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DE29913812U1 - Vorrichtung zum Erfassen und Anzeigen der Beschleunigung eines Fahrzeuges - Google Patents

Vorrichtung zum Erfassen und Anzeigen der Beschleunigung eines Fahrzeuges

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DE29913812U1
DE29913812U1 DE29913812U DE29913812U DE29913812U1 DE 29913812 U1 DE29913812 U1 DE 29913812U1 DE 29913812 U DE29913812 U DE 29913812U DE 29913812 U DE29913812 U DE 29913812U DE 29913812 U1 DE29913812 U1 DE 29913812U1
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FURCH HANS GEORG
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FURCH HANS GEORG
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Description

Vorrichtung zum Erfassen und Anzeigen der Beschleunigungen eines Fahrzeugs
Erfinder
P. Adrian, Th. Neumann, H.-G. Furch
Inhaltsverzeichnis
1. Beschreibung— - - - - - - - - - 2
2. Ansprüche 8
3. Zusammenfassung 10
4. Zeichnungen- - - - - - - 11
1. Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen und Anzeigen der Beschleunigungen eines Fahrzeugs entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Fahrer von Fahrzeugen, insbesondere von Personenkraftwagen oder sportlichen Kraftfahrzeugen, sind oftmals daran interessiert, die auf das Fahrzeug einwirkenden Beschleunigungen nicht nur körperlich zu spüren, sondern auch durch eine Anzeige in objektiven Werten erfassen zu können, und zwar sowohl in ihrer Stärke als auch in ihrer Richtung. Die wichtigsten Beschleunigungen sind dabei diejenigen, die in der Fahrbahnebene in Fahrtrichtung und quer dazu wirken, d.h. einerseits die bei einer Geschwindigkeitserhöhung und beim Bremsen und andererseits die bei einer Kurvenfahrt auftretenden Beschleunigungen. Zusätzlich können auch die vertikal gerichteten Beschleunigungen von Interesse sein.
Die Erfassung der Beschleunigungen eines Fahrzeugs eröffnet darüber hinaus die Möglichkeit, die Beschleunigungswerte in Geschwindigkeitswerte umzuwandeln und zeitabhängig zu speichern. Aus den gespeicherten Werten kann im Bedarfsfall, z.b. nach einem Unfall, der Fahrtablauf rekonstruiert werden. Desgleichen kann beispielsweise zu Schulungszwecken das Fahrverhalten des Fahrers analysiert und verbessert werden.
Aus der DE 29810674 Ul ist eine Vorrichtung der Eingangs genannten Art bekannt, bei der ein in einem Beschleunigungsanzeiger angeordneter Trägheitskörper die einwirkende Beschleunigungskraft anzeigt. Dabei werden je nach der Einbaurichtung des Beschleunigungsanzeigers in dem Fahrzeug entweder die Beschleunigungen beim Bremsen oder Beschleunigen des Fahrzeugs oder die Beschleunigungen bei Kurvenfahrten angezeigt. Um die Beschleunigungen in beiden Richtungen erkennen zu können, müßten zwei Anzeigegeräte eingebaut sein, wobei es aber immer noch nicht möglich wäre, die aus den beiden Richtung resultierende Kraft zu erkennen. Eine weitere Verwertung der erhaltenen Beschleunigungsdaten ist nicht vorgesehen und mit der offenbarten Ausführungsform des Beschleunigungsanzeigers auch nicht möglich.
Gebrauchsmusterschutzanmeldung 1 P. Adrian, Th. Neumann, H.-G. Furch
• ·
Der Erfindung liegt die Aufgabe * zugrunde, eine zum Erfassen und Anzeigen der Beschleunigungen eines Fahrzeugs geeignete Vorrichtung zu schaffen, die die in mindestens zwei Richtungen wirkenden Beschleunigungen aufnimmt und in Richtung und Stärke anzeigt. Ferner soll die Möglichkeit geschaffen werden, durch Verarbeitung der erfaßten Werte die Resultierende zu ermitteln und weitere für den Fahrtverlauf relevanten Daten zu errechnen und zu speichern.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die weiteren Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen zum Gegenstand.
Erfindungsgemäß sind die Sensoren zum Erfassen der Beschleunigungen in beiden Richtungen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und geben Signale aus, die den erfaßten Beschleunigungswerten entsprechen. Die Signale werden in einer zugeordneten Recheneinheit in gerichtete Werte umgewandelt und der Anzeigeeinheit zugeleitet, welche die Beschleunigungen in Größe und Richtung anzeigt.
Sofern ein Verarbeiten und Speichern der Meßwerte vorgesehen ist, können in dem die Beschleunigungssensoren aufnehmenden Gehäuse zusätzlich ein Zeitgeber zum Vorgeben von Meßintervallen und ein Speicher angeordnet sein, der die von der Recheneinheit ermittelten Werte zeitabhängig speichert. Der Zeitgeber kann dabei als Echtzeituhr oder als Zeitzählwerk ausgebildet sein.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung zusätzlich eine Schnittstelle auf, mittels der die in dem Speicher gespeicherten Werte ausgelesen und in einem gesonderten Rechner weiterverarbeitet werden können, der beispielsweise als tragbarer Computer (Laptop) ausgebildet sein kann. Je nach den vorgesehenen Einsatzbedingungen kann die Verbindung des Rechners bzw. Aufzeichnungsgerätes mit der Schnittstelle über eine Leitung oder drahtlos erfolgen. Die letztere Version eröffnet die Möglichkeit, die Beschleunigungen des fahrenden Fahrzeugs außerhalb an einem festen Standort zu erfassen.
Der Beschleunigungsensor bzw. die Beschleunigungssensoren und die Anzeigeeinheit sind vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, das als Zubehörteil nachträglich in ein Fahrzeug eingebaut oder angebaut werden kann. Die Recheneinheit wird dabei so
Gebrauchsmusterschutzanmeldung 1 P. Adrian, Th. Neumann, H.-G. Furch
ausgelegt, daß sie nach dem Einbau die Grundeinstellung vornimmt, so daß die Einbaulage frei gewählt werden kann und nur die Fahrtrichtung (Längsachse des Fahrzeugs) vorgegeben werden muß.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einfachen mechanischen und elektronischen Bauteilen und kann daher preiswert hergestellt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt:
Fig. la eine schematische perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. Ib eine perspektivische Ansicht der Anzeigeeinheit mit einer abgewandelten Art der Anzeige,
Fig. 2a eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2b eines Schnittes in der Linie A-A von Fig. 2a,
Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Aufzeichnungsgerätes.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel als nachträglich einzubauendes Zusatzgerät ausgebildet, das mittels einer Halterung 6 beispielsweise am Armaturenbrett eines Autos befestigt werden kann. Sie besteht aus einem Gehäuse 5, das an seiner im Blickfeld des Fahrers liegenden Seite eine Anzeigeeinheit 1 aufweist, welche vorzugsweise als LCD-Display ausgebildet ist. Im Inneren des Gehäuses 5 befinden sich zwei Platinen 2, auf denen die elektronischen Bauteile, u.a. eine Recheneinheit und mindestens ein Speicherchip, angeordnet und in der erforderlichen Weise miteinander verbunden sind.
Die Stromversorgung erfolgt über eine Leitung 4 aus dem Bordnetz des Fahrzeugs. Alternativ kann das Gerät auch eine unabhängige Stromversorgung in Form einer Batterie oder eines Akkus aufweisen. An seiner Rückseite ist das Gehäuse 5 mit einem Deckel 7 verschlossen.
Gebrauchsmusterschutzanmeldung 1 P. Adrian, Th. Neumann, H.-G. Furch
In dem Gehäuse 5 sind zwei Beschleunigungssensoren 8 befestigt. Hierbei handelt es sich um handelsübliche Bauteile, die auf lineare positive und negative Beschleunigungen (Verzögerungen) ansprechen und den Beschleunigungen in Stärke und Richtung entsprechende elektrische Signale abgeben. Die beiden Beschleunigungssensoren 8 sind so in das Gehäuse 5 eingebaut, das der eine Beschleunigungssensor auf Beschleunigungen bzw. Verzögerungen (Bremsen) in Fahrtrichtung anspricht und der andere Beschleunigungssensor auf Beschleunigungen quer zur Fahrtrichtung, d.h. auf die bei Kurvenfahrten auftretenden Beschleunigungen.
Sofern verfügbar, kann anstelle von zwei Beschleunigungssensoren 8 auch ein einzelner verwendet werden, der auf Beschleunigungen in beliebigen Richtungen anspricht und zusätzlich die Beschleunigungsrichtung wiedergebende Signale abgibt.
An dem rückwärtigen Deckel 7 des Gehäuses 5 oder am Gehäuse 5 selbst befindet sich eine Schnittstelle 3 zur Datenübertragung an externe Geräte. Die Schnittstelle 3 kann beispielsweise als Stecker zum Anschluß eines Kabels oder als Sender zur drahtlosen Datenübertragung ausgebildet sein, etwa als Infrarot- oder Funksender.
Die Schnittstelle 3 dient zur Verbindung des Meßgerätes mit einem Aufzeichnungsgerät 9, das vorzugsweise als tragbarer PC (Laptop) ausgebildet ist. Das Aufzeichnungsgerät 9 hat eine Schnittstelle 10, die eine Verbindung mit der Schnittstelle 3 ermöglicht.
Die Recheneinheit ist so programmiert, daß sie nach dem Einbau des Gerätes in das Fahrzeug eine Grundeinstellung dahingehend vornimmt, daß Abweichungen der Beschleunigungssensoren 8 von der Längs- und Querachse des Fahrzeugs ausgeglichen werden. Hierzu muß einmalig die Fahrtrichtung, d.h. die Längsache des Fahrzeugs, vorgegeben und der Einstellvorgang ausgelöst werden, zweckmäßigerweise durch Betätigung eines gegen unbeabsichtigtes Auslösen gesicherten Schalters.
Während der Fahrt können die auf das Fahrzeug wirkenden Beschleunigungen an der Anzeigeeinheit abgelesen werden, und zwar entweder als kombinierter Wert in Form eines Vektors, wie in Fig. la angedeutet, oder gemäß Fig. Ib für die Längs- und Querrichtung
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getrennt als Digitalanzeige in den absoluten Beschleunigungswerten (m/s2). Die Vektoranzeige gibt die Stärke der Beschleunigung vorzugsweise durch die Länge des Pfeiles wieder; ggfs. kann zusätzlich eine Digitalanzeige des absoluten Wertes vorgesehen werden. Ergänzend oder alternativ ist auch eine akustische Anzeige möglich.
Der in die Elektronik einbezogene Zeitgeber dient zum Vorgeben von Meßintervallen, um die von den Beschleunigungssensoren 8 abgegebenen Signale fortlaufend als Digitalwerte in die Recheneinheit einzugeben. Der Zeitgeber kann als, ggfs. funkgesteuerte, Echtzeituhr oder als ein Zeitzählwerk ausgebildet sein, das die Fahrtzeit mißt.
Bei entsprechender Programmierung der Recheneinheit kann aus der gemessenen Beschleunigung in Fahrtrichtung und der Zeit die Geschwindigkeit und aus dieser wiederum die zurückgelegte Strecke berechnet werden. Diese Werte sowie die Werte für die Querbeschleunigung werden über die Schnittstellen 3 und 10 an das Aufzeichnungsgerät 9 übertragen, und zwar entweder online oder nach Speicherung in dem Datenspeicher durch Abfrage.
Die Online-Übertragung, insbesondere durch Funk, schafft bei Schulungen die Möglichkeit, das Fahrverhalten des Fahrers zu überwachen und kritisch zu durchleuchten, und zwar entweder in demselben Fahrzeug, von einem festen Standort aus oder in einem anderen Fahrzeug. Desgleichen kann anhand der gespeicherten Werte der Fahrtablauf nachträglich rekonstruiert werden.
Bei genügend großer Speicherkapazität ist es möglich, die die Beschleunigungen und die Geschwindigkeit wiedergebenden Daten für einen Fahrtverlauf von mehreren Stunden zu speichern und später in das Aufzeichnungsgerät 9 einzulesen. Das Gerät kann auf diese Weise auch als Fahrtschreiber verwendet werden und weist dabei den besonderen Vorteil auf, daß es; abgesehen von der Stromversorgung, keinerlei funktionelle Verbindung mit den übrigen Fahrzeugaggregaten hat.
Für den vorstehend genannten Einsatzzweck ist eine abgewandelte Ausführung dahingehend möglich, daß die Anzeigeeinheit 1 von den Beschleunigungssensoren 8 und der Elektronik getrennt wird. Am Armaturenbrett befindet sich dann nur noch die Anzeigeeinheit 1, während
Gebrauchsmusterschutzanmeldung 1 P. Adrian, Th. Neumann, H.-G. Furch
das Gehäuse 5 mit den übrigen Bauteilen an geeigneter Stelle an der Karosserie des Fahrzeug fest und unlösbar eingebaut ist. Der Fahrer kann dann laufend die jeweils wirkenden Beschleunigungen überwachen und sein Fahrverhalten danach richten. Bei Bedarf, z.B. nach einem Unfall, können die Beschleunigungen, die Geschwindigkeit und ggfs. auch die Fahrtstrecken für einen vorherigen Zeitabschnitt über die Schnittstellen 3 und 10 ausgelesen und in dem Aufzeichnungsgerät 9 ausgewertet werden.
Zusätzlich zu den die Längs- und die Querbeschleunigungen aufnehmenden Beschleunigungssensoren 8 kann auch noch ein weiterer Sensor für vertikale Beschleunigungen eingesetzt werden. Damit ist es möglich, von der Fahrbahn und aus dem Fahrwerk eingeleitete Beschleunigungen zu erfassen. Dies kann insbesondere bei der vorbeschriebenen zusätzlichen Verwendung des Gerätes als Fahrtschreiber von Interesse sein.
Bei Motorrädern kommt ein quer zur Fahrtrichtung wirkender Beschleumgungssensor nicht in Betracht, weil die quer wirkenden Kräfte bei der Kurvenfahrt durch die Schräglage des Fahrzeugs ausgeglichen werden. Stattdessen ist hier ein in der Vertikalebene des Motorrades wirkender Sensor vorzusehen, der ggfs. mit einem Neigungsmesser gekoppelt werden kann.
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4. Zeichnungen
1 Anzeige (beispielsweise mit Leuchtdioden oder Ziffern)
2 Platine oder Platinen mit Stromversorgung, Recheneinheit, ZeitgeberAJhr etc.
3 Schnittstelle zum Aufzeichnungsgerät
4 Stromversorgung vom Bordnetz
5 Gehäuse
6 Halterung zur Befestigung am oder im Fahrzeug
7 Deckel (z.B. zum Schrauben)
8 Beschleunigungssensor oder -sensoren
9 Aufzeichnungsgerät
10 Schnittstelle am Aufzeichnungsgerät
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1 Anzeige (beispielsweise mit Leuchtdioden oder Ziffern)
2 Platine oder Platinen mit Stromversorgung, Recheneinheit, ZeitgeberAJhr etc.
3 Schnittstelle zum Aufzeichnungsgerät
4 Stromversorgung vom Bordnetz
5 Gehäuse
6 Halterung zur Befestigung am oder im Fahrzeug
7 Deckel (z.B. zum Schrauben)
8 Beschleunigungssensor oder -sensoren
9 Aufzeichnungsgerät

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Erfassen und Anzeigen der Beschleunigungen eines Fahrzeugs, mit mindestens einem in einem Gehäuse (5) angeordneten Beschleunigungssensor (8) und einer die Beschleunigung wiedergebenden Anzeigeeinheit (1), dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Beschleunigungssensoren (8) zur Erfassung der Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs in und entgegen der Fahrtrichtung sowie quer zur Fahrtrichtung und zur Ausgabe von den erfaßten Beschleunigungswerten entsprechenden Signalen ausgebildet sind, daß in dem Gehäuse (5) eine Recheneinheit angeordnet ist, die die von dem Beschleunigungssensor (8) zugeleiteten Signale in gerichtete Werte umwandelt, und daß die Anzeigeeinheit (1) die Beschleunigungen in Größe und Richtung anzeigt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (5) ein Zeitgeber zum Vorgeben von Meßintervallen angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (5) ein Speicher angeordnet ist, der die von der Recheneinheit ermittelten Werte fortlaufend zeitabhängig speichert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schnittstelle (3) zum Auslesen der in dem Speicher gespeicherten Werte vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber eine Echtzeituhr ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Echtzeituhr funkgesteuert ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber ein Zeitzählwerk ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (5) ein weiterer Beschleunigungssensor zum Erfassen vertikal gerichteter Beschleunigungen angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch ein mit der Schnittstelle (3) zu koppelndes Aufzeichnungsgerät (9) zum Auswerten und Bearbeiten der gespeicherten Werte.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsgerät (9) als tragbarer Computer (Laptop) ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsgerät (9) mit der Schnittstelle (3) über eine Leitung zu koppeln ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsgerät (9) mit der Schnittstelle (3) drahtlos zu koppeln ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Beschleunigungssensoren (8) und die Anzeigeeinheit (1) in einem gemeinsamen Gehäuse (5) angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) zur nachträglichen Anbringung in oder an dem Fahrzeug ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit dazu ausgelegt ist, daß nach dem Einbau der Vorrichtung eine Grundeinstellung erfolgt.
DE29913812U 1999-08-06 1999-08-06 Vorrichtung zum Erfassen und Anzeigen der Beschleunigung eines Fahrzeuges Expired - Lifetime DE29913812U1 (de)

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