-
Verfahren zum Auslösen eines Alarms bei Auftreten einer Änderung
-
der Neigung eines Kraftfahrzeuges und Schaltungsanordnung zum Durchführen
dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslösen eines Alarms
bei Auftreten einer Änderung der Neigung eines Kraftfahrzeuges und eine Schaltungsanordnung
zum Durchführen dieses Verfahrens.
-
Verfahren und Schaltungsanordnungen dieser Art dienen zur Diebstahlsicherung
eines Kraftfahrzeuges. Dabei soll einerseits das Kraftfahrzeug selbst vor einem
Diebstahl durch Verladen auf ein Kraftfahrzeug unter Hochziehen über eine Rampe
geschützt und andererseits soll verhindert werden, daß das Kraftfahrzeug zum Abmontieren
und Stehlen einer Felge mit einer Winde angehoben wird.
-
Bei all diesen Manipulationen bewegt sich die Karosserie gegenüber
dem Fahrgestell bzw. die gefederten gegenüber den ungefederten Teilen. Bei diesen
Bewegungen kann es sich um Stöße, ruckartige Bewegungen oder auch ein Anheben mit
einem Wagenheber handeln. In allen Fällen ändert die Karosserie ihre Neigung gegenüber
einem Ausgangszustand. Eine Neigungsänderung kann daher zum Auslösen eines Alarms
herangezogen werden.
-
Der unmittelbare Anschluß einer akustischen und/oder optischen Alarmsignal
quelle an einen die Neigung feststellenden Meßwertgeber würde Jedoch zu einer großen
Anzahl von Fehlalarmen führen.
-
Es kann vorkommen, daß das Fahrzeug durch ErschUtterungen, spielende
Kinder usw. nur kurzzeitig angestoßen wird. Es verändert seine Neigung. Nach einem
Zeitraum in der Größenordnung von vielleicht
0,4 sec erreicht es
wieder eine stabile Endlage. Ebenso kann es vorkommen, daß das Fahrzeug durch Erschütterungen
oder einen Stoß zu Schwingungen mit seiner Eigenfrequenz angeregt wird.
-
Diese halten wenige Perioden an und klingen dann ab. In beiden Fällen
darf ein Alarm. nicht ausgelöst werden. Er wäre ein Fehlalarm und hätte zur Folge,
daß der Benutzer die gesamte Anordnung nach einigen Fehlalarmen ausschalten wUrde.
-
Es ist technisch einfach zu verwirklichen, die Auslösung eines Alarmes
für eine bestimmte Zeit zu verzögern oder zu unterdrücken.
-
Es gibt 3 Jedoch keine Schaltungsanordnung, die eine Neigungsänderung
des Kraftfahrzeuges als Folge von Schwingungen mit der Eigenfrequenz als solche
erkennt und hierbei keinen Alarm auslöst. Die auf dem Markt befindlichen Schaltungsanordnungen
lösen einen Alarm auch bei Schwingungen mit der Eigenfrequenz aus. Da diese bei
Jedem ausreichend starken Anstoßen der Karosserie auftreten, führen die bekannten
Schaltungsanordnungen zu einer sehr großen Zahl von Fehlalarmen.
-
Hiervon ausgehend stellt sich für die vorliegende Erfindung die Aufgabe,
ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zu dessen Durchführung so auszubilden,
daß ein Alarm nur bei einer wirklichen Gefährdung und nicht schon bei einer kurzzeitigen
Neigungsänderung oder bei Schwingungen mit der Eigenfrequenz ausgelöst wird. Die
Lösung für diese Aufgabe ergibt sich nach der Erfindung mit einem Verfahren, bei
dem die Auslösung eines Alarms für eine Zeit Ät verzögert und nach deren Ablauf
unterdrückt wird, wenn nach einer Anderung der Neigung deren ursprünglicher Betrag
wieder durchlaufen oder als Endzustand erreicht wird, wobei d t mindestens gleich
der Hälfte einer Periode der Eigenfrequenz des Kraftfahrzeuges bei Schwingungen
von dessen gefederten gegenüber dessen ungefederten Teilen und längstens gleich
der Zeitspanne ist, für die ein Alarm unter Berücksichtigung praktischer Gesichtspunkte
verzögert werden darf. Im einzelnen ist weiter vorgesehen, daß bei sich periodisch
wiederholendem Durchlaufen des ursprünglichen Neigungszustandes die Auslösung des
Alarms immer wieder um 4 t verzögert und damit unterdrückt wird. Schließlich wird
bei Erreichen eines bleibenden neuen Neigungszustandes mit
oder
ohne Auslösung eines Alarms dieser Neigungszustand abgespeichert und als Bezugswert
beim Feststellen künftiger Neigungsände rungen herangezogen.
-
Damit wird sichergestellt, daß ein Alarm nur bei wirklicher Gefährdung
des Kraftfahrzeuges oder seines Inhaltes ausgelöst wird.
-
Gleichzeitig wird sichergestellt, daß der sich nach einer Neigungsänderung
einstellende Neigungszustand als Bezugsgröße für das Feststellen künftiger Neigungsänderungen
herangezogen wird.
-
Bei Beachtung r vorstehend genannten erfindungsgemäßen Grundregeln
läßt sich diese mit zahlreichen Schaltungsanordnungen verwirklichen. Eine besonders
zweckmäßige Schaltungsanordnung wird im folgenden beschrieben und bildet den Gegenstand
von Patentansprüchen. Sie arbeitet digital und setzt sich aus logischen Schaltungselementen
zusammen. Am Eingang der Schaltungsanordnung liegt ein mechanischer Meßwertgeber.
In Abhängigkeit von der Lage oder Neigung der Karosserie in den drei Richtungen
des Raumes gibt er ein digitales Signal ab.
-
Am Beispiel der Schaltungsanordnung, die mit dem in der Zeichnung
enthaltenen Stromlaufbahn dargestellt ist, wird die Erfindung nun weiter beschrieben.
-
Die Schaltungsanordnung enthält einen Meßwertgeber. Dieser stellt
die Neigung des Kraftfahrzeuges im Raum fest. Er gibt den Meßwert in digitaler Form
als ein n-bit Datenwort ab. Je nach.der Neigung des Kraftfahrzeuges ist dieses Datenwort
verschieden. Ein Speicher und ein Komparator sind an den Meßwertgeber angeschlossen.
-
Zusätzlich weist der Speicher noch einen Setzeingang auf. ueber diesem
wird ihm ein Setzimpuls oder -signal zugeführt. Dies bewirkt, daß das gerade am
Eingang des Speichers stehende Datenwort in diesem abgelegt wird. Dort bildet es
dann eine Anzeige für die augenblickliche Neigung des Kraftfahrzeuges, die von nun
an
als ursprüngliche Neigung angesehen wird. Diese bildet dann den Ausgangspunkt für
sich anschließende Neigungsmessungen oder die Bezugsgröße für den Komparator. Mit
seinem anderen Eingang ist dieser an den Speicher angeschlossen. Von diesem wird
ihm dieses die Bezugsgröße darsteltlende Datenwort zugeführt. Der Komparator vergleicht,
ob das ihm über seinen anderen Eingang zugeführte Datenwort, das die augenblickliche
Neigung anzeigt, von der Bezugsgröße abweicht. Bei einer Abweichung, das heißt bei
einer Neigungsänderung, gibt er an seinem Ausgang ein Signal. Die Schaltung ist
so aufgebaut, daß in Ruhe oder bei gleichbleibender Neigung am Ausgang des Komparators
eine Spannung oder ein High-Signal anliegt, während bei einer Neigungsänderung an
seinem Ausgang keine Spannung oder ein Low-Signal anliegt. Ein Monoflop MF1 ist
mit seinem Setzeingang an den Ausgang des Komparators angeschlossen.
-
Es hat zwei Ausgänge 5 und Q. Im nicht gesetzten Zustand liegt eine
Spannung am Ausgang n. Bei Setzen des Monoflop MF7 geht die Spannung auf den Ausgang
Q über. Dort bleibt sie für die Zeitspanne 4 t stehen. Das Monoflop MF1 ist nachtriggerbar.
Das heißt, daß die Zeitspanne n t, während der die Spannung am Ausgang Q liegt,
bei Jedem Setzen des Monoflop MF1 neu beginnt. Bei Setzsignalen, die innerhalb d
a t aufeinanderfolgenden, bleibt die Spannung damit am Ausgang Q stehen. Ergänzend
ist zum Monoflop MF1 noch zu bemerken, daß es bei abfallendem Impuls, das heißt
beim Übergang vom High- auf das Low-Signal gesetzt wird bzw.
-
triggert.
-
Ein Inverter ist ebenfalls an den Komparator angeschlossen. Ein Und-Gatter
U1 liegt mit seinen Eingängen am Ausgang 5 des Monoflop MF1 und am Inverter. Ein
Und-Gatter U2 liegt mit seinem einen Eingang am Ausgang des Und-Gatters U1. Mit
seinem anderen Eingang liegt es am Ausgang 5 eines noch zu beschreibenden RS-Flip-Flop.
Ein drittes Und-Gatter U3 liegt mit seinem einen Eingang am Ausgang Q des Monoflop
MF1 und mit seinem anderen Eingang am Ausgang des Komparators. Hinter dem Und-Gatter
U3 liegt das RS-Flip-Flop. Mit seinem Setzeingang ist es an das Und-Gatter U3 angeschlossen.
Mit seinem Rückstelleingang R liegt es an derjenigen Leitung, über die dem Speicher
die Setzsignale zugeleitet werden.
-
Ein Und-Gatter U4 liegt mit seinem einen Eingang am Ausgang Q des
R-S-Flipflop und mit seinem anderen Eingang am Ausgang 5 des Monoflop MF1. Ein Oder-Gatter
01 liegt mit seinen beiden Eingängen an den Ausgängen der Und-Gatter U2 und U4.
-
Ein Monoflop MF2 liegt am Ausgang des Und-Gatters U2. Ein Monoflop
MF3 liegt am Ausgang des Oder-Gatters 01. Die beiden Monoflop MF2 und MF3 weisen
je einen Ausgang Q auf. Sie triggern bei ansteigendem Impuls. Das heißt, bei Auftreten
eines Signales an ihrem Eingang erscheint auch ein Signal an ihrem Ausgang Q. Der
Ausgang Q des Monoflop MF2 ist an eine Alarmsignalquelle angeschlossen. Der Ausgang
Q des Monoflop MF3 führt zum Setzeingang des Speichers und zum Rückstelleingang
des R-S-Flipflop.
-
Nach dieser Beschreibung des Stromlaufplanes und von Eigenschaften
verschiedener Bauteile sollen nun Betriebsabläufe geschildert werden. Dabei gibt
es solche, bei denen ein Alarm ausgelöst, und solche, bei denen ein Alarm nicht
ausgelöst wird.
-
1. Eine Neigungsänderung hält länger als a t an und ein Alarm wird
ausgelöst.
-
Bei einer Änderung der Neigung des Kraftfahrzeuges weicht das dem
Komparator vom Meßwertgeber zugeführte Datenwort von demwenigen ab, das im Speicher
abgelegt war und am anderen Eingang des Komparators anliegt. Das Signal am Ausgang
des Komparators fällt dann von High auf Low ab. Das Monoflop MF1 wird getriggert.
Für die Zeitspanne A t geht die Spannung vom Ausgang 5 auf den Ausgang Q über. Nach
Ut steht sie wieder an an. Der Inverter kehrt das an seinem Eingang liegende Low-Signal
um. Dann liegt an beiden Eingängen des Und-Gatters U1 Spannung, und dies schaltet
durch. Dann liegt am oberen Eingang des Und-Gatters U2 Spannung. Nun ist zu fragen,
ob auch dessen unterer Eingang Spannung führt. Am unteren Eingang des Und-Gatters
U3 liegt ein Low-Signal an. Das R-S-Flip-Flop wird nicht gesetzt. Sein Ausgang g
behält Spannung. Damit kann das Und-Gatter U2 durchschalten. Das Monoflop MF2 wird
getriggert.
-
Sein Ausgang Q erhält Spannung. Der Alarm wird ausgelöst.
-
Am oberen Eingang des Oder-Gatters Ol liegt ebenfalls Spannung.
-
Damit wird das Monoflop MF3 getriggert. Sein Ausgang Q erhält Spannung.
Damit läuft ein Signal zum Speicher. Das an seinem Eingang anstehende Datenwort,
das die augenblickliche Neigung anzeigt, wird abgelegt. Damit wird die augenblickliche
zur ursprünglichen Neigung und bildet den Bezugswert für künftige Messungen. Am
Rückstelleingang R des RS-Flipflop liegt ebenfalls Spannung an. Diese bleibt jedoch
wirkungslos, da das Flipflop nicht gesetzt war.
-
Diese Beschreibung zeigt, daß bei einer Neigungsänderung, die n t
überdauert, ein Alarm ausgelöst wird. Gleichzeitig wird der neue Neigungswert im
Speicher abgelegt.
-
2. Eine Neigungsänderung hält kürzer als A t an und ein Alarm wird
nicht ausgelöst.
-
Bei einer Neigungsänderung fällt das Signal am Ausgang des Komparators
wieder von High auf Low ab. Das Monoflop MEI wird getriggert. Für die Zeitspanne
A t geht die Spannung vom Ausgang 5 auf Q über. Für einen kürzeren Zeitraum, denn
die Neigungsänderung sollte kürzer als At anhalten, liegt eine Spannung am unteren
Eingang 2 des Und-Gatters U1 an. Diese Spannung verschwindet jedoch, bevor Spannung
auch an seinem oberen Eingang 1 anliegt. Damit kann das Und-Gatter U1 nicht durchschalten.
Ein Alarm wird nicht ausgelöst.
-
Für die Zeitspannet t liegt Spannung am oberen Eingang des Und-Gatters
U3. Innerhalb dieser Zeitspanne ändert sich das Signal am unteren Eingang des Und-Gatters
U3 von Low auf High. Das Und-Gatter U3 schaltet durch. Das RS-Flipflop wird gesetzt.
Sein Ausgang Q erhält Spannung. Diese steht nun am oberen Eingang des Und-Gatters
U4 an. Nach Ablauf von d t erhält auch dessen unterer Eingang Spannung. Das Und-Gatter
U4 schaltet durch. Damit
schaltet auch das Oder-Gatter 01 durch.
Damit wird das Monoflop MF3 getriggert. Der Speicher erhält einen Setzimpuls und
die neue Neigung wird in ihm abgelegt. Gleichzeitig erhält das R-S-Flipflop einen
Rückstellimpuls. Es wird zurückgesetzt. Sein Ausgang 5 erhält wieder Spannung.
-
3. Die Neigung schwankt mit der Eigenfrequenz des Kraftfahrzeuges
um den ursprünglichen Wert und ein Alarm wird nicht ausgelöst.
-
war t war großer als die halbe Eigenschwingungsperiode des Kraftfahrzeuges
gewählt worden. Bei Eigenschwingungen durchläuft die Neigung daher immer wieder
innerhalb von 4 t ihren ursprünglichen Wert.
-
Bei Neigungsänderungen dieser Art fällt das Signal am Ausgang des
Komparators innerhalb von 4 t immer wieder von High auf Low ab. Das Monoflop MEI
ist nachtriggerbar. Das heißt, bevor die Spannung von seinem Ausgang Q auf seinen
Ausgang Q übergeht, wird es schon wieder angestoßen und die Spannung bleibt für
eine weitere Zeitspanne A t am Ausgang Q stehen. Damit kann das Und-Gatter Ul nicht
durchschalten. Ein Alarm wird nxht ausgelöst.
-
Die Spannung am Ausgang Q des Monoflop MF1 liegt am oberen Eingang
des Und-Gatters U3 an. Bei Durchlaufen der ursprünglichen Neigung oder Normallage
erhält auch untere Eingang des Und-Gatters U3 Spannung. Damit wird das R-S-Flipflop
gesetzt. Sein Ausgang Q erhält Spannung. Diese Spannung steht am oberen Eingang
des Und-Gatters U4 an. Bei Beendigung der Schwingungen steht Spannung auch wieder
am Ausgang Q des Monoflop MF1 an.
-
Damit kann das Und-Gatter U4 durchschalten. Uber das Oder-Gatter
01 wird nun das Monoflop MF3 gesetzt. Der Speicher erhält wieder einen Setzimpuls
und das R-S-Flipflop wird zurUckgestellt.
-
Alle Arten von Neigungsänderungen und Schwingungen lassen sich auf
die
vorstehend geschilderten drei Betriebsabläufe zurückführen.
-
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung stellt sicher, daß ein Alarm
nur dann ausgelöst wird, wenn eine Neigungsänderung länger als 4 t anhält und es
sich hierbei nicht um Schwingungen mit der Eigenfrequenz handelt. Damit werden Fehlalarme,
-wie sie bei bekannten Anordnungen bei Eigenschwingungen auftreten, vermieden.
-
Die Schilderung der Betriebsabläufe hat auch gezeigt, daß4 -t mindestens
gleich der halben Periodendauer der niedrigsten Eigenfrequenz sein muß, die bei
Schwingungen der gefederten Teile des Kraftfahrzeuges gegenüber den ungefederten
Teilen auftreten. In der Praxis ergibt dies Werte für 4 t zwischen etwa 0,3 und
etwa 0,6 sec. Die obere Grenze fürA t liegt bei derjenigen Zeit, für die man die
Auslösung eines Alarms unter Berücksichtigung praktischer Gesichtspunkte verzögern
kann. Sofern dies zu einer Vergrößerung von 4 t über die eben genannten Werte hinaus
führt, handelt es sich um wenige Sekunden.
-
Es wurde ausgeführt, daß ein neuer Neigungswert auch dann im Speicher
abgelegt wird, wenn die Neigungsänderung nur kurzezitig und kürzer als A t angehalten
hat. Die Notwendigkeit hierfür ergibt sich daraus, daß die in der Federung enthaltenen
Federn eine Hysterese zeigen. Bei einem kurzezeitigen oder leichten Eindrücken kehren
sie nicht in ihre Ausgangslage zurück. Der sich daraus ergebende neue Neigungszustand
muß als neue Bezugsgröße in den Speicher eingegeben werden.
-
Abschließend soll noch eine bisher nicht beschriebene Besonderheit
erwähnt werden, die bei Inbetriebnahme oder Einschalten der Schaltungsanordnung
zu beachten ist. Zur Inbetriebnahme werden die einzelnen Schaltungselemente an Betriebsspannung
gelegt.
-
Zusätzlich muß ein besonderer Impulsgeber kurzzeitig eingeschaltet
werden. Er führt dem Speicher einen SetzimpEuls zu, damit dieser das Datenwort entsprechend
des gerade vorhandenen Neigungszustandes annimmt und diese dann die Bezugsgröße
für den beginnenden Betriebsablauf bildet.
-
Leerseite