Способ и устройство световой сигнализации в автомобиле

 

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств. Каждый из световых предупредительных сигналов наделяют определенной функцией предупреждения участников движения в колонне о предстоящем маневре автомобиля, его торможении или неисправности. На каждом автомобиле при подаче любого из предупредительных сигналов формируют код, соответствующий функции этого сигнала, и передают его модулированным потоком светового или несветового излучения на по меньшей мере один из других автомобилей колонны. Там код принимают, декодируют и подают собственный предупредительный сигнал, образованный в соответствии с принятым кодом путем включения в определенной комбинации штатных или дополнительных световых сигналов. В устройстве кодирующий элемент соединен с дополнительно введенным излучателем, расположенным в задней части автомобиля, и с задними световыми предупредительными сигналами. Может быть применен и декодер, подключенный к приемному узлу излучения и к задним световым предупредительным сигналам. Данное техническое решение обеспечивает повышенную информативность для водителей и, как следствие, снижение аварий. 2 с. и 22 з.п.ф-лы, 5 ил.

Данное изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств, конкретно к световой сигнализации транспортных средств, а точнее - к способам и устройствам, предназначенным для управления внешней световой сигнализации в автомобиле.

Известные способы и устройства световой сигнализации, используемые в автомобилях и других транспортных средствах (мотоциклы, трактора и т.п.) обеспечивают подачу различных световых сигналов, служащих по крайней мере для предупреждения участников движения о предстоящем маневре автомобиля, его торможении и неисправности, а также об опасном сближении автомобиля с другими транспортными средствами.

Большинство изобретений, направленных на усовершенствование внешней световой сигнализации обеспечивают, в основном, увеличение ее быстродействия и информационности. Так, например, в международной заявке PCT(WO) 93/16899, кл. 5 В 60 Q 1/44, а также в патенте России N 2028221, кл. 6 B 60 Q 1/44, предложены световые стоп-сигналы, срабатывающие сразу же после снятия водителем ноги с педали акселератора, что уменьшает время зажигания этих стоп-сигналов. В другом изобретении (международная заявка PCT(WO) 93/01070, кл. B 60 Q 1/46) увеличение информационности сигнализации достигается за счет того, что используются штатные оранжевые фонари автомобиля для указания замедления его движения, причем подача светового сигнала прекращается после возвращения устройства, фиксирующее замедление, в первоначальное положение.

В других изобретениях повышение информационности световой сигнализации достигается применением новых способов зажигания внешних фонарей. Так в патенте США N 4104281, кл. В 60 Т 1/14 описывается устройство, в котором режим аварийного торможения идентифицируется таким образом, при котором резкое нажатие на педаль тормоза вызывает прерывистый режим зажигания стоп-сигналов. В другом изобретении (патент США N 5132666, кл. 340-468) повышение информационности достигается применением специального дисплея, установленного на самом автомобиле. Иногда для повышения информационности применяют различные датчики, оценивающие ситуацию вокруг данного автомобиля (патент Японии 4-79861).

Общим недостатком этих, а также других известных методов и устройств, является их недостаточная информативность, связанная с тем, что водитель транспортного средства, движущегося сзади автомобиля, оборудованного известными устройствами световой сигнализации, не видит того, как функционирует световая предупредительная сигнализация у впереди идущих перед этим автомобилем транспортных средств. Это в значительной степени увеличивает риск попутных столкновений, на долю которых по некоторым данным приходится от 30% до 70% от всех зарегистрированных столкновений. Известно большое число изобретений, направленных на уменьшение этого недостатка (патент США N 5132882, кл. 362-80.1, международная заявка PCT(WO) 93/18939, патент Великобритании N 2080095, кл. F 21 V 21/02 и др.). Суть этих изобретений состоит в том, что на машинах устанавливают дополнительные предупредительные сигналы, например, стоп-сигналы, таким образом, при котором водитель движущегося позади автомобиля имел бы возможность видеть их через стекла этих машин. Вместе с тем, применение дополнительных световых сигналов не устраняет полностью отмеченный выше общий недостаток, так как большое число транспортных средств (легковые автомобили с кузовом типа "универсал", грузовые автомобили, автобусы, трактора и т. п. ) полностью перекрывают световой поток от дополнительных сигналов, так как являются для него абсолютно "не прозрачными". Кроме того, даже через обычный легковой автомобиль с высокой "прозрачностью" уверенно наблюдать зажигание дополнительных световых предупредительных сигналов можно только на одной машине, расположенной впереди этого автомобиля, что является совершенно недостаточным. Это обусловлено тем, что теоретически безопасная дистанция между автомобилями приблизительно равна половине скорости при движении на сухом горизонтальном участке дороги с твердым покрытием. Однако в транспортных потоках высокой плотности такие дистанции, как показывает практика, нереальны (Иванов В.Н. Наука управления автомобилем, М., изд."Транспорт", 1990, с.150). Поэтому условия движения в обстановке крупного города или скоростных магистралей требуют как можно более синхронного торможения всех транспортных средств, находящихся в одной транспортной колонне, в случае торможения головного автомобиля этой колонны, что при современных известных методах и устройствах световой сигнализации не представляется возможным. Это подтверждает также и тот факт, что на сильно перегруженных дорогах при интенсивности 1500-2000 авт/час около 95% всех происшествий - попутные столкновения (Афанасьев М.Б. Водителю о дорожном движении, М. , изд. ДОСААФ, 1980, с.45) и их худший вариант - цепные столкновения, когда при внезапной остановке одного автомобиля следующие за ним машины не успевают затормозить (Афанасьев М.Б. Водителю о дорожном движении, М., изд. ДОСААФ, 1980, с. 120).

Другим недостатком известных устройств световой сигнализации является то, что водитель движущегося в задней части колонны автомобиля не имеет информацию о числе транспортных средств, а также их габаритных размерах, расположенных перед этим автомобилем. Вместе с тем, такая информация совершенно необходима тому водителю, который решил совершить маневр обгона. Это связано с тем, что по известным рекомендациям и правилам (Иванов В.Н. Наука управления автомобилем, М., изд. "Транспорт", 1990, с.153) маневр обгона можно совершить только тогда, когда известно, сколько автомобилей придется обгонять сразу в один прием. Информация о длине, а также о других параметрах транспортных средств позволяет с более высокой точностью оценить расстояние обгона, так как последнее увеличивается на 25-50% при обгоне длинных машин (автопоезд, автобус) (Иванов В. Н. Наука управления автомобилем, М., изд. "Транспорт", 1990, с.158).

Задачей настоящего изобретения является создание такой световой сигнализации, которая выдает водителям всех транспортных средств, движущихся в колонне, определенную информацию о режиме работы световой предупредительной сигнализации на любом заданном количестве транспортных средств, находящихся в этой колонне. Сущность решения поставленной задачи, согласно изобретению, заключается в том что передают в направлении находящихся спереди или сзади автомобиля транспортных средств закодированный посредством модуляции один или несколько потоков излучения, при этом кодируют эти излучения в однозначном соответствии с теми функциями, которые выполняют соответствующие световые сигналы при их включении.

При использовании устройства световой сигнализации в автомобиле, содержащего задние световые предупредительные сигналы, соединенные с исполнительным узлом, согласно изобретению, оно снабжено кодирующим элементом, своим выходом соединенным с дополнительно введенным излучателем, расположенным в задней части автомобиля, а своим входом - с задними световыми предупредительными сигналами и с исполнительным узлом. Кроме того устройство может быть снабжено декодирующим элементом, подключенным к приемному узлу светового или не светового излучения, установленного в передней части автомобиля таким образом, при котором его диаграмма направленности ориентирована в сторону основного движения автомобиля, при этом выход декодирующего элемента связан с соответствующими задними световыми предупредительными сигналами. Кроме того, для удобства применения данного изобретения на некоторых типах автомобилей предлагаются некоторые варианты использования их штатной сигнализации.

Преимуществом рассмотренного способа и устройства световой сигнализации в автомобиле является практически полное исключение таких аварийных ситуаций, в которых происходит попутное столкновение автомобилей.

Другие особенности и преимущества изобретения будут ясны из подробного описания, а также из пунктов формулы 3-14, 16- 24.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных, но не ограничивающих изобретение, вариантов осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых: фиг. 1 изображает передний и задний вид автомобиля; фиг. 2 изображает структурную схему световой сигнализации; фиг. 3 изображает некоторые варианты внешнего вида дополнительных световых излучателей; фиг. 4 изображает общую блок-схему алгоритма работы световой сигнализации; фиг. 5 изображает блок-схему алгоритма работы световой сигнализации.

При описании рассмотренного варианта осуществления заявляемого способа световой сигнализации в автомобиле, изображенного на чертежах, для ясности используется конкретная узкая терминология. Однако изобретение не ограничивается принятыми терминами, и необходимо иметь в виду, что каждый такой термин охватывает все эквивалентные элементы, работающие аналогичным образом и используемые для решения тех же задач. Следует также отметить, что далее под понятием "автомобиль" подразумевается любой движущийся объект, который может попасть в общий поток транспортных средств в соответствии с установленными правилами дорожного движения (мотоцикл, велосипед, автобус, грузовой автомобиль, трактор и т.п.). Обращаемся теперь к конкретному варианту осуществления изобретения, поясненному чертежами.

На фиг. 1 цифрой 1 обозначены красные штатные стоп-сигналы автомобиля 2, а цифрой 3 - штатные указатели поворотов, представляющие собой световые излучатели оранжевого цвета. За задним стеклом 4 установлены два дополнительных световых предупреждающих излучателя 5 оранжевого цвета, дополнительный стоп-сигнал 6 и электронный дисплей 7, над которым находится излучатель 8, предназначенный для передачи информации о режиме работы световых излучателей 1, 3, 5, 6, электронного дисплея 7, а также для передачи информации о типе автомобиля и его габаритах, главным из которых является длина. Возможны любые другие варианты установки и использования дополнительной световой сигнализации, некоторые из которых будут рассмотрены ниже. Расположение за задним стеклом излучателя 8 упрощает задачу, связанную с его очисткой, которую при необходимости обеспечивают задние стеклоочистители. Приемник излучения 9 также установлен за передним ветровым стеклом 10, но может быть расположен в любом другом защищенном от пыли и воды месте, например, внутри одной или двух передних фар 11. Для передачи указанной информации может быть использован любой вид излучений из применяемых для этих целей (ультразвук, электромагнитное излучение, энергетический спектр которого находится в радиодиапазоне, инфракрасное излучение). Наиболее подходящим, в данном случае, является использование инфракрасного излучения (ИК-излучения), длина волны которого находится в ближней ИК-области (0,9...1,2 мк). Это объясняется тем, что в этой области ИК-спектра наблюдается наименьшее поглощение излучения атмосферой, загрязненной во время движения автомобиля водяным паром и другими газами, возникающими от работы двигателя. С другой стороны, использование ближней ИК-области спектра облегчает выбор надежных и дешевых источников и приемников некогерентного излучения, в качестве которых можно использовать светодиоды и фотодиоды, представляющие собой полупроводниковые элементы, состоящие из трех чередующихся областей проводимости p-n-p. Поэтому далее конкретное описание устройства световой сигнализации будет рассмотрено с учетом применения в нем ИК-излучения в качестве носителя информации. Тогда конструктивная часть приемника излучения 9 должна состоять из корпуса, с установленными в нем оптической системой и фотодиодом, используемым в качестве датчика ИК-излучения. В других случаях в качестве приемника излучения 9 может быть использован волоконно-оптический тракт, выполненный в виде световода, один конец которого сопряжен с оптической системой, а на другом конце установлен фотодатчик, например фотодиод. Излучатель 8 может состоять из одного или нескольких светодиодов, используемых в качестве источников ИК-излучения, и оптической системы, формирующей расходящийся поток, направленный в сторону соседних автомобилей.

На фиг. 2 изображена структурная схема световой сигнализации автомобиля 2, установленная на двух автомобилях. На первом автомобиле установлена световая сигнализация, структурная схема которой обозначена цифрой 12, а на втором - цифрой 13. Следует отметить, что обязательной составляющей в световой сигнализации каждого автомобиля должен быть кодирующий элемент 14, подключенный к излучателю 8. Это объясняется тем, что некоторые транспортные средства (автомобиль с открытым верхом, мотоцикл, и т.п.) не загораживают водителю, движущегося позади автомобиля, передний обзор дороги. В этом случае от таких транспортных средств требуется только выдача другим автомобилям информации о своем типе и режиме движения и не требуется выдача световой информации о режиме световой сигнализации, включенной на впереди идущем транспортном средстве, поскольку она и так непосредственно видна водителю находящегося сзади автомобиля. Кодирующий элемент 14 состоит из коммутатора 15, кодирующего устройства (шифратора) 16 и модулятора 17, соединенного с излучателем 8 потока излучения F1. Кодирующий элемент может также содержать переключатель 18 типа транспортного средства. В состав излучателя 8 входит источник излучения с оптической системой, а также следящее устройство, предназначенное для стабилизации излучения, выходящего из этого излучателя. Вход кодирующего элемента 14 связан через шину данных с выходом исполнительного узла 19, входящего, в систему световой сигнализации каждого автомобиля. Исполнительный узел 19 обеспечивает включение соответствующих штатных 20 сигнальных ламп при органолептическом воздействии водителем автомобиля на его органы управления 21 (педаль тормоза и рычаг управления указателями поворота) или включение дополнительных световых сигналов 22 и подключение схемы управления 23 дисплеем 7 к соответствующему датчику 25 или к источнику информации, которую нужно сообщить другим водителям при поступлении сигналов от известных дополнительных устройств, которыми могут быть оснащены некоторые машины. К одному из таких устройств может быть отнесен известный сигнализатор безопасной дистанции (СБД), вырабатывающий сигнал при опасном сближении автомобиля с другим транспортным средством. В стандартный состав такого сигнализатора входит микроконтроллер 24 с подключенными к нему датчиками 25 по крайней мере таких параметров, как скорость, состояние дорожного покрытия, расстояние до других машин. Включение в структурную схему 26, входящую в состав каждого автомобиля, не обязательных в настоящее время элементов 24 и 25, относящихся к световой сигнализации, обусловлено желанием автора подчеркнуть общий характер применения данного изобретения. В состав излучателя 8 может входить следящее устройство стабилизации выходного потока F1 излучения. Кроме того, как будет показано ниже, для облегчения измерения расстояния между движущимися машинами (при отсутствии дальномера) устройство световой сигнализации 12 может быть снабжено двумя дополнительно введенными излучателями 8, установленными на некотором расстоянии друг от друга в задней части автомобиля. В состав структурной схемы 13 входит приемный узел 27, включающий приемник потока F2 излучения 9, соединенный со схемой 28, осуществляющей предварительное усиление и обработку, и подключенной к декодирующему элементу 29 (дешифратору), состоящему из декодера 30 и согласующего узла 31. Выход декодирующего элемента (выходная шина управления) 29 подключен к световым излучателям 20, 22 и к схеме управления 23 электронным дисплеем второго автомобиля. Кроме того эта шина управления подключена к входу кодирующего элемента 14. Все дополнительные элементы, введенные в схему световой сигнализации, и обозначенные цифрами 14, 27, 28, 29 являются известными и могут быть выполнены по стандартным схемам, причем в качестве элементов 14 и 29 может быть использована стандартная микропроцессорная система (MPS).

На фиг. 3 изображен общий вид четырех вариантов (кроме тех, которые представлены на фиг. 1) выполнения дополнительных световых сигналов, установленных сзади автомобиля. Дополнительный световой сигнал 32 состоит из двух прямоугольных световых излучателей, причем излучатель 33 находится внутри излучателя 34. Наиболее приемлемым цветом для излучателя 33 должен быть оранжевый, а для излучателя 34 - красный. Дополнительный световой сигнал 35 состоит из двух излучателей 36, 37 оранжевого цвета, которые установлены с двух сторон излучателя 38 красного цвета. Дополнительный световой сигнал 39 состоит из нескольких излучателей 40, 41, 42, выполненных в виде кольца красного или оранжевого цвета, внутри которых находятся световые излучатели 43, 44, 45 красного или оранжевого цвета. Дополнительный световой сигнал 46 выполнен в виде однотипных световых сигналов 47, сходных по конструкции с сигналами 32, 35 и расположенных один над другим. Отличие каждого светового сигнала 47 от уже описанных сигналов 32 и 35 заключается в том, что вместо светового излучателя 33, расположенного внутри плоскости излучения излучателя 34, использовано несколько излучателей оранжевого, красного или любого другого цвета, три одних из которых 48, 49, 50 установлены внутри плоскости излучения излучателя 51, а три других 52, 53, 54 - внутри светового излучателя 55. Световые излучатели оранжевого цвета 56, 57 и 58, 59 расположены с двух сторон излучателей 51 и 55. Каждый световой излучатель, входящий в дополнительные сигналы 32, 35, 39 и 46 подключен к декодирующему элементу 29.

На фиг. 4 изображена общая блок-схема алгоритма работы световой сигнализации. Приведем названия цифровым обозначениям, которые не отмечены на фиг. 4. Цифрой 61 обозначено действие "Обнаружение транспортных средств, находящихся спереди и сзади автомобиля 2 на расстоянии не большем заданного", цифрой 62 обозначено действие "Зажигание штатной световой сигнализации автомобиля 2", цифрой 63 обозначено условие "Прием и декодирование излучения", цифрой 64 обозначено действие "Измерение и ввод коэффициента трения и скорости движения автомобиля 2", цифрой 65 обозначено действие "Модуляция потока F1 излучения", цифрой 66 обозначено действие "Измерение и ввод параметра, характеризующего уровень наклона дорожного полотна", цифрой 67 обозначено действие "Измерение и ввод S", цифрой 68 обозначено действие "Вычисление допустимых значений S, dS/dt, S0", цифрой 69 обозначено условие "Имеется ли транспортное средство на расстоянии S<S0 впереди автомобиля 2?", цифрой 70 обозначено условие "Имеется ли транспортное средство сзади автомобиля 2?", цифрой 75 обозначено действие "Включение соответствующих световых сигналов", цифрой 76 обозначено действие "Кодирование электрических сигналов в соответствии с функциями световых предупредительных сигналов", цифрой 77 обозначено действие "Установка переключателя 18 в необходимое положение?", цифрой 78 обозначено условие "Движение автомобиля 2 закончено?". На фиг. 5 изображена блок-схема алгоритма работы световой сигнализации. Приведем названия цифровым обозначениям, которые не отмечены на фиг. 5. Цифрой 80 обозначено условие "Сколько транспортных средств впереди автомобиля 2", цифрой 81 обозначено действие "Выбор способа индикации наличия транспортного средства", цифрой 82 обозначено действие "Включен световой излучатель 33", цифрой 83 обозначено действие "Одновременное включение на постоянное горение двух световых излучателей 36 и 37", цифрой 84 обозначено действие "Включение световых излучателей 40", цифрой 85 обозначено действие "Включение в соответствии с типом транспортного средства одного или нескольких световых излучателей, обозначенных цифрами 48, 49, 50", цифрой 86 обозначено условие "Включен ли задний сигнал поворота?", цифрой 87 обозначено условие "Включен ли задний стоп- сигнал?", цифрой 88 обозначено действие "Выбор способа индикации", цифрой 89 обозначено действие "Включение на постоянное горение одного из следующих световых излучателей: 36, 37, 56, 57", цифрой 90 обозначено действие "Включение на прерывистое горение одного из следующих световых излучателей: 5, 36, 37, 40, 56, 57", цифрой 91 обозначено действие "Включение одного из следующих световых излучателей: 6, 34, 38, 43, 51", цифрой 92 обозначено действие "Включение цифры "0" или "1" на дисплее 7", цифрой 93 обозначено действие "Включение двух световых сигналов 3", цифрой 94 обозначено действие "Одновременное включение световых сигналов 1 и 3", цифрой 95 обозначено действие "Одновременное включение световых сигналов 5", цифрой 96 обозначено действие "Включение в соответствии с типом транспортного средства одного или нескольких световых излучателей, обозначенных цифрами 52, 53, 54", цифрой 97 обозначено действие "Одновременное включение световых сигналов 58, 59 или 41", цифрой 98 обозначено условие "Включен ли сигнал поворота у впереди вперединаходящегося транспортного средства?", цифрой 99 обозначено действие "Включение на постоянное горение светового излучателя 58 или 59", цифрой 100 обозначено действие "Включение на прерывистое горение светового излучателя 58 или 59, или левого (правого) излучателя 41, цифрой 101 обозначено условие "Включен ли задний стоп-сигнал у второго впереди находящегося транспортного средства?", цифрой 102 обозначено действие "Включение световых излучателей 44 или светового излучателя 55", цифрой 103 обозначено действие "Включение цифры "1" или "2" на дисплее 7", цифрой 104 обозначено действие "Одновременное включение световых излучателей 3", цифрой 105 обозначено действие "Индикация отсутствия транспортных средств впереди автомобиля".

Работа световой сигнализации осуществляется в соответствии с блок-схемой, представленной на фиг.4. После начала движения (выполнение действия 60) может производиться одновременное выполнение действий 61, 62, 64, 66, 77. Выполнение действия 61 связано с процессом обнаружения других транспортных средств, находящихся впереди и сзади автомобиля 2. Расстояние, при котором происходит фиксация другого транспортного средства должно быть не больше заданного. Выполнение действия 62 связано с зажиганием собственных (штатных) световых предупредительных сигналов автомобиля 2, возникающим при воздействии водителем на органы управления 21, в результате чего с выхода исполнительного узла 19 подается напряжение на штатные световые сигналы 20. В простейшем случае исполнительный узел 19 содержит электронное реле-прерыватель сигнальных ламп указателей поворота и электрические контакты, связанные с педалью тормоза и лампой штатного стоп-сигнала. Выполнение действий 64, 66, 67, а также условий 69-74 связано с подачей дополнительных предупредительных сигналов или включением предупредительной надписи на электронном дисплее 7 (действие 75). Выполнение действия 75 производится в случае уменьшения допустимой величины A расстояния S ("YES" в условии 71) или превышения допустимой величины B скорости ("YES" в условии 72) сближения с впереди движущимся транспортным средством. Аналогично, выполнение действия 75 производится в случае уменьшения допустимой величины C расстояния S ("YES" в условии 73) или превышения допустимой величины D скорости ("YES" в условии 74) сближения с сзади движущимся транспортным средством. Действие 68 обозначает процесс вычисления в микроконтроллере 24 допустимых значений расстояний S и скоростей сближений dS/dt. Необходимые для вычисления данные поступают от нескольких различных стандартных датчиков 25. К необходимым действиям, обеспечивающим минимум данных для вычисления, обычно относят измерение коэффициента трения и скорости движения автомобиля (действие 64), измерение параметра, характеризующего уровень наклона дорожного полотна (действие 66), измерение S (действие 67). Измерение расстояния S до других машин (действие 67) производится в случаях их наличия на заданном расстоянии впереди ("YES" в условии 69) и сзади ("YES" в условии 70) автомобиля. Выполнение действия 75 при возникновении опасного положения("YES" в условиях 71-74) может заключаться в зажигании как штатных световых сигналов 1,3, так и дополнительных световых сигналов 5, 6, 7, 32, 35, 39, 46. После включения любого из имеющихся на автомобиле 2 предупредительного светового сигнала производится передача (действие 65) в направлении находящихся спереди или сзади автомобиля транспортных средств закодированного посредством модуляции одного или нескольких потоков F1 излучения, при этом кодирование (действие 76) этого излучения происходит в однозначном соответствии с теми функциями, которые выполняют соответствующие световые сигналы при их включении. Кодирование излучения, передаваемого в направлении других автомобилей, может осуществляться различными известными методами. Наиболее приемлемым, с точки зрения автора, является использование известного способа кодирования излучения, основанного на использовании импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). К достоинствам такого способа передачи информации следует отнести его высокую помехозащищенность и возможность передавать большое число команд при небольших затратах энергии на передачу одной команды. Кодирование излучения в этом случае может происходить следующим образом. В процессе работы коммутатора 15, в качестве которого может быть использована сборка электрических ключей, последовательное включение которых производится с помощью стандартной схемы управления, происходит последовательное подключение управляющих входов схемы управления 23 дисплея 7, выходов исполнительного узла 19 и каждого светового излучателя, входящего в световые сигналы 20, 22, к соответствующему входу кодирующего устройства 16. При появлении на одном или нескольких входах кодирующего устройства 16 напряжения, поступающего в результате включения того или иного светового излучателя или в результате появления информации на дисплее 7, оно вырабатывает последовательность импульсов, интервалы длительности между которыми меняются в соответствии с тем, на какие входы кодирующего устройства 16 подано напряжение от указанных источников. Таким образом, каждому виду светового сигнала соответствует пачка импульсов, состоящая, как правило, из предварительного, запускающего, останавливающего и нескольких информационных импульсов. Одна часть информационных импульсов отводится для передачи адреса, а другая часть - для передачи команды. Интервал длительности между информационными импульсами может меняться в соответствии с двоичным кодом. Так логическому нулю соответствует основной интервал времени Т (например Т=150 мкс), а логической единице - 2Т. Сформированные кодирующим устройством 16 импульсы поступают на модулятор 17, который усиливает их по мощности, необходимой для работы источника ИК-излучения, входящего в излучатель 8. Необходимость применения модулятора, выполненного в виде усилителя мощности, вызывается тем, что выходной каскад кодирующего устройства 16, собранного, как правило, на одной интегральной микросхеме, не способен отдавать в нагрузку достаточно большой ток. Следует отметить, что в некоторых простых случаях можно модулировать световое излучение задних световых сигналов автомобиля при их включении, при этом закон модуляции каждого светового сигнала должен находится в однозначном соответствии с той функцией, которую выполняет этот световой сигнал, т.е. в качестве источника закодированного потока излучения используется та же лампа накаливания, которая используется для подачи предупредительного светового сигнала. Модулировать излучение лампы, в этом случае, можно изменением тока ее накала. Частота изменения тока накала каждой лампы, входящей в различные световые сигналы, должна быть также различной. Как видно из схемы, представленной на фиг. 4, передача закодированного излучения (действие 65) может происходить не только при включении световой сигнализации (действия 62 и 75), но и при переводе переключателя 18 в одно из его положений, которое определяет тип автомобиля и его внешние параметры, которые он имеет после начала своего движения (после выполнения действия 60). Каждому положению переключателя 18 (для данного автомобиля) могут соответствовать такие параметры, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации данного автомобиля (изменение длины автомобиля из-за наличия прицепа, аварийная буксировка автомобиля, загрузка нестандартным грузом и т.п.).

Выше указывалось, что необходимой частью устройства световой сигнализации, установленной на "непрозрачном" автомобиле, является наличие датчиков для приема закодированного потока излучения и дешифратора, соединенного с задними световыми сигналами. Полная структурная схема, установленная на таком автомобиле (фиг. 2), обозначена цифрой 13. Для приема и предварительной обработки закодированного излучения используется приемный узел 27, содержащий приемник излучения 9, соединенный со стандартной схемой 28, предназначенной для усиления и предварительной обработки (фильтрации) сигнала, поступающего от приемника излучения 9. Декодирующий элемент (дешифратор) 29 содержит ОЗУ, ПЗУ, генератор, входные и выходные порты, а также другие схемы и осуществляет декодирование сигнала, поступающего с выхода схемы 28. Дешифратор 29 содержит декодер 30 и согласующий узел 31, предназначенный для включения световых сигналов 20, 22 и дисплея 7. После декодирования сигнала на выходах (например, трех) декодера 30 возникают импульсы напряжения, которые подаются на управляющие входы согласующего узла 31, соответствующие выходы которого подключены к источникам светового излучения и управляющим входам узла управления 23. В зависимости от кода, т.е. комбинации указанных импульсов напряжения, поступающих из декодера 30 на вход согласующего устройства 31, на его соответствующем выходе, подключенным, например к световому излучателю появляется напряжение 12 В, вследствие чего этот световой излучатель зажигается. Аналогичным образом может быть индицирована цифра на дисплее 7. Следует отметить, что процесс кодирования и декодирования может быть осуществлен и на программном уровне. В этом случае, в качестве декодирующего элемента 29 или декодера 30 могут быть использованы стандартные микропроцессорные системы (МPS) или стандартные микроконтроллеры, например, типа PCA84C840P-BE2A3, MS0436-616SP, MAA4004, которые используются в телевизионной технике. Если в качестве декодера 30 применяется стандартный телевизионный микроконтроллер, то согласующее устройство 31, кроме усиления тока, будет выполнять функцию задержки отключения питания от источника светового излучения. Это обусловлено тем, что команда на подтверждение горения того или иного светового излучателя поступает только от одной пачки импульсов, которая повторяется через некоторый промежуток времени, связанный с работой коммутатора 15. Далее рассмотрим некоторые варианты (фиг. 5) включения задних световых предупредительных сигналов при зажигании световой сигнализации только на двух впереди находящихся транспортных средствах, так как по мнению автора данного изобретения, для достижения безопасного движения группы автомобилей достаточно того, чтобы любой водитель из этой группы имел информацию о режиме работы световой предупредительной сигнализации по крайней мере на трех транспортных средствах, находящихся впереди этого автомобиля. Однако, в принципе, число таких транспортных средств может быть любым. При наличии в пределах расстояния не больше заданного транспортных средств впереди автомобиля 2 ("YES" в условии 69), оснащенного описываемой сигнализацией, возможен выбор способа индикации наличия этих транспортных средств (действие 81) и выбор способа индикации режима работы их световой предупредительной сигнализации (действие 88). Выбор этих способов зависит от наличия или отсутствия дополнительных световых сигналов, а также от их конструкции. Если в качестве одного из датчиков применен стандартный дальномер, то при дальнейшем описании будем ориентироваться на дополнительные сигналы 32, 35, 39, 46, хотя возможны любые другие варианты их конструктивного выполнения. Определение минимального расстояния S0 (условие 69), с которого начинается фиксация (действие 61) впереди идущего автомобиля и зажигания его световой сигнализации может быть осуществлено микроконтроллером 24 путем, например, умножения величины А на поправочный коэффициент. При отсутствии микроконтроллера 24 приблизительное значение величины S0 может быть получено путем установки порогового элемента в схему 28 или 30. Тогда для заранее установленной диаграммы направленности и при стабилизации выходного из излучателя 8 потока ИК-излучения значение выходного из предварительного усилителя сигнала будет меняться в соответствии с дистанцией, установленной между двумя автомобилями. При уменьшении дистанции между автомобилями величина сигнала возрастает и при достижении значения, равного S0, срабатывает пороговый элемент, разрешая тем самым работу дешифратора 29. Если необходимо корректировать величину S0 в зависимости от скорости, то управляющий вход порогового элемента необходимо связать с датчиком скорости автомобиля. По мнению автора значение S0 должно находиться в пределах рекомендуемого значения безопасной дистанции, численно равного половине скорости V движения и его удвоенным значением, т. е. V/2 < S0 < V0. После достижения условия 69 микроконтроллер 24 выдает сигнал разрешения на вход исполнительного узла 19, который "разрешает" включение элементов световой сигнализации 20, 22, 23 при условии наличия соответствующих сигналов на выходе дешифратора 29. При наличии впереди автомобиля 2 одного (первого) транспортного средства ("1" в условии 80), его индикация может быть осуществлена путем одного из следующих действий: включения светового излучателя 33 (действие 82), одновременного включения на постоянное горение двух излучателей 36,37 (действие 83), включение на постоянное горение двух кольцевых излучателей 40 (действие 84). Как было показано, лучшим вариантом для водителя автомобиля является такой объем получаемой им информации о транспортном средстве, которое загораживает впереди движущаяся машина, который содержит в себе и вид этого транспортного средства. Путем зажигания (действие 85) световых соответствующих излучателей 48, 49, 50, установленных на дополнительном световом сигнале 46 можно передать информацию о типе транспортного средства и его габаритных размерах. Приведем один из возможных вариантов зажигания этих световых излучателей. В этом варианте при нахождении перед автомобилем 2 легкового автомобиля зажигается излучатель 49, при нахождении грузового автомобиля зажигаются излучатели 48 и 50 и при нахождении автомобиля, имеющего удлиненные размеры (например, грузовой или легковой автомобиль с прицепом) зажигаются все три излучателя 48, 49 и 50. Если впереди автомобиля 2 находится мотоцикл, то при погашенных индикаторах 48 и 50 световой индикатор 49 переходит в режим прерывистого зажигания. При зажигании на впереди находящейся машине световых сигналов поворота ("YES" в условии 86) происходит зажигание и постоянное горение (действие 89) одного из световых излучателей 36, 37, 56, 57, а также левого или правого излучателя 5, или зажигание и прерывистое горение (действие 90) одного из световых излучателей 36, 37, 56, 57, а также левого или правого излучателя 5 или 40. При зажигании на впереди находящейся машине предупредительных стоп-сигналов ("YES" в условии 87) происходит зажигание (действие 91) одного из световых излучателей 6, 34, 38, 43, 51 или зажигание цифры "0" или "1" (действие 92) на дисплее 7. В некоторых случаях возможен также вариант, когда производится одновременное зажигание штатных предупредительных сигналов поворота 3 (действие 93) или одновременное включение штатных сигналов поворота 3 и стоп-сигналов 1 (действие 94). При наличии на автомобиле дополнительных сигналов поворота 5 также допускается их одновременное включение (действие 95). Если впереди автомобиля 2 в пределах заданного от него расстоянии S0 отсутствует какое-либо транспортное средство ("0" в условии 80), то сзади автомобиля 2 может быть включен (действие 105) световой сигнал, например, зеленого света. Наличие такого сигнала упрощает расчет водителя при принятии им решения о начале маневра обгона, так как исключается неопределенность, связанная с наличием или отсутствием других транспортных средств перед обгоняемым автомобилем. Если впереди автомобиля 2 находятся два транспортных средства ("2" в условии 80), то индикация второго транспортного средства может быть осуществлена путем одного из следующих действий: включение одного из световых излучателей 52, 53, 54 (действие 96), одновременного включения на постоянное горение двух излучателей 58, 59 или 41 (действие 97). Тип и габаритные размеры второго транспортного средства определяются также как и первого - путем зажигания соответствующих световых излучателей 52, 53, 54. При зажигании на впереди находящимся втором транспортном средстве световых сигналов поворота ("YES" в условии 98) происходит зажигание и постоянное горение (действие 99) одного из световых излучателей 58, 59, или их прерывистое горение, а также прерывистое горение (действие 100) левого или правого излучателя 41. При зажигании на впереди находящимся втором транспортном средстве предупредительных стоп-сигналов ("YES" в условии 100) происходит зажигание одного из световых излучателей 44, 55 (действие 102) или зажигание цифры "2" ("1") на дисплее 7 (действие 103). Индикация зажигания стоп-сигналов у второго транспортного средства при отсутствии дополнительных излучателей на автомобиле 2 может производится путем одновременного зажигания его штатных сигналов 3 поворота (действие 104). В этом случае индикация зажигания стоп-сигналов у первого транспортного средства должна производится посредством действия 94. Следует обратить внимание на целесообразность применения дополнительных стоп-сигналов, в основе которых лежат рассмотренные принципы их работы. Это обусловлено тем, что использование для индикации зажигания стоп-сигналов у впереди идущих транспортных средств только дисплея 7 (который может выполнять и другие функции, связанные, например, с индикацией дистанции до впереди идущей машины), не дает полного представления о характере причины, из-за которой произошло их торможение, так как при одновременном торможении нескольких машин, например, у светофора, на дисплее 7 будет индицирована только одна цифра "1", относящаяся к ближайшему к автомобилю 2 транспортному средству. Применение более сложных дисплеев, имеющих несколько разрядов, по мнению автора нецелесообразно, так как избыток цифровой информации неблагоприятно отражается на внимании находящегося сзади водителя. Вместе с тем, предложенные варианты выполнения световых дополнительных сигналов, например вариант 39, не обладают информационной избыточностью и хорошо воспринимаются водителями других транспортных средств. Это объясняется тем, что расположение излучателей 40-45 и их размеры соответствуют закону перспективного отображения объектов. Действительно, при загорании стоп-сигналов у самого отдаленного (третьего) от автомобиля 2 транспортного средства будет включен световой излучатель 45, имеющий самые маленькие размеры, а при загорании стоп-сигналов у ближайшего (первого) от автомобиля 2 транспортного средства будут включены самые большие световые излучатели 43, имеющие между собой самое большое расстояние.

Использование на транспортных средствах предлагаемой световой сигнализации может дать ряд преимуществ, одним из которых является практически полное исключение таких аварийных ситуаций, в которых происходит попутное столкновение автомобилей. Это обусловлено тем, что независимо от количества в колонне машин, даже при резком торможении впереди идущего автомобиля, например, у светофора, торможение остальных машин в этой колонне будет происходить с очень высокой синхронностью. Другое преимущество данного изобретения состоит в том, что после применения на автомобиле предложенных дополнительных сигналов, например, светового сигнала, обозначенного цифрой 39, у водителя следующей за ним машины может увеличиться скорость реакции. Это объясняется тем, что во многих случаях зажиганию стоп-сигналов у впереди идущего автомобиля предшествует последовательное зажигание стоп-сигналов у других впереди идущих машин. Это вызывает, согласно изобретению, последовательное зажигание сначала светового излучателя 45, затем 44 и, наконец, 43. Последовательное зажигание излучателей, расположенных на дополнительном световом сигнале автомобиля, подготавливает водителя следующего за ним транспортного средства к возможному торможению, что, очевидно, значительно увеличивает скорость реакции этого водителя. Еще одним преимуществом данного изобретения является возможность более безопасного обгона впереди идущих машин, так как водитель обгоняющего автомобиля, во-первых, владеет информацией о количестве и типе автомобилей, находящихся в зоне обгона, а во- вторых, об их возможном маневре, осуществляющимся, как правило, в виде неожиданного левого поворота (при правостороннем движении). В заключение можно отметить, что использование изобретения даже в его простейшем виде, когда путем включения единственного дополнительного светового сигнала 6 фиксируется зажигание стоп-сигналов только у одного впереди идущего транспортного средства, может дать значительный эффект, так как большое число транспортных средств являются абсолютно "не прозрачными".

Следует иметь в виду, что форма выполнения изобретения, показанная на чертежах и описанная выше, представляет собой только возможный предпочтительный вариант его осуществления. Могут быть использованы различные вариации в отношении формы, размеров, расположения и включения отдельных элементов, в частности, дополнительных световых предупредительных сигналов. Например, с целью более четкой фиксации зажигания стоп-сигналов у впереди движущихся машин при зажигании световых излучателей 34, 43, 44, 45, 51, 55 световые излучатели 33, 40, 41, 42, 48, 49, 50, 52, 53, 54 мгновенно гаснут. В некоторых случаях для предупреждения водителя впереди идущего транспортного средства о начале его обгона целесообразно передавать дополнительное информационное излучение не только в направлении заднего, но и переднего автомобиля. Так как основными носителями информации о режиме движения являются светофоры, перед которыми производят торможение первыми те транспортные средства, которые возглавляют транспортную колонну, в некоторых случаях целесообразно передавать в их сторону закодированное излучение при зажигании предупредительного сигнала светофора, например, красного, а после приема и декодирования этого сигнала в автомобиле 2 зажигать его задние предупредительные сигналы, соответствующие зажиганию стоп-сигналов у впереди находящейся машины. Могут быть и другие варианты включения задних световых предупредительных сигналов в автомобиле 2. Например, при изменении расстояния до впереди идущего транспортного средства может изменяться площадь засветки излучателей 40, 41, 42. Показанные на чертежах и описанные выше элементы могут быть заменены эквивалентными, могут быть использованы независимо от других элементов, не выходя при этом за пределы существа или объема изобретения, сформулированного в патентных притязаниях.

Изобретение может быть использовано на любых видах транспортных средств, имеющих предупредительную световую сигнализацию. Особенно большой эффект от применения данного изобретения может быть получен на тех транспортных средствах, которые эксплуатируются в условиях интенсивного движения на дорогах не самого высокого класса. Промышленный выпуск устройства световой сигнализации в автомобиле может быть налажен, например, теми фирмами, которые производят легковые автомобили.

Формула изобретения

1. Способ световой сигнализации автомобиля, движущегося в колонне, согласно которому подают различные световые предупредительные сигналы, каждый из которых выполняет определенную функцию предупреждения участков движения по крайней мере о предстоящем маневре автомобиля, его торможении и неисправности, отличающийся тем, что на каждом автомобиле при подаче любого из предупредительных сигналов формируют код, соответствующих функции этого сигнала, и передают его посредством модулированного потока светового или не светового излучения на по меньшей мере один из других автомобилей колонны, где его принимают, декодируют и подают собственный предупредительный сигнал, образованный в соответствии с принятым кодом путем включения в определенной комбинации штатных или дополнительных световых сигналов этого автомобиля.

2. Способ световой сигнализации по п.1, отличающийся тем, что сформированный код, соответствующий функции подаваемого автомобилем предупредительного сигнала, используют для модуляции излучения того из его задних световых сигналов, который включают при подаче этого предупредительного сигнала.

3. Способ световой сигнализации по п.1, отличающийся тем, что формируют с использованием переключателя соответствующий типу автомобиля и его габаритам код, который передают путем дополнительного модулирования потока светового или несветового излучения или дополнительного изменения параметров излучения светового сигнала.

4. Способ световой сигнализации по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что прием и декодирование модулированного потока излучения осуществляют при обнаружении (61) транспортного средства, находящегося впереди автомобиля на расстоянии, не большем заданного, причем образованный в результате декодирования собственный предупредительный сигнал, в свою очередь, кодируют (76) в соответствии с функциями, связанными с изменениями режима движения впереди движущихся транспортных средств.

5. Способ световой сигнализации по п.1, отличающийся тем, что определяют (68) дистанцию между автомобилем и движущимся впереди иди сзади него другим транспортным средством, сравнивают (71-74) эту дистанцию с допустимой дистанцией, а по результату сравнения принимают решение о включении (75) и кодировании (76) соответствующего светового предупредительного сигнала.

6. Способ световой сигнализации по п.1, отличающийся тем, что включает дополнительно введенные один или несколько стоп-сигналов, расположенных над штатными стоп-сигналами автомобиля, при зажигании стоп-сигналов у впереди находящегося транспортного средства.

7. Способ световой сигнализации по п.1, отличающийся тем, что включают на постоянное (89) или прерывистое (90) горение один из двух дополнительно введенных оранжевых сигналов, расположенных над штатными стоп-сигналами автомобиля, при зажигании световых сигналов указателей поворота у впереди находящегося транспортного средства.

8. Способ световой сигнализации по п.1, отличающийся тем, что включают (93) одновременно два штатных оранжевых световых сигнала (3), расположенных с двух сторон автомобиля, при зажигании стоп-сигналов у впереди находящегося транспортного средства.

9. Способ световой сигнализации по п.1, отличающийся тем, что включают (94) одновременно стоп-сигнал (1) и два оранжевых световых сигнала (3), расположенных с двух сторон автомобиля, при зажигании стоп-сигналов у впереди находящегося транспортного средства.

10. Способ световой сигнализации по п.4, отличающийся тем, что зажигают (105) дополнительно введенный задний зеленый сигнал при отсутствии транспортного средства на заданном расстоянии перед автомобилем.

11. Способ световой сигнализации по одному из пп.4 - 10, отличающийся тем, что идентифицируют вид транспортного средства, после чего на электронном дисплее (7), расположенном сзади автомобиля, зажигают обозначение или букву, соответствующие виду транспортного средства.

12. Способ световой сигнализации по одному из пп.6, 8, 9, отличающийся тем, что индицируют (92) на электронном дисплее, расположенном в задней части автомобиля, порядковый номер движущегося впереди автомобиля того транспортного средства, на котором был включен стоп-сигнал.

13. Способ световой сигнализации по п.1, отличающийся тем, что определяют скорость сокращения расстояния между автомобилем и движущимся впереди или сзади него другим транспортным средством, вычисляют (68) допустимую скорость сокращения расстояния между автомобилем и движущимся впереди или сзади него другим транспортным средством, сравнивают (72, 74) скорость сокращения с допустимой скоростью, а по результату сравнения принимают решение о включении (75) и кодировании (76) соответствующего светового предупредительного сигнала.

14. Устройство световой сигнализации автомобиля, содержащее задние световые предупредительные сигналы (20), соединенные с выходом исполнительного узла, отличающееся тем, что оно снабжено кодирующим элементом, излучателем (8) модулированного потока светового или несветового излучения, соединенным с выходом кодирующего элемента, приемным узлом и подключенным к его выходу декодирующим элементом, выход которого связан с задними штатными (20) и дополнительно введенными (22, 23) световыми сигналами с возможностью включения в соответствии с принятым кодом определенной комбинации первых или одного или нескольких из вторых для подачи на автомобиле, на котором был принят модулированный поток излучения, собственного предупредительного сигнала.

15. Устройство световой сигнализации по п.14, отличающееся тем, что в качестве декодирующего элемента (29) использован микропроцессор.

16. Устройство световой сигнализации по п.14, отличающееся тем, что снабжено двумя дополнительно введенными излучателями (8), установленными на некотором расстоянии друг от друга в задней части автомобиля.

17. Устройство по п.14, отличающееся тем, что выход кодирующего элемента (14) связан с задними световыми предупредительными сигналами (20, 22).

18. Устройство по п.14, отличающееся тем, что приемный узел (27) потока светового или несветового излучения установлен в передней части автомобиля таким образом, при котором его диаграмма направленности ориентирована в сторону основного движения автомобиля.

19. Устройство световой сигнализации по одному из пп.14, 15, 18, отличающееся тем, что дополнительно снабжено дальномером, установленным в передней части автомобиля.

20. Устройство световой сигнализации по одному из пп.14 - 19, отличающееся тем, что дополнительно снабжено подключенным к выходу декодирующего элемента электронным дисплеем (7), направление излучения которого ориентировано в противоположную основному движению автомобиля сторону.

21. Устройство световой сигнализации по одному из пп.14 - 20, отличающееся тем, что дополнительный стоп-сигнал выполнен в виде независимых излучателей, имеющий форму вложенных друг в друга колец (40), (43) заданного геометрического вида, при этом каждый из этих излучателей подключен к выходу декодирующего элемента (29).

22. Устройство световой сигнализации по одному из пп.14 - 20, отличающееся тем, что задний световой дополнительный предупредительный сигнал (39) выполнен в виде горизонтального ряда независимых излучателей (43, 44, 45), при этом каждый из этих излучателей подключен к выходу декодирующего элемента (29).

23. Устройство световой сигнализации по одному из пп.14 - 20, отличающееся тем, что задний световой дополнительный предупредительный сигнал (32) выполнен в виде светового излучателя (34), внутри площади излучения которого находится один (33) или несколько (48-50) других излучателей, при этом каждый из этих излучателей подключен к выходу декодирующего элемента (29).

24. Устройство световой сигнализации по одному из пп.14 - 20, отличающееся тем, что задний световой дополнительный предупредительный сигнал (46) состоит из вертикального ряда однотипных световых сигналов (47), каждый из которых подключен к выходу декодирующего элемента (29).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств и может быть использовано в устройствах для сигнализации об изменении маневра и аварийного режима

Изобретение относится к системам сигнализации аварийной ситуации

Изобретение относится к автомобильной сигнализации, в частности, касается замедления автомобилей и обеспечивает уменьшение опасности наездов в дорожном движении

Изобретение относится к системам предупреждения столкновений и может быть использовано для обмена информацией в движущейся линейной цепи транспортных средств

Изобретение относится к автоматической системе визуальной индикации торможения и пониженной скорости транспортного средства

Изобретение относится к световой сигнализации на автотранспорте, а именно к световой сигнализации торможения автомобиля

Изобретение относится к сигнальным осветительным устройствам, предназначенным для подачи сигналов другим транспортным средствам, в частности к системам световой сигнализации торможения автомобиля

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств, в частности к устройствам контроля процесса торможения

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств, в частности к устройствам контроля процесса торможения

Изобретение относится к системам, предупреждающим о замедлении транспортного средства в потоке с высокой плотностью движения

Изобретение относится к светотехническим блокам, предназначенным для индикации, и может быть использовано в оборудовании транспортных средств

Изобретение относится к транспортному машиностроению, более конкретно к системам световой сигнализации транспортных средств при торможении

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств

Наверх