DE2322299B2

DE2322299B2 - Einrichtung zur Registrierung von Betriebsdaten eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE2322299B2
Application number: DE19732322299
Authority: DE
Inventors: Frank Paul Bloomfield Hills Caiati; David Carl Romeo Wight
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1972-05-03
Filing date: 1973-05-03
Publication date: 1975-07-17
Also published as: JPS4961840A; JPS5313130B2; DE2322299A1; AU5427373A; GB1371185A; AU468500B2

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Registrierung von Betriebsdaten eines Fahrzeugs, welche nach einem Aufprall Aufschluß über die vorangegangene Fahrweise vermitteln, mit Meßvorrichtungen, welche laufend Daten über interessierende Betriebszustände des Fahrzeugs liefern, und mit einem Registriergerät, welches eine begrenzte Anzahl von veränderbaren Elementen aufweist, die nacheinander zyklisch mU diesen Daten beaufschlagbar sind und dabei jeweils einen für diese Daten charakteristischen Zustand einnehmen.

Eine aus der deutschen Auslegtschrift 11 40 382 bekannte Einrichtung dieser Art enthält als Registriergerät eine sich drehende Scheibe, auf welcher als veränderbare Elemente einzelne axial verschiebliche Stifte in kreisförmigen Lochreihen angeordnet sind. Diese Stifte wandern bei Drehung der Scheibe an einem Ablenker vorbei, der von einer Meßvorrichtung gesteuert wird, so daß er die Stifte je nach dem Wert des von der Meßvorrichtung gelieferten Signals axial in die Löcher hineinschiebt oder unbeeinflußt läßt. Bevor die Stifte nach einem Umlauf der Scheibe wieder zum Ablenker gelangen, werden sie durch einen »Löscher« wieder in die ursprüngliche Position zurückversetzt Nach einem Aufprall läßt sich cus tier Stellung der einzelnen Stifte Aufschluß über die vorangegangene Fahrweise gewin-

Die bekannte Einrichtung hat jedoch mehrere Nach teile. Sie arbeitet mechanisch und hat daher bewegliche Teile, die dem Verschleiß unterliegen. Außerdem bedingt die mechanische Arbeitsweise eine relativ große räumliche Ausbildung des Registriergeräts. Schließlich besteht bei mechanisch veränderbaren Elementen die Gefahr, daß sie nach einem Aufprall dos Fahrzeugs durch die dabei auftretenden großen Kräfte und Er schütterungen verstellt werden, so daß die Registrie rung nachträglich verfälscht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art mit einem Registriergerät zu versehen, welches keine beweglichen Teile enthält und somit kleiner ausgebildet werden, eine erhöhte Lebensdauer haben und eine zuverlässigere Informa tion geben kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäll dadurch gelöst, daß den Meßvorrichtungen ein Umsetzer nachgeschaltet ist, der die Meßdaten in Digital werte umsetzt; daß die veränderbaren Elemente die Stufen eines Schieberegisters sind, welches unter Steuerung durch von einem Steuersignalgeber geliefer te Taktimpulse am Eingang die Digitalwörter empfängt und sie schrittweise zum Ausgang schiebt; daß ein Aufpralldetektor vorgesehen ist, der bei einem Aufprall des Fahrzeugs ein Aufprallsignal an den Steuersignal geber sendet; daß der Steuersignalgeber nach Empfang des Aufprallsignals noch eine festgelegte Anzahl von Taktimpulsen an d?s Schieberegister sendet.

Die Erfindung bringt neben der Lösung der genannten Aufgabe noch den zusätzlichen Vorteil, daß auch nach dem Aufprall noch Betriebsdaten des Fahrzeugs registriert werden können, da der Steuersignalgeber nach Empfang des Aufprallsignals noch eine festgelegte Anzahl von Taktimpulsen an das Schiebe register sendet. Solche nach dem Aufprall gewonnenen Daten können unter Umständen sehr wichtig sein, da sie auf das »Unfallverhalten« des Fahrers oder des Fahrzeugs schließen lassen. F.in mechanisches Gerät, wie es die bekannte Einrichtung darstellt, wird nach einem Aufprall kaum ungestört weiter arbeiten können wie das erfindungsgemäße Gerät, welches in Festkörpertechnik ausgebildet und daher gegen mechanische Einflüsse weitgehend unempfindlich gemacht werden kann.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Schieberegister von einer solchen Bauart, daß sein Zustand nach dem Aufhören der Energiezufuhr aufrechterhalten bleibt. Vorzugsweise hat dabei das Schieberegister eine so große Anzahl von Stufen, daß nach dem Aufhören der Taktimpulse neben den nach

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Erscheinen des Aufprallsignals empfangenen Digitaiwörtern noch ausreichend viele Digitalwörter aus der Zeit vor dem Erscheinen des Aufprallsignals im Register enthalten sind, um genügend Aufschluß über die Fahrweise vor dem Aufprall zu venutteln.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Schieberegisters über einen im Normalfall offenen Schalter zu einem Speicher führt und daß der Steuersignalgeber bei Empfang des Aufprallsignals ein den Schalter to schließendes Steuersignal aussendet und danach noch so viele Taktimpulse an das Schieberegister legt, daß über den geschlossenen Schalter nach den vor dem Aufprall empfangenen Digitalwörtern auch solche Digitalwörter aus dem Schieberegister in den Speicher gelangen, die nach dem Aufprall empfangen wurden. Obwohl also die Daten der Vorgeschichte des Aufpralls und die Daten der »Nachgeschichte« des Aufpralls eingegeben werden, besteht mit dieser Ausfuhrungsform die Möglichkeit, das Schieberegister nur so kurz auszu bilden, daß lediglich die Information aus der Zeit vor dem Aufprall gleichzeitig darin Platz findet. Dank des Speichers kann das Schieberegister nach dem Aufprall zum Empfang der weiteren Daten frei gemacht werden, ohne daß die darin enthaltene Information verlo rengeht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer Zeichnung erläutert deren einzige Figur als Beispiel eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Registrierung dreier verschiedener Meßgrößen und mit einem Speicher darstellt.

In der Figur sind links zwei Beschleunigungsmesser IO und 12 zu erkennen, deren erster 10 analoge Meßdaten fur die Beschleunigung des Fahrzeugs in Richtung seiner Ungsachse liefert. SS

Der zweite Beschleunigungsmesser 12 liefert analoge Meßdaten für die Beschleunigung des Fahrzeugs in Richtung seiner Querachse. Die Ausgangsgröße des er sten Beschleunigungsmessers 10 wird in einem Verstärker 14 verstärkt und gelangt dann parallel zu den Eingangen zweier weiterer Verstärker 16 und 18, deren erster (16) eine geringe Verstärkung und deren zweiter ₍l8) eine hohe Verstärkung bringt. Die ^Λ isgangsgröße des zweiten Beschleunigungsmessers 12 gelangt ebenfalls über einen Verstärker 20 zu den Eingängen zweier weiterer Verstärker 22 und 24, deren erster (22) eine geringe Verstärkung und deren zweiter (24) eine hohe Verstärkung bringt.

Die Ausgänge der mit geringer Verstärkung arbeitenden Verstärker 16 und 22 liefern brauchbare Infor- 9> mationen für den Fall, daß die von den Beschleunigungsmessern 10 und 12 gemessenen Beschleunigungswerte groß sind. Die mit höherer Verstärkung arbeitenden Verstärker 18 und 24 liefern brauchbare Informationen für den Fall, daß die gemessenen Beschleunigungswerte niedrig sind. Die Ausgangssignale der Verstärker 16, 18. 22 und 24 werden einem Analogmultiplexer 30 zugeführt.

Meßwerte der Fahrzeuggeschwindigkeit werden mittels eines induktiven Fühlers in Form einer Spule 26 gewonnen, der die Drehzahl eines Fahrzeugrades überwacht. Diese Spule kann Teil eines herkömmlichen Drehzahlmessers sein und liefert ein Wechselsignal mit einer Frequenz, die in unmittelbarer Beziehung zur Raddrehzahl und somit auch zur Fahrzeuggeschwindigkeit steht. Dieses Ausgangssignal der Spule 26 wird auf den Eingang eines Rechteckverstärkers 28 gegeben, der am Ausgang eine Rechteckwelle mit einer Frequenz liefert, die in unmittelbarer Beziehung zur Fahrzeuggeschwindigkeit steht

Eine Versorgungseinheit 32 liefert elektrische Leistung an eine Oszillator- und Zählerschaltung 34. Diese Schaltung beaufschlagt einen Steuersignalgeber 36. der verschiedene Takt- und Steuersignale für den Betrieb der Einrichtung liefert Der Steuersignalgeber 36 legt unter anderem Schaltsignale an den Analogmuitiplexer 30, um diesen zu veranlassen, die Ausgänge der Verstärker 16, 18, 22 und 24 nacheinander auf eine Abfrage- und Halteschaltung 38 zu geben. Die Abfrage- und Halteschaltung 38 hält das ihr zugeführte Signal jeweils so lange fest, bis sie das nächste Signal über den Analogrnultiplexer 30 empfängt, welches dann seinerseits wieder festgehalten wird. Der Ausgang der Abfrage- und Halteschaltung 38 liefert eine Folge von Signalen, die den Ausgangssignalen der Verstärker 16,18, 22 und 24 entsprechen. Diese Signale werden auf einen Analog-Digital-Umsetzer 40 gegeben.

Der Analog-Digital-Umsetzer wandelt unter Steuerung durch de.i Steuersignalgeber 36 die analoge Ausgangsgröße der Abfrage- und Halteschaltung 38 in Digitalform um. Diese Digitalform besteht aus aufeinanderfolgenden Datenwörtern mit jeweils einer bestimmten Anzahl von Bits, wobei jedes Datenwort einen gemessenen Beschleunigungswert repräsentiert.

Der Ausgang des Analog-Digital-Umsetzers 40 ist mit einem Schieberegister 42 und mit einem Schieberegister 44 verbunden. Wenn der Steuersignalgeber 36 das Schieberegister 42 oder 44 mit Taktimpulsen beaufschlagt, die synchron mit den am Ausgang des Umsetzers 40 in Serienform erscheinenden Bits auftreten, dann werden diese Bits in das Schieberegister 42 oder 44 eingeführt und dort behalten.

Wenn die Abfrage- und Halteschaltung 38 einen Abfragewert aufgenommen hat, der ihr über den Multiplexer 30 unter dem Einfluß des Steuersignalgebers von einem der Verstärker 16 bis 24 zugeteilt worden ist, dann liefert der Steuersignalgeber 36 einen Befehl an den Analog-Digital-Umsetzer 40, um diesen zu veranlassen, in Serienform ein Digitalwort auszugeben, welches dem abgefragten Beschleunigungswert entspricht. Gleichzeitig liefert der Steuersignalgeber Taktimpulse an eines der beiden Schieberegister 42 und 44, damit dieses das dem abgefragten Beschleunigungswert entsprechende Digitalwort aufnimmt. Die Steuerung durch den Steuersignalgeber 36 erfolgt im einzelnen so, daß die an den Verstärkern 16 und 22 entnommenen Abfragewerte, die eine brauchbare Information für hohe Beschleunigungen darstellen, nach Umsetzung in Digitalform in das Schieberegister 42 gegeben werden, während die an den Verstärkern 18 und 24 entnommenen Abfragewerte, welche eine brauchbare Information für niedrige Beschleunigungen darstellen, nach Umsetzung in Digitalform in das Schieberegister 44 gegeben werden. Wenn also der Steuersignalgeber 36 den Analogmuitiplexer 30 schrittweise weiterschaltet, dann werden periodisch Beschleunigungsinformationen in die Schieberegister 42 und 44 gegeben, wo sie gespeichert werden. Die Anzahl der Stufen in den Schieberegistern 42 und 44 ist so gewählt, daß die Anzahl der in ihnen speicherbaren Datenwörter ausreicht, um Aufschluß über eine genügend weit zurückreichende Vorgeschichte eines Aufpralls geben zu können.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die von den Ausgangssignalen der Verstärker und 22 abgeleiteten Digitalwörter abwechselnd in das

Schieberegister 42 gegeben werden, während die von den Ausgangssignalen der Verstärker 18 und 24 abgeleiteten Digitalwörter abwechselnd in das Schieberegister 44 gegeben werden. Somit enthalt jedes Schieberegister Beschleunigungsdaten sowohl aus dem Beschleunigungsmesser 10 als auch aus dem Beschleunigungsmesser 12. In Abwandlung der dargestellten Ausführungsform ist es jedoch auch möglich, für jeden der Verstärker 16,18,22 und 24 ein gesondertes Schieberegister vorzusehen.

Das Ausgangssignal des Rechleckverstärkers 28 wird einem digitalen Frequenzmesser 46 zugeführt. Diese Schaltung enthält einen Zähler, der vom Steuersignalgeber gesteuert wird, um die vom Rechteckverstärker 28 kommenden Rechteckimpulse jeweils für die Dauer einer vorbestimmten Zeitspanne zu zählen. Die Anzahl der jeweils gezählten Impulse ist ein direktes Maß für die Fahrzeuggeschwindigkeit. Nach jedem Zählvorgang empfängt die Schaltung 46 vom Steuersignalgeber 36 ein Signal, welches dazu führt, daß der Inhalt des Zählers in ein Register mit Paralleleingang und Serienausgang gegeben wird, welches sich innerhalb des Frequenzmessers 46 befindet. Anschließend liefert der Steuersignalgeber 36 eine Reihe von Impulsen an den Frequenzmesser 46, um den im Register gespeicherten Zählwert schrittweise weiterzuschieben und dadurch in Serienform auszulesen. Die ausgelesene Information ist ein aus einer bestimmten Anzahl von Bits bestehendes Digitalwort, welches die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt. Der Serienausgang des Frequenzmessers 46 ist mit dem Eingang des Schieberegisters 48 verbunden. Der Steuersignalgeber 36 liefert synchron mit den Ausleseimpulsen für das Register im Frequenzmesser 46 Taktimpulse an das Schieberegister 48, um die aus dem Frequenzmesser 46 ausgelesene Serieninformation in dieses Schieberegister zu geben. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird in der vorstehend beschriebenen Weise periodisch abgefragt. Das Schieberegister 48 enthält eine ausreichende Anzahl von Stufen, um so viele Digitalwörter gleichzeitig aufnehmen zu können, daß genügend Information für die Vorgeschichte eines Aufpralls erhalten wird.

Wenn kein Aufprall eintritt, werden die oben beschriebenen Vorgänge periodisch wiederholt, so daß die Inhalte der Schieberegister 42,44 und 48 ständig auf den neuesten Stand gebracht werden, um die jeweils jüngste Geschichte der Beschleunigung und der Geschwindigkeit darzustellen.

Die Ausgangtisignale der mit geringer Verstärkung arbeitenden Verstärker 16 und 22 werden zusätzlich einem Beschleunigungswert-Detektor 50 zugeführt. Falls der Detektor 50 am Ausgang eines der Verstärker 16 und 22 einen Beschleunigungswert G fühlt dessen Höhe für einen Fahrzeugaufprall spricht, dann liefert der Detektor 50 ein Aufprallsignal an den Steuersignalgeber 36.

Nach Empfang des Aufprallsignals verhindert der Steuersignalgeber 36 das Einspeichern weiterer Eingangssignale in die Register 44 und 48, indem er die Taktsignale zu diesen Registern unterbricht. Auf diese Weise werden die Informationen über die Zeit vor dem Aufprall in den Registern 44 und 48 behalten. Der Steuersignalgeber 36 schaltet jedoch den Analogmuitiplexer 30 weiterhin fort, um die Ausgänge der Verstärker 16, 18, 22 und 24 in der oben beschriebenen Weise weiterhin abzufragen.

Wenn der Ausgang des Verstärkers 16 /um ersten Mal nach Fühlen eines Aufpralls durch den Detektor 50 wieder abgefragt wird, dann liefert der Steuersignalgeber J6 ein Signal an einen Schalter 52. der daraufhin geschlossen wird, um den Ausgang des Schieberegisters 42 mit einem Speicher 53 zu verbinden. Dadurch werden die Informationen aus der letzten Stufe des Schieberegisters 42 in den Speicher 53 gegeben, wenn das Schieberegister 42 zusätzliche Informationen aus dem Analog-Digital-Umsetzer 40 empfängt. Das Schieberegister 42 sendet also zunächst in Serienform

ίο diejenigen Informationen über den Schalter 52, die zur Zeit des vom Detektor 50 gefühlten Aufpralls im Register 42 gespeichert waren. Die zuerst gesendeten Informationen sind also die an den Verstärkern 16 und 22 abgefragten Beschleunigungswerte aus der Zeit vor dem Aufprall.

Gleichzeitig mit dem Schließen des Schalters 52 legt der Steuersignalgeber 36 synchronisierte Impulse an einen Speicheradressenzähler und Decodierer 54, der diejenige Adresse im Speicher 53 wählt, an der jedes Bit vom Register 42 gespeichert werden soll. Das Register 42 empfängt kontinuierlich am Eingang Informationen und gibt am Ausgang Informationen ab, bis die gesamte in ihm enthaltene Informa.ion aus der Zeit vor dem Aufprall und die Information über eine bestimmte Zeit nach dem Aufprall in den Speicher 53 eingegeben worden ist. Nachdem der Speicher die vorbestimmte Anzahl von Bits aus dem Ausgang des Registers 42 empfangen hat, liefert der Speicheradressenzähler und Decodierer 54 ein Signal an den Steuersignalgeber 36.

worauf dieser die Taktsignale zum Register 42 unterbricht und einen Schalter 58 betätigt, der den Ausgang der letzten Stufe des Schieberegisters 44 mit dem Speicher 53 verbindet. Gleichzeitig führt der Steuersignalgeber 36 dem Register 44 wieder Taktimpulse zu, um die in diesem Register enthaltene Information in der gleichen Weise in den Speicher 53 zu geben, wie es mit den Informationen des Schieberegisters 42 geschehen ist. Der Signalgeber 36 liefert dann wieder synchronisierte Impulse an den Speicheradressenzähler und Decodierer 54, der den Speicher 53 adressiert. Nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Bits aus dem Register 44 in den Speicher 53 eingegeben worden ist, sendet der Speicheradressenzähler und Decodierer 54 wie derum ein Signal an den Steuersignalgeber 36, worauf dieser durch Betätigung eines Schalters 60 den Ausgang der letzten Stufe des Schieberegisters 48 mit dem Speicher 53 verbindet und das Register 48 wieder mit Taktimpulsen versorgt, um die darin enthaltene Information in den Speicher 53 einzugeben. Sobald der Inhalt des Registers 48 in den Speicher 53 eingeschrieben worden ist, liefert der Speicheradressenzähler und Decodierer 54 ein Abschaltesignai an die Versorgungseinheit 32 Mit dieser Abschaltung der Versorgungseinheit 32 wird verhindert, daß weitere Informationen vom System erfaßt werden.

Der Speicher 53 enthält bistabile Speicherelemente bekannter Art. die sich in einen bestimmten Zustand schalten lassen, der auch dann aufrechterhalten bleibt, wenn die Energieversorgung unterbrochen wird. Ein Beispiel für eine entsprechende Anordnung ist der Ovonic Memory Switch, hergestellt von der Energy Conversion Devices, Ine, 1675 West Maple Road, Troy, Michigan. USA.

An Stelle oder zusätzlich zur Beschleunigung und

⁶S Geschwindigkeit des Fahrzeugs können auch andere Größen oder Zustände überwacht und registriert werden. /. B. die Reaktion des Fahrers, die Betätigung der Bremse oder andere Zustände de·* Fahrzeugs. Man

kann für die Schieberegister 42, 44 und 48 Bauarten wählen, die ihre Zustände nach Ausbleiben der Taktimpulse bzw. Wegfall der Energieversorgung aufrechterhalten, oder man kann dafür sorgen, daß die Schieberegister nach dem Aufprall ständig weiterhin Energie empfangen. In diesem Fall können die Register selbst die Rolle des Speichers übernehmen, so daß der Speicher 53, der Speicheradressenzähler und Decodierer 54

und die Schalter 52, 58 und 60 weggelassen wc können. Die Schieberegister müssen dann eine au chend hohe Stufenanzahl aufweisen, damit neben nach dem Aufprall eingespeicherten Information ι S genügend Information aus der Zeit vor dem Auf enthalten ist, um genügend Aufschluß über die F weise vor dem Aufprall zu vermitteln.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Registrierung von Betriebsdaten eines Fahrzeugs, welche nach einem Aufprall S Aufschluß über die vorangegangene Fahrweise vermitteln, mit Meßvorrichtungen, welche laufend Daten über interessierende Betriebszustände des Fahrzeugs liefern, und mit einem Registriergerät, welches eine begrenzte Anzahl von veränderbaren Eicinenten aufweht, die nacheinander zyklisch mit diesen Daten beaufschlagbar sind und dabei jeweils «inen für diese Daten charakteristischen Zustand einnehmen,dadurch gekennzeichnet;

daß den Meßvorrichtungen (z. B. 10. 12) ein Umsetze*· (40) nachgeschaltet ist, der die Meßdaten in Digitalwörter umsetzt;
daß die veränderbaren Elemente die Stufen eines Schieberegisters (42,44,48) sind, welches unter Steuerung durch von einem Steuersignalgeber (36) gelieferte Taktimpulse am Eingang die Digitalwörter empfängt und sie schrittweise zum Ausgang schiebt;
daß ein Aufpralldetektor (50) vorgesehen ist, der bei einem Aufprall des Fahrzeugs ein Aufprallsignal an den Steuersignalgeber (36) sendet,

und daß der Steuersignalgeber (36) nach Empfang des Aufprallsignals noch eine festgelegte Anzahl von Taktimpulsen an das Schiebe register (42,44,48) sendet

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Bauart des Schieberegisters (42. 44, 48). daß sein Zustand nach dem Aufhören der Energiezufuhr aufrechterhalten bleibt, und durch eine so große Anzahl der Stufen im Schieberegister (42. 44, 48). daß nach dem Aufhören der Taktimpulse neben den nach Erscheinen des Aufprallsignals empfangenen Digitalwörtern noch ausreichend viele Digitalwörter aus der Zeit vor dem Erscheinen des Aufprallsignals enthalten sind, um genügend Aufschluß über die Fahrweise vor dem Aufprall zu vermitteln.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Schieberegisters (42, 4$ 44, 48) über einen im Normalfall offenen Schalter (52) zu einem Speicher (53) führt und daß der Steuersignalgeber (36) bei Empfang des Aufprallsignals ein den Schalter schließendes Steuersignal aussendet und danach noch so viele Taktimpulse an so das Schieberegister legt, daß über den geschlossenen Schalter nach den vor dem Aufprall empfangenen Digitalwörtern auch solche Digitalwörter aus dem Schieberegister (42,44,48) in den Speicher (53) gelangen, die nach dem Aufprall empfangen wur- $5 den.