АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ВИЗУАЛЬНОЙ ИНДИКАЦИИ ТОРМОЖЕНИЯ И ПОНИЖЕНИЯ СКОРОСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B60Q1/44 

Изобретение относится к устройствам отображения информации о состоянии физических объектов и, главным образом, к средствам отображения режимов движения транспортного средства. Оно предназначено для повышения безопасности движения за счет повышения информационной способности автомобильных средств индикации, отображающих опасные режимы движения транспортного средства, повышающие вероятность столкновения с ним других транспортных средств сзади.

Известны устройства индикации торможения (стоп-сигналы), содержащие две группы светоизлучателей разного цвета, расположенных в задней части транспортного средства, электрически соединенных независимо, каждая со своим коммутатором, механически связанными с приводом торможения так, что их включение зависит от силы нажатия на педаль тормоза (заявка ФРГ N 3606771 A, B 60 Q 1/44, 87 г.)
Эти двухуровневые стоп-сигналы в сравнении с широко известными обладают более высокой информационной способностью, так как отражают не только факт нажатия на педаль тормоза, но и силу нажатия, от которой зависит интенсивность торможения. Этим устройствам не менее присущи все недостатки широко известных стоп-сигналов.

Наконец, известны аналоги индикаторы торможения, содержащие ряд светоизлучателей одного цвета. Эти индикаторы предусматривают применение отдельных коммутаторов для автоматического или неавтоматического включения определенного количества из всего ряда, в зависимости от степени торможения (заявка ФРГ N 4003313, B 60 Q 1/44, 91).

В этом устройстве обеспечивается более высокая информационная способность отображать не только факт торможения, но и множество состояний степени торможения. Однако оно является лишь индикатором, задача управления которым не ставится и не решается.

Все известные аналоги в той или иной мере отражают на конкретном транспортном средстве его состояние, представляющее опасность для водителей транспортных средств сзади, вызванную торможением первого. Однако в транспортном потоке не менее опасную ситуацию создают транспортные средства, движущиеся с относительно малой скоростью, которые также должны отмечаться сигналами опасности. Наиболее близким аналогом предложенного является автоматическая система визуальной индикации торможения и пониженной скорости транспортного средства, содержащая светоизлучатели разного цвета, датчик скорости, подключенный к его выходу информационным входом вычислительный узел, связанный своими информационными выходами через коммутатор со светоизлучателями и выполненный с определителем знака ускорения, выход которого является одним из информационных выходов вычислительного узла. (Заявка Японии N 6374742, B 60 Q 1/44, 88.)
Указанная автоматическая система независимо от воли водителя отражает режим движения транспортного средства. Однако сигналы этой системы дают незначительный эффект в части предупреждения об опасном режиме движения транспортного средства и даже могут вводить в заблуждение. Например, при разгоне транспортного средства, скорость которого еще мала, и оно представляет опасность столкновения, на нем загорается сигнал зеленого цвета, воспринимаемый как отсутствие помех. Такой ввод в заблуждение особенно опасен в условиях недостаточной видимости. Кроме того, эта автоматическая система имеет недостаток, присущий широко известным стоп-сигналам: она не может отражать интенсивность торможения и отражает только факт снижения скорости.

Цель изобретения создание автоматической системы визуальной индикации режимов движения транспортного средства, создающего опасность столкновения с ним, обусловленную не только торможением, но и движением с относительно малой скоростью, с отражением меры (степени) такой опасности и ее характера в зависимости от конкретного режима (торможение, движение с малой скоростью, разгон).

Поставленная цель достигается тем, что в автоматической системе визуальной индикации торможения и пониженной скорости транспортного средства, содержащей ряд светоизлучателей красного и желтого цвета, датчик скорости, подключенный к его выходу информационным входом вычислительный узел, связанный своими информационными выходами через коммутаторы со светоизлучателями и выполненный с определителем знака ускорения, выход которого является одним из информационных выходов вычислительного узла, вычислительный узел снабжен блоками оценки интенсивности торможения и оценки пониженной скорости, подключенным к их выходам своими входами сумматором, соединенным входом с его выходом формирователем выходного сигнала и подключенным входом к его выходу линейным преобразователем, выходы которого являются другими информационными выходами вычислительного узла и связаны с рядом светоизлучателей красного цвета, при этом первый информационный выход вычислительного узла через соответствующий коммутатор связан со светоизлучателями желтого цвета, а ряд светоизлучателей красного цвета пространственно расположен между двумя светоизлучателями желтого цвета.

На чертеже представлена функциональная схема автоматической системы визуальной индикации торможения и пониженной скорости транспортного средства. Схема содержит датчик скорости 1 в виде генератора частоты F(v), прямо пропорциональной скорости, вычислительный узел 2, ряд коммутаторов 3-8 и ряд светоизлучателей разного цвета 9-15. По информационному входу вычислительный узел 2 соединен с датчиком скорости 1, а рядом информационных выходов он связан с рядом светоизлучателей 9-15, посредством ряда коммутаторов 3-8, управляемых выходными разрядами вычислительного узла 2. В свою очередь, вычислительный узел 2 в своем составе содержит: генератор тактовых сигналов 16, формирователь тактовых отсчетов скорости 17, определитель знака и величины ускорения 18, обеспечивающий получение ускорения в интервале времени между двумя отсчетами скорости и представление его на своем информационном выходе в виде двух сигналов: одноразрядного знака ускорения Z и кода абсолютной величины ускорения .

Входящие в состав вычислительного узла 2 функциональные блоки 16, 17 и 18 с выходом Z (сигнал уменьшения скорости) являются средствами определения факта торможения (уменьшения скорости), указанными в известном прототипе. Для решения задачи по цели изобретения в состав вычислительного узла введены:
блок оценки интенсивности торможения 19, который обеспечивает получение величины, возрастающей с ростом интенсивности торможения и представляющей меру опасности столкновения транспортных средств из-за этого. Зависимость этой меры от (отрицательного) ускорения выражена прямой пропорциональностью, однако она может быть и другой, учитывающей психологические особенности человека, а также скорость,
блок оценки пониженной (пониженности) скорости 20, который обеспечивает получение величины, возрастающей с уменьшением скорости ниже некоторого порогового значения, например 40 км/ч, эта величина отражает меру опасности столкновения транспортных средств по этой величине. Зависимость этой меры от скорости выражена функцией обратной пропорциональности от скорости, но эта функция может быть и другой, например, обратной пропорциональности от логарифма скорости;
сумматор 21, обеспечивающий сложение мер (величин) опасности по торможению и по пониженной скорости.

формирователь выходной меры опасности 22, образующий на своем выходе целочисленное значение величины (меры) опасности;
преобразователь выходной меры опасности в шкальный линейный код 23, образующий на своем информационном выходе, являющимся информационным выходом вычислительного узла 2 и состоящим из числа N разрядов по числу красных светоизлучателей 11-15, группу разрядов с логической единицей в количестве K, равном целому числу выходной меры опасности, если эта величина не превышает число разрядов N, в противном случае K=N.

Светоизлучатели красного цвета 11-15 пространственно располагаются между двумя желтыми 9 и 10, ряд красных светоизлучателей может состоять из двух групп, в которых обеспечивается попарное соединение светоизлучателей в разных группах и симметричное расположение их относительно центра (середины) линии между двумя желтыми.

Работа автоматической системы визуальной индикации торможения и пониженной скорости транспортного средства по настоящему изобретению происходит следующим образом. В процессе движения транспортного средства датчик скорости 1 вырабатывает импульсные сигналы с частотой F(v), прямо пропорциональной скорости. Эти сигналы поступают на информационный вход вычислительного узла 2, конкретно на счетный вход формирователя тактовых отсчетов скорости 17. Этот формирователь получает также от генератора тактов 16 синхроимпульсы с частотой F(t) и с каждым тактовым импульсом t_i образует на своем выходе отсчеты скорости V_i которые обновляются в каждом новом такте. Тактовые отсчеты скорости V_i поступают на блок вычисления ускорения 18, который обеспечивает хранение величины скорости V_i-1, полученной в предыдущем такте t_i-1 и, используя обновленное значение скорости V_i, вычисляет величину ускорения a_i привязанную к конкретному временному такту t_i:
a_i=(V_i-V_i-1)•F(t).

В зависимости от знака ускорения на выходе Z блока 18 получается либо логическое значение единицы, если имеет место снижение скорости, либо нуль в противном случае. При снижении скорости сигнал Z_ai, привязанный к такту t_i, с выхода Z блока 18 поступает на управляющий вход коммутатора 8, с помощью которого бортовое питающие напряжение подключается к двум светоизлучателям желтого цвета 9 и 10, сигнализирующим о снижении скорости (торможении). Вышеизложенный принцип работы заявленной системы аналогичен тактовому в известном прототипе.

Сигнал Z_ai с выхода Z блока 18 и величина модуля ускорения |a_i| с соответствующего выхода этого блока поступают на два информационных входа блока оценки интенсивности торможения 19. На третий вход этого блока вводится величина C_a масштабный множитель учета меры опасности по торможению. Блок 19 получает произведение:
M(a)_i = Z_ai x |a_i| x C_a
характеризующее меру опасности столкновения с транспортным средством из-за его торможения с определенной интенсивностью. Величина C_a имеет такое значение, что при максимально возможной интенсивности торможения (экстренном торможении) транспортного средства указанное произведение больше или равно числу N количеству светоизлучателей красного цвета (на описываемой схеме оно равно пяти). При движении транспортного средства с разгоном параметр Z_ai 0 и поэтому произведение M(a)_i 0
Величина скорости V_i в данном такте t_i с выхода блока 17 поступает также на один из входов блока оценки пониженной скорости 20, на другой вход которого вводится масштабный множитель C_v учета меры опасности столкновения с транспортным средством, движущимся со значительно пониженной скоростью. Блок 20 получает величину, обратно пропорциональную скорости транспортного средства:
M(v)_i C_v/V_i,
характеризующую меру опасности из-за пониженной скорости. Множитель C_v имеет такую величину, что при скорости выше некоторого порогового значения, например, выше 40 км/ч, значение меры опасности по пониженной скорости M(v)_i оказывается меньше единицы, но, если скорость меньше этой, величина M(v)_i равна или больше единицы.

Две меры опасности столкновения: по торможению M(a)_i и по пониженной скорости M(v)_i арифметически складываются на сумматоре 21, во времени привязанные к одному и тому же временному такту t_i и их сумма поступает на блок формирования выходной меры опасности 22. Этот блок выделяет целую часть суммарной меры, отбрасывая ее дробную часть, так что на выходе блока 22 получается целое число:
M(Σ)_i = INT(Z_aix |a_i| x C_a + C_v/V_i).
Код этого числа поступает на вход линейного преобразователя 23, на выходе которого в состояние логической единицы устанавливается одновременно группа разрядов в количестве K_i, равном числу на его входе. Такое состояние сохраняется в интервале времени между двумя тактовыми импульсами и обновляется по новому такту, Разряды блока 23, имеющие состояние логической единицы в количестве K штук, обеспечивают включение K штук красных светоизлучателей через K штук коммутаторов. Так как частота тактовых импульсов F(t) с блока 16 больше, чем обусловленная инерционностью человеческого зрения частота восприятия мельканий, отображаемая информация имеет характер устойчивой картинки.

Благодаря тому, что формирователь 22 исключает нецелую часть числа в суммарной мере опасности, на красных светоизлучателях отражаются только ситуации, заслуживающие внимания: если транспортное средство движется с достаточно большой скоростью и имеет незначительные колебания ее, ни один из красных светоизлучателей 11-15 не горит и не отвлекает внимание водителей сзади. При этом колебания скорости отражаются только двумя желтыми светоизлучателями 9 и 10, которые воспринимаются как предупреждающий сигнал "Внимание"! Процесс торможения всегда сопровождается зажиганием этих светоизлучателей. Если перед началом торможения была достаточно высокая скорость, то вследствие незначительности меры опасности по скорости M(v)_i, получающейся в блоке 20, в самом начале торможения красные светоизлучатели отражают практически только интенсивность торможения. При продолжении торможения по мере снижения скорости количество включенных красных светоизлучателей постепенно увеличивается, даже если интенсивность торможения не увеличилась, такая сигнализация вызывает у водителей сзади увеличивающуюся настороженность и поведение, соответствующее опасности складывающейся ситуации. При движении транспортного средства с постоянной, но ниже пороговой, скоростью, из общего числа светоизлучателей 11-15 горит какое-то их число, соответствующее скорости, а вместе с ними вследствие практически неизбежных колебаний скорости, в режиме беспорядочного мигания два желтых 9 т 10, дополнительно привлекая внимание водителей к такому транспортному средству. Если транспортное средство находится в режиме разгона, и его скорость еще мала, то светоизлучатели желтого цвета 9 и 10 не горят, а число горящих красных из группы 11-15 постепенно уменьшается до нуля по мере увеличения скорости, по этому признаку легко различается разгоняющийся автомобиль.

Расположение ряда (N) красных светоизлучателей 11-15 между двумя желтыми 9 -10 имеет тот положительный эффект, что при этом обеспечивается легкость восприятия информации о мере опасности в условиях недостаточной видимости: при неожиданном загорании двух желтых сигналов водитель транспортного сзади средства четко определяет зону (линию), где расположен сигнал и мере опасности (торможения).

Число красных светоизлучателей N в описанной функциональной схеме равно пяти, однако это число может быть и другим. При уменьшении его снижается информационная способность всей системы отображать многообразие меры опасности, увеличение же приводит к возрастанию ее стоимости. Достаточно выбрать это число в интервале от пяти до десяти, а наиболее предпочтительным является число 7. При этом обеспечивается высокая информационная способность, легкость восприятия меры опасности в виде ряда горящих красных светоизлучателей от одного до семи и требуются невысокие затраты.

Использование предложенной системы позволит снизить число дорожно-транспортных происшествий и значительно оправдать затрату на его применение.

Изобретение относится к автоматической системе визуальной индикации торможения и пониженной скорости транспортного средства. Система содержит датчик скорости, вычислительный узел, ряд красных светоизлучателей и два желтых, соответственно связанных с информационным выходом вычислительного устройства, состоящим из (N+1) разрядов, через (N+1) коммутатор. Вычислительный узел содержит блоки вычисления ускорения, а также блоки взвешивания меры опасности по торможению и по заниженной скорости, сумматор и преобразователи общей меры опасности в шкальный линейный код, который выводится через N разрядов выхода и связывается с светоизлучателями красного цвета для отражения меры опасности; при этом (N+1) разряд, отражающий снижение скорости, связывается с двумя светоизлучателями желтого цвета, пространственно расположенными на краях ряда из N красных. Система отражает степень опасности, создаваемой транспортным средством из-за торможения и движения с относительно малой скоростью и может использоваться совместно с обычными стоп-сигналами. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Автоматическая система визуальной индикации торможения и пониженной скорости транспортного средства, содержащая ряд светоизлучателей красного и желтого цвета, датчик скорости, подключенный к его выходу информационным входом вычислительный узел, связанный своими информационными выходами через коммутаторы со светоизлучателями и выполненный с определителем знака ускорения, выход которого является одним из информационных выходов вычислительного узла, отличающаяся тем, что вычислительный узел снабжен блоками оценки интенсивности торможения и оценки пониженной скорости, подключенным к их выходам своими входами сумматором, соединенным входом с его выходом формирователем выходного сигнала и подключенным входом к его выходу линейным преобразователем, выходы которого являются другими информационными выходами вычислительного узла и связаны с рядом светоизлучателей красного цвета, при этом первый информационный выход вычислительного узла через соответствующий коммутатор связан со светоизлучателями желтого цвета. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что ряд светоизлучателей красного цвета пространственно расположен между двумя светоизлучателями желтого цвета.