DE4420981A1 - System zur Auswertung der Fahrbetriebsweise eines Kraftfahrzeuges - Google Patents
System zur Auswertung der Fahrbetriebsweise eines KraftfahrzeugesInfo
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- G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
- G07C5/0841—Registering performance data
- G07C5/085—Registering performance data using electronic data carriers
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Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Auswertung der Fahrbetriebszustände
eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Obergebriff des Hauptanspruchs.
Ein solches System ist aus der DE OS 31 46 711 bekannt. Dabei berechnet der
Rechner eine Vielzahl von die jeweiligen Fahrbetriebszustände des
Kraftfahrzeugs repräsentierenden Werten auf Basis der Ausgangssignale der
Sensoren und führt eine Steuerung zur Erzeugung eines Warnsignals durch
wenn einer der Werte einem aus einer Vielzahl vorgegebener Sollwerte
entspricht. Der Akkumulationswert der Warnsignale und die Gründe für die
Warnsignale werden in einer externen Speichereinheit abgespeichert, die nach
Fahrtende demontiert wird. Auf diese Weise läßt sich das Fahrverhalten des
Fahrers im Nachhinein ermitteln und nötigenfalls korrigieren.
Aus der DE OS 27 28 362 ist ein Datenverarbeitungssystem für Fahrdaten
insbesondere von Schienenfahrzeugen bekannt, bei dem die im Fahrzeug
aufgezeichneten Fahrdaten an ein vom Fahrzeug entferntes Speichermedium
gegeben werden, in dem sie umgewandelt werden. Die umgewandelten Daten
werden in einen Rechner eingegeben und dort mit ein bekanntes
Leistungsprofil darstellenden Stammdaten unter Steuerung eines Programms
zur Ableitung analytischer Ergebnisse hinsichtlich der Fahrleistung verglichen.
Die Aufzeichnung der Fahrdaten erfolgt mittels versiegelter Patronen, die ein
Endlosband enthalten und beispielsweise in eine Aufzeichnungseinheit an
Bord einer Lokomotive eingesteckt werden. Die Patrone wird nach
Aufzeichnung der Information aus der Lokomotive herausgenommen und in
eine Wiedergabeeinheit eingesteckt.
In neuerer Zeit kommt zur Unfallvorbeugung der Fahrerausbildung steigende
Bedeutung zu. Viele Firmen, Automobilclubs und öffentliche Einrichtungen
haben Fahr- und Sicherheitskurse eingerichtet, in denen, getrennt vom
öffentlichen Verkehr, kritische Fahrsituationen geübt werden können, so daß
diese dann in der Praxis, wo man häufig ungewollt mit solchen Situationen
konfrontiert ist, besser beherrscht werden. Ein wichtiger Bestandteil solcher
Trainingskurse liegt darin, mit dem Fahrer/der Fahrerin die durchfahrenen
Situationen diskutieren zu können, um gegebenenfalls auf Fehler oder
Verbesserungsmöglichkeiten aufmerksam machen zu können. Dies soll in
möglichst enger zeitlicher Folge mit den durchfahrenen Situationen und
möglichst realistisch geschehen, da dadurch der Lerneffekt positiv beeinflußt
wird. Bekannte Systeme haben den Nachteil, daß der an Bord des Fahrzeugs
befindliche Datenspeicher nach Fahrtbeendigung entnommen und zur
Auswertung in ein Auswertegerät gebracht werden muß. Dadurch geht
wertvolle Zeit verloren und ist eine Instruktion des Fahrers/der Fahrerin
bereits während der Fahrt nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere für die Anwendung
bei Fahr- und Sicherheitstrainings geeignetes System zur Auswertung der
Fahrbetriebsweise eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, welches eine effiziente
Schulung der Fahrer/Fahrerinnen gestattet.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen System zur Auswertung der
Fahrbetriebsweise eines Kraftfahrzeugs mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Hauptanspruchs gelöst.
Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen System die Sensorsignale bereits
während der Fahrt des Fahrzeugs an einen vom Fahrzeug getrennten
Empfänger gesendet werden, der ortsfest oder in einem Begleitfahrzeug
untergebracht sein kann, und dort unmittelbar "online" oder im Nachhinein
ausgewertet werden können, ist eine sofortige zielgerichtete Instruktion des
Fahrers/der Fahrerin möglich, bereits während der Fahrt durch Handzeichen,
durch Funkanweisungen oder unmittelbar nach der Fahrt, wo das
Erinnerungsvermögen des gerade Gefahrenen noch frisch ist.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird erreicht, daß die
Fahrzeugbetriebsdaten unmittelbar der jeweiligen Streckenposition zugeordnet
werden können, was für die Schulung besonders vorteilhaft ist, da die jeweilige
Situation komplett nachvollzogen und Fehler entsprechend analysiert werden
können.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 wird erreicht, daß sich den jeweiligen
Situationen zusätzlich medizinisch relevante Daten des Fahrers/der Fahrerin
des Kraftfahrzeugs zuordnen lassen, was sowohl für die Erklärung bestimmter
Verhaltensweisen als auch generell für Aussagen über den Zustand und die
Belastungsfähigkeit des Fahrers/der Fahrerin wichtig ist.
Selbstverständlich können auch bei dem erfindungsgemäßen System
Einrichtungen vorgesehen sein, die in bestimmten Situationen Warnsignale
erzeugen, beispielsweise, wenn zu stark gebremst wird, wenn ein
Geschwindigkeitslimit überschritten wird oder wenn eine bestimmte
Pulsfrequenz oder ein Blutdruck überschritten wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen
beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Alle Figuren stellen
Blockschaltbilder dar und zwar
Fig. 1 das Gesamtsystem.
Fig. 2 den Encoder,
Fig. 3 die Signalaufbereitungseinrichtung,
Fig. 4 einen Frequenz-/Spannungswandler,
Fig. 5 ein analoges Mutterbord,
Fig. 6 ein weiteres analoges Mutterbord,
Fig. 7 ein Digitalbord und
Fig. 8 ein Pulscodemodulationsbord.
Gemäß Fig. 1 gehört zum System ein in einem Kraftfahrzeug angeordneter
Encoder 3, der von Sensoren 5 erzeugte Signale in geeignete Form bringt,
damit diese von einem Sender 7 gesendet werden können. Weiter gehört im
dargestellten Beispiel zum System ein Empfänger 9, der die Signale des
Senders 7 empfängt und an einen Decoder 11 weiterleitet, welcher die in den
Sendesignalen enthaltenen Sensorsignale decodiert und an einen Rechner 13
weiterleitet, welcher die Sensorsignale zur Anzeige durch einen Bildschirm 14
und/oder zur Speicherung beispielsweise auf Festplatte oder Diskette
aufbereitet.
Die Sensoren 5 können beispielsweise den Bremsdruck, die Längsbeschleu
nigung, die Querbeschleunigung, die Raddrehzahlen aller vier Fahrzeugräder,
die Drehbewegung des Lenkrades, den Kupplungspedalweg, die Drossel
klappenstellung, die Motordrehzahl und die Schaltstellung des Getriebes
erfassen. Weiter kann ein Sensor vorgesehen sein, welcher an der Fahrbahn
aufgestellte Pylonen erkennt. Am Fahrer bzw. der Fahrerin können Sensoren
angebracht sein, welche die Pulsfrequenz oder den Blutdruck oder
sonst welche physiologisch relevanten Werte erfassen.
Die Sensordaten werden für eine besonders hohe Betriebssicherheit des
Systems digitalisiert und per Funkstrecke an eine Bodenstation mit dem
Empfänger 9 und den weiteren Einheiten geleitet. Dort können sie
aufgezeichnet oder "online" betrachtet werden.
Nach dem Abfahren der Teststrecke kann jeder Trainingsteilnehmer mit seinem
Betreuer die unmittelbar vorhergegangene Fahrt komplett durchgehen und auf
dem Bildschirm 14 oder an Hand eines Ausdruckes der Bildschirmdarstellung
auf seine Fehler bzw. Verbesserungsmöglichkeiten hingewiesen werden.
Bei längeren Trainingsfahrten können die Fehler auch bereits "online" durch
geschulte Personen am Bildschirm ausgewertet und dem Trainierenden
unmittelbar durch Handzeichen, per Funk oder während eines Stops mitgeteilt
werden.
Die Grundfunktion des Systems ist derart, daß die meist in analoger Form als
Spannungen vorliegenden Sensorsignale in ein digitales Wort gewandelt
werden. Die Worte aller Meßkanäle werden zu einem seriellen Datenstrom
zusammengestellt, der ggfs. nach nochmaliger Umwandlung zur Erhöhung der
Fehlersicherheit nach einer bestimmten Modulationsvorschrift auf eine
Trägerfrequenz aufgesetzt und gesendet wird.
Fig. 2 zeigt den Encoder 3.
Entsprechend den unterschiedlichen zu erfassenden Werten haben die
Sensoren unterschiedliche Ausgangssignale. Eine erste Gruppe von Sensoren
5a enthält Widerstandsbrückenschaltungen und liefert als Signal eine analoge
Ausgangsspannung. Solche Sensoren dienen beispielsweise zur Erfassung
des Bremsdruckes (an eine Membran angeschlossener Dehnungsmeßstreifen)
oder des Lenkwinkels (Wegepotentiometer). Diese erste Gruppe von Sensoren
5a ist an ein analoges Mutterbord 15 angeschlossen.
Eine zweite Gruppe von Sensoren 5b liefert digitale Signale, beispielsweise
Mikroschalter zur Erkennung der Schaltstellung des Getriebes oder
Reflexionslichtschranken zur Erkennung von an Pylonen angebrachten
Reflektoren. Diese Sensoren sind an ein Digitalbord 17 angeschlossen.
Eine dritte Gruppe von Sensoren 5c liefert die zu erfassenden Meßwerte in an
sich bekannter Weise in Form von Signalfrequenzen, beispielsweise
Raddrehzahlsensoren, der Beschleunigungssensor ( Verstimmung eines
Schwingkreises) oder der Pulsfrequenzsensor. Diese Sensoren 5c sind an ein
weiteres analoges Mutterbord 19 angeschlossen.
Die genannten Bords 15,17 und 19 sowie ein Pulscodemodulationsbord 21
(PCM) werden von einer Strom- bzw. Spannungsversorgungseinheit 23 (PSU)
mit den benötigten Versorgungsspannungen +15 V, -15 V und +5 V versorgt,
die bei Speisespannungen von 9 V bis 36 V erzeugt werden. Eingangs- und
Ausgangsmasse der Einheit 23 sind galvanisch getrennt, so daß keine leitende
Verbindung zwischen der Kraftfahrzeug-Masse und der Elektronik-Masse
besteht. Adreßbus 25 und ein Datenbus 27 verbinden die Bords 15, 17 und
19 mit dem Pulscodemodulationsbord 21.
Der Sender 7 ist sythesizergesteuert und hat im Anwendungsbeispiel eine
Leistung von 250 mW. Eine Änderung der Trägerfrequenz (beispielsweise
440,625 MHz) erfolgt erforderlichenfalls durch Austausch der programmierten
Microcontroller. Als Antenne wird ein Dipol mit Magnetfuß oder fest am
Kraftfahrzeug befestigt. Die elektrische Länge der Antenne beträgt ein
Viertel der Wellenlänge.
Die Empfangs- und Auswertestation mit dem Empfänger 9, dem Decoder 11,
dem Rechner 13 und dem Bildschirm 14 sowie einer nicht dargestellten
Speichereinheit werden im einzelnen nicht beschrieben, da an sich bekannt. Es
kann ein üblicher Personalcomputer mit Peripherie verwendet werden.
Fig. 3 zeigt eine Signalaufbereitungsschaltung 29, wie sie jedem der Sensoren
5a zugeordnet ist. Die Aufgabe der Signalaufbereitungsschaltung 29 besteht
darin, die Signale der Sensoren 5a so aufzubereiten, daß diese anschließend
problemlos digitalisiert werden können. Dazu enthält die Signalaufbereitungs
schaltung 29 einen Instrumentierungsverstärker 31, welcher das häufig
schwache Meßsignal streng linear verstärkt. Im Meßsignal bestehende oder
durch die Verstärkung entstehende Offset Spannungen werden in an sich
bekannter Weise dynamisch (dynamischer Offset 33) und statisch (statischer
Offset 35) unterdrückt. Die Spannungsversorgung der Sensoren erfolgt mittels
einer präzisen Brückenversorgung 37, welche an eine Referenzspannungs
quelle 39 angeschlossen ist. Weitere Spannungen werden von einer
Spannungsquelle 41 zur Verfügung gestellt. Um unerwünschte hochfrequente
Signalanteile zu unterdrücken, ist der Ausgang des Instrumentenverstärkers 31
über ein 6-poliges Tiefpaßfilter mit dem analogen Mutterbord 15 verbunden.
Fig. 4 zeigt einen Frequenz-/Spannungswandler 45, wie er jedem der Sensoren
5c zugeordnet ist, deren Meßsignal ein Frequenzsignal ist, welches in ein
analoges Spannungssignal umgewandelt wird. Zur Spannungsversorgung
jedes Sensors 5c dient wiederum eine Brückenversorgung 37. Die eigentliche,
wie an sich bekannt aufgebaute Frequenz-/Spannungs-Wandlereinheit 47 ist
zur Unterdrückung unerwünschter Signale wiederum über ein Tiefpaßfilter mit
dem weiteren analogen Mutterbord 19 verbunden.
Fig. 5 zeigt das analoge Mutterbord 15. Dieses Bord dient der
Meßsignalerfassung aller Signalaufbereitungsschaltungen 29. Jede der
analogen Signalspannungen wird über einen 8-Kanal Multiplexer 51 zur
Digitalisierung an einen Analog/Digital Wandler 53 geliefert, von dem aus die
digitalen Datenwörter über den Datenbus an das Pulscodemodulationsbord 21
gehen. Die Fig. 5 zeigt deutlich, daß das analoge Mutterbord 15 in fünf
Funktionsblöcke unterteilt werden kann, nämlich den 8-Kanalmultiplexer 51,
einen diesem nachgeschalteten Impedanzwandler 55, der mit dem
Analog/Digital Wandler 53 verbunden ist, sowie dem Wandler nachgeschaltet
Ausgangsschalter 57 (drei Zustände), die die Digitalwörter auf den
Systemdatenbus bringen, und eine Adreß-und Steuerlogik, die mit der
Gesamtsteuerlogik auf dem Pulscodemodulationsbord 21 kommuniziert und
Module bzw. Kanäle adressiert. Der Analog/Digital Wandler 53 enthält einen
S & H Verstärker, der den analogen Meßwert für die Dauer der Digitalisierung
speichert und zur Fehlervermeidung Änderungen der Signalspannung während
der Wandlung unterdrückt. Das generierte, dem Spannungswert äquivalente
Digitalwort hat eine Breite von 10 Bits. Der Impedanzwandler 55 dient dazu,
die Signalspannungen mit einer sehr niedrigen Quellenspannung zu versehen,
wodurch sie vom Wandler 55 besser verarbeitet werden können.
Fig. 6 zeigt das den Frequenz-/Spannungswandlern 45 nachgeschaltete
analoge Mutterbord 19, dessen Aufbau und Funktion dem bzw. der des
Mutterbordes 15 entspricht.
Fig. 7 zeigt das Digitalbord 17, welches zur Einspeisung von maximal vier
digitalen 10-Bit Wörtern in den PCM-Datenstrom dient. Vom Digitalbord 17
gehen die 10-Bit breiten Digitalwörter über den Systemdatenbus zur
Weiterverarbeitung an das Pulscodemodulationsbord 21. Das Digitalbord 17
kann in fünf Funktionsblöcke unterteilt werden, nämlich 3 Eingangskanäle 61
mit je 10 Bit (TTL-Pegel), ein Eingangskanal 63 mit 10 Bit (2 V . . . 12 V),
4-Kanal-Multiplexer mit Eingangsschaltern 65, 67, 69 und 71, Ausgangs
schalter 73 (drei Zustände) sowie der Adreß-und Steuerlogik 75.
Im digitalen Eingang 63 mit 10 Bit Wortbreite für Daten mit einem
Spannungspegel zwischen 2 V und 12 V ist dem Eingangsschalter 71 ein
Komparator 77 vorgeschaltet, in dem die Eingänge mit über Potentiometer
einstellbaren Schaltschwellen abgefragt werden. Der Multiplexer mit den
Eingangsschaltern 65, 67, 69 und 71 schaltet alle 4 Digitalwörter in der
richtigen Reihenfolge zu den Ausgangsschaltern 73.
Fig. 8 zeigt das Pulscodemodulationsbord 21, das sämtliche Module, die zum
Einlesen der analogen und digitalen Größen dienen, mit Adressen und
Steuersignalen versorgt. Als Input erhält das Pulscodemudulationsbord 21
einen 12 Bit breiten parallelen Datenstrom, der entsprechend der Puls Code
Modulation in einen seriellen Datenstrom gewandelt werden. Es enthält in an
sich bekannter Weise einen Speicher 79 für PCM Format, eine Reset-Einheit
81, einen Taktgeber 83, eine Dateneingangseinheit 85, eine Einheit 87 zum
Erzeugen der Adreß-u. Steuersignale, den eigentlichen PCM-Generator 89
sowie den Daten-u. Adreß-Bus 91 und den Ausgang 93 für die seriellen PCM-
Daten. Die Funktion des Pulcodemodulationsbordes 21 ist wie an sich bekannt
und wird daher nicht näher beschrieben.
Claims (3)
1. System zur Auswertung der Fahrbetriebsweise eines Kraftfahrzeugs,
mit im Kraftfahrzeug angeordneten Sensoren zur Ermittlung von
Fahrbetriebszuständen des Kraftfahrzeugs und einer Auswerteeinheit mit
einem Rechner, welcher die aus den Sensorsignalen hergeleiteten
Fahrbetriebszustandssignale ausliest und einem Speicher und/oder einer
Anzeigeeinheit zuführt, gekennzeichnet durch
einen an die Sensoren (5; 5a, 5b, 5c) angeschlossenen Encoder (3), welcher
die Sensorsignale in einen seriellen Datenstrom wandelt, einen dem
Encoder (3) nachgeschalteten Sender (7), welcher den seriellen Datenstrom
an einen vom Fahrzeug getrennten Empfänger (9) sendet, und einen dem
Empfänger (9) nachgeschalteten Decoder (11), welcher aus dem seriellen
Datenstrom die Sensorsignale rekonstruiert und an die Auswerteeinheit
(13, 14) angeschlossen ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein Sensor (5b) zur Erfassung markanter Fahrtstreckenmerkmale
vorhanden ist und daß die Auswerteeinheit (13, 14) auf einem Bildschirm (14)
die die Fahrbetriebszustände des Kraftfahrzeugs darstellenden Signale in
Zuordnung zu den Fahrtstreckensignalen anzeigt.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein Sensor (5c) zur Erfassung medizinisch relevanter Daten des
Fahrers/der Fahrerin des Kraftfahrzeugs vorhanden ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944420981 DE4420981A1 (de) | 1993-07-05 | 1994-06-16 | System zur Auswertung der Fahrbetriebsweise eines Kraftfahrzeuges |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4322327 | 1993-07-05 | ||
DE19944420981 DE4420981A1 (de) | 1993-07-05 | 1994-06-16 | System zur Auswertung der Fahrbetriebsweise eines Kraftfahrzeuges |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4420981A1 true DE4420981A1 (de) | 1995-01-12 |
Family
ID=25927395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944420981 Withdrawn DE4420981A1 (de) | 1993-07-05 | 1994-06-16 | System zur Auswertung der Fahrbetriebsweise eines Kraftfahrzeuges |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4420981A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29815342U1 (de) | 1998-08-27 | 1998-12-24 | Westermann, Michael, 59071 Hamm | Elektronische Black-Box Kontrollvorrichtung |
DE102013001747A1 (de) * | 2013-01-31 | 2014-07-31 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Bewertung einer Fahrt |
-
1994
- 1994-06-16 DE DE19944420981 patent/DE4420981A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29815342U1 (de) | 1998-08-27 | 1998-12-24 | Westermann, Michael, 59071 Hamm | Elektronische Black-Box Kontrollvorrichtung |
DE102013001747A1 (de) * | 2013-01-31 | 2014-07-31 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Bewertung einer Fahrt |
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