DESCRIPCIÓN

Sistema cié señalización, de la evolución de la maniobra de frenado, dinámico y con proporcional visual con respecto a ia pérdida de velocidad, con una sensibilidad de respuesta del sistema fija o programada,, en cada maniobra de frenado, dando en consecuencia una representación de iluminación proporcional según una linea recta, curva, banda o figura, corno respuesta a la pérdida de velocidad del vehículo durante la maniobra de frenada. La presente invención se encuadra dentro de los sistemas indicadores luminosos de vehículos.

Estado de la técnica;

Desde que Fiorence A. Biidgvvood _f a principios del siglo XX, inventara la primera señalización de frenada (cartel de stop que aparecía al oprimir el pedal del freno), esta i dicación lia evolucionado a las luces de freno actuales que, increíblemente después de mas de un siglo, no hacen más que indicar lo mismo que entonces "que el conductor ha oprimido el pedal de freno de su vehículo".

A medida que la velocidad de los vehículos y la calidad de las carreteras han. ido aumentando, esta información está siendo cada ve .más. insuficiente;, ya que los tiempos de reacción del conductor, ante una maniobra de frenada, se han acortado drásticamente.

Posteriormente, para reducir este tiempo de reacción, apareció la tercera luz de freno (o luz de freno sobre elevada) para acortar ei tiempo de aviso de _: "conductor oprimiendo el pedal del freno de su vehículo", ya que esta tercera luz de freno permite (en algunos casos) ser vista a través del cristal trasero de los vehículos que nos preceden, acortando de esta forma los tiempos de reacción. Aunque se ha demostrado que la tercera luz de fren no reduce los accidentes en más de un 5%, hay que tener en cuenta que, actualmente, instalar una tercera luz de freno es bastante barato y que aunque sólo reduzca en un pequeño porcentaje las colisiones, todo es rentable si evita accidentes.

Otro avance, mas de un siglo después, han sido los indicadores de frenada de emergencia. La falta de atención del conductor durante la conducción y los sucesos inesperados, - responsables de multitud de accidentes, se intentan paliar mediante el uso de eds de alta intensidad y/o mediante el parpadeo o aumento de intensidad emitida por las luces de freno (indicadores de frenada d emergencia) pero, hasta la fecha, ios estudios realizados en vehículos circulando no han mostrado ninguna mejora de importancia y si se ha observado que, a la larga, producirán, sobre todo en distancias cortas, daños en la vista de ios demás conductores y, en todo caso, la indicación de emergencia casi siempre se produce cuando ya no es posible evitar el accidente.

El último avanee _s en el siglo XXI, son los radares y sensores instalados en la parte frontal de los vehículos, los cuales defienden (únicamente a los vehículos que los incorporan) de jmpaetar frontaímeníe (con un peatón, un obstáculo u otro vehículo) pero no pueden evitar el alcance trasero de los vehículos que le siguen. (a no ser que estos incorporen el mismo sistema) y su flabilidad, al 100%, es actualmente muy cuestionable. La eficiencia real de estos sistemas llegará cuando todos los vehículos del mundo puedan incorporar, en la zona delantera, estos sistemas y además sean redundantes o con alguna otra formula que aumente su íiabilidad. Ese momento está demasiado lejos por costo económico y problemas sin resolver, lo cual supone, durante este tiempo, una cantidad de accidentes con lesiones y/o pérdida de vidas, es decir un costo social y económico muy elevado.

Además, todos estos sistemas además dejan sin resolver otras cuestiones:

V ~ Cuando la luz del Sol incide sobre los catad! ptóos de las luces de freno de un vehículo, la reflexión hace que parezca que el piloto está iluminado, aunque realmente no lo esté, generando desinformacíón en ios demás conductores. Este fenómeno nunca se produce cuando -la superficie iluminada varía con la pérdida de velocidad, ya que las zonas que se iluminan se distinguen fácilmente de las que están reflejando la luz ambiente.

2 ^a .- La percepción del ser humano, con respecto a la velocidad de su vehículo, se basa en la sensibilidad del cuerpo a las fuerzas de inercia (muy subjetiva) y principalmente en la variación de la posición relativa de su- vehículo con respecto al entorno. En caso de niebla, lluvia, polvo, nieve, etc. la percepción de la variación relativa con respecto al entorno disminuye enormemente lo cual, muy a menudo, da lugar a accidentes por alcances en cadena, con muchos conductores implicados y las consiguientes lesiones en: los usuarios y costes económicos. La presente invención no presenta este problema ya que minimiza la necesidad de referencias externas.

3 ^a .- El parpadeo conjunto de las: luces de emergencia de varios vehículos puede dar lugar a una frecuencia total de valor elevado que puede resultar perjudicial para la salud, generando malestar y hasta ataques epilépticos en personas sensibles.

4 ^o .- Los sistemas citados, en caso de fallo, provocan el accidente que tratan de evitar. En la presente invención esto no ocun-e, ya que, en ausencia de señal, el sistema de Indicación de -freno dinámico proporcional funciona como una luz de freno convencional (señal nula igual a toda la superficie iluminada).

Son conocidas las patentes y modelos de utilidad que, utilizando decelerómetros, mecanismos en el pedal del freno, i-a presión del circuito hidráulico de los frenos, radare frontales, etc. aumentan la intensidad emitida por las luces de freno o varían su forma, disparan indicaciones de frenada de emergencia con fiasco de las luces de freno, o- encendiendo los wanimg, cuando el recorrido del pedal de t eno, la presión del sistema de frenos, la deceleración o la relación distancia/velocidad superan un valor prefijado, como son: USóI 63256, CN2302166, US2017028906, UA6G3.H, ÜS56I Ó578, BE102013002308, TW201 300280, .R20140129592, y otras.

Casi todas ellas solo son visibles y comprensibles desde cortas distancias. Su visibilidad y efectividad depende en gran medida de que las condiciones del entorno no sean adversas (niebla, nieve, lluvia, polvo, etc.) y algunas de ellas dependen de las características del vehículo, incluso en cada instante,

Todas estas patentes y modelos de utilidad deben ser adaptadas a cada vehículo en particular o añadir elementos para su funcionamiento.

La presente invención no presenta estos problemas y minimiza la necesidad de referencias externas.

Descripción de la invención:

Una maniobra de frenado pocas veces es instantánea (frenada de emergencia) sino que se desarrolla durante un tiempo más o menos largo y puede empezar siendo suave, o más o menos brusca y en algún instante transformarse, p no, en una frenada de emergencia, puesto que la maniobra en sí consta de instantes consecutivos pero con una evolución de la deceleración que no tiene porqué ser decreciente o constante en el tiempo. Durante una maniobra de -frenado de cualquier tipo, una representación dinámica usando el parámetro deceleración no es posible sin que se produzca un "efecto acordeón " del conjunto de las luces (aumentar y disminuir la cantidad de luces que se iluminan y por tanto la superficie iluminada, debido a la variación de la .desaceleración durante: la indicación de la maniobra) lo cual desinforma-más. que informa y genera sorpresa y sobre-reacciones en los demás conductores, por lo que pueden provocar el accidente que se trata de evitar.

Para resolver estas situaciones, la presente invención considera el. problema centrándose en el concepto de maniobra de frenada, teniendo en cuanta lo explicado anteriormente, es decir: no como un suceso de un instante dado, sino como un conjunto de sucesos que permiten su representación dinámica, progresiva con proporcionalidad •visual a la pérdida de velocidad y una .-representación del funcionami ento del sistema, dinámica, sencilla e intuitiva indicando como, evoluciona la. frenada durante todo el tiempo que dure la misma y por tanto indicando, a los conductores que nos siguen, cual es la intensidad de frenada que se está realizando en cada instante y como evoluciona esta.

El primer efecto de la presente invención, al ser dinámica, es atraer la atención sóbrela maniobra de frenada que está realizando el conductor del vehículo, en todo instante de la misma (sea esta maniobra del tipo que sea en cada instante]. El segundo es informar a los. demás conductores como está frenando el vehículo y, en el caso de que durante la maniobra se produzca una situación de emergencia, el sistema estará funcionando corno pre-aviso de dicho instante (ya que inicialmente ha: atraído con su representación dinámica, proporciona], la atención de los demás conductores).

En consecuencia los demás conductores saben que es lo que está haciendo, en todo instante, el conductor que le precede, acortando por tanto el tiempo de respuesta, ante cualquier situación inesperada. La variación brusca de la rapidez de iluminación y de la superficie iluminada indicará, por si misma, una frenada de emergencia.

Ventajas:

El sistema de indicación de frenada, dinámica y proporcional, no padece de ninguno de los problemas ni condicionantes de las actuales luces de freno, incluidas las luces de emergencia:

- En el sistema de -indicación de frenada, dinámica y proporcional no es necesario el aumento de la intensidad luminosa ya que el movimiento atrae, .basta involuntariamente, la atención de los dem s conductores (prueba de ello es que no hay ningún vehículo de emergencia cuyas luces principales de aviso sean estáticas).

- La presente invención no depende de un instante de la frenada y por tanto sí en ese instante estamos mirando al vehículo de delante, ai retrovisor, al. velocímetro, etc. ya que la visualizacíón de su funcionamiento, al ser dinámica en todo instante, no induce a confusiones,

- Es independiente de las características de! vehículo como son .tipo, potencia motor, sistema de .frenos, estado de carga del vehículo, estado de desgaste de los elementos de freno del vehículo (pastillas de freno, latiguillos, discos de freno, tipo de ruedas y su estado, etc.) y por tanto es aplicable a cualquier tipo de vehículo, sin necesidad de modificaciones de ninguna clase ni elementos añadidos.

- En la presente invención, a! ser la superficie iluminada con proporcionalidad visual a la pérdida de velocidad del vehículo y sensibilidad de respuesta del sistema fij o programada, en cada maniobra.- de frenado, no puede producirse "efecto acordeón" ninguno (ya que la velocidad, durante toda la maniobra, será en todo instante decreciente o como poco constante).

- Representación visible fácilmente comprensible cortas y largas distancias.

- La cantidad y rapidez de la progresión, de encendido de los elementos o conjuntos luminosos, .que componen Ja -superficie iluminada, hace innecesario ningún otro tipo de indicación para el caso de frenada de emergencia.

·· La pérdida de las sensaciones de velocidad y situación no afectan ala percepción de la maniobra de frenado en la presente invención. La maniobra de frenado representada depende únicamente de la comprensión de la representación dinámica de la frenada, en cada instante, por cantidad y rapidez de encendido y la cantidad y rapidez ele luces o conjuntos Iluminados,

- En el caso de la tercera luz de freno, se implementa tan fácilmente como quitando la existente y colocado una con el sistem de, indicación de frenada dinámico, proporcional integrado en ella,

- En caso de pérdida de señal, el sistema de indicación de frenada dinámico, proporcional actúa como una luz de freno convencional

Otras ventajas diterenciadoras, desde el punto de vista industria!, de este sistema son:

- Como componente de un vehículo puede ser implementado de inmediato en la línea de producción de cualquier fabricante de vehículos. Lo normal es que, en línea de producción de vehículos, cualquier nuevo elemento se integre en ellos después de 3 o 4 años, debido a las modificaciones a realizar en Ía operativa de fabricación.

- Como accesorio de cualquier "vehículo ya fabricado presenta la ventaja de bajo costo fácil instalación ya que no es necesario realizar modificaciones y proporciona un considerable aumento de la seguridad.

- La presente. invención no necesita bus de datos, sensores o cableado adicional alguno lo cual, junto con su independencia de la electrónica del vehículo, evitan que pueda ser hackeado.

En resumen; Montaje sencillo, señales continuas claras e inequívocas, fabricación con los medios actuales, comprensión razonablemente sencilla, alta seguridad, bajo costo, instalable en cualquier tipo de vehículo, practicidad y enorme potencial para evitar que se produzcan accidentes por alcance trasero y sus consecuencias entre cualquier cl se y tipo de vehículos.

Funcionamiento: El sistema de indicación de -frenada dinámico, proporcional consta de xxn deeelerometro triaxial (o similar) que entrega su señal a vtjx microprocesador el cual, por integración, obtiene la velocidad del vehículo en cada instante de la frenada y un programa, que de forma proporcional (de cualquier tip adecuado), control el S encendido de una serie consecutiva de luces (cuya trayectoria de encendido puede ser cualquier tipo de línea, banda o figura.) que da como consecuencia una superficie luminosa variable (que puede ser, por instantes, constante o creciente) lo que le confiere una proporcionan dad visual a la pérdida de velocidad del vehículo y una sensibilidad de fúncionamient del sistema, fija programada, durante iodo el tiempo0 que el conductor esté oprimiendo el pedal de freno.

Este sistema permite- (en el caso de ios vehículos con cambio automático o semiautomáíieo) que también la pérdida de velocidad debida a la retención del motor /cambio quede reflejada, durante la. trenada, ya que es una pérdida de velocidad del vehículo y, si se está oprimiendo el pedal del freno, quedará reflej da (aunque esta5 pérdida de velocidad no sea debida ai circuito de frenos),

.Evidentemente- el sistema puede ser también, úrsícamerite, un indicador de frenada de emergencia, si asi se desea, sin necesidad de modificaciones ya que basta programar el microprocesador con unos entornos de velocidad, -funció de la velocidad inicial detectada, fuera de los cuales las luces funcionen de forma convencional y dentro de los cuales las luces entren en una representación animada de iluminación o simplemente en fiasco.

El m croprocesador integra, en cada _: instan te predeterminado, la señal de deceleración para obtener la velocidad instantánea del vehículo durante todo el tiempo que estemos pisando el pedal del freno, pero bloquea todo valor de señal de velocidad, superior al instantáneo anterior leído, que se pueda producir en cualquier instante (situación que se puede dar, por ejemplo, bajando una pendiente pronunciada si no se oprime lo suficiente el. pedal del freno o estos se calientan hasta sufrir desvanecimiento (fading)). Este bloqueo significa, desde el punto de vista práctico, que el sistema mantiene la indicación alcanzada invariable basta que la. nueva señal de velocidad instantánea obtenida sea inferior a la última decreciente recibida, en cuyo momento continuará con la progresión de encendido correspondiente a los instantes sucesivos.

Á medida que la velocidad disminuye el sistema va encendiendo, de forma proporcional visual a la pérdida de velocidad y con una sensibilidad de respuesta fija o program da, las luces: que se han implemeritado en los dos piloto de freno, en la tercera luz de freno o en: el conjunto, de forma convergente o divergente.

La sensibilidad de respuesta fij o de variación programada, del encendido de las luces es una posibilidad que se plantea en razón a que, durante cualquier tipo de frenada, los instante más críticos son al principio y ai final de la misma por lo que en esos momentos es deseable que la sensibilidad y rapidez de respuesta del sistema sea mayo Componentes del sistema:

- Sensor de deceleración trí- ax l (o simple, o similar) que entrega su seña! a:

- Microprocesador que entrega, al sistema, de iluminación una orden de encendido con proporcionalidad visual a ta pérdida de velocidad y sensibilidad de respuesta fija o programada. La velocidad es la integral de la deceleración en el tiempo, por tanto el microprocesador la obtiene del deceleró-metro en cada instante y determina una sensibilidad de respuesta del sistema, fija o programada, en función de l velocidad inicial en cada frenada y del número de luces que componen el sistema de iluminación.

- Programa que controla el encendido de 1.a luces permite una respuesta con proporcionalidad visual a la pérdida de velocidad lo que proporciona una secuencia de encendido, con una sensibilidad de respuesta, fija o programada, que es enlodo caso función de la velocidad leída en el instante inicial.

- La sensibilidad de respuesta resulta de la relación entre la velocidad inicial, en cada maniobra de frenada, y el número de elementos luminosos implemeníados, e cada caso, parala representación (pilotos de freno, tercera luz-de freno o ambos). Puede ser fija o variar de forma programada, según tramo y/o valor de la velocidad instantánea.

- Placa electrónica (PCB) con sensor de deceleración, integrado o no, protector para sobretensión e inversión de polaridad, regulador de- tensión, microprocesador, transistores, luces, -resistencias y condensadores necesarios para el correcto fimcionamiento descrito (sean pilotos de freno, tercera luz de freno o ambos), o cualquier soporte adecuado para esos elementos {soporte aislante rígido como el plástico o flexible corno el Kapton, etc.).

El microprocesador integra la deceleración, leída en el primer instante, obteniendo así la velocidad en ese instante, y divide su valor entre la mitad ^' del número de luces que componen las fases de encendido de la tercera luz de freno (o entre el número de luces que compongan, cada piloto de freno en sus caso), lo cual proporciona al sistema la. sensibilidad de encendido, que se podrá configurar como fija o programada, en función de la velocidad instantánea inicial, frente a la pérdida de velocidad cuando se actúe sobre el pedal de freno. A medida que varia la velocidad, que obtiene el microprocesador del deceleró-metro» en los instantes sucesivos, el microprocesador genera el encendido iluminando, dinámica y proporcionalmente, las luces correspondientes hasta llegar al valor cero (si se alcanza) que coincidirá con vehículo parado (toda la luz encendida - sea tercera luz de .freno, pilotos de freno o. ambos).

La representación de la maniobra de frenada se hace de forma proporcional visual con respecto a la pérdida de velocidad y con una sensibilidad de respuesta del. sistema fija o programada (en ambos casos progresando el encendido del centro a los bordes Fig. !-(b) y Fig.2-(d) o dolos bordes al centro Fig. 1 -(a) y 2-(c) ), por..medio de los pilotos de freno o de la tercera luz de freno (de cada uno o del conjunto de ambos elementos como en la Fíg. 3) durante toda la frenada,.

También se puede utilizar ía señal de decelerómetras (por ejemplo el de la frenada de emergencia), del ordenador de abordo o de otros sistemas o elementos del vehículo, pero el uso de las señales de estos -elementos implica un bus de datos desde estos sistemas o elementos (instalados generalmente en la parte delantera del vehículo) hasta las luces de freno (instaladas siempre en la parte trasera), con el consiguiente encarecimiento y aumento de problem s de interferencias (emitidas/ recibidas). Uno de los principales problemas en el diseño de cualquier vehículo es el cablead de los sistemas eléctricos y electrónicos que lo componen y más aún los bus de datos necesarios para el funcionamiento de algunos sistemas, ya que pueden producir o recibir interferencias que afecten al funcionamiento de ios sistemas del vehículo propio o de los demás.

Evidentemente en caso de deslizamiento sobre lámina de - agua (aquaplaning) ai oprimir el pedal del freno, el sistema indicará la pérdida de velocidad del vehículo a medida que el agua lo frene, independientemente de que las ruedas frenen, queden bloqueadas. o no.

Cuando se utiliza un encendido divergente (Fig. 1 -(b) y Fig. 2-(c)), e los extremos de la línea de iluminación, pueden colocarse sendos elementos luminosos independientes que se iluminen desde el primer momento en qu se oprime el pedal del freno permanecen en este estado hasta que se deja de oprimir el peda!. Su utilidad estriba en dar información, a los demás conductores, de cual es la longitud efectiva del sistema, para cuandola falta de luz ambiental no- permita distinguir las dimensiones de las luces de freno o de la tercera luz de freno o del conjunto.

Descripción de los dibujos:

Figura - 1 : Representa la posibilidad de un pare de pilotos de freno, con un encendido convergente (a) y divergente (b) respectivamente.

Figura - 2: Representa un tercera luz de freno (o luz de freno sobre-elevada) con un e cendido divergente (c) y convergente (d).

Figura - 3: Conjunto de pilotos de freno y tercera luz de freno actuando de forma coordinada convergente (primero ios pilotos de freno y luego la tercera luz de freno) o divergente.

En cualquier caso de posible representación se puede realiza el funcionamiento tanto en forma simple como coordinada y tanto convergente co o divergente, así como dinámica proporcional fija, programada o de emergencia. Realización preferente:

Se describe a continuación el sistema de indicación de frenada, dinámica progresiva, proporcional aplicada a una tercera luz de freno, de cualquier tipo de versículo, funcionando de forma divergente (encendido del centro a los bordes ~ Fig. l -(h) y 2- .(<*)) ^■

Esta descripción, que no pretende ser limitativa del alcance de la presente invención, se aplica a una tercera luz de freno por ser la forma más sencilla y universal de ímplernentar el sistema en cualquier vehículo (de cualquier número de ruedas o ejes, sistema de frenado o propulsión, etc.) con el costo más bajo (ya que desde el punto de vista de instalación simplemente necesita la alimentación de la existente) pero proporcionando m incremento considerable en la seguridad del vehículo y sus ocupantes, siendo además su funcionamiento inicial como el de cualquier luz de freno convencional pero diferenciándose de inmediato de forma, clara y fácilmente comprensible, por su transmisión de infonnaeión.

El sistema está, en este caso, totalmente integrado en la carcasa (housing) de una tercera luz de freno ocupando el decelerómetro una posición centrada, con el eje longitudinal del vehículo (para mayor sencillez de la. señal y del procesado de la misma) y conectado a la placa electrónica (PCB) sobre la que se monta todo el sistema electrónico y de iluminación necesario para s funcioiiairíiento.

Al. oprimir el usuario el pedal del freno de su vehículo llega la corriente eiéctricá a la tercera luz de freno del vehículo con lo que se produce la alimentación del sensor de .deceleración y de la PCB, es decir del conjunto electrónico del sistema de indicación de frenada dinámic y proporcional, (también se puede alimentar al sensor de deceleración de forma coni.in.ua e independíente y dar entrada a su seña! al sistema, por ejemplo mediante un relé, cuando oprimimos el pedal, del. freno), por lo que el microprocesador recibe la señal del decelerómetro en ese instante con lo cual determina la velocidad del vehículo en ese instante.

A partir de este valor inicial obtenido, el microprocesador determina una velocidad instantánea inicial lo cual da lugar, según su programa, a una progresión de encendido dinámica proporcional a la velocidad de los instantes sucesivos durante la frenada, con una sensibilidad fija o programada de su valor. La velocidad al principio de la frenada, el número de luces del sistema y el programa instalado, es lo determina la respuesta del sistema, es decir determina la cantidad de velocidad que tiene que: perder el vehículo para que se encienda la siguiente luz (o conjunto de ellas) y con qué rapidez. Por tanto, en cada frenada, el microprocesador determina un valor diferente de la sensibilidad del sistema a la variación de l velocidad, ya que la velocidad: instantánea Inicial será, en general, diferente cada vez que se realice una frenada. Esta sensibilidad obtenida puede ser fija o responder a un programa prefijado según ciertos instantes y parámetros.

En caso de que se desee, como se ha comentado anteriormente, tener una sensibilidad mayor ai principio y al fina! de la maniobra de frenada o cualquier tipo de distribución similar (más sensible solo ai principio o solo al final) basta programar al. microprocesador con entornos de sensibilidad diferentes o de cualquier otra forma adecuada.

La distribució de esta sensibilidad se puede hacer para cualquier número de entornos, con características diferentes por entorno. Un entorno puede ser una función operativa alrededor de l velocidad inicial y otro entorno alrededor del valor cero de la velocidad, mientras que en ei espacio entre ambo puede ser una función lineal (independientemente de que el encendido sea de una, dos o. más fuentes de luz de encendido simultáneo). La función programada puede ser la citada o cualquier otra que se considere oportuna, estando determinado su valor inicial por la relación entre la velocidad instantánea inicial y el número de luces o conjunto de luces, de encendido disponibles.