DD154856A5 - Verfahren und vorrichtung zur kontrolle der wachsamkeit von fahrzeugfuehrern,insbesondere kraftfahrern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wahrnehmung und Kontrolle der Abnahme der Aktivitaet und des Wachsamkeitspegels des Fahrers eines mit einer selbstaendigen Energiequelle versehenen, nicht schienengebundenen Fahrzeugs, insbesondere in monotonen Situationen. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine komplexe elektronische Sicherheitsvorrichtung, die bei Fahrzeugen der obigen Art die Abnahme der Aktivitaet des Fahrers waehrend der Fahrt wahrnimmt und gleichzeitig die Bereitschaft zur Wahrnehmung und Entscheidung, die Bewegungskoordination und das Mass der Aufmerksamkeit kontrolliert, qualifiziert und registriert. Gemaess dem Verfahren werden die durch die Taetigkeit des Fahrers im Energiemilieu des Fahrzeuges hervorgerufenen Aenderungen ueberwacht. Die daraus gebildeten Signale verzoegern die Bildung von Signalen fuer den Fahrer, wobei beim Ausbleiben der richtigen Reaktion des Fahrers Signale, die durch den Fahrer zu beantworten sind, gebildet werden. In der Vorrichtung wird die Aenderung des Verbraucherstromes beobachtet, und davon abhaengig werden Signale fuer den Fahrer gebildet.

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle der Wachsamkeit von Fahrzeugführern, insbesondere Kraftfahrern

Anwendungsgebiet_der Erfindung^

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wahrnehmung und Kontrolle der Abnahme der Aktivität und des Wachsamkeitsgrades des Fahrers eines mit einer selbständigen Energiequelle versehenen, nicht schienengebundenen Fahrzeuges, insbesondere in monotonen Situationen.

Ferner betrifft die Erfindung eine komplexe elektronische Sicherheitsvorrichtung, die bei Fahrzeugen mit einer selbständigen Energiequelle die Abnahme, der Aktivität des Fahrers während der Fahrt wahrnimmt und gleichzeitig die Bereitschaft zur Wahrnehmung und Entscheidung, die Bewegungskoordination sowie den Grad der Aufmerksamkeit kontrolliert, qualifiziert und registriert. Unter Anwendung einer geeigneten Ergänzung der Schaltungsanordnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch dazu geeignet, vor der Inbetriebnahme des Fahrzeuges eine etwa durch Alkohol oder Medika-

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mente^Beeinträchtigung der Fahrtauglichkeit des Fahrers zu kontrollieren, wodurch auch Aufgaben des Vermögensschutzes erfüllt werden. Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung in erster Linie bei Fahrzeugen, die am Straßenverkehr teilnehmen., insbesondere bei Kraftfahrzeugen, mit Vorteil anwendbar sind, können sie auch bei anderen Verkehrsmitteln, Arbeitsmaschinen, bzw. bei allen sich für längere Zeit in Betrieb befindlichen "Mensch-Maschine"-Systemen erfolgreich zur Kontrolle der Wachsamkeit eingesetzt werden. ' .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es ist eine bekannte Tatsache, daß die Zahl der aus Unaufmerksamkeit, Müdigkeit, oder aus einem eventuellen Einschlafen der Fahrer resultierenden Unfälle die Zahl der aus technischen Fehlern stammenden Unfälle übertrifft, lach den entsprechenden Statistiken können-etwa 70 % der insgesamt vorkommenden Unfälle auf den erwähnten Grund zurückgeführt werden. In den Vereinigten Staaten von Amerika stellen etwa 20 % der Verkehrsunfälle einen sogenannten "single-car" Fall dar, in dessen Herbeiführung außer dem Fahrzeug, dem der Unfall zugestoßen war, kein anderes Fahrzeug beteiligt war. Infolge der immer weiter ansteigenden Zahl der Fahrzeuge, des erhöhten Umfanges des auf den Verkehrsstraßen abgewickelten Transports und der in aller Welt eingeführten Geschwindigkeitsbeschränkung muß unbedingt mit der Zunahme von Unfällen des erwähnten Charakters gerechnet werden. Es besteht daher seit langem der Wunsch, unter Zuhilfenahme irgendeines die Wachsamkeit kontrollierenden Instrumentes eine ausreichende Wachsamkeit des Fahrers sicherzustellen, bzw. bei der Abnahme derselben einem Unfall vorzubeugen.

Es sind technische Lösungen mit ähnlicher Zielsetzung bekannt, bei denen vor dem Beginn einer Fahrt durch Rechenoder Geschicklichkeitsaufgaben zu verhindern angestrebt

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wird, daß ein unter alkoholischem oder medikamentösem Einfluß stehender oder übermäßig ermüdeter Mensch die Fahrt beginnt. Ee ist jedoch, offensichtlich, daß diese Instrumente zur Kontrolle einer unterwegs auftretenden Müdigkeit ungeeignet sind.

Es sind ferner zahlreiche Vorrichtungen bekannt, die während der Fahrt den Ermüdungsprozeß durch eine Kontrolle der Hirnströme, der Augenbewegungen oder des Muskeltons beobachten. Diese Methoden machen jedoch das Tragen störender Kontakte am Körper erforderlich, so daß sie sich in der Praxis nicht durchsetzen konnten.

Bei einigen Vorrichtungen wird angestrebt, die Monotonie durch die Erzeugung von wachrüttelnden Reizen zu vermindern. Eine derartige Vorrichtung ist z.B. in der US-PS 3 6i1 beschrieben. (Dieser PS entspricht die. DE-PS 2 142 574). Diese Vorrichtung gibt an den Fahrer einen sich periodisch wiederholenden Reiz ab. Der Fahrer hat dann die Aufgabe, das Signal mit einem Handschalter zu löschen. Erfolgt keine Lösung, unterbricht die Vorrichtung die Zündung des Motors oder es werden Alarmblinklichte eingeschaltet. Ein ernster Kachteil dieser Vorrichtung liegt darin, daß rhytmische Reize, durch die die Monotonie erhöht wird, abgegeben werden, wobei diese Reize im Stadtverkehr, vor allem in gefährlichen Situationen, die Aufmerksamkeit ablenken können.

Eine für Eisenbahnen bestimmte Vorrichtung wurde für ähnliche Zwecke hergestellt (DE-PS 1 199 312). Diese Vorrichtung liefert sog. Anrufsignale in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, d.h. in einem im voraus erheblich weniger berechenbaren Rhytmus und ist in Verbindung mit dem sogenannten bekannten "Totmannschalter" auch zur Wahrnehmung der Abnahme des Muskeltons geeignet. Da aber die Vorrichtung für Schienenfahrzeuge entwickelt worden ist,

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kann diese infolge ihrer Gestaltung und ihres Punktionsprinzips im nicht schienengebundenen Verkehr nicht verwendet werden.

Die auf die Erzeugung von wachrüttelnden Signalen zielenden Erfindungen sind damit an der Grenze ihrer Möglichkeiten angelangt. Weitere Versuche wurden aufgrund der Beobachtung der Manipulation des Lenkrades (der Oszillation durchgeführt.) Bei diesen Lösungen stellte jedoch die individuelle Variation "des Lenkungsstils" ein fast unlösbares Problem dar. Desweiteren konnte bewiesen werden, daß dieser Wert dermaßen von den Wegverhältnissen, der Witterung und den technischen Gegebenheiten des Fahrzeuges abhängt, daß es nahezu sinnlos erscheint, die Schwingungen durch einfaches Zählen zu erfassen (US-PS 3 322 639 und 3 106 987).

Die DE-PS 2 404 963 beschreibt eine Weiterentwicklung derartiger Vorrichtungen. Bei der dort beschriebenen Lösung werden verschiedene Fahrtstrecken ausprobiert und die dabei gemessenen Oszillationswerte miteinander verglichen. Ein derartiger Vergleich kann jedoch nur auf langen Strecken, bei Wegflächen von unveränderter Qualität als objektiv angesehen werden. Die in der DE-PS 2 042 853 beschriebene Vorrichtung kontrolliert kontinuierlich neben der Änderung des Oszillationswerts auch die Qualität der korrigierenden Bewegungen. Wenn überhaupt die Möglichkeit bestehen würde, unter Zuhilfenahme -dieser Vorrichtungen alle sich schneller oder langsamer ändernden Momente (wie z.B. den Neigungswinkel der Wegoberfläche, die Qualität der Bereifung, Eis, Schnee, Seitenwind, Totspiel des Lenkrads, Belastung des Wagens usw.), die diese Ermüdungserscheinung in ihrer Qualität bestimmen, gleichzeitig zu berücksichtigen, besteht noch das Problem, daß die erwähnten Vorrichtungen nur den Endzustand der Ermüdung wahrnehmen und^v(und es besteht auch nicht die Möglichkeit dazu) die eigenartigen, dem Einschlafen vorangehenden Anomalien der Lenkradmanipulation zu erfassen.

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Eine andere (US-PS 4 005 398) Vorrichtung strebt an, die sich aus den Mangeln der Methode ergebenden, eine Unfallgef8.hr darstellenden überflüssigen Alarme, bzw. die daraus resultierenden Unfallgefahren zu reduzieren. Diese Lösung stellt eigentlich eine Kombination der einzelnen Charakteristiken der in den US-PS 4 031 527 und 3 322 639 beschriebenen Vorrichtungen dar. Das Grundprinzip liegt darin, daß die Lenkungsmanöver in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit gezählt und die.ÖszillationsSchwankungen des Lenkrads beobachtet ?/erden. Sollte einer der Werte einen vorgegebenen Schwellwert unterschreiten, wird ein akustischer Reiz abgegeben. Der eine Wachrüttelung erzielende Reiz wird dann automatisch abgestellt.

Bei einer anderen Lösung (US-PS 3 922 665) wird die Erhöhung der Höhrschwelle erfaßt. Die Vorrichtung liefert einen immer stärker werdenden Schallreiz an den Fahrer, der dann den Reiz im Augenblick der Wahrnehmung abschalten muß. Die Zufälligkeit in der Häufigkeit der Reize wird dadurch erreicht, daß diese von der Zeitdauer zwischen dem Anfang des erregten Signals und dem Auslöschen abhängig gemacht wird· Bei der Ermüdung ändert sich jedoch die Höhrschwelle in den meisten Schwingungsbereichen gerade umgekehrt, (d.h. sie nimmt nicht zu, sondern ab), dabei wird der Schwellwert von so vielen Faktoren beeinflußt (nicht nur von dem Hintergrundgeräusch, das bei der Erfindung in Betracht gezogen wird), so daß auch hier die Ausführungen im Zusammenhang mit der Oszillation des Lenkrades gelten.

Der gemeinsame Nachteil der beschriebenen Vorrichtungen liegt daher darin, daß diese nicht ein objektives Ermüdungssymptom wahrnehmen, daß die erzeugten, die Wachrüttelung erzielenden Reize in einer unfallgefährlichen Situation eine Störwirkung auf den Fahrer ausüben können, und daß die vorgeschlagenen Apparate zu kompliziert sind und nicht universell verwendet werden können.

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Eine in der HU-PS 172 613 beschriebene Lösung kommt einer als ergonomisch optimal anzusehenden ffachsarnkeitskontrolle bereits näher..Das wichtigste Kennzeichen dieser Lösung liegt darin, daß die von den Fühlern an den Fahrzeugbedienungsorganen erzeugten Impulse mit einem "real time" Charakter sofort ausgenutzt werden, wodurch die Möglichkeit einer Aufmerksamkeitsteilung ausgeschlossen wird. Diese Vorrichtung kontrolliert also bereits ein objektiveres Ermüdungssymptom, nämlich die Verlängerung der Reaktionszeit (d.h. wenn kein Impuls von den Bedienungsorganen eintrifft), wobei das Ergebnis mittels einer geeigneten Hilfseinrichtung registriert wird.

Der Nachteil der letztgenannten Vorrichtung liegt jedoch darin, daß der Anschluß der Fühler eine recht arbeitsaufwendige Montagearbeit erfordert, bzw. wenn nur die zumindest erforderlichen drei Punkte (die Bremse, die Kupplung, das Lenkrad oder der Index) angeschlossen werden, die Beobachtung des Monotoniepegels während einer so langen Zeiteinheit vor sich gehen müßte, während der eine Abnahme der Aufmerksamkeit bereits nicht noch ausgeschlossen werden kann. Insbesondere besteht das Problem bei Personenkraftwagen, die in den verschiedenen Geschwindigkeitsstufen eine elastische Leistung aufweisen. Es kann noch als ein weiterer Einwand erwähnt werden, daß nämlich ein separates Bedienungsorgan zur Abgabe der Antwo^rt erforderlich ist und die Verlängerung der Reaktionszeit, mit der realen biologischen Wertskala verglichen, zwischen recht weiten Grenzen ausgewertet wird. Der wichtigste Grund für die Notwendigkeit der Entwicklung einer geeigneten Methode zur Lösung der gestellten Aufgabe liegt jedoch darin, daß im Sinne des zeitgemäßen Monotonieprinzips der primäre Grund der Ermüdung und der Abgestumpftheit neben dem Mangel an Reizen auf den "prophezeibaren Charakter" zurückgeführt werden kann, unabhängig von dem (sich zwischen weiten Grenzen bewegendem) Rhytmus derselben, aber in der Abhängigkeit der Erscheinung (ob immer gleiche, d.h. automatische Reflexaktivitäten ausgelöst werden).

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Demnach kann die in der HU-PS 172 613 beschriebene Lösung da diese zwischen engen Grenzwerten die bis zu dem Aufsignal abgelaufene Zeit variiert und immer die gleiche Bewegungsreaktion beansprucht - keineswegs als eine geeignete Waffe gegen die Monotonie betrachtet werden. Überdies, da die Lösung nur ein einziges Ermüdungssymptom beobachtet, kann die Objektivität der Methode nur mit den sonstigen Instrumenten verglichen als befriedigend betrachtet werden.

Die vorhererwähnten Gründe gaben Anlaß dazu, der Kontrolle der Ermüdung der Fahrer während der Pahrt auf einem neuen Weg vorzubeugen bzw. Rechnung zu tragen»

Nahezu alle Aktivitäten beim Autofahren können im wesentlichen in drei biologische Phasen aufgeteilt werden: die Wahrnehmung, die Entscheidung und die Handlung.

Ziel der Erfindung ist es, diese äußerst komplizierte biologische Punktion während des Autofahrens aus mehreren Gesichtswinkeln her "meßbar" zu machen, bzw. im Ganzen eine objektive Qualifizierung zu erreichen. Daher sollen das Verfahren und die Einrichtung die folgenden Aufgaben erfüllen können:

1. Das erfindungsgemäße Verfahren und die zur Durchführung geeignete, zu konstruierende Vorrichtung darf die Tätigkeit des Fahrers während der Pahrt keineswegs stören, d.h. das Verfahren soll nur in solchen Verkehrssituationen ablaufen, bei denen die Zahl der eine Tätigkeit auslösenden Reize und der Aktivitätspegel des Fahrers ohnehin niedrig sind.

2. In einer unerwarteten, unfallgefährdeten Situation darf das Signal des Instrumentes die Aufmerksamkeit des Fahrers nicht ablenken.

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3» In einer monotonen Situation soll der Apparat den aktuellen Zustand derart kontrollieren, daß in zufallsartigen Zeitintervallen ein unvorhersehbares Aufforderungssignal abgegeben wird, bei dessen Wahrnehmung der Fahrer

- erstens den Inhalt der Signalisierung deuten muß,

- darauffolgend eine Entscheidung über die erforderliche Antwort treffen muß

- und als Reaktion (gebührend schnelle) Bewegungsserie notwendig ist, die eine Zerlegung in Elemente mit

Hilfe eines Instrumentes zuläßt.

Aus den so gemessenen Daten müssen die folgenden auf elektrischem Wege sofort bestimmt werden können:

a) die Zuverlässigkeit der Wahrnehmung,

b) die Richtigkeit der Entscheidung,

c) die Schnelligkeit der Reaktion,

d) die Koordination der Bewegungen und

e) der Zustand der eine feinere Koordination sicherstellenden "Eigenreflexe".

4. Das Ergebnis der Kontrollen muß in jedem einzelnen Pail eindeutig "rückgemeldet" werden, so daß der Fahrer imstande ist sich seiner eigenen Bereitschaft anzupassen und in 'Kenntnis des Bereitschaftszustandes die Fahrgeschwindigkeit zu wählen oder anzuhalten.

5. Die Häufigkeit der Kontrollen soll sich dem nachlassenden oder steigendem Wachsamkeitsgrad des Fahrers anpassen.

6. Wird eine kritische Ermüdung wahrgenommen, soll die Vorrichtung solche Alarmsignale erzeugen, die die in der Umgebung des Fahrzeuges verkehrenden Fahrzeuge auf die Gefahr aufmerksam machen oder zum Stoppen des Fahrzeuges geeignet sind.

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7. Um ein unvernünftiges Risiko seitens des Fahrers ausschließen zu können, soll die Möglichkeit bestehen, die Meßergebnisse, mit einer geeigneten Hilfseinrichtung zu registrieren.

8. Mangels einer derartigen Hilfseinrichtung soll die Vorrichtung wenigstens zur Speicherung der Daten der letzten Kontrolle geeignet sein (z.B. zwecks Information der Kontrollorgane des Straßenverkehrs).

S. Auf Wunsch soll es möglich sein, durch eine entsprechende Gestaltung der Vorrichtung die Teilnahme einer zur Führung von vornherein ungeeigneten Personen am Verkehr zu verhindern, und zwar derart, daß ein Anlassen des Motors erst nach der genauen und schnellen Durchführung einer, ausschließlich bei einem geeigneten Bereitschaftzustand durchführbaren Bewegungsaufgabe möglich ist.

10. Die Vorrichtung soll einen Diebstahlschutz ermöglichen, d.h. sie soll beim unbefugten Öffnen der Tür (des Packraumes) des geparkten Fahrzeuges einen Alarm geben und

. die Einschaltung des Motors (ohne Alarmierung) nur einer die spezielle (elektrische) Signalserie, kennenden Person ermöglichen.

11. In einer monotonen Situation soll die Vorrichtung möglichst von Anfang an und kontinuierlich das Maß "der Konzentrationsfähigkeit" des Fahrers wahrnehmen.

12. Die Vorrichtung soll für Personen- und Lastkraftwagen, bzw, für Arbeitsmaschinen gleicherweise und universell, unabhängig von der Betriebsweise, geeignet sein und soll die Zahl der Bedienungsorgane des Fahrzeuges nicht erhöhen.

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13« Die Montage soll einfach und auch für die Laien durchführbar sein, die Produktionskosten sollen eine schnelle und umfangreiche Verbreitung ermöglichen.

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Das die oben beschriebenen Forderungen erfüllende Verfahren und die zur Durchführung geeignete Vorrichtung beruhen auf der grundsätzlichen Erkenntnis, daß der Aktivitätspegel des Fahrers bzw. dessen Abnahme nicht durch die den einzelnen Bedienungsorganen zugeordneten Fühler bestimmt werden sollen, sondern durch Beobachtung und Wahrnehmung der in dem gesamten Energienetz - im Energiemilieu - des Fahrzeuges entstandenen, zeitlich und hinsichtlich der Amplituden begrenzten, elektrischen Änderungen, und zwar unter Zuhilfenahme eines einzigen elektrischen Anschlusses.

Auf diese Weise'können nahezu sämtliche Bewegungen des Fahrers beobachtet werden. So v/erden z.B. bei einem Kraftfahrzeug alle Tätigkeiten, beginnend vom Einschalten des Radioapparates oder des Zigarettenzünders über die Änderung der Drehzahl des Motors bis zum Gebrauch der Bremslampen, der Rückv/ärtsgangssignallampe, der Lichthupe, des Fahrtrichtungsanzeigers usw. überwacht.

Um die Aufmerksamkeit des Fahrers während der Kontrolle in einer unerwartet auftretenden unfallgefährlichen Situation nicht abzulenken (2. Forderung), bev/ertet die Vorrichtung während der Meßdauer der Wachsamkeitskontrolle den Impuls des die Stabilität des Energienetzes überwachenden Fühlerstromkreises (z.B. Bremsen, Beschleunigung) als Antwort (Reaktion) und verschiebt die Kontrolle auf einen späteren' Zeitpunkt.

Unter monotonen Umständen (3. Forderung) (Mangel an Impulsen z.B. 120 see lang) wird die Bereitschaft des Fahrers kon-

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trolliert, indem nach, einer im voraus nicht bestimmbaren Zeit, eine der Index-Kontrollampen (RECHTSSEITIGE ODER LINKSSEITIGE) auf dem Instrumentenbrett für z.B. max 3 Sekunden eingeschaltet wird (mangels der erwähnten Lampen kann eine an der Stirnplatte des Apparates angeordneten "Befehlslampe" eingeschaltet werden). Simultan mit der Einschaltung kann ein kurzes "vorbereitendes" Hupsignal abgegeben werden. Die Richtung (nach rechts oder nach links) der "Befehlslampe" ist.im voraus unbekannt, auch die Betriebsart weicht von der üblichen ab, so leuchtet diese in solchen Fällen mit einem kontinuierlichen Licht. Die Aufgabe des Fahrers besteht darin, im Moment der Wahrnehmung des "Befehls" den richtungsanzeigenden Arm in eine dem Signal entsprechende Richtung zu verschieben und sofort in die Mittelstellung zurückzuführen.

Während der Durchführung der Reaktionsbewegungsserie.werden von der Vorrichtung folgende Messungen vorgenommen:

die zwischen dem Anfang des Signals und der Erscheinung der die Antwort darstellenden Spannung abgelaufene Zeit, wird zweckmäßig mit einer Genauigkeit von hundertstel Sekunden gemessen (die sogenannte selektive Reaktionszeit)

die Dauer des zwischen der Einschaltung des Richtungsanzeigers und der Zurücknahme derselben wahrgenommenen elektrischen Signals (die einen die Koordination der Bewegungsserie, sowie den die eigene Reflextätigkeit charakterisierenden YiTert darstellt und sich insbesondere bei einem unter Alkoholeinfluß stehenden Fahrer verlängert) und die Richtung der Reaktionsbewegung werden wahrgenommen, und die Übereinstimmung mit der Befehlsrichtung wird festgestellt

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weiterhin wird ein voreiliger bzw. übermäßiger Charakter der Bewegung ermittelt, und zwar dadurch, daß festgestellt wird, ob der Indexarm bei der Rückbewegung in Stillstand geraten ist oder die Mitte überfahrend einen Impuls an die Leitung der Gegenseite abgegeben hat.

Um zu vermeiden, daß ein die Umgebung irreführendes äusseres Signal entsteht, wird die Antwortspannung eine vorbestimmte Zeit lang (die kürzer ist als 0,5 see) verzögert, so daß jetzt der Indexautomat zur Schaltung unfähig ist. Übrigens arbeiten die heutzutage am häufigsten angewendeten, sogenannten Wärmedrahtautomaten mit einer der oben erwähnten Periode entsprechenden Verzögerung und (unter normalen Verhältnissen) kann in 0,5 see die Bewegung der Zurückführung mit voller Sicherheit vorgenommen werden.

Me Vorrichtung wertet die Heßergebnisse komplex aus, d.h. die einzelnen Daten werden nach dem Wert der Fahrfunktion gewogen und dem Fahrer z.B.

durch Kombination von Lichtdionen verschiedener Farben (grün, gelb, rot) oder

durch eine digitale Anzeige (1 bis 99)

bekannt gegeben (4. Forderung).

Eine gewogene Auswertung kann z.B. erfolgen, indem die Dauer der einfachen Wahrnehmungszeit bzw. der zur Rücknahme erforderlichen Bewegungsrichtungsverdrehung in einem Verhältnis von 1:4, aber den normalen biologischen Werten gegenübergestellt, in Betracht gezogen wird; eine in unrichtiger Richtung vorgenommene Bewegungsantwort wird als eine " zu wiederholende Messung", die schlecht koordinierte, überlaufende Bewegung als ein "schwaches" Resultat rückgemeldet.

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Die theoretisch zu erwartende Verschlechterung der mit der Vorrichtung während der Ermüdung unterwegs gemessenen Werte überschreitet z.B. 25 % nicht. Im Interesse einer besseren Erkennbarkeit des Prozesses erscheint eine digitale Rückmeldung unbedingt günstiger zu sein, aber es besteht die Möglichkeit,· daß der Apparat nach jeder weiteren Einschaltung im Vergleich zu dem darauffolgenden ersten Meßergebnis automatisch signalisiert, z.B. wenn der Bereitschaftszustand des Fahrers sich um mehr als 20 % verschlechtert.

Um die irreführende Y/irkung der von dem Fahrer produzierten und die gewußte. Verschiebung der Messungen erzielenden Manipulationen vermeiden zu können, - die auch dadurch hervorgerufen werden können, daß der Fahrer bei jeder Messung durch einen "Verbraucherimpuls", z.B. durch den Gebrauch der Lichthupe das Instrument stillsetzt - reagiert die Vorrichtung auf ein derartiges Ausbleiben der Messung mit einem neuen Meßversuch, der solange fortgesetzt wird, bis eine komplette, zur Datenauswertung geeignete Kontrolle stattfindet. Gleichzeitig mit der vorherbeschriebenen Tätigkeit wird die Dauer der nächsten "Wahrnehmung des Aktivitätspegels" elektronisch einprogrammiert (5. Forderung), und zwar in einem zu der gemessenen Wachsainkeitsleistung umgekehrten Verhältnis, (z.B. im Bereich zwischen 8 und 120 Sekunden, stufenlos variiert).

Sollte nun der Fahrer trotz des "vorbereitenden" Hupensignals und des 3 Sekunden lang dauernden Aufleuchtens der Befehlslampe (6. Forderung) weder eine Antv/ort geben, noch ein Lenkungsmanöver (eine einen elektrischen Strom verbrauchende Bewegung) ausführen, wird die Meßbetriebsweise ( = "die wiederholte Messung") unter Abgabe eines fortdauernden Hupsignals für weitere zwei Sekunden aufrechterhalten; wenn auch jetzt die Antwort ausbleibt, wird ein sofortiger Alarm ausgelöst.

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Im Laufe der Alarmierungstätigkeit v/erden die äußeren Notblinklichten des Fahrzeuges sofort eingeschaltet, die Hupe gibt ein diskontinuierliches Signal ab, im Bedarfsfall kann aber auch die Zündung des Motors ausgeschaltet und die Bremse in Betrieb gesetzt werden» Das Alarmsignal hört nur beim Abstellen des Fahrzeuges auf. Übrigens wird das im Laufe der wiederholten Messung erhaltene Resultat mit einer entsprechenden Auswertung der Fehlerpunkte rückgemeldet.

Die Meßergebnisse werden in der Vorrichtung registriert; es kann z.B. auf die in der HU-PS 172 613 beschriebenen Weise, durch Steuerung des Impulsgebers der Kinezleschen Tachographen (Typ TCO 15-5 und TCO 15-6)» auf einem Kreisdiagramm vorgenommen werden (7. Forderung).

Bei den über einem Tachographen nicht verfügenden Fahrzeugen sichert die Torrichtung die amtliche Verwendbarkeit der Meßergebnisse nach einem Unfall (oder bei einer Routinekontrolle im Straßenverkehr), indem der "die Anzeige" der jeweiligen letzten Kontrolle steuernde Stromkreis nach erfolgter Ausschaltung der während der Fahrt gebrauchten Betriebsspeisespannung (Verdrehung des Zündschlüssels, Auslassen der Handbremse) mittels einer unabhängigen Speisespannung in Betrieb gehalten wird. Der Leistungsbedarf (Stromaufnahme) dieses Stromkreises kann vernachlässigt werden; nach einer wiederholten Inbetriebsetzung der Vorrichtung gibt der Stromkreis automatisch die digitale oder farbige Anzeige des zuletzt gespeicherten Meßergebnisses wieder (8. Forderung).

In Kenntnis der bisherigen Funktion ist die erfindungsgemäße Vorrichtimg in der Lage, die Benutzung des Fahrzeuges durch eine unter alkoholischem oder medikamentösem Einfluß stehende oder unbefugte Person zu verhindern (9· und 10. Forderung) <, Da die erfindungsgemäße Vorrichtung bei den unterwegs vorgenommenen Messungen die von dem Richtungs-

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anzeigerschalter des· Fahrzeuges kommenden Signale als eine das Anmahnungssignal beantwortende Reaktion betrachtet, ist sie fähig, die Reihenfolge und Dauer der durch die Richtungsanzeige nach rechts oder nach links und durch die Rückstellung hervorgerufenen Spannungen auch im Ruhestand wahrzunehmen (und zu messen).

Mit einer geeigneten Ergänzung und Programmierung kann· daher die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die folgenden zusätzlichen Funktionen erweitert werden:

Beim Abstellen gelangt die Vorrichtung nach erfolgtem Drüeken eines verborgenen Druckknopfes in einen sogenannten "Überwachungszustand". In einer solchen Situation hängt die Speisespannung nicht von dem Zündschlüssel ab, der Energiebedarf der hierbei arbeitenden Stromkreise kann vernachlässigt werden. Darauffolgend geht der Apparat unter der Einwirkung des vom Fühler - der während der Wachsamkeitskontrolle zur Beobachtung des Aktivitätspegels dient - von beliebiger Stelle erhaltenen zweiten "Verbrauchersignals" (z.B. kann das erste Signal durch die innere, beim Aussteigen des Fahrers eingeschaltete Fahrzeugbeleuchtung hervorgerufen werden) auf die sogenannte "Identifizierungsbetriebsweise" über. Im Laufe der erwähnten Betriebsweise erwartet die erfindungsgemäße Vorrichtung von der in das Fahrzeug einsteigenden Person innerhalb einer vorbestimmten Verzögerungszeit (z.B. 5 bis 15 Sekunden) die Ausführung einer speziellen Bewegungsserie, bzw. deren Beginn.

Diese Bewegungsserie besteht aus dem zumindest viermaligen, aber ausschließlich in der kodierten Reihenfolge vorgenommenen Einschalten des Richtungsanzeigerarms ( = "Abspielen des Kodes").

Der viermalige Wechsel in die linke oder rechte Richtung umfaßt 16 Signalkombinationen, aus denen immer nur ein einziges den "Schlüssel" eines gegebenen Fahrzeuges darstellt.

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Von dem ersten (in der richtigen Richtung abgegebenen) Indexsignal aus gerechnet beginnt die Vorrichtung die bis zu dem vierten (letzten) Signal abgelaufene Zeit zu messen. Sollte diese Zeitspanne einen biologisch annehmbaren mini- · malen Pegel überschreiten, wird die Tatsache der "Ungeeignetheit" wahrscheinlich gemacht ( = etwa 3>5 sec). In diesem Pail wird der Zyklus mit der "Identifizierungsphase¹¹ so oft in Gang gesetzt, bis der geeignete Meßwert eintrifft.

Wird jedoch in der "Identifizierungsphase" nur eine einzige irrtümliche Stellung des Indexarms wahrgenommen, schließt die erfindungsgemäße Vorrichtung sofort auf eine "Unbefugtheit". In gleicher Weise wird es als eine Unbefugtheit betrachtet, wenn'während der Wartezeit der Identifizierungsbetriebsweise der Kode nicht abgespielt wird oder wenn von der Inbetriebsetzung abgerechnet, ein weiterer Verbraucherimpuls von dem Fühler eintrifft (z.B. durch den Gebrauch des Selbstanlassers).

Bei der Peststellung der Unbefugtheit schaltet die Vorrichtung automatisch die bereits beschriebene Alarmbetriebsweise ein (liotblinkleuchte, äußere Hupe), aber auch der Zündstromkreis kann endgültig unterbrochen werden.

Das Alarmsignal kann nur durch das wiederholte Drücken des verborgenen Druckknopfes abgestellt v/erden. Ein wiederholter Gebrauch desselben setzt jedoch nur die Überwachungsphase in Gang.

Dadurch, daß der Druckknopf nicht endgültig die erwähnte Punktion ausschaltet, wird der Wunsch realisiert, daß ein unter Alkoholeinfluß stehender Fahrer auch in Kenntnis der Stelle des Knopfes nicht mit dem Fahrzeug fahren kann. Sollte jemand beim Abstellen des Wagens den verborgenen Druckknopf nicht drücken, muß er natürlich das Risiko der Entwendung des Fahrzeuges auf sich nehmen. Der innerhalb von

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3,5 sec in einer vorbestimmten Richtung mindestens viermal vorzunehmende Wechsel der Bewegungsrichtung und das eine anhaltende Konzentration beanspruchende Abspielen des Kodes stellt eine ausreichend schwere Aufgabe dar, die eine unter Alkoholeinfluß stehende Person auf keinen Pail lösen kann»

Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß die Vorrichtung ein gesondertes Bedienungsorgan im Fahrzeug nicht erfordert, da die Steuerung mit Hilfe des Richtunganzeigearmes erfolgt.

Zusammengefaßt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Wahrnehmung und Kontrolle der Abnahme der Aktivität und des Wachsamkeitspegels des Fahrers eines mit einer selbständigen Energiequelle versehenen, nicht schienengebundenen Fahrzeuges, insbesondere in monotonen Situationen, im Laufe dessen die durch die Tätigkeit des Fahrers im Energiemilieu des Fahrzeuges hervorgerufenen Änderungen beobachtet und der Geschwindigkeit und Größe der Änderungen entsprechende Signale erzeugt werden, wobei mit Hilfe der erwähnten Signale' die Erzeugung der für den Fahrer bestimmten Signale solange ausgesetzt wird, bis aufgrund eines Ausbleibens von im Energiemilieu stattfindenden ausreichend starken Änderungen innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne ein Befehlsignal für den Fahrer abgegeben wird, woraufhin .der Fahrer nach erfolgter Wahrnehmung des Befehls eine Entscheidung treffen und ein entsprechendes Antwortsignal abgeben muß, wobei mangels eines Antwortsignals oder aufgrund eines fehlerhaften Antwortsignals ein ein- oder mehrstufiges Alarmsignal abgegeben wird.

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung benötigt die unabhängige Energiequelle für die üblichen Stromkreisausrüstungen, wie Zündschalter, Handbremsen-Kontrollampe, Hupe, Beleuchtung, Richtungsanaeigerschalter und sonstige zur Inbetriebhaltung des Fahr-

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zeuges erforderlichen elektrischen Verbraucher. Die Vorrichtung enthält ferner eine für den Fahrer ein Anmahnungssignal erzeugende und eine von dem Fahrer zu betätigende Antwortsigrialsender-Schaltungsanordnung, Befehlsignallampen und eventuell eine Registriervorrichtung. Ferner ist die Vorrichtung mit einer die Fahrtüchtigkeit des Fahrers (Einfluß von Alkohol oder Medikamenten) kontrollierenden und einen Schutz gegen unbefugtes Eindringen bietenden Schaltungsanordnung versehen. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß an die ungeerdete Klemme der Energiequelle des Akkumulators oder an ein an der ungeerdeten Klemme liegende, vom Verbraucherstrom durchflossene Leitungsstrecke ein die Stromänderung überwachender Stromkreis angeschlossen ist, dessen wählbare. Signalausgänge an den Befehle signalisierenden Einheiten, z.B. Kontrollampen, Befehlssignallampen liegen, die wiederum mit den Stromkreisen des Wahlschalters für die Abgabe der Antwort des Fahrers verbunden sind.

Ausführungsbeispiel;

Die Erfindung wird anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: das Blockschaltbild eines kompletten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2: die Blockschaltbilder einzelner Baugruppen, bis 5

Fig. 6: ein Blockschaltbild einen einen zusätzlichen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildenden, die Fahrtüchtigkeit des Fahrers überprüfenden und gleichzeitig ein unbefugtes Eindringen signalisierenden Schaltungsanordnung.

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Ira wesentlichen ist in den Zeichnungen eine sich auf ein Kraftfahrzeug beziehende Lösung dargestellt.

In dem in Pig. 1 dargestellten Blockschema ist eine: der Klemmen des die Energiequelle bildenden Akkumulators AKKU mit einem Masseanschluß versehen, während die andere Klemme an der Leitungsstrecke 18 liegt. Durch diese strömt der Strom zu den verschiedenen Verbrauchern. Die Speisespannungsversorgung des Fahrzeuges sowie die entsprechenden Klemmen der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung sind über den Zündschalter 1 und den Handbremsenschalter 2 angeschlossene Die Vorrichtung selbst besteht aus drei Teilen, nämlich aus dem signalisierenden Teil, dem Steuerteil und dem Anzeige- und Bedienungsteil. Die hier als Beispiel beschriebene Lösung enthält einen die Größe und die Geschwindigkeit der Stromänderung erfassenden Fühlersteuerkreis 4» an dem- ein Aktivitätspegel-Zähler 3 angeschlossen ist, während am Richtungsanzeigersehalter 8 des Fahrzeuges unter Zwischenschaltung eines Verzögerungsstromkreises 9 ein die Reaktionszeit messender Stromkreis 10 liegt, der mit dem Aktivitätspegel-Zähler 3 in Zweiwegverbindung steht.

Dem die Reaktionszeit messenden Stromkreis 10 ist eine Alarmeinheit 13 nachgeschaltet, deren Ausgang mit dem Blinkautomaten 14 des Fahrzeuges verbunden ist. An diesen sind die äußeren Notblinklichten 15 des Fahrzeuges angeschlossen. Die Befehlssignallampen 5 und 6, die Hupe 7» der Anzeiger und der Tachograph 12 sind an den die Reaktionszeit messenden Stromkreis 10 angeschlossen.

In Fig. 1 ist auch ein Überwachungszähler 17 dargestellt, der mit einem Druckknopf 16 betätigt werden kann; im wesentlichen bildet der Zähler 17 den den Zustand des Fahrers überprüfenden Stromkreis und die Grundlage für den gegen ein unbefugtes Bindringen schützenden Stromkreis.

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lach erfolgtem Einschalten des in Pig. 1 dargestellten Zündschalters 1 und nach der Betätigung des durch das Loslassen der Handbremse sich schließenden Handbremsenschalters 2 wird die zur Kontrolle und Wahrnehmung der Abnahme der Aktivitäts- und Wachsamkeitspegels· der Fahrers dienende Vorrichtung in Betrieb gesetzt, d.h. der Aktivitätspegel-Zähler 3 beginnt zu arbeiten. Der Fühlerstromkreis 4 nimmt die Größe und die Geschwindigkeit des durch die Leitungsstrecke 18 fließenden Stromes v/ahr und liefert dementsprechend Impulse an den Aktivitätspegel-Zähler 3· Unter der Wirkung der vom Fühlerstromkreis 4 gelieferten; durch die Tätigkeit des Fahrers hervorgerufenen Impulse wird der Aktivitätspegelzähler 3 immer wieder auf UuIl gestellt. Sollte der Impuls jedoch nicht eintreffen, leuchtet nach Ablauf der voreingestellten Zeitdauer eine der Befehlssignallampen 5 oder 6 auf, gleichzeitig ertönt die Hupe 7. Als Antwort . auf das Signal muß der Fahrer eine Entscheidung treffen und den Richtungsanzeigerschalter 8 in der der jeweils aufleuchtenden Befehlssignallampe entsprechenden Richtung verdrehen und sofort in die Mittelstellung zurückbringen, ohne daß die äußeren Richtungsanzeiger aufleuchten. In bestimmten Fällen kann die Rolle der Befehlssignallampen von den Richtungsanzeiger-Kontrollampen übernommen werden, wenn für die beiden Richtungen jeweils ein gesondertes Kontrollicht vorgesehen ist. Die von dem-Richtungsanzeigerschalter 8 ankommende Antwort wird unter Zwischenschaltung des 'Verzögerungsstromkreises 9 mit Hilfe des die Reaktionszeit messenden Stromkreises 10 ausgewertet. Auf Grund der Auswertung gelangen die entsprechenden Signale an den Anzeiger 11 und den Tachographen 12. Gleichzeitig wird in den Aktivitätspegel-Zähler 3 die nachfolgend in Betracht zu ziehende Aktivitätspegeldauer einprogrammiert. Jeder während der Messung vom Fühlerstromkreis eintreffende Impuls ruft eine Verzögerung hervor. Gibt der Fahrer keine oder eine unrichtige Antwort, d.h. wird der Arm des Richtungsanzeigerschalters 8 in eine unrichtige Richtung gedreht, wird die

Alarmeinheit 13 in Betrieb gesetzt, die über den Blinkautomaten 14 die äußeren Notblinklichten 15 betätigt.

Nachfolgend wird jeweils ein mögliches Ausführungsbeispiel der einzelnen Blöcke der Pig* 1 beschrieben.

In Fig« 2 ist ein mögliches Ausführungsbeispiel des Fühlerstromkreises 4 dargestellt.

Im Beispiel liefert die an der Leitungsstrecke 18 abfallende Spannung das Eingangssignal des die Strömänderung wahrnehmenden Fühlerstromkreises 4. Der Strom der zu beobachtenden Verbraucher fließt durch die Leitungsstrecke 18. Ein Tiefpaßfilter mit Spannungsteiler 19 sorgt für die Ausschaltung der Wirkung des sich aus der Zündung und aus sonstigen Quellen ergebenden höherfrequenten Geräusches. Nach der Erhöhung auf den entsprechenden Pegel und der Trennung, die durch einen Differentialverstärker 20 erfolgt, können die im Strommilieu des Fahrzeuges auftretenden niederfrequenten Änderungen, das Aus- bzw. Einschalten der Verbraucher, mit Hilfe eines Abtast-Haltestromkreises 21 detektiert werden. Durch geeignete Wahl des von dem elektronischen Zeitgeber 42 gelieferten Taktimpulses (der Dauer der Probeentnahme) können die Spannungsänderungen von verschiedenen Geschwindigkeiten (Größen) gut unterschieden werden.

Eine Differenzierstufe 22 liefert unter der Einwirkung der erfaßten Spannungsänderungen die zur Betätigung eines monostabilen Stromlireises 23 erforderlichen Impulse. Innerhalb dieser Schaltungseinheit kann der untere Schwellwert der Größe der während der Abtastperiode erfolgenden Spannungsänderung eingestellt werden, unterhalb dieses Schwellwertes arbeitet der monostabile Stromkreis 23 nicht.

Die erwähnten Einstellmöglichkeiten ermöglichen die Unterscheidung zwischen den eingeschalteten Verbrauchern bzw.

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den Handhabungen des Fahrers aufgrund der Größe und der Geschwindigkeit der .Spannungsänderung.

Die an den Eingang des Fühlerstromkreises 4 gelangende Spannung enthält infolge des Ein- und Ausschaltens der Verbraucher den belastungsabhängigen, auf dem Innenwiderstand des Akkumulators AKEU und auf der zv/ischengeschalteten Leitungsstrecke 18 (die z.B. das zwischen dem Akkumulator und dem Zündschalter 1 vorhandene Kabel sein kann) auftretenden Spannungsabfall. Daher ist diese zur Wahrnehmung aller Tätigkeiten des Fahrers, die mit dem Einschalten der Verbraucher verbunden sind, geeignet.

Für einen Personenkraftwagen gelten annähernd folgende Werte:

Zündung 50 W

Selbstanlasser 1,3 kW - 'Hupe 60 W

Bremslampe 42 W

Indexlampe 50 W

gedämpftes Licht (Standlicht)

Fernlicht 100/20/100 W

Lichthupe 90 W

Heizung 20 W

Scheibenwischer 25 W

Hinzu kommen gegebenenfalls sonstige Verbraucher. Über die erwähnten Verbraucher erfaßt der Fühlerstromkreis 4 die infolge einer raschen Änderung der Umdrehungszahl entstehende schnelle Spannungsänderung innerhalb des elektrischen Netzes des Fahrzeuges. Gleichzeitig wird der Zustand der Kleinverbraucher (z.B. Kontrollampen, Ölstandsanzeiger) unter Beobachtung der Größe der Sρannungsänderung außer Betracht gelassen. Dies ist auch begründet, daß die Änderung nicht als Folge der Tätigkeit des Fahrers entsteht (z.B. die Leistungsaufnahme des Rundfunkgerätes).

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Urn die Verwendbarkeit bei verschiedenen Kraftfahrzeugtypen zu vergrößern, kann die minimale Größe der wahrgenommenen Spannung durch Einstellung des Verstärkungsfaktors des Differentialverstärkers 20 und des Komparationspegels des Korn-. paratoreinganges des monostabilen Stromkreises 23 geregelt werden, während die Geschwindigkeit durch die Wahl der Abtastfrequenz geregelt werden kann (bei höherer Frequenz nimmt der Fühlerstromkreis 4 schnellere Änderungen wahr).

Als Leitungsstrecke 18 wird zweckmäßig das zwischen dem Akkumulator AKKU und' dem Zündschalter 1 vorhandenen Kabel verwendet, gleichzeitig kann aber die Änderung des Energieverbrauchs durch die SpannungsSchwankung am nicht geerdeten Pol des Akkumulators (im allgemeinen des Pluspols) mit hoher Annäherung erkannt werden.

Die Tiefpaßfilter- und Teilerstufe 19 enthält am Eingang einen Widerstandsteiler mit einem Teilungsverhältnis von 1:2 und ein aus einem Operationsverstärker aufgebautes Filter mit einer Knickpunktfrequenz von etwa 10 Hz. Dieses kann auch die Aufgabe des Differentialverstärkers 20 erfüllen, so daß die Stufen 19;20 vorteilhaft eine Einheit bilden.

Am Eingang des Abtast-Haltestromkreises 21 ist z.B. ein FET-Schalter angeordnet, der durch einen Taktimpuls von etwa 1 Hz geschaltet v/ird. Ein Zeitgeber 42 liefert den Taktimpuls. Der Eingangsschalter liefert den Ausgangswert des Differentialverstärkers 20 mit einer vorgegebenen Häufigkeit an einen Kondensator, wodurch gleichzeitig eine hochohmige Trennung erreicht wird. Die Spannung des Kondensators wird von einer FET-Ausgangsstufe der Differenzierstufe 22 zugeführt. Bei einer sehr einfachen Ausführungsform besteht diese aus einem RC-Glied, das aus einem Spannungssprung von gegebener Größe einen Impuls erzeugt.

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Die Eingangsstufe des monostabilen StroBikreises 23 besteht aus einem Komparator-Stromkreis, der diejenigen Impulse, die die eingestellte Größe unterschreiten, nicht an den Anlaßstromkreis des monostabilen Stromlireises 23 gelangen läßt. Dieser ist eine, mit positivem und negativem Impuls gleicherweise anlaßbare Grundschaltung mit Transistoren oder mit oder integrierten Schaltungen.

Bei der Kontrolle des Y/achsamkeitsgrades erwartet die Vorrichtung das Antwortsignal des Fahrers in Form der Betätigung des Richtungsanzeigerschalters 8. Um überflüssige äußere Richtungssignale ausschließen zu können, ist - wie bereits erwähnt - zwischen dem Blinkautomaten 14 und dem Richtungsanzeigersehalter 8 der Verzögerungsstromkreis 9 angeordnet. Dies läßt das Schließen eines beliebigen Kontaktes des Richtungsanzeigerschalters 8 erst mit einer Verzögerung von max. 0,8 sec an dem Eingang des Blinkautomaten 14 gelangen, und zwar derart, daß der in dem Verzögerungsstromkreis 9 vorgesehene monostabile Stromkreis 24, der durch die Bestätigung des Richtungsanzeigerschalters 8 aktiviert wird, die Verbindung zwischen dem Richtungsanzeigerschalter 8 und dem Blinkautomaten 14 für die oben erwähnte Dauer - entweder mit Hilfe eines Realais-Unterbrechers oder eines mit Halbleitern aufgebauten Trennstromkreises 25 unterbricht (Pig. 3).

Die Häufigkeit der Kontrolle des Wachsamkeitspegels hängt vom Aktivitäspegel des Fahrers ab. Der Aktivitätspegelzähler 3 dient zur Steuerung der Häufigkeit der Kontrolle. Das genannte Element kann aus einem programmierbaren Zähler 26 bestehen (Fig. 4), der unter der Einwirkung der von dem Fühlerstroinkreis 4 gelieferten Impulse auf einen durch das vorangegangene Meßergebnis bestimmten Anfangswert voreingestellt wird. Dadurch wird der die niederfrequenten Taktimpulse eines elektronischen Zeitgebers 27 empfangende programmierbare Zähler 26 erst dann gesättigt, wenn innerhalb

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der den Aktivitätspegel charakterisierenden Zeitspanne ein die Lenkungstätigkeit anzeigender Impuls nicht eintrifft.

Eine Lösung, bei der für die Zeitspanne zv/ischen den beiden Messungen eine obere Grenze festgelegt wird, erscheint noch zweckmäßiger zu sein. Die Begrenzung kann z.B. erfolgen, indem nach dem Eintreffen einer gewissen Anzahl von Impulsen von dem Fühlerstromkreis 4 der Zähler nicht auf den ursprünglich bestimmten Anfangswert eingestellt wird, sondern nur eine kürzere Verzögerung bis zum Beginn der Messung zugelassen wird.

Wenn der gesättigte Zustand des grogrammierbaren Zählers des Aktivitätspegelzählers 3 erreicht wird, v/ird die Meßphase in Gang gesetzt. Die Phase beginnt mit einem kurzfristigen Ertönen der Hupe 7 und dem zufallsmäßigen Aufleuchten einer der Befehlssignallampen 5; 6.

Der die Reaktionszeit messende Stromkreis 10 (Fig. 1) sichert den zufallsmäßigen Charakter, z.B. derart, daß die von dem Fühlerstromkreis 4 ankommenden Impulse einen bistabilen Stromkreis 28 umkippen, wobei dessen Ausgang die zu Aufleuchten zu bringende Befehlssignallampe 5 oder 6 auswählt (Fig. 3). Hierzu bemerkt, daß der Teil 10/a desidie Reaktionszeit messenden Stromkreises 10 (Fig. 1) in Fig. und der Teil 10/b in Fig. 5 dargestellt ist.

Die Auswertung der Messung erfolgt durch die Teile 10/a und 10/b des in Fig. 1 dargestellten, die Reaktionszeit messenden· Stromkreises 10. Die Qualifizierung entsteht durch die gewogenen Meßergebnisse von vier verschiedenen nachstehend aufgeführten Parametern:

1. Die vom Anfang der Messung bis zum Erscheinen der Antwort vergangene Zeit wird vom Zähler 29 gemessen; für die Meßdauer aktiviert ein aktivierender Speicher 41 den "Clock-Eingang" eines Zählers 29.

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2. Die Länge des Antwortinipulses wird durch einen Zähler

30 gemessen.

3. Die Richtigkeit oder Unrichtigkeit des Antwortimpulses wird-mit Hilfe eines Kombinationsnetzv/erkes 31 erfaßt, das den Ausgang des bistabilen Stromkreises 28 mit dem Antwortsignal vergleicht (Pig. 3).

4. Die Koordiniertheit der Reaktionsbewegung, d.h. das Erscheinen der entsprechenden Impulse innerhalb einer kurzen Zeit nach der Antwort wird von einem durch das Aufhören des Antwortimpulses aktivierten monostabilen Stromkreis 32 kontrolliert (Fig. 5).

Als Frequenz des Taktimpulses der zur Zeitmessung dienenden Zähler 29 und 3O₅ der von dem Zeitgeber 33 erzeugt wird₅ wurde 1 kHz gewählt, was eine hohe Auflösung (0,001 see) ermöglicht. Bine in Pig. 5 dargestellte arithmetische Einheit 34 ermittelt anhand des Inhaltes der Zähler 29 und 30 und anhand der unter den Bedingungen des Kombinationsnetzwerkes

31 und des monostabilen Stromkreises 32 gewogenen Werte die Qualifikation. Ein Speicherelement 35, das den erwähnten Wert speichert, ist bezüglich der Stromversorgung von der Stellung des Zündschalters unabhängig und ermöglicht die Speicherung des letzten Meßergebnisses.

Zur Anzeige des Meßergebnisses kann eine beliebig ausgebildete Anzeigeeinheit 11 verwendet werden, zweckmäßig wird ein sogenannter Digitaldisplay eingesetzt.

Zur Aufzeichnung des Impulses - dessen Größe dem Meßergebnis proportional ist - durch den Tachographen 12 kann ein monostabiler Stromkreis 36 mit veränderlichem Zeitverhalten dienen, dessen Zeitverhalten vom Meßergebnis abhängig ist und dessen Anlassen durch die Beendigung der Messung synchronisiert wird. Der Techograph 12 kann jedoch auch mit in der Impulsenbreite modulierten Signalen arbeiten.

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Der Teil 10/b des die Reaktionszeit messenden. Stromkreises 10, der als eine auswertende Einheit arbeitet, schaltet beim Überlauf des Zählers 29 (die Antwort ist nicht eingetroffen) die Alarmeinheit 13 ein. Der Überlauf des Zählers 30 (es gab keine Antwort und es wird angenommen, daß eine Richtungssignalisierung erfolgte), bzw. der aus dem Pühlerstromkreis 4 ankommende Impuls bewirken die Verzögerung der Messung (Pig. 4). Im Überwachungszustand wird dem überwachungszähler 17 (Pig· 1) die Aufgabe zugeteilt, die Richtigkeit der von dem Fahrer abgespielten Kombination zu erfassen. Eine mögliche Art der Realisierung besteht darin, indem die Richtung der richtigen Antwort durch den Ausgang eines 4:1 (allgemein n:1) Multiplexers 37 bestimmt wird. Die Bestätigung des Richtungsanzeigerschalters 8 in irgendeiner Richtung "inkrementiert" einen den Multiplexer adressierenden Zähler 38. Die Eingänge des Multiplexers 37 werden auf den logischen Pegel "0" bzw. "1" geschaltet, wodurch die gewünschten Sequenzen eingestellt (programmiert) werden (Pig. 6).

Ein Zähler 43 bildet den Eingang des Überwachungszählers 17» an den eine aus zwei monostabilen Stromkreisen 39;40 bestehende Zeitkontrollschaltung angeschlossen ist. Der erste monostabile Stromkreis 39 startet die Kontrolle nach erfolgtem Einschalten der Überwachung, durch den vom Pühlerstromkreis 4 ankommenden zweiten Impulse und nach Ablauf des Kontrollintervalls, falls das Abspielen der Kodekombination nicht begonnen worden ist - schaltet er auf Alarmauslösung um. Der Beginn des Abspielens der Kodekombination betätigt den zweiten monostabilen Stromkreis 40, der am Ende des Kontrollintervalls über die Flip-Flop-Schaltung 44 auf Alarm umschaltet, wenn der Kode nicht inzwischen abgespielt worden ist (was die Einstellung der Flip-Flop-Schaltung auslöst). Dagegen wird der an der Alarmeinheit 13 liegende Ausgang über eine Flip-Flop-Schaltung 45 bei einer fehlerhaften oder fehlenden Kodierung sofort aktiviert.

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Ein in irgend einer Weise ausgelöster Alarm aktiviert die in Pig. 1 dargestellte Alarmeinheit 13» die über den Blinkautomaten 14 die ilotblinklichen 15 des Fahrzeuges und die Hupe 7 einschaltet. Bei der Aktivierung der Alarmeinheit (ausbleibende Antwort) kann eine Inaktivierung nur mittels des Handbremsenschalters 2 bzw. beim Überwachungszustand mit Hilfe des versteckt angebrachten Druckknopfes 16 erfolgen. Selbstverständlich gelangt der Überv/achungszähler 17 in dem erwähnten Pail wiederholt in einen aktivierten Zustand.

In den Zeichnungen sind die prinzipiell erforderlichen UIiD-Schaltungen E1 bis 10 ODER-Schaltungen Y1 bis Y5 und der Inverter I eingezeichnet.

Die in den Figuren veranschaulichte, als Beispiel vorgeführte Lösung enthält die wichtigsten Hinweise, die es dem Fachmann, ermöglichen, den Erfindungsgegenstand ohne Schwierigkeiten zu realisieren, während eventuelle LösungsVarianten anhand der Prinzipdarstellungen realisiert werden können.

Claims (14)

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   Erfindungsanspruchj, '

   1. Verfahren zur Wahrnehmung und Kontrolle, der Abnahme der Aktivität und des Wachsamkeitsgrades des Fahrers eines mit einer selbstständigen Energiequelle versehenen, nicht schienengebundenen Fahrzeuges, insbesondere in monotonen Situationen, gekennzeichnet dadurch, daß die durch die Tätigkeit des Fahrers im Energiemilieu des Fahrzeuges hervorgerufenen Änderungen überwacht und der Geschwindigkeit und der Größe der Änderungen entsprechende Signale erzeugt werden und mit Hilfe der erwähnten Signale die Erzeugung der für den Fahrer bestimmten Signale solange ausgesetzt wird, bis aufgrund eines Ausbleibens von im Energiemilieu stattfindenden ausreichend starken Änderungen innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne ein Befehlssignal für den Fahrer abgegeben wird, wobei der Fahrer nach erfolgter Wahrnehmung des Befehls eine Entscheidung treffen und ein richtiges Antwortsignal abgeben muß, wobei mangels eines Antwortsignals oder aufgrund eines fehlerhaften Antwortsignals ein einstufiges oder mehrstufiges Alarmsignal abgegeben wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die im Energiemilieu auftretenden Änderungen .durch Beobachtung der Stromänderungen in einer elektrischen Leitungsstrecke erfaßt werden.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß für den Fahrer immer eine, seinem jev/eiligen Wachsamkeitspegel entsprechende Information angezeigt wird.
4. 4. Sicherheitsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, für Fahrzeuge mit den üblichen elektrischen Einrichtungen, wie Zündschalter, Handbremsen-Kontrollampe, Hupe, Beleuchtung, Richtungsanzeigerschalter

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   und anderen, zur Inbetriebhaltung des Fahrzeuges erforderlichen elektrischen Verbraucher durch Überwachung der infolge der Lenkungstätigkeit des Fahrers hervorgerufenen Änderungen der Größe und der Geschwindigkeit des elektrischen Verbrauches, wobei die Vorrichtung eine für den Fahrer.ein Anmahnungssignal erzeugende und von dem Fahrer betätigte Antwortsignalsender-Schal tungs anordnung, Befehlssignallampen und eventuell eine Registriervorrichtung enthält, gekennzeichnet dadurch, daß an die ungeerdete Klemme des Akkumulators (AKKU) oder an eine an die ungeordnete Klemme angeschlossene zum Verbraucher führende und vom Verbraucherstrom durchflossene Leitungsstrecke (18) ein die Stromänderung überwachender Stromkreis angeschlossen ist, dessen wählbare Signalausgänge an Befehle signalisierende Einheiten, z.B. Kontrollampen, Befehlssignallampen (5;6), angeschlossen sind, die wiederum mit auswählbaren Stromkreisen eines Wählschalters für die Abgabe der Antwort des Fahrers gekoppelt sind.

   5, Vorrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß als Wählschalter des antwortgebenden Elementes der Richtungsanzeigerschalter (8) des Fahrzeuges ausgenutzt ist.
5. 6. Vorrichtung nach Punkt 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß an der ungeerdeten Klemme der Energiequelle, also des Akkumulators (AKIiU) - oder an die vom Verbraucherstrom durchflossene Leitungsstrecke (18) der Eingang eines die Größe und die Geschwindigkeit der Stromänderung innerhalb der genannten Leitungsstrecke erfassender FühlerStromkreis (4) angeschlossen ist, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Aktivitätspegel-Zählers (3) verbunden ist; daß der Aktivitätspegel-Zähler (3) über eine Zweiwegverbindung mit einem die Reaktionsdauer messenden Stromkreis (10) verbunden

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   ist, dessen Eingänge unter Zwischenschaltung eines Verzögerungsstromkreises (9) an den Klemmen des Richtungsanzeigerschalters (8) liegen, daß an den Ausgang des die Reaktionsdauer messenden Stromkreises (10) Befehlssignallampen (5j6), eine Hupe (7), ein Anzeiger (11), ein Registriergerät, z.B, ein Tachograph (12) und der Eingang einer Alarmeinheit (13) angeschlossen sind, und daß der Ausgang der Alarmeinheit mit dem Eingang eines Blinkautomaten (14) verbunden ist, dessen Ausgang an den Hotblinkleuchten (15) des Fahrzeuges liegt.
6. 7. Vorrichtung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Eingang des Fühlerstromkreises (4) durch eine Tiefpaßfilter- und Spannungsteiler-Schaltung (19) und einen daran angeschlossenen, eventuell damit eine Einheit bildenden Differentialverstärker (20) gebildet ist, dem der Eingang eines Abtast-Haltestromkreises (21) nachgeordnet ist, wobei der Ausgang des letzteren über eine Differenzierstufe (22) und einen monostabilen Stromkreis (23) am Eingang des Aktivitätspegel-Zählers (3) liegt, während an den anderen Eingang des Abtast-Haltestromkreises (21) der Ausgang eines elektronischen Niederfrequenz-Zeitgebers (42) angeschlossen ist.
7. 8. Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Tiefpaßfilter- und Spannungsteiler-Schaltung (19) und der damit gegebenenfalls eine Einheit bildende Differentialverstärker (20) einen Widerstandsteiler mit einem Teilerverhältnis von etwa 1:2 und ein aus einem Operationsverstärker bestehenden aktives Filter mit einer Knickpunktfrequenz in der Größenordnung von 10 Hz enthalten.

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8. 9. Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß am Eingang des Abtast-Haltestromkreises (21) ein FET-Schalter vorgesehen ist, an dessen Steuereingang ein elektronischer Zeitgeber (42) liegt, während zwischen dem FET-Ausgang und -Eingang eine Kondensatorstufe angeordnet ist.
9. 10. Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß der monostabile Stromkreis (23) ein den minimalen Startimpulspegel bestimmender Komparator ist.
10. 11. Vorrichtung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß der zwischen dem Richtungsanzeigersehalter (8) und dem Blinkautoma.ten (14) vorgesehene Verzögerungsstromkrexs (9) aus einem monostabilen Stromkreis (24) und einem sich anschließenden Trennstromkreis (25) besteht.
11. 12. Vorrichtung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß der die Häufigkeit der Kontrolle steuernde Aktivitätspegel-Zähler (3) einen programmierbaren Zähler (26) enthält, an dessen "Clock"-Eingang der Ausgang des elektronischen Niederfrequenz-Zeitgebers (27) angeschlossen ist, während am "load"-Eingang der Ausgang

    . eines ODER-Stromkreises (V2) liegt, wobei die Eingänge des ODER-Stromkreises (V2) mit dem Ausgang des Fühlerstromkreises (4) und dem die Verzögerung sichernden Zähler (30) des die Reaktionszeit messenden Stromkreises (10b) verbunden sind, und daß an den IUPUT-Eingang der "Meßergebnis"-Ausgang die Speicherelemente (35) des die Reaktionszeit messenden Stromkreises (10b) angeschlossen ist, wobei der "Sättigungs"-Ausgang mit dem "Messung"-Eingang des die Reaktionszeit messenden Stromkreises (10a) verbunden ist.

    13· Vorrichtung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß der die Reaktionszeit messende Stromkreis (10a) einen

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    bistabilen Stromkreis (28) enthält, dessen Eingang am Ausgang des Fühlerstromkreises (4) liegt, v/ährend an seine Ausgänge über je eine UND-Schaltung (E1;E2) Befehlssignallampen (5;6) angeschlossen sind, während an den Eingängen der UID-Schaltungen (E1;E2) der"Sättigungs-Ausgang des programmierbaren Zählers (26) des Aktivitätspegel-Zählers (3) liegt und wobei die Ausgänge der UND-Schaltungen (E1;E2) an die Eingänge je einer weiteren UND-Schaltung (E3;E4) angeschlossen sind, an deren anderen Eingängen je eine Klemme des Richtungsanzeigerschalters (8) angeschlossen ist, und daß die Ausgänge der weiteren UND-Schaltungen (E3;E4) mit den Eingängen eines die richtige bzw. unrichtige Antwort detektierenden Kombinationsnetzwerkes (31) verbunden sind.
12. 14. Vorrichtung nach Punkt 13> gekennzeichnet dadurch, daß der die Reaktionszeit messende Stromkreis (10b) gleichzeitig einen auswertenden und wägenden Stromkreis darstellt, dessen Eingang mit dem "Sättigungs"-Ausgang des programmierbaren Zählers (26) verbunden ist und ferner an einem Aktivierungs-Speicher (41) und an einem ersten Eingang einer Drejfach-UND-Schaltung liegt, deren v/eitere Eingänge am Ausgang eines Zeitgebers und am Ausgang des Speichers (41) liegen, daß der Ausgang dieser UND-Schaltung (E5) an den "Clock"-Eingang des Zählers (29), der die vom Anfang der Messung bis zum Erscheinen der Antwort vergangene Zeit mißt, angeschlossen ist und der "Sättigungs"-Ausgang des erwähnten Zählers (29) mit der Alarmeinheit (13) verbunden ist, daß der Ausgang der an den "Clear"-Eingang des Aktivierungs-Speichers (41) angeschlossene ODER-Schaltung (V3) und der Ausgang des elektronischen Zeitgebers (33) an die beiden Eingänge einer weiteren UND-Schaltung (E6) angeschlossen sind, deren Ausgang am "Clock"-Eingang des Antwortimpulslänge messenden Zähler (30) liegt, während der "Sättigungs"-Ausgang desselben Zählers (30)

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    an den "Verzögerungs"-Eingang des Aktivitätspegel-Zählers (3) angeschlossen ist, daß die "Clear"-Eingänge der erwähnten beiden Zähler (29;30) am "Sättigungs"-Ausgang des programmierbaren Zählers (26) liegen, daß die Klemmen des Richtungsanzeigerschalters (8) über die ODER-Schaltung (V3) und den monostabilen Stromkreis (32) mit dem einen Eingang einer UND-Schaltung (E7) verbunden sind, an deren anderem Eingang der Ausgang der ODER-Schaltung (V3) unmittelbar angeschlossen ist, und daß unter Zwischenschaltung einer OTD-Schaltung (E7) der'monostabile Stromkreis (32) sowie die Zähler (29;30) und die Ausgänge des Kombinationsnetzwerkes (31) unmittelbar ,.am Eingang einer arithmetischen Einheit (34) liegen, wobei der Ausgang der letzteren an die Alarmeinheit (13) angeschlossen ist.
13. 15. Vorrichtung nach Punkt 14_S gekennzeichnet dadurch, daß der arithmetischen Einheit (34) ein Speicherelement (35) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang am "IUPUT"-Eingang des programmierbaren Zählers (26) am das Meßergebnis anzeigenden Anzeiger (11) und über einen monostabilen Stromkreis (36) mit veränderlichem Zeitverhalten an einem Registrierapparat, zweckmäßig einem Tachographen (12) liegt, während der andere Eingang des monostabilen Stromkreises (36) mit veränderlichem Zeitverhalten mit dem "Sättigungs"-Ausgang des programmierbaren Zählers (26) verbunden ist.
14. 1.6. Vorrichtung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß sie eine gegen unbefugtes Eindringen schützende und die Fahrtüchtigkeit des Fahrers bei Beginn der Fahrt überprüfende Schaltungsanordnung enthält, die ein aktivisierendes Schaltungselement, z.B. einen Druckknopf (16) aufweist, der in den Stromkreis des Überv/achungsZählers (17) eingefügt ist, dessen Eingang am Ausgang des die Größe und die Geschwindigkeit der Spannungsänderung

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    wahrnehmenden Stromkreises (4) liegt, während die Ausgänge an je einen Eingang des Richtungsanzeigerschalters (8), an den VerzögerungsStromkreis (9), an die Alarmeinheit (13) und an den die Reaktionszeit messenden Stromkreis angeschlossen sind.

    17· Vorrichtung nach Punkt 16, gekennzeichnet dadurch, daß an den Klemmen des Richtungsanzeigerschalters (8), unter Zwischenschaltung einer ODER-Schaltung (V5) über einen den Multiplexer adressierenden Zählerstromkreis (38) der Eingang eines Multiplexers (37) "von η auf 1" angeschlossen ist, daß der Ausgang des Fühlerstromkreises (4) unter Zwischenschaltung eines Zählerstromkreises (43) mit einem zwei miteinander in Serie geschaltete monostabile Stromkreise (39;40) enthaltenden Zeitstromkreis verbunden ist, dessen Ausgang zusammen mit dem Ausgang des Multiplexers (37) über ein logisches Netzwerk (I; Ξ8; E9; V4; E10) und über zwei in Serie geschalteten Flip-Flop-Schaltungen (44;45) mit der Alarmeinheit (13) verbunden ist, wobei der "Clear"-Eingang der ersten Flip-Flop-Schaltung (44) am Ausgang des den Multiplexer (37) adressierenden ZählerStromkreises (38) liegt, und der "Clear"-Eingang der zweiten Flip-Flop-Schaltung (45) mit dem aktivisierenden Sehalterelement, z.B. mit dem Druckknopf (16) verbunden ist.

    Hierzu ί Seiten Zeichnungen