WO1984003359A1 - Accident data recorder - Google Patents

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WO1984003359A1
WO1984003359A1 PCT/DE1984/000041 DE8400041W WO8403359A1 WO 1984003359 A1 WO1984003359 A1 WO 1984003359A1 DE 8400041 W DE8400041 W DE 8400041W WO 8403359 A1 WO8403359 A1 WO 8403359A1
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WO
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data
accident
memory
acceleration
vehicle
Prior art date
Application number
PCT/DE1984/000041
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English (en)
French (fr)
Inventor
Edmund Zottnik
Original Assignee
Edmund Zottnik
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Publication date
Application filed by Edmund Zottnik filed Critical Edmund Zottnik
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00—Details of instruments
    • G01P1/12—Recording devices
    • G01P1/127—Recording devices for acceleration values
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • 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
    • G07C5/0816—Indicating performance data, e.g. occurrence of a malfunction
    • G07C5/0825—Indicating performance data, e.g. occurrence of a malfunction using optical means
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • 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

Definitions

  • the invention is based on an accident data recorder of the type de s main claim.
  • U case data recorders which when installed in a motor vehicle are mainly aimed at recording data or circumstances relevant to the assessment of the accident, which occurred or occurred in a limited period before the accident, and to preserve them beyond the time of the accident, are known in many forms; essentially as a short-path recorder working on a mechanical basis.
  • Short-path recorders (made by Kienzle) or colored disc tachographs (Hasler AG) each have a drive by means of a flexible shaft from the gearbox for registering the rotation of the drive wheels with graphical / mechanical recording. Only the speed before the accident can be recorded without any additional data, whereby a particular problem with such mechanical short-time recorders, for example
  • the storage of the data in a short-time recorder on an electromagnetic or purely electrical basis could also prove to be known, by storing constant pulses or speed-dependent signals either electronically with a preferably multi-track endless magnetic tape either with travel-dependent drive or with continuous tape drive, or electronically evaluates the pulses of an encoder driven by a wheel with a counter and stores the pulse times.
  • Short-term accident data recorders by their nature must be designed in such a way that they continuously record a large number of data and, because after predetermined periods of time without an accident occurring, then have to exceed them practically.
  • An accident data recorder must therefore work continuously and, on the other hand, must be designed in such a way that from a certain point in time, which is impossible to predict and will never occur in some vehicles, event data from a previous period must be made available for evaluation with particular precision .
  • This known device which, as an accident data recorder, digitally subjects the operating data of the vehicle to at least one intermediate storage.
  • This known device is constructed in such a way that it uses an accelerometer (not specified in more detail) for the detection of longitudinal accelerations and an accelerometer. Knife for the detection of transverse accelerations, furthermore, the wheel rotation can be detected by means of an inductive sensor and, after amplification, converted into a digital signal.
  • the accelerometers are followed by amplifiers for high and low amplification, so that there are a total of four analog acceleration measurement values which are fed to a single analog / digital converter via an analog multiplexer and an intermediate sample-and-hold circuit and from Under the control of a correspondingly multiplexed control signal generator, two shift registers for accelerations are fed in such a way that the data for low acceleration in a first shift register and in a two data for high acceleration are included.
  • a third shift register records the vehicle speed impulses. Due to the new data supply to the shift registers running in time with the control signal transmitter, the oldest data is automatically lost.
  • the known device therefore assumes that with a sufficiently large number of shift register stages after an impact signal and the absence of the clock pulses, a sufficient amount of digital data is still contained in the registers before the impact signal appears; for unfavorable accident situations (high speeds), however, this requires an extraordinarily large amount of memory.
  • the impact signal is otherwise determined by comparing the longitudinal and lateral acceleration signals, which are each subjected to a lower amplification, on an acceleration detector.
  • a permanent memory can then be connected via switches, which then takes over the content of a first shift register by closing the connecting switch on the basis of an impact signal detected by the acceleration detector beyond a certain time after the impact, so that post-accident data can still be saved.
  • the problem with this known device in this context is that post-accident data which are supplied to the other shift registers available can in no case be transferred to the fixed memory because the control signal generator continues to store them Prevent data in the registers that are not connected to the fixed memories. The accident But happening takes place in real time and must be recorded when the data arrives. Therefore, all post-accident data that are not supplied to the first shift register are lost.
  • the detection of a trigger event (crash signal) by the acceleration detector can only be defined as exceeding fixed values for the longitudinal or the lateral acceleration. This means that due to the omitted, differentiated evaluation of the acceleration data, for example a calculation of the resulting values from longitudinal and lateral acceleration, the most frequent accidents practically do not lead to triggering, for example, if not followed
  • the present invention is based on the finding that the temporal resolution of a complex rear-end collision is indispensable for the differentiated allocation of guilt, including that which results
  • the recording pauses which can arise, for example, from the fact that the wheels lock, are more important than the recordings themselves. It is also essential that a real-time recording must take place, which both ensures direct availability of the recorded data to one another and in terms of their time, and which, in the case of several recordings, is the only remaining conclusive indication of a possible crime.
  • the accident data recorder according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the entire sequence of movements of the vehicle is recorded precisely for a sufficiently long period of time before the accident occurs and remains stored indelibly at the moment of the accident. It is not only based on the vehicle speed that can be determined by measuring wheel revolutions, but also high-precision acceleration data are determined and stored and, at the same time, evaluated as a calculation basis for the determination of an accident time.
  • All stored information and data are based on a time base that is independent of roads and driving
  • the time base provides both a counting clock for a time counter and the clock frequency of the overall system for data acquisition and storage.
  • the accident data recorder according to the invention is designed in such a way that the entire event, starting with a sufficiently large distance before a respective time of the accident up to a sufficient time after an accident, is recorded in all its details with high accuracy and in such a narrow quantization that a complete presentation of all events before and after the accident can be made and evaluated accordingly.
  • the decision as to whether data to be overwritten again and again during continuous circulation is to be preserved is independent of any decisions made by the driver himself;
  • the accident data recorder provides on the basis of the conditions supplied to external sensors fix the possibility that an accident has occurred and freeze the data belonging to this accident; at the same time, after a supplementary run-on time has elapsed, a new secondary loop for the storage space allocation in a fixed memory is defined, and thus a standby time is made available in order to monitor the critical time after collisions.
  • status conditions A are monitored and stored at short time intervals, for example every 100 ms, while in the case of external status conditions B a saving of storage spaces in larger time intervals, for example every 500 ms, is registered Operational status.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the most important components of the accident data recorder according to the invention with the data flow
  • a central control logic circuit 21 is provided which, in accordance with the illustration in FIG. 1, is supplied with the necessary data to be recorded and causes the data to be stored in a read-only memory 22, for which purpose it uses an addressing logic 23.
  • a read-only memory 22 for which purpose it uses an addressing logic 23.
  • addressing logic 23 which can also be referred to as a ring addresser, ring memory or cyclically circulating address counter, always with the new address created by it at predetermined time intervals a different memory location or another
  • Parts of the memory in the fixed memory 22 respond and this feeds all the data supplied by an interface or interface circuit 24 for storage.
  • the addressing logic which is referred to hereinafter only as ring addresser, runs in a closed loop and addresses after a predetermined loop duration or recording time, which is variable, addressed at the beginning of the circulation and memory cells of the fixed memory 22 released for storing the data again , which then overwrites the previous data
  • the data are all provided via the interface circuits 24 by a tachometer generator or displacement sensor, which preferably supplies a predetermined number of pulses per wheel revolution, if desired, for each wheel separately, and thus a determination of the distance traveled in each case with reference to corresponding time base information and the corresponding speed enables ⁇ .
  • This external sensor is designated 25 in FIG. 1; 26 shows an acceleration sensor which is designed in such a way that a variable which is completely independent for measuring the wheel revolution is introduced, which is available in all critical cases and is able to detect any accelerations acting on the vehicle.
  • This b-sensor is a capacitive system in which the capacitor surfaces are designed as bending beams and are mounted so that the inertial forces act directly perpendicular to both axes in the respectively selected axis.
  • the structure and mode of operation of the acceleration sensor 26 will be discussed in the following.
  • status conditions A and status conditions B are defined; as shown in FIG. 1 angege ben, it concerns with the status O data for example, U n ⁇ brake light, left turn signal, right turn signal, high beam, horn, An ⁇ gave to ABS (antilock brake system) -Effects.
  • the status A data are representative of all functions of the vehicle that are relevant to driving, which are available in digital form or have been converted into such a form and which must be available with the highest resolution.
  • the ring addressing at narrow time intervals, for example 100 ms, and then advantageously also the other functional data of the vehicle, while the status B data comprise all functions important for the operation of the vehicle. which do not have to be available with the highest resolution and are therefore stored at larger time intervals of, for example, 500 ms.
  • the status A and status B blocks 27 and 28 can be designed in a corresponding manner for the processing of the data they supply via the interface circuit 24, that is to say, for example, also as a converter of physical variables into electrical output variables, the Most of the status A and status B data can be simple yes-no conditions, for example whether the horn has been actuated or not, so that corresponding outputs have either the logO or log1 status.
  • An ignition block 29 is then also provided, which supplies the control logic circuit of the accident data recorder with information that the ignition has been switched on and finally the control logic circuit itself has a display or alarm block 30 which is designed such that when a sequence of stored data has been committed or frozen, a corresponding display is brought about to cause a check and / or evaluation.
  • the basic functional sequence in the data recorder which is preferred according to the invention, is such that a fixed number of addressable memory locations or memory locations are present in the permanent memory 22.
  • Such a period of time is in urban traffic
  • the recording that is to say the storage of the data in the fixed memory, is time-dependent to a predetermined extent, as a result of which, as has just been explained, the recorded routes grow proportionately with the speed.
  • a quartz time base which is independent of the other system is provided as the time base 21a and has a minimal current requirement and, as the only circuit part which must not be switched off, has an emergency operation with a buffer battery.
  • This time base 21a provides both the counting clock for a separate time counter and the system clock frequency for the entire control sequence and the storage processes, whereby it is of course within the scope of the invention, for the perception of the control processes and the general administration of the system as well
  • the read-only memory 22 is usually designed as RAM.
  • the addressing logic or ⁇ the ring addresser specifies the limited memory size of a recording frequency (duration, for example
  • the ring addresser counts upwards from the start address to the end address, causes all the vehicle-relevant data to be written into the individual memory cells and jumps back to the start address when the end address is reached, so that the drive is overwritten during normal driving due to this counting loop, data stored in the permanent memory comes in an endless sequence.
  • An interruption in the cyclic circulation of the counting loop only occurs when a trigger event occurs, which is calculated by the logic control circuit and interpreted as an accident. This can be done, for example, by continuously comparing accelerations reported by acceleration sensor 26 with predetermined maximum values and concluding that an accident has occurred if corresponding exceedances are determined.
  • OMPI possible safety can be taken, the respective evaluation criteria being as close as possible to the accelerations occurring in normal driving. It is also possible, in addition to the pure monitoring of the accelerations, also to use other data for defining an accident , for example, strong deceleration in the direction of travel at the same time without the service brake being actuated.
  • the detection of the trigger event leads to the fact that the preliminary data, that is to say the data previously written in the fixed memory by the circulation, are frozen, in other words, the ring addresser 23 no longer addresses the memory locations belonging to its previous counting loop. it is then only continued to be written for a limited time, for example a maximum of half a minute and minimally until the vehicle comes to a standstill.
  • the ring addresser 23 can then jump out of this counting loop and define a next following counting loop, which can also have a duration of one minute, with correspondingly addressed further storage locations in the permanent memory 22, as a result of which the storage locations of the first counting loop are frozen and can no longer be erased, specifically by no means available to the driver, for example.
  • an acceleration sensor shown by way of example in FIG. 2 is to design a surface of a capacitor as a bending beam and to arrange it in such a way that acting inertial forces act in the respectively selected axis perpendicular to the beam axis, the capacitor being part of an electronic one Oscillators - of any other circuit configuration - are included in the design of the oscillator in such a way that it is at least co-determining for its oscillation frequency.
  • a linear relationship to the capacity, and a corresponding design of the oscillator is a linear feed • connexion of the capacitance change with the change of Schwing ⁇ frequency.
  • a central clamping body 10 is provided, the bending beam in
  • the form of flat tongues 11, 12 and 13 is clamped on one side and is preferably electrically connected to the tongues at the same time so that the block of the clamping body 10 results in the common zero potential of the circuit into which the accelerometer is arranged.
  • the tongues are in the example shown in Fig. 2 simplified triggering 'üh- run ⁇ SExample a Beschreibungsaufnchme rs, as is richly provided in particular for use in motor vehicles in the loading of built in this short-U nfallehrschreiber, by 90 with respect to each
  • a 1PO the other is offset in a plane, a capacitive sensor pointing in the direction of travel being unnecessary.
  • the result is three capacitive sensors F1, F2, F3, each formed from the tongues 11, 12, 13, which face the stationary counter plates 11, 12 'and 13', at a predetermined distance, so that in Beneath capacitors with predetermined capacitance values.
  • the tongues which are preferably of uniform cross-section, can have a width of 1.4 cm with a length of 2 cm and a thickness of 0.03 cm and are made of a suitable material such as For example, beryllium bronze or to achieve an even lower temperature dependence consist of a material that is generally known under the name Nivarox.
  • the normal distance is
  • the table shows that a fundamental frequency of the
  • OMP ⁇ pF then fluctuates between 11, 84 and 8, 53 pF.
  • a torsional effect on the individual tongues or bending beams by angular acceleration in the case of the acceleration pickup of FIG. 1, that is, a rotary movement about an axis lying approximately from top to bottom in the plane of the drawing affects the central axis
  • Vibrations or vibrations also have no effect on the average capacitance, since superimposed changes in capacitance can occur with the respective oscillation or vibration frequency, but these do not change over a planned integration time when evaluating the oscillation frequency of at least 50 ms can impact.
  • Possible resonance frequencies of the tongues themselves lie in a considerably higher frequency range owing to their dimensions and have no effect in the exemplary embodiment shown.
  • FIG. 3 The schematic representation of FIG. 3 is used to assess the rotational accelerations acting on the acceleration sensor shown in FIG. 2 in the sense of what is shown there
  • Double arrow A can result. Under the prerequisite of an existing longitudinal acceleration b acting in the direction of travel, a rotational acceleration in a given direction leads to the fact that the one capacitance sensor
  • OMPI Example Fl which subtracts the acting rotational acceleration b_ from the value of the longitudinal acceleration b, in the other case the sensor F3 is added.
  • the two sensors F1 and F3 therefore provide information about implemented resulting acceleration values of bl for F1 and b2 for F3. From this, the rotational acceleration can be determined using the following formula:
  • the second formula for the longitudinal acceleration gives an indication of the acceleration in the direction of travel, and if the result is negative, a braking acceleration against the direction of travel.
  • the capacitance sensor F2 is arranged lying in the direction of travel; Therefore, changes in capacity measured on it lead to the conclusion that wise when accelerating in the direction of travel seen to the right, that is, downwards in the plane of the drawing, the acceleration display of the capacitance sensor F2 is positive, in the other case it is negative.
  • sensor F2 also reacts to rotational accelerations of the vehicle, but then together with sensors Fl and F3 in the manner already described above, so that when sensors Fl and F3 do not indicate any rotational acceleration, an acceleration determined at sensor F2 seen to the right or left in the direction of travel.
  • the mechanical manufacture of the tongues which cause the changes in capacitance at F1, F2 and F3 due to these inertial forces can be carried out with such high accuracy that an adjustment should only be made because of possible assembly errors, the material constant E in the required range being temperature-independent and not subject to aging .
  • the dielectric constant is also temperature-independent, since the entire transducer arrangement is preferably arranged within a housing brought to vacuum conditions.
  • the resonant circuit of an oscillator with Schmitt triggers assigned to each capacitance sensor be constructed on the basis of the use of C-MOS semiconductor elements, which results in an even lower temperature dependency; in addition, it is recommended not to go too high with the operating voltage applied to the capacitors, for example to use a direct voltage of 5 V, as a result of which the Forces of the electrical field between the plates caused errors can be kept in the order of 0.1% and are therefore not annoying overall.
  • FIG. 4 A practical exemplary embodiment for the construction of an accelerometer according to the invention in a housing is shown in FIG. 4; the block-shaped clamping body 10 supports the tongues 11, 12 and 13, which are arranged opposite the stationary counter plates 11 ', 12' and 13 '.
  • the stationary plates forming the counterelectrodes can be held on guides fastened to the base plate 15 of the housing 16 via elongated holes 14, so that a
  • the counter plates 11 ', 12', 13 ' are each secured in an insulated manner and their connections are led via low-capacity full cables 17 to stationary connection points I, II and III of the plate, the common connection point IV being formed by the clamping body 10.
  • an acceleration transducer is shown at 20 which is sensitive to accelerations in all directions and in all directions of rotation, with a central clamping body 21 which stretches the individual tongues and a total of six, each around 90 about the cube-shaped clamping body arranged and clamped in these tongues, which with corresponding counter plates, capacitance sensors XI, X2; Form Y l, Y2 and ZI, Z2.
  • Each of these capacitance sensors is part of one Resonant circuit and therefore capable of acting on it, from rotation (torsion) or linear acceleration in positive and negative directions. the resulting effects, first converting the changes in capacity and then making them evaluable in the form of a change in frequency.
  • the individual values of the accelerations acting can then be determined by means of corresponding differences, as shown further above with reference to the illustration in FIG. 2.
  • the following diagram shows the data sequences to be stored in chronological order if one takes into account that the data to be recorded require a different temporal resolution for each function. If a resolution of at least 100 ms is used as the basis for the acceleration data, the same resolution or 500 ms can be used for the speed data. The status data can also be divided into these two categories. The following data sequences then result at a time interval of 100 ms:
  • the total status data for the operating states and functions being considered here is 13 bits in total, namely 6 bits for status A and 7 bits for status B.
  • the accident data recorder consists mechanically of two assemblies, namely the base, which is permanently installed as a housing in the motor vehicle and which adapts, fastens and protects in the motor vehicle and at the same time , if necessary, contains components of the status A and status -B blocks 27, 28 and the interface circuits 24 and the tachometer generator, while an insert, which is also referred to as a memory cartridge, is shown in FIG. 1 with a border and with the reference symbol 31 is provided.
  • the memory cassette insert is a compatible part, which enables an uncomplicated exchange of individual memory cassettes with a slide-in opening standardized in all bases, and which includes the memories, that is to say fixed memories 22 and ring addressers 23 and the administration (control logic circuit with time base) and contains the acceleration sensor.
  • the storage cassette has the advantage that during the removal and later evaluation, the possibility of targeted measuring influences on the sensor area means that its calibration or deviations from the standard can be included accordingly in the evaluation of the data.
  • the first values in the RAM memory area are the time of commissioning, the serial number of the removal device and the vehicle data. At the same time, the time counter is set to 0 and the counting cycle is enabled.
  • the start of a journey (start) is defined as follows: a) the ignition is switched on - signal from ignition block 29 b) the pulse generator of the tachometer generator (displacement or wheel revolution sensor 25) delivers pulses at a predetermined maximum distance.
  • the start time SZ is entered with the first following data sequence. c) A longitudinal acceleration is determined. End of trip
  • the end of a run is as standstill of the vehicle defined by a) the absence of the pulses of the tacho-generator in a pre ⁇ given time interval and b) of the same count 'driven from the b-determined tognien
  • Vehicle standstill for example continuous integration of acceleration over time; c) O values of the accelerations.
  • the downtime is entered as the current system time with the last data sequence.
  • the ring addressing device defines the next recording loop by counting up the addresses. Normally, O-data is then recorded in this secondary loop. This method enables a new recording to be concluded immediately in the event of a subsequent impact and secures the data of the primary loop from being overwritten with O data. This run-on time is approximately 3 minutes when the vehicle is stationary.
  • Trigger event then the data in the area of the ring counter will be overwritten later. If a new trigger event occurs during the safety time, the address offset is brought forward and a new sequence is started with entry of the trigger time.
  • the trigger time is the system time at which a defined trigger event is defined as an accident that has taken place and the assignment of the primary memory to the main memory area is triggered and the data is thus saved in the memory loop.
  • This system time can, for example, also be entered as a 3-byte word in the sequence following the trigger event and forms the reference reference to other memories within a recording.
  • the starting point for a detailed resolution of the event is established at this time. All secondary-defined fixed points are calculated from this time mark onwards, relative references of two corresponding storage systems can be established if corresponding correlation points are defined within the storage area.
  • the trigger scheme can be based on the following scheme: TE
  • the data sequence starts with the trigger time, which is also added to the normal data sequences.
  • the trigger bit is recorded in address 1, storage locations 2 to 20 contain the advance data for a total of 60 seconds by arrangement.
  • the ring address addresses are counted up and thus the
  • OMPI Data reached.
  • standstill 5 is registered in the storage location.
  • a new loop run of the ring addresser is immediately defined with the area 21 to 41.
  • the computational evaluation of the speed and the measurement data of the pulse generators unanimously determine the standstill; now the ring counter addresses are incremented by a sequence width.
  • the backed up data normally contains approx. 40 seconds of pre-trigger data and 20 seconds of post-trigger data.
  • a full recording sequence is saved after each trigger event, then, in the worst case, a subsequent impact after a rear-end collision and standstill can take up the second memory sequence and thus save 0-data for up to 50 seconds.
  • the invention avoids this by dynamically determining the displacement constant for the ring memory (ring addresser), in that empty memory locations are not taken into account and pre-trigger data are only accepted until the start time. Therefore, a city accident will usually require less than 60 seconds and a follow-up accident will not require more than 10 to 20 seconds of recording, so that the available storage capacity is used optimally.
  • the real time is the absolute system time converted to the synchronous time mark, with the elimination of relative data from several systems, if more than one motor vehicle is involved in the accident, by a conversion to the time of the removal system relative time errors of the different systems is possible.
  • a remaining time uncertainty is due to a possible gait error in the time base during the time difference between two systems, since the remaining time intervals are relatively short, the remaining error is negligible.
  • Obtaining speed-synchronous pulses can be derived from an output stage of the transmission via a drive ratio for the tachometer. It makes sense to design a pulse generator so that the same number of pulses is always generated per meter wheel circumference so that the recordings in all systems can be compared with one another without correction. If the number of pulses generated in a predetermined interval is stored, the path covered during the interval is stored in the memory regardless of the vehicle type.
  • Acceleration measurement The facts relevant for the assessment of an accident relate mainly on vehicle movements, which in turn result from accelerations acting on the vehicle.
  • the type and structure of an accelerometer for all conceivable types of accelerations acting have already been discussed above. Therefore, in addition to the standard determination of the driving speed, a means is also available by recording the longitudinal acceleration, the current value of a driving speed by integrating the Determine b-t function in the desired tent interval. Both measuring methods complement each other seamlessly because whenever one method no longer provides reliable measured values, the other works in the optimal range.
  • the vehicle brakes with locked wheels As a first example it is assumed that the vehicle brakes with locked wheels.
  • the values for the driving speed derived from the rotation of the wheels are 0.
  • the acceleration now has a value which can be easily detected, namely in normal driving operation close to the maximum.
  • the acceleration sensor according to the invention therefore makes it possible to correct conventionally determined values for the speed even in critical areas and jumps in when no more speed values can be detected due to 5 locking wheels or because of transverse impacts anyway ineffective wheel movements in this direction can not be detected.
  • Emergency operation with full memory can be enabled if the data of the oldest recorded event is reduced in scope to essential data. This selection can be made according to defined criteria, for example reducing the data to the time between standstill and 10 seconds before the trigger event. In this case, the maximum memory requirement per event would only be approximately 20 seconds or 33%.
  • the disconnection of the accident data recorder from the power supply can only be prevented if at least one of the functions required to operate the motor vehicle fails. Since simple interruptions can be bridged by the accident recorder, it is recommended that e.g. B. electronics constantly interrogates the operating state of the accident data recorder and, in the absence of a message from the accident data recorder, stops functioning. Sabotage can be defined as the state that the ignition is switched on, but the accident data recorder remains de-energized for at least one minute. Such a state can be indicated by a passive acoustic or optical signal and is entered and saved as downtime in the memory area.
  • control logic circuit and the ring addresser used up to now with reference to FIG. 1 is replaced by a microprocessor 21/23, then the ring addresser in its hardware designation is an image of a basic functional sequence in the microprocessor.
  • a central clock which represents the system clock of the microprocessor and is derived from the quartz time base 21a f .
  • the operation of such a microprocessor 21/23 with an associated read-only memory 22 then results as follows, with embodiments that are also advantageous here be mentioned.
  • the microprocessor 21/23 of the accident data recorder runs continuously, that is to say even when the vehicle is stationary or parked, it being possible, for example, to absorb a slightly higher power consumption by appropriately trained microprocessors based on C-Mos.
  • the measurements relating to speed and accelerations as well as the status values of the vehicle are also carried out continuously, but these are only recorded when the vehicle is moving.
  • the calculations continue to run in the microprocessor, which the microprocessor has to carry out, for example, by correspondingly linking the output values of the b sensors 26 in order to determine a rotational event from the measured acceleration values in order to detect an accident-related trigger event. accelerations or angular accelerations " .
  • a particularly advantageous embodiment of the present invention is seen in the measure that after each stop of the vehicle, a counting process is initiated which detects the respective pure stop time - it is, for example, with the quartz time-controlled As soon as the vehicle then moves again, the new recording sequence of the data begins with the entry of the counter reading reached, which in this respect only represents a single value and the start mark for the subsequent writing of the subsequent data defined, for example, at 100 ms intervals on a ring loop in the memory 22.
  • the microprocessor counts or defines memory areas (addressing) by simple increment or decrement formation, which is a cyclically circulating simple counting loop define a storage loop, in we
  • the measured data - the calculated data do not need to be entered because they can be calculated from the measured data again at any later point in time. If this (primary) counting loop reaches a predetermined value, it jumps back to the start address and the data entered first are overwritten in this memory loop.
  • Such a simple primary counting loop can record data, for example, for a period of 1 minute if the vehicle is continuously in motion. However, if there are lee times due to intermediate stops, which lead to corresponding blank data, then the pure stop times are detected by the counting process already mentioned above, so that an operating mode such that z. B.
  • the interface circuit for the acceleration or displacement sensors can contain, for example, four buffered counters, i.e. Counters whose outputs are buffered on a bus line.
  • the microprocessor queries these counter readings in accordance with its programming, whereby it itself initiates a counter stop beforehand.
  • the corresponding counters for the acceleration and displacement sensors are reset and start their counting process again - in the meantime, namely at the 100 ms intervals assumed here with regard to the respective data entries, the microprocessor has sufficient time, in order to calculate an accident-related trigger event by means of suitable links between the measured and queried data.
  • Such a trigger event is of course always given when one of the detected acceleration values already exceeds a predetermined threshold value - in addition to this, the microprocessor naturally also calculates the resulting values from the longitudinal and lateral acceleration measurements and can therefore also be an accident-related one Determine the trigger event if the acceleration values individually do not exceed the respective setpoint.
  • the determination of the rotational acceleration is a simple subtraction, as already mentioned above, allows angular acceleration
  • OMP1 be calculated accordingly using an algorithm.
  • Trigger event the detection of which basically initiates a further function of the microprocessor, which is explained below, and the following.
  • the invention also enables pure personal accidents to be recorded with a high degree of certainty, since the determined data can be subjected to weighting.
  • the microprocessor can use calculations to determine a trigger event when the longitudinal acceleration reaches a certain value, which may be far below an assumed threshold value, but on the other hand the brake has not been actuated at this value. This suggests a personal accident - likewise, by appropriate weighting, additional acceleration changes occurring even with full braking, which can be defined as bumps on the motor vehicle when it hits an obstacle during full braking, in the sense of determining a trigger event be evaluated.
  • the microprocessor then automatically leaves the primary counting loop for the data entry, ie without the vehicle stopping, he therefore causes the start address for the recording to be increased by the complete offset of the (primary) memory loop, specifically, and this applies to all cases of the occurrence of a trigger event, either back
  • the vehicle comes to a stop after determining a trigger event, as is customary, the entry stops with the vehicle at a standstill, the new start address is defined, the zero frequencies of the accelerometers are entered with the offset, and the counting process is started in order to be able to establish a reference to the absolute time at any later point in time, as will be explained below.
  • a third possibility of storing accident data even without calculation or determination of a trigger event by the microprocessor up to the evaluation arises on the basis of the advantageous basic concept of the present invention in that in the event of an accident, for example if it is personal and / or the collision with a possible only very small obstacles are so small in their effects that the computer cannot make out a trigger event, the written data nevertheless remain stored because, as already mentioned above, each stop - and this occurs, assuming normal behavior - in each accident by the recorder action of the driver - the
  • the memory cassette which in a preferred embodiment also includes the time base, the microprocessor that depends on it in its system cycle, and at least the acceleration sensors is removed for evaluation. With this removal, the counter started to record the holding time continues to run. If the memory cassette is then read out in an evaluation station, which is preferred, then the computer of the evaluation station stops the time counter, and the absolute time, which the evaluation station has, and the counter reading of the time counter are added to the read data.
  • This backward calculation option including the counter position of the hold time counter It is of course also possible to make a complete reference to the absolute time, with all time counters being reduced to the (very minor) gait error of the quartz time base of the accident data recorder during the counter time.
  • the starting address increased accordingly, so that the accident data recorder is now running in a secondary counting loop, and at the same time a time counting that is no longer stopped and which only started a memory location in the permanent memory is occupied.
  • the organization of the microprocessor with read-only memory can then be such that intermediate stops can be detected again in the secondary (new) memory loop by means of corresponding, parallel counting (of the same system clock) even with cyclic counting loop circulation.

Description

Unfalldatenschreiber
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Unfalldatenschreiber nach der Gattung de s Hauptanspruchs . U falldatenschreiber, die bei Einbau in einem Kraftfahrzeug überwiegend darauf gerichtet sind, für die Beurteilung des Unfalls relevante Daten oder U mstände, die in einem be grenzten Zeitraum vor dem Unfall aufgetreten oder ein¬ getreten sind, aufzuzeichnen und über den Unfallzeitpunkt hinaus zu konservieren, sind in vielfältiger Form bekannt; im wesentlichen als auf mechanischer Grundlage arbeitende Kurzwegschreiber.
So verfügen Kurzwegschreiber (Fabrikat Kienzle) oder Farbscheiben- Tachographen (Firma Hasler AG) jeweils über einen Antrieb durch eine biegsame Welle vom Getriebe her zur Re gistrierung der Um- drehung der Antriebsräder bei graphisch/mechanischer Aufzeich¬ nung. Aufgezeichnet werden kann lediglich die Geschwindigkeit vor dem Unfall ohne jede zusätzliche Daten, wobei sich als besonderes Problem bei solchen mechanischen Kurzwe gschreibern, beispiels-
OMPI weise mit Aufzeichnung des zurückgelegten Weges oder der Ge ¬ schwindigkeit durch Einkratzen einer Kurve in eine mit einer Farb¬ schicht versehenen Scheibe, der Umstand herausgestellt hat, daß bei blockierten Rädern keinerlei Daten mehr zu gewinnen sind, also im Grunde dann, wenn eine besonders sorgfältige Datenaufzeichnung notwendig ist.
Ferner sind sogenannte Tachographen mit elektrome chanischer Datenspeicherung bekannt, die Kunststoffolien in Kreisform be¬ nutzen und eine Vielzahl von Daten durch jeweils übereinander an- geordnete Scheiben aufzeiciinen können. Auch hier stehen bei blockier¬ ten Rädern keine aufzuzeichnenden Werte mehr zur Verfügung.
Als bekannt könnte sich auch die Speicherung der Daten bei einem Kurzzeitschreiber auf elektromagnetischer oder rein elektrischer Grundlage erweisen, indem man mittels eines vorzugsweise mehr- spurigen Endlos-Magnetbandes entweder mit wegabhängigem Antrieb oder mit kontinuierlichem Bandantrieb konstante Impulse oder dreh¬ zahlabhängige Signale speichert, oder elektronisch die Impulse eines von einem Rad angetriebenen Gebers mit einem Zähler aus¬ wertet und die Impulszeiten speichert.
Problematisch ist dabei jedenfalls bei allen Kurz zeits ehre ibern, die irgendwie eine mechanische Bewegung durchführen müssen, der U mstand, daß ein störungsfreier Betrieb über eine angestrebte Mindestbetriebsdauer nicht sichergestellt werden kann, andererseits Kurzzeit-Unfalldatenschreiber aber ihrer Natur nach so ausgelegt sein müssen, daß sie durchlaufend eine Viel¬ zahl von Daten aufnehmen und, weil nach vorgegebenen Zeiträumen ohne Auftreten eines Unfalls dann überflüs- sig, praktisch überschreiten müssen. Ein Unfalldaten¬ schreiber muß also ständig arbeiten und andererseits so ausgelegt sein, daß ab einem bestimmten Zeitpunkt, der unmöglich vorauszusagen ist und bei manchen Fahr¬ zeugen niemals auftreten wird, Ereignisdaten eines vor- hergehenden Zeitraums zur Auswertung mit besonderer Präzision zur Verfügung gestellt werden müssen.
Es ist schließlich eine Einrichtung zur Registrierung von Betriebsdaten eines Fahrzeugs bekannt (DE-PS
23 22 299) , die als Unfalldatenschreiber die Betriebs- daten des Fahrzeugs letztlich digital mindestens einer Zwischenspeicherung unterwirft. Diese bekannte Einrich¬ tung ist so aufgebaut, daß sie über einen nicht genauer bezeichneten Beschleunigungsmesser für die Erfassung von Längsbeschleunigungen und einen Beschleunigungs- . messer für die Erfassung von Querbeschleunigungen auf¬ weist, ferner läßt sich mittels eines induktiven Fühlers die Radumdrehung erfassen und nach Verstärkung in ein digitales Signal umwandeln. Den Beschleunigungsmessern sind Verstärker für hohe und niedrige Verstärkung nach- geschaltet, so daß sich insgesamt vier analoge Be- sch eunigungsmeßwerte ergeben, die über einen Analogmulti- plexer und einer zwischengeschalteten Sample-and- Hold-Schaltung einem einzigen Analog/Digitalumsetzer zugeführt werden und von diesem unter der Steuerung eines entsprechend gemultiplexten Steuersignalgebers zwei Schieberegistern für Beschleunigungen derart zu¬ geführt werden, daß in einem ersten Schieberegister die Daten für geringe Beschleunigung und in einem zwei- ten die Daten für hohe Beschleunigung enthalten sind. Ein drittes Schieberegister nimmt die Impulse der Fahr¬ zeuggeschwindigkeit auf. Durch die im Takt des Steuer- signaigebers durchlaufende neue DatenZuführung zu den Schieberegistern gehen die jeweils ältesten Daten auto¬ matisch verloren. Die bekannte Einrichtung geht daher davon aus, daß bei einer hinreichend großen Anzahl von Schieberegisterstufen nach einem Aufprallsignal und Ausbleiben der Taktimpulse noch hinreichend viele di- gitale Daten vor dem Erscheinen des Auf rallsignals in den Registern enthalten sind; dies bedingt für ungünstige Un¬ fallsituationen (hohe Geschwindigkeiten) allerdings einen außer¬ ordentlich hohen Speicherumfang. Das Aufprallsignal wird im übrigen durch Vergleich der jeweils einer geringeren Verstärkung unterworfenen Längs- und Querbeschleunigungssignale an einem Be¬ schleunigungsdetektor ermittelt.
In Weiterbildung kann bei der bekannten Einrichtung dann zur unverlierbaren Speicherung der in den Schie- beregistern enthaltenden Daten diesen über Schalter ein Festspeicher nachgeschaltet sein, der aufgrund eines vom Beschleunigungsdetektor festgestellten Aufprallsignals dann zunächst den Inhalt eines ersten Schieberegisters durch Schließen des verbindenden Schalters übernimmt, und zwar über eine bestimmte Zeit nach dem Aufprall hinaus, so daß auch Nachunfalldaten noch gespeichert werden können. Problematisch ist bei dieser bekannten Einrichtung dann jedoch in diesem Zu- ' sa menhang, daß Nachunfalldaten, die den anderen vor- handenen Schieberegistern zugeführt werden, auf keinen Fall mehr in den FestSpeicher übernommen werden kön¬ nen, weil der Steuersignalgeber das Einspeichern wei¬ terer Daten in die Register, die nicht mit den Fest¬ speichern verbunden sind, verhindern. Das Unfallge- schehen spielt sich aber in der Realzeit ab und muß aufgezeichnet werden, wenn die Daten eingehen. Daher gehen alle Nachunfalldaten, die nicht dem ersten Schie¬ beregister zugeführt werden, verloren.
Problematisch ist bei der bekannten Einrichtung ferner noch, daß keine Angabe über den speziellen Aufbau der Beschleunigungssensoren gemacht wird, so daß davon aus¬ gegangen werden muß, daß diese,auch wegen der notwen¬ digen Analog/Digitalumsetzung, nicht hinreichend fein- fühlig arbeiten, was auch durch die bei dieser Ein¬ richtung für notwendig erachtete Zuordnung von jeweils zwei Analogverstärkern mit unterschiedlichem Verstär¬ kungsgrad für jeden Beschleunigungsmesser unterstri¬ chen wird.
Durch die Stückelung der Daten durch den Eingangs-Analog- multiplexer ergibt sich ein Zeitversatz, außerdem kann, auch wenn eine Integration erfolgen sollte, nur über jeweils 1/4 der verfügbaren Taktzeit integriert werden, bei so daß schonIder Datenumsetzung, .vier Dateneingänge wie angegeben dem Analog ultiplexer zugeordnet voraus¬ gesetzt, 3/4 der Daten verloren gehen.
Obwohl nicht im einzelnen angegeben, kann die Erfassung eines Triggerereignisses (Auf rallsignal) durch den Be¬ schleunigungsdetektor nur als überschreiten von fest vorgegebenen Werten für die Längs- oder die Querbe¬ schleunigung definiert werden. Dies führt dazu, daß wegen der unterlassenen, differenzierten Wertung der Beschleunigungsdaten, beispielsweise eine Berechnung resultierender Werte aus Längs- und Querbeschleunigung, die häufigsten Unfälle praktisch nicht zur Auslösung führen, beispielsweise dann, wenn unter Nichtbeachtung
O PI der Vorfahrt Aufprallunfälle nur minimale Querbeschleu¬ nigungen, keine Längsbeschleunigung, jedoch signifikan¬ te Winkelbeschleunigungen bewirken, insbesondere wenn der Reibungsbeiwert Rad/Straße herabgesetzt ist. Da aber eine Unterbrechung des Taktsignals nur bei Auftreten eines Auf rallsignals erfolgt, dürften in einer Viel¬ zahlvonFällen, insbesondere bei Personenunfällen, die signifikanten Daten verloren gehen. Weitere Nach¬ teile der bekannten Einrichtung sind beispielsweise folgende. Durch die ledigliche Aufzeichnung von Längs¬ beschleunigung und Querbeschleunigung können Bewegungen eines Fahrzeugs in einer Ebene nicht festgelegt werden. Bei einem Schleudervorgang dreht sich ein Fahrzeug um seine Hochachse, und aus der Längsbeschleunigung wird eine Querbeschleunigung. Nur wenn man die Winkelbe¬ schleunigung um die Hochachse in eine Berechnung einbe¬ zieht, läßt sich durch eine rechnerische Rekonstruk¬ tion ein falsches Ergebnis der ermittelten Ortskurve vermeiden.
Da für die Auswertung Momentanwerte im Abstand der ge¬ wählten Taktrate lediglich zur Verfügung stehen, kön¬ nen diese bei großen differentiellen Änderungen der Be¬ schleunigungen (Bremsvorgang-Aufprall) nichts über die zur Berechnung erforderliche mittlere Beschleunigung aussagen. Es muß vielmehr davon ausgegangen werden, daß die gespeicherten Werte mit den wirklichen in le¬ diglich zufälligerweise verknüpft sind.
Problematisch ist ferner, daß zeitkritische Überlegun¬ gen, etwa eine Korrelierung mit der Absolutzeit nicht vorgenommen werden, daher sind beispielsweise im Falle einer Fahrerflucht zeitliche Zusammenhänge nicht nach¬ zuweisen. Ferner sind Speicherung von Störungen im Sy- stem nicht vorgesehen, Manipulationen an der Stromver¬ sorgung, Ausfall von Sensoren oder Signalleitungen kön¬ nen nicht erfaßt werden; ein sicherer Schutz gegen Sa¬ botage ist nicht möglich. Das gleiche trifft auf kom¬ plexe Funktionen wie beispielsweise Eigentest, Selbst¬ eichung u. dgl. zu.
Dabei beruht die vorliegende Erfindung auf der Erkennt¬ nis, daß die zeitliche Auflösung eines komplexen Auf- fahrunfalls zur differenzierten SchuldZuweisung uner¬ läßlich ist, und zwar einschließlich sich ergebender
Figure imgf000009_0001
in diesem Fall die Aufzeichnungspausen, die beispiels¬ weise dadurch entstehen können, daß die Räder blockie- ren, bedeutsamer als die Aufzeichnungen selbst sind. Von wesentlicher Bedeutung ist ferner, daß eine Real¬ zeit-Aufzeichnung erfolgen muß, die sowohl eine direkte Verfügbarkeit der aufgezeichneten Daten untereinander und in ihrem Zeitbezug sicherstellt als auch bei meh¬ reren Aufzeichnungen das einzig verbleibende schlüssige Indiz für eine eventuelle Tatbeteiligung bildet.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Unfalldatenschreiber mit den kenn¬ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegen- über den Vorteil, daß der gesamte Bewegungsablauf des Fahrzeugs für einen hinrei¬ chend langen Zeitraum vor Eintritt des Unfallereignisses präzise aufgezeichnet wird und im Moment des Unfalls unlöschbar gespeichert bleibt. Dabei wird nicht nur auf die durch die Messung von Radum- drehungen bestimmbare Fahrzeuggeschwindigkeit abgestellt, sondern es weiden hochpräzise Beschleunigungs an gaben ermittelt und ge¬ speichert sowie gleichzeitig als Berechnungsgrundlage für die Er¬ mittlung eines Unfallzeitpunktes ausgewertet.
Sämtliche gespeicherten Informationen und Daten sind auf eine Zeit- basis bezogen, die als eine von Straßen und Fahrbetrieb unabhängige
Führungsgröße eingesetzt ist. Dabei liefert die Zeitbasis sowohl einen Zähltakt für einen Zeitzähler als auch die Taktfrequenz des Gesamtsystems für die Datenerfassung und Speicherung.
Der erfindungs gemäße Unfalldatenschreiber ist so ausgelegt, daß das gesamte Geschehen beginnend mit einem hinreichend großen Ab¬ stand vor einem jeweiligen Unfallzeitpunkt bis zu einem hinreichen¬ den Zeitpunkt nach einem Unfall in allen seinen Einzelheiten hoch¬ genau und in so enger Quantisierung aufgezeichnet wird, daß sich eine lückenlose Darstellung sämtlicher Ereignisse vor und nach dem Unfall vornehmen und entsprechend auswerten läßt.
Selbstverständlich ist die Entscheidung, ob normalerweise im steti¬ gen U mlauf ständig wieder überschrie bene Daten konserviert werden sollen, von irgendwelchen Entscheidungen des Fahrers selbst un¬ abhängig; der Unfalldatenschreiber stellt aufgrund der ihm von externen Sensoren zugeführten Bedingungen die Möglichkeit, daß ein Unfall aufgetreten ist, fest und friert die zu diesem Unfall ge¬ hörenden Daten ein; gleichzeitig wird, nach Ablaufen einer ergänzen¬ den Nachlaufzeit eine neue Sekundärschleife für die Speicherplatz- belegung in einem Festspeicher definiert und so eine Bereitschafts¬ zeit zur Verfügung gestellt, um die kritische Zeit nach Auffahrun¬ fällen mit zu überwachen.
Vorteilhaft ist ferner, daß eine bestimmte Abfolge von sogenannten Statusbedingungen A in engen zeitlichen Abständen, beispielsweise jeweils alle 100 ms überwacht und gespeichert werden, während bei äußeren Statusbedingungen B zur Einsparung von Speicherplätzen in größeren zeitlichen Abständen, beispielsweise alle 500 ms eine Re ¬ gistrierung ihres Betriebs zu Standes erfolgt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptan¬ spruch angegebenen Unfalldatenschreibe rs möglich.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der E rfindung ist in der Zeichnung darge ¬ stellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der wesentlichsten Bestandteile de s er¬ findungsgemäßen U nfalldatenschreibers mit den den Datenfluß
O H charakterisierenden jeweiligen Zuordnungen der einzelnen Bau¬ elemente zueinander und
die Fig. 2 bis 5 in schematisierter Darstellung ein Ausführungsbeispiel des bei vorliegender Erfindung verwendeten Beschleunigungs- sensors.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
E s ist eine zentrale Steuerlogikschaltung 21 vorgesehen, die ent¬ sprechend der Darstellung der Fig. 1 die erforderlichen, au zu- zeichnenden Daten zugeführt erhält und die Speicherung der Daten in einem Festspeicher 22 veranlaßt, wozu sie sich einer Adressier¬ logik 23 bedient, die auch als Ringadressierer, Ringspeicher oder zyklisch umlaufender Adressenzähler bezeichnet werden kann, der mit der von ihm jeweils in vorgegebenen Zeitabständen erstellten neuen Adresse immer einen anderen Speicherplatz oder eine andere
Speichers teile im Festspeicher 22 anspricht und dieser sämtliche von einer Interface - oder Schnittstellenschaltung 24 gelieferten Daten zur Speicherung zuführt.
Die im folgenden lediglich noch als Ringadressierer bezeichnete Adressierlogik läuft dabei in einer geschlossenen Schleife um und adressiert nach einer vorgegebenen Schleifendauer oder Aufzeich¬ nungszeit, die variabel ist, jeweils zu Beginn des Umlaufs adressiert und zur Speicherung der Daten freigegebene Speicherzellen des Fest¬ speichers 22 erneut, wodurch dann die früheren Daten überschrieben
QM?I__ werden. Die Daten werden über die Schnittstellenschaltungen 24 insgesamt geliefert von einem Tachogenerator oder Wegsensor, der vorzugsweise eine vorgegebene Anzahl von Impulsen pro Rad¬ umdrehung, falls gewünscht, für jedes Rad separat liefert und so unter Bezugnahme auf entsprechende Zeitbasisangaben eine Bestim¬ mung des jeweils zurückgelegten Weges und der entsprechenden Ge ¬ schwindigkeit ermöglicht. Dieser externe Sensor ist in Fig. 1 mit 25 bezeichnet; mit 26 ist ein Beschleunigungssensor dargestellt, der so ausgelegt ist, daß eine zur Messung der Radumdrehung vollständig unabhängige Größe eingeführt wird, die in allen kritischen Fällen verfügbar ist und in der Lage ist, beliebige, auf das Fahrzeug ein¬ wirkende Beschleunigungen zu erfassen. Bei diesem b-Sensor handel es sich um ein kapazitives System, bei dem Kondensatorflächen als Bie gebalken ausgeführt und so montiert sind, daß die Trägheits- kräfte in der jeweils selektierten Achse direkt senkrecht zu beiden Achsen einwirken. Auf Aufbau und Wirkungsweise des Beschleuni¬ gungssensors 26 wird im folgenden noch eingegangen.
Zusätzlich zu den Weg-Geschwindigkeitsdaten und den Beschleuni¬ gungsdaten gelangen eine Vielzahl von im Grunde beliebigen, für die Auswertung eines Unfalls insoweit aber relevante Daten zur Bearbei tung und Speicherung, für die stellvertretend für alle sonst noch mög lichen Informationen in der Darstellung der Fig. 1 sogenannte Status - bedingungen A und Statusbedingungen B definiert sind; wie in Fig. 1 angege ben, handelt es sich bei den Status-A-Daten beispielsweise Unι Bremslicht, Blinker links, Blinker rechts, Fernlicht, Hupe, An¬ gaben über ABS (Antiblockiersystem) -Wirkungen. Die Status-A-Daten stehen stellvertretend für alle für das Fahr geschehen relevanten Funktionen des Fahrzeugs, die in digitaler Form vorliegen oder in eine solche Form umgewandelt sind und die mit höchster Auflösung verfügbar sein müssen. Sie werden in engen Zeitabständen, beispiels weise 100 ms, wie vorteilhafterweise dann auch die anderen Funktions daten des Fahrzeugs, der Speicherung über die Ringadressierung zu¬ geführt, während die Status -B -Daten alle für den Betrieb des Fahr¬ zeugs wichtigen Funktionen umfassen, die nicht mit höchster Auf¬ lösung verfügbar sein müssen und daher in größeren Zeitabständen von beispielsweise 500 ms gespeichert werden.
Die Status-A- und Status -B- Blöcke 27 und 28 können für die Aufbe¬ reitung der von ihnen über die Schnittstellenschaltung 24 gelieferten Daten in entsprechender Weise ausgebildet sein, also beispielsweise auch als Wandler physikalischer Größen in elektrische Ausgangs - großen, wobei die meisten der Status-A- und Status -B -Daten ein¬ fache Ja-Nein-Bedingungen sein können, beispielsweise also,ob die Hupe betätigt wurde oder nicht, so daß entsprechende Ausgänge ent¬ weder den Zustand logO oder logl aufweisen.
Es ist dann noch ein Zündungsblock 29 vorgesehen, der der Steuer- logikschaltung des Unfalldatenschreibers eine Information darüber zuführt, daß die Zündung eingeschaltet worden ist und schließlich verfügt die Steuerlogikschaltung selbst über einen Anzeige - oder Alarmblock 30, der so ausgebildet ist, daß dann, wenn eine Sequenz gespeicherter Daten festgeschrieben oder eingefroren worden ist, eine entsprechende Anzeige zur Veranlassung einer Überprüfung und/oder Auswertung bewirkt wird. - 1 5 -
Wirkungsweise :
Der grundlegende Funktionsablauf bei dem erfindungs gern äßen Daten¬ schreiber ist dann so, daß in dem Festspeicher 22 eine vorgegebene Anzahl von adressierbaren Speicherstellen oder Speicherplätzen vor- handen ist. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel können etwa so viele Speicherplätze im Festspeicher oder Hauptspeicher vorhan¬ den sein, daß drei mal jeweils für eine Aufzeichnungszeit von 60 Se¬ kunden Daten niedergelegt werden können, wobei sich für einen Vor¬ gang eine Aufnahmezeit von 60 Sekunden sowohl als sinnvoll als auch ausreichend erweist. Einer solchen Zeitdauer ist im Stadtverkehr bei
50 km/h eine zurückgele gte Wegstrecke von 833 m, beim Verkehr auf Landstraßen bei 100 km/h eine We gstrecke von 1667 m und auf der Autobahn bei angenommenen 200 km/ h eine We gstrecke von 3333 m zugeordnet, über die dann ein lückenloser Nachweis über sämtliche relevanten Fahrzeugfunktionen geführt werden kann.
Die Aufzeichnung, also die Niederle gung der Daten im Festspeicher erfolgt zeitabhängig im vorher bestimmten Umfang, wodurch, wie soeben schon dargelegt, die aufge zeichneten We gstrecken proportiona mit der Geschwindigkeit wachsen.
Als Zeitbasis 21a ist eine vom sonstigen System unabhängige Quarz¬ zeitbasis vorgesehen, die einen minimalen Strombedarf aufweist und als der einzige Schaltungsteil, der nicht abgeschaltet werden darf, über einen Notbetrieb mit Puffe rbatterie verfügt. - H -
Diese Zeitbasis 21a liefert sowohl den Zähltakt für einen separaten Zeitzähler als auch die System -Taktfrequenz für den gesamten Steue ¬ rungsablauf und die Speichervorgänge, wobei es selbstverständlich innerhalb des erfindungs gern äßen Rahmens liegt, für die Wahrnehmun der Steuervorgänge und die allgemeine Verwaltung des Systems auch
Mikroprozessoren, Einzweckrechner oder ähnliche Einrichtungen ein¬ zusetzen.
Der Festspeicher 22 ist dabei üblicherweise als RAM ausgeführt. Die Adressierlogik oder^ der Ringadressierer legt den begrenzten Spei- cherumfang einer Aufzeichnungsfrequenz (Dauer beispielsweise
1 Minute) als Zählschleife fest und definiert eine Anfangs- und eine Endadresse . Demnach zählt der Ringadressierer von der Anfangs¬ adresse aufwärts bis zur Endadresse, veranlaßt dabei das Ein¬ schreiben sämtlicher fahrzeugrelevanter Daten in die einzelnen Speicherzellen und springt beim Erreichen der Endadresse wieder auf die Anfangsadresse zurück, so daß es bei normalem Fahrbetrieb dann zu einem Überschreiben der durch diese Zählschleife gespeicher ten Daten im Festspeicher im endlosen Ablauf kommt.
Eine Unterbrechung im zyklischen Umlauf der Zählschleife ergibt sich nur dann, wenn ein Triggerereignis auftritt, welches von der logischen Steuerschaltung errechnet und als Unfall interpretiert wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß vom Beschleuni¬ gungssensor 26 gemeldete Beschleunigungen kontinuierlich mit vor¬ gegebenen Maximalwerten verglichen und auf einen Unfall geschlos- sen wird, wenn entsprechende Überschreitungen festgestellt werden.
Die Entscheidung, wann bzw. ob ein Unfall vorliegt, kann mit größt-
OMPI möglicher Sicherheit getroffen werden, wobei die jeweiligen Bewer¬ tungskriterien so nahe wie möglich an den im normalen Fahrbetrieb auftretenden Beschleunigungen lie gen. Es ist ferner möglich, zu¬ sätzlich zu der reinen Überwachung der Beschleunigungen auch an- dere Daten zur Definition eine s Unfalls heranzuziehen, beispielsweise starke Verzögerung in Fahrtrichtung gleichzeitig ohne betätigte Be¬ triebsbremse .
Die Detektion des Triggerereignisses führt dazu, daß die Vorlauf¬ daten, also die bisher im Festspeicher durch den Umlauf eingeschrie - benen Daten eingefroren werden, mit anderen Worten, der Ring¬ adressierer 23 adressiert die zu seiner bisherigen Zählschleife ge¬ hörenden Speicherplätze nicht mehr, e s wird dann lediglich noch für eine begrenzte Zeit weiter geschrieben, maximal bei¬ spielsweise eine halbe Minute und minimal bis zum Fahrzeugstill- stand.
Anschließend kann der Ringadressierer 23 aus dieser Zählschleife herausspringen und eine nächstfolgende Zählschleife, die ebenfalls eine Dauer von einer Minute haben kann, definieren mit entsprechend adressierten weiteren Speicherplätzen im Festspeicher 22, wodurch die Speicherplätze der ersten Zählschleife eingefroren und nicht mehr löschbar sind, und zwar durch keine Mittel, die beispielsweise dem Fahrer zur Verfügung stehen.
Im folgenden wird jetzt zunächst auf ein bevorzugtes Ausführungs- beispiel bezüglich Art, Aufbau und Funktion des verwendeten Be - schleunigungs sensors eingegangen.
O K. Der Grundgedanke eines in Fig. 2 beispielhaft gezeigten Beschleuni¬ gungssensors besteht darin, jeweils eine Fläche eines Kond ensators als Biegebalken auszuführen und so anzuordnen, daß einwirkende Trägheitskräfte in der jeweils selektierten Achse senkrecht zur Balkenachse einwirken, wobei der Kondensator als Teil eines elek¬ tronischen Oszillators - von im übrigen durchaus beliebigen Schal¬ tungsaufbau - so in die Konzeption des Oszillators einbezogen ist, daß er mindestens mitbestimmend für dessen Schwingfrequenz ist. In Abhängigkeit zu den Biegekräften ergibt sich dann jeweils für unter- schiedliche Durchbiegungen ein linearer Zusammenhang zur Kapazität und bei entsprechender Ausbildung des Oszillators ein linearer Zu- • sammenhang der Kapazitätsänderung mit der Änderung der Schwing¬ frequenz.
Entsprechend dem vereinfachten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist ein zentraler Einspannkörper 10 vorgesehen, der Biegebalken in
Form von flachen Zungen 11, 12 und 13 einseitig eingespannt lagert und vorzugsweise gleichzeitig elektrisch mit den Zungen so verbun¬ den ist, daß sich am Block des Einspannkörpers 10 das gemeinsame Nullpotential der Schaltung ergibt, in welche der Beschleunigunj_ auf- nehmer eingeordnet ist.
Die Zungen sind bei dem in Fig. 2 gezeigten vereinfachten Ausl'üh- run^sbeispiel eines Beschleunigungsaufnchme rs, wie er insbesondere zur Anwendung bei Kraftfahrzeugen im Be reich von in diese eingebaute Kurzzeit-U nfalldatenschreiber vorgesehen ist, um jeweils 90 zuein-
A 1PO ander versetzt in einer E bene, wobei ein in Fahrtrichtung weisender kapazitiver Sensor entbehrlich ist. Es ergeben sich so drei kapazi¬ tive Sensoren Fl, F2, F3, jeweils gebildet aus den Zungen 1 1, 12, 13, die stationären Ge genplatten 1 1' , 12' und 13' gegenüberstehen, in vorgegebenem Abstand, so daß sich im Ruhezustand Kondensatoren mit vorgegebenen Kapazitätswerten erge ben.
Sobald auf einen solchen, aus einzelnen kapazitiven Sensoren beste ¬ henden Beschleunigungsaufnehmer Beschleunigungskräfte einwirken, kommt es zu einer Verbiegung der einzelnen Zungen aufgrund der Trägheitskräfte der Zungen und zu einer entsprechenden Annäherung an die stationären Gegenplatten oder Entfernung von diesen, was zu entsprechenden Kapazitätsänderungen an den einzelnen Beschleuni¬ gungssensoren aufgrund der sich ändernden Plattenabstände führt. Dabei wird bei negativen Beschleunigungsänderungen, die als eine Annäherung der Platten jedes gebildeten Kondensators definiert sei, eine Kapazitätserhöhung und bei positiver Beschleunigungseinwirkung eine Kapazitätserniedrigung erfolgen.
E ntsprechend einem praktischen Ausführungsbeispiel können die Zungen, die von durchgehend gleichförmigem Querschnitt Vorzugs - weise sind, eine Breite von 1, 4 cm bei einer Länge von 2 cm und einer Dicke von 0, 03 cm aufweisen und aus einem geeigneten We rk ¬ stoff wie beispielsweise Beryllium bronze oder auch zur Erzielung einer noch geringeren Temperaturabhängigkeit aus einem Werkstoff bestehen, der allgemein unter der Bezeichnung Nivarox bekannt ist. Beträgt bei einem solchen Ausführungsbeispiel der Normalabstand
OMPi_ zwischen den Platten jedes Kapazitäts-Sensors Fl, F2, F3 0, 01 cm bei einer überdeckten Länge von 0, 8 cm, dann ergeben sich die, aus der folgenden Tabelle entnehmbaren Werte bei vorausgesetzten, ein¬ wirkenden Beschleunigungen zwischen -20 g bis +20 g:
b A außen A mittl. C f g mm mm pF Hz
-20.0 0.0600 0.0838 11.84 422084
-10.0 0.0800 0.0919 10.79 4.630U5
-1.0 0.0980 0.0992 10.00 499834
-0.5 0.0990 0.0996 9.96 501880
-0.2 0.0996 0.0998 9.93 503108
-0.1 0.0998 0.0999 9.93 503517
+0.0 0.1000 0.1000 9.92 503J26
+0.1 0.1002 0.1001 9.91 504335
+0.2 0.1004 0.1002 9.90 504745
+0.5 0.1010 0.1004 9.88 505972
+1.0 0.1020 0.1008 9.84 508018
+10.0 0.1200 0.1081 9.17 544847
+20.0 0.1400 0.1162 8.53 585768
Aus der Tabelle läßt sich entnehmen, daß eine Grundfrequenz des
Oszillators beim Normalabstand (einwii'kende Beschleunigung = 0) von ca. 503, 926 KHz zugrunde gelegt werden kann, mit entsprechend linearer und gut auswertbarer Frequenzänderung zwischen 422, 084 KHz bei g = -20 bis 585, 768 KHz bei g = +20; die Kapazitätsänderung in
OMPΪ pF schwankt dann zwischen 11, 84 und 8, 53 pF.
Eine Torsionseinwirkung auf die einzelnen Zungen oder Biegebalken durch Winkelbeschleunigung, im Falle des Beschleunigungsaufneh¬ mers der Fig. 1 also eine Drehbewegung um eine etwa von oben nach unten in der Zeichenebene liegende Achse wirkt sich auf den mittleren
Abstand der Kondensatorflächen nicht aus, da eine Verdrehung der Zungen 1 1 und 12 in diesem Fall eine symmetrische Abstandsänderung um die neutrale Achse bewirkt, die sich selbst kompensiert.
Schwingungen oder Vibrationen wirken sich auf die mittlere Kapazität e benfalls nicht aus, da zwar überlage rte Kapazitätsänderungen mit der jeweiligen Schwing- oder Vibration.sfrequenz entstehen können, die sich aber über eine vorgesehene Integrationszeit bei der Auswer¬ tung der Schwingfrequenz von mindestens 50 ms nicht auswirken können. Mögliche Resonanzfrequenzen der Zungen selbst liegen wegen ihrer Abmessungen in einem erheblich höheren Frequenzbe ¬ reich und kommen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht zur Auswirkung.
Die schematische Darstellung der Fig. 3 dient zur Beurteilung von einwirkenden Drehbeschleunigungen, wie sie sich auf den in Fig. 2 dargestellten Beschleunigungssensor im Sinne des dort gezeigten
Doppelpfeils A durchaus ergeben können. U nter der Voraussetzung einer in Fahrtrichtung einwirkenden, vorhandenen Längsbeschleuni- gung b führt eine Drehbeschleunigung in einer gegebenen Richtung dazu, daß sich bei dem einen Kapazitätssensor, beim Ausführungs-
OMPI beispiel Fl, die einwirkende Drehbeschleunigung b_ vom Wert der Längsbeschleunigung b substrahiert, im anderen Fall des Sensors F3 hinzuaddiert. Die beiden Sensoren Fl und F3 liefern daher Anga¬ ben über umgesetzte resultierende Beschleunigungswerte von bl für Fl und b2 für F3. Hieraus läßt sich die Drehbeschleunigung nach folgender Formel ermitteln:
Figure imgf000022_0001
Die gleichfalls vorliegende Längs be schleunigung ergibt sich aus der folgenden Formel
Figure imgf000022_0002
Ferner lassen sich aufgrund der resultierenden Beschleunigungen bezüglich der Richtung der einwirkenden Beschleunigungen die fol¬ gende Feststellung treffen: Ist das Ergebnis der ersten, die Drehbe ¬ schleunigung betreffenden Formel positiv, dann war die Drehbeschleu- nigungseinwirkung linksdrehend, im anderen Falle rechtsdrehend.
Aus der zweiten Formel für die Längs be schleunigung ergibt sich bei positivem Ergebnis eine Angabe der Beschleunigung in Fahrtrich¬ tung, bei negativem Ergebnis eine Brem&beschleunigung gegen die Fahrtrichtung.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kapazitäts¬ sensor F2 in Fahrtrichtung liegend angeordnet; daher führen an ihm gemessene Kapazitätsänderungen zu der Feststellung, daß beispiels- weise bei einer Beschleunigungseinwirkung in Fahrtrichtung gesehen nach rechts, also in der Zeichenebene nach unten die Beschleuni¬ gungsanzeige des Kapazitätssensors F2 positiv, im anderen Falle ne gativ ist. Natürlich reagiert der Sensor F2 auch auf Drehbeschleu- nigungen des Fahrzeugs, dann aber gemeinsam mit den Sensoren Fl und F3 in der weiter vorn schon beschriebenen Weise, so daß dann, wenn die Sensoren Fl und F3 keine Drehbeschleunigung anzeigen, eine am Sensor F2 festgestellte Beschleunigung in Fahrtrichtung gesehen nach rechts oder links erfolgt ist.
Die mechanische Fertigung der durch diese Trägheitskräfte die Kapazitätsänderungen an F l, F2 und F3 hervorrufenden Zungen kann mit so hoher Genauigkeit erfolgen, daß ein Abgleich lediglich wegen möglicher Montagefehler vorgesehen werden sollte, dabei ist die Materialkonstante E im geforderten Bereich temperaturunabhängig und einer Alterung nicht unterworfen. Die Dielektrizitätskonstante ist ebenfalls temperaturunabhängig, da die gesamte Aufnehmeranord¬ nung vorzugsweise innerhalb eines auf Vakuumbedingungen gebrachten Gehäuses angeordnet ist.
E s empfiehlt sich im übrigen, den jedem Kapazitätssensor zugeord- neten Schwingkreis eines Oszillators mit Schmitt-Triggern auf der Basis der Verwendung von C-MOS-Halbleiterelementen aufzubauen, wodurch sich eine noch geringere Temperaturabhängigkeit ergibt; außerdem ist es empfehlenswert, mit der Betriebsspannung, die an den Kondensatoren anliegt, nicht zu hoch zu gehen, beispielsweise eine Gleichspannung von 5 V zu verwenden, wodurch der durch die Kräfte des elektrischen Feldes zwischen den Platten verursachte Fehler in einer Größenordnung von 0, 1 % gehalten werden kann und daher insgesamt nicht störend ist.
Ein praktisches Ausführungsbeispiel für den Aufbau eines erfindungs- gemäßen Beschleunigungsaufnehmers in einem Gehäuse ist in Fig. 4 dargestellt; der blockförmige Einspannkörper 10 lagert die Zungen 11, 12 und 13, denen gegenüberlie end die stationären Gegenplatten 11' , 12' und 13' angeordnet sind. Die die Gegenelektroden bildenden stationären Platten können an über Langlöcher 14 an der Bodenplatte 15 des Gehäuses 16 befestigte Führungen gehalten sein, so daß eine
Verschiebung in Richtung auf die beweglichen Zungen möglich ist, zur anfänglichen Kapazitätseinstellung. Die Gegenplatten 11' , 12' , 13' sind dabei jeweils isoliert befestigt und ihre Anschlüsse sind über kapazitätsarme Vollkabel 17 zu stationären Anschlußpunkten I, II und III der Platte geführt, wobei der gemeinsame Anschlußpunkt IV von dem Einspannkörper 10 gebildet ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist ein auf Beschleunigungen in allen Richtungen und in allen Drehrichtungen empfindlicher Be ¬ schleunigungsaufnehmer bei 20 dargestellt, mit einem zentralen, die einzelnen Zungen lange rnden Einspannkörper 21 und insgesamt sechs, jeweils um 90 zueinander um den würfelförmigen Einspannkörper herum angeordneten und in diesen eingespannten Zungen, die mit ent¬ sprechenden Gegenplatten Kapazitätssensoren XI, X2; Y l, Y2 und ZI, Z2 bilden. Jeder dieser Kapazitätssensoren ist Teil eines Schwingkreises und daher in der Lage, die auf ihn einwirkende, aus Drehung (Torsion) oder linearer Beschleunigung in positiver und negativer Richtung sich. ergebenden Einwirkungen festzustellen, zunächst die Kapazitätsänderungen umzuwandeln und dann in Form einer Frequenzänderung auswertbar zu machen. Durch entsprechende Differenzbildungen lassen sich dann, wie weiter vorn anhand der Darstellung der Fig. 2 gezeigt, die einzelnen Werte der einwirken¬ den Beschleunigungen ermitteln.
Die folgende Schemadarstellung zeigt die zu speichernden Daten- Sequenzen im zeitlichen Ablauf, wenn man berücksichtigt, daß die aufzuzeichnenden Daten jeder Funktion einer unterschiedlichen zeit¬ lichen Auflösung bedürfen. Le gt man für die Beschleunigungsdaten eine Auflösung von 100 ms mindestens zugrunde, dann kann für die Geschwindigkeitsdaten die gleiche Auflösung oder eine solche von 500 ms verwendet werden. Die Statusdaten können e benfalls in diese beiden Kategorien aufgeteilt werden. Es ergeben sich dann im Zeit¬ abstand von 100 ms die folgenden Datensequenzen:
0 100 200 300 400 500 600 700 m
sz TZ E Z vl vl vl vl vl vl vl vl bl bl bl bl bl bl bl bl bq bq bq bq bq bq bq bq bw bw bw bw bw bw bw bw
S. A+B • S. A S. A S. A+B S. A S. A+B S. A S. A Darin bedeuten:
SZ Startzeit TZ Triggerzeit
EZ Stillstandzeit vl L an gsge schwind igkeit bl Längsbeschleunigung bq Querbeschleunigung bw Winkelbeschleunigung S. A. Status A
S. B Status B
Die Statusdaten insgesamt belaufen sich bei den hier in Betracht gezogenen, zu speichernden Betriebszuständen und -funktionen auf insgesamt 13 Bit, nämlich 6 Bit für Status A und 7 Bit für Status B.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird noch erwähnt, daß der erfindungs¬ gemäße Unfalldatenschreiber mechanisch aus zwei Baugruppen be ¬ steht, nämlich dem Basis gerät, welches als Gehäuse fest im Kraft¬ fahrzeug eingebaut ist und Anpassung, Befestigung und Schutz im Kraftfahrzeug übernimmt und gleichzeitig, soweit erforderlich, Bauelemente des Status-A- und des Status -B -Blocks 27, 28 sowie die Schnittstellenschaltungen 24 und des Tachogenerators enthält, während ein Einschub, der auch als Speicherkassette bezeichnet wird, in Fig. 1 umrandet dargestellt und mit dem Bezugszeichen 31 versehen ist. Bei dem Speicherkassetteneinschub handelt es sich um ein kompatibles Teil, welches einen unkomplizierten Austausch einzelner Speicherkassetten ermöglicht bei in allen Basis geraten genormter Eins chuböffnung und welches die Speicher, also Fest¬ speicher 22 und Ringadressierer 23 sowie die Verwaltung (Steuer¬ logikschaltung mit Zeitbasis) und den Beschleunigungssensor enthält. Die Anordnung des Beschleunigungssensors ebenfalls im Bereich der Speicherkassette hat den Vorzug, daß bei der Entnahme und späteren Auswertung durch die Möglichkeit gezielter Meßeinwirkun¬ gen auf den Sensorbereich dessen Eichung bzw. Abweichungen vom Standard in die Auswertung der Daten entsprechend einbezogen wer- den kann.
Die folgenden, jeweils mit kennzeichnenden Überschriften versehenen Erläuterungen erklären genauer die einzelnen Vorgänge und Beziehun¬ gen und ergänzen die Gesamtkonzeption in der Darstellung der Fig. 1.
Inbetriebnahmezeit Als erste Werte im Festspeicherbereich de s RAM werden die Zeit der Inbetriebnahme, die Seriennummer des Entnahme gerate s und die Fahrzeugdaten eingetragen. Gleichzeitig wird der Zeitzähler auf 0 gesetzt und der Zähltakt freigegeben.
Fahrtbeginn Jeder Auf Zeichnungszyklus beginnt mit dem Eintrag der aktuellen
Systemzeit. Als Beginn einer Fahrt (Start) wird definiert: a) die Zündung ist eingeschaltet - Signal vom Zündungsblock 29 b) der Impulsgeber des Tachogenerators (Weg- oder Radumdrehungs - sensor 25) liefert Impulse in einem vorgegebenen Maximalabstand. Mit der ersten folgenden Datensequenz wird die Startzeit SZ ein¬ getragen. c) E s wird eine Längsbeschleunigung festgestellt. Fahrtende
Das Ende einer Fahrt wird als Fahrzeugstillstand definiert durch a) das Ausbleiben der Impulse des Tacho generators in einem vorge ¬ gebenen Zeitintervall und b) der gleichzeitig rechne'risch aus den b-tFunktionen ermittelten
Fahrzeugstillstand, beispielsweise fortlaufende Integration der Beschleunigung über der Zeit; c) O-Werte der Beschleunigungen.
Sind alle Bedingungen erfüllt, dann wird mit der letzten Datense - quenz die Stillstandszeit als aktuelle Systemzeit eingetragen.
Nachlaufzeit
Ist die Fahrtendezeit eingetragen worden, wird durch den Ringadres¬ sierer die nächste Auf zeic nungs schleife durch Hochzählen der Adressen definiert. In dieser Sekundär schleife werden dann im Normalfall O-Daten aufgezeichnet. Diese Methode ermöglicht bei einem Folgeaufprall den sofortigen Abschluß einer neuen Aufzeich¬ nung und sichert die Daten der primären Schleife vor dem Überschrei¬ ben mit O-Daten. Diese Nachlaufzeit beträgt ca. 3 Minuten bei stehen¬ dem Fahrzeug.
Tritt während dieser Sicherheits- oder Nachlaufzeit also kein neues
Triggerereignis auf, dann werden die Daten im Bereich des Ring¬ zählers später überschrieben. Tritt während der Sicherheitszeit ein neues Triggerereignis auf, so wird der Adressoffset vorge¬ zogen und eine neue Sequenz mit Eintragung der Triggerzeit ge- startet.
omi Triggerzeit
Die Triggerzeit ist diejenige Systemzeit, zu der ein definiertes Triggerereignis als stattgefundener Unfall definiert und die Zuord¬ nung des Primärspeichers zum Hauptspeicherbereich ausgelöst und damit die Daten in der Speicherschleife gesichert werden.
Diese Systemzeit kann beispielsweise als 3-Byte-Wort zusätzlich in der dem Triggerereignis folgenden Sequenz eingetragen werden und bildet innerhalb einer Aufzeichnung die Bezugsreferenz zu anderen Speichern. Bei der Beurteilung des Verhaltens des Fahrers ist mit dieser Zeit der Ausgangspunkt für eine detaillierte Auflösung des Ge¬ schehens festgelegt. Alle sekundärdefinierten Fixpunkte werden von dieser Zeitmarke an berechnet, relative Bezüge zweier korrespon¬ dierender Speichersysteme können hergestellt werden, wenn ent¬ sprechende Korrelationspunkte innerhalb des Speicherum angs fest- gelegt werden.
Man kann dem Trigger betrieb das folgende Schema zu gründe legen: T E
1 2 3 4 5 6 7 8 9
20 Rin ga d re s s ie r e r b e r e i c h 10 19 18 17 16 15 14 13 12 11
Die Datensequenz startet mit der Triggerzeit, die in die normalen Datenfolgen zusätzlich eingereiht wird. Das Triggerbit wird in Adresse 1 aufgezeichnet, in den Speicherstellen 2 bis 20 befinden sich die Vorlaufdaten von insgesamt 60 Sekunden nach Vereinbarung. Je nach dem weiteren Fahrtverlauf wird das Hochzählen der Ring- adressiereradressen vorgenommen und damit eine Sicherung der
OMPI Daten erreicht. Als Beispiel sei angenommen, daß in der Speicher¬ stelle 5 Stillstand registriert wird. Es wird mit dem Bereich 21 bis 41 sofort ein neuer Schleifenu lauf des Ringadressierers definiert.
E s wird davon ausgegangen, daß im Normalfall ein Fahrzeug späte- stens 30 Sekunden nach dem Triggerereignis zum Stillstand gekommen ist. Die rechnerische Auswertung der Geschwindigkeit und die Me߬ daten der Impulsgeber stellen übereinstimmend den Stillstand fest; jetzt werden die Ringzähleradressen um eine Sequenzbreite hochge¬ zählt. In den gesicherten Daten befinden sich dann im Normalfall ca. 40 Sekunden Vortriggerdaten und 20 Sekunden Posttriggerdaten.
Folgeunfall
Wird nach jedem Triggerereignis eine volle Aufzeichnungssequenz gesichert, dann kann im ungünstigsten Fall ein Folgeaufprall nach einem Auffahrunfall und erfolgten Stillstand die zweite Speicher se - quenz beanspruchen und damit bis zu 50 Sekunden 0-Daten sichern. Die Erfindung vermeidet dies durch eine dynamische Ermittlung der Verschiebungskonstante für den Ringspeicher (Ringadressierer) sicher, indem leere Speicher stellen nicht berücksichtigt werden und Vor-Triggerdaten nur bis zurStartzeit übernommen werden. Daher wird ein Stadtunfall in der Regel weniger als 60 Sekunden und ein Folgeunfall nicht mehr als 10 bis 20 Sekunden Aufzeichnung erfordern, so daß der vorhandene Speicherumfang optimal genutzt wird . Realzeit
Die Realzeit ist die auf die Synchronzeitmarke umgerechnete abso¬ lute Systemzeit, wobei bei der Gewinnung relativer Daten aus mehre ¬ ren Systemen, wenn an dem Unfall mehr als ein Kraftfahrzeug betei- ligt ist, durch eine Umrechnung auf die Zeit des Entnahme Systems eine Elimination der relativen Zeitfehler der verschiedenen Systeme möglich ist. Eine verbleibende Zeitunsicherheit ist auf einen mög¬ lichen Gangfehler der Zeitbasis während der Entnahmezeitdifferenz zweier Systeme zurückzuführen, da es sich hier um relativ kurze Zeitintervalle handelt, ist der Restfehler vernachlässigbar.
Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit und Wegstrecke'
Eine Gewinnung von geschwindigkeitssynchronen Impulsen kann von einer Endstufe des Getrie bes über eine Antriebsübersetzung für den Tachometer abgeleitet werden. E s ist sinnvoll, einen Impuls- ge ber so auszulegen, daß je Meter Radumfang immer eine gleiche Anzahl von Impulsen erzeugt wird, so daß die Aufzeichnungen in allen Systemen ohne Korrektur miteinander vergleichbar sind. Wird die Anzahl der in einem vorgegebenen Intervall erzeugten Impulse ge ¬ speichert, dann steht unabhängig vom Fahrzeugtyp der während des Intervalls zurückgele gte Weg im Speicher.
Es ist auch eine Messung unmittelbar an den Fahrzeugrädern mög¬ lich bzw. der Auswertung von drehsynchronen Impulsen dann, wenn ein ABS-System ohnehin vorhanden ist.
Beschleunigungsmessung Die zur Beurteilung eines U nfalls relevanten Fakten beziehen sich hauptsächlich auf Fahrzeugbewegungen, die wiederum aus auf das Fahrzeug einwirkenden Beschleunigungen resultieren. Auf Art und Aufbau eines Beschleunigungsmessers für alle denkbaren Arten ein¬ wirkender Beschleunigungen ist weiter vorn schon eingegangen worden daher steht ergänzend zur Standardbestimmung der Fahrgeschwindig¬ keit durch die Aufzeichnung der Längsbe schleunigung noch ein Mittel zur Verfügung, den momentanen Wert einer Fahrgeschwindigkeit durch Inte gration der b-tFunktion im gewünschten Zeltintervall zu ermitteln. Beide Meßverfahren ergänzen sich nahtlos, weil immer dann, wenn das eine Verfahren keine zuverlässigen Meßwerte mehr liefert, das andere im optimalen Bereich arbeitet.
Als erstes Beispiel sei angenommen, daß das Fahrzeug mit blockier¬ ten Rädern bremst. Die von der Drehung der Räder abgeleiteten Werte für die Fahrgeschwindigkeit sind 0. Jetzt hat jedoch die Be - schleunigung einen gut erfaßbaren Wert, nämlich im normalen Fahr¬ betrieb nahe dem Maximum.
Als zweites Beispiel sei angenommen, daß sich das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Die jetzt a is der Drehzahl der Räder ermittelten Werte für die Fahrgeschwindigkeit stimmen opti- o mal mit der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit überein, weil die
Räder ohne Schlupf abrollen. Die Werte für die Beschleunigung sind 0 Der erfindungs gern äße Beschleunigungssensor ermöglicht daher auch in kritischen Bereichen die Korrektur von konventionell ermittelten Werten für die Geschwindigkeit und springt dann ein, wenn wegen 5 blockierender Räder keine Geschwindigkeitswerte mehr erfaßt wer¬ den können oder quer einwirkende Stöße wegen in dieser Richtung nicht wirksamer Radbewegungen ohnehin nicht erfaßt werden können. Datenkompression
Ein Notbetrieb bei vollem Speicher kann ermöglicht werden, wenn die Daten des jeweils ältesten aufgezeichne ten Ereignisses in ihrem Umfang auf wesentliche Daten reduziert werden. Diese Auswahl kann nach festgelegten Kriterien erfolgen, beispielsweise eine Reduzie ¬ rung der Daten auf die Zeit zwischen Stillstand und 10 Sekunden vor Triggerereignis. In diesem Fall würde der maximale Speicherbe ¬ darf je Ereignis nur noch ca. 20 Sekunden oder 33 % betragen.
Stromausfall durch Sabotage
Grundsätzlich kann das Abklemmen des UnfaEdatenschreibers von der Stromversorgung nur dann verhindert werden, wenn hierdurch auch minde stens eine zum Betrieb de s Kraftfahrzeugs notwendige Funktion ausfällt. Da einfache U te brechungen durch den U nfall¬ datenschreiber überbrückbar sind, empfiehlt es sich, daß z. B. eine elektronik ständig den Betriebszustand des Unfalldatenschreibers ab¬ fragt und bei ausbleibender Meldung des Unfalldatenschreibers ihre Funktion einstellt. Als Sabotage kann man den Zustand definieren, daß die Zündung eingeschaltet, der U nfalldatenschreiber jedoch min¬ destens eine Minute stromlos bleibt. Ein solcher Zustand kann durch ein passives akustisches oder optisches Signal angezeigt werden und wird als Ausfallzeit im Speicherbereich eingetragen und gesichert.
OMPl Bevorzugtes Ausführungsbeispiel
Die folgenden Ausführungen betrachten ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in seinem speziellen Aufbau und seiner Wirkungsweise sowie weitere, vorteilhafte Ausge- staltungen der Erfindung.
Ersetzt man den mit Bezug auf Fig. 1 bisher verwendeten Begriff der Steuerlogikschaltung sowie des Ringaddres- sierers durch einen Mikroprozessor 21/23, dann ist der Ringaddressierer in seiner Hardware-Bezeichnung das Abbild eines Grundfunktionsablaufs im Mikroprozessor. Unter der Steuerung eines zentralen Takts, der den Sy¬ stemtakt des Mikroprozessors repräsentiert und abge¬ leitet ist aus der Quarzzeitbasis 21af ergibt sich die Arbeitsweise eines solchen Mikroprozessors 21/23 mit zugeordnetem Festspeicher 22 dann wie folgt, wobei hier auch gleich vorteilhafte Ausgestaltungen mit er¬ wähnt werden. Der Mikroprozessor 21/23 des Unfallda¬ tenschreibers läuft ständig, also auch bei stehendem oder geparktem Fahrzeug, wobei ein gegebenenfalls ge- ringfügig höherer Stromverbrauch durch entsprechend ausgebildete Mikroprozessoren auf C-Mos-Basis bei¬ spielsweise aufgefangen werden können.
Auch werden die Messungen bezüglich Geschwindigkeit und Beschleunigungen sowie der Status-Werte des Fahr- zeugs durchlaufend durchgeführt, eine Aufzeichnung dieser gemessenen erfolgt jedoch nur bei Bewegung des Fahrzeugs. Ebenfalls laufen bei stehendem Fahrzeug die Berechnungen im Mikroprozessor weiter, die dieser beispielsweise durch entsprechende Verknüpfungen der Ausgangswerte der b-Sensoren 26 durchführen muß, um zur Erfassung eines unfallbedingten Triggerereignis¬ ses aus den gemessenen Beschleunigungswerten Drehbe- schleunigungen oder Winkelbeschleunigungen" feststellen zu können. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung wird dabei in der Maßnahme gese¬ hen, daß nach jedem erfolgten Halt des Fahrzeugs ein Zählvorgang eingeleitet wird, der die jeweilige reine Haltezeit erfaßt - es wird also, beispielsweise mit dem quarzzeitgesteuerten Systemtakt - ein Zähler ge¬ startet. Sobald sich das Fahrzeug dann wieder bewegt, beginnt die neue Aufzeichnungssequenz der Daten mit dem Eintrag dieses erreichten Zählerstands, der insofern lediglich einen einzigen Wert darstellt und die Start¬ marke für das jetzt beginnende Einschreiben nachfolgen¬ der Daten im beispielsweise 100 ms-Abstand auf eine Ringschleife im Speicher 22 definiert. Mit anderen Wor- ten, der Mikroprozessor zählt bzw. definiert durch ein¬ fache Inkrement- bzw. Dekrementbildung Speicherberei¬ che ( Adressierung) , die als zyklisch umlaufende ein¬ fache Zählschleife eine Speicherschleife definieren, in welche die gemessenen Daten - die errechneten Daten brauchen nicht eingetragen zu werden, da sich diese aus den gemessenen Daten zu jedem späteren Zeitpunkt wieder berechnen lassen - eingeschrieben werden. .Erreicht die¬ se (primäre) Zählschleife einen vorgegebenen Wert, dann springt diese wieder auf die Startaddresse und die zu- erst eingetragenen Daten in diese Speicherschleife wer¬ den überschrieben. Eine solche einfache primäre Zähl¬ schleife kann Daten beispielsweise für die Dauer von 1 Minute aufnehmen, wenn das Fahrzeug durchlaufend in Bewegung ist. Ergeben sich aber durch Zwischenhalte Lee zeiten, die zu entsprechenden Leerdaten führen, dann werden die reinen Haltezeiten durch den weiter vorn schon erwähnten Zählvorgang erfaßt, so daß durch eine solche Betriebsart erreicht wird, daß z. B. bei einem oder mehreren Ampelhalten die im Speicher vor- handenen Fahrdaten nicht durch die sich hierbei erge¬ benden nachfolgenden Leerdaten überschrieben werden. In einem solchen Fall läßt sich, wie einzusehen ist, auf eine für den Fahrbetrieb eine Dauer von 1 Minute Daten aufnehmende Speicherschleife unter Umständen we¬ sentlich mehr Datenmaterial einschreiben und insofern komprimieren.
Die Interfaceschaltung für die Beschleunigungs- oder Wegsensoren kann beispielsweise vier gepufferte Zäh- 1er enthalten, d.h. Zähler, deren Ausgänge gepuffert auf eine Busleitung gegeben werden. Der Mikroprozessor fragt entsprechend seiner Programmierung diese Zähler¬ stände ab, wobei er vorher selbst einen Zählerstop einleitet. Sofort nach Abfrage werden die entsprechen- den Zähler für die Beschleunigung und Wegsensoren wie¬ der rückgesetzt und beginnen ihren Zählvorgang erneut - in der Zwischenzeit, nämlich bei den hier angenomme¬ nen 100 ms Abständen bezüglich der jeweiligen Datenein¬ tragungen hat der Mikroprozessor hinreichend Zeit, um durch geeignete Verknüpfungen der gemessenen und von ihm abgefragten Daten ein unfallbedingtes Triggerer¬ eignis zu errechnen. Ein solches Triggerereignis ist selbstverständlich immer dann gegeben, wenn eine der erfaßten Beschleunigungswerte von sich aus schon einen vorgegebenenSchwellwert überschreitet - ergänzend hier¬ zu berechnet der Mikroprozessor selbstverständlich resultierende Werte aus den Längs- und Querbeschleuni- gungs essungen und kann daher auch dann ein unfallbe¬ dingtes Triggerereignis feststellen, wenn die Be- schleunigungswerte einzeln den jeweiligen Sollwert nicht überschreiten. Die Ermittlung der Drehbeschleu¬ nigung ist dabei eine einfache Subtraktion, wie weiter vorn schon erwähnt, eine Winkelbeschleunigung läßt
OMP1 mittels eines Algorithmus sich entsprechend'errechnen. Zu der Erfassung eines
Triggerereignisses, dessen Feststellung grundsätzlich eine weitere, im folgenden erläuterte Funktion des Mikroprozessors einleitet, noch folgendes. Die Erfin- düng ermöglicht mit hoher Sicherheit auch die Erfas¬ sung reiner Personenunfälle, da die ermittelten Daten einer Gewichtung unterworfen werden können. So kann der Mikroprozessor durch Berechnungen ein Triggerer¬ eignis beispielsweise dann feststellen, wenn die Längs- beschleunigung einen bestimmten Wert erreicht, der gegebenenfalls weit unter einem angenommenen Schwell¬ wert liegt, andererseits aber bei diesem erreichten Wert die Bremse nicht betätigt worden ist. Dies läßt auf einen Personenunfall schließen - desgleichen kön- nen durch entsprechende Gewichtung auch bei Vollbrem¬ sungen auftretende zusätzliche Beschleunigungsände¬ rungen, die sich als Stöße am Kraftfahrzeug definieren lassen, wenn dieser bei einer Vollbremsung auf ein Hindernis trifft, im Sinne der Feststellung eines Triggerereignisses ausgewertet werden.
Immer dann, wenn ein solches Triggerereignis aufge¬ treten ist, können zwei Fälle unterschieden werden.
Erfolgt keine Verminderung der Geschwindigkeit bis zum schließliehen Halt, dann kann daraus geschlossen werden, daß es sich um einen Fahrerfluchtfall han¬ delt,und der Mikroprozessor verläßt dann von selbst, also auch ohne daß das Fahrzeug hält, die primäre Zählschleife für die Dateneintragung, er veranlaßt also eine Erhöhung der Startadresse für die Aufzeich- nung um den kompletten Offset der (primären) Speicher¬ schleife, und zwar, und dies gilt für alle Fälle des Auftretens eines Triggerereignisses, entweder zurück-
OMH gerechnet bis zum letzten Halt des Fahrzeugs (Datenum- fang zwischen zwei Startmarken - wodurch immer nur die für den jeweiligen Unfall relevanten Daten gesi¬ chert und der verfügbare Speicherraum optimal genutzt werden kann) oder, falls seit dem letzten Halt ein län¬ gerer Zeitraum als für die primäre Zählschleife {1 Mi¬ nute) vergangen ist, eben das Einfrieren dieser einmi¬ nütigen Speicherzählschleife dadurch, daß der Mikropro¬ zessor jetzt mit der um den kompletten Offset erhöhten neuen Startadresse arbeitet.
Auf diese Weise brauchen im übrigen sog. Vorlauf- bzw. Nachlaufzeiten nicht mehr festgelegt, also berücksich¬ tigt zu werden, und es sind Mehraufzeichnungen (Folge¬ unfälle) möglich.
Kommt andererseits nach Feststellung eines Triggerer¬ eignisses das Fahrzeug, wie es üblich ist, zu einem Halt, dann stoppt die Eintragung mit dem Fahrzeugstill¬ stand, die neue Startadresse wird definiert, gegebe¬ nenfalls werden mit dem Offset die Nullfrequenzen der Beschleunigungsgeber eingetragen, und der ZählVorgang wird gestartet, um zu jedem späteren Zeitpunkt, wie gleich noch erläutert wird, einen Bezug zur Absolut¬ zeit herstellen zu können.
Eine dritte Möglichkeit, Unfalldaten auch ohne Er- rechnung bzw. Feststellung eines Triggerereignisses durch Mikroprozessor bis zurAuswertung zu speichern, ergibt sich aufgrund der vorteilhaften Grundkonzeption vorliegender Erfindung dadurch, daß bei einem Unfall, wenn dieser beispielsweise personenbezogen ist und/ oder die Kollision mit einem evtl. nur sehr kleinen Hindernis in ihren Auswirkungen so gering ist, daß der Rechner ein Triggerereignis nicht ausmachen kann, die eingeschriebenen Daten dennoch deshalb gespeichert bleiben, weil, wie weiter vorn schon erwähnt, bei je¬ dem Halt - und ein solcher ergibt sich, normales Ver- halten vorausgesetzt, bei jedem Unfall durch die Re- erner aktion des Fahrers - die| ermittelten (gemessenen) Da¬ ten nicht mehr in den Speicher übernommen werden, son¬ dern diese reine Haltezeit durch das Starten eines Zählers erfaßt wird.
Veranlaßt daher der von dem Unfall betroffene Ver¬ kehrsteilnehmer die Entnahme der Speicherkassette nach einem solchen, von ihm selbst festgestellten Un¬ fall, dann sind die möglicherweise seine Unschuld be¬ weisenden Daten nicht verloren, sondern in der (primä- ren) Speicherschleife aufgezeichnet, zusammen mit der seit dem Halt des Fahrzeugs vergangenen Zeit, so daß so auch ein lückenloser Bezug zur Absolutzeit hergestellt werden kann.
Der weitere Vorgang ist dann so, daß zur Auswertung die Speicherkassette, die in bevorzugter Ausführungs¬ form auch die Zeitbasis, den von ihr in seinem System¬ takt abhängenden Mikroprozessor, sowie mindestens die Beschleunigungssensoren umfaßt, entnommen wird. Bei die¬ ser Entnahme läuft der zur Erfassung der Haltezeit ge- startete Zähler weiter. Wird die Speicherkassette dann in einer Auswertestation, was vorgezogen wird, ausge¬ lesen, dann stoppt der Rechner der Auswertestation den Zeitzähler, und es werden die Absolutzeit, über welche die Auswertestation ja verfügt, sowie der Zählerstand des Zeitzählers den ausgelesenen Daten angefügt. Durch diese nach rückwärts gerichtete Errechnungsmöglichkeit unter Einschluß der Zählerposition des Haltezeit-Zäh- lers ist es natürlich möglich, einen lückenlosen Bezug zur Absolutzeit herzustellen, wobei alle Zeitzähler auf den (sehr geringfügigen) Gangfehler der Quarzzeitbasis des Unfalldatenschreibers während der Zählerzeit redu¬ ziert werden. Auf diese Weise ist es möglich, beliebig viele, unabhängige Unfalldatenschreiber-Speicher direkt miteinander in Bezug zu setzen, da alle Speicherinhalte eine gemeinsame Zeitmarke enthalten. Durch eine Bestim¬ mung der Gangabweichung der Quarzzeitbasis jedes Unfall¬ datenschreibers beim Auslesen kann dann auch der gering¬ fügige relative Gangfehler auf Null zurückgeführt wer¬ den. Es ist auf diese Weise möglich, unter Umständen auch noch mehrere Wochen zurückliegende Unfälle, die durch Fahrerflucht nicht zur unmittelbaren Auswertung der Speicherkassette geführt haben, festzustellen, denn bei einem solchen Unfall wird durch die Reaktion des Mikroprozessors auf das von ihm selbst festgestellte Triggerereignis sowohl, wie nach jedem Triggerereignis, die Zählschleife um den kompletten Offset neu definiert, d.h. die Startadresse entsprechend erhöht, so daß der Unfalldatenschreiber jetzt in einer sekundären Zähl¬ schleife läuft, als auch gleichzeitig eine Zeitzählung in Gang gesetzt, die nicht mehr gestoppt wird und die nur eine Speicherstelle im Festspeicher besetzt. Die Organisation von Mikroprozessor mit Festspeicher kann dann weiter so getroffen sein, daß auch bei zyklischem Zählschleifenumlauf in der sekundären (neuen) Speicher¬ schleife Zwischenhalts wieder durch entsprechendes, paralleles Zählen- (des gleichen Systemtaktes) erfaßt werden.
Durch das ständige Arbeiten des Mikroprozessors und die Messung sowie Verrechnung der eingehenden Daten sind natürlich auch Unfallgeschehen am stehenden oder geparkten Fahrzeug erfaßbar, denn sobald einer der b-Sensoren von seiner Nullfrequenz abweichende Werte liefert, wie sie bei einem Auffahrunfall auf ein ste¬ hendes Fahrzeug auftreten, wird dies vom Mikroprozes- sor natürlich als Bewegung des Fahrzeugs interpretiert und nach Eintragung des erreichten Zeitzählerstands (für die Haltezeit) startet eine neue AufZeichnungs¬ frequenz. Kommt das kollidierte parkende Fahrzeug an¬ schließend wieder zur Ruhe, dann wird dies als neuer Fahrzeughalt interpretiert und der Zählvorgang wieder eingeleitet, so daß jederzeit die zur Kollision füh¬ renden Daten erfaßt werden können, wenn ein solcher Unfall zu einem späteren Zeitpunkt bemerkt und die Speicherkassette zur Auswertung gegeben wird. Es läßt sich dann auch der Absolutzeitpunkt der Fahrzeugbeschä¬ digung noch feststellen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur kurzzeitigen Aufnahme bzw. Speiche¬ rung von unfallbezogenen Daten und Ereignissen bei 5 Kraftfahrzeugen, wobei durch Erfassung von Radum¬ drehungen Daten bezüglich zurückgelegter Fahrt¬ strecke und Fahrzeuggeschwindigkeit,mittels Be¬ schleunigungssensoren Daten für Längs- und Querbe¬ schleunigung des Fahrzeugs und gegebenenfalls durch 0 Erfassung sonstiger interessierender Betriebszu- stände diese angebende Daten gewonnen, einer Ana¬ log/Digitalwandlung unterworfen und mittels eines zentralen Taktes für die Datenbewegung kurzzeitig zwischengespeichert bzw. nach Auftreten eines Un- 5 falls unlöschbar gespeichert werden, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß sämtliche erfaßten Daten in di¬ gitaler Form zeitlich fortlaufend im durch den zentralen Takt gegebenen zeitlichen Abstand auf Speicherplätze eines Festspeichers (22) durch De- ° finieren einer in einer Maximalsc leife umlaufen¬ den Adressierung eingeschrieben werden, daß die Beschleunigungsdaten durch die direkte Auswertung von Frequenzänderungen von Beschleuni¬ gungssensoren auf kapazitiver Grundlage enthalten¬ den Schwingschaltungen gewonnen werden, und daß bei Auftreten eines durch ein Unfallgesche¬ hen verursachten Triggerereignisses die Adressie¬ rung durch Startadressenerweiterung (Änderung der Startadresse) in mindestens eine weitere, die bis¬ herigen Festspeicheradressen nicht mehr enthaltende Sekundäradressierschleife übergeht derart, daß sämt¬ 0 liche zeitlich vor dem Unfall liegenden Daten bis zur Auswertung unlöschbar gespeichert bleiben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem Fahrzeughalt bzw. bei stehendem Fahr¬ zeug die Belegung der Speicherplätze des Festspei- 5 chers durch das Aufzeichnen der Datensequenz unter¬ brochen und zur Erfassung der reinen Haltezeit ein Zählvorgang gestartet wird und daß bei erneuter Be¬ wegung des Fahrzeugs die neue Aufzeichnungssequenz mit dem Eintrag des Zählerstandes als Startmarke ° beginnt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der zentrale, die Datenbewegung und die Zählvorgänge bestimmende Systemtakt von einer Quarzzeitbasis vorgegeben ist.
4. verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da¬ durch gekennzeichnet, daß durch Vergleich gemesse¬ ner Beschleunigungsdaten (Längs- und Querbeschleu¬ nigung) bzw. errechneter Beschleunigungsdaten (Resultierende von Längs- und Querbeschleunigung, Winkelbeschleunigung) und Vergleich mit gegebenen-
OMPI _ falls auf andere Fahrzeug-Statusdaten (Bremsung) bezogenen Schwellwerten sowie gegebenenfalls unter Einbeziehung von Weg- und Geschwindigkeitsdaten ein unfallbezogenes Triggerereignis festgestellt 5 und durch Speicherversatz (Definition einer neuen, um einen kompletten Offset für eine gegebene Spei¬ cherschleife erhöhter Startadresse) in einem ande¬ ren Speicherbereich sämtliche Fahrzeugdaten weiter aufgezeichnet werden (sekundäre Adressierzählschlei- 0 fe) .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Offset für die Start¬ adressenerhöhung bei Auftreten eines Triggerereig- nisses entweder auf eine komplette Speicherschlei- 5 fe bezogen wird oder auf den gespeicherten Daten- umfang einer zurückliegenden Aufzeichnungssequenz zwischen zwei Startmarken, die mit dem Eintrag des durch einen vorherigen Halt des Fahrzeugs veran¬ laßten Zählerstands beginnt.
° 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da¬ durch gekennzeichnet, daß nach jedem Triggerereig¬ nis ohne bzw. mit nachfolgendem Fahrzeughalt der Zeitzählvorgang durch systemtaktbedingtes Hochzäh¬ len einer Speicherstelle im Festspeicher anläuft 5 und solange durchgeführt wird, bis die Speicherkas¬ sette einschließlich Zeitbasis, Mikroprozessor¬ schaltung, Festspeicher und den Beschleunigungs¬ sensoren zur Auswertung ausgelesen und der erreich¬ te Zeitzählerstand mit der Absolutzeit der Auswer¬ 0 testation in Bezug gesetzt wird derart, daß im Mo¬ ment des Auswertens eine lückenlose absolute Zeit¬ bestimmung bezüglich des Eintritts des Triggerer-
_..0MP1 eignisses erfolgt.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur automati¬ schen Eichung der Beschleunigungssensoren die je- 5 weiligen aktuellen Nullfrequenzen bei jedem Fahrzeug¬ start (Beginn der Aufzeichnung) in den Speicher ein¬ geschrieben werden.
8. Unfalldatenschreiber zur Durchführung des Verfah¬ rens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
1° mit Radumdrehungen abtastenden Gebern zur Ermittlung von zurückgelegter Fahrstrecke und Fahrzeuggeschwin¬ digkeit, mit Beschleunigungssensoren für die Erfas¬ sung von Längs- und Querbeschleunigungen, gegebenen¬ falls mit weiteren Sensoren zur Erfassung sonstiger 5 interessierender Betriebszustände, mit Mitteln zur
Analog/Digitalwandlung der erfaßten Daten, mit einem zentralen Taktgeber für die Datenbewegung, ferner mit Speichermitteln zur kurzzeitigen Zwischenspei- cherung bzw. nach Auftreten eines Unfalls (Trigger- 0 ereignis) zur unlöschbaren Speicherung der nachfol¬ gend auswertbaren erfaßten Daten, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß lediglich ein Festspeicher (22) zur umlaufenden Speicherung der erfaßten Daten zunächst in einer ersten Speicherschleife mit einer vorgege- 5 benen Anzahl von Speicherplätzen vorgesehen ist, daß zur Erfassung der Beschleunigungsdaten Schwing¬ schaltungen mit Beschleunigungssensoren auf kapa¬ zitiver Grundlage vorgesehen sind, wobei die von diesen abgegebenen Frequenzen unmittelbar der digi- ° talen Zählung und nachfolgenden Speicherung im Fest¬ speicher zuführbar sind und daß Verrechnungsmittel vorgesehen sind, die unter Auswertung von erfaßten bzw. berechneten Beschleunigungsdaten und gegebenen¬ falls weiterer Fahrzeugdaten den Zeitpunkt eines un¬ fallbezogenen Triggerereignisses vorgeben derart, 5 daß unter Erhöhung der Startadresse für die Daten¬ speicherung um den kompletten Offset der (primären) , gegebenenfalls reduzierten Speicherschleife eine neue (sekundäre) Speicherschleife definiert wird zur nachfolgenden Datenspeicherung.
^°
9. Unfalldatenschreiber nach Anspruch 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß Zeitzählmittel vorgesehen sind, die bei jedem Fahrzeughalt gestartet durch den quarzzeitbezogenen Systemtakt ihren Speicherinhalt bis zur erneuten Fahrzeugbewegung verändern, wobei
15 der jeweils erreichte Zählerstand als Startmarke mit der neuen Aufzeichnungssequenz gespeichert wird.
10. Unfalldatenschreiber nach Anspruch 8 oder 9, da¬ durch gekennzeichnet, daß periphere, zusätzliche Betriebszustände des Kraftfahrzeugs als mit hoher
2° Auflösung und mit normaler Auflösung zu speichernde Daten (Status-A-Daten; Status-B-Daten) definiert und in die Datensequenzen einbezogen sind.
11. Unfalldatenschreiber nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Festspei-
25 eher (22) mit der Datenverwaltung und Organisation (Steuerlogikschaltung 21 und Ringadressierer 23 bzw. Mikroprozessor 21/23) zusammen mit den Be¬ schleunigungssensoren (26) getrennt zu einem Basis¬ gerätteil in Form eines Einschubs (Speicherkas-
3° sette 31) ausgebildet sind, wobei das einen Ein- schub für die Speicherkassette aufweisende Basis- gerät die Schnittstellen (24) für die Übermittlung der digitalen Statusdaten, Pufferspeicher und Stromversorgung enthält.
12. Unfalldatenschreiber nach einem der Ansprüche 8
5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleu¬ nigungssensor mindestens einen, einseitig einge¬ spannten, an seinem anderen Ende mit einer statio¬ nären Gegenplatte (111, 12', 13') einen Kondensa¬ tor bildenden Biegebalken (Zungen 11, 12, 13) umfaßt, ° sowie einen zugeordneten Oszillator, dessen Schwing¬ frequenz sich in Abhängigkeit zur Kapazitätsände¬ rung am Kondensator bei einer Besσhleunigungsein- wirkung auswertbar ändert.
13. Unfalldatenschreiber nach Anspruch 12, dadurch ge- kennzeichnet, daß jeweils um 90° versetzt an einem gemeinsamen blockförmigen Einspannkörper (10) ein¬ seitig befestigte Zungen (11, 12, 13) vorgesehen sind, denen gegenüberliegend die Zungen über eine vorgegebene Länge überdeckend, die stationären Ge¬ genplatten zur Bildung von Kapazitätssensoren (F1 , F2, F3) angeordnet sind.
14. Unfalldatenschreiber nach Anspruch 12 oder 13, da¬ durch gekennzeichnet, daß der blockförmige Ein¬ spannkörper (10) , den elektrischen Bezugspunkt bildend, in einem geschlossenen, unter Vakuum ste¬ henden Gehäuse, welches auf der Speicherkassette befestigt oder Teil derselben ist, angeordnet ist, wobei an der Gehäusebodenplatte (15) Überführungs¬ körper (19) befestigt die Gegenplatten (11 *, 12', 13') der jeweils gebildeten Kondensatoren in ihrem Abstand justierbar zu den Zungen (11, 12, 13) befe¬ stigt sind.
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