DE2552685C2 - Verfahren zum Registrieren von Betriebszustandsinformationen eines beweglichen Gegenstandes, insbesondere eines Fahrzeuges auf einem Mehrspurmagnetband - Google Patents

Description

Abfrage der einzelnen Daten in konstanten Zeitintervallen von etwa 5 Sekunden erfolgen. Es versteht sich von selbst, daß ein solches Gerät insbesondere für die spezielle Unfalluntersuchung nicht geeignet ist

Ferner ist ein Aufzeichnungsgerät bekann* geworden (DT-OS 20 07 310), bei dem ein Speichermagnetträger von einem Motor zeitproportional angetrieben wird, wobei das mechanische Antriebsmoment des zu überwachenden Betriebsmittels intensitätsproportional einen Frequenzgeber antreibt, dessen intensitätsproprotionale Impulse den Speichermagnetträger beaufschlagen. Hierbei wird zu dem intensitätsproportionalen Meßwertsignal ein aus einer Normalfrequenzwelle gebildetes, zeitproportionales Meßwertsignal auf dem Speichermagnetträger aufgezeichnet. Um mit einer einzigen Spur auszukommen, wird hierbei vorgeschlagen, daß die zeitproportionale Normalfrequenz der intensitätsproportionalen Frequenz überlagert wird und zwar mit Hilfe einer Mischschaltung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem auf wenigen Spuren eines Magnetbandes eine Vielzahl von Betriebszuständen mit sehr hoher reproduzierbarer Genauigkeit aufgezeichnet werden kann, wobei eine sehr genaue zeitliche und räumliche Zuordnung der einzelnen Betriebszustände untereinander gewährleistet sein soll, so daß es speziell für die nachträgliche Untersuchung und Feststellung von nicht ordnungsgemäß ablaufendem Betriebsverhalten geeignet ist, insbesondere auch zur Untersuchung von Unfallursachen.

Diese Aufgaben werden bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Registrieren von Betriebszustandsinformationen eines beweglichen Gegenstandes, insbesondere eines Fahrzeuges auf einem Mehrspurmagnetband, wobei eine der Spuren zum Aufzeichnen einer Zeitinformation benutzt wird und in jeder Spur mehrere Informationen registrierbar sind, dadurch gelöst, daß jedem der zu erfassenden Betriebszustände eine bestimmte unterschiedliche Trägerfrequenz zugeordnet ist, die entsprechend der Größe und/oder Art des jeweiligen Betriebszustandes amplitudenmoduliert wird, und daß zumindest auf einer der Spuren mehrere amplitudenmodulierte Trägerfrequenzen gemeinsam aufgezeichnet werden. Zum Aufzeichnen der Betriebszustandsinformationen werden daher praktisch nur zwei Spuren eines Magnetbandspeichers benötigt, wobei dann die eine Spur zum Aufzeichnen der zeitgenauen modulierten Trägerfrequenz und die andere Spur zum Aufzeichnen der von den anderen Betriebszustandsgrößen und -arten modulierten Trägerfrequenzen verwendet ist.

In vorteilhafter Weise ist als Zeitinformation eine Hochfrequenz entsprechender Konstanz verwendet, die gleichzeitig als Trägerfrequenz für einen der zu erfassenden Betriebszustände benutzt wird. Vorzugsweise wird die in einer gesonderten Spur aufgezeichnete, als Zeitinformation dienende Trägerfrequenz von den Signalen eines den Weg des Gegenstandes wiedergebenden Winkelschrittgeber moduüprt.

Insbesondere für die Untersuchung von Unfallursachen ist es notwendig, daß der Winkelschrittgeber mit einer ungebremsten Laufachse eines Fahrzeuges in Antriebsverbindung steht und daß das Magnetband mit dem ersten Signalimpuls des Winkelschrittgebers gestartet und nach Aussetzen der Winkelschrittimpulse angehalten wird. Das Anhalten des Magnetbandes erfolgt zweckmäßig nach Eintreffen des letzten SehrittimDulses um eine bestimmte Zeitspanne verzögert Für die Untersuchung von Unfallursachen genügt es, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung das Registrieren der Betriebszustandsinformationen nur über eine freiwählbare, gleitende Laufzeitspanne des Mehrspurmagnetbandes erfolgt, wobei sich diese frei wählbare, gleitende Laufzeitspaiine kontinuierlich wiederholt Auf diese Weise lassen sich auf Magnetbändern normaler Länge aufgezeichnete Betriebszustände praktisch unbegrenzt gut auflösen.

lu Besonders vorteilhaft ist hierbei die Verwendung eines endlosen Mehrspurmagnetbandes, insbesondere einer handelsüblichen Mehrspurmagnetbandkassette. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß man mit einer solchen Kassette bei normaler Bandgeschwindigkeit

is und einem entsprechenden Winkelschrittgeber ohne weiteres ein Auflösungsvermögen von etwa 2,5 cm des zurückgelegten Fahrzeugweges erzielen kann.

Anstelle eines Endlosbandes kann aber auch ein nach Ablauf einer Registrierperiode auf Parallelspuren umschaltbares anderes Registriergerät Verwendung finden.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines

2s. Blockschaltbildes näher erläutert. Als Anwendungsbeispiel ist ein elektronischer Fahrtenschreiber für einen Stadtbahnwagen gewählt. Bei einem solchen Fahrtenschreiber genügt es in der Regel, daß zur Rekonstruktion von Unfallursachen nur stets die letzten 10 bis 20 Minuten des tatsächlichen Fahrbetriebes aufgezeichnet werden. Es kann daher zur Registrierung eine handelsübliche Mehrspur-Endlosband-Kassette mit einer Bandgeschwindigkeit von 9,5 cm/Sek. Verwendung finden. Für den gewählten Anwendungsfall genügt

.'s es, wenn außer der Fahrgeschwindigkeit noch Signale für 5 Betriebszustände erfaßt werden, wie Fahrsignal, Stromistwertsignal, Bremssignal, Gefahrenbremssignal (Notbremsung) und Fortschaltsignal für die Steuerung.

Für die Aufzeichnung wird bei dem gewählten Ausführungsbeispiel ein zweispuriges Aufnahmegerät verwendet, wobei der als Spule dargestellte Aufnahmekopf für die Spur t mit 1 und der entsprechende Aufnahmekopf für die Spur 2 mit 2 bezeichnet ist. Mit 3 ist ein Löschkopf bezeichnet, der in an sich bekannter Weise mit einem Löschoszillator 4 in Verbindung steht. Letzterer ist über Kondensatoren 5 und 6 mit den Spulen der Aufnahmeköpfe 1 und 2 gekoppelt.

Voraussetzungsgemäß soll in einer Spur eine Zeitinformation aufgezeichnet werden. Im vorliegenden

so Fall ist dies die Spur 1. Zu diesem Zweck ist ein zeitgenauer Taktgenerator 7 vorgesehen, der beispielsweise mit der Frequenz von vier kHz arbeitet. Die vom Taktgenerator 7 abgegebenen Impulse werden über einen Kontakt 8 einer Taste zur Spur 1 des

xs Aufnahmegerätes geleitet. Der Kontakt 8 kann sowohl von Hand als auch selbsttätig von einer Abschaltautomatik 13 betätigt werden, wie weiter unten noch ausgeführt werden wird. Mit diesem Kontakt 8 kann die Frequenz des Taktgenerators 7 unterbunden werden,

fto z. B. für Markierungszwecke oder nach einem Unfall. Wie zuvor ausgeführt worden ist, wird die von dem Taktgenerator 7 gelieferte Zeitinformation gleichzeitig als Trägerfrequenz für einen der zu erfassenden Betriebszustände benutzt. Aus diesem Grunde wird die

|'λ Frequenz des Taktgenerators 7 nicht unmittelbar zum Aufnahmekopf der Spur 1 geleitet, sondern über einen Modulator 9, mit dessen Hilfe die Amplitude der Frequenz des Taktgenerators 7 moduliert wird. Bei dem

erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird die als Zeitinformation dienende Trägerfrequenz von den Signalen eines den Weg des Stadtbahnwagens wiedergebenden Winkelschrittgebers moduliert. Da das Gerät zur nachträglichen Rekonstruktion von Unfällen dienen s soll, ist der Winkelschrittgeber mit einer ungebremsten Achse des Stadtbahnwagens verbunden. Die von einem solchen Winkelschrittgeber kommenden Impulse werden über eine Leitung 10 auf eine elektronische Einheit 11 gegeben, in der diese geschwindigkeitsproportiona- _u, len Signale entsprechend geformt, verstärkt und für die Modulierung der Trägerfrequenz des Taktgenerators 7 geeignet gemacht werden. Mit einem Pfeil 12 ist angedeutet, daß die vom Winkelschrittgeber kommenden Signale in entsprechender Weise auf den Modulator ι 9 zur fvioduiierung der Trägerfrequenz des Generators 7 einwirken. Die Trägerfrequenz wird zudem noch über eine Leitung 14 der Einheit 11 zu Synchronisierungszwecken zugeführt.

Wie zuvor ausgeführt worden ist, wird das Gerät beim ersten Impuls des Winkelschrittgebers eingeschaltet und durch die Abschaltautomatik 13 nach einer Zeitspanne von z. B. 10 oder 20 see. nach Stillstand des Stadtbahnwagens abgeschaltet. Die Abschaltautomatik 13 steht demnach mit der Einheit 11 in Verbindung und enthält im wesentlichen eine Zeitstufe, die nach 20 see. nach dem letzten Signal des Winkelschrittgebers die Aufzeichnung unterbricht bzw. das Aufnahmegerät abschaltet Die Impulse des Winkelschrittgebers werden also dahingehend überwacht, daß das Gerät automatisch abgeschaltet wird, wenn nach z. B. 20 see. kein weiterer Schrittimpuls ankommt.

Dem Aufnahmekopf der Spur 2 werden über Leitungen 15 bis 19 die fünf weiteren amplitudenmodulierten Signale zugeführt. Da auf dieser Spur mehrere Signale aufgezeichnet werden, müssen entsprechend viele Generatoren 21 bis 23 zur Lieferung unterschiedlicher Trägerfrequenzen vorgesehen sein. Dabei wird zweckmäßigerweise auch der Taktgenerator 7 als Lieferant einer Trägerfrequenz herangezogen. Durch eine mit einem Kontakt 20 in Verbindung stehende gestrichelte Linie ist symbolisiert, daß die Frequenz des Generators 7 von dem über die Leitung 15 ankommenden Signal moduliert wird. Die weiteren von den Generatoren 21 bis 23 bereitgestellten Trägerfrequen- ₄<; zen werden von den auf Leitungen 16 bis 19 eintreffenden Signalen moduliert, wie durch gestrichelte Linien und weitere Kontakte 24 bis 27 angedeutet ist.

Die Kontakte 20,24 bis 27 symbolisieren entsprechende kontaktlose Elemente, die zur Amplitudenmodulation der Trägerfrequenzen geeignet sind. Sie brauchen in den meisten Fällen tatsächlich nur eine Schaltfunktion erfüllen. Sämtliche modulierten Trägerfrequenzen werden über eine Mischstufe 28 auf der Spur 2 des Aufnahmegerätes aufgezeichnet. Mit 29 ist ferner eine Signalanpaßschaltung bezeichnet; damit soll lediglich angedeutet werden, daß die über die Leitungen 15 bis 19 eintreffenden Signale in eine Form gebracht werden, die zur Modulierung der Trägerfrequenzen geeignet ist.

Bei dem gewählten Anwendungsbeispiel wird über die Leitung 15 ein den Betriebszustand des Fahrens wiedergebendes Signal = Fahrsignal zugeführt. Über die Leitung 16 ist ein dem Istwert des Stromes proportionales Signal = Stromistwertsigna! zugeführt. Über die Leitungen 17 und 18 werden den Betriebszuständen Bremsen und Notbremsen entsprechende Signale gegeben. Durch einen Widerstand 30 ist angedeutet, daß die Amplitude der Trägerfrequenz des Generators 21 bei normaler Bremsung entsprechend vermindert wird, da dann für die beiden Betriebszustände nur eine einzige Trägerfrequenz benötigt wird.

Da der Lauf der beiden Spuren synchron erfolgt, ist sichergestellt, daß über den zurückgelegten Fahrzeugweg sowie die erfolgten Schaltvorgänge entsprechend der Wertigkeit der aufgezeichneten Signale eine verbindliche Aussage gemacht werden kann.

Die Auswertung der aufgezeichneten Betriebszustände ist relativ einfach, da durch Selektiv-Verstärker im Auswertegerät alle Signale getrennt als Informationen verfügbar sind. Sie können z. B. in einem nachfolgenden Auflöse- und Schreibgerät, z. B. einem Oszillographen, sichtbar gemacht werden. Hierbei werden die 4 kHz-Signale des Generators 7 als Zeitreferenzsignale benutzt und können in einer entsprechenden Ziel- und Anzeigeschaltung die jeweilige Fahrzeit unmittelbar anzeigen. Auf diese Weise kann ein Unfall bzw. die Unfallursachen ganz genau rekonstruiert werden. Bandlaufschwankungen haben somit keinen Einfluß auf die Zeitrekonstruktion. Die Genauigkeit hängt lediglich von der Genauigkeit des Taktgenerators 7 im Aufnahmegerät ab.

Die aufgezeichneten 4 kHz-Signale des Generators 7 können nach entsprechender Herabsetzung zur Steuerung des Auswertegerätes und der Auswerteschaltung des geschwindigkeitsproportionalen Ausgangssignals verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Registrieren von Betriebszustandsinformationen eines beweglichen Gegenstandes, insbesondere eines Fahrzeuges auf einem Mehrspurmagnetband, wobei eine der Spuren zum Aufzeichnen einer Zeitinformation benutzt wird und in jeder Spur mehrere Informationen registrierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedem i<> der zu erfassenden Betriebszustände eine bestimmte unterschiedliche Trägerfrequenz zugeordnet ist, die entsprechend der Größe und/oder Art de? jeweiligen Betriebszustandes amplitudenmoduliert wird und daß zumindest auf einer der Spuren mehrere <s amplitudenmodulierte Trägerfrequenzen gemeinsam aufgezeichnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitinformation eine Hochfrequenz entsprechender Konstanz verwendet ist, die gleichzeitig als Trägerfrequenz für einen der zu erfassenden Betriebszustände benutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer gesonderten Spur aufgezeichnete, als Zeitinformation dienende Trägerfrequenz von den Signalen eines den Weg des Gegenstandes wiedergebenden Winkelschrittgebers moduliert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelschrittgeber mit einer ungebremsten Laufachse eines Fahrzeuges in Antriebsverbindung steht und daß das Magnetband mit dem ersten Signalimpuls des Winkelschrittgebers gestartet und nach Aussetzen der Winkelschrittimpulse angehalten wird. vs

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anhalten des Magnetbandes nach Eintreffen des letzten Schrittimpulses um eine bestimmte Zeitspanne verzögert erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufzeichnen der Betriebszustandsinformationen nur zwei Spuren eines Magnetbandspeichers benutzt werden, wobei die eine Spur zum Aufzeichnen der zeitgenauen modulierten Trägerfrequenz und die andere Spur zum Aufzeichnen der von den anderen Betriebszustandsgrößen und -arten modulierten Trägerfrequenzen verwendet ist.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das so Registrieren der Betriebszustandsinformationen nur über eine frei wählbare, gleitende Laufzeitspanne des Mehrspurmagnetbandes erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die frei wählbare, gleitende ss Laufzeitspanne kontinuierlich wiederholt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Verwendung eines endlosen Mehrspurmagnetbandes.

10. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet <>o durch die Verwendung eines nach Ablauf einer Registrierperiode auf Parallelspuren umschaltbaren Registriergerätes.

11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 10, gekennzeichnet durch die Verwendung einer handelsübli- <>s chen Mehrspurmagnetbandkassette.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Registrieren von Betriebszustandsinformationen eines beweglichen Gegenstandes, insbesondere eines Fahrzeuges auf einem Mehrspurmagnetband, wobei eine der Spuren zum Aufzeichnen einer Zeitinformation benutzt wird und in jeder Spur mehrere Informationen registrierbar sind.

Durch die DT-AS 21 46 111 ist ein Verfahren zum Registrieren von Betriebszustandsinformationen eines Fahrzeuges auf einem Mehrspurmagnetband bekanntgeworden, wobei die von Signalgebern übermittelten Betriebszustandswerte in Impulse mit einer dem jeweiligen Betriebszustandswert entsprechenden Frequenz umgesetzt und als kontinuierliche Impulsfolge einer ersten Information in der betreffenden Spur aufgezeichnet werden. Hierbei ist weiterhin vorgeschlagen worden, daß durch Änderung der Magnetisierungsrichtung eine weitere Information in der entsprechenden Spur registrierbar ist. Auch die besondere Zeitspur kann hierbei mehrere Informationen tragen, indem sowohl kontinuierliche, äquidistante Zeitimpulse als auch zeitweilig für Sonderkennzeichnungen bestimmte, zusätzliche Impulse in verkürzter Folge und definierter Magnetisierungsrichtung aufgebracht werden. Durch diese direkte uncodierte Informationsspeicherung sollte ein relativ geringer technischmechanischer Aufwand für den Magnetbandspeicher bei hohem Grad an Funktionssicherheit gewährleistet sein. Dies ist ledoch bei diesem bekannten Verfahren nur möglich, wenn relativ einfach zu erfassende Betriebszustände registriert werden sollen, wie beispielsweise der vom Fahrzeug zurückgelegte Weg, die Motordrehzahl und der Kraftstoffverbrauch. Für jeden dieser Betriebszustände wird praktisch nur ein relativ einfacher Drehzahlgeber benötigt, der Impulse entsprechender Frequenz abgibt. Diese müssen jedoch auf getrennten Spuren aufgezeichnet werden, so daß bei diesem bekannten Gerät trotz dieser wenigen zu erfassenden Betriebszustände bereits ein mit einer Vierspurschreibeinheit ausgestatteter Magnetbandspeicher vorgesehen sein muß. Der Aufwand steigt bei diesem bekannten Verfahren jedoch erheblich an, wenn weitere und zudem komplizierter aufzuzeichnende Betriebszustände zu erfassen sind, wie dies beispielsweise zur Untersuchung von nicht ordnungsgemäß ablaufenden Betriebszuständen und zur Untersuchung von Unfallursachen unbedingt erforderlich ist; denn außer den bereits genannten Betriebszuständen müssen zumindest noch spezielle Fahrsignale und diverse Bremssignale und die damit ausgelösten weiteren Betriebsvorgänge aufgezeichnet werden. Da man entsprechend dem Verwendungszweck mit diesem bekannten Gerät möglichst weite Strecken und Zeiträume (bis 24 Stunden) erfassen will, ist bei der Reproduzierung das Auflösungsvermögen einzelner Vorgänge, wie dies speziell bei der Untersuchung von Unfallursachen zwangsläufig nötig ist, zu gering.

Zumindest den letzteren Nachteil weisen auch sämtliche anderen bekannten Aufzeichnungsvorrichtungen für Fahrzeuge auf, insbesondere auch die durch die DT-OS 22 43 388 bekanntgewordene Aufzeichnungsvorrichtung, bei der zwar ein sehr einfaches Aufzeichnungsgerät mit nur einer einzigen Spur Verwendung finden kann, bei der aber die einzelnen Betriebszustände in digitaler Form aufgezeichnet und nacheinander auf das Magnetband übertragen werden.

Dies erfordert auch bei nur wenigen aufzuzeichnenden Betriebszuständen relativ lange Aufzeichnungsintervalle. So soll bei diesem bekannten Gerät die