DE69315189T2

DE69315189T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern von Fahrzeugen, zum Beispiel zum Steuern der Fahrtrichtung und/oder des Sicherheitsabstandes von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE69315189T2
Application number: DE69315189T
Authority: DE
Inventors: Luigi Collinucci
Original assignee: Fiat Auto SpA
Current assignee: Fiat Auto SpA
Priority date: 1992-12-31
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2013-11-30
Also published as: EP0606571B1; ITTO921062A0; ITTO921062A1; US5698259A; DE69315189D1; EP0606571A1; IT1257969B; JPH06220816A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf ein Verfahren zum Aufbringen von zumindest einer Leitlinie, die Metall, das durch einen Metalidetektor erkennbar ist, beinhaltet, auf einer Straßenoberfläche. Die Erfindung wurde unter spezieller Bedachtnahme auf seinen Einsatz in Straßensicherheitssystemen entwickelt, insbesondere für Autoteststrecken. Solche Strecken werden von den wichtigsten Autoproduzenten zum Experimentieren und zum Überprüfen der Eigenschaften von Autos unter sehr unterschiedlichen Bedingungen verwendet, um spezielle, für das Verkehrsgeschehen typische Situationen zu reproduzieren und, sehr oft, auch zu übertreiben. Es gibt zum Beispiel runde Strecken, wo Autos langen Testdurchgängen entlang einer runden Strecke mit großem Krümmungsradius ausgesetzt werden, um ihre Betriebseigenschaften in Umgebungen, die dem Verkehr sehr ähnlich sind, zu testen, mit der Möglichkeit die Fahrzeugkomponenten mit hoher Genauigkeit und Gewißheit zu testen. Auf diesen Strecken und während diesen Tests, die sich oft wiederholen und sich über eine lange Zeit erstrecken, kann es passieren, daß die Aufmerksamkeit des Testfahrer nachläßt mit der Tendenz des Fahrzeuges von der Strecke abzuweichen und die zugewiesene Spur (üblicherweise mit wie Verkehrszeichen auf die Straßenoberfläche gemalte Linien gekennzeichnet) zu verlassen, mit dem Risiko der Kollision mit Fahrzeugen in den angrenzenden Spuren.
Gemäß der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0452 280 sind die Linien mit der gewöhnlichen, eine Dispersion mit Metall wie Aluminium enthaltende Farbe gemacht.
Einer oder mehrere am Fahrzeug befestigte Sensoren, die auf das in der Farbe verteilte Metall ansprechen, erkennen, ob das Fahrzeug der im zugewiesenen Spur folgt oder nicht; falls nicht, ist ein hör- und/oder sichtbares Signal vorgesehen.
Der Anmelder hat gezeigt, daß es unvermeidlich ist, daß das wiederholte überfahren der Linien durch die Fahrzeuge in ihrem Abrieb endet und so Bereiche ohne Metallteilchen entstehen, wodurch die Sensoren an den Fahrzeugen unwirksam werden. Es ist deshalb notwendig, die abgeriebenen Bereiche mit weiterer, die metallene Dispersion enthaltende Farbe zu erneuern; in der Praxis bedeutet dies, daß die zur Wartung benötigte Menge des Metalls recht hoch sein kann, mit beachtlichen Kosten; außerdem hat die Dispersion des abgeriebenen Metalls in der umgebenden Umwelt eine schädliche, ökologische Auswirkung.
Aus der WO-A-8 803 308 ist ein Verfahren zum Aufbringen von Leitlinien unter Verwendung einer von einem Plastikmaterial bedeckten Metallschicht bekannt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Aufbringen von zumindest einer Leitlinie, die Metall enthält, das von Metallsensoren erkannt werden kann, auf einer Straßenoberfläche, vorzusehen.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch ein Verfahren mit den Eigenschaften gemäß Anspruch 1 erreicht. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine zum Ausführen des oben erwähnten Verfahrens verbesserte Vorrichtung, dessen Hauptmerkmale in Anspruch 7 definiert sind.
Die Erfindung wird nun ausschließlich anhand nicht beschränkender Merkmale mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
Fig.1 die Vorrichtung zum Aufbringen von Leitlinien zur Anwendung des erfindungsgemäßen Systems veranschaulicht,
Fig.2 schematisch eine Anordnung eines erfindungsgemäße Leitlinien verwendenden Systems zur Kontrolle der Fortbewegungsbahn eines Fahrzeugs zeigt und
Fig.3 ein Anzeigegerät für ein Fahrzeug zeigt, das von einem System nach Fig. 2 gesteuert wird.
Mit Bezugnahme auf Figur 1 wird ein mit Rädern versehenes Fahrzeug, entweder selbst angetrieben oder als Anhänger, allgemein mit 1 bezeichnet und beinhaltet eine Versorgungsvorrichtung, mit 3 bezeichnet, zum Versorgen mit gasförmigen Metall und eine Vorrichtung 5 zum Malen von Verkehrszeichen auf die Straßenoberfläche, wie sie momentan und normalerweise von spezialisierten Erzeugern verwendet wird.
Die Vorrichtung 3 umfaßt eine Überschallturbine 7 mit einem ersten Einlaß 9 und einem Auslaß 11; ein zweiter Einlaß 12 ist mit einem Luftkompressor 13 verbunden.
Ein kontinuierlicher Metalldraht 15, zum Beispiel aus Aluminium, wird unverzögert aufgeschmolzen, zum Beispiel durch Mittel eines Lichtbogenschweißbrenners 17 und wird dem Einlaß 9 der Turbine 7 zugeführt.
Während des Betriebes, wenn sich die Vorrichtung 1 in die durch den Pfeil angezeigte Richtung bewegt, wird der wirkungsvoll verdampfte Metallstrahl vom Schweißbrenner 17 durch die Luft vom Kompressor 13 beschleunigt und von der Turbine 7 weiter beschleunigt bis annähernd Überschallgeschwindigkeit erreicht ist und über den Auslaß 11 auf die Straßenoberfläche 11 ausgestoßen. Dank der sehr kleinen Dimensionen und der hohen Auftreffgeschwindigkeit der den Strahl aufbauenden Teilchen, haftet das Metall perfekt (mit einer gewissen Eindringung) an der rauhen Straßenoberfläche, erzeugt eine fast glatte Straßenoberfläche und kühlt und verfestigt sich praktisch augenblicklich.
Die Vorrichtung 5 spritzt dann die Farbe, in bekannter Art und Weise, auf die Oberfläche, bedeckt die darunter liegende, dünne Metallschicht und erzeugt so die üblichen Straßenzeichen, die, in diesem Fall, die erfindungsgemäßen Leitlinien bilden. Die von Farbe bedeckten Metallstreifen können kontinuierlich oder unterbrochen sein, wobei im zweiten Fall eine kontinuierliche Verringerung der benötigten Metallmenge erzielt wird; in diesem Fall ist die Entfernung zwischen einer Linie und der nächsten so, daß wenn eine Linie endet, die Metallsensoren, über die später mehr gesagt wird, die nächste erkennen können.
Das wiederholte Überfahren der Linien durch Motorfahrzeuge reibt die Farbe ab, die erneuert werden muß, wie das bei der Wartung von Straßenzeichen üblich und unvermeidlich ist, ohne die darunterliegende Metallschicht zu zerstören.
In Figur 2 sind zwei Straßenmarkierungen mit 10 und 10' bezeichnet und in einer Art und Weise aufgebracht, wie soeben beschrieben, um eine Spur zu kennzeichnen, die den Weg anzeigt, dem ein Fahrzeug während seiner Fahrt folgen soll. Die Richtung der Bewegung des Letztgenannten wird von dem Pfeil angezeigt, wobei der Vorderteil des Fahrzeuges 12 Metallsensoren 14, 16, 18, 20 enthält, zum Beispiel von jener Type, die in der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0 452 280 beschrieben sind.
Eine schwaches, pulsierendes Laser Sender-Empfänger-Modul 22 befindet sich vorne am Fahrzeug 12, wobei der Winkel des davon ausgesendeten Lichtstrahles einstellbar ist.
Die Sensoren 14, 16, 18, 20 und das Laser Modul 22 sind mit einer Anzeige- und Steuervorrichtung 24 im Fahrgastraum des Fahrzeuges 12 verbunden und werden weiter unten beschrieben.
Mit Bezug auf Figur 3 ist die oben erwähnte Anzeige- und Kontrollvorrichtung 24 in der Form eines Parallelepipeds beispielhaft gezeigt, die alle zur Verarbeitung der Signale von den Sensoren 14, 16, 18, 20 und dem Laser Modul 22 benötigten Stromkreise und Programme enthält. Nachdem diese oder daraus abgeleitete Signale verarbeitet wurden werden sie in einer Anzeige 30 angezeigt.
Die Vorrichtung 24 kann auch Öffnungen 34 und 36 zur Übertragung von akustischen Signalen, ergänzend zu den auf der Anzeige 30 vorhandenen optischen, haben, mit Mitteln eines Summers oder einer künstlichen Stimme.
Die Anzeige 30 hat die charakteristische Form eines verkehrten T; in der Mitte dieses T ist eine optische Anzeige, wie eine LED 38, zum Beispiel ein grünes Licht; an den Armen des T sind eine Mehrzahl an optischen Anzeigen, wie LEDs, zum Beispiel fünf LEDs 401 bis 405 für jeden horizontalen Arm und vier LEDs 411 bis 414 für den vertikalen Arm. Ein Reset-Knopf 32 und Schalter 40, 42 zum Einstellen der Helligkeit der LEDS bzw. die Lautstärke des Summers sind ebenfalls an der Seite der Anzeige- und Steuervorrichtung 24 vorgesehen.
Ein mehrpoliger Anschluß 44 ermöglicht die Verbindung der Sensoren 14, 16, 18, 20 und des Lasermoduls 22 mit der Vorrichtung 24.
Der Betrieb der Anzeige- und Steuervorrichtung 24 wird mit Bezug auf Figur 2 und 3 beschrieben.
Falls das Fahrzeug ordnungsgemäß entlang seiner zugewiesenen Spur fährt, leuchtet die zentrale, grüne LED 38, um anzuzeigen, daß die Vorrichtung 24 aktiv ist.
Falls eine Abweichung aus der Spur stattfindet (zum Beispiel nach rechts), erkennen die Sensoren 20, 18, in dieser Reihenfolge, das überqueren der Linie 10' und senden ein entsprechendes Signal zur Vorrichtung 24, die, nach Erkennen und Auswerten (in bekannter Weise) des empfangenen Signals, die LEDs 401 bis 405 auf der rechten Seite der Anzeige 30 aktiviert: gleichzeitig wird die zentrale, grüne LED 38 abgeschaltet.
Das Aktivieren kann zum Beispiel in der Mitte starten und sich Richtung der Enden in einer sich ständig wiederholenden, aufeinanderfolgenden Art und Weise, mit hoher Wiederholfrequenz fortsetzen, um die Richtung der Abweichung des Fahrzeuges von seiner korrekten Spur merklich sichtbar zu machen.
Falls der Fahrer das Signal sieht und die Spur korrigiert, überschreiten die Sensoren 18, 20, in dieser Reihenfolge, den Streifen 10', bestätigen das Zurückkehren in die korrekte Spur und senden ein entsprechendes Signal zur Vorrichtung 24. Diese kehrt dann die Richtung des Leuchten der LEDs für einige Momente um. Die seitlichen LEDs 401 bis 405 werden dann abgeschaltet und die zentrale, grüne LED wird wieder eingeschaltet.
War die Vorrichtung 24, um ein Überqueren der Linie 10' durch die Sensoren 20, 18, in dieser Reihenfolge, zu erkennen, so wird sie das Signal nicht beenden, da sie das als Überqueren eines anderen Streifen, das heißt als Eindringen in eine zweite Spur, deuten würde.
Falls das Fahrzeug 12 den Streifen 10 nach links überquert, verursachen die betroffenen Sensoren 14, 16 ein Abschalten der zentralen LED 38 und ein Einschalten der links am verkehrten T angeordneten LEDs 401 bis 405 mit der selben Vorgangsweise wie soeben für den rechten Arm beschrieben.
Die Betätigung des Richtungsanzeigers verhindert den Einsatz des Alarms, der ein Verlassen einer Strecke anzeigt, da in diesem Fall angenommen wird, daß die Absicht besteht, die Spur zu verlassen.
Falls sich das Fahrzeug während seiner Bewegung einem Hindernis in derselben Spur, charakteristisch für ein anderes Fahrzeug, in einer solchen Entfernung nähert, daß das von dem Lasermodul 22 ausgesendete und vom vorhergehenden Fahrzeug reflektierte Lasersignal vom Lasermodul 22 empfangen wird, sendet dieses (in bekannter Art und Weise) ein verbundenes Signal zur Anzeige- und Steuervorrichtung 24 sendet. Unter diesen Umständen, in denen das Warnsignal empfangen und erkannt wird (in bekannter Art- und Weise), schaltet die Vorrichtung 24 die zentrale LED 38, in Übereinstimmung zu Kriterien ähnlich zu den vorher beschriebenen zur seitlichen Abweichung durch Mittel der LEDs 401 bis 405, ab, schaltet die LEDs 411 bis 414 am vertikalen Arm der Anzeige 30 ein und zeigt somit dem Fahrer die Notwendigkeit an, seine Geschwindigkeit zu verringern.
Falls das Fahrzeug in einen sicheren Zustand zurückkehrt, schaltet die Vorrichtung 24 die LEDs 411 bis 414 am vertikalen Arm ab und schaltet die zentrale, grüne LED 38 wieder in einer Art und Weise ähnlich der, wie für die horizontalen Arme beschrieben , an. In jedem Fall, nachdem ein Alarmsignal für eine vorbestimmte Zeit aufrechterhalten wurde, normalerweise eine oder zwei Sekunden, wird der Summer aktiviert, gibt die künstliche Stimme klare Wammeldungen aus, werden die Warnblinker aktiviert und Notfallsmaßnahmen treten in Kraft, da in dieser Situation angenommen wird, daß der Fahrer einschlafen wird; wobei dann alle Seitenfenster ganz geöffnet werden und Luft mit zerstäubtem Wasser etc. kann eingeblasen werden, um die Aufmerksamkeit des Fahrers zu erregen.
In jedem Fall, nachdem eine gewisse Anzahl an Korrekturen in einer gewissen Zeit getätigt wurden (Ereignisse angezeigt), zum Beispiel vier bis fünf Ereignisse in circa 30 bis 60 Sekunden, ist es wahrscheinlich, daß der Fahrer nicht mehr ordnungsgemäß arbeitet und die soeben angezeigten Notfallsmaßnahmen treten auf jeden Fall in Kraft.
Der Reset-Druckknopf 32 wird zum Zurücksetzen des Systems in einen Wartezustand verwendet, falls das Fahrzeug auf Straßen oder Spuren, die nicht mit einem erfindungsgemäßen System ausgerüstet sind, fährt; wobei das System automatisch den Betrieb aufnimmt, wenn die Leitlinien wie beschrieben erkannt werden.
In einer weiteren, nicht veranschaulichten Ausführung kann die vom Fahrzeug zu folgende Spur durch eine einzelne Leitlinie 10 gekennzeichnet sein, die mittels der oben beschriebenen Technik, mit zum Beispiel üblicher Straßenfarbe in der Mitte der Spur aufgebracht wurde.
In diesem Fall muß das mit den das Fahrzeug in der Spur haltenden Sensoren 14, 16, 18, 20 und dem Lasermodul 22 versehene Fahrzeug 12 über der Leitlinie 10 verbleiben.
Jedes Verlassen der Spur, zum Beispiel nach rechts, wird von den Sensoren in der Reihenfolge 16, 14 angezeigt und das Zurückkehren in die korrekte Spur von den Sensoren in der Reihenfolge 14, 16, wobei ein Verlassen nach links durch die Sensoren 18, 20 auf eine ähnliche Art und Weise angezeigt wird; selbstverständlich bleiben die Art der Signalgebung und des Alarms wie oben beschrieben.
Diese Anordnung der Leitlinien ist speziell dann vorteilhaft, wenn die zu folgende Spur sehr nahe einem Graben oder einer Leitplanke verläuft, so daß das Signalisieren der Überschreitung einer Leitlinie wie in Figur 2 dargestellt zu spät sein würde und der Fahrer keine Zeit mehr hätte seine Spur zu korrigieren.
In einer weiteren, nicht veranschaulichten Ausführungsform ist ein zweites Lasermodul im hinteren Teil des Fahrzeuges vorgesehen und verbunden mit der Anzeige- und Steuervorrichtung 24, um den Fahrer zu warnen, daß ein Fahrzeug in der selben Spur mit der Gefahr des Zusammenstoßens aufholt und um ihn zum Beschleunigen zu veranlassen.
In dieser letzten Ausführungsform kann man die Anzeige 30 durch Hinzufügen eines unteren, vertikalen Arms mit LEDs, die zu jenen der oberen Arme (LEDs 411 bis 414) symmetrisch und gespiegelt angeordnet sind, leicht zu einem allgemeinen Kreuz verändern.
Das Ein- und Ausschalten und die hörbaren Warnungen für diese zusätzliche Information dieses weiteren vertikalen Armes funktioniert identisch zu jenen weiter oben für den oberen vertikalen Arm beschrieben.
Die Vorteile und Nützlichkeit des Beschriebenen sind klar da es als Quintessenz ein Antischleuder-, Antischlaf-, und Antikollisionssystem vorsieht.
Die System singnalisiert dem Fahrer das Verlassen und Zurückkehren in die korrekte Spur (schleudern), die optischen und akustischen Signale, die von der Signaleinheit zusammen mit den beschriebenen Notfallsmaßnahmen ausgesendet werden, halten die Aufmerksamkeit des Fahrers am Leben und vermeiden das wohlbekannte und gefährliche Phänomen des "Sekundenschlafs" sowie unvorhersehbare Ablenkungen.
Das Laser Modul sieht ein effektives Antikollisionssystem mit Hilfe der veränderbaren Amplitude des ausgesendeten Strahls vor, das den Fahrer nur vor Hindernissen warnt, die sich in der Spur seines Fahrzeugs befinden und zwingt ihn nicht zwischen Hindernissen die nicht in der Spur des Fahrzeuges sind und jene die es sind (in der Spur) zu unterscheiden, wie es der Fall ist bei zum Beispiel Radarsystemen, die die gesamte Umgebung abtasten und nicht nur einen engen Teil daraus, der die Spur des Fahrzeugs durch die oder jede Leitlinie kennzeichnet.
Klarerweise können Variationen zu dem Beschriebenen gemacht werden, zum Beispiel das Metall, das zur Behandlung der Leitlinien benutzt wird, könnte mit der Benutzung von Zink oder einem anderen passenden Metall weit variiert werden; es könnte in stangenförmiger Form oder anderswertig zugeführt werden und könnte durch einen Laser, Plasmalichtbogen oder ähnlichem geschmolzen werden.

Claims

1. Verfahren zum Aufbringen von zumindest einer Leitlinie, die Metall, das durch einen Metaildetektor erkennbar ist, beinhaltet, an einer Straßenoberfläche, wobei die zumindest eine Leitlinie durch den Ausstoß eines Metallstrahles auf die Straßenoberfläche aufgebracht wird und die genannte Leitlinie dann mit einer Schutzhülle versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Metallstrahl in gasförmigem Zustand mit annähernd Überschallgeschwindigkeit ausgestoßen wird, wobei die genannte Schutzschicht aus gespritzter Farbe gebildet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Leitlinie von einer Auto- oder Anhängervorrichtung (1) aufgebracht ist, die eine Metallspeisevorrichtung (3) und eine Malvorrichtung (5) umfaßt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstoß des Metallstrahls in gasförmigen Zustand durch Luft, die von einer mittels Kompressor (13) gespeisten Turbine (7) erzeugt ist, bewerkstelligt ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Phase des Metalls durch Abschmelzen eines kontinuierlichen Metalldrahtes (15) mittels Lichtbogenschweißung (17) erreicht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Aluminium ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Zink ist.

7. Vorrichtung zum Aufbringen von zumindest einer Leitlinie auf einer Straßenoberfläche gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Überschallturbine (7) umfaßt, um einen Metallstrahl in gasförmigem Zustand mit annähernd Überschallgeschwindigkeit auf die Straßenoberfläche auszustoßen und Mittel (5), um diesen mit einer Schicht gespritzter Farbe zu bedecken.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie Auto- oder Anhängemittel(1), Metallnachschubmittel (3) und Malmittel (5) umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (17) zum Schmelzen eines kontinuierlichen Metalldrahtes (15) umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der kontinuierliche Metall Draht (15) Aluminium ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der kontinuierliche Metall Draht (15) Zink ist.