BR112021016830A2 - Sistemas e métodos para detecção de evento de veículo - Google Patents
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Abstract
sistemas e métodos para detecção de evento de veículo. a presente invenção refere-se a sistemas e métodos para determinar estado operacional do veículo de acordo com as modalidades da invenção são divulgados. em uma modalidade, um dispositivo de detecção de evento de veículo inclui um filtro passa-baixa configurado para detectar uma tensão do veículo e filtrar a tensão detectada para remover ruído, e uma pluralidade de primeiro filtro passa-alta configurado para detectar tanto uma queda quanto um aumento na tensão do veículo e vários comparadores de baixa energia configurado para determinar se a queda ou o aumento na tensão é indicativo de um evento de veículo.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTE- MAS E MÉTODOS PARA DETECÇÃO DE EVENTO DE VEÍCULO". Campo da invenção
[1] A presente invenção refere-se a detecção de eventos de ve- ículos e, em particular, a despertar um dispositivo telemático de um ve- ículo de um modo de suspensão de baixa potência com base nas mu- danças detectadas na tensão do veículo. Antecedentes
[2] Os sistemas telemáticos de veículos são instalados em uma variedade de aplicações, incluindo, mas não se limitando a, gerencia- mento de frota, financiamento de veículos, manutenção de veículos, ge- renciamento de motoristas e/ou gerenciamento de combustível. As uni- dades telemáticas são instaladas em veículos para fornecer uma varie- dade de funcionalidades telemáticas no veículo. Esta funcionalidade in- clui, mas não está limitada a, sistemas de aviso de emergência, funcio- nalidade de navegação, avisos de segurança e assistência automática à direção. As unidades telemáticas também são capazes de registrar dados relacionados à operação do veículo e fornecer essas informações para análise, seja em tempo real ou durante o período de manutenção do veículo. Essas informações podem ser usadas em uma variedade de aplicativos, como rastreamento de frota, rastreamento de remessa, cál- culos de seguro e em gerenciamento e serviço de veículos.
[3] Uma configuração comum para um sistema de telemática de veículo é ilustrada na Figura 1. O sistema de telemática de veículo 10 inclui um processador 12 que está configurado para se comunicar com um transceptor de rádio 13 e um receptor de GPS 14. O processador 12, o transceptor de rádio 13 e o receptor GPS 14 é normalmente ali- mentado por uma fonte de alimentação 15 que está conectada por meio de uma linha à bateria do veículo. O sistema telemático do veículo pode opcionalmente incluir sua própria bateria 16 para permitir a operação quando a bateria do veículo é removida e/ou para evitar o esgotamento da bateria do veículo. Em muitos casos, o sistema telemático do veículo monitora a linha de ignição do veículo para determinar o estado de igni- ção do veículo usando uma interface de entrada de ignição 17 que está conectada à linha de ignição do veículo. Monitorar o estado de ignição do veículo pode ser útil por razões, incluindo, mas não se limitando a, relatar o estado de ignição do veículo e/ou gerenciar o consumo de energia.
[4] Um problema comum encontrado durante a instalação de dispositivos em um veículo motorizado que se conectam ao sistema elé- trico do veículo é que o instalador pode inadvertidamente conectar uma interface de entrada de ignição a um fio que não é a linha de ignição do veículo. A Patente US 6.163.690, cuja divulgação é incorporada por re- ferência neste documento em sua totalidade, observa o potencial para a linha de detecção de ignição de um adaptador mãos-livres para um telefone móvel ser incorretamente conectado a uma linha diferente da linha de ignição devido ao instalador erro, que pode fazer com que o adaptador viva-voz acredite que a ignição está sempre ligada e descar- regue indesejavelmente a bateria do veículo. A patente norte-americana
6.163.690 propõe um sistema que verifica a exatidão da instalação da linha do sensor de ignição monitorando a linha do sensor de ignição para determinar se a linha de ignição está desligada dentro de um perí- odo de tempo predeterminado. Caso o adaptador viva-voz detecte que a linha de ignição está sempre ligada, o adaptador viva-voz fornece uma indicação de que foi instalado incorretamente. Sumário da invenção
[5] Sistemas e métodos para determinar o veículo estado ope- racional de acordo com as modalidades da invenção são divulgados. Uma modalidade fornece um dispositivo telemático veicular instalado dentro de um veículo, incluindo: um controlador incluindo um micropro- cessador e memória armazenando instruções; e um circuito de detec- ção de evento incluindo: um filtro passa-baixa configurado para detectar uma tensão e filtra a tensão detectada para remover ruído; um primeiro filtro passa-alta configurado para receber a tensão filtrada do filtro passa-baixa e para detectar um aumento na tensão; um primeiro com- parador configurado para comparar o aumento na tensão com uma quantidade de tensão de aumento de referência e se o aumento na ten- são é maior que a quantidade de tensão de aumento de referência, para disparar o circuito de detecção de evento para emitir um sinal de des- pertar ao microprocessador do controlador; um segundo filtro passa-alta configurado para receber a tensão filtrada do filtro passa-baixa e para detectar uma queda na tensão; um segundo comparador configurado para comparar a queda na tensão com uma quantidade de tensão de queda de referência e se a queda na tensão é menor que a quantidade de queda de referência, para disparar o circuito de detecção de evento para emitir o sinal de despertar ao microprocessador do controlador; onde o microprocessador, no recebimento do sinal de despertar do cir- cuito de detecção de evento, é direcionado para despertar o controlador do dispositivo telemático veicular.
[6] Em outra modalidade da invenção, a quantidade de tensão de aumento de referência e a quantidade de tensão de queda de refe- rência são definidas por uma quantidade de referência de hardware.
[7] Em outra modalidade adicional da invenção, a quantidade de tensão de aumento de referência e a quantidade de tensão de queda de referência são definidas por um conversor digital-analógico (DAC) con- trolado por software.
[8] Ainda em outra modalidade adicional da invenção, o sinal de despertar de saída é indicativo de uma ocorrência de um evento de ve- ículo.
[9] Ainda em outra modalidade adicional da invenção, o evento de veículo é pelo menos um evento selecionado do grupo que consiste em um arranque do motor do veículo, o motor do veículo Ainda em outra modalidade adicional iniciado por salto, conectando um reboque ao ve- ículo, desconectando um reboque do veículo, ligando um guincho elé- trico no veículo, ligando um motor de arranque do veículo, iniciando um alternador do veículo, conectando uma bateria ao veículo, e desconec- tando uma bateria do veículo.
[10] Ainda em outra modalidade adicional da invenção, o circuito de detecção de evento é um componente de um dispositivo telemático veicular e é usado para despertar o dispositivo telemático veicular do modo de operação em hibernação.
[11] Ainda em outra modalidade da invenção, os filtros passa-alta são configurados para detectar rápidas mudanças na tensão do veículo e para filtrar mudanças lentas na tensão do veículo.
[12] Ainda em outra modalidade da invenção, o microprocessa- dor, no recebimento do sinal de despertar do circuito de detecção de evento, é direcionado para confirmar a ocorrência de um evento de ve- ículo.
[13] Ainda em outra modalidade da invenção, o microprocessa- dor confirma a ocorrência do evento de veículo monitorando uma linha de ignição do veículo para determinar um estado operacional do veículo.
[14] Ainda em outra modalidade adicional da invenção, o micro- processador, no recebimento do sinal de despertar do circuito de detec- ção de evento, é direcionado para despertar o dispositivo telemático vei- cular de um modo de hibernação de operação.
[15] Ainda outra modalidade da invenção inclui um dispositivo de detecção de evento de veículo, incluindo: um microcontrolador que in- clui uma memória armazenando instruções de detecção de evento de veículo; e vários conversores analógico-para-digital (ADCs) configura- dos para detectar um sinal de tensão do veículo e para converter o sinal de tensão analógico do veículo a um sinal digital; onde o dispositivo de detecção de evento de veículo é instalado em um veículo; e onde as instruções do dispositivo de detecção de evento de veículo instruem o microcontrolador para: despertar de um modo de hibernação de opera- ção; medir uma tensão instantânea do veículo usando os vários ADCs; comparar a tensão instantânea do veículo com uma tensão média do veículo; se a diferença entre a tensão instantânea do veículo e a tensão média do veículo for maior que um primeiro valor limiar ou menor que um segundo valor limiar, emitir um sinal de despertar a um controlador de um dispositivo telemático veicular, caso contrário, para reverter ao modo de hibernação de operação.
[16] Ainda em outra modalidade adicional da invenção, o sinal de despertar é transmitido ao controlador do dispositivo telemático veicular para despertar o dispositivo telemático veicular de um modo de hiber- nação de operação.
[17] Ainda em outra modalidade adicional da invenção, o sinal de despertar é indicativo de uma ocorrência de um evento de veículo.
[18] Ainda em outra modalidade da invenção, o evento de veículo é pelo menos um evento selecionado do grupo que consiste em um ar- ranque do motor do veículo, o motor do veículo sendo iniciado por salto, conectando um reboque ao veículo, desconectando um reboque do ve- ículo, ligando um guincho elétrico no veículo, ligando um motor de ar- ranque do veículo, iniciando um alternador do veículo, conectando uma bateria ao veículo, e desconectando uma bateria do veículo.
[19] Ainda em outra modalidade da invenção, o dispositivo de de- tecção de evento é um componente do dispositivo telemático veicular.
[20] Ainda em outra modalidade da invenção, o controlador do dispositivo telemático veicular, no recebimento do sinal de despertar do dispositivo de detecção de evento de veículo, é direcionado para confir- mar a ocorrência de um evento de veículo.
[21] Ainda em outra modalidade adicional da invenção o contro- lador confirma a ocorrência do evento de veículo monitorando uma linha de ignição do veículo para determinar um estado operacional do veículo.
[22] Ainda em outra modalidade adicional da invenção, o contro- lador, no recebimento do sinal de despertar do dispositivo de detecção de evento de veículo, é direcionado para despertar o dispositivo telemá- tico veicular de um modo de hibernação de operação.
[23] Ainda em outra modalidade adicional da invenção, o primeiro limiar e o segundo limiar são 2 volts.
[24] Ainda em outra modalidade da invenção, o primeiro limiar é dependente de um tipo de evento de veículo sendo detectado. Breve descrição dos desenhos
[25] A Figura 1 é uma ilustração conceitual de uma configuração comum para um sistema telemático veicular de acordo com uma moda- lidade da invenção.
[26] A Figura 2 é uma ilustração conceitual de um dispositivo de detecção de evento de veículo se comunicando com um dispositivo te- lemático veicular a fim de despertar o dispositivo telemático veicular de um modo de hibernação de acordo com uma modalidade da invenção.
[27] A Figura 3 é uma ilustração conceitual de um dispositivo de veículo que inclui um detector de evento de veículo que é configurado para detectar eventos de veículo, incluindo um estado de ignição do ve- ículo sem uma conexão direta à linha de ignição do veículo de acordo com uma modalidade da invenção.
[28] A Figura 4 é uma ilustração conceitual de uma arquitetura de um dispositivo de detecção de evento de veículo que usa um filtro passa-baixa em conexão com um conjunto de filtros passa-alta e com- paradores de baixa energia para detectar rápidas mudanças na tensão dos veículos de acordo com uma modalidade da invenção.
[29] A Figura 5 é uma ilustração conceitual de uma arquitetura de um dispositivo de detecção de evento de veículo implementado usando um microcontrolador e um ou mais ADCs de acordo com uma modali- dade da invenção.
[30] A Figura 6 é um gráfico conceitualmente ilustrando tensão de bateria do veículo quando um estado de ignição de veículo passa de DESLIGADO para LIGADO.
[31] A Figura 7 ilustra um processo para detectar eventos de ve- ículo com base nas mudanças de tensão de acordo com uma modali- dade da invenção. Descrição detalhada
[32] Agora observado os desenhos, sistemas e métodos para de- tectar eventos de veículo a fim de despertar um dispositivo telemático veicular de um modo de hibernação de acordo com várias modalidades da invenção são divulgados. Em muitos casos, os dispositivos de detec- ção de eventos de veículos podem ser instalados em um local em um veículo onde a linha de ignição do veículo não está disponível para o dispositivo. Em várias modalidades, a linha de ignição do veículo está disponível e o dispositivo de detecção de evento do veículo não utiliza uma conexão à linha de ignição do veículo. Em uma série de modalida- des, o estado de ignição do veículo (ou seja, o status operacional do veículo) é verificado monitorando o veículo em busca de sinais indicati- vos do estado de ignição do veículo sem conectar diretamente à linha de ignição do veículo. As informações indicativas do estado de ignição do veículo (ou seja, dados de status do veículo) podem ser verificadas observando as características do veículo, incluindo, mas não se limi- tando a mudanças nas tensões do veículo e, em particular, detectando uma queda rápida ou aumento rápido na tensão indicativa de um evento do veículo.
[33] Em muitas modalidades, o dispositivo de detecção de evento de veículo fornece uma implementação de hardware que pode detectar uma variedade de eventos de veículo enquanto um dispositivo telemá- tico veicular está desligado ou em modo de hibernação de operação.
Esses eventos do veículo podem incluir a detecção de que um veículo está sendo iniciado, o que, assim, desencadearia um despertar do dis- positivo telemático do veículo instalado no veículo.
Em certas modalida- des, o dispositivo telemático do veículo pode então confirmar que o evento ocorreu.
Em particular, para minimizar o consumo de energia, pode ser benéfico manter um dispositivo telemático veicular em um modo de hibernação de baixa energia ou até mesmo em um estado des- ligado enquanto o veículo está desligado.
No entanto, ainda é necessá- rio ser capaz de detectar eventos do veículo, como o arranque do motor do veículo, enquanto minimiza a quantidade de energia que está sendo consumida.
Consequentemente, muitas modalidades fornecem um dis- positivo de detecção de eventos de veículos de baixa potência que é capaz de detectar eventos de veículos enquanto o dispositivo telemático veicular está em um modo de operação de hibernação e o veículo está desligado.
Por conseguinte, certas modalidades fornecem um sistema de detecção de evento de duas fases que inclui um circuito de detecção de ignição de hardware que detecta um evento do veículo, como o ar- ranque do motor do veículo, e ao detectar o evento do veículo, pode acordar um controlador de um dispositivo telemático veicular que coloca o dispositivo em um estado de baixa energia, em que o controlador pode então verificar a ocorrência do evento do veículo.
Em certas modalida- des, o controlador pode verificar o evento do veículo usando uma varie- dade de mecanismos, incluindo monitorando uma linha de ignição do veículo, detectando vibrações indicativas de marcha lenta do motor de acelerômetros, giroscópios e/ou movimento do veículo via GPS, entre vários outros mecanismos.
[34] Em muitas modalidades, o dispositivo de detecção de evento de veículo também é capaz de detectar certos outros eventos além de (ou como alternativa a) um arranque de motor de veículo que também pode ser desejável detectar incluindo (mas não se limitando a) se o ve- ículo está conectado para outro veículo para dar o arranque no veículo, girar em um guincho elétrico do veículo, conectar ou desconectar um trailer de/para o veículo, ligar um motor de arranque em várias condi- ções, incluindo uma bateria fraca e uma bateria em bom estado, detec- tando um arranque do alternador , detectar um aumento de tensão em um veículo elétrico, desconectar e/ou conectar a bateria do veículo, en- tre vários outros eventos detectáveis que podem causar uma mudança na tensão dentro do veículo. O dispositivo de detecção de evento de veículo pode ser configurado para detectar qualquer um de uma varie- dade de eventos de veículo enquanto a unidade de telemática do veí- culo está em um modo de operação de hibernação.
[35] Em muitas modalidades, o dispositivo de detecção de evento de veículo pode ser implementado como um circuito de hardware forne- cendo consumo mínimo de energia. Em várias modalidades, o disposi- tivo de detecção de evento de veículo pode ser implementado como uma combinação de software e/ou hardware. Em particular, o disposi- tivo de detecção de evento de veículo pode incluir um microcontrolador que usa ADCs e software para monitorar mudanças rápidas em uma tensão de veículo indicativa de um evento de veículo. Em outras moda- lidades, o dispositivo de detecção de evento de veículo pode ser imple- mentado como um programa de software para execução em um proces- sador dentro da unidade telemática do veículo instalada no veículo.
[36] Em muitas modalidades, uma implementação de hardware do dispositivo de detecção de veículo pode usar um filtro passa-baixa para remover o ruído espúrio seguido por um conjunto de filtros passa-
alta que podem detectar uma queda na tensão ou um aumento na ten- são. Em várias modalidades, os filtros passa-alta são usados para igno- rar mudanças lentas na tensão de um veículo. Em certas modalidades, a quantidade de queda ou aumento pode ser definida por um sinal de referência de hardware. Em várias modalidades, o sinal de referência pode ser definido por um conversor digital-para-analógico (DAC) con- trolado por software. O sinal de referência de hardware e/ou sinal DAC pode estabelecer a quantidade de aumento ou queda de tensão neces- sária para indicar que um evento do veículo ocorreu, como o motor do veículo está sendo iniciado. Em muitas modalidades, a combinação de detecção de queda ou aumento de tensão permite detectar o arranque de um veículo em várias condições, incluindo bateria fraca, bateria boa, alternador iniciado, aumento de tensão em um veículo elétrico, entre outros.
[37] Várias modalidades podem usar uma combinação de hardware e software para detectar eventos de veículos. Em particular, certas modalidades podem usar um microcontrolador e vários conver- sores analógico para digital (ADCs) e software para monitorar a tensão do veículo. Consequentemente, o microcontrolador pode ser colocado em um estado de hibernação e, ocasionalmente, acordar para medir a tensão do veículo e tomar decisões em conformidade. Em certas moda- lidades, a detecção de evento do veículo pode operar mesmo quando o dispositivo telemático do veículo está em um estado de hibernação constante e o software não está em execução. Consequentemente, mui- tas modalidades do dispositivo de detecção de veículo são capazes de consumir apenas alguns microamperes de energia quando o dispositivo telemático veicular foi desligado.
[38] Embora muito da discussão a seguir faça referência a siste- mas telemáticos de veículos, sistemas e métodos de acordo com mo-
dalidades da invenção podem ser implementados em outros dispositi- vos que se conectam a uma fonte de alimentação de veículo. Os siste- mas e métodos para usar um dispositivo adicionado ao veículo após a fabricação do veículo sem uma conexão direta com a linha de ignição do veículo que podem ser utilizados de acordo com as modalidades da invenção são descritos na Patente Norte-Americana No. 8.489.271, in- titulada "Sistemas e Métodos para detecção de ignição virtual ”e emitido em 16 de julho de 2013, cuja divulgação é incorporada por meio deste por referência em sua totalidade. O dispositivo de detecção de evento de veículo de acordo com muitas modalidades pode ser uma adição a tais sistemas que podem permitir operação de energia ainda mais baixa durante a detecção de eventos. Dispositivos de detecção de eventos de veículos para detectar eventos de veículos que acionam o despertar de dispositivos telemáticos de veículos e/ou outros dispositivos de acordo com as modalidades são descritos abaixo. Dispositivo de detecção de evento de veículo
[39] Dispositivo de detecção de eventos de veículo de acordo com as modalidades da invenção pode medir tensões do veículo e de- terminar quando o veículo foi arrancado, entre vários outros eventos, com base nas rápidas mudanças nas tensões do veículo, que pode en- tão ser usado para disparar um despertar de um dispositivo telemático veicular de um desligamento ou um modo de hibernação de opera- ção/de baixa energia. Uma ilustração conceitual de um dispositivo de detecção de evento de veículo se comunicando com um dispositivo te- lemático veicular a fim de despertar o dispositivo telemático veicular de um modo de hibernação de acordo com uma modalidade da invenção é mostrada na Figura 2. O dispositivo de detecção de evento de veículo 205 pode monitorar uma tensão do veículo e detectar eventos de veículo com base nas mudanças na tensão do veículo. O dispositivo de detec-
ção de evento de veículo 205 pode enviar um sinal ao dispositivo tele- mático veicular 200 a fim de despertar o dispositivo telemático de um estado de hibernação de operação. Isso permite que o dispositivo tele- mático veicular 200 opere em um modo de hibernação, a fim de minimi- zar a quantidade de energia sendo consumida enquanto o veículo está desligado, e ainda ser capaz de acordar com base nos eventos detec- tados do veículo. Por conseguinte, o dispositivo de detecção de evento de veículo e o dispositivo telemático veicular podem fornecer um sistema de detecção de ignição de duas fases, por meio do qual o dis- positivo de detecção de evento de veículo fornece um circuito de de- tecção de ignição de hardware de baixa potência que desperta um mi- croprocessador de um controlador do dispositivo telemático veicular em baixa potência estado, que pode tentar verificar o evento de ignição real monitorando a linha de ignição e/ou através da detecção de vibração indicativa de marcha lenta do motor de acelerômetros, giroscópios e/ou movimento do veículo via GPS. Consequentemente, o dispositivo de de- tecção de evento de veículo pode fornecer um circuito de hardware de baixa potência que pode detectar eventos para despertar um micropro- cessador do dispositivo telemático veicular.
[40] Dispositivo telemático veicular 200 pode incluir um controla- dor que inclui processador 210 em comunicação com a memória 230. O dispositivo telemático veicular 200 também pode incluir uma ou mais interfaces de comunicação 220 configuradas para enviar e receber da- dos. Em uma série de modalidades, a interface de comunicação 220 pode estar em comunicação com o processador 210, a memória 230 e/ou o(s) dispositivo(s) sensor(es) 240. Em várias modalidades, a memória 230 pode ser qualquer forma de armazenamento configurada para armazenar uma variedade de dados, incluindo, mas não se lim- itando a, um aplicativo de telemática de veículo 232. Em muitas modal- idades, o aplicativo de telemática de veículo 232 pode ser armazenado usando um sistema de servidor externo e recebido pelo dispositivo tele- mático veicular 200 usando a interface de comunicação 220.
[41] Processador 210 pode ser direcionado pelo aplicativo de de- terminação de status do veículo 232 para executar uma variedade de processos telemáticos do veículo. Os processos de telemática do veí- culo podem incluir, ao receber um sinal de despertar de um circuito de detecção de evento do veículo, confirmar a ocorrência de um evento do veículo e/ou despertar de um modo de operação de hibernação. Os pro- cessos telemáticos do veículo também podem incluir a obtenção de da- dos de uma variedade de dispositivos sensores, determinação de dados do estado do veículo e geração de dados de viagem do veículo. Dispo- sitivos sensores 240 podem incluir sensores RPM, sensores de tensão, receptores GPS, sensores de ruído, sensores de vibração, sensores de aceleração, giroscópios e qualquer outro dispositivo capaz de medir da- dos relativos a um veículo conforme apropriado para os requisitos de aplicações específicas das modalidades da invenção. Dispositivos de sensor 240 podem ser incluídos dentro do dispositivo telemático veicular 200 e/ou localizados externamente ao dispositivo telemático veicular
200. O dispositivo telemático veicular 200 pode se comunicar com dis- positivos de sensores externos, incluindo o dispositivo de detecção de evento de veículo 205, usando a interface de comunicação 220, tal como através de um barramento de dados do veículo, interface de E/S e/ou uma conexão de rede conforme apropriado para os requisitos de aplicações específicas de modalidades da invenção.
[42] Embora uma arquitetura específica para um dispositivo de detecção de evento de veículo para despertar um dispositivo telemático veicular de acordo com uma modalidade da invenção seja conceitual- mente ilustrada na Figura 2, qualquer uma de uma variedade de arqui- teturas, incluindo aquelas em que o dispositivo de detecção de evento de veículo está incluído como parte do hardware e/ou software dentro do dispositivo telemático veicular e/ou que armazenam dados ou aplica- tivos em disco ou alguma outra forma de armazenamento e são carre- gados na memória em tempo de execução, também podem ser utiliza- dos. Em uma variedade de modalidades, a memória 230 pode incluir circuitos, tais como, mas não se limitando a, células de memória cons- truídas usando transistores, que são configurados para armazenar ins- truções. Da mesma forma, o processador 210 pode incluir portas lógicas formadas a partir de transistores (ou qualquer outro dispositivo) que são configurados para executar ações dinamicamente com base nas instru- ções armazenadas na memória. Em várias modalidades, as instruções são incorporadas em uma configuração de portas lógicas dentro do pro- cessador para implementar e/ou executar ações descritas pelas instru- ções. Desta forma, os sistemas e métodos descritos neste documento podem ser realizados utilizando hardware de computação de uso geral e por dispositivos de propósito único.
[43] Em muitas modalidades, um dispositivo de detecção de evento de veículo que pode ser usado para despertar um dispositivo de veículo pode ser uma parte do dispositivo de veículo. Um dispositivo de veículo que inclui um detector de evento de veículo que é configurado para detectar eventos de veículo, incluindo um estado de ignição do ve- ículo sem uma conexão direta à linha de ignição do veículo de acordo com várias modalidades é ilustrado na Figura 3. Em sua configuração mais simples, o dispositivo do veículo 300 inclui um processador 305 e uma fonte de alimentação 310 que está conectada à fonte de alimenta- ção do veículo. Uma bateria pode ser opcionalmente fornecida 315 para fornecer uma fonte alternativa de energia para a fonte de alimentação. Quando o dispositivo é um sistema telemático de veículo, o dispositivo 300 também pode incluir um transceptor de rádio 320 e um receptor GPS 325. O dispositivo 300 pode incluir um detector de evento de veí- culo 340 que monitora a tensão de um veículo para detectar aumentos rápidos e/ou rápidos quedas na tensão do veículo e, com base na quan- tidade de aumento e/ou queda de tensão, o detector de eventos do ve- ículo pode identificar a ocorrência de um evento do veículo. Com base na detecção de um evento de veículo, o detector de evento de veículo 340 pode despertar o dispositivo de veículo 300, comunicando-se com o processador 305, de um modo de suspensão e/ou desligamento de operação. Em certas modalidades, o processador 305, ao receber um sinal de despertar do detector de eventos do veículo 340, pode verificar o evento detectado usando vários mecanismos, incluindo monitorando uma linha de ignição do veículo, detectando vibrações indicativas de motor em marcha lenta a partir de dados obtidos de uma variedade de sensores, incluindo acelerômetros, giroscópios e/ou dados de movi- mento capturados de um GPS do veículo.
[44] Processador também pode obter informações de posição através do receptor GPS 325 e comunicar informações, incluindo, mas não se limitando a informações de posição, com dispositivos externos através de um link de comunicação sem fio usando o transceptor de rádio 320. Em uma série de modalidades, o transceptor sem fio é confi- gurado para comunicar através de uma rede móvel ou de telefone celu- lar. O processador 305 também pode se comunicar com outros disposi- tivos do veículo conectados ao barramento do veículo através do barra- mento do veículo através da conexão de barramento de dados do veí- culo 350. O processador 305 também pode se comunicar com uma ou mais fontes de entrada externas e/ou saídas através da entrada de uso geral/saída (GPIO) interface 360.
[45] Em muitas modalidades, o dispositivo ilustrado na Figura 3 pode ser configurado para não precisar se conectar diretamente a uma linha de ignição do veículo, a fim de detectar eventos do veículo, inclu- indo o arranque do motor do veículo, entre outros eventos. Em vez disso, o dispositivo pode detectar eventos do veículo usando uma de uma variedade de técnicas que monitoram quedas de tensão do veículo e/ou aumentos de tensão, conforme descrito em detalhes abaixo. Em- bora uma configuração de dispositivo específica seja mostrada na Fi- gura 3, os dispositivos de acordo com as modalidades da invenção po- dem incluir qualquer uma de uma variedade de configurações, incluindo onde o detector de eventos do veículo é implementado como um dispo- sitivo autônomo fora do dispositivo do veículo e se comunica com o ve- ículo dispositivo baseado em eventos de despertar conforme apropriado para os requisitos de aplicações específicas de acordo com modalida- des da invenção. Várias técnicas para detectar eventos do veículo com base no monitoramento de mudanças rápidas nas tensões do veículo de acordo com modalidades da invenção são discutidas abaixo. Arquitetura do dispositivo de detecção de evento
[46] Como foi descrito anteriormente, a detecção de um evento do veículo pode ser baseada na detecção de uma queda rápida de ten- são ou um aumento de tensão dentro do sistema de tensão do veículo. Como tal, enquanto um veículo está funcionando corretamente, a ten- são do veículo pode permanecer bastante estável. Pode haver ruído de alta frequência causado por uma variedade de fontes, incluindo o alter- nador do veículo, computadores, barramentos de comunicação, atuado- res, entre vários outros. No entanto, a variação média da tensão devido a esses eventos e/ou fontes tende a ser mínima. Além disso, enquanto o veículo está em funcionamento, existem vários mecanismos para de- tectar que esses tipos de eventos estão acontecendo. No entanto, quando o veículo é desligado, há vários eventos que devem ser detec- tados, mas que podem precisar de uma arquitetura que consome uma quantidade mínima de energia. Conforme observado acima, esses eventos podem incluir a detecção de um arranque de motor, um arran- que de salto, um veículo sendo conectado a um trailer, entre vários ou- tros eventos que podem ocorrer enquanto um veículo é desligado. A fim de detectar esses eventos enquanto um veículo está desligado, muitas modalidades fornecem um dispositivo de detecção de evento de duas fases de baixo consumo de energia que é capaz de detectar eventos usando uma configuração particular de componentes de baixa potência, incluindo filtros passa-baixa, filtros passa-alta e comparadores de ener- gia muito baixa, a fim de monitorar e detectar quedas e aumentos rápi- dos em uma tensão do veículo que surgiria durante um evento do veí- culo e, ao detectar os eventos do veículo, emitir um sinal para um con- trolador de um dispositivo telemático do veículo para despertar o dispo- sitivo telemático de um modo de hibernação de operação. Uma arquite- tura de um dispositivo de detecção de evento de veículo que usa um filtro passa-baixa em conexão com um conjunto de filtros passa-alta e comparadores de baixa potência para detectar mudanças rápidas nas tensões do veículo de acordo com várias modalidades da invenção é ilustrada na Figura 4.
[47] Em particular, o dispositivo inclui um filtro passa-baixa 405 que filtra a tensão de um veículo para remover ruído espúrio seguido por um conjunto de filtros passa-alta 410 e 415 para detectar uma queda na tensão ou um aumento na tensão. Os filtros passa-alta 410 e 415 podem ignorar mudanças lentas na tensão do veículo, o que não seria indicativo de um evento do veículo, como o arranque do motor, o que provavelmente causaria uma mudança grande e rápida na tensão do sistema do veículo. A quantidade de queda ou aumento pode ser defi- nida por uma referência de hardware, ilustrada como o sinal de queda de referência 420 e o sinal de aumento de referência 425. Cada um desses sinais pode ser fornecido como entrada para um comparador 430 e 435. Em particular, comparador 435 pode comparar o sinal filtrado recebido do filtro passa-alta 410 com o sinal de queda de referência 420, a fim de ver se uma queda de tensão suficiente ocorreu e, em caso afir- mativo, um evento correspondente a um sinal de saída detectado pode ser emitido. Da mesma forma, o comparador 430 pode comparar o sinal filtrado recebido do filtro passa-alta 415 com o sinal de aumento de re- ferência 425 para determinar se um aumento de tensão suficiente ocor- reu e, em caso afirmativo, um sinal de saída detectado de evento dois correspondentes pode ser emitido. Em certas modalidades, a quanti- dade de queda de tensão ou aumento de tensão dos sinais de queda de referência 420 e aumento de referência 425 podem ser definidos por um conversor digital-para-analógico controlado por software (DAC). Em outras modalidades, a quantidade de queda de tensão ou aumento de tensão pode ser definida de um sinal de referência de hardware. Em particular, a referência ou DAC pode determinar a quantidade de au- mento ou queda de tensão necessária para indicar que o veículo foi ini- ciado. A combinação de detectar uma queda ou um aumento na tensão pode permitir a detecção de vários eventos enquanto o dispositivo está em repouso.
[48] Embora a Figura 4 ilustre uma arquitetura particular de um dispositivo de detecção de evento usando um conjunto de filtros passa- baixa e passa-alta e comparadores de baixa potência, qualquer uma de uma variedade de arquiteturas pode ser utilizada conforme apropriado para os requisitos de aplicações específicas de acordo com várias mo- dalidades de a invenção.
[49] Dispositivos de detecção de eventos podem ser implemen- tados em hardware, uma combinação de hardware e software e/ou sof- tware. O consumo de energia pode variar dependendo da arquitetura particular utilizada. Em particular, certas modalidades podem usar um microcontrolador e um ou mais ADCs para monitorar a tensão do veí- culo. Uma arquitetura de um dispositivo de detecção de evento de veí- culo implementado usando um microcontrolador e um ou mais ADCs de acordo com várias modalidades da invenção é ilustrada na Figura 5. Em particular, o um ou mais ADCs 505 podem detectar uma tensão de veí- culo fornecida a partir de uma fonte de energia tal como uma bateria de veículo e fornecer a quantidade detectada digitalmente ao microcontro- lador 510. O microcontrolador 510 pode estar em um estado de hiber- nação a maior parte do tempo e ocasionalmente acordar para medir a tensão e tomar uma decisão com base na tensão. Em certas modalida- des, o microcontrolador 510 pode usar um programa detector de even- tos armazenado em uma memória do microcontrolador que pode ser usado para monitorar mudanças rápidas na tensão do veículo, como um aumento ou queda de pelo menos 2 volts, e após a detecção desta mu- dança, pode emitir um sinal do dispositivo de despertar para o disposi- tivo do veículo 520. O dispositivo do veículo 520, ao receber o sinal de despertar, pode despertar de um modo de operação de hibernação e também pode confirmar a ocorrência do evento do veículo. Embora a Figura 5 ilustre uma arquitetura particular que usa um microcontrolador e ADCs para monitorar mudanças rápidas nas tensões do veículo, qual- quer uma de uma variedade de arquiteturas pode ser utilizada conforme apropriado para os requisitos de aplicações específicas de acordo com várias modalidades da invenção.
[50] Conforme descrito acima, certos eventos do veículo podem desencadear uma queda rápida ou aumento na tensão do veículo. Es- ses eventos podem incluir a arranque do motor e a parada do motor do veículo.
[51] Um gráfico que ilustra conceitualmente a tensão da bateria do veículo quando o estado de ignição de um veículo vai de DESLI- GADO para LIGADO é ilustrado na Figura 6. Na inicialização (as transi- ções devido à carga do motor de arranque não são mostradas), a tensão aumentará imediatamente da tensão inicial da bateria 41 para a saída de tensão pelo regulador do alternador do veículo 42. A bateria pode inicialmente estar em uma tensão variando de fortemente descarregada a uma tensão próxima à do alternador (especialmente quando o veículo foi desligado recentemente e a carga de superfície ainda não se dissi- pou). O dispositivo de detecção de evento do veículo pode procurar au- mentos (e/ou diminuições) no nível de tensão indicativo da transição do estado de ignição de DESLIGADO para LIGADO. Além disso, o proces- sador pode combinar informações coletadas por meio da interface de medição de tensão de entrada em combinação com outras informações, incluindo, mas não se limitando a, informações coletadas por meio de um ônibus de veículo, a fim de detectar um evento de veículo e desper- tar um dispositivo de veículo.
[52] Um processo para detectar eventos de veículo com base em mudanças de tensão de acordo com uma modalidade da invenção é ilustrado na Figura 7. O processo 700 pode incluir medir (705) a tensão média da bateria. O processo pode então medir (710) a tensão instan- tânea da bateria. O processo pode determinar (715) se a diferença entre a tensão instantânea e a tensão média é maior do que um valor de re- ferência de limite de aumento. Em certas modalidades, o valor do limite de aumento pode ser ajustado com base no tipo de evento que está sendo detectado. Além disso, os valores podem ser determinados por testes experimentais que monitoram as mudanças de tensão correspon- dentes para eventos particulares. Por exemplo, os testes podem revelar que o arranque do motor de um veículo pode desencadear um aumento rápido de 2 volts no sistema de tensão do veículo. Outros eventos po- dem utilizar diferentes valores de limite e o processo pode identificar um tipo de evento com base na quantidade de mudança de tensão que está sendo detectada. Se a diferença entre a tensão instantânea e a tensão média for maior que o valor do limite de elevação, o processo pode des- pertar (725) um dispositivo. Se a diferença for menor que o valor de aumento, o processo determina (720) se a diferença entre a tensão ins- tantânea e a tensão média é menor do que um valor de limite de tensão de queda e, em caso afirmativo, o processo pode despertar (725) o dis- positivo. Em certas modalidades, o dispositivo pode confirmar a ocor- rência do evento do veículo usando vários mecanismos, incluindo o mo- nitoramento de uma linha de ignição do veículo e/ou usando dados de sensor recebidos de vários sensores do veículo para determinar o es- tado operacional do motor do veículo. Caso contrário, o processo será concluído.
[53] Processos específicos para detectar eventos de veículo de acordo com modalidades da invenção são descritos acima em relação à Figura 7; no entanto, qualquer número de processos, incluindo aque- les que medem outras propriedades elétricas, como corrente entre vá- rios outros, podem ser utilizados conforme apropriado para os requisitos de uma aplicação específica de acordo com modalidades da invenção.
[54] Embora a presente invenção tenha sido descrita em certos aspectos específicos, muitas modificações e variações adicionais se- riam evidentes para aqueles versados na técnica. Em particular, qual- quer um dos vários processos descritos acima pode ser realizado em sequências alternativas e/ou em paralelo (no mesmo ou em diferentes dispositivos de computação), a fim de obter resultados semelhantes de uma maneira que seja mais apropriada para os requisitos de um deter- minado aplicativo. Deve, portanto, ser entendido que a presente inven- ção pode ser praticada de outra forma que não especificamente des- crita, sem se afastar do escopo e do espírito da presente invenção. As- sim, as modalidades da presente invenção devem ser consideradas em todos os aspectos como ilustrativas e não restritivas. Consequente- mente, o escopo da invenção deve ser determinado não pelas modali- dades ilustradas, mas pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.
Claims (20)
1. Dispositivo telemático veicular instalado dentro de um ve- ículo, caracterizado pelo fato de que compreende: um controlador compreendendo um microprocessador e me- mória armazenando instruções; e um circuito de detecção de evento compreendendo: um filtro passa-baixa configurado para detectar uma tensão e filtrar a tensão detectada para remover ruído; um primeiro filtro passa-alta configurado para re- ceber a tensão filtrada do filtro passa-baixa e para detectar um aumento na tensão; um primeiro comparador configurado para com- parar o aumento na tensão com uma quantidade de tensão de aumento de referência e se o aumento na tensão for maior que a quantidade de tensão de aumento de referência, para disparar o circuito de detecção de evento para emitir um sinal de despertar ao microprocessador do controlador; um segundo filtro passa-alta configurado para re- ceber a tensão filtrada do filtro passa-baixa e para detectar uma queda na tensão; um segundo comparador configurado para com- parar a queda na tensão com uma quantidade de tensão de queda de referência e se a queda na tensão for menor que a quantidade de queda de referência, para disparar o circuito de detecção de evento para emitir o sinal de despertar ao microprocessador o controlador; em que o microprocessador, no recebimento do sinal de des- pertar do circuito de detecção de evento, é direcionado para despertar o controlador do dispositivo telemático veicular.
2. Dispositivo telemático veicular, de acordo com a reivindi-
cação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade de tensão de au- mento de referência e a quantidade de tensão de queda de referência são definidas por uma quantidade de referência de hardware.
3. Dispositivo telemático veicular, de acordo com a reivindi- cação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade de tensão de au- mento de referência e a quantidade de tensão de queda de referência são definidas por um conversor digital-analógico (DAC) controlado por software.
4. Dispositivo telemático veicular, de acordo com a reivindi- cação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de despertar de saída é indicativo de uma ocorrência de um evento de veículo.
5. Dispositivo telemático veicular, de acordo com a reivindi- cação 4, caracterizado pelo fato de que o evento de veículo é pelo me- nos um evento selecionado do grupo que consiste em um arranque do motor do veículo, o motor do veículo sendo iniciado por salto, conec- tando um reboque ao veículo, desconectando um reboque do veículo, ligando um guincho elétrico no veículo, ligando um motor de arranque do veículo, iniciando um alternador do veículo, conectando uma bateria ao veículo, e desconectando uma bateria do veículo.
6. Dispositivo telemático veicular, de acordo com a reivindi- cação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de detecção de evento é um componente de um dispositivo telemático veicular e é usado para despertar o dispositivo telemático veicular do modo de operação em hi- bernação.
7. Dispositivo telemático veicular, de acordo com a reivindi- cação 1, caracterizado pelo fato de que os filtros passa-alta são confi- gurados para detectar rápidas mudanças na tensão do veículo e para filtrar mudanças lentas na tensão do veículo.
8. Dispositivo telemático veicular, de acordo com a reivindi-
cação 1, caracterizado pelo fato de que o microprocessador, no recebi- mento do sinal de despertar do circuito de detecção de evento, é direci- onado para confirmar a ocorrência de um evento de veículo.
9. Dispositivo telemático veicular, de acordo com a reivindi- cação 8, caracterizado pelo fato de que o microprocessador confirma a ocorrência do evento de veículo monitorando uma linha de ignição do veículo para determinar um estado operacional do veículo.
10. Dispositivo telemático veicular, de acordo com a reivindi- cação 1, caracterizado pelo fato de que o microprocessador, no recebi- mento do sinal de despertar do circuito de detecção de evento, é direci- onado para despertar o dispositivo telemático veicular de um modo de hibernação de operação.
11. Dispositivo de detecção de evento de veículo, caracteri- zado pelo fato de que compreende: um microcontrolador compreendendo uma memória armaze- nando instruções de detecção de evento de veículo; e uma pluralidade de conversores analógico-para-digital (ADCs) configurada para detectar um sinal de tensão do veículo e para converter o sinal de tensão analógico do veículo a um sinal digital; em que o dispositivo de detecção de evento de veículo é ins- talado em um veículo; e em que as instruções do dispositivo de detec- ção de evento de veículo instruem o microcontrolador para: despertar de um modo de hibernação de operação; medir uma tensão instantânea do veículo usando a plurali- dade de ADCs; comparar a tensão instantânea do veículo com uma ten- são média do veículo; se a diferença entre a tensão instantânea do veículo e a ten- são média do veículo é maior que um primeiro valor limiar ou menor que um segundo valor limiar, emitir um sinal de despertar a um controlador de um dispositivo telemático veicular, caso contrário, para reverter ao modo de hibernação de operação.
12. Dispositivo de detecção de evento de veículo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o sinal de des- pertar é transmitido ao controlador do dispositivo telemático veicular para despertar o dispositivo telemático veicular de um modo de hiber- nação de operação.
13. Dispositivo de detecção de evento de veículo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o sinal de des- pertar é indicativo de uma ocorrência de um evento de veículo.
14. Dispositivo de detecção de evento de veículo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o evento de veí- culo é pelo menos um evento selecionado do grupo que consiste em um arranque do motor do veículo, o motor do veículo sendo iniciado por salto, conectando um reboque ao veículo, desconectando um reboque do veículo, ligando um guincho elétrico no veículo, ligando um motor de arranque do veículo, iniciando um alternador do veículo, conectando uma bateria ao veículo, e desconectando uma bateria do veículo.
15. Dispositivo de detecção de evento de veículo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção de evento é um componente do dispositivo telemático veicular.
16. Dispositivo de detecção de evento de veículo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o controlador do dispositivo telemático veicular, no recebimento do sinal de despertar do dispositivo de detecção de evento de veículo, é direcionado para confir- mar a ocorrência de um evento de veículo.
17. Dispositivo de detecção de evento de veículo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o controlador confirma a ocorrência do evento de veículo monitorando uma linha de ignição do veículo para determinar um estado operacional do veículo.
18. Dispositivo de detecção de evento de veículo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o controlador, no recebimento do sinal de despertar do dispositivo de detecção de evento de veículo, é direcionado para despertar o dispositivo telemático veicu- lar de um modo de hibernação de operação.
19. Dispositivo de detecção de evento de veículo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o primeiro limiar e o segundo limiar são 2 volts.
20. Dispositivo de detecção de evento de veículo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o primeiro limiar é dependente de um tipo de evento de veículo sendo detectado.
Petição 870210078314, de 25/08/2021, pág. 10/43 transceptor de rádio receptor GPS interface de entrada de Linha de ignição de veículo ignição processador 1/7 bateria fonte de alimentação
Fonte de alimentação/ bateria de veículo (técnica anterior)
Petição 870210078314, de 25/08/2021, pág. 11/43 Fonte de alimentação/ bateria de veículo
Dispositivo telemático veicular processador Memória
Aplicativo de telemática para veículos 2/7 dispositivo de detecção de evento interface de comunicações de veículo dispositivos sensores Bateria
Dispositivo telemático veicular transceptor receptor de rádio de GPS
Petição 870210078314, de 25/08/2021, pág. 12/43 1 ou mais conexão de barramento interface fontes de processador GPIO de dados de entrada e/ veículo ou saídas externas 3/7 detector de evento de fonte de sensores alimentação bateria veículo
Fonte de alimentação/ bateria de veículo filtro passa-alta
Petição 870210078314, de 25/08/2021, pág. 13/43 Evento 1 detectado
Tensão do filtro passa-baixa Qualquer evento veículo detectado filtro Evento 2 passa-alta detectado 4/7 queda de referência aumento de referência
Petição 870210078314, de 25/08/2021, pág. 14/43 programa de detector de Fonte de alimentação/ dispositivo telemático evento bateria de veículo de veículo 5/7
Microcontrolador
Arranque do veículo
Petição 870210078314, de 25/08/2021, pág. 15/43 Tensão nominal da bateria 6/7
Motor desligado – tensão inicial da bateria
Transição ao nível de tensão do alternador regulado
Execução do motor – tensão do alternador regulado
Início
Medir tensão média da bateria
Medir tensão instantânea da bateria
Sim Atraso opcional aumento?
Não
Sim queda? Não
Dispositivo de despertar
Completo
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