ITCS960002A1 - Psvd - segnalatore progressivo delle decellerazione dei veicoli stra- dali. - Google Patents

Abstract

Piramide energetica in legname o in metallo delle dimensioni ottimali di un cinquantesimo di quelle della grande Piramide d'Egitto - detta di Cheope - e contenente all'interno un tavolo di lavoro. Per la sua forma, misure e caratteristiche darà luogo alla concentrazione di onde bio-energetiche e servirà quale contenitore di base e quale tramite per successive esperienze al fine di ulteriori brevetti per l'eventuale conseguente prova della asserita esistente energia e sue possibili utilizzazioni.

Description

DESCRIZIONE DEL BREVETTO INDUSTRIALE DEL TITOLO PSVD

(SEGNALATORE PROGRESSIVO DELLE DECELERAZIONI DEI VEICOLI STRADALI)

Introduzione

In condizioni di traffico basso o nullo il condizionamento del guidatore ? dato dalla geometr?a della strada e dalFambiente. In condizioni di flusso pi? sostenuto, invece, il comportamento del singolo ? condizionato da quello di altri guidatori.

Generalmente la segnalazione di situazioni di per?colo sulla strada ? fatta tramite luci, spesso lampeggianti.

La parte posteriore dei veicoli stradali reca dei fanali che, se usati correttamente, danno informazioni ai veicoli che seguono su:

? manovre che il conducente ha intenzione di effettuare (fanali lampeggianti di svolta a destra o a sinistra);

? manovre che il conducente sta effettuando (fanali di stop o di retromarcia).

I guidatori dei veicoli che seguono, grazie alla presenza di questi fanali, ricevono delle informazioni e decidono quale sia il migliore comportamento da tenere.

II fanale di stop, in particolare, serve ad indicare, agli altri utenti della strada che si trovino dietro il veicolo, che il conducente di questo ha azionato il freno di servizio. Esso ? spesso posizionato vicino ad altre luci, altrettanto necessarie, come quelle di posizione o qu supplementari da usare in caso di nebbia. Un guidatore distratto pu? non avvertire il momento accensione della luce di stop. In questo caso riceve un?informazione sbagliata che provoca u situazione di potenziale per?colo e, in qualche caso, di incidente.

Quasi tutte le case produttrici di veicoli stradali ed in particolare di autovetture stan costruendo modelli in cui i fanali di stop sono posizionati pi? distanti dalle luci di posizione e spos verso l?alto. Alcuni modelli, invece, hanno un fanale supplementare a luce rossa posteriore azio in parallelo alle luci di arresto regolamentari.

L?attuale Normativa italiana [1], adeguata alle direttive CEE, ? riportata nel D Ministeriale del 30.12.1992 pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana n.

29.04.1993. Nell?allegato I di questa, al punto 4.7 ? indicata l?altezza delie luci di arresto dal su' Tale altezza dev?essere minimo di 350 mm e massimo di 1500 mm oppure 2100 mm se la forma d carrozzer?a non permette di rispettare i 1500 mm La Normativa citata al punto 1 7 definisce ?lu un dispositivo destinato ad illuminare la strada o ad emettere un segnale luminoso. La luce supplementare montata all?interno del veicolo pu? essere considerata, secondo quanto riportato al punto 1. 19, come ?luce facoltativa? la cui presenza ? lasciata alla scelta del costruttore.

Attualmente l? scelta sembra essere orientata, come detto, verso un semplice fanale supplementare destinato alla ripetizione di ima informazione gi? fornita dalle luci di arresto regolamentari. Questo fanale, comunque, ? pi? visibile delle semplici luci regolamentari, ma funziona con la stessa logica del ?tutto o niente?.

La logica di funzionamento ?tutto o niente? va abbandonata per fornire ai guidatori dei veicoli che seguono informazioni pi? complete. Il dispositivo presentato in questa nota, si monta nella stessa posizione della ?luce facoltativa?. Esso funziona in modo progressivo e porge ai guidatori dei veicoli che seguono informazioni sulle reali condizioni di decelerazione del veicolo. In questo modo il dispositivo aumenta le informazioni fomite ai guidatori e, quindi, le condizioni di sicurezza della circolazione.

Principio di funzionamento

Il dispositivo utilizza un trasduttore di accelerazione per comandare un fanale contenente una serie di lampade ad accensione differenziata. Il trasduttore di accelerazione fornisce, attraverso un circuito di amplificazione, un segnale elettrico proporzionale all?accelerazione longitudinale del veicolo. Questo segnale comanda un circuito a soglia multipla per ? accensione graduale delle lampade.

L?accensione pu? essere quella di una singola lampada per indicare il semplice rilascio del pedate dell?acceleratore fino all?accensione simultanea di tutte le l?mpade in condizione di massima frenatura. Se la pressione sul pedale del freno si mantiene per pi? di 10 sec., un circuito temporizzatore, collegato all?interruttore del freno, in condizione di decelerazione nulla, aziona tutte le lampade ad intermittenza veloce.

La scelta del numero di lampade contenute nel fanale di segnalazione, ? stata dettata dalle seguenti considerazioni:

? la quantit? di informazioni fomite ai guidatori dei veicoli che seguono deve essere sufficiente ad intuire il comportamento del guidatore del veicolo ma non eccessiva;

? le dimensioni devono essere simili a quelle dei dispositivi aggiuntivi del tipo tutto o niente commerciali, gi? accettati dai guidatori. ?

Le dimensioni, del fanale, suscettibili di modifiche, sono di 35 per 5 cm circa. Il fanale ? adattabile alla totalit? dei veicoli in circolazione ed a quelli di nuova produzione.

La quantit? di informazioni fornita dal fanale permette di segnalare, con sette lampade quattro livelli di decelerazione che possono qualitativamente definirsi:

Livello Azione Segnalazione Comportamento

1 rallentamento _ |Q||| Controlla

2 frenata moderata B| H CU CI Q H H Fai attenzione 3 frenata decisa

4 frenata di emergenza ? ? ? ??????????? F Frreennaadeci frenata prolungata per pi? di 10 sec. Luci lampeggianti Frena per coda Tabella 1 - Descrizione qualitativa dei livelli di intervento del dispositivo, della s accensione e del comportamento dei guidatori dei veicoli che seguono.

Questi livelli corrispondono alle reazioni dei guidatori indicate nella quarta colonna della Tabella n. 1. Dal secondo livello entrano in funzione anche le luci di stop regolamentari. Un aumento delle informazioni dovuto a pi? diversificati livelli di soglia renderebbe meno efficace il dispositivo.

La possibilit?, infine, di ottenere il contemporaneo lampeggiamento di tutte le luci in situazioni di frenata prolungata ? senz'altro utile in quelle condizioni di circolazione che permettono la frequente formazione di code

Determinazione dei valori di soglia

Si ? reso necessario determinare i valori di soglia per l'attivazione delle varie lampade del dispositivo.

Come ? noto, il massimo effetto di frenatura, nei veicoli su g?mma, si ottiene frenando senza bloccare le ruote. L'ABS (Anti Braking System) funziona proprio su questo principio, riducendo la pressione nel circuito frenante quando i sensori comunicano il blocco di una ruota.

Definendo lo scorrimento relativo , S, come.

s = OR *>

OR

dove: QJR velocit? angolare della ruota a rotolamento libero

? velocit? angolare istantanea in frenatura

si ? visto come il massimo valore medio di decelerazione sia associato ad uno scorrimento relativo di circa 0.2 (fig. n. 1). In un lavoro sperimentale [2] gli autori dimostrano l?indipendenza del massimo valore medio della decelerazione durante le frenate di emergenza dalla velocit? iniziale (fig. n. 2). Si nota che i valori di decelerazione media a ruota bloccata sono di circa 0.70 G.

1.50 ? - 1 - 1 - ?

? 1.20

? 0.90

?

U _iJ 0.60

a o 0.30

0.00 ?I I _ : _ I _ L

0.00 0.20 0.40 0.90 0.80 1.00

_ _ SLIP RATIO

Fig. n 1 - Decelerazione (G) / Scorrimento relativo [1].

1.50

1.20

0.90

-1 0.90

Cx 0.30

0.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 6.00

TIME IN SEC

Fig, n, 2 - Decelerazione (G) / Tempo (sec) per diverse velocit? di frenatura [1],

In uno studio comparativo sul comportamento in frenatura delle automobili e dei autocarri [3], la decelerazione media dei autocarri ? approssimativamente pari al 50 % di quella delle automobili (fig. n. 3).

1.20

ji 0.00

\

tu

-J 0.60

0.30

0.00

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00

TIME IN SEC

Fig. n. 3 - Decelerazione (G) / Tempo (sec) automobili (linea pi? chiara) e autocarri (linea pi? scura) [2],

In definitiva si sono utilizzati come massimi valori medi di decelerazione su strada asciutta (con coefficiente d?attrito di circa 0.76 (10 mph) to 0.55 (70 mph) 0.70 G per automobili e 0.35 G autocarri.

Altri autori [4] hanno condotto sperimentazioni, in Italia, sui valori di decelerazione di automobili al rilascio del pedale dell'acceleratore, in V marcia. II diagramma di f?g. 4 mostra i valori medi sperimentali con la curva di regressione trovata. Si nota come la decelerazione media misurata al rilascio del pedale dell?acceleratore vari linearmente da valori prossimi a 0.05 G a 35 mph fino ad oltre 0.10 G a 70 mph.

0.10

o

c 0.09

?S

0.08

0.07

> 0.08

<

0.05

0.04

30.00 40.00 50.00 80.00 70.00 80.00

Speed(mph)

Decotoratlon - 0.001 * O.OOISpeed r"2 - 0.985

Fig. n. 4 * Decelerazione (G) / Velocit? iniziale (mph) [4],

Lo scopo del dispositivo ? quello di informare i guidatori dei veicoli che seguono sulle reali condizioni di decelerazione del veicolo sul quale esso ? installato. In condizioni di scarso traffico e di velocit? elevata la decelerazione al rilascio del pedale ? di circa 0.10 G. Tale valore ? stato scelto come minima soglia di intervento.

In ?A Policy on Geometrie Design of Highways and Street?, l?AASHTO riporta (fig. n. 5) i valori della velocit? iniziale in funzione della distanza percorsa. Dall?elaborazione di questi valori si deducono le decelerazioni medie confortevoli per varie velocit? iniziali. Essi variano da un massimo di 0.32 G per una velocit? iniziale di 50 mph (A di fig. n. 5) ad un minimo di 0.28 G per una velocit? di 20 mph (D di fig. n. 5).

UO TI

Fig. n. 5 - Velocit? iniziale (mph) / Distaza percorsa (ft) [5],

In definitiva appare come non sia possibile utilizzare una uguale taratura di soglia per auto e autocarri. Considerando le condizioni di frenata con fondo stradale bagnato, si ? deciso di ridurre del 50 per cento il massimo valore della decelerazione media misurata per le automobili. I valori minimo e massimo considerati sono:

decelerazione decelerazione

m/sec<1 >_ G _

1.0 0.10 minima soglia di intervento

3.5 0.35 massima decelerazione

I valori di soglia, riferiti alla Tab. 1, sono:

decelerazione decelerazione

Livello m/sec* G

1 1.00 0.10

2 2.00 0.20

3 3.00 0.31

4 3.50 0.36

Considerando i autocarri i valori di soglia vanno ridotti del 50%.

Trasduttori ed attuatoli

Il cuore del sistema ? il trasuttore di accelerazione. Questo pu? essere di tipo commerciale piezoelettrico, con una frequenza di taglio di circa 500 Hz e seguito da un circuito di amplificazione. Il trasduttore piezoelettrico fornisce un segnale proporzionale all?accelerazione longitudinale del veicolo e l?amplificatore a valle pu? agevolmente comandare il circuito a soglia multipla per l?accensione delle lampade di segnalazione.

Una alternativa pi? economica pu? essere realizzata utilizzando come trasduttore un potenziometro a variazione di resistenza lineare di tipo rettilineo. Sul perno di comando del potenziometro ? fissata una massa vincolata ad una molla.

Tale tipo di potenziometro, rispetto ad uno ad azionamento radiale presenta il vantaggio di non essere sensibile alle variazioni d? pendenza longitudinale della strada. Utilizzando un potenziometro ad azionamento radiale una pendenza longitudinale della strada del 10%, pendenza non difficile da incontrare, porterebbe ad una rotazione di 5.65?, pari al 2.1% dell?intera rotazione del potenziometro (270?).

VW A 41 Qf? OD 2 -

La variazione di resistenza del potenziometro lineare ? trasformata in segnai*? elettrico proporzionale dal circuito mostrato in fig. n. 6. ,

Fig. n. 6 - Circuito elettrico attuatole del potenziometro lineare

Il segnale va prelevato ai punti A-A. D circuito ? alimentato dalla batter?a dell?auto e stabilizzato dia diodo zener (DZ1). Un trimmer potenziometr?co (RIO) per setta i valori di centro scala.

Le operazioni di taratura del dispositivo saranno effettuate per comparazione.

Conclusioni

Nella presente nota ? stato descritto un dispositivo da montare su vetture o autocarri, nuovi o circolanti, che fornisce ai veicoli che seguono informazioni quantitative sulle reali condizioni di frenata del veicolo.

Si ? scelto di operare solo con quattro valori di decelerazione che descr?vono quattro diverse condizioni di frenatura per dare un'informazione sufficientemente completa ma non ridondante.

I valori estremi sono stati tratti da lavori sperimentali.

Si ritiene che un simile dispositivo contribuir? a realizzare condizioni di guida pi? sicure, strade.

Bibliografia

[1] Decreto Ministeriale del 30.12.1992 pubblicato sulla Gazz?tta Ufficiale della Repubblica Italiana n. 99 del 29.04.1993.

[2] Walter S. Reed, A. Taner Keskin, ?Vehicular Response to Eniergency Braking?, Accident Reconstrution: Automobiles .... and Pedestrian P-193, SAE International Congress and Exposition, Detroit, Michigan, Febbruary 23-27, 1987

[3] Walter S. Reed, A. Taner Keskin, ?A Compari son of Automobile and Truck Decelerations During Emergency Braking?, Accident Reconstrution: Automobiles .... and Pedestrian P-193, SAE International Congress and Exposition, Detroit, Michigan, Febbruary 23-27, 1987

[4] F. M. La Camera, A. Carbone, G. Cignitti, ?L?impiego della clotoide multiparametro nella progettazione stradale?, Rivista Autostrade, 3/1982.

[5] AASHTO, ?A Pplicy on Geometrie Design of Highways and Street?, Washington, D:C.

1990.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI : BREVETTO (SEGNALATORE PROGRESSIVO DELLE DECELERAZIONI DEI VEICOLI STRADALI) (PSVD) Il nostro Brevetto ? un dispositivo che si monta su tutti i veicoli stradali in sostituzione della luce facoltativa, vedi Normativa del Deposito, la'cui presenza ? lascsiata alla scelta del costruttore. La luce facoltativa come il fanale di stop, funziona con la logica del Vtutto o niente". Il nostro Brevetto propone di abbandonare questa logica per fornire ai guidatori dei veicoli che seguono informazioni pi? complete. Il dispositivo PSVD funziona in modo progressivo e porge ai veicoli che seguono infor= mazioni sulle reali condizioni di decelerazione del veicolo che precede. In questo modo si aumentano le condizioni di sicurezza della circolazione stradale. Il nostro dispositivo utilizza un trasduttore di accelerazione per comandare un fanale,che si monta nella stessa posizione della luce facoltativa, contenente una serie di lampade ad accenzione differenziata(graduale .) Accenzio= ne di una singola lampada per indicare il semplice rilascio del pedale dell'acceleratore fino all'accensione simultanea di tutte le lampade in condizione di massima frenatura. Quando la pressione sul pedale del freno si mantiene per pi? di dieci secondi, un circuito temporizzatore in condizione di decelerazione nulla, aziona tutte le lamade ad intermittenza veloce. La quantit? d1inforinazione permette di segnalare quattro livelli di decelerazione. Dal s?condo livello entrano in funzione anche le luci di stop regolamentari. Per i dettagli vedere il deposito.