WO 84/03359
`
`PCT/DE84»/0004 1
`
`2)
`
`U nfalldatenschre iber
`
`Stand der Te chnik
`
`Die Erfindung geht aus von einem Unfalldatenschreiber nach der
`
`Gattung des Hauptanspruchs. Unfalldatenschréiber, die bei Einbau
`
`in einem Kraftfahrzeug iiberwie gend darauf gerichtet sind, fiir die
`
`Beurteilung des Unfalls relevante Daten oder Lmstéinde, die in
`
`einem be grenzten Zeitraum vor dem Unfall aufgetreten oder ein-
`getreten sind, aufzuzeichnen und fiber den Unfalizeitpunkt hinaus
`
`zu konservieren, sind in vielfliltiger Form bekannt; im wesentlichen
`
`als auf mechanischer Grundlage arbeitende Kurzwegschreiber.
`
`So verfiigen Kurzwe gschreiber (Fabrikat Kienzle) oder F’arbscheiben-
`
`Tachographen (Firrna Hasler AG) jeweils fiber einen Antrieb durch
`
`eine biegsarne Welle vom Getriebe her zub Re gistrie-rung der Um-
`
`drehung der Antriebsréder bei graphisch/mechanischer Aufzeich—
`
`nung. Aufgezeichnet werden kann lediglich die Geschwindigkeit vor
`
`dem Unfall ohne jede zuséltzliche Daten, wobei sich als besonderes
`
`Problem bei solchen me chanischen Kurzwe gschreibern, beispie1s—
`
`‘IO
`
`15
`
`
`
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`
`
`PCT/DE84»/0004 1
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`2)
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`U nfalldatenschre iber
`
`Stand der Te chnik
`
`Die Erfindung geht aus von einem Unfalldatenschreiber nach der
`
`Gattung des Hauptanspruchs. Unfalldatenschréiber, die bei Einbau
`
`in einem Kraftfahrzeug iiberwie gend darauf gerichtet sind, fiir die
`
`Beurteilung des Unfalls relevante Daten oder Lmstéinde, die in
`
`einem be grenzten Zeitraum vor dem Unfall aufgetreten oder ein-
`getreten sind, aufzuzeichnen und fiber den Unfalizeitpunkt hinaus
`
`zu konservieren, sind in vielfliltiger Form bekannt; im wesentlichen
`
`als auf mechanischer Grundlage arbeitende Kurzwegschreiber.
`
`So verfiigen Kurzwe gschreiber (Fabrikat Kienzle) oder F’arbscheiben-
`
`Tachographen (Firrna Hasler AG) jeweils fiber einen Antrieb durch
`
`eine biegsarne Welle vom Getriebe her zub Re gistrie-rung der Um-
`
`drehung der Antriebsréder bei graphisch/mechanischer Aufzeich—
`
`nung. Aufgezeichnet werden kann lediglich die Geschwindigkeit vor
`
`dem Unfall ohne jede zuséltzliche Daten, wobei sich als besonderes
`
`Problem bei solchen me chanischen Kurzwe gschreibern, beispie1s—
`
`‘IO
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`15
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`W0 34/03359
`
`PCT/DE84/00041
`
`...—,—
`
`weise mit Aufzeichnung des zuriickgelegten Weges oder der Ge-
`
`schwindigkeit durch Einkratzen einer Kurve in eine mit einer Farb-
`
`schicht versehenen Scheibe, der Umstand herausgestellt hat, daf3
`bei blockierten Rf-idern keinerlei Daten x-nehr zu gewinnen sind, also
`
`5
`
`im Grunde dann, wenn eine be sonders sorgféltige Datenaufzeichnung
`
`notwendig ist.
`
`Fer-ner sind sogenannte Tachographen mit elektrome chanischer
`
`Datenspeicherung bekannt, die Kunststoffolien in Kreisform be-
`
`nutzen und eine Vielzahl Von Daten durch jeweils iibereinander an-
`
`10
`
`geordnete Scheibenaufzeiclmen kéinnen. Auéh hier stehen bei blockier-
`
`ten Réidern keine aufzuzeichnenden Werte rnehr zur Verfiigung.
`
`Als bekannt kijnnte sich auch die Speicherung der Daten bei einem
`
`Kurzzeitschreiber auf elektromagnetischer oder rein elektrischer
`
`Gruudlage erweisen,
`
`indem man mittels eines vorzugsweise mehr-
`
`1 5
`
`spurigen Endlos—Magnetbandes entweder mit wegabhéingigem Ahtrieb
`
`oder mit kontinuierlichem Bandantrieb konstante Impulse oder dreh-
`
`zahlabhéingige Signale speichert, oder elektronisch die Impulse
`
`eines Von einem Rad angetriebenen Gebers mit einem Zéihler aus-
`
`wertet und die Impulszeiten speichert.
`
`20
`
`Problematisch ist dabei jedenfalls bei alien Kurzzeitschreibern,
`
`die irgendwie eine mechanische Bewe gung durchfiihren mfissen,
`
`der Lmstand, daI3 ein stérungsfreier Bet:-ieb fiber eine angestrebte
`
`Mindestbetriebsdauer nicht sichergestellt we:-den kann, andererseits
`
`vi)
`
`It
`
`In
`
`
`
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`
`
`
`WO 84/03359
`
`PCT/DE84/00041
`
`Kurzzeit-Unfalldatenschreiber aber ihrer Natur nach so
`
`ausgelegt sein mfissen, daB sie durchlaufend eine Viel-
`
`zahl von Daten aufnehmen und, weil nach vorgegebenen
`
`Zeitraumen ohne Auftreten eines Unfalls dann fiberf1fis-
`
`sig, praktisch fiberschreiten mfissen. Bin Unfalldaten—
`
`schreiber muB also standig arbeiten und andererseits
`
`so ausgelegt sein, daB ab einem bestimmten Zeitpunkt,
`der unmoglich vorauszusagen ist und bei manchen Fahr-
`
`zeugen niemals auftreten wird, Ereignisdaten eines vor-
`
`10
`
`hergehenden Zeitraums zur Auswertung mit besonderer
`
`Prézision zur Verffigung gestellt werden mfissen.
`
`Es ist schliefllich eine Einrichtung zur Registrierung
`
`von Betriebsdaten eines Fahrzeugs bekannt
`
`(DE—PS
`
`15
`
`23 22 299), die als Unfalldatenschreiber die Betriebs-
`daten des Fahrzeugs letztlich digital mindestens einer
`
`20
`
`25
`
`30
`
`Zwischenspeicherung unterwirft. Diese bekannte Einrich—
`
`tung ist so aufgebaut, daB sie fiber einen nicht genauer
`
`bezeichneten Beschleunigungsmesser ffir die Erfassung
`
`Von Langsbeschleunigungen und einen Beschleunigungs-
`messer ffir die Erfassung Von Querbéschleunigungen auf-
`
`weist, ferner laBt sich mittels eines indhktiven Ffihlers
`
`die Radumdrehung erfassen und nach Verstfirkung in ein
`
`digitales Signal umwandeln. Den Beschleunigungsmessern
`sind Verstarker ffir hohe und niedrige Verstarkung nach—'
`
`geschaltet, so daB sich insgesamt vier analoge Be-
`
`schleunigungsmefiwerte ergeben, die fiber einen Analognu1u_
`
`pmxerund
`
`einer zwischengeschalteten Sample-and-
`
`Hold-Schaltung einem einzigen Analog/Digitalumsetzer
`
`zugeffihrt werden und Von diesem unter der Steuerung
`
`eines entsprechend gemultiplexten Steuersignalgebers
`
`zwei Schieberegistern ffir Beschleunigungen derart zu-
`
`geffihrt werden, daB in einem ersten Schieberegister
`
`die Daten ffir geringe Beschleunigung und in einem zwei-
`
`
`
`Page ($E)—()647
`
`
`
`W0 84/033579
`
`PCT/DE84.-/0004-1
`
`‘I1
`
`11')
`
`ten die Daten ffir hohe Beschleunigung enthalten sind.
`
`Ein drittes Schieberegister nimmt die Impulse der Fahr-
`
`zeuggeschwindigkeit auf. Durch die im Takt des Steuer-
`
`signalgebers durchlaufende neue Datenzuffihrung zu den
`
`Schieberegistern gehen die jeweils altesten Daten auto-
`
`matisch verloren. Die bekannte Einrichtung geht daher
`
`davon aus, daB bei einer hinreichend grofien Anzahl Von
`
`Schieberegisterstufen nach einem Aufprallsignal und
`
`Ausbleiben der Taktimpulse noch hinreichend viele di-
`
`gitale Daten vor dem Erscheinen des Aufprallsignals
`in den Registern enthalten sind; dies bedingt fiir ungiinstige Un-
`fallsituationen (hohe Geschwindigkeiten) allerdings einen aufier-
`ordentlich hohen Speicherumfang.
`Das Aufprallsignal wird im fibrigen durch Vergleich der
`
`jeweils einer geringeren Verstarkung unterworfenen
`
`L§ngs— 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 fiber Schalter
`
`ein Festspeicher nachgeschaltet sein, der aufgrund
`
`eines vom Beschleunigungsdetektor festgestellten
`
`Aufprallsignals dann zunachst den Inhalt eines ersten
`Schieberegisters durch Schliefien des verbindenden
`
`schalters fibernimmt, und zwar fiber eine bestimmte Zeit
`
`nach dem Aufprall hinaus, so dafi auch Nachunfalldaten
`
`noch gespeichert werden kfinnen. Problematisch ist bei
`
`dieser bekannten Einrichtung dann jedoch in diesem Zu—
`
`'
`
`sammenhang, daB Nachunfalldaten, die den anderen vor-
`
`handenen Schieberegistern zugeffihrt werden, auf keinen
`
`In
`
`Fall mehr in den Festspeicher fibernommen werden k6n-
`
`nen, weil der Steuersignalgeber das Einspeichern wei-
`
`terer Daten in die Register, die nicht mit den Fest-
`
`speichern verbunden sind, Verhindern. Das Unfallge-
`
`10
`
`15
`
`20
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`25
`
`30
`
`
`
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`
`
`
`W0 84-/03359
`
`PCT/DE84/00041
`
`schehen spielt sich aber in der Realzeit ab und mufl
`
`aufgezeichnet werden, wenn die Daten eingehen. Daher
`
`I!
`
`gehen alle Nachunfalldaten, die nicht dem ersten Schie—
`
`beregister zugeffihrt werden, verloren.
`
`Problematisch ist bei der bekannten Einrichtung ferner
`
`noch, daB keine Angabe fiber den speziellen Aufbau der
`
`Beschleunigungssensoren gemacht wird, so daB davon aus-
`
`gegangen werden muB, daB diese,auch wegen der notwen-
`
`digen Analog/Digitalumsetzung, nicht hinreichend fein-
`
`ffihlig arbeiten, was auch durch die bei dieser Ein-
`
`richtung ffir notwendig erachtete Zuordnung Von jeweils
`
`zwei Analogverstarkern mit unterschiedlichem Verstar-
`
`kungsgrad ffir jeden Beschleunigungsmesser unterstri-
`chen wird.
`
`Durch die Stfickelung der Daten durch den Eingangs-Analog-
`
`multiplexer ergibt sich ein Zeitversatz, aufierdem kann,
`
`auch wenn eine Integration erfolgen sollte, nur fiber
`
`jeweils 1/4 der verffigbaren Taktzeit integriert werden,
`so dafi schogfiher Datenumsetzung,.vier Dateneingénge
`wie angegeben dem Analogmultiplexer zugeerdnet voraus-
`
`gesetzt, 3/4 der Daten verloren gehen.
`
`Obwohl nicht im einzelnen angegeben, kann die Erfassung
`
`eines Triggerereignisses (Aufprallsignal) durch den Be-
`schleuniéungsdetektor nur als Uberschreiten von fest
`
`vorgegebenen Werten fflr die Langs— oder die Querbe-
`
`schleunigung definiert werden. Dies ffihrt dazu, daB
`
`wegen der unterlassenen, differenzierten Wertung der
`
`Beschleunigungsdaten, beispielsweise eine Berechnung
`
`resultierender Werte aus L§ngs- und Querbeschleunigung,
`
`die héufigsten Unfélle praktisch nicht zur Auslésung
`
`ffihren, beispielsweise dann, wenn unter Nichtbeachtung
`
`1O
`
`15
`
`20
`
`25
`
`30
`
`in
`
`
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`0 Page 000649
`
`
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`W0 84.-/03359
`
`PCT/DE84/00041
`
`der Vorfahrt Aufprallunfalle nur minimale Querbeschleu-
`
`nigungen, keine Léngsbeschleunigung,
`
`jedoch signifikan-
`
`te Winkelbeschleunigungen bewirken,
`
`insbesondere wenn
`
`der Reibungsbeiwert Rad/StraBe herabgesetzt ist. Da aber
`
`eine Unterbrechung des Taktsignals nur bei Auftreten
`
`eines Aufprallsignals erfolgt, dfirften in einer Viel-
`
`zahlwnn1F51len,
`
`insbesondere bei Personenunfallen,
`
`die signifikanten Daten verloren gehen. Weitere Nach-
`
`teile der bekannten Einrichtung sind beispielsweise
`
`10
`
`folgende. Durch die ledigliche Aufzeichnung von Langs-
`
`beschleunigung und Querbeschleunigung kfinnen Bewegungen
`
`eines Fahrzeugs in einer Ebene nicht festgelegt werden.
`
`Bei einem Schleudervorgang dreht sich ein Fahrzeug um
`
`seine Hochachse, und aus der Léngsbeschleunigung wird
`
`015
`
`eine Querbeschleunigung. Nur wenn man die Winkelbe-
`
`schleunigung um die Hochachse in eine Berechnung einbe-
`
`zieht,
`
`léfit sich durch eine rechnerische Rekonstruk-
`
`tion ein falsches Ergebnis der ermittelten Ortskurve
`vermeiden.
`
`20
`
`25
`
`30
`
`Da ffir die Auswertung Momentanwerte im Abstand der ge-
`wéhlten Taktrate
`
`lediglich zur Verffigung stehen, k6n-
`
`nen diese bei groflen differentiellen-Enderungen der Be-
`
`schleunigungen (Bremsvorgang-Aufprall) nichts fiber die
`zur Berechnung erforderliche mittlere Beschleunigung
`aussagen. Es muB vielmehr davon ausgegangen werden,
`
`dafi die gespeicherten Werte mit den wirklichen in le-
`diglich zuf§l1iga:Weise verknfipft sind.-
`
`Problematisch ist ferner, daB zeitkritische Uber1egun—
`
`gen, etwa eine Korrelierung mit der Absolutzeit nicht
`
`vorgenommen werden, daher sind beispielsweise im Falle
`
`einer Fahrerflucht zeitliche Zusammenhénge nicht nach-
`
`zuweisen. Perner sind Speicherung von Stérungen im Sy-
`
`‘I!
`
`‘I1
`
`Cl‘
`
`
`
`Page 000650
`
`
`
`WO 84/03359
`
`PCT/DE84-/00041
`
`:1
`
`stem nicht vorgesehen, Manipulationen an der Stromver-
`
`sorgung, Ausfall Von Sensoren oder Signalleitungen kan-
`nen nicht erfafit werden; ein sicherer Schutz gegen Sa-
`botage ist nicht mfiglich. Das gleiche trifft auf kom—
`plexe Funktionen wie beispielsweise Eigentest, Se1bst-
`
`eichung u. dgl. zu.
`
`10
`
`15
`
`2O
`
`Dabei beruht die vorliegende Erfindung auf der Erkennt—
`nis, daB die zeitliche Auflésung eines komplexen Auf-
`fahrunfalls zur differenzierten Schuldzuweisung uner-
`
`léfilich ist, und zwar einschliefilich sich ergebender
`
`Beschleunigungswirkungen: eipe Eorderung, die mit einer
`wegabhangigen Aufzeichnu£g%%gEht gelfist werden kann, weil
`in diesem Fall die Aufzeichnungspausen, die beispiels-
`
`weise dadurch entstehen kénnen, daB die Réder b1ockie—
`
`ren, bedeutsamer als die Aufzeichnungen selbst sind.
`
`Von wesentlicher Bedeutung ist ferner, daB eine Real-
`
`zeit-Aufzeichnung erfolgen muB, die sowohl eine direkte
`
`Verffigbarkeit der aufgezeichneten Daten untereinander
`
`und in ihrem Zeitbezug sicherstellt als auch bei meh-
`
`reren Aufzeichnungen das einzig verbleibende schlfissige
`Indiz ffir eine eventuelle Tatbeteiligung bildet.
`
`.1,
`
`Vorteile der Erfindung
`
`Der erfindungsgemafle Unfalldatenschreiber mit den kenn-
`
`zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegen—
`
`25
`
`fiber den Vorteil,
`
`
`
`Page000651
`
`
`
`W0 84/03359
`
`PCT/DE84/00041
`
`dafs der gesamte Bewegungsablauf des Fahrzeugs fiir einen hinrei-
`
`chend langen Zeitraurn vor Eintritt des Unfallereignisses prézise
`
`aufgezeichnet wird und im Moment des Unfalls unlaschbar gespeichert
`
`bleibt. Dabei wird nicht nur auf die durch die Me ssung von Radum-
`
`drehungen be stimmbare. Fahrzeuggeschwindigkeit abgestellt, sondern
`
`es vtexden hochpréizise Beschleunigungsangaben er-mittelt und ge-
`
`-1:
`
`1-;
`
`speichert sowie gleichzeitig als Berechnungsgrundlage fur die Er-
`
`mittlun g eine s U nfallzeitpunkte s aus gewerte t.
`
`10
`
`15
`
`2O
`
`Séimtliche gespeicherfen Informationen und Daten sind auf eine Zeit-
`
`basis bezogen, die alseine Von Strafsen und Fahrbetrieb unabhéngige
`
`Ffihrungsgréfle eingesetzt ist. Dabei liefert die Zeitbasis sowohl
`
`einen Zéhltakt ffir einen Zeitzéhler als auch die Taktfrequenz des
`
`Gesamtsystems fiir die Datenerfassung und Speicherung.
`
`T
`
`Der erfindungs gemifse Unfalldatenschreiber ist so ausgelegt, dars
`
`das gesamte Geschehen beginnend mit einem hinreichend grofsen Ab-
`
`0 stand vor einem jeweiligen Unfallzeitpunkt bis z_u einem hinreichen—
`
`den Zeitpunkt nach einem Unfall in allen seinen Einzelheiten hoch-
`
`genau und in so enger Quantisierung aufge zeichnet wird, dafs sich
`
`eine liickenlose Dairstellung sélmtlicher Ereignisse vor und nach dem
`
`Unfall voz-nehmen und entsprechend auswerten lééfst.
`
`Selbstverstélndlich ist die Entscheidung, ob normalerweise im steti—
`
`gen Urnlauf stéindig wieder fiberschriebene Daten konserviert werden
`
`sollen, von irgendwelchen Entscheidungen des Fahrers selbst un-
`
`m
`
`abhéingig; der Unfalldatenschreiber stellt aufgrund der ihm von
`
`
`
`Page 000652
`
`
`
`wo 34/03359
`
`PCT/DE84/00041
`
`- 9 -
`
`externen Sensoren zugefiihrten Bedingungen die .M&5glichke-it, dafi
`
`ein Unfall aufgetreten ist, fest und friert die zu diesem Unfall ge-
`
`hérenden Daten ein; gleichzeitig wird, nach Ablaufen einer erg:'inzen-
`
`den Nachlaufzeit eine neue Sekundéirschleife filr die Speicherp1atz-
`
`5 0
`
`belegung in einem Festspeicher definiert und so eine Bereitschafts-
`
`zeit zur Verfiigung gestellt, um die kritische Zeit nach Auffahrun-
`
`fallen mit zu uberwachen.
`
`Vorteilhaft ist ferner, dais eine bestimmte Abfolge von sogenannten
`
`Statusbedingungen A in engen zeitlichen Abstéinden, beispielsweise
`
`70
`
`jeweils alle 100 ms iiberwacht und gespeichert wer-den, wéhrend bei
`
`éiufleren Statusbedingungen B zur Einsparung Von Speicherplétzen in
`A gréjfseren zeitlichen Abstéinden, beispielsweise alle 500 ms eine Re-
`
`gistrierung ihres Betriebszustandes erfolgt.
`
`Durch die in den Unteransprtichen aufgefnlihrten Marsnahmen sind
`
`15
`
`vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im I-Iaupta.n~
`
`spruch angege benen Unfalldatenschreibe rs méglich.
`
`Zeichnung
`
`Ein Ausfiihrungsbeispiel der Ex-findung ist in der Z-:-.-ichnung darge—
`
`stellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung néiher erléute rt.
`
`20
`
`Dabei zeigen;
`
`Fig.
`
`1 ein Blockschaltbild der wesentlichsten Bestandteile des er-
`
`findungsgeméflen Unfalldatenschreibers mit den den Datenflufi
`
`
`
`Page 000653
`
`
`
`wo 34103359
`
`0
`
`PCT/DE84/00041
`
`- 10 -
`
`charakterisierenden jeweiligen Zuordnungen der einzelnen Bau-
`
`elemente zueinander und
`
`die Fig. 2 bis 5
`
`in schematisierter Darstellung ein Ausfiihrungsbeispiel des
`
`5
`
`bei vorliegender Erfindung vex-wendeten Be schleunigungs-
`sensors .
`
`\
`
`Be schreibung< der Aus fiihrungs beispiele
`
`Es ist eine zentrale Steuerlogikschaltung 21 vorgesehen, die ent-
`
`sprechend der Darstellung der Fig.
`
`1 die erforderlichen, aufzu-
`
`10
`
`zeichnenden ‘Daten zugefiihrt erhéllt und die Speiche rung der Daten
`
`in einem Festspeicher 22 veranlafit, wozu sie sich einer Adressier-
`
`logik 23 bedient, die auch als Ringadressierer, Ringspeicher oder
`
`zyklisch umlaufender Adressenzélhler be zeichnet werden kann, der
`
`mit der von ihm jeweils in verge gebenen Zeitabsténden erstellten
`
`1 5
`
`neuen Adresse imrner einen anderen Speicherplatz oder eine andere
`
`Speicherstelle im Festspeicher 22 anspricht und dieser séimtliche
`
`Von einer Interface- oder Schnittstellenschaltung 24 gelieferten Daten
`
`zur Speicherung zufiihrt.
`
`Die im folgenden lediglich noch als Ringadressierer bezeichnete
`
`20
`
`Adressierlogik léiuft dabei in einer geschlossenen Schleife um und
`adressiert fiach einer vorgege benen Schleifendauer oder Aufzeich-
`
`nungszeit, die variabel ist,
`
`jeweils zu Beginn des Urnlaufs adressierte
`
`und [zur Speicherung der Daten freige gebene Speicherzellen des Fest-
`
`speichers 22 erneut, wodurch dann die frfiheren Daten tiberschrieben
`
`
`
`Page 000654
`
`
`
`WO 84403359
`
`’
`
`PCT/DE34/0004-1
`
`-11-
`
`werden. Die Daten warden fiber die Schnittstellenschaltungen 24
`
`insgesarnt geliefert Von einem Tachogenerator oder Wegsensor-,
`
`der vorzugsweise eine vorgegebene Anzahl Von Impulsen pro Rad-
`
`umdrehung, falls gewiinscht, fur jedes Rad separat
`
`liefert und so
`
`5
`
`unter Bezugnahme auf entsprechende Zeitbasisangaben eine Be stim-
`
`mung des jeweils zurfickgelegten Weges und der entsprechenden Ge-
`
`schwindigkeit erméglicht. Dieser externe Sensor ist in Fig.
`
`1 mi’: 25
`
`bezeichnet; init 26 ist ein Beschleunigungssensor dargestellt, der so
`
`ausgelegt ist, da13 eine zur Messung der Radumdrehung vollsténdig
`
`10
`
`unabhéingige Gr‘c‘>fSe eingefiihrt wird, die in allen kritischen Fallen
`
`vefifiigbar ist und in der Lage ist, beliebige, auf das Fahrzeug sin-
`
`wirkende Beschleunigungen zu erfassen. Bei diesem b—Sensor handelt
`
`es sich um ein kapazitives System, bei dem Kondensatorflichen als
`
`Biegebalken ausgeffihrt und so montiert sind, da[3 die Tréigheits—
`kr-'a'fte in des jeweils selektierten Achse direkt senkrecht zu beiden
`
`20
`
`Achsen einwirken. Auf Aufbau und Wirkungsweise des Beschleuni-
`
`gungssensors 26 wird im folgenden noch eingegangen.
`
`Zusétzlich zu den Weg-Geschwindigkeitsdaten und den Besch.leuni-
`
`gungsdatén gelangen eine Vielzahl Von im Grunde beliebigen, fur die
`
`25
`
`Auswertung eines Unfalls insoweit aber relevante Daten zur Bea;-bei-
`
`tung und Speicherung, fiir die stellvertretend fur alle sonst noch mog-
`
`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
`
`30
`
`um Bremslicht, Blinker links, Blinker rechts, Fernlicht, Hupe, An-
`
`gaben fiber ABS (Antiblockiersystem)-Wirkungen. Die Status—A-Daten
`
`
`
`Page 000655
`
`
`
`W0 84/03359
`
`0
`
`PCT/DE84/00041
`
`-12-
`
`stehen stellvertretend fiir alle fiir das Fahrgeschehen relevanten
`
`Funktionen des Fahrzeugs, die in digitaler Form vorlie gen oder in
`
`eine solche Form umgewanglelt sind und die mit hfichster Aufltisung
`
`verfiigbar sein miissen. Sie werden in engen Zeitabstéinden, beispiels
`
`5
`
`weise 100 ms, wie vorteilhafterweise dann auch die anderen F0unktions-
`
`daten des Fahrzeugs, der Speicherung fiber die Ringadressierung zu-
`
`geffihrt, wéihrend die Status-B-Daten alle fiir den Betxieb des Fahr-
`
`zeugs wichtigen Funktionen umfassen, die nicht mit héchstef Auf-
`
`lésung verfiigbar sein miissen und daher in gr6f3e_ren Zeitabsténden
`
`10
`
`Von beispielsweise 500 ms gespeichert warden.
`
`Die Status-A- und Status—B-Blécke 27 und 23 kéinnen fur die Aufbe—
`
`reitung der Von ihnen fiber die Schnittstellenschaltung 24 geliefez-ten
`
`Daten in entsprechender Weise ausgebildet sein, also beispielsweise
`
`auch als Wandler physikalischer Gréflen in elektrische Ausgangs-
`
`15
`
`grémen, wobei die meisten der Status-Pu und‘ Status-B-Daten ein-
`
`fache Ja-Nein-Bedingungen sein kénnen, beispieisweise also,ob die
`
`Hupe betéitigt wurde oder nicht, so dafi entsprechende Ausgénge ent-
`
`weder den Zustand logo oder logl aufweisen.
`
`Es ist dann noch ein Ziindungsblock 29 vorgesehen, der der Steuer)-
`
`20
`
`logikschaltung des Unfalldatenschreibers eine Information dariiber
`
`zufijhrt, dafis die Ziindung eingeschaltet wor-den ist und schliefilich
`
`verfiigt die Steuerlogikschaltung selbst fiber einen Anzeige— oder
`Alarmblock 30, denr so ausgebildet ist, dafi damn, wenn eine Sequenz
`
`9
`
`5
`
`gespeicherter Daten festgeschrieben oder eingefroren Worden ist,
`
`25
`
`eine entsprechende Anzeige zur Veranlassung‘ einer U'berpri'1fung
`
`und/oder Auswertung bewirkt wird.
`
`
`
`Page 000656
`
`
`
`wo 34/03359
`
`PCT/DE84/00041
`
`-13..
`
`Wirkungsweise:
`
`Der grundlegende Funktionsablauf bei dem erfindungsgeméflen Daten-
`
`schreiber ist dann so, dam in dem Festspeicher 22 eine vorgegebene
`
`Anzahl Von adressierbaren Speicherstellen oder Speicherpléltzen vor-
`
`5
`
`handen ist. Bei einem praktischen Ausfilhrungsbeispiel konnen etwa
`
`so viele Speicherpléitze im Festspeicher oder Hauptspeicher vorhan-
`
`den sein, da[3 drei mal jeweils fiir eine Aufzeichnungszeit Von 60 Se-
`
`kunden Daten niedergelegt werden kénnen, wobei sich fiir einen Vor-
`
`gang eine- Aufnahmezeit von 60 Sekuncien sowohl als sinnvoll als auch
`ausreichend erweist. Einer solchen Zeitdauer ist im Stadtverkehr bei
`
`10
`
`50 km/h eine zuriickgelegte Wegstrecke von 833 m, beim Verkehr auf
`
`Landstraflen bei 100 km/h eine Wegstrecke von 1667 m und auf der
`
`Autobahn bei angenommenen 200 km/h eine We gstrecke von 3333 m
`
`zugeordnet,
`
`fiber die damn ein luckenloser Nachweis fiber siimtliche
`
`15
`
`relevanten Fahrzeugfunktionen gefuhrt werden kann.
`
`Die Aufzeichnung, also die Niederle gung der Daten im Festspeicher
`
`erfolgt zeitabhéingig im vorher bestimmten Umfang, wodurch, wie
`
`soeben schon dargelegt, die aufge zeichneten Wégstrecken proportional
`
`mit der Geschwindigkeit wachsen.
`
`20
`
`Als Zeitbasis 21a ist eine vom sonstigen System unabhéingige Quarz-
`
`zeitbasis vorgesehen, die einen minimalen Strombedarf aufweist und
`
`als der einzige Schaltungsteil, der nicht abgeschaltet werden darf,
`
`fiber einen Notbetrieb mit Pufferbatterie verfnligt.
`
`
`
`3 Page 000657
`
`
`
`W0 84:/03359 .
`
`PCT/DE84/00041
`
`-14-
`
`Diese Zeitbasis 21a liefert sowohl den Zélhltakt
`
`einen separaten
`
`Zeitzéhler als auch die System-Taktfrequenz fiir den gesamten S'teue-
`
`rungsablauf und die Speichez-vorgéinge, wobei es selbstverstéindlich
`
`inne rhalb des erfindungsgeméfien Rahrnens lie gt, ftir die Wahrnehmung
`
`2
`
`5
`
`der Steuervorgéinge und die allgemeine Verwaltung des Systems auch
`
`Mikroprozessoren, Einzweckrechner oder éihnliche Einrichtungen ein-
`
`zusetzen.
`
`Der Festspeicher 22 ist dabei nliblicherweise als RAM ausgefiihrt. Die
`
`Adressierlogik oder; der Ringadressierer legt den begrenzten Spai-
`
`“)
`
`cherumfang einer Aufzeichnungsfrequenz (Dauer beispielsweise
`
`1 Minute) als Ziihlschleife fest und definiert eine Anfangs- und eine
`
`Endadresse. Demnach zéhlt der Ringadressierer Von der Anfangs-
`
`adresse aufwéirts bis zur Endadresse, veranlaflt dabei das Ein-
`
`schreiben sémtiicher fahrzeugrelevanter Daten in die einzelnen
`
`1 5
`
`Speicherzellen und spring’: beim Erreichen der Endadresse wieder
`
`auf die Anfangsadresse zuriick, so dafi es bei nbrmalem Fahrbetrieb
`
`dann zu einem Uberschreiben der durch diese Ziihlschleife gespeicher-
`ten Daten. im Festspeicher im endlosen Ablauf kommt.
`
`Eine Unterbrechung irn zyklischen Umlauf der Zéihlschleife ergibt'
`
`20
`
`sich nur dann, wenn ein Triggerereignis auftritt, welches von der
`
`logischen Steuerschaltung errechnet und als Unfall inte rpretiert wird.
`
`Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dafi Vom Beschleur1i—
`gungssensor 26 gemeldete Beschleunigungen konfmuierlich mit vor-
`
`ge gebenen Maximalwerten verglichen und auf einen Unfall geschlos-—
`
`25
`
`sen wird, wenn entspre chende Uberschreitungen festge stellt we:-den.
`
`I)
`
`Die Entscheidung, warm bzw. ob ein Unfall vorlie gt, kann mit grant-
`
`
`
`” "Page 000658 "
`
`
`
`WO 84/03359
`
`PCT/DE84/00041
`
`__15_
`
`mésglicher Sicherheit getroffen wer-den, wobei die jeweiligen Bewar-
`
`tungskriterien so nahe wie mijglich an den im normalen Fahrbetrieb
`auftretenden Beschleunigungen liege-n.0 Es ist ferner mijglich, z0u-
`
`séitzlich zui der reinen Uberwachung der Beschleunigungen auch an-
`
`5
`
`dere Daten zur Definition eines Unfalls heranzuziehen, beispielsweise
`
`starke Verzégerung in Fahrtrichtung gieichzeitig ohne betétigte Be-
`trie bs bre mse.
`
`Die Detektion des Triggerereignisses fiihrt dazu, daI3 die Vorlauf-
`
`daten, also die bisher im Festspeicher durch den Umlauf eingeschrie-
`
`10
`
`benen Daten eingefroren werden, mit ande ren Wor-ten, der Ring-
`
`adressierer 23 adressiert die zu seiner bisherigen Zéihlschleife ge-
`héirenden Speieherpléltze nicht mehr, es Wird dann lediglich noch fiir
`
`eine begrenzte Zeit weitergeschrieben,
`
`maximal bei-
`
`spielsweise eine haibe Minute und minimal bis zum Fahrzeugstil1-
`
`1 5
`
`stand.
`
`Anschliefiend kann der Ringadressier-er 23 aus dieser Zéihlschleife
`
`herausspringen und eine niichstfolgende Zéihlschleife, die ebenfalls
`
`eine Dauer Von einer Minute haben kann, definieren mit entsprechend
`
`adressierten weiteren Speicherplétzen im Festspeicher 22, wodur_ch
`
`20
`
`die Speicherplétze der ersten Zéihlschieife eingefroren und nicht
`
`mehr léischbar sind, und zwar durch keine Mittel, die beispielsweise
`
`dem Fahrer zur Verfiigung stehen.
`
`Im folgenden wird jetzt zunéchst auf ein bevorzugtes Ausff.'1hrungs-
`
`beispiel beziiglich Art, Aufbau und Funktion des verwendeten Be-
`
`25
`
`schleunigungssensors einge gangen.
`
`
`
`Page 000659
`
`
`
`WO 84/03359
`
`PCT/DE84/00041
`
`Der Grundgedanke eines in Fig. 2 beispielhaft gézeigten Beschleuni-
`
`gungssensors besteht darin, jeweils eine Flélche eines Kord ensators
`
`als Biegebalken auszufiihren und so anzuordnen, da[3 einwirkende
`
`Tréigheitskréfte in der jeweils selektierten Achse senkrecht zur
`
`Balkenachse einwir-ken, wobei der Kondensator als Teil eines elek-
`
`’ tronischen Oszillators A Von im fibrigen durchaus belie bigen Schal-
`
`tungsaufbau — so in die Konzeption des Oszillators einbezogen ist,
`
`dafi er mindestens mitbestimmend ffir dessen Schwingfrequenz ist.
`
`In Abhéingigkeit zu den Biegekréften ergibt sich dann jeweils fur unter-
`
`schiedliche Durchbiegungen ein linearer Zusammenhang zur Kapazitéit
`
`und bei entsprechender Ausbildung des Oszillators ein linearer Zu-
`
`' sammenhang der Kapazitiitséinderung mit der Anderung der Schwing—
`
`frequenz.
`
`Entsprechend dem vereinfachten Ausfiihrungsbeispiel der Fig. 2 ist
`
`ein zentraler Einspannkijrper 10 vorgesehen, der Biegebalken in
`
`Form von flachen Zungen ll, 12 und 13 einseitig eingespannt lagert
`
`und vorzugsweise gleichzeitig elektrisch mit Ydenzungen so verbun-
`
`den ist, dafl sich am Block des Einspannkéjrpers 10 das gemeinsame
`
`I\'ullpo’tential der Schaltung ergibt, in welche der Beschleunigung,sauf-
`
`ncluner eingeordnet ist.
`
`0
`
`Die Zungen sind bei. dern in Fig. 2 gezeigten vereinfachten Ausfi1h-
`
`I-Lxxxgsbeispiel eines Beschleunigungsaufnchme rs, wie er insbesondere
`
`zur Amvendung bei Kraftfahrzeugen im Bereich von in diese eingebaute
`.
`.
`.
`.
`.
`.
`0
`.
`lxurzzext-Unfalldatenschrexber vorgesclmn 1st, um _]8WE1lS 90
`zuem-
`
`10
`
`15
`
`20
`
`
`
`Page 000660
`
`
`
`WO 84/03359
`
`PCT/DE84-/00041
`
`-17-
`
`ander versetzt in einer Ebene, wobei em in Fahrfrichtung weisender
`
`kapazitiver Sensor entbehrlich ist. Es ergeben sich so drei kapazi~
`
`tive Sensoren F1, F2, F3, jeweils gebildet aus den Zungen 11, 12, 13,
`
`die stationéiren Gegenplaften 11’, 12’ und 13’ gegenfiberstehen,
`
`in
`
`5
`
`vorgegebenem Abstand, so dais sich im Ruhe zustand Kondensatoren
`
`mit vorgegebenen Kapazitéltswerten ergeben.
`
`Sobald auf einen solchen, aus einzelnen kapazitiven Sensoren beste-
`
`henden Beschleunigungsaufnehmer‘ Beschleunigungskréifte einwirken,
`
`kommt es zu einer Verbiegung der einzelnen Zungen aufgrund der
`
`'10
`
`Triigheitskriifte der Zungen und zu einer entsprechenden Annéiherung
`
`an die stationéiren Gegenplatten oder Eutfernung von diesen, was zu
`
`entsprechenden Kapazitéitséinderungen an den einzelnen Beschleuni—
`
`gungssensoren aufgrund der sich élndernden Plattenabstéinde ftihrt.
`
`Dabei wird bei negativen Beschleunigungsénderungen, die als eine
`
`20
`
`Annéiherung der Platten jedes gebildeten Kondensators definiert sei,
`
`eine Kapazittitserhéihung und bei positiver Beschleunigungseinwirkung
`
`cine Kapazit éitse rniedrigung é rfolgen.
`
`Entsprechend einem pr-aktischen Ausfuhz-ungsbeispiel kéjnnen die
`
`25
`
`Zungen, die von dqrchgehend gleichféirmigem Querschnitt vorzugs-
`weise sind, eine Breite von 1,4 cm bei einer Léinge Von 2 cmjmd .
`
`einer Dicke von 0, 03 cm aufweisen und aus einem geeigneten Werk-
`
`stoff wie beispielsweise Berylliumbronze oder auch zur Erzielung
`
`einer noch geringeren Temperaturabhéingigkeit aus einern Werkstoff
`
`be-stehen, der allgemein unter der Bezeichnung Nivarox bekannt ist.
`
`30
`
`Betréigt befeinem solchen Ausffihrungsbeispiel der Normalabstand
`
`
`
`I’-'0’age 000661
`
`
`
`WO 84/03359
`
`PCT/DE84/00041
`
`zwischen den Platten jedes Kapazitéts-Sensors F1, F2, F3 0, 01 cm
`
`{\I
`
`bei einer iiberdeckten Léinge von 0, 8 cm, dann ergeben sich die, aus
`
`T der folgenden Tabelle entnehmbaz-en Werte bei vorausgesetzten, ein-
`
`wirkenden Beschleunigungen zwischen -20 g bis +20 g:
`
`A aufien
`
`A mittl.
`
`C
`
`f
`
`g
`mm
`mm
`pF
`Hz
`
`
`-20.0
`
`-10.0
`
`.-1.0
`
`-0.5
`
`-0.2
`
`-0.1
`
`+0.0
`
`+0.1
`
`+0.2
`
`+0.5
`
`+1.0
`
`+10.0
`
`+20. 0
`
`0.0600
`
`0.0800
`
`0.0980
`
`0.0990
`
`0.0996
`
`0.0998
`
`0.1000
`
`0.1002
`
`0.1004
`
`0.1010
`
`0.1020
`
`0.1200
`
`0.1400
`
`0.0838
`
`0.0919
`
`0 0992
`
`0.0996
`
`0.0998
`
`0.0999
`
`0.1000
`
`0.1001
`
`0.1002
`
`0.1004
`
`0.1008
`
`0.1081
`
`0.1162
`
`11.84
`
`422084
`
`10.79
`
`463005
`
`10.00
`
`499834
`
`9.96
`
`9.93
`
`9.93
`
`9.92
`
`9.91
`
`9.90
`
`9.88
`
`501880 T
`
`503108
`
`503517
`
`503926
`
`504335
`
`504745
`
`505972
`
`'9.84
`
`508018
`
`9.17
`
`8.53
`
`544847
`
`585768
`
`A05 der Tabelle léiflt sich entnehmen, dam eine Grundfrequenz des
`
`Oszillators beim Normalabstand (einwirkende Beschleunigung = 0)
`
`Von ca. 503, 926 KHZ zugrundegelegt werden kann, mit entsprechend
`
`-.
`
`liuearer und gut auswertbarer Fr-equenzéinderung zwischen 422, 084 KHZ
`
`bei g = -20 bis 5853, 768 KHZ bei g = +20; die Kapazitéitséinderung in
`
`IO
`
`15
`
`20
`
`
`
`Page000662
`
`
`
`WO 84/03359
`
`PCT/DE84-/0004 1
`
`-19-
`
`pF schwankt dann zwischen 11, 84 und 8, 53 pF.
`
`Eine Torsionseinwir-kung auf die einzelnen Zungen oder Biegebalken
`
`durch Winkelbeschleunigung,
`
`im Falle des Besch1eunigungsaufneh-
`
`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 Kondensatoffléchen nicht aus, da eine Verdrehung der
`
`Zungen 11 und 12 in diesem Fall eine symmetrische Abstandséinderung
`
`um die neutrale Achse bewirkt, die sich selbst kompensiert.
`
`‘IO
`
`15
`
`Schwingungen oder Vibrationen wirken sich auf die mittlere Kapazitéit
`
`ebenfalls nicht aus, da zwar iiberlagez-te Kapazitéltséinderungen mit
`
`der jeweiligen Schwir1g- oder Vibrationsfrequenz entstehen k'o'nnen,
`
`die sich aber fiber eine vorgesehene Integrationszéit bei der Answer-
`
`tung der Schwingfrequenz von mindestens 50 ms nicht auswirken
`
`kijnnen. Ivliigliche Resonanzfrequenzen der Zungen selbst lie-gen
`
`we gen ihrer Abmessungen in einem erheblich héjheren Frequenzbe-
`
`reich und kommen bei dem dargestellten Ausfiihzjungsbeispiel nicht
`
`zur Auswirkung.
`
`Die schematische Darstellung der Fig. 3 dient zur Beurteilung von.
`
`.20
`
`einwirkenden Drehbeschleunigungen, wie sie sich auf den in Fig. 2
`dargestelltenBeschleunigungssensor im sinne des dort gezeigten
`
`u
`
`Doppelpfeils A durchaus erge ben kénnen. Unter der Voraussetzung
`
`einer in Fahrtrichtung einwirkenden, vorhandenen Léingsbeschleum'.-
`
`gung bL fiihrt eine Drehbeschleunigung in einer gegebenen Richtung
`dazu, dafl sich bei dem einen Kapazitéitssensor, beim Ausfiihrungs-
`
`
`
`
`
`Page 000663
`
`
`
`WO 84/03359
`
`PCT/DE84/00041
`
`-20-
`
`beispiel F1, die einwirkende Drehbeschleunigung BD vom Wert der’
`Lingsbeschleunigung bL substrahiert,
`im anderen Fall des Sensors
`
`[N
`
`F3 hinzuaddiert. Die beiden Sensoren Fl und F3 liefern daher Anga-
`
`ben fiber urngesetzte resultierende Beschleunigungswerte von bl fur
`
`F1 und b2 fur F3. I-Iieraus 12131 sich die Drehbeschleunigung nach
`
`folgender Formel ermitteln:
`
`bD = (b2 - bl)/2.
`
`Die gleichfalls vorliegende Léngsbeschleunigung ergibt sich aus der
`
`folgenden Formal
`
`b2. =(b2 + bl)/,2.
`
`Fer-ner lassen sich aufgrund der resultierenden Beschleunigungen
`
`beziiglich der Richtung der einwirkenden Beschleunigungen die fol-
`
`gende Feststellung treffen: Ist das Ergebnis der ersten, die Drehbe—
`
`schleunigung betreffenden Formel positiv, dann war die DrehbeschJ.eu-
`
`nigungseinwirkung linksdrehend,
`
`im anderen Falle rechtsdrehend.
`
`Aus der zweiten Formel fiir die Léingsbeschleunigung ergibt. sich bei
`
`positivem Ergebnis eine Angabe der Beschleunigung in Fahrtrich- _
`tung, bei negativem Ergebnis eine Bremsbeschleunigung gegen die
`
`Fahrtrichtung .
`
`Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausfiihrungsbeispiel ist der Kapazitéits-
`
`sensor F2 in Fahrtrichtung lie gend angeordnet; daher fiihren an ihm
`
`gemessene Kapazitétsélnderungen zu der Feststellung, dafl beispiels-
`
`10
`
`15
`
`20
`
`
`
`Page 000664
`
`
`
`WO 84/03359
`
`PCT/DE84/0004 1
`
`-21-
`
`weise bei einer Beschleunigungseinwirkung in Féhrtrichtung gesehen.
`
`nach rechts, also in der Zeichenebene nach unten die Beschleuni-
`
`im anderen Falle
`gungsanzeige des Kapazititssensors F2 positiv,
`negativ ist. Natiirlich reagiért der Sensor F2 auch auf Drehbe:schleu-
`
`nigungen des Fahrzeugs, dann aber gemeinsam mit den Sensoren F1
`
`und F3 in der weiter vorn schon beschriebenen Weise, so dafl dann,
`
`wenn die Sensoren F1 und F3 keinc Drehbeschleunigung anzeigen, eine
`
`am Sensor‘ F2 festgestellte Beschleunigung in Fahrtrichtung gesehen
`
`nach rechts oder links erfolgt ist.
`
`10
`
`Die mechanische Fertigung der durch diese Trfigheitskrélfte die
`
`Kapazitétséinderungen an F1, F2 und F3 hervorrufenden Zungen
`
`0 kann mit so hoher Genauig
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