DE2138863A1 - Taxameteranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Taxameteranlagen, bei denen Zeit- und Streckeninformation in Form elektrischer Impulse einerseits zur Berechnung des Fahrpreises und andererseits zur Kontrollregistrierung ausgenützt wird. Derartige Taxameteranlagen enthalten gewöhnlich zwei Impulsquellen, von
denen die eine Zeitreferenzimpulse und die andere Strecken längenimpulse erzeugt, sowie Organe zur Bearbeitung der
Impulsinformation zum Zwecke der Steuerung einer zifferanzeigenden Einheit, die den Fahrpreis und die zurückgelegte Wegstrecke bei vorbestimmten Bedingungen anzeigt.

Die Fahrpreisberechnung im Zusammenhang mit der Taxameter
registrierung erfolgt entsprechend den behördlichen Bestimmungen, wobei der Preis teilweise von der Mietzeit,
teilweise von der gefahrenen Wegstrecke und teilweise von

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÜNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · T»l«fon ι 281202 ■ Teliflramm-Adrtne: Lipatli/MOnchtn Bayer. V#r«inibank MOnchtn, Zwtlgst. Oikar-von-Mllltr-Ring, Kto.-Nr. 882495 · Poitiduck-Konto.- München Nr. 1633 97

Oppanauir BOroi PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

Tarifen abhängig ist. Hierbei ist zu beachten, dass die Zeitberechnung in der Praxis in der Weise ausgeführt wird, dass bei einer Geschwindigkeit unterhalb einer gewissen vorbestimmten Geschwindigkeit bei einem Fahrzeug mit eingeschaltetem Fahrpreisanzeiger nur eine zeitabhängige Weiterschaltung der Preisziffern erfolgt, während oberhalb der genannten Geschwindigkeit eine von der Streckenlänge abhängige Weiterschaltung erfolgt. Im Hinblick darauf müssen alle Taxameterkonstruktionen mit einer Vorrichtung zur Bestimmung dieser sozusagen kritischen Geschwindigkeit versehen sein.

Vorbekannte Vorrichtungen, die mit Zeit- und Streckeninformationen in Form von elektrischen Impulsen arbeiten, enthalten Einrichtungen zum Vergleichen der Impulsfrequenz der Zeitreferenzimpulse mit der Frequenz der Streckenlängenimpulse, wobei in der Vergleichseinrichtung die in jedem Fall höhere Impulsfrequenz bestimmt und zum Antrieb der Preisberechnungsorgane ausgewählt wird.

Die allgemeinen Probleme, die bei einer Vergleichseinrichtung für die fraglichen Impulsfrequenzen vorliegen, bestehen einerseits darin, eine eindeutige Unterbrechungsfrequenz festzulegen und andererseits darin, einen Wechsel zu erhalten, der keine Hysterese hat oder Impulsverluste verursacht.

Durch die vorliegende Erfindung erhält man eine neue Taxameterkonstruktion, bei der die oben genannten Probleme in neuer und radikaler Weise gelöst werden konnten und die gleichzeitig wesentliche Vorteile dadurch gewährleistet, dass man eine Anpassung an geänderte Tarife einfach bewerkstelligen kann. Vor allem galt es die Aufgabe zu lösen,

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einen Taxameter zu konstruieren, der sich zum Aufbau aus digitalen elektronischen Kleinstkreisen (Modulbausteine) eignet. Solche Kreise stehen allgemein zur Verfugung und haben bekannte Schaltungen zur Behandlung von Impulsinformationen bei Problemen entsprechend der Preisberechnung im vorliegenden Falle, so dass diese Kleinstkreise einen selbstverständlichen natürlichen Übergang von mechanischen auf elektrische Rechenorgane für die Berechnung bilden.

Hierbei kann man auch im Einklang mit der allgemeinen Entwicklung der Technik sich neue Möglichkeiten der Preisbe- " rechnungsverfahren denken.

Natürlich bedeutet ein Übergang auf elektronische Rechenkreise, dass kompliziertere Berechnungsverfahren als die mit mechanischen Rechenorganen erzielbaren angewandt werden können. Es ist daher wesentlich, den Taxameter geschmeidig auszuführen, damit derartigenAnforderungen entsprochen werden kann.

Die besonderen Kennzeichen der vorliegenden Erfindung gehen aus den nachstehenden Ansprüchen hervor.

Die Erfindung wird näher im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen beschrieben, wobei

Fig. 1 ein grundsätzliches Schaltungsschema der gegenseitigen Anordnung der elektronischen Zifferkreise ist,

Fig. 2 die Anordnung der Kreise in Form eines Blockschaltbildes zeigt,

Fig, 3 einen binären Streckenimpulsgeber zusammen mit einem Pulsfolgediagramm zeigt, und

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Pig. 4, 5 und 6 die Kreise für die totale Wegstrecke, die Zeitmessung und Uhrfunktion gleichfalls zusammen mit den zugehörigen Pulsfolgediagrammen veranschaulichen.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist ein Streckenimpulsgeber 1 mit Relais versehen, die einen Kontaktschluss für jeden gefahrenen halben Meter geben. Die Kontaktschlüsse steuern einen Pulsgenerator, der eine Rechteckwelle mit einem Frequenzverhältnis von einer Periode per Meter erzeugt.

Ein nachgeschalteter Binärrechner 2 zählt die Rechteckpulse und ein Decoder 3 gibt einen Impuls für jede vollen 100 Meter. Die Ausgangsimpulse wirken auf den Drehmagnet 4 ein, der ein Rechenwerk weiterschaltet, das die gesamt zurückgelegte Wegstrecke anzeigt.

Wenn der Taxameter eingeschaltet ist, wird zusätzlich ein Drehmagnet 5 beaufschlagt. Dieser schaltet ein Rechenwerk weiter, das die gesamte bezahlte Wegstrecke anzeigt.

Die Rechteckwelle von dem Pulsgeber 1 löst einen Zeitmesserkreis 6 aus, der eine Spannung abgibt, die mit steigender Frequenz der Rechteckwelle abnimmt. Wenn die Spannung einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet, spricht ein Niveaudetektor 7 an und öffnet einen Torkreis 8.

Der Torkreis 8 gibt den Streckenimpulsen Zutritt zu einem Binärrechner 9 für die Streckenberechnung. Abhängig von der eingestellten Streckentaxe wird eine Anzahl Streckenimpulse für jeden vom Streckenimpulsgeber i ausgehenden Impuls berechnet.

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Gleichzeitig mit dem Öffnen des Torkreises 8 durch den Niveaudetektor wird eine Uhr 10 zum Stillstand gebracht. Die Uhr oder der Zeitpülsgenerator 10 erzeugt Impulse mit der Frequenz 4 Hz. Die Uhrimpulse werden in einem Binärrechner 11 gezählt, der nach einer von der eingestellten Zeittaxe abhängigen Anzahl Pulse einen Ausgangspuls abgibt. Die Ausgangsimpulse von dem Streckenberechnungs- und Zeitberechnungsrechner werden einem Ausgangskreis 12 zugeführt, von dem ein Ausgangsimpuls für jeden zweiten Impuls erhalten wird. Die Ausgangsimpulse betätigen einen dritten Drehmagnet 13, der das Rechenwerk für den zu zahlenden Betrag weiterschaltet.

Der Streckenimpulsgeber 1 besteht teils aus zwei Relais der Zungentype, die abwechselnd von einem Magnetfeld in Abhängigkeit von der Bewegung des Fahrzeugs beaufschlagt werden, und andererseits aus einem Pulsgenerator in Form einer bistabilen Kippschaltung. Die zwei Ausgänge der Relais werden bei den Wechseln des Magnetfeldes abwechselnd an die Erde des Apparates angeschlossen. Durch geeignete Wahl der Übersetzung werden die Ausgangspulse je nach Wunsch auf zwei Impulse für jede zurückgelegte Wegstrecke von 1 Meter oder 1 Yard normiert. Der Pulsgenerator besteht seinerseits aus einem bistabilen Kippkreis. Die Ausgänge des Wegimpulsgebers sind an die Kollektoren der Transistoren des Kippkreises angeschlossen. Wenn einer der Ausgänge der Geber geerdet wird, kippt der Kippkreis in der entsprechenden Richtung. Da die Ausgänge abwechselnd geerdet werden, wird ein Fehler bei einem der Relaiskontakte dazu führen, dass keine Impulse gezählt werden, wobei der Fehler unmittelbar entdeckt wird. Durch die Doppelkontaktanordnung werden Fehler durch Kontaktprellung beseitigt.

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Der Rechner 2 für.die gesamte Wegstrecke besteht aus acht Binärrechenstufen, einem invertierenden UND-Tor (NAND-Kreis) mit drei Eingängen und zugehörigem Nullstellorgan. Auf den Ausgängen der Binärrechenstufen erhält man Pulse entsprechend i, 2, 4, 8, 16, 32, 64 und 128 Meter bzw. Yard. Umschaltung auf Pulse entsprechend 0,1 Mile geschieht ganz einfach dadurch, dass die Eingänge an die Stufen für l6, 32, 128 Yards-Ausgänge angeschlossen werden. Wenn der NAND-Kreis Signal auf allen drei Eingängen erhält, ändert sich sein Ausgang vom i-Niveau zum O-Niveau. Das Nullsignal drosselt einen Transistor, wodurch die Spannung auf den NuIIstelleingängen des Rechners auf etwa 4 V steigt. Dadurch werden die Rechner nüllgestellt, die Signale auf den Ausgängen der Rechner verschwinden, der Ausgang des NAND-Ereises wird auf 1 gestellt und der Transistor des Nullstellkreises ist wieder leitend.

Der Ausgangskreis 3 für die gesamte Wegstrecke dient dazu, den negativen Puls auf dem Ausgang des NAND-Kreises zu verlängern. Dieser ist zu kurz, als dass der Drehmagnet Zeit hätte, zu reagieren. Der Puls wird daher auf etwa 0,3 Sek. verlängert unter Verwendung eines monostabilen Kippkreises, bestehend aus einem NAND-Kreis und einem Transistor. Der Emitter des Transistors ist an die Basis des Endtransistors, angeschlossen. Der Drehmagnet liegt zwischen dem Kollektor des Endtransistors und +12 V. Eine Diode ist über den Magnetkreis geschaltet und schützt den Transistor vor überhöhten Spannungen bei Einschaltvorgängen. Der Kreis ist für einen Strom von 0,5 A bei etwa 25 Ohm induktiver Belastung bemessen.

In dem Ausgangskreis 5 für die gesamte bezahlte Strecke ist aus wirtschaftlichen Gründen keine besondere Rechenkette für diese Funktion vorgesehen, so dass ein Speicher

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zum Speichern von Strecken unter 100 Metern fehlt. Die angezeigte Streckenlänge kann daher von dem wirklichen Wert abweichen, aber die Totalsumme wird auf die Dauer statistisch ausgeglichen. Der Ausgangskreis 5» der aus Transistoren in PNP-NPN-Schaltung besteht, ist auch für 0,5 A bei 25 Ohm bemessen. Der Kreis wird dadurch eingeschaltet, dass der Kontakt SIA geöffnet wird.

Der Zeitmesskreis 6 besteht aus zwei Transistoren, vier Dioden und einem RCC-Netzwerk. Bei jedem Kippen des Pulsgenerators i, wird einer der Kondensatoren, z.B. Cl, ent- I laden. Die Spannung auf dem anderen Kondensator C2 wird dann einem sogenannten Super-Emitterfolger 14 zugeführt. Die Aufladung des entladenen Kondensators Cl fängt unmittelbar an. Beim Eintreffen des nächsten Streckenimpulses wird stattdessen C2 entladen, und die Spannung über den Kondensator Cl wird auf den Emitterfolger 14 übergeschaltet. Wenn keine Streckenimpulse eintreffen — das Fahrzeug steht still ist die vom Emitterfolger ausgehende Spannung etwa +4 V. Wenn auf der anderen Seite die Streckenimpulse immer dichter kommen, sinkt die Spannung auf Null zu. Für jede Taxenkombination zwischen Strecke und Zeit wird R so gewählt, dass der Übergang bei der zweckmässigsten Geschwindigkeit g eintrifft.

Der Ausgang des Emitterfolger 14 ist an den Niveaudetektor 7 angeschlossen, der ein schwach zurückgekoppelter PNP-NPN-Transistorschalter ist. Der Emitter des PNP-Transistors liegt bei ungefähr +2,5 V₀ Wenn die Ausgangsspannung des Zeitmesskreises etwa 2 V untersteigt, fangen beide Transistoren an zu leiten. Infolge der Rückkopplung geschieht der Übergang von gedrosselten auf gesättigte Transistoren augenblicklich, wodurch schwer beherrschbare Zwischenpegel bei dem Torkreis und der Uhr vermieden werden.

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Bei geringer Geschwindigkeit ist das Ausgangssignal von dem Umschalter +5 V, bei hohen Geschwindigkeiten ungefähr 0 V, und die Umschaltung tritt augenblicklich ein. Aufgrund der Rückkopplung kommt doch eine gewisse Hysterese vor, die darin besteht, dass die Ein- und Auskopplungsniveaus verschieden sind. Die, Hysterese ist jedoch weiter möglichst begrenzt.

Der Torkreis 8 kann in drei verschiedenen Weisen mit Streckensignalen gespeist werden. A bedeutet, dass die Signale von beiden Kollektoren der zwei Transistoren des Pulsgenerators entnommen werden. Man erhält dabei einen Streekentaxebereich in 1-Meterschritten 1—128 m. B bedeutet, dass die Signale nur von dem einen Kollektor der Transistoren des Pulsgenerators entnommen werden, was einen Streekentaxebereich I3O-256 m in 2-Meterschritten ergibt. C bedeutet schliesslich, dass die Signale von dem Kollektor der ersten Binärrechenstufe in dem Gesamtstreckenrechner 2 entnommen werden. Dies ergibt den Taxebereich 260-512 m in 4-Metersehritten. Erst werden die Streckensignale differenziert und die hierbei erhaltenen negativen Pulse ergeben positive Pulse auf den Ausgängen eines NAND-Kreises. Das Signal wird alsdann dem einen Eingang eines weiteren NAND— Kreises zugeführt, der das eigentliche Tor bildet. Dem anderen Eingang wird ein Signal von dem Niveaudetektor nach Invertierung in einem Transistor 15 zugeführt. Bei niedrigen Geschwindigkeiten ist das Signal ungefähr 0 V, und das Tor 8 ist gesperrt. Oberhalb der gewählten Grenzgeschwindigkeit ist das Signal dagegen +5 V, und das Tor ist offen. Die Ausgangssignale werden in einem weiteren NAND-Kreis invertiert, so dass man positive Ausgangspulse zur Speisung des Rechners 9 für die Streckenberechnung erhält.

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Der Streckenberechnungsrechner 9 umfasst acht Binärrechenstufen, einen NAND-Kreis mit acht Eingängen und Nullstellungskreise und arbeitet in der gleichen Weise wie der Gesamtstreckenrechner 2. Die richtige Streckentaxe wird dadurch eingestellt, dass die Eingänge des NAND-Kreises an gewisse Ausgänge des Rechners angeschlossen werden. Nicht verwendete Eingänge sind hierbei an den Pluspol der Spannungsquelle angeschlossen.

Die Uhr 10 besteht aus einem Transistoroszillator der ünijunctiontype, einem Sperrtransistor 16 und zwei Pufferstufen für das Ausgangssignal. Die Schwingungsfrequenz ist so nahe wie möglich auf 4 Hz eingeregelt, und zwar mit Hilfe eines Trimmerpotentiometers P von 10 Kiloohm.

Bei geringen Geschwindigkeiten ist der Sperrtransistor 16 dadurch gedrosselt, dass keine Spannung auf dem Ausgangstransistor 15 des Niveaudetektors vorliegt. Es wird in diesem Fall dem Oszillatorkreis Spannung zugeführt und der Oszillator schwingt. Bei grossen Geschwindigkeiten leitet dagegen der Transistor l6 und die dem Ladekreis zugeführte Spannung sinkt unter das Niveau, bei dem der Unijunctiontransistor den Kondensator CL des Ladekreises entladen kann. Dadurch, dass man die Spannung nicht auf Null sinken lässt, geht die erste Aufladung schneller als die folgenden. Hierdurch kompensiert man ungefähr die Ladung, die verlorengeht, wenn die Uhr stehen bleibt. Das Ausgangssignal wird in einem Transistor und in einem NAND-Tor verstärkt, wobei es auch invertiert wird. Wenn sehr, lange Zeittaxen gebraucht werden, kann ein nicht gezeigter äusserer Konfensator parallel mit CL eingeschaltet werden, um die Frequenz auf 1,6 Hz zu senken.

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Die Uhrsignale speisen den Rechner 11 für die Zeitberechnung. Dieser hat genau die gleiche Ausführung wie der Rechner 9 für die Streckenberechnung. Die Zeittaxe wird dadurch eingestellt, dass der NAND-Kreis in vorbestimmter Weise mit den Ausgängen der verschiedenen Binärrechenstufen verbunden wird.

Die Ausgangssignale von einerseits dem Streckenberechnungsrechner 9 und andererseits dem Zeitberechnungsrechner 11 werden einem Ausgangskreis 12 für den Drehmagneten 13 des Berechnungsrechenwerkes zugeführt. Die Signale werden hierbei über einen NAND-Kreis einer JK-Kippschaltung zugeführt. In dieser erhält man eine Frequenzhalbierung, wobei für zwei Impulse ein Ausgangsimpuls erhalten wird. Durch dieses Verfahren erhält man zwei wesentliche Vorteile. Zunächst geht weniger als eine halbe Streckenbereclinungseinheit und eine halbe Zeitberechnungseinheit bei der Registrierung verloren und in zweiter Linie kann eine Streckenberechnungs— einheit und eine Zeitberechnungseinheit nicht nahezu gleichzeitig ausfallen. Die Ausgangspulse lösen einen Transistorschalter aus, der den Drehmagnet 13 für die Weiterschaltung des Berechnungsrechenwerkes beaufschlagt.

Um die Berechnung abzubrechen, wenn der Fahrgast bezahlen soll, werden die Berechnungsrechner 9 und 11 dadurch gesperrt, dass die Kollektorspannung zu zwei Transistoren 15 und l6 unterbrochen wird, von denen der eine den Torkreis 8 sperrt und der andere die Uhr 10 zum Stillstand bringt. Hierdurch hindert man das Eintreten von sowohl Streckenais auch Zeitpulsen in die entsprechenden Rechner.

Für eine neue Fahrt müssen die Rechner auf Null gestellt werden, was dadurch geschieht, dass einerseits die Basis der Transistoren im Nullstellkreis der Rechner geerdet wird

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und andererseits der Bückstelleingang der JK-Kippsctialtung im Ausgangskreis 12 geerdet wird.

Um stabile ArbeitsVerhältnisse für elektronische Eingangskreise sicherzustellen, ist eine Spannungsstabilisierung vorgesehen. Diese ist mit einem Serienwiderstand und einer parallelgeschalteten Zenerdiode 17 ausgerüstet. Die nominale Spannung ist 5,1 V + 5 %. Die Schaltmagnetkreise 4₅ 5 und 13 werden mit ungeregelter Spannung von 12-15 V gespeist.

Die Spannungsversorgung geschieht auf zwei Wegen, nämlich einerseits über den Zündungsschlüssel und andererseits über die Besetztmarkierung. Hierbei ist eine Diode 18 angeordnet, die Rückstrom zum Zündungsschlüssel verhindert.

Die besonderen Vorteile der vorliegenden Erfindung bestehen darin, dass man den Taxameter unabhängig von dem absoluten Wert der Impulsfrequenzen machen kann. Beispielsweise kann also die eigentliche Uhr eine Frequenz haben, die unter allen Bedingungen höher ist als die höchste Streckenimpulsfrequenz. Infolge des einstellbaren Frequenzteilers kann die Uhr die ganze Zeit auf ein und derselben Frequenz arbeiten, und die Frequenz der Uhr kann so gewählt werden, dass man optimale Freqüenzstabilität erhält oder dass man gewissen Anforderungen, beispielsweise im Hinblick auf Kleinstausführung, genügt. Durch das Anordnen von besonderen Organen für die Zeit- bzw. Streckenimpulse entstehen keine systematischen Pulsverluste, was im Hinblick auf Genauigkeit wesentlich ist. Infolge der verschiedenen Signalwege können weiterhin die Einrichtungen des Fahrpreisanzeigers erforderlichenfalls im Hinblick auf verschiedene Stufenlängen für die Zeit- bzw. Streckenimpulse angepasst werden.

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Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   Taxameteranlage, bei der Zeit- und Streckeninformation in Form von elektrischen Impulsen zur Weiterschaltung eines Fahrpreisanzeigers (13) vorgesehen sind und die einerseits zwei Impulsquellen (l, 10-11) aufweist, von denen die eine (10-11) Zeitreferenzimpulse und die andere (l) Streckenlängenimpulse erzeugt, sowie andererseits ein Impulsverarbeitungsorgan (9) zum Zwecke der Steuerung des Fahrpreisanzeigers (13) und ausserdem für eine zeitabhängige Taxe unterhalb einer gewissen vorbestimmten Geschwindigkeit bzw. für eine streckenlängenabhängige Taxe oberhalb der genannten Geschwindigkeit eingerichtet ist, gekennzeichnet durch einen Geschwindigkeitsmesser (6, 7), der in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges beim Durchlaufen der vorbestimmten Geschwindigkeit von der niedrigeren zu der höheren Geschwindigkeit einerseits ein Tor (8) für die Streckenlängenimpulse öffnet, so dass diese dem Verarbeitungsorgan (9) zugeführt werden, und andererseits die gleichfalls an den Fahrpreisanzeiger (13) angeschlossene Impulsquelle (lO, ll) für die Zeitreferenzimpulse stoppt, und beim Durchlaufen der bestimmten Geschwindigkeit in der anderen Richtung umgekehrt arbeitet, wobei unabhängig von dem gegenseitigen Frequenzverhältnis der Zeit- und Streckenlängenimpulse ein Wechsel zwischen Zeittaxe und Streckenlängentaxe erzielt wird.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsquelle (10-11) einen für verschiedene Zeittaxen einstellbaren Frequenzteiler (ll) umfasst.

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