DE4336922A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung und Bewertung der Neigung eines Fahrzeugs - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Messung und Bewertung der Neigung eines FahrzeugsInfo
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Description
Die Diebstahlrate für Fahrzeuge, insbesondere für relativ hoch
wertige Kraftfahrzeuge, ist in den letzten Jahren erheblich ange
stiegen. Der Anstieg war so dramatisch, daß die KFZ-Versiche
rungen aufgrund der erheblich gestiegenen Versicherungsprämien
für das Diebstahlrisiko vor allem im PKW-Bereich sich genötigt
sahen, von den Versicherungsnehmern den Einbau von Schutzein
richtungen zur Verhinderung eines Diebstahls zu verlangen.
Diese Schutzeinrichtungen sind von den Versicherern in ihrem
Leistungsumfang exakt definiert worden, wobei zu einer vollstän
digen Absicherung eines Fahrzeugs gegen Diebstahl auch die Über
wachung der Neigung des Fahrzeugs im abgestellten Zustand ge
hört. Dies deshalb, weil in vielen Fällen ein Diebstahl des
Fahrzeugs verbunden ist mit einer Änderung seiner relativen
Neigung im Raum, dadurch hervorgerufen, daß sich beispielsweise
ein Dieb in das Fahrzeug hineinsetzt, um es wegzufahren, oder
aber dadurch, daß das Fahrzeug über eine schräge Rampe auf eine
Abschleppeinrichtung gezogen wird.
Nun gibt es auf dem Markt eine ganze Reihe von Neigungs-Meßge
räten, die dem oben aufgezeigten Zweck dienen sollen, wobei
jedoch alle dieser Gerätschaften ziemlich voluminös sind und
daher bei den modernen Fahrzeugkonstruktionen von der Unterbrin
gung her erhebliche Probleme verursachen.
Deshalb soll mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren die Aufgabe
gelöst werden,
- 1. einen möglichst einfachen und preiswerten, von seinen geometrischen Abmessungen her sehr kleinen und leichten Neigungssensor zur Verfügung zu stellen, der ohne Schwie rigkeiten auf einer Leiterplatte Platz findet und dort praktisch wie ein elektronisches Bauteil bestückt werden kann und
- 2. die Auswertung der Meßsignale in möglichst einfacher aber für den Anwendungszweck effizienter Weise vorzunehmen.
Der Sensor ist das wichtigste Bauteil eines solchen Meßgerätes
und muß von den geforderten Eigenschaften her konzipiert werden.
Von einem zur Messung der Neigung eines Fahrzeugs eingesetzten
Sensor muß erwartet werden, daß er die Neigung des Fahrzeugs
nach zwei zueinander orthogonalen Komponenten, oder aber anders
ausgedrückt: die Neigung der Fahrzeugebene im Raum ständig mes
sen kann.
Da vor allem im geparkten Zustand eines Fahrzeugs die Stromver
sorgung eines derartigen Neigungsmeßgerätes ausschließlich von
der Bordbatterie erfolgt, muß die Sensoranordnung so ausgelegt
sein, daß sie im aktiven Zustand möglichst wenig elektrische
Energie aufnimmt.
Andererseits muß aber die Auflösung der Sensorik möglichst gut
sein und Änderungen der äußeren Parameter wie z. B. der Tempera
tur dürfen sich nur äußerst geringfügig auf den Meßwert auswir
ken.
Unter Zusammenfassung und Heranziehung aller vorgenannter Eigen
schaften wird erfindungsgemäß ein in erster Linie kapazitiv
wirkender Differentialsensor entsprechend der Fig. 1 und 2
vorgeschlagen.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt in seitlicher Aufsicht auf den
Sensor; dieser Schnitt ist in einer Ebene ausgeführt, in der
die Elektroden angeordnet sind. Demgegenüber zeigt Fig. 2 einen
Schnitt durch den Sensor quer zu den Elektroden. Das Gehäuse des
Sensors besteht aus Kunststoff, hat einen Innendurchmesser von
ca. 10 mm und ist zu etwa zwei Drittel mit einer isolierenden
Flüssigkeit gefüllt, wobei die Eigenschaften dieser Flüssigkeit
weiter unten näher spezifiziert werden.
Der Sensor, d. h. die Meßzelle, besteht aus einem vorzugsweise run
den oder ovalen Kunststoffgefäß von etwa 10 mm Innendurchmesser,
in das insgesamt 5 Elektroden in der oben dargestellten Anord
nung eingelassen sind. Eine der Elektroden befindet sich im
Zentrum eines rechtwinkligen Kreuzes, auf den 4 Schenkeln dieses
Kreuzes ist jeweils eine weitere Elektrode plaziert. Die Abstän
de der Elektroden untereinander sind jeweils in einer Richtung
gleich (Abstand 1-2; 2-3). Die Abstände der Elektroden
4-2 und 2-5 sind ebenfalls gleich, müssen aber nicht gleich
den Abständen 1-2 bzw. 2-3 sein.
Über unterschiedlich gewählte Abstände der Elektroden in den
beiden Richtungen lassen sich z. B. unterschiedliche Empfindlich
keiten in diesen Richtungen realisieren.
Das Gefäß wird beispielsweise über die als Befestigung
ausgewiesene Grundplatte mechanisch starr mit dem zu
überwachenden Fahrzeug verbunden und ist zum Teil mit einer
Flüssigkeit gefüllt, die, bei möglichst kleiner elektrischer
Leitfähigkeit, eine möglichst hohe Dielektrizitätskonstante
aufweist und über den bei Kraftfahrzeug-Anwendungen geforderten
Temperaturbereich von -40°C . . . +85°C mit möglichst geringer
Änderung ihrer Viskosität im flüssigen Aggregatzustand vorliegt.
Hierfür eignen sich z. B. wäßrige Gemische von Glyzerin und Gly
kol.
Diese Meßzelle stellt zwei Differentialkondensatoren dar, die in
jeweils zueinander senkrechten Richtungen angeordnet sind. Die
Elektroden dieser Kondensatoren werden von einfachen
Metallstiften oder aber schmalen Metallstreifen gebildet. Die
Kapazität eines Teilkondensators, etwa zwischen den Elektroden
1 und 2 ist damit direkt proportional der Füllhöhe der zwischen
diesen Elektroden stehenden Flüssigkeit und diese wiederum ist
abhängig von der Neigung des gesamten Gefäßes (dargestellt in
Fig. 3).
Ist die Eintauchtiefe der beiden Elektroden verschieden, so ist
zur Ermittlung der Kapazität der gemittelte Füllstand zwischen
den Elektroden ausschlaggebend.
Über die Flüssigkeit sind die beiden Teile jeweils eines Dif
ferentialkondensators miteinander gekoppelt. Genauer ausgeführt
heißt dies, daß im selben Maße, wie die Kapazität eines
Teilkondensators bei zunehmender Neigung des Gefäßes ansteigt,
die Kapazität des zweiten der gleichen Richtung zugeordneten
Teilkondensators abnimmt. Betrachtet man zunächst nur eine
Richtung, so wird aufgrund der Anordnung des
Differentialkondensators in den beiden Zweigen einer Standard-
Brückenschaltung von der nachfolgenden Elektronik ein
elektrisches Signal verarbeitet und verstärkt, das der Differenz
der Kapazitäten der beiden Teilkondensatoren entspricht, wobei
die Information in der Amplitudenhöhe dieses Signals liegt. Da
dieser Kapazitätsdifferenz in eindeutiger Weise eine Neigung des
zu überwachenden Fahrzeugs zugeordnet werden kann, ist damit ein
elektrisches Signal verfügbar, das die mechanische Größe
"Neigung" in eine elektrische Größe Spannung umsetzt.
Bei völlig waagerechter Abstellung des Fahrzeugs und bei völlig
symmetrischer Anordnung der Elektroden im Sensorgefäß wären die
beiden Teilkapazitäten der "Flüssigkeitskondensatoren" gleich
groß, ihre Kapazitätsdifferenz also gleich Null und die diesem
Zustand zugeordnete Neigung willkürlich ebenfalls gleich Null.
Ändert sich nun der Neigungszustand des Fahrzeugs in einer Achse
senkrecht zur Elektrodenanordnung im Sensorgefäß, so steigt z. B.
die Flüssigkeit zwischen den Elektroden 1 und 2 an, wobei sie
gleichzeitig zwischen den Elektroden 2 und 3 absinkt. Hieraus
ergibt sich eine Kapazitätsdifferenz, die mit zunehmendem Nei
gungswinkel ebenfalls zunimmt.
Elektrisch läßt sich diese Kapazitätsdifferenz am einfachsten in
einer Brückenanordnung messen, wie sie in Fig. 4 dargestellt
ist, wobei die beiden im unteren Teil der Brücke dargestellten
Kondensatoren durch einen der oben beschriebenen
Differenzkondensatoren gebildet werden, etwa durch die
Elektroden 1-2-3. Die Elektrode 2 stellt dann den
gemeinsamen Massepunkt am Fußpunkt der Brückenschaltung dar.
Diese Elektroden 1-2-3 bilden beispielsweise den Meßkanal 1,
über den z. B. die Messung der Fahrzeugneigung in Querrichtung
erfolgt, die Elektroden 4-2-5 würden dann den Meßkanal 2
bilden, über den die Messung der Neigung des Fahrzeugs in
Längsrichtung vorgenommen wird. Voraussetzung hierfür ist
natürlich eine entsprechende Ausrichtung des Sensors im
Fahrzeug, d. h. die Elektroden 4-2-5 müßten in Fahrtrichtung
des Fahrzeugs liegen.
Die Brücke wird zwischen Punkt A und Punkt B mit einer Gleich
spannung, mit einer sinusförmigen Wechselspannung, mit einer
Rechteckspannung oder einer aus den vorgenannten Anteilen zu
sammengesetzten Spannung gespeist. Die Polarität der Spannung
zwischen A und B muß periodisch so umgeschaltet werden, daß der
sich insgesamt zwischen diesen beiden Punkten ergebende Gleich
spannungsanteil im zeitlichen Mittel zu Null wird.
Im sogenannten "Nullzweig" dieser Brücke, also zwischen N1 und
N2 ergibt sich dann eine Spannung, die proportional der Kapazi
tätsdifferenz der beiden Teilkondensatoren ist, sofern die bei
den Ohm′schen Widerstände R1 und R2 gleich groß sind.
Diese Spannung im Nullzweig wird über eine herkömmliche, hoch
ohmige Verstärkerschaltung verstärkt und dem A/D-Wandler eines
Single-Chip Mikrorechners zugeführt. Dort wird diese Spannung in
verstärkter Form als Digitalwert abgelegt. Damit ist dann dem
Digitalwert der gemessenen Spannung eindeutig ein bestimmter
Füllstand der beiden Teilkondensatoren und damit ein Neigungs
wert des den Sensor umgebenden und mit diesem starr verbundenen
Gehäuses zugeordnet.
In Fig. 5 ist das am Ausgang des Verstärkers zu erwartende
Meßsignal prinzipiell dargestellt.
Besitzt die Flüssigkeit im Sensor entgegen der Darstellung in
Fig. 4 einen endlichen Restleitwert, so müssen in der
elektrischen Ersatzschaltung die beiden Teilkapazitäten in der
Brückenschaltung durch jeweils einen parallel liegenden
Widerstand ergänzt werden.
Die Messung der Neigung ist z. B. bei einer Ansteuerung der
Brückenschaltung mit einer rechteckförmigen Spannung und bei
Verwendung einer Sensorflüssigkeit mit einem nicht zu
vernachlässigenden Restleitwert über die Amplitude des
Rechtecksignals im waagerecht verlaufenden Teil dieses Signals
möglich. Genauso möglich wäre eine Auswertung der
Spannungsspitzen bzw. der nachfolgenden, abfallenden
Signalflanke, die beim Umspringen des Rechtecksignals auftritt,
wobei in dieser abfallenden Signalflanke eine umgekehrte
Proportionalität zu dem Produkt R C enthalten ist.
Damit die Änderung der Neigungsebene des Fahrzeugs im Raum de
tektierbar wird, muß der Neigungswert in einer zweiten, senk
recht zur ersten Achse liegenden Richtung bestimmt werden kön
nen. Dies geschieht auf genau dieselbe Art und Weise über die
Elektroden 4, 2 und 5. Diese Elektroden bilden dann in einer
zweiten Brückenschaltung wiederum einen Differenzkondensator.
Die Spannung im Nullzweig (Kanal 2) wird entweder über eine
zweite Verstärkerschaltung verstärkt und dem Analogeingang des
A/D-Wandlers zugeführt. Eine andere Möglichkeit wäre es, im
zeitlichen Wechsel über einen Multiplexer nacheinander Kanal 1
und dann Kanal 2 zu verstärken.
Die Meßwerte von Kanal 1 und Kanal 2 können entweder in gleichen
Zeiträumen oder aber zeitlich nacheinander ermittelt werden. Um
Energie einzusparen, wird die Meßanordnung nur für einen kurzen
Zeitraum eingeschaltet (ca. 10 ms), dem sich eine längere Pause
(ca. 90 ms) anschließt; danach wird wieder für ca. 10 ms gemes
sen usw.
Grundsätzlich ist zur Überwachung der Neigung eines Fahrzeugs
die Speicherung der Neigungswerte über einen bestimmten Zeitraum
hinweg notwendig. Die Meßanordnung muß demnach über eine ent
sprechende Speichereinrichtung verfügen. Der minimale Zeitraum,
über den diese Speicherung sinnvollerweise vorgenommen werden
muß, ist bei einem Kraftfahrzeug etwa 500 ms, wie später noch
dargelegt werden wird.
Der oben beschriebene Sensor ist im Fahrzeug, dessen Neigung
überwacht werden soll, fest montiert, wobei der Einbauort selbst
keine Rolle spielt. Die Einbaurichtung sollte, damit ein nach
allen Seiten symmetrischer Meßbereich zur Verfügung steht, etwa
waagerecht sein, d. h. die Flüssigkeit im Innern des Sensors steht
dann an allen Elektroden gleich hoch.
Wird das Fahrzeug abgestellt und verschlossen, so wird nach
einer bestimmten Verzögerungszeit, die notwendig ist, damit sich
die Flüssigkeit im Innern des Sensors beruhigen kann, der augen
blickliche und dann konstant bleibende Neigungswert in den bei
den, aufeinander senkrecht stehenden Richtungen gemessen und in
digitalisierter Form abgespeichert.
Diese Messung erfolgt mehrmals hintereinander (ca. 8 oder 16mal)
und die gemittelten Meßwerte, nach Richtungen getrennt,
bilden dann die sog. "Referenzwerte" oder Bezugswerte der Nei
gung des Fahrzeugs und können beim Abstellen des Fahrzeugs,
abhängig von der Neigung der Parkfläche, jedesmal andere sein.
Daraufhin wird in zeitlichen Abständen von ca. 100 ms, wie oben
beschrieben, für jede der beiden Richtungen jeweils ein neuer,
der aktuellen Neigung des Fahrzeugs entsprechender Meßwert
ermittelt und mit dem Referenzwert der zugehörigen
Neigungsrichtung verglichen. Die Abweichung des aktuellen
Meßwertes vom Referenzwert nach oben oder unten entspricht der
Änderung der Neigung des Fahrzeugs seit dem Zeitpunkt des
Abstellens. Übersteigt diese Abweichung einen vorgegebenen
Betrag der Größe FB (siehe Fig. 6), so gibt diese hier
beschriebene Sensorelektronik ein Triggersignal an eine
Basisalarmeinheit ab, über die dann eine weitere Reaktion
erfolgt, z. B. ein Hupsignal oder ein anderes Alarmsignal
ausgelöst wird.
Die Auswertung der Änderung der Neigung nach dem Abstellen des
Fahrzeugs kann auch so erfolgen, daß die Änderungen zum abge
speicherten Referenzwert aus beiden Meßrichtungen jeweils ge
wichtet zusammengefaßt werden und dann ein Triggersignal ausge
löst wird, wenn die gesamten Änderungen einen vorgegebenen Be
trag überschreiten.
Änderungen der Flüssigkeitshöhe im Meßgefäß, verursacht durch
Temperaturänderungen, wirken sich wegen der zur Messung ange
wandten Differenzmethode auf den Meßwert kaum aus. Erforderli
chenfalls kann aber zusätzlich über eine Diode eine Messung der
Temperatur der Flüssigkeit erfolgen und die Meßwerte über ent
sprechende Algorithmen im Mikrorechner korrigiert werden.
Auch dann, wenn an dem abgestellten Fahrzeug nicht manipuliert
wird, können sich von den Referenzwerten leicht abweichende
aktuelle Meßwerte ergeben. Dies kann z. B. dadurch verursacht
sein, daß ein Reifen langsam die Luft verliert oder aber
dadurch, daß durch die Stoßdämpfer bei nachträglicher
Entspannung eine geringe Änderung der Position der Fahrzeugebene
im Raum verursacht wird. Diese Fälle sind unkritisch und dürfen
nicht zur Auslösung eines Triggersignals durch die
Sensorelektronik führen.
Auch ist der Fall denkbar, daß diese Abweichung des oder der
aktuellen Meßwerte vom Referenzwert sehr langsam zunimmt. Dies
geschieht etwa dann, wenn das Fahrzeug im abgestellten Zustand
einseitig eingeschneit wird.
Aus den dargelegten Gründen ist es notwendig, daß in größeren,
vorgegebenen zeitlichen Abständen die Referenzwerte neu ermit
telt und abgespeichert werden, wobei der neue Referenzwert sich
vom alten höchstens um den oben dargestellten, vorgegebenen
Betrag unterscheiden darf. Das Vorzeichen der Abweichung muß
ebenfalls in beiden Fällen gleich sein. Dies kann vom Mikrorech
ner jeweils nach der Ermittlung neuer Referenzwerte nachgeprüft
werden.
Die oben beschriebene Auswanderung der Meßwerte stellt eine
Drift dar. Diese Situation ist dadurch gekennzeichnet, daß je
weils aufeinander folgend gemessene Neigungswerte sich
- 1. nur geringfügig unterscheiden und
- 2. der aus den einzelnen Messungen über einen bestim mten Zeitraum gemittelte Meßwert langsam zu- oder abnimmt.
Der Mikroprozessor prüft ständig, ob beide Kriterien erfüllt
sind. Ist dies der Fall, so werden vor Erreichen des vorgesehe
nen zeitlichen Abstandes dann neue Referenzwerte ermittelt, wenn
die Abweichung der aktuellen Meßwerte von den Referenzwerten in
die Nähe des oben genannten vorgegebenen Betrages kommt. Würde
dieser erreicht, dann würde fälschlicherweise ein Triggersignal
ausgelöst.
Eine andere Möglichkeit wäre eine sehr langsame Nachführung des
Referenz- oder Bezugswertes entsprechend den gemessenen
Abweichungen von den aktuellen Meßwerten.
Die zwischen N1 und N2 gemessene Differenzspannung kann ein
positives oder negatives Vorzeichen besitzen. Um die spätere
rechnerische Behandlung auf den in bezug auf Arithmetik nicht
sehr leistungsfähigen Single-Chip-Rechnern zu vereinfachen, wird
abhängig von dem Betrag des gemessenen Referenzwertes, wie er
oben eingeführt wurde, ein konstanter Wert D0 hinzuaddiert oder
subtrahiert und so ein normierter Referenzwert (NORMREF) gebil
det. Dieser konstante Wert D0 wird so gewählt, daß sich einer
seits, unabhängig von der Größe des tatsächlich ermittelten
Referenzwertes immer derselbe Wert NORMREF ergibt. Andererseits
muß diese Konstante D0 so geartet sein, daß bei gleichbleibendem
NORMREF der tatsächliche Meßwert der Einzelmessung mindestens
innerhalb des oben benannten vorgegebenen Betrages der Größe FB
liegen darf, innerhalb dessen kein Triggersignal zur Auslösung
eines Alarmes erzeugt wird. So muß also nach jeder Neubildung
eines Referenzwertes ein neuer konstanter Wert D0 bestimmt
werden, der zum Referenzwert addiert, den Wert NORMREF ergibt.
Damit die vorab beschriebene Normierung stimmt, muß dann zu
jedem gemessenen Differenzwert der gleiche, konstante Wert D0
ebenfalls hinzuaddiert bzw. subtrahiert werden. Man erhält so
normierte Meßwerte (NMW).
Da jedem Meßwert eine bestimmte maximale Abweichung FB vom
ermittelten Referenzwert zugestanden wird, ohne daß ein
Triggersignal zur Alarmauslösung erzeugt wird, läßt sich die
Gesamtheit aller Meßwerte, die innerhalb dieses tolerierten
Bereiches liegen und für die kein Triggersignal ausgelöst wird,
zu einer unscharfen Menge (Fuzzy-Menge) M₀ zusammenfassen.
Hierzu ist es erforderlich, für diese Menge eine
Zugehörigkeitsfunktion zu definieren, die für das Element
NORMREF gleich 1 sein soll und dann für Meßwerte mit positiven
und negativen Abweichungen von NORMREF nach einer linearen
Funktion zu- bzw. abnehmen soll, wie dies in Fig. 6 darge
stellt ist.
Die Zugehörigkeitsfunktionen für die hier beispielhaft
definierten Fuzzy-Mengen sollen wie folgt definiert sein, wobei
mit NEIG der jeweilige Meßwert der Neigung bezeichnet sein soll:
Sämtliche Fuzzy-Mengen mit ihren Zugehörigkeitsfunktionen sind
in Fig. 6 dargestellt.
Diejenigen Elemente der Menge M₀, die sich von NORMREF gerade
um die maximale Abweichung ± ½FB unterscheiden, sollen eine
Zugehörigkeitsfunktion von µ = 0,5 zu dieser Menge besitzen
(siehe Fig. 6).
Daneben gibt es eine Fuzzy-Menge M₁, der vor allem diejenigen
Meßwerte angehören, die sich vom Wert NORMREF um mehr als die
maximale Abweichung ½FB nach unten unterscheiden.
Eine dritte Fuzzy-Menge M₂ beinhaltet vor allem diejenigen Meß
werte, die sich vom Wert NORMREF um mehr als die maximale Abwei
chung ½FB nach oben unterscheiden.
Wird nun durch Messung ein normierter Meßwert (NMW) ermittelt,
so wird zunächst vom Single-Chip-Rechner geprüft, ob seine Zu
gehörigkeitsfunktion zur Menge M₀ größer als 0,5 ist.
- Ist dies der Fall, so ist seit dem Abstellen des Fahrzeugs höchstens eine sehr kleine Änderung seiner Lage eingetreten; es ist keine Manipulation am Fahrzeug erfolgt und nach einer entsprechenden Pause kann der nächste Meßwert ermittelt werden. Eine Reaktion der Überwachungseinrichtung ist nicht erforderlich.
- Ist dies jedoch nicht der Fall, d. h. ist die Zugehörigkeitsfunktion des ermittelten Meßwertes zur Menge M₀ kleiner als 0,5, so ist das Fahrzeug seit seiner Abstellung um einen Betrag angehoben oder abgesenkt worden, der nicht mehr zulässig ist.
Tritt dieser Fall in mehreren aufeinander folgenden Messungen
ein, so zeigt dies eine in Gang befindliche Manipulation am
Fahrzeug an und es muß ein Triggersignal zur Auslösung eines
Alarmes erzeugt werden.
Ein Fahrzeug kann jedoch durch äußere Einwirkung von Personen
aufgeschaukelt werden. Die Schwingungen der Karosserie gegenüber
dem Fahrgestell erfolgen dann wegen der großen Masse des Fahr
zeugs mit einer Eigenfrequenz, die im wesentlichen von der Fede
rung des Fahrzeugs bestimmt wird und die etwa bei 1 Hz liegt.
Aus diesem Grunde ist eine weitere Prüfung der Meßwerte notwen
dig, sofern sich bei einem Meßwert eine Zugehörigkeit von klei
ner 0,5 zur Menge M₀ ergibt.
Ist dies der Fall, so weist dieser Meßwert eine Zugehörigkeit
von µ < 0,5 entweder zu M₁ oder zu M₂ auf. Bleibt diese Zugehö
rigkeit für eine Zeitdauer größer 500 ms bestehen, so entspricht
dies dem oben beschriebenen Fall und es muß ein Triggersignal
ausgelöst werden.
Um in diesem Fall eindeutige Aussagen treffen zu können, muß das
Überwachungssystem mindestens ein Gedächtnis haben, das 500 ms
zurückreicht. Dies ist nur durch Verwendung von entsprechenden
Speichern möglich.
Bei einer Schwingung der Fahrzeugkarosserie gegen das Chassis
treten Meßwerte auf, die in ihrer zeitlichen Abfolge jeweils mit
µ < 0,5 den Mengen M₁, M₀, M₂, M₀, M₁, M₀ . . . usw. angehören.
Der Wechsel der ermittelten Meßwerte von Menge zu Menge ge
schieht dann in Zeitintervallen kleiner 500 ms.
Wird dieser Fall festgestellt, so muß, sofern die Zugehörig
keitsfunktion für eine der obigen Mengen nicht länger als 500 ms
einen Wert größer 0,5 beibehält, ein Triggersignal zur Auslösung
von Alarm solange unterdrückt werden, bis die ermittelten Meß
werte mit µ < 0,5 wieder der Menge M₀ angehören. Dies würde dann
eintreten, wenn das Fahrzeug nur aufgeschaukelt und dabei nicht
gleichzeitig angehoben wird. Der ursprüngliche Neigungszustand
würde nach Abklingen der Schwingungen wieder erreicht.
Stellt sich nach Beendigung der Schwingungen jedoch ein statio
närer Meßwert ein, der mit µ < 0,5 entweder der Menge M₁ oder
aber der Menge M₂ angehört, so muß ein Triggersignal zur Aus
lösung von Alarm erfolgen. Das Kriterium hierfür ist, daß
Meßwerte auftreten, deren Zugehörigkeitsfunktion für ein
Zeitintervall länger als 500 ms einen Wert von µ < 0,5 in der
Menge M₁ oder aber in der Menge M₂ aufweist.
Claims (16)
1. Verfahren zur Messung und Bewertung der Neigung eines
Fahrzeugs im Raum durch Bildung eines Bezugswertes
(Referenzwertes) der Neigung, der nach dem Abstellen des
Fahrzeugs durch Mittelung von mehreren, in zeitlichen
Abständen von ca. 100 ms gemessenen Neigungswerten errechnet
und dann abgespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß
für alle zu späteren Zeitpunkten ermittelten Meßwerte der
Neigung Zugehörigkeitsfunktionen zu einer festen Anzahl von
Fuzzy-Sets definiert sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Fuzzy-Sets so gewählt sind, daß sich über die Zugehörig
keitsfunktionen zu den einzelnen Sets eindeutig entscheiden
läßt, ob ein ermittelter Meßwert der Neigung um mehr als
einen vorgegebenen Betrag (FB) vom Bezugswert nach oben
beziehungsweise um mehr als diesen Betrag nach unten
abweicht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein aufgeschaukeltes Fahrzeug in der
zeitlichen Folge Neigungsmeßwerte liefert, die wiederum in
zeitlicher Folge über den augenblicklichen Maximalwert
ihrer Zugehörigkeitsfunktion µ verschiedenen Fuzzy-Sets
angehören, wobei diese Fuzzy-Sets mit der Periodizität der
Eigenschwingung der Fahrzeugkarosserie gegen das Chassis
durchlaufen werden und Meßwerte aus allen denjenigen Fuzzy-
Sets auftreten, die den Neigungswerten zugeordnet sind, die
weniger als FB vom ermittelten Bezugswert der Neigung
abweichen.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Überwachungseinrichtung dann Alarm auslöst, wenn über einen
zusammenhängenden Zeitraum von mehr als der halben
Periodendauer der Eigenschwingung des Fahrzeugs (Chassis
gegen Karosserie) Neigungsmeßwerte auftreten, die mit dem
augenblicklichen Maximalwert ihrer Zugehörigkeitsfunktionen
einem oder mehreren Fuzzy-Sets angehören, die solche
Meßwerte enthalten, die um mehr als den Betrag FB von dem
Bezugswert entweder nach oben oder aber nach unten
abweichen.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Alarmauslösung
der Neigungsüberwachungseinrichtung solange unterdrückt
wird, wie die in zeitlicher Folge ermittelten Meßwerte
periodisch mit etwa der Periodendauer der Eigenschwingung
verschiedene, in Bezug auf den Neigungs-Meßwert
symmetrisch um den Bezugswert herum liegende Fuzzy-Sets
durchlaufen, wobei die Zuordnung eines Meßwertes zu einem
bestimmten Fuzzy-Set über den jeweiligen Maximalwert der
Zugehörigkeitsfunktionen zu den verschiedenen Sets
vorgenommen werden soll.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugswert der
Neigung über lange Zeiträume (ca. 30 Minuten) entweder
langsam nachgeführt, oder aber nach Ablauf dieser Zeiträume
neu ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Detektion
des Aufschaukelns eines Fahrzeugs dann ein neuer Bezugswert
der Neigung ermittelt wird, wenn dieses Aufschaukeln von
der Überwachungseinrichtung als beendet erkannt wird und
die dann ermittelten Meßwerte über das augenblickliche
Maximum ihrer Zugehörigkeitsfunktionen stationär dem Fuzzy-
Set oder den Fuzzy-Sets zuzuordnen sind, die solche
Meßwerte enthalten, die um einen Betrag kleiner als FB vom
Bezugswert der Neigung abweichen.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in zwei
senkrecht zueinander liegenden Richtungen in einer Ebene
ermittelten Neigungswerte völlig separat voneinander
behandelt und getrennten, voneinander unabhängigen Fuzzy-
Sets zugeordnet werden.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in zeitlicher
Folge ermittelten Meßwerte ständig nach
Plausibilitätskriterien geprüft und dann kein Triggersignal
ausgelöst wird, wenn die Plausibilität zwischen den
Meßwerten nicht gegeben ist.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungs-
Meßwerte aus zwei in einer Ebene senkrecht zueinander
liegenden Richtungen mit gleicher oder verschiedener
Gewichtung arithmetisch miteinander verknüpft und ein
resultierender Wert gebildet wird, für den dann ein
Bezugswert abgespeichert und danach entsprechende Fuzzy-
Sets definiert werden.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der
Neigung eines Fahrzeugs ein Sensorelement verwendet wird,
das aus einem kleinen, zum Teil mit einer Flüssigkeit
gefüllten Behälter mit insgesamt 5 Elektroden besteht, die
innerhalb dieses Behälters in Form eines rechtwinkligen
Kreuzes angeordnet sind, wobei sich eine der 5 Elektroden
im Zentrum und jeweils eine weitere auf jedem Schenkel
dieses Kreuzes befindet und jeweils drei in einer Richtung
angeordnete Elektroden dadurch zwei gekoppelte
Kondensatoren (Differentialkondensator) bilden, daß die
Elektroden in ein gemeinsames Volumen einer elektrisch
isolierenden Flüssigkeit eintauchen.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in
ein gemeinsames Volumen einer nicht isolierenden
Flüssigkeit eintauchen und somit gekoppelte Kondensatoren
und Widerstände darstellen.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gekoppelten
Kondensatoren bzw. gekoppelten Widerstände jeweils in einem
Zweig einer elektrischen Brückenschaltung liegen, die
übrigen Schaltelemente in der Brücke neigungsunabhängig
ausgestaltet sind und im Nullzweig der Brücke ein Signal
ansteht, das in eindeutiger Weise von der Neigung des
Sensorelements im Raum abhängig ist.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der
Meßeinrichtung ermittelten Neigungswerte durch eine im
Sensorelement vorhandene Temperatur-Meßeinrichtung abhängig
von der ermittelten Temperatur korrigiert werden.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im zeitlichen
Wechsel und mit dazwischen liegenden Pausen die aktuellen
Werte der Neigung in den beiden zueinander senkrecht
angeordneten Richtungen periodisch gemessen und mindestens
für etwa 500 ms gespeichert werden.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuellen Werte
der Neigung in den beiden zueinander senkrecht angeordneten
Richtungen gleichzeitig gemessen und diese Messung jeweils
nach einer Pause periodisch wiederholt wird, wobei die
ermittelten Meßwerte wiederum mindestens für etwa 500 ms
gespeichert werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934336922 DE4336922A1 (de) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | Verfahren und Vorrichtung zur Messung und Bewertung der Neigung eines Fahrzeugs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934336922 DE4336922A1 (de) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | Verfahren und Vorrichtung zur Messung und Bewertung der Neigung eines Fahrzeugs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4336922A1 true DE4336922A1 (de) | 1995-05-04 |
Family
ID=6501308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934336922 Withdrawn DE4336922A1 (de) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | Verfahren und Vorrichtung zur Messung und Bewertung der Neigung eines Fahrzeugs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4336922A1 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19650977A1 (de) * | 1996-12-09 | 1998-06-10 | Patrick Altmeier | Resistiver Neigungssensor |
EP1312520A3 (de) * | 2001-11-16 | 2004-02-11 | Delphi Technologies, Inc. | Diebstahlalarmeinrichtung und Verfahren hierzu |
US7370428B2 (en) | 2006-04-24 | 2008-05-13 | B & D Manufacturing, Inc. | Parking area level indication device |
US8029751B2 (en) | 2004-12-22 | 2011-10-04 | Placer Dome Technical Services Limited | Reduction of lime consumption when treating refractory gold ores or concentrates |
US8061888B2 (en) | 2006-03-17 | 2011-11-22 | Barrick Gold Corporation | Autoclave with underflow dividers |
US8252254B2 (en) | 2006-06-15 | 2012-08-28 | Barrick Gold Corporation | Process for reduced alkali consumption in the recovery of silver |
US9827547B2 (en) | 2013-08-15 | 2017-11-28 | Hatch Ltd. | Multi-compartment reactor and method for controlling retention time in a multi-compartment reactor |
CN107808044A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-16 | 广东电网有限责任公司河源供电局 | 一种考虑运行温度影响的变压器绝缘纸劣化评估方法 |
-
1993
- 1993-10-29 DE DE19934336922 patent/DE4336922A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8122 | Nonbinding interest in granting licenses declared | ||
8141 | Disposal/no request for examination |