circuiti differenziali D1, D2 e D3. In particolare D1 calcola la differenza tra i valori di accelerazione A1 e A2; D2 calcola la differenza tra i valori di accelerazione A2 e A3; e D3 calcola la differenza tra i valori di accelerazione A1 e A3. I valori differenza A1-A2, A2-A3, A1 -A3, vengono trasmessi ad un secondo blocco circuitale 102 di comparazione, comprendente tre comparatori a finestra, W1, W2 e W3, ciascuno atto a verificare l’appartenenza dei valori differenza a un intervallo di tolleranza simmetrico rispetto allo zero. In particolare, tale intervallo ha gli estremi simmetrici rispetto allo zero, dato che la differenza tra i valori di accelerazione dei due sensori può essere sia positiva che negativa ma non deve superare in valore assoluto una soglia determinata in base alle caratteristiche di errore che il costruttore del sensore dichiara ammissibile. Pertanto, se la differenza dei valori di accelerazione di due sensori cade all’interno di questo intervallo, il blocco circuitale 102 fornisce in uscita l’indicazione che i due sensori corrispondenti forniscono valori di accelerazione compatibili. Pertanto, se le differenze agli ingressi dei comparatori W1, W2 e W3 si trovano all’interno dell’intervallo di tolleranza, i segnali C1, C2, C3 in uscita dai comparatori hanno valore pari ad 1, altrimenti assumono il valore 0. I segnali C1, C2 e C3 vengono, poi, fomiti ad un terzo blocco circuitale 103 comprendente circuiti 104, 105 e 106 di logica combinatoria atti ad elaborare i segnali C1, C2 e C3 e a fornire, in uscita, i segnali G1, G2 e G3 che indicano se il sensore corrispondente 1, 2, 3 à ̈ correttamente funzionante oppure no. In particolare, se i segnali Gl, G2 e G3 hanno un valore pari ad 1, indicano che i sensori corrispondenti funzionano correttamente, mentre se hanno un valore pari a 0, indicano che i sensori corrispondenti non funzionano.

In figura 4 à ̈ mostrato, a titolo esemplificativo, uno schema circuitale dei blocchi circuitali 101 e 102 dell’unità di calcolo 13. Il blocco circuitale differenziale 101, mostrato in figura 3, comprende: un primo circuito differenziale formato dai componenti 601, 602, 603, 604, 605 e 606 e che fornisce, in uscita, la differenza tra Al e A2; un secondo circuito differenziale comprendente i componenti 614, 615, 616, 617, 618 e 619 e che fornisce in uscita la differenza tra A2 e A3; un terzo circuito differenziale comprendente i componenti 627, 628, 629, 630, 631 e 632 e che fornisce in uscita la differenza tra A3 e Al. Tutte le differenze vanno ad un secondo blocco circuitale 102 di comparazione comprendente: un primo comparatore a finestra, formato dai componenti 607, 608, 609, 610, 611, 612, 613 e 642, che verifica se la differenza tra il valore di accelerazione fornito dal sensore 1 e il valore di accelerazione fornito dal sensore 2 siano alPintemo di un intervallo di ammissibilità, fornendo in uscita il segnale Cl; un secondo comparatore a finestra, formato dai componenti 620, 621, 622, 623, 624, 625, 626 e 643, che verifica se la differenza tra il valore di accelerazione fornito dal sensore 2 e il valore di accelerazione fornito dal sensore 3 siano all' di un intervallo di ammissibilità, dando in uscita il segnale C2; e un terzo comparatore a finestra, formato dai componenti 633, 634, 635, 636, 637, 638, 639 e 644, che verifica se la differenza tra il valore di accelerazione fornito dal sensore 3 e il valore di accelerazione fornito dal sensore 1 siano al di un intervallo di ammissibilità, fornendo in uscita il segnale C3. I segnali C1, C2 e C3 entrano nel circuito digitalecombinatorio 103 di figura 3. Gli amplificatori operazionali 606, 610, 611, 619, 623, 624, 632, 636 e 637 sono alimentati a 12 Volt mentre gli operazionali 642, 643 e 644 e i circuiti logici 104, 105 e 106 sono alimentati a 5 Volt.

In figura 5 à ̈ mostrato, a titolo esemplificativo, uno schema circuitale dell' unità di calcolo 12 del miglior valore di A. In particolare, l’unità di calcolo 12 comprende i componenti 704, 705, 706 e 707 che eseguono la media delle accelerazioni A1 , A2 e A3 se, rispettivamente, gli interruttori 701, 702 e 703 sono chiusi. In particolare P interruttore 701, che interrompe o lascia passare il segnale di accelerazione A1, à ̈ comandato dal segnale di validità G1, che, se ad 1, mantiene l’interruttore chiuso, lasciando passare A1 e, se a 0, apre l’interruttore, interrompendo il passaggio di A1 verso il circuito che esegue la media. L’interruttore 702, che interrompe o lascia passare il segnale di accelerazione A2, à ̈ comandato dal segnale di validità G2, che, se ad 1, mantiene l’interruttore chiuso lasciando passare A2 e, se a 0, apre l’interruttore interrompendo il passaggio di A2 verso i componenti che eseguono la media. L’interruttore 703, che interrompe o lascia passare il segnale di accelerazione A3, à ̈ comandato dal segnale di validità G3, che, se ad 1, mantiene l’interruttore chiuso, lasciando passare A3 e, se a 0, apre l’interruttore interrompendo il passaggio di A3 verso i componenti che eseguono la media. In tal modo l’uscita A costituisce il miglior valore di accelerazione A ed à ̈ la media solo dei valori di accelerazione che provengono dai sensori correttamente funzionanti. L’amplificatore operazionale 707 à ̈ alimentato a 12 Volt.

L’unità di elaborazione 14 à ̈ configurata per decidere la modalità di segnalazione del veicolo in funzione del livello di pericolosità scelto. In particolare, l’unità di elaborazione calcola il livello di pericolosità della frenata e codifica un corrispondente modo di segnalazione in forma binaria, trasmettendo all’unità di attuazione 15 i bit B0...Bm, con m=n-2. Tali bit B0... Bm rappresentano in codice binario i vari modi di segnalazione visiva e, da qui in avanti, sono indicati con la dicitura bit di modo.

La figura 6 mostra, a titolo esemplificativo, uno schema circuitale dellunità di elaborazione 14. Essa riceve in ingresso il miglior valore di accelerazione A e i segnali di validità dei sensori G1...Gn, nel caso particolare G1, G2 e G3 relativi ad un numero n di sensori pari a 3, li elabora e fornisce in uscita i segnali digitali B0 e B1. In particolare, l’unità di elaborazione 14 comprende un microcontrollore 805, alimentato a 5 Volt, un circuito di reset, formato dai componenti 801, 802, 803 e 804, e un circuito di generazione del clock, formato dai componenti 807, 808 e 809. morsetto 805A à ̈ l’ingresso analogico del microcontrollore adibito alla ricezione del miglior valore di accelerazione mentre gli ingressi digitali 805B, 805C e 805D sono usati per ricevere rispettivamente i segnali di validità dei sensori 1, 2 e 3. I morsetti 805G e 805H forniscono in uscita i segnali digitali, definiti anche bit di modo, B0 e B1.

- L’unità di attuazione 15 à ̈ configurata per decodificare i bit di modo B0... Bm, determinando il numero e la posizione dei corpi illuminanti del veicolo su cui agire in relazione al modo di segnalazione da attivare. Il modo di segnalazione può essere:

l’accensione o lo spegnimento dei corpi illuminanti;

- l’accensione o lo spegnimento dei corpi illuminanti secondo una sequenza programmabile;

l’accensione a intermittenza dei corpi illuminanti con frequenza e “duty cycle†programmabili.

Inoltre, l’unità di attuazione 15 controlla la potenza elettrica veicolata verso l’unità di segnalazione 16, che à ̈ formata dai corpi illuminanti, anche di diverso colore, adibiti alla presentazione visiva dei vari modi di segnalazione. In particolare, l’unità di attuazione 15 decodifica i segnali B0...Bm e fornisce i segnali P1... Pq ai corpi illuminanti dell’unità di segnalazione 16.

In particolare, nell’esempio relativo ad un sistema comprendente solo tre sensori, i segnali B0...Bm si riducono a due segnali B0 e B1, che vengono trasmessi dall’unità di elaborazione 14 all’unità di attuazione 15 in modo che quest’ultima possa attivare le luci di segnalazione dell’unità di segnalazione 16 in modo appropriato alle condizioni di frenata del veicolo, e più precisamente:

i due bit di modo B0 e B1 sono posti entrambi a 0 e non à ̈ attivata alcuna segnalazione visiva, per un livello di pericolosità pari a 0;

i due bit di modo B0 e B1 sono posti rispettivamente a 1 e a 0, per un livello di pericolosità pari ad 1, con corrispondente accensione della sola luce centrale posteriore;

i bit di modo B0 e B1 sono posti rispettivamente a 0 e a 1, per un livello di pericolosità pari a 2, con corrispondente accensione di tutte le luci posteriori; i bit di modo sono posti entrambi a 1 , per un livello di pericolosità pari a 3, con corrispondente accensione della luce centrale e lampeggiamento delle luci laterali.

In figura 7 à ̈ mostrato, a titolo esemplificativo, lo schema circuitale dell’unità di attuazione 15 che decodifica i segnali B1 e B0 in ingresso e fornisce segnali P1, P2 e P3 in uscita ai corpi illuminanti dell’unità di segnalazione 16. Più dettagliatamente, quando B1 e B0 sono a livello logico 0, i transistor 126 e 131 sono interdetti e si comportano come interruttori aperti, non lasciando transitare energia verso i corpi illuminanti che rimangono spenti. Quando B1 à ̈ a zero e B0 à ̈ a 1, il transistore 126 à ̈ in saturazione e si comporta come interruttore chiuso, lasciando passare potenza elettrica nella linea PI collegata alla luce posteriore centrale che si accende. Quando B1 à ̈ a l e B0 à ̈ a 0 i transistor 126 e 131 sono in saturazione e si comportano come interruttori chiusi, lasciando passare potenza elettrica nelle linee P1, P2 e P3, collegate alle luci posteriori, centrale e laterali, che si accendono. Quando B1 e B0 sono entrambi a 1, il transistor 126 à ̈ in saturazione e si comporta come un interruttore chiuso, lasciando passare potenza elettrico nella linea P1 collegata alla luce posteriore centrale che si accende. Contemporaneamente il transistor 131 passa dallo stato di saturazione a quello di interdizione con periodicità, lasciando passare potenza elettrica a intermittenza nelle linee P2 e P3, collegate alle luci posteriori laterali che si accendono con la stessa intermittenza. La frequenza d’intermittenza à ̈ data dal circuito oscillatore a onda quadra formato dai componenti 133, 134, 141 e 142. Tutti i componenti digitali 121, 122, 123, 140 e 142 sono alimentati a 5 Volt.

L’unità di segnalazione à ̈ formata dalle luci posteriori del veicolo, adibite alla segnalazione di frenata e poste una in posizione centrale e due lateralmente.

Il funzionamento avviene secondo la tabella di verità mostrata in figura 8, in cui sono riportate tutte le possibili combinazioni di C1, C2 e C3.

Prendendo in esame, a titolo esemplificativo, la terza riga della tabella in figura 8, in cui i segnali C1, C2 e C3 valgono rispettivamente 0, 1 e 0, in corrispondenza di una differenza tra A1 e A2 fuori tolleranza, una differenza tra A2 e A 3 in tolleranza e una differenza tra A1 ed A3 fuori tolleranza, i valori G1, G2 e G3 valgono rispettivamente 0, 1 e 1. Si può, pertanto, ricavare l’informazione che i sensori 2 e 3 sono correttamente funzionanti mentre il sensore 1 non lo à ̈.

L’unità di elaborazione 14, che riceve dall’unità di calcolo 12 il miglior valore dell’accelerazione A e dall’unità di calcolo 13 i segnali di validità G1...Gn, calcola, dal valore dell’accelerazione A, altre variabili cinematiche del veicolo utili a fornire il livello di pericolosità della frenata del veicolo e a scegliere il conseguente modo di segnalazione.

In figura 9, à ̈ riportata una possibile tabella di decisione che correla i valori di decelerazione e velocità del veicolo al livello di pericolosità della frenata del sistema di segnalazione visiva della decelerazione di un veicolo, secondo l’invenzione. La velocità V del veicolo viene calcolata dall’unità di elaborazione 14 integrando il migliore valore di accelerazione A fornito dall’unità di calcolo 12. Viene qui di seguito indicato con V1 un valore al di sotto del quale la velocità si può ritenere pressoché nulla perché rientra nel campo di errore ammissibile per il sensore, con V2 un valore di velocità che à ̈ stato fissato per stabilire il passaggio da una velocità bassa a una media e con V3 un valore di velocità che à ̈ stato fissato per stabilire il passaggio da una velocità media a una alta. È indicato con D1 un valore al di sotto del quale l’accelerazione si può ritenere pressoché nulla perché rientra nel campo di errore ammissibile per il sensore, con D2 un valore di accelerazione che à ̈ stato fissato per stabilire il passaggio da un’accelerazione bassa a una media e con D3 un valore di accelerazione che à ̈ stato fissato per stabilire il passaggio da un’accelerazione media a una alta. In particolare, allo scopo di calcolarne il livello di pericolosità, sono state prese in considerazione e classificate otto occorrenze che si hanno in corrispondenza ai valori assunti dalla decelerazione D e dalla velocità V del veicolo. Più dettagliatamente, le otto occorrenze riportate in tabella sono le seguenti:

1. se D < D1 , la decelerazione à ̈ considerata trascurabile;

2. se D1 < D < D2, la decelerazione à ̈ considerata bassa;

3. se D2 < D < D3, la decelerazione à ̈ considerata media;

4. se D > D3, la decelerazione à ̈ considerata alta;

5. se V < V1 , la velocità à ̈ considerata trascurabile;

6. se V1 < V < V2, la velocità à ̈ considerata bassa;

7. se V2 < V < V3, la velocità à ̈ considerata media;

8. se V > V3, la velocità à ̈ considerata alta.

I livelli di pericolosità considerati, in tal caso, sono sei e sono stati numerati da 0 a 5. In particolare, con il livello 0 viene indicata l’assenza di pericolo e con il livello 5 un elevatissimo grado di pericolo, passando attraverso i livelli intermedi 1, 2, 3 e 4, che si riferiscono rispettivamente a un livello di pericolo bassissimo, basso, medio,e alto.

Se, a titolo esemplificativo, nella tabella di decisione di figura 9, si considera la sua prima colonna, l’evento considerato in essa à ̈ relativo ad una decelerazione trascurabile e a una velocità trascurabile. Pertanto, il corrispondente livello di pericolosità à ̈ 0. Invece, nella colonna 10 la situazione à ̈ relativa a una decelerazione bassa e a una velocità alta, per cui corrisponde un livello di pericolo medio. Infine, la situazione di colonna 13 à ̈ relativa a una decelerazione media e a una velocità alta, per cui corrisponde un livello di pericolo alto.

Allo scopo di individuare con accuratezza il livello di pericolosità, un algoritmo basato sulla tabella di decisione di figura 9 utilizza i valori delle variabili cinematiche, in particolare la velocità e la decelerazione del veicolo, e anche i valori della distanza e della velocità del veicolo che segue. Riguardo a questi due ultimi dati, nel caso di mancanza dei loro valori reali per l’assenza di appositi sensori, si ipotizza che, nelle condizioni precedenti alla frenata, il veicolo che segue proceda alla stessa velocità e si trovi a distanza di sicurezza.

Vantaggiosamente, secondo l’invenzione, ricevendo l’unità di elaborazione 14 i segnali di validità G1, G2, ..., Gn dei sensori di accelerazione, che forniscono l’informazione se il relativo sensore à ̈ funzionante o meno, l’unità di elaborazione 14 fornisce la decisione sul livello di pericolo anche in base al grado di precisione del valore A di accelerazione.

Secondo un aspetto dell’ invenzione, se i sensori 1...n sono tutti correttamente funzionanti, il grado di precisione del valore A di accelerazione à ̈ elevato e consente di definire con altrettanta precisione il livello di pericolosità, che può quindi essere variato su un elevato numero di livelli di pericolosità.

Secondo un altro aspetto dell’ invenzione, se i sensori non sono tutti correttamente funzionanti, il numero di livelli di pericolosità, su cui si esegue la scelta, diminuisce. In particolare, quando un solo sensore rimane funzionante correttamente, non si può attribuire un livello di pericolosità, ma si può solo decidere se il veicolo sta decelerando o no. In tal caso, può verificarsi solo l’attivazione o la non attivazione delle luci di segnalazione del veicolo.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, se nessun sensore à ̈ correttamente funzionante, il sistema 10 viene interdetto.

Come già spiegato, la presente domanda si riferisce anche ad un metodo di funzionamento di un sistema di segnalazione visiva dell’intensità di frenata di un veicolo e in particolare indipendente dall’uso del pedale del freno.

Il metodo comprende le fasi di:

- Rilevare i segnali di accelerazione A1...An di un veicolo mediante l’uso di sensori di accelerazione 1...n;

- Calcolare i segnali di validità Gl.... Gn dei sensori di accelerazione;

- Calcolare il miglior valore di accelerazione A, facendo uso dei valori provenienti dai sensori correttamente funzionanti e, secondo un aspetto dell’ invenzione, facendone la media mentre, secondo un altro aspetto, facendo la media dei due valori più vicini;

- calcolare il valore V di velocità del veicolo, integrando il miglior valore di accelerazione, di cui al punto precedente;

- associare la decelerazione-D e V a un livello di pericolosità correlato al rischio collisione;

- correlare il livello di pericolosità della frenata con un modo di segnalazione che informi in maniera appropriata il veicolo che segue.

In particolare, la fase di calcolare i segnali di validità (G1.... Gn) dei sensori di accelerazione (1... .n) comprende le fasi di:

- ricavare la differenza (A1 -A2, A2-A3, A1 -A3) tra i valori di accelerazione (A1 , A2, A3) delle possibili coppie di sensori (S1, S2; S2, S3; S1, S3) rispettivamente mediante circuiti differenziali (D1, D2, D3);

- comparare i valori differenza (A1-A2, A2-A3, A1-A3) verificando l’appartenenza dei valori differenza (A1-A2, A2-A3, A1-A3) a un intervallo di valori di tolleranza simmetrico rispetto allo zero, fornendo in uscita segnali (C1, C2, C3) aventi valore logico pari ad 1 per sensori (S1, S2; S2, S3; S1, S3) con valori di accelerazione compatibili e pari a 0 per sensori (S1, S2; S2, S3; S1, S3) con valori di accelerazione incompatibili;

- elaborare i segnali (C1, C2, C3) e fornire, in uscita, segnali (G1, G2, G3) aventi valore logico pari ad 1 rispettivamente per sensori (S1, S2, S3) correttamente funzionanti e valore logico pari a 0 rispettivamente per sensori (S1, S2, S3) non correttamente funzionanti.

Secondo un aspetto dell’ invenzione, la fase di correlare la velocità e l'accelerazione ad un livello di pericolo di collisione comprende la fase di identificare sei diversi livelli di pericolosità:

- un livello di pericolosità pari a 0, per cui non viene attivata alcuna segnalazione, se il valore della accelerazione negativa, o decelerazione, à ̈ inferiore ad uno specifico valore minimo D1, oppure se il valore di velocità à ̈ minore di un determinato valore minimo V1 ;

- un livello di pericolosità pari a 1, se la decelerazione à ̈ bassa (D1<D<D2) e la velocità à ̈ bassa (V1 <V<V2);

- un livello di pericolosità pari a 2, se la decelerazione à ̈ bassa (D1<D<D2) e la velocità à ̈ media (V2<V<V3) o se l’accelerazione à ̈ media (D2<D<D3) e la velocità à ̈ bassa (V1<V<V2);

- un livello di pericolosità 3, se la decelerazione à ̈ bassa (D1<D<D2) e la velocità à ̈ alta (V>V3) o se la decelerazione à ̈ media (D2<D<D3) e la velocità à ̈ media (V2<V<V3) o se la decelerazione à ̈ alta (D>D3) e la velocità à ̈ bassa (V1<V<V2);

- un livello di pericolosità pari a 4, se la decelerazione à ̈ media (D2<D<D3) e la velocità à ̈ alta (V>V3) o quando la decelerazione à ̈ alta (D>D3) e la velocità à ̈ media (V2<V<V3);

- un livello di pericolosità 5 quando sia la decelerazione che la velocità sono alte (D>D3 e V>V3).

Il metodo di segnalazione visiva nel caso di realizzazione del sistema con tre sensori, secondo l’invenzione, à ̈ schematizzato mediante il diagramma di flusso mostrato in figura 10. Più dettagliatamente, dopo l’accensione o il reset del sistema 10, il metodo comprende:

- l’operazione 901 di predisporre le linee di ingres so/uscita e nell’assegnare i valori iniziali alle diverse variabili del sistema 10;

- l’operazione 902 di acquisire il miglior valore di accelerazione A e i segnali di validità dei sensori G1 , G2 e G3;

- l’operazione 903 di calcolare la somma di G1, G2 e G3 e di assegnare il risultato, che rappresenta il numero di sensori correttamente funzionanti, ad una variabile G;

- l’operazione 904 di verificare se il valore di G à ̈ pari a 0;

- l’operazione 916 di interdire il sistema 10, se il valore di G à ̈ pari a 0, valore corrispondente a tutti i sensori sono mal funzionanti;

- l’operazione 905, se il valore di G à ̈ diverso da 0, di assegnare ad A(J) il miglior valore di accelerazione A ottenuto con l’operazione 902;

- l’operazione 906 di calcolare il valore di velocità V(J), integrando l’accelerazione A(J) nell’intervallo di tempo T;

- l’operazione 907 di verificare se l’accelerazione à ̈ negativa, cioà ̈ se la decelerazione D à ̈ positiva;

- l’operazione 912 di predefìnire i bit di modo B1 e B0 al valore 0, se l’accelerazione A(J) non à ̈ minore di 0, cioà ̈ se non c’à ̈ decelerazione D;

- l’operazione 908 di calcolare la decelerazione D, se l’accelerazione A(J) à ̈ minore di 0;

- l’operazione 909 di verificare se il valore di G à ̈ pari ad 1, ovvero di verificare se c’à ̈ un solo sensore funzionante;

- l’operazione 910 di verificare se la decelerazione supera un valore minimo D1; - l’operazione 911 di predefinire i bit di modo B1 e B0 rispettivamente al valore 1 e 0, se la decelerazione supera il valore minimo D1 ;

- l’operazione 912 di predefinire i bit di modo B1 e B0 al valore 0, se la decelerazione non supera il valore minimo D1;

- l’operazione 913 di continuare col funzionamento completo, se G à ̈ diverso da 1 e i sensori funzionanti sono almeno due;

- l’operazione 914 di memorizzare i valori di accelerazione A(J) e velocità V(J) già elaborati;

- l’operazione 915 di attendere che il ciclo di calcolo si concluda, trascorso un periodo di tempo T predeterminato.

In figura 11 à ̈ riportato il diagramma di flusso dell' algoritmo usato per il calcolo del livello di pericolosità e del relativo modo di segnalazione nel caso di funzionamento completo. Il diagramma di flusso realizza, in particolare, la tabella di decisione riportata in figura 12, relativa a quattro livelli di pericolosità. Infatti, nel diagramma di flusso di figura 11, le operazioni 101 e 108 vengono eseguite se la decelerazione D<D1 o la velocità V<V1, cioà ̈ decelerazione trascurabile o velocità trascurabile. In tal caso, le prime 5 colonne della tabella di figura 12, che rappresentano queste eventualità, individuano un livello di pericolosità 0, che corrisponde allo spegnimento di tutte le luci di segnalazione (B1=B0=0). Le operazioni 102 e 103 del diagramma di flusso vengono eseguite se D1<D<D2 e V1<V<V2, cioà ̈ per decelerazione medio-bassa e velocità medio-bassa. In tal caso, la colonna 6 della tabella di figura 12, che rappresenta questa eventualità, individua un livello di pericolosità 1, che corrisponde all’ accensione della sola luce posteriore centrale (B 1=0 e B0=1). Le operazioni 104 e 105 del diagramma di flusso vengono eseguite se D1<D<D2 e V>V2, cioà ̈ per decelerazione medio-bassa e velocità alta. In tal caso, la colonna 7 della tabella, che rappresenta questa eventualità, individua un livello di pericolosità 2, che corrisponde all’accensione di tutte le luci posteriori (B1=1 e B0=0). Le operazioni 106 e 107 del diagramma di flusso vengono eseguite se D>D2, cioà ̈ per decelerazione alta In tal caso, le colonne 8 e 9 della tabella di figura 12, che rappresentano queste eventualità, individuano un livello di pericolosità 3, che corrisponde all’accensione della luce posteriore centrale e del lampeggio di quelle laterali (B1=1 e B0=1).

Pertanto, con il sistema e il metodo di segnalazione visiva secondo l’invenzione à ̈ possibile usare più sensori i cui segnali sono processati simultaneamente mediante circuiti analogici che presentano ritardi di propagazione del tutto trascurabili.

Ulteriormente, con il sistema e con il metodo descritti viene aumentata l'affidabilità in quanto viene scelto con accuratezza il grado di pericolosità.

Infine, con il sistema e con il metodo descritti vengono gestiti contemporaneamente il calcolo del livello di pericolosità e l’accensione o spegnimento delle luci di segnalazione del veicolo.

Risulta infine chiaro che al sistema e al metodo qui descritti ed illustrati possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Caldaie solari once through aventi almeno due pannelli 101 e 102 della sezione GV posti in serie, un pannello 103 della sezione SH, una valvola 105 per aprire o escludere la linea che collega l'uscita dalla sezione GV del pannello 102 al flash tank 108, una valvola 106 di laminazione utilizzata durante le variazioni di carico per mantenere la sezione GV in condizioni supercritiche e la sezione SH in sliding pressure per effettuare la laminazione del vapore all'interno della caldaia, una valvola 107 per aprire o escludere la linea che collega l'uscita dalla sezione SH al flash tank 108, una linea 109 che porta il vapore prodotto in turbina o al processo, essendo 110 la linea dell'acqua di alimentazione in cui à ̈ inserito un circuito di bypass 111 con valvola 112 di regolazione della portata nel bypass, che collega la linea dell'acqua di alimentazione 110 all'ingresso del pannello 102 della sezione GV, la valvola 112 essendo aperta.
2. 2. Caldaie solari once through secondo la riv. 1 non comprendenti le valvole 105 e 107 e le relative linee al flash tank 108.
3. 3. Caldaie solari once through secondo le rivv. 1-2 in cui sono presenti più di due pannelli GV in serie e due o più circuiti di bypass 111 tra gli ingressi dei pannelli GV.
4. 4. Caldaie solari once through secondo le rivv. 1-3, in cui il vapore di ritorno dalla turbina o dal processo à ̈ risurriscaldato in una o più sezioni di risurriscaldamento.
5. 5. Caldaie solari once through secondo le rivv. 1-4, comprendenti uno o più de-surriscaldatori situati fra i pannelli delle sezioni GV e delle sezioni SH e/o di risurriscaldamento.
6. 6. Caldaie solari once through secondo le rivv. 1-5, in cui le caldaie sono sottocritiche o supercritiche.
7. 7. Caldaie solari once through secondo la riv. 106, in cui le caldaie sono supercritiche.
8. 8 . Caldaie solari once through secondo le rivv. 1-7 in cui ognuna delle sezioni GV opera in condizioni supercritiche .
9. 9. Caldaie solari once through secondo le rivv. 1-8 in cui l'ingresso di ciascun pannello à ̈ situato sul lato inferiore del pannello.
10. 10. Processo di funzionamento delle caldaie solari delle rivendicazioni 1-9, in cui le caldaie solari vengono esercite secondo le seguenti modalità: Constant pressure (in caldaia) sliding temperature (all'ingresso della turbina o del processo); oppure sliding pressure (in caldaia) Constant temperature (all'ingresso della turbina o del processo); oppure Constant pressure (in caldaia) Constant temperature (all'ingresso della turbina o del processo).
11. 11. Processo di funzionamento delle caldaie solari secondo la rivendicazione 10, in cui nella modalità constant pressure sliding temperature il vapore surriscaldato in uscita dalla caldaia é alla stessa pressione e temperatura al variare del carico e viene portato alla turbina o al processo a valle della caldaia alle condizioni richieste dalla turbina o dal processo mediante laminazione per quanto riguarda la pressione del vapore, e la temperatura del vapore viene regolata tramite le caldaie delle rivendicazioni 1-9.
12. 12. Processo di funzionamento delle caldaie solari secondo la rivendicazione 10, in cui nella modalità sliding, pressure Constant temperature il vapore esce dalla caldaia già alla pressione e alla temperatura richieste dalla turbina o dal processo.
13. 13. Processo di funzionamento delle caldaie solari secondo la rivendicazione 12, in cui il vapore esce dalla caldaia già alla pressione e alla temperatura richieste dalla turbina o dal processo operando in condizioni di pressione supercritiche, effettuando poi la laminazione in uno o più stadi in caldaia e infine il surriscaldamento del vapore per portarlo al valore di temperatura richiesto dalla turbina o dal processo.
14. 14. Processo di funzionamento delle caldaie solari secondo le rivv. da 10 a 13, in cui l'avviamento della caldaia avviene preferibilmente nella tipologia supercritica con passaggi multipli, in cui la linea del flash tank 108 ha lo scopo di eliminare l'acqua durante l'aumento di volume dovuto all'aumento di temperatura e prevedere uno spurgo per mantenere buone caratteristiche di purezza dell'acqua; l'alimentazione dell'acqua all'ingresso 110 inizia quando sulle sezioni GV non si ha ancora riscaldamento (Q=0), la fase di riscaldamento essendo effettuata tramite gli specchi che riflettono la radiazione solare oppure tramite fonti ausiliarie di potenza, quando la radiazione solare à ̈ ancora di bassa intensità, l'alimentazione dell'acqua proseguendo quando la sezione GV inizia ad essere riscaldata con potenze crescenti (Q>0); si inizia il processo inviando la portata in uscita dall'ultimo generatore di vapore GV alla sezione SH 103 e orientando su questa sezione gli specchi per avere la temperatura del fluido in uscita da SH uguale a quella del fluido in entrata, riscaldando in questo modo i pannelli 101 e 102 della sezione GV e controllando le temperature di parete dei tubi radianti dei pannelli utilizzando, in vari punti del circuito e dei pannelli, misuratori della temperatura e della portata della massa di fluido circolante, la regolazione della temperatura nei pannelli essendo effettuata sia orientando gli specchi per diminuire o aumentare la potenza incidente, sia con la portata dell'acqua in ingresso 110 e inoltre con la portata nel circuito 111 tramite la valvola 112; il fluido in uscita dalla sezione SH 103 viene inviato al flash tank 108 oppure al condensatore dove viene raffreddato per essere riutilizzato e re-immesso nella linea di alimentazione 110; quando la temperatura nei pannelli GV ha raggiunto il valore massimo compatibile con lo stress termico dei materiali, poiché la potenza erogata dagli specchi aumenta (Q>0), viene aumentata la portata dell'acqua all'ingresso 110 per mantenere i tubi dei pannelli GV al di sotto delle condizioni di stress termico, in questo modo aumentando la portata del vapore in uscita da GV 102; quando la temperatura all'uscita dell'ultimo pannello GV à ̈ maggiore della temperatura di pseudo evaporazione alla pressione fissata dalle condizioni supercritiche di esercizio, si aumenta la potenza termica (Q>0) nella sezione SH 103 orientando gli specchi; quando il fluido in uscita dal pannello 103 della sezione SH con l'irraggiamento dei pannelli solari ha raggiunto la temperatura desiderata, viene inviato in turbina o processo 109, essendo l'acqua di alimentazione 110 inviata al pannello 101 della sezione 'GV in quantità corrispondente al vapore prodotto in uscita dalla sezione 102 e che viene<'>inviato al pannello 103 della sezione SH, le valvole e le linee che portano al flash tank 108 non essendo più utilizzate.
15. 15. Processo secondo le rivv. 10-14 in cui la portata minima del fluido nel circuito di bypass 111 Ã ̈ pari al 5% di quella della linea 110.
16. 16. Processo secondo le rivv. 10-15 in cui la portata minima del fluido nel circuito di bypass 111 Ã ̈ pari al 10% di quella della linea 110.
17. 17. Processo secondo le rivv. 10-16 in cui la portata massima di fluido nel circuito di bypass 111 é pari al 90% di quella della linea 110.
18. 18. Processo secondo le rivv. 10-17 in cui la portata massima di fluido nel circuito di bypass 111 é pari al 50% di quella della linea 110.