JP2005524021A

JP2005524021A - 自動車環境にドライブオフセキュリティを提供するための装置及びこの様な装置が設けられている自動車

Info

Publication number: JP2005524021A
Application number: JP2004501225A
Authority: JP
Inventors: ルンプフベルント
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2005-08-11
Also published as: CN1649760A; US7714696B2; US20050270174A1; EP1359072A1; KR20040106421A; WO2003093076A1

Abstract

装置が１つ以上の車両エンジンシステム副機能を阻止することによって自動車環境にドライブオフセキュリティを提供するために設けられており、この様な阻止は不当なシステム活性化の検出によりトリガされる。特定の副機能ファシリティが、燃料ポンプ装置ファンクショナリティに関係しかつこれを制御するオン・オフコントロール回路を有する。

Description

本発明は１つ以上の車両エンジンシステム副機能を阻止することによって自動車環境にドライブオフ（drive-off）防止セキュリティを提供するために設けられた装置であって、この様な阻止は不当なシステム活性化の検出によりトリガされる、自動車環境にドライブオフ防止セキュリティを提供するために設けられた装置に関する。

自動車泥棒、自動車を盗んでおもしろ半分に乗り回すこと及び様々な他のカテゴリの不法な自動車盗用は特に犯罪者の巧妙化する手口から見てますます増大するリスクとなっている。機械的な及び電子的な手段を使用して、車両ドアのキー・アンド・ロック装置、イグニッションコントロールキーシステム及び様々な他の手段が開発されてきたが、このようなセキュリティ装置のほとんどは実際には車両の物理的な外周に配置されており、この結果、これらのセキュリティ装置は暴力のような手段又は短絡又は抑止機能を提供する部材を抑止機能を提供しない別の部材によって置き換えることによって無効化されてしまう。

本発明の発明者は、抑止エレメントはいわばこのようなエレメントへの物理的なアクセスが実行不可能なほどの努力を必要とする車両の中心部に設置されるべきであり、さらに車両の燃料ポンプと燃料タンクとの結合がこのような抑止エレメントを配置するための有利な基礎を提供するだろうと認識した。

結果的に、とりわけ本発明の課題は、車両の燃料ポンプ装置ファンクショナリティ手段に関係しかつこれを制御するオン・オフコントロール回路によってドライブオフ防止セキュリティが達成されることを可能にすることである。

それゆえ、本発明の局面の１つによれば、本発明は、特定の副機能ファシリティが燃料ポンプ装置ファンクショナリティ手段に関係しかつこれを制御するオン・オフコントロール回路を有することを特徴とする。

本発明はまた請求項１記載の装置が設けられている自動車に関する。

本発明の特に有利な局面によれば、燃料ポンプ装置のオペラティビティ活性化はドライブオフセキュリティ電子回路から予め設定されたコード語を要求する。本発明のさらに別の有利な局面は従属請求項に記載されている。

Goestahagberg,et al.の米国特許ＵＳ-Ａ-５０１９８１２は、特に自動車用の電子ロッキングシステムを記述しており、特定のキーと一致する特定のロックの選択的プリセットが実行される。しかし、この参考文献は燃料ポンプの動作の阻止によってプロテクトされる車両のオペラティビティを抑止することを考慮しおらず、単にキーとロックとの間のパーソナライゼーション（personalization）を考えているだけである。暴力的な、抜け目ない又は頭の良い犯罪者に対してドライブオフ防止セキュリティを教えるようなこの参考文献の効力は最低であろう。

本発明のこれらの及びさらに別の局面及び利点を有利な実施例及びとりわけ添付された図面を参照しつつ詳しく議論する：
図１は本発明による自動車の全体的な線図である。
図２は有利な本発明の実施例の最重要部分のより広範な線図である。
図３は有利な実施例の動作のフローチャートである。

図１は本発明による自動車の全体的な線図を示す。自動車自体は簡潔に破線矩形２０だけで示されている。ロータリーエンジン２２は破線で描かれたドライブメカニズム２６を介してスタートエンジン２４により駆動可能であり、この破線はスタートエンジンによる駆動はほんの一時的であることを目立つように示している。液状性質の燃料か又はガス状性質の燃料かということ以外にも、エンジンの特定のタイプ、シリンダの個数及び動作モードは本発明では限定されていない。標準ガソリン、プロパン又は他のガスタイプ推進、燃料噴射、ディーゼル、ワンケル及び様々なその他のタイプのエンジンが適用可能である。スパーク発生Ｓ.Ｇ.メカニズム２８はエンジン２２内部の燃料空気混合気の適切な点火を準備する。燃料噴射メカニズムＦ.Ｉ.３０はエンジン２２の様々な動作条件に関して適切な燃料量を供給することを準備する。燃料ポンプ３２は燃料を噴射メカニズム３０に提供する。例として、バルブ３６は燃料タンク３８と燃料ポンプ３２との間に挿入されている。燃料タンク３８は自由表面レベル４０を有する燃料及び蓋４４を有する。

タンク電子装置３４は物理的に燃料ポンプ３２とジョイントされてサブアセンブリになっている。有利な実施例は、タンク電子装置はポンプのフランジの近くにあるか又はそれと統合されて単一部材又はサブアセンブリを構成する。電子装置の小さいサイズが問題になっても、このために必要なスペースはそれほどの問題にはならないだろう。とりわけ自動車に関しては、本発明の実施例で使用される燃料タンク及び／又は燃料ポンプファシリティはほとんどのモデルにおいて物理的にアクセスすることは困難であろう。なぜならこれらは車両の物理的な外周からは離れているからである。電力供給ファシリティ４６は適切な電力をサブシステムの様々なファシリティ２４、２８、３０及び３２／３４に提供し、この電力は自動車工業において広く使用されているような標準電圧及び適切な時間特性のダイナミック又はサイクリック活性化信号に関係する。さらに、セットアップはタンク蓋センサ信号Ｔ.Ｌ.Ｓ.及び燃料レベルセンサ信号Ｆ.Ｌ.Ｓ.を含み、これらの信号は、タンク蓋が緩い場合又は欠けている場合には又は現在の燃料量が不十分である場合にはドライブオフが可能ではないように用いられる。ガソリンで作動しているエンジンにおいては、蓋４４、燃料供給部４０の十分性測定（sufficiency measurement）及び燃料ポンプ／バルブ装置３２／３６はそれ自体は従来技術のやり方でアレンジされるべきである。

最後に、スパーク発生部２８、スタートエンジン２４、燃料噴射部３０及びタンク電子装置３４に阻止信号入力Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４がそれぞれ提供され、不当なドライブオフの状況下でこれらのエレメントのいずれか又は全てのオペラティビティを阻止することを可能にする。本発明の重要な局面は、車両エンジンへの燃料供給に対する抑止メカニズムを提供することであるのだから、阻止ファシリティＢ１、Ｂ２、Ｂ３のうちの１つ又は複数は省略しうるだろう。信号Ｂ４によるタンク電子装置３４の阻止・非阻止は後でより詳しく議論されるソース２１との間のライン２３において提供される。双方向矢印によって示されているように、相互接続路２３は通信の適用可能なレベルにおける対話を行うことができ、特定のデザインに従ったシングル又はマルチプルワイヤである。

図２はドライブオフコントロールを提供するタンク／燃料ポンプ電子装置に特に関連する本発明の重要部分のより広範なブロック線図を示す。ＣＰＵ６０の電力供給出力端子から出ている周辺電力供給ライン４３はこの図の左側の様々なエレメントに接続されている。左下には、タンク蓋コンタクト４４があり、これは開いた時に高電圧を入力側矢印Ｄに提供する。閉じた時には、この入力側はローになるか又は抵抗４８を介してアースされる。レベルセンサポテンショメータ５０、５２は、それぞれメイン及び予備に存在する燃料レベルを指示する矢印Ａ、Ｂに可変入力側信号値を与える。矢印Ｃはここには示されていない圧力センシングエレメントから生じ、この圧力センシングエレメントはガソリンのような適正な圧力値を示す。矢印Ａ、Ｂ、ＣはＡＤＣ５４でそれぞれデジタル値に変換される。

ＣＰＵ６０はこの装置の中心エレメントであり、特殊目的デザイン、もしくはむしろ、デジタル制御の従来技術において広く使用されているような特別にプログラムされた汎用目的マイクロプロセッサである。マイクロプロセッサの詳細は本発明にとって重要ではないので、簡潔にするために、このマイクロプロセッサの様々なサブシステムは指示されていない。ＣＰＵ６０はデジタル化された曲線状の様々な動作特性、ドライブオフ防止に関する過去のエラーの個数を格納し、エンジン及びできれば他の制御機能により利用するための情報を順番に配列するためのＥＥＰＲＯＭ８６を含む。右上には、図示されているようにヒューズが設けられている端子＃１５（８２）は、図２の装置をスタンバイから覚醒させるためのトリガ信号を提供する。これもまたヒューズが設けられている第２の端子３０（８４）は、車両アキュムレータから無調整の電力供給を受けとるような他の目的のために設けられている。

ブロック８０はライン６２で調整された電力供給をＣＰＵ６０に提供するために設けられている。特に、この電力供給部は短絡回路及び自己維持に対する破損防止である。自己維持はＣＰＵ６０からライン６４を介して活性化され、リレー８１の閉成を制御する。このような電力供給部自体は従来技術である。リレー８１の閉成は様々な他のサブシステムへのライン６６における電力供給を提供する。電力供給された場合には、電力ドライバ７０が燃料ポンプ７２への動作電力を提供し、この燃料ポンプ７２は例えばブラシレスモータのような電気モータ又は他の便利なファシリティを基礎としている。そのため電力ドライバ７０は整流セルを各々有する３つの電流リード線７１とともに示されている。さらに電力ドライバ７０にはここには詳しくは図示されていない短絡検出部が内部に設けられている。双方向マルチライン矢印６９は回転磁界周波数又は場合によってはパルス幅変調量を示す値を通信する。これらの値は燃料ポンプ７２の性質とコンパチブルである。通信本体は対話プロトコルに従う。ポンプ回転速度の目標値は運転者によって提供されるような総合的なエンジンコントロール及び／又はクルーズコントロールによってセットされる。ライン６８は電力ドライバ７０からＣＰＵ６０へと、場合によってはライン６９で受信される制御設定値に対する燃料ポンプ７２の慣性又は他の遅延による燃料ポンプ７２の実際回転速度をシグナリングするために使用される。

ウォッチドッグブロック７８はライン７３においてＣＰＵ６０からウォッチドッグ信号をならびにライン６６においてブロック８０から電力供給を受けとる。ウォッチドッグブロック７８内部には電力供給信号に対する橋絡リレーが示されている。抵抗７４及びライン７１のうちの１つから整流セルが設けられた分岐路を介して、適正な条件下において、エラーデータを運ぶ故障信号７６がたとえば車両運転者に対する視覚的ディスプレイ又は他のシグナリゼーションのために出力される。最後に、双方向マルチライン矢印５８はオペレータ又は他の制御メカニズムと対話及び診断信号を通信し、さらに後で詳しく説明するように燃料ポンプシステムのパラメータを調整するのに使用される。特に、この通信は外部回路と取り決められた固有のコード語を含んでおり、この固有のコード語の受信は効果的に瞬時のドライブオフを可能にするためにドライブオフ防止セキュリティにおいて欠くことができないものである。しかし、コード語をはっきりとは使用しない他のソリューションも実行可能であろう。ＣＰＵ６０の総合的なファンクショナリティは以下のような局面を含む：
・関連ロジックを含むドライブオフ防止セキュリティ
・デマンド依存型燃料ポンプ制御
・ウォッチドッグ
・例えば多重チャンバタンクにおける全タンク容量を計算するための燃料レベル測定及びアセスメント
・例えばタンク漏れのような故障におけるＯＢＤ（On Board Diagnosis）
・タンク蓋が適切な位置にあるのかないのかの識別
・燃料補給動作の遅延された電気的ターミネーション
・高さ対容積比のような、燃料タンクの特性を格納するためのＥＥメモリ
・例えば自動車に適しているとわかっている標準バスプロトコル及びそれ自体は従来技術のＣＡＮバスプロトコルを動作することによる対話通信
・ここには図示されていない適当なセンサメカニズムによる与えられる、システム圧力のの入力／出力データ
・燃料ポンプパフォーマンスに対する要求データ
・ダイナミック燃料噴射及び／又はスパークタイミングに直接関係する時間パラメータとしての燃料注入時間（time to prime）
・燃料のレベル値
である。

図３は有利な実施例の動作のフローチャートを示す。ブロック１００において、システムは、必要なハードウェア及びソフトウェアファシリティの要求及び指定により適当な初期化においてスタンバイに移行する。こうして、自動車のスタート試行時に、タンク電子装置（ＴＥ）がスタンバイモードになり、端子１５の表明によって覚醒される（ブロック１０２）。タンク蓋が「閉じていない」とシグナリングされる（ブロック１０４で検出、Ｎ）場合、エンジンはスタートしないが、ブロック１２２にそう信号を送り、有効に待機ループをインプリメントする。タンク電子装置は関連メッセージを対話インターフェース（ＤＳ）を介して結合器（combinator）又はそれぞれ情報ディスプレイに伝送する。

さもなければ（ブロック１０４でＹ）、燃料ポンプ（ＫＰ）が直ぐに作動しはじめる（ブロック１０６で活性化）。他方でモータコントロールは正当性検査を行い、現在妥当なコード語をタンク電子装置に伝送する（ブロック１０８で活性化）。コードは、リプログラム可能なキー、手動で導入される外部コード、それらの結合又はその他によってそれ自体は最新技術であるやり方でオペレータに関連付けられる。コード語が到着しないか又は誤ったコード語が到着するならば（ブロック１１０でシグナリング）、燃料ポンプは例えば２秒のようなプリセットタイムアウト（又は猶予期間）の後で遮断され、コード誤りのためのカウンタ値がインクリメントされる（これはブロック１１２で行われる）。カウンタ値はオプショナルに３つの連続的な、適正に実行されるエンジンスタート動作においてゼロにリセットされる。不当なスタート試行の数に対するプリセット最大値への到達がブロック１１４で検出され及び／又は猶予期間が切れることが検出されると、ブロック１１６でＥＥＰＲＯＭに永続的な故障ビットをセットする。このビット値はその後直ぐに全ての後続のスタート試行をブロック１２０において阻止する。この故障ビットはタンク電子装置が自動車から取り外される場合にのみリセットされ、その後に新しいイニシャルリセットが続く。その上、このイニシャルリセットによって次に受信される不活性化コードが受信され処理される。その後、タンク電子装置は後続の不活性化コードをセットする。全ての失敗した試行は考慮するためにＥＥＰＲＯＭでカウントされる。もしコード語の検査がブロック１１８においてリトライによって繰り返され、例えば１秒の又は更なる試行の上記の猶予期間の終了の前にポジティブになると、タンク電子装置はいかなる可能なコード欠陥も無視し、燃料ポンプを作動させる。このプロシージャはノーマルな状況においてスターティング時間又は燃料注入期間を最小化し、他方で誤ったコードの一時的な又は偶発的な伝送を許す。

この成功（ブロック１１０のＹ）は次いで電圧レギュレータによる端子１５の自己保持をトリガし、この自己保持はただ端子１５における信号の消滅によってのみ終了される。これは（一時的な）ハードウェア又はソフトウェアエラーの場合に電力供給が燃料ポンプに対して安定しつづけること及び車両の意図された動作がブロック１２４において継続することを保証する。

自動車のスタートの後の標準動作の間に、電子装置はパルス幅変調によって燃料ポンプをＤＣモータの場合に制御する。電気ブラシレスモータの場合には、制御は回転磁界によって行われる。これは圧力センサを有する燃料ポンプにより生じる圧力の評価を可能にする。これに対する目標値は対話インターフェースによって指定され、実際値は制御値として使用される。実際値はまたインターフェースによって通信されうる。制御ジャンプの場合には、ＣＰＵはシステムのデッドタイムを最小化するためにアドバンスメッセージをシグナリングする。この付加的な制御ファシリティは一般的に一時的に高められた圧力を必要とするホットスタートを管理又は改善する。

同時に、ＣＰＵは継続的にパルス列をウォッチドッグに出力する。もしこれらのパルス列がソフトウェア又はハードウェア故障によって中断される場合には、ウォッチドッグは燃料ポンプを永続的かつ自己保持的にＤＣモータだけのために端子１５へとスイッチオンする。有利には、これは無秩序な緊急事態を表し、この緊急事態は別個にハイ・ロー信号変化を意味するエラービットをセットする。

受信されたレベル信号は特性曲線フィールドを介して説明され、総合的な結果として対話インターフェースによって結合器に通信される。理想的なケースでは、燃料タンクレベルは０％から１００％までの線形曲線を提供する。結合器手段にはただ１つのパラメータ、つまり、何リットルが１００％に相応するのかを示すパラメータが通信される必要がある。これは燃料タンク特性から表示システムを減結合する。

タンク電子装置は、ブロック１２６のＹ出力により示されているように端子１５のスイッチダウンによりエンジンの遮断を識別する。さもなければ、このブロック１２６は有利には待機ループとして動作する（出力Ｎ）。この遮断は燃料ポンプをスイッチオフする（線図には図示されていない）。次に、ＣＰＵはブロック１２８においてドライブオフ防止のための新しいダイナミックなコード語を生成する。これはブロック１３０においてＭＳＥに通信され、このＭＳＥは運転者のキーに配置されているか又は別のやり方で記憶され、電子的に承認される。これに続いて、システムはブロック１０２に相応するように上へスタンバイへと進む。もし、他方で、システムが緊急事態モードで動作しているならば、端子１５によって自己保持リレー８１が閉じられていた場合には、エンジン遮断に応じてこの自己保持リレー８１が開く。この端子１５は実際にこのリレーを閉じたままにする。その後で、タンク電子装置はスタンバイに戻る（ブロック１０２で場合によっては再び覚醒される）。燃料ポンプの緊急事態ドライブファシリティのために、燃料システムには制御される圧力より上の圧力を有する機械的圧力レギュレータが設けられなければならない。

一般的に、図３のフローチャートは再初期化プロシージャ、緊急事態状態における動作及びシステム圧力の測定のような上述した本発明のいくつかの局面を除外している。しかし、これら全ては当業者には上記の別の議論を見れば明らかであろう。

本発明は有利な実施形態を参照して充分に開示された。しかし、当業者は本発明の有利な実施形態に対する様々な変更及び修正案を容易に識別するであろう。この点で、このような変更又は修正案が添付した請求項の趣旨からはずれていなければ、それらは本発明の部分を充分に形成すると見なされる。

本発明による自動車の全体的な線図である。

有利な本発明の実施例の最重要部分のより広範な線図である。

有利な実施例の動作のフローチャートである。

符号の説明

２０自動車
２１ソース
２２ロータリエンジン
２３ライン
２４スタートエンジン
２６ドライブメカニズム
２８スパーク発生メカニズム
３０燃料噴射メカニズム
３２燃料ポンプ
３４タンク電子装置
３６バルブ
３８燃料タンク
４０自由表面レベル
４４蓋
４３周辺電力供給ライン
４６電力供給ファシリティ
４８抵抗
５０、５２レベルセンサポテンショメータ
５４ＡＤＣ
５８マルチライン矢印
６０ＣＰＵ
６２ライン
６４ライン
６６ライン
６８ライン
７０電力ドライバ
７１電流リード線
７２燃料ポンプ
７３ライン
７４抵抗
７６故障信号
７８ウォッチドッグブロック
８０電力供給部
８１リレー
８２端子１５
８４第２端子３０
８６ＥＥＰＲＯＭ
Ｂ１〜Ｂ４阻止信号入力

Claims

１つ以上の車両エンジンシステム副機能を阻止することによって自動車（２０）環境にドライブオフセキュリティ（drive-off security）を提供するために設けられた装置であって、この様な阻止は不当なシステム活性化の検出によりトリガされる、自動車（２０）環境にドライブオフセキュリティを提供するために設けられた装置において、
特定の副機能ファシリティ（３４）が、燃料ポンプ（３２）装置ファンクショナリティ手段に関係しかつこれを制御するオン・オフコントロール回路を有することを特徴とする、自動車（２０）環境にドライブオフセキュリティを提供するために設けられた装置。
前記コントロール回路は物理的には自動車の燃料タンク（３８）の直ぐ近くに配置されていることを特徴とする、請求項１記載の装置。
前記コントロール回路は自動車の燃料タンク（３８）又は燃料ポンプ（３２）エレメントに物理的に統合されていることを特徴とする、請求項１記載の装置。
オペラティビティ活性化において、燃料ポンプ装置はドライブオフセキュリティ電子回路から予め設定されたコード語を要求することを特徴とする、請求項１記載の装置。
前記ドライブオフセキュリティ回路はさらにスタート手段（２４）抑止、スパーク手段（２８）抑止及び燃料噴射手段（３０）抑止ファシリティからの１つ以上のさらなるアイテム（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）を含むことを特徴とする、請求項１記載の装置。
１つ以上の車両エンジンシステム副機能を阻止することによって自動車（２０）のドライブオフセキュリティを提供するための請求項１記載の装置が設けられている自動車であって、この様な阻止は不当なシステム活性化の検出によりトリガされる、自動車において、
特定の副機能ファシリティ（３４）が、燃料ポンプ（３２）装置ファンクショナリティ手段に関係しかつこれを制御するオン・オフコントロール回路を有することを特徴とする、１つ以上の車両エンジンシステム副機能を阻止することによって自動車（２０）のドライブオフセキュリティを提供するための請求項１記載の装置。