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Datenerfassungssystem für Fahrzeuge
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Datenerfassungsystem für im Fahrzeug
entstehende, die Funktion des Fahrzeuges und die Fahrweise des Fahrers betreffende
Daten. Ein solches Datenerfassungssystem besteht normalerweise aus einem Erfassungsgerät,
welches im Fahrzeug angeordnet ist und während der Fahrt die gewünschten Daten speichert,
aus einem Rechner, in dem diese Daten aufbereitet werden und aus einer steckbaren
Einheit, die einen Datenspeicher enthält, der einerseits die mittels des Erfassungsgerätes
erfaßten Daten aufnimmt und die andererseits in den Rechner eingeführt werden kann,
um diesem die im Fahrzeug erfaßten Daten zuzuführen. Eine derartige Einrichtung
ist beispielsweise beschrieben in der US-PS 4 188 618.
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Selbstverständlich ist es wünschenswert, die in dem Erfassungsgerät
aufgezeichneten Daten auch mit einem entsprechenden Zeitbezug aufzeichnen zu können,
also nicht nur ihre Zeitdauer zu erfassen, sondern ihnen auch eine Tageszeit und
ein Datum zuordnen zu können. Es würde daher naheliegen, in einem Erfassungsgerät
der oben gekennzeichneten Art auch einen Uhrenbaustein vorzusehen, wie er beispielsweise
für Weckerradios oder dergl. üblich ist. Solche Uhrenbausteine liefern eine digitale
Tageszeitanzeige sowie auch das entsprechende Datum. Die Anordnung eines solchen
Uhrenbausteines in dem Datenerfassungsgerät hat den Vorteil, daß nur für jedes Datenerfassungsgerät
ein Uhrenbaustein erforderlich ist. Sie hat aber den Nachteil, daß es bei einem
größeren Fuhrpark, in dem eine Vielzahl von Fahrzeugen mit solchen Erfassungsgeräten
ausgerüstet sind, schwierig ist, die Synchronität der Uhrzeit und Datumanzeige der
Uhrenbausteine über längere Zeiträume aufrechtzuerhalten.
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Mit anderen Worten, es wird nötig sein, in regelmäßigen Abständen
die Uhren in den einzelnen Erfassungsgeräten mit einer Hauptuhr zu vergleichen und
jeweils manuell auf die richtige
Tagezeit und das richtige Datum
einzustellen.
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Hier hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die notwendige Synchronität
zwischen den Uhrzeitangaben der einzelnen Fahrzeuge auf einfachere Weise herzustellen
und aufrechtzuerhalten.
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Dementsprechend bezieht sich die Erfindung auf ein Datenerfassungssystem
für im Fahrzeug entstehende, die Funktion des Fahrzeuges und die Fahrweise des Fahrers
betreffende Daten, bestehend aus einem Datenerfassungsgerät zur Montage im Fahrzeug,
das die Werte bzw. Zustände verschiedener, mit geeigneten Sensoren verbundener Geber
erfaßt und speichert, einer steckbaren Kassette, die einen Datenspeicher enthält
und die in das Datenerfassungsgerät eingeführt und wieder entnommen werden kann,
einem Rechner mit einem entsprechenden Datenlesegerät, in dem die Daten der Kassette
ausgewerter werden können und durch den auch Daten in den Datenspeicher der Kassette
eingeschrieben werden können, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kassette außer
dem Datenspeicher und einer den Datenerhalt sichernden Batterie noch eine Uhr enthält,
die Tageszeit- und Datumsignale abzugeben in der Lage ist.
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Durch diese Ausbildung der steckbaren Datenkassette mit einem zusätzlichen
Uhrenbaustein für die Tageszeit und Datumangabe werden zwar die einzelnen Kassetten
in ihrem Herstellungspreis geringfügig teurer, es ergibt sich jedoch der wesentliche
Vorteil, daß die Uhrenbausteine in den Kassetten im Rechner jeweils bei der Datenentnahme
und bei der Aufzeichnung von Auswahlinformationen auch auf die übereinstimmende
Tageszeit und das Datum gerichtet werden können. Eine in regelmäßigen Abständen
erfolgende manuelle Anpassung der Tageszeit und der Datumangaben der Uhren ist daher
nicht mehr erforderlich, sie wird automatisch jedesmal dann durchgeführt, wenn die
Daten aus der Kassette entnommen und neue Auswahl Informationen in die Kasset-
te
eingeschrieben werden.
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Die Erfindung soll nun im einzelnen anhand einer Beschreibung der
beiliegenden Zeichnungen erläutert werden. In diesen Zeichnungen zeigt FIG. 1 ein
Übersichtsschema des gesamten Datenerfassungssystems, FIG. 2 ist ein Ubersichtsschaltplan
des Datenerfassungsgerätes und der Kassette, FIG. 3 zeigt das im Rechner vorhandene
bzw. als separate Baueinheit vorgesehene Datenlesegerät zwischen dem Rechner für
die Aufnahme der Datenkassette.
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In-FIG. 1 ist der Lkw 1 mit einem im Fahrzeug montierten Erfassungsgerät
2 versehen. Dieses Erfassungsgerät 2 kann vorzugsweise so angeordnet sein, daß es
für den Fahrer nicht sichtbar ist, da eine Beobachtung des Gerätes überflüssig ist.
Es werden keinerlei Daten angezeigt, sondern nur Daten aufgezeichnet.
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Es ist selbstverständlich, daß durch eine besondere Anzeigeeinheit
bei Bedarf auch eine Anzeigeeinrichtung geschaffen werden kann. Grundsätzlich soll
das System jedoch ohne Wartung und Beobachtung durch den Fahrer funktionieren.
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Die Daten von dem Erfassungsgerät 2 gehen in eine Datenkassette 3,
die mit einem Datenspeicher versehen ist. Die Kassette 3 ist in das Erfassungsgerät
2 während des Betriebes des Fahrzeuges 1 eingesetzt und kann am Ende der Schicht
aus dem Erfassungsgerät 2 entnommen werden. Im Büro des Fahrzeughalters wird die
Datenkassette 3 dann in ein Datenlesegerät 4 eingesteckt, mit dessen Hilfe die Daten
auf den Personalcomputer 5, einen Rechner kleinerer Bauart, übertragen werden. Der
Rechner seinerseits ist mit einem Drucker 6 zum Ausdrucken der eingegebenen
und
errechneten Daten verbindbar sowie auch mit einem Massenspeicher 7 in Form verschiedener
Floppy-Disk-Kassetten oder dergl. Uber ein Modem 8 kann der Rechner auch über ein
weiteres Demodem 9 mit einem Zentralcomputer 10 verbunden werden. Wie durch die
Pfeile angedeutet ist, können in dem Datenlesegerät 4 nicht nur die Daten aus der
Datenkassette 3 ausgelesen werden, sondern es können auch Daten von dem Rechner
5 in die Kassette 3 eingelesen werden. Diese Daten sind die sog. Auswahlinformationen,
mit deren Hilfe innerhalb des Datenerfassungsgerätes 2 die Informationen, die von
den verschiedenen Gebern geliefert werden, so verdichtet werden, wie es der Fahrzeughalter
wünscht bzw. wie es seinen individuellen Bedürfnissen entspricht.
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Wie das Datenerfassungsgerät 2, die Datenkassette 3 und das Datenlesegerät
4 im einzelnen aufgebaut sind, ergibt sich aus den FIG. 2 und 3. Das im Fahrzeug
eingebaute Datenerfassungsgerät 2 besteht aus einer Zentraleinheit CPU in Form eines
Mikroprozessors 11, einem Systemspeicher 12, der normalerweise als ein sog. EPROM
ausgebildet ist, und einem Datenspeicher 13, der ein Schreib-Lese-Speicher, ein
RAM, ist. Der Systemspeicher 12 ist normalerweise ein EPROM, kann aber bei Bedarf
durch ein weiteres EPROM ergänzt werden. Alle drei Bausteine 11, 12, 13 sind untereinander
verbunden durch einen Daten- und Adress-Bus 14. Der Bus 14 besorgt ferner die Verbindung
zu drei Schnittstellen 15, 16 und 17.
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Die Schnittstelle 15 besorgt den Datentransfer zu der Schnittstelle
18 in der Datenkassette 3. Die Schnittstelle 15 enthält im wesentlichen Leitungstreiber.
Die Schnittstelle 16 dient dazu, die Verbindung zu den verschiedenen Grenzwertgebern
19 herzustellen. Diese Grenzwertgeber sind symbolisch dargestellt durch einen Schalter,
dessen geöffnete oder geschlossene Stellung den Grenzwert repräsentieren soll. An
den verschiedensten Stellen des Fahrzeuges sind Sensoren angeordnet, die Informa-
tionen
über Grenzwerte abgeben und die ein Signal über einen Schalter 19 abgeben, wenn
der betreffende Grenzwert über-bzw. unterschritten ist. Es seien hier nur ein paar
Beispiele für derartige Grenzwertgeber angeführt: die Motoröltemperatur, die Kühlwassertemperatur,
die Abnutzung der Bremsbeläge, das Absinken des Reifendruckes unter einen zulässigen
Wert, das Absinken des Bremsdruckes unter einen zulässigen Wert, das Absinken des
Druckes im Kompressor, die angezogene Handbremse, der nicht angelegte Sicherheitsgurt,
ein nicht geschlossener Türkontakt, der Entladezustand der Batterie oder die Beleuchtung.
Insgesamt sind an der Schnittstelle 16 beispielsweise zwölf Eingänge für Informationen
von Grenzwertgebern 19 vorgesehen, die belegt oder auch unbelegt sein können, d.h.
der Fahrzeughalter selber kann eine Auswahl treffen, welche Informationen der verschiedenen
Sensoren, die meist im Fahrzeug ohnehin vorhanden sind, er nun an das Datenerfassungsgerät
anschließen möchte. Mit Rücksicht darauf, daß das Erfassungsgerät ohne Einwirkungsmöglichkeit
durch den Fahrer arbeiten soll, sind an sich irgendwelche Handschalter für die manuelle
Eingabe zusätzlicher Informationen nicht vorgesehen. Will man jedoch solche Informationen
dennoch eingeben, so müßten diese auch über die Schalter 19 angeschlossen werden.
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Die Schnittstelle 17 dient dem Anschluß an die Geber 33, welche dynamische
Werte während des gesamten Fahrtverlaufes liefern.
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Es ist vorgesehen, daß bis zu sechs Geber angeschlossen werden können.
Hierbei kann es sich z. B. um folgende Informationen handeln, die eingegeben werden:
der zurückgelegte Weg, aus dem die Geschwindigkeit abgeleitet wird, die Motordrehzahl,
der Kraftstoffverbrauch, sofern das Kraftfahrzeug mit einem Durchflußmesser versehen
ist, die Kühlraumtemperatur, soweit es sich um ein Fahrzeug mit einem Kühlraum handelt,
oder beispielsweise bei Tankwagen auch die Menge des übernommenen und wieder ausgegebenen
Kraftstoffes, wenn, wie dies bei diesen Fahrzeugen üblich ist, ein Durchflußzähler
für diese Mengen vorhanden ist.
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Selbstverständlich können für andere Spezial fahrzeuge auch noch
andere
dynamische Impulsgeber wahlweise angeschlossen werden.
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Die Impulsfolgen, die von diesen Gebern 33 geliefert werden, werden
jedenfalls je für sich in einem besonderen Zähler 20 gezählt, nachdem die Impulse
in entsprechenden Schaltungsbauteilen vorher für die Zwecke der Zählung aufbereitet
worden sind. Das Netzteil 21 versorgt das Erfassungsgerät 2 mit der notwendigen
Spannung, wobei die Spannung der Kraftfahrzeugbatterie entsprechend transormiert
wird.
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Die Datenkassette 3 enthält außer der Schnittstelle 18, die ebenfalls
im wesentlichen aus Leitungstreibern besteht, einen oder mehrere Datenspeicher 22
in Form von Schreib-Lese-Speiher oder RAMs. Außerdem enthält die Datenkassette 3
erfindungsgemäß einen Uhrenbaustein 23, der so ausgebildet ist, daß er in digitaler
Form nicht nur die aktuelle Tageszeit liefert sondern auch die Angabe des entsprechenden
Datums. Derartige Bausteine sind aus der Uhrentechnik bekannt. Dem Datenerhalt der
Informationen sowohl in dem Datenspeicher 22 als auch des Uhrenbausteins 23 dient
eine Pufferbatterie 24. Normalerweise wird als Datenspeicher ein 2-K-Byte-Speicher
verwendet. Die Einrichtung ist aber so getroffen, daß wahlweise auch zwei oder sogar
vier solcher Bausteine in der Kassette Platz finden können. Die Schnittstelle 18,
der Datenspeicher 22 und die Uhr 23 sind über ein Adress- und Daten-Bus-Leitungssystem
25 miteinander verbunden.
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FIG. 3 zeigt das Datenlesegerät 4. Es ist, wie bereits oben erwähnt,
im Büro des Fahrzeughalters angeordnet und ist Bestandteil eines Computersystems.
In dem Datenlesegerät 4 ist ebenfalls eine Zentraleinheit in Form eines Mikroprozessors
CPU 26 vorhanden. Auch das Datenlesegerät hat selbstverständlich einen Systemspeicher
27 für das Systemprogramm. Zweckmäßigerweise wird es sich hier auch um ein sog.
EPROM handeln. Über das Bus-System 28' für Daten und Adressen sind die CPU 26 und
der
Systemspeicher 27 mit zwei Schnittstellen 28 und 29 verbunden.
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Ein Netzteil 30 sorgt für die Spannungsversorgung, insbesondere für
die Transformation der Netzspannung in die Systemspannung. Ein Uhrenbaustein 35
im Datenlesegerät erfüllt die Funktion der Hauptuhr. Sie kann manuell gerichtet
werden,und sie sorgt dafür, daß die Uhren 23 in den Kassetten 3 synchron mit der
Uhr 35 laufen. Die Schnittstelle 28 korrespondiert zu der Schnittstelle 18 in der
Kassette 3. Mit anderen Worten, die Schnittstellenanordnungen 18 und 28 erlauben
einen Datentransfer in beiden Richtungen, also einmal von der Datenkassette zum
Datenerfassungsgerät 2. Andererseits kann die Schnittstelle 18 aber auch dem Datentransfer
von dem Gerät 4 in den Datenspeicher 22 der Kassette dienen. Für letzteres ist das
Datenlesegerät 4 mit einer Schnittstelle 29 zur Übernahme von Daten aus dem Rechner
5 vorbereitet, was durch die Pfeile 31 angedeutet ist, die einen Datentransfer in
beiden Richtungen zum Ausdruck bringen sollen. Durch die Pfeile 32 wird angedeutet,
daß das Lesegerät 4 noch mit einem weiteren Lesegerät verbunden sein kann, und zwar
auch hier für einen Datentransfer zum Rechner 5 in beiden Richtungen.
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Statt die Uhr 35 in dem Datenlesegerät 4 anzuordnen, ist eine andere
Möglichkeit die, daß der Computer 5 selbst bereits mit einer derartigen Hauptuhr
versehen ist. Dann ist die Uhr 35 in dem Datenlesegerät 4 entbehrlich, und das Richten
der Uhren 23 in den Kassetten 3 kann vom Rechner her über die Schnittstellen 29,
28 und 18 erfolgen, selbstverständlich gesteuert durch den Systemspeicher 27 des
Datenlesegerätes 4.
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Im folgenden sei die Funktionsweise des Datenerfassungssystems in
groben Zügen beschrieben. Das Datenerfassungsgerät tastet in regelmäßigen kurzen
Zyklen die Schalter 19, die der Schnittstelle 16 zugeordnet sind, ab und auch die
Impulsgeber 33, die der Schnittstelle 17 zugeordnet sind. Die Daten werden gesteuert
durch den Systemspeicher 12 und beispielsweise auch kumu-
liert
in dem Datenspeicher 13 gespeichert. In größeren Zyklen wird dann jeweils der Datenspeicher
13 durch die Kassette abgefragt. Mit anderen Worten, eine Auswahl der Daten, die
im Datenspeicher 13 in der Zwischenzeit gespeichert wurden, wird in den Datenspeicher
22 der Kassette übernommen. Gleichzeitig wird, gesteuert durch den Systemspeicher
12, den Daten auch eine entsprechende Uhrzeit aus der Uhr 23 beigegeben, soweit
dies im Programm vorgesehen ist. In dieser Form werden dann die Daten in verdichteter
Form in dem Datenspeicher 22 abgespeichert, zusammen mit der dazugehörigen Uhrzeit
bzw. Datumsangabe.
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Wenn die Kassette ausgelesen werden soll, wird sie aus dem Erfassungsgerät
2 entnommen und wird in das Lesegerät 4 eingesteckt. Hier werden die Daten im Datenspeicher
22 gelesen und über die Schnittstellen 18, 28, 29 auf den Rechner übertragen.
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Nach dem Lesevorgang werden dann die Daten im Speicher 22 gelöscht,
aber der Speicher wird vom Rechner her mit entsprechenden Auswahlinformationen versehen,
die der Datenverdichtung der im Speicher 13 des Erfassungsgerätes gespeicherten
Daten dienen. Im Zuge der Einschreibung der Auswahlinformationen wird gleichzeitig
geprüft, ob die Uhr 35 des Lesegerätes mit der Uhr 23 der Kassette synchron läuft.
Ist dies nichtder Fall, dann wird die Uhr 23 entsprechend dem Stand der Uhr 35 gerichtet.
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Sollte der Rechner 5 selbst mit einem Uhrenbaustein versehen sein,
so kann dies Uhr 35 in dem Datenlesegerät 4 entfallen, und das Richten der Uhren
23 in der Kassette kann von der Uhr des Rechners 5 her unmittelbar vorgenommen werden.
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