SE440416B - Sett att skydda data och anleggning for genomforandet av settet - Google Patents

Description

?§9©¿d7@©@@ .med nödvändig noggrannhet och tillförlitlighet i kombination med kraven på energiinbesparing, som kräves för markfordon.

Isynnerhet när en beräknad anordning såsom en mikrodator använ- des för att selektivt filtrera och lagra data och dessutom upp- fylla en klockpulsfunktion med hänsyn till realtid, måste hög noggrannhet upprätthållas med hänsyn till denna funktion trots mikrodatorns oförmåga att arbeta, när fordonsmotorn är av- stängd. I detta sammanhang har man med hänsyn till känd teknik ej tagit hänsyn till problemet att försätta mikrodatorn ur funk- tion för att skydda informationer, som behandlas, om energitill- försel skulle upphöra eller motorn skulle stanna. Uppfinningen är följaktligen baserad på uppgiften att utveckla en mångsidigt användbar anläggning för övervakning av fordon och åstadkommande av noggranna databarometrar, som kan användas för kartotek, så- som underlag för underhåll och liknande. Anläggningen skall kunna arbeta automatiskt och dessutom manövreras manuellt, var- vid en mikrodator ingår för styrning och valfri lagring av av- kända data.

Uppfinningen avser även en noggrann koppling för real- tidsklockpulser, som är avsedd att ingå i anläggningen för nog- grann tidsangivelse, när motorn arbetar, medan en särskild räkne- koppling användes för noggrann tidsangivelse, när motorn är overksam. Organ ingår även för synkronisering av räknekopplingen med mikrodatorns räknekoppling, när motorn åter är verksam. Upp- finningen avser dessutom en energikälla, som är avsedd att ingå i övervakningsanläggningen, varvid mikrodatorn styr energiav- brottsförlopp för uppnâende av lagring av data, som just behand- las av datorn.

Uppfinningen hänför sig till ett sätt att övervaka, re- gistrera och analysera fordonsdata, varvid detta sätt känneteck- nas enligt uppfinningen av följande förfaringssteg: a) avkänning av minst en driftsparameter för fordonet, vilken är utmärkande för en motor i avstängt tillstånd, b) avkänning av ett energifeltillstând hos fordonsbat- teriet, c) exekvering av en datakyddsprogramrutin i den centra- la behandlingsenheten vid förekomst av ett av nämnda avstängt- tillstånd och energifeltillstånd för att lagra data, som be- handlas av den centrala behandlingsenheten i minnet, I 77-- -»--~---_--~~- - - -« I -w- v - ~ - V ~ _ _ _ ,.__.._..._ 7901700-0 d) frånkoppling av fordonsbatteriet från den centrala behandlingsenheten efter fullbordad dataskyddsprogramrutin, varvid den centrala behandlingsenheten initierar frånkopplings- förfaringssteget, e) avkänning av ett i förväg bestämt tidsintervall, som är väsentligt längre än den tid, som normalt krävs för att den centrala behandlingsenheten skall exekvera nämnda data- skyddsprogramrutin och f) vid underlåtenhet hos den centrala behandlingsenhe- ten initiering av frånkopplingssteget att frånkoppla fordons- batteriet från den centrala behandlingsenheten oberoende av den centrala behandlingsenheten.

En anläggning för övervakning av ovan diskuterad art kännetecknas enligt uppfinningen av dels givare för avkänning av driftparametrar för anordningen och alstring av däremot sva- rande datasignaler, dels en dator för behandling av dessa signaler, dels ett dataminne för lagring av medelst datorn be- handlade datasignaler och dels en strömmatningsenhet för mat- ning av anordningen, datorn och minnet, varvid datorn innefat- tar en anordning för att exekvera en dataskyddsprogramrutin som svar på minst en av nämnda datasignaler, vilken svarar mot ett avstängningstillstånd för anordningen och en energifelsig- nal svarande mot ett energifel hos strömmatningsanordningen, och strömmatningsanordningen innefattar dels en anordning för att mottaga nedkopplingskommandot från datorn, dels en anord- ning för att frânkoppla strömmatningsanordningen från anordnin- gen och datorn som svar på avstängningskommandot, dels en an- ordning, som är oberoende av datorn, för att frânkoppla ström- matningsanordningen från anordningen och datorn, och dels en anordning för att fördröja manövreringen av den oberoende från- kopplingsanordningen under ett tidsintervall, som är väsent- ligt längre än det, som normalt krävs för att avge avstängnings- kommandot i beroende av feltillstândssignalen.

Uppfinningen beskrives närmare nedan i exempelform med ledning av åtföljande ritning, där fig. 1 visar ett totalt block- schema för anläggningen enligt uppfinningen, fig. 2 ett block- schema för en på fordonet befintlig underenhet enligt uppfinnin- gen, fig. 3 ett blockschema för en analog anpassningsenhet, fig. 4 ett blockschema för en digital anpassningsenhet, fig. 5 wWlWÜ-Q ett detaljerat schema för den digitala anpassningsenheten och en realtidgivare, fig. 6 ett blockschema för energikällan och fig. 7 ett detaljerat kopplingsschema för den i fig. 6 visade kopplingen för spänningsavkänning och styrning.

Enligt fig. 1 består anläggningen enligt uppfinningen av tre huvudkomponenter, nämligen en på fordonet anordnad un- derenhet 2, en bärbar datalänk 4 och en på avstånd befintlig underenhet 6 för databehandling. Underenheten 2 befinner sig enligt figuren i ett fordon såsom förarhytten på en lastbil 8 och omfattar ett antal givare, som i stort är betecknade med 10, en dataskrivare 12 och en dataövervakare 14. Givarna 10 är fördelade på olika ställen över hela fordonet och alstrar bå- de analoga och digitala signaler till dataskrivaren 12. Skri- varen 12 är i sin tur förbunden med övervakaren 14, så att for- donsföraren kan ha tillgång till givarinformationerna på grund- val av realtid. En inmatningsanordning såsom ett antal ström- ställare 16 är anordnade på dataövervakaren för att för föra- ren möjliggöra val av speciella data för synlig återgivning på en âtergivningsanordning 18. Återgivningsanordningen 18 kan t.ex. bestå av lysdioder i sju segment. Skrivaren 12 kan även omfatta ett antal strömställare 20 för manuell inmatning av da- ta, som skall registreras. Strömställarna 20 kan i själva ver- ket bilda ett komplett tangentbord, så att digitala data eller kodade data kan tillföras skrivaren 12. När fordonet t.ex. pas- serar en landsgräns, kan föraren inmata en kod, som represente- rar det nya landet, varvid datum och vägmätarställning automa- tiskt registreras såsom uppgifter för eventuella rabatter. Vi- dare kan strömställarna 20 omfatta speciella inmatningstangen- ter såsom en tangent 22, som medför, att skrivaren registrerar samtliga avkända data vid denna speciella tidpunkt. På detta sätt kan fordonsföraren övergripa automatisk dataregistering, t.ex. när ett onormalt drifttillstånd uppträder. Tangenten 22 möjliggör sålunda registrering av data vid tidpunkten, då föra- ren observerar ett onormalt tillstånd, så att det blir möjligt att korrelera tidpunkten, då tillståndet uppträdde, och så att den felaktiga funktionen kan rekonstrueras. Dataövervakaren 14 kräves ej för anläggningens drift och i själva verket kan den drivas enbart med användning av givarna 10 och dataskrivaren 12.

Den portabla datalänken 4 användes för uttagning av da- ta från skrivaren 12 och lagrar dessa på en magnetisk bandan- 7901700-Q ordning 24. En böjlig ledning 26 är försedd med stiftkontakter för att möjliggöra enkel till- och frånkoppling mellan länken 4 och skrivaren 12. överföring av data från skrivaren 12 till länken 4 uppnås medelst en läsorder, som åstadkommes medelst strömställarna 20. Datalänken 4 kan även omfatta återgivnings- organ, som i stort är betecknade med 28, för synlig återgivning av de på anordningen 24 lagrade informationerna. Datalänken 4 drives från sin egen ej visade batterikälla. Vidare kan datalän- ken 4 vara försedd med en optisk återgivningsanordning för att möjliggöra synlig återgivning av data på anordningen 24.

Fordonsdata på bandet 24 överföras till fjärrunderenhe- ten 6 i och för detaljerad behandling av informationerna, som ursprungligen lagrats i lagringsorgan i skrivaren 12. Ett antal olika banor för databehandling visas i fig. 1. Bandanordningen 24 kan t.ex. matas till ingângsorgan på en central beräknings- enhet 30, där data kan sorteras och formas för tryckning på tryckverket 32. Alternativt kan data från anordningen 24 matas till ingångsorgan på en undersökningsenhet 34, där informatio- nerna i följd kan observeras på återgivningsorgan. Informatio- ner, som är samordnade med en speciell dags drift, kan t.ex. avsökas utan någon tidigare sortering och användas såsom ett un- dersökningsmedel. Enheten 34 kan dessutom användas för alstring av banddata till ett tryckverk 36 för tryckning av kort för de dagliga driftparametrarna. Vidare kan informationer från anord- ningen 24 tillföras en förbindelselänk M för överföring via telefonledningar T i och för efterföljande matning till en på avstånd befintlig dator 38 och tryckverk 40.

Den speciella typ av informationer, som kan förekomma såsom utsignal från underenheten 6 visas nedan. Ett speciellt exempel på en körrapport för en lastbil kan omfatta tre huvud- sektioner, nämligen en rapport om fordonets utnyttjande, en rap- port om prestandaundantag och en rapport om parameterprofil.

En första rapport kan omfatta en sammanfattning av information, som är relaterad till sättetför fordonets användning under rap- porttiden och rapporteras vanligen dag för dag. Dylik informa- tion kan t.ex. avse av fordonet tillryggalagd körsträcka, bräns- leförbrukning, motordrifttimmar, medelhastighet osv. Informa- tionen, som sålunda uppträder vid utgângen på underenheten 6 för denna typ av rapport, visas i tabell 1. Av denna framgår, att fordonet nr 1234 den 20 april 1977 förbrukade 0,1 gallon WÛWÛWÜ 6 bränsle, när motorn arbetade i tomgång, och 0,3 gallon bränsle när motorn drev med normal hastighet. Den relativa overk- samheten hos fordonet ifrågavarande dag framgår tydligt. På det- ta sätt kan ett transportföretag lätt få tillgång till den dag- liga aktiviteten vid vart och ett av ett stort antal fordon.

Totalsiffror för tidsperioden ifråga kan även förekomma. Fordons- tillståndkoder användes för att ange de avkända parametrarna, som överstiger sina motsvarande tröskelvärden, varvid överens- stämmelsen mellan fordonstillståndskoden och de avkända drift- parametrarna är angivna i tabell 2.

Tabell 1 Fordon nr 1254 Körrapport 4/20/77 t.o.m. 4/22/77 Datum Mot. Bränsle Total Medel- . F ¿ _ tim. gall. antal hast. Mlle/gall' tïïlêëä mile ' 4/20/77 tomg. 0,21 0,1 « kórn 0,12 0,5 0,5 2,5 1,2 _ 4/21/77 tomg. 6,10 1,9 korn 17,6? 211,6 951,0 55,8 4,5 D 4/22/77 ÜQNE- 5,15 1»0 korn. 7,49 79,2 405,8 54,2 5,1 DE Totalt 9,46 25,28 294,1 155791 55,7 4,6 DE Ett representativt exempel på en rapport över prestanda- undantag visas i tabell 2, Vid denna typ av rapport registreras enbart fordonets onormala driftparametrar. Till exempel den 21 april 1977 observerades batterispänningen nå ett toppvärde av 15,5 volt, som ligger ovanför det normala värdet eller tröskel~ värdet, i detta fall 12,7 voltß Antalet gånger batteriet över~ skred tröskelvärdet är även angivet liksom tiden i timmar, under vilken detta överskridande förelåg. Samma dag observerades, att oljetrycket nedgått till ett lägsta värde av 2,5 tryckenheter i jämförelse med ett tröskelvärde av 20 tryckenheter. Vidare ned- gick oljetrycket nedanför tröskelvärdet totalt fem gånger under en total tid av 0,05 timme. En asterisk närmast den uppmätta parametern anger ett värde under tröskelvärdet. Tabell 2 lämnar sålunda värdefulla informatíoner, som kan användas för rutin- underhåll liksom föl att underlätta nåra förestående underhålls- justeringar förutom provning och analys. 7901700-0 7 Tabelliâ Fordon nr 1254 Onormal fordonsdrift 4/20/77 t.o.m. 4/22/77 íâïågëï' Parameter Datum Tid åâïâl šgšåš Tröskel D p Mile/h 4/21/77 6,41 81,0 81,0 60,0 D Nile/h 4/22/77 5,74 55,0 72,0 60,0 E r/m 4/22/77 5,20 74,0 ?280,0 1950,0 0 Bat.volt 12,7 4/21/77 16,66 1,0 5 12,7 4/22/7? 6,74 2,0 15,5 12,7 1 Oljetryok* 20,0 4/21/7? 0,05 5,0 5 20,0 4/22/77 0,05 5,0 4 20,0 6 Ky1m.tryck* 10,0 4/21/77 16,20 4 0 10,0 4/22/77 6,72 1 0 10,0 7 Lufttryck* 70,0 4/21/77 4,56 51,0 18,0 70,0 4/22/77 1,67 47,0 46,0 70,0 ränd.ti11/från 4/20/77 4,0 4/22/77 1,0 Parameterprofilrapporten framgår av tabell 5, Den läm- nade informationen representerar en ögonblicksbild av samtliga parametrar vid den speciella angivna tidpunkten. Datormodulen i dataskrivaren 12 kan automatiskt registrera dataögonblicks- bilder vid olika periodiska tidpunkter, t.ex. så snart motorn är stillastående eller om så önskas vid midnatt varje dygn. I ytterligare ett annat fall kan datormodulen i skrivaren 12 lagra en dataögonblicksbild, endast om ett programmerat kriterium är uppfyllt, varvid detta kriterium kan innebära växelsamband mel- lan ett antal avkända fordonsparametrar. Tsynnerhet skulle en dataögonblicksbild kunna framställas varje timme, om fordonet kontinuerligt framföres med en hastighet överstigande ca 50 km/h och motorn arbeta med större varvtal än 1200 r/m under hela ti- den. Detta kriterium kommer i huvudsak att säkerställa att data- ögonblicksbilden motsvarar vägförhàllandena. Sålunda kan värde- fulla speciella informationer upprätthàllas för erhållande av enskilda dynamiska fordonssituationer i och för jämförande stu- dium, som bildar en unik informationskälla för underhåll och felsökning. Genom användning av tangenten 22, kan fordonsföraren vidare manuellt utlösa bilduppteckning, när så önskas såsom vid detektering av något onormalt körtillstànd. 7901700-0 8 Tabell 5 Dataögonblicksbild - Fordon nr 1254 Parameter agšïïgv ßïäïfigv ßfiåšïäv Tid 2,50 6,59 1,16 Körsträcka 45,1 '2?6,6 50,0 Nile/gallen 5,9 6,0 6,6 Mile/h 59»0 57,0 55,0 r/m 1840,0 1840,0 1720,0 Batteri, volt 15,0 15,4 15,0 Oljetryck 48,6 _ 48,5 47,6 Bränslefilter 2,0 5,0 2, 5 ïylmedietryck 5,0 5,0 5,5 Lufttryck 75,0 87,0 36,0 Bromstemp. 85,0 68,0 82,0 Kyimedietemp. 155,0 162,0 159,0 Bränsletemp. 59,0 54,0 62,0 oije-kylmeaienivä* 3 3 0 Beteckning Olje-kylmedienivå* båda nivåer låga oljenivà låg kylmedienivà låg båda nivåer tillfredsställande Fig. 2 visar ett blockschema för den på fordonet anord- nade underenheten 2. Underenheten 2 omfattar en datormodul 50, ett programminne 52, ett dataminne 54, en analog anpassninge- enhet 56, en digital anpassningsenhet 58, en energikälla 60 och en realtidgivare 62. Anpassningsenheten 56 mottager analoga data från ett antal givare via ledningar A1-A16. På samma sätt mottager anpassningsenheten 58 ett antal digitala insignaler från digitala avkänningsorgan via ledningar D1~D14.

Datormodulen 50 kan omfatta vilken som helst av ett an- tal välkända mikrodatorer, som för närvarande är tillgängliga.

Programminnet 52 kan t.ex, vara ett programerbart programminne, bestående av integrerade kretsar, Ett antal adressledningar ut- går från modulen 50 till valfria adresställen i programminnet 52, I följd adresserade ställen bildar till modulen 50 matade instruktioner för styrning av det avropande programmet för de avkända informationerna, krav på val av tröskelvärdedata och liknande. Det i programminnet 52 lagrade programmet kan anpas- sas efter speciella krav för styrning av det sätt, på vilket in- UJIUÅO 'MMNU-O 9 formationerna avro;as, och formen för de i minnet 54 lagrade informationerna.

Dataminnet 54 kan t.ex. bestå av dynamiska minnen med direkt access i form av integrerade kretsar för att möjliggöra lagring av behandlade informationer från datormodulen 50 och kan framställas såsom minnen för trettiotvà gånger en bit. Ett antal adress- och dataledningar sammanbinder dataminnet 5% med modulen 50 ooh möjliggör dubbelriktad dataöverföring till valda minnesadresser. En vald adress i dataminnet kan tjänstgöra såsom register för realtid.

Realtidgivaren 62 ingår även i underenheten 2 och använ- des för att avge klockpulser till datormodulen 50 i och för tid- styrning. Tidgivaren 62 avger dessutom klockpulser till en sär- skild räknare, som utgör en del av tidgivaren och användes för att upprätthålla ackumulerad tid, när datormodulen 50 är overk- sam, t.ex. när motorn är stillastående. Ett hjälpbatteri 6A är förbundet med givaren 62 liksom med dataminnet 54. När motorn är stillastående, användes batteriet 64 för matning av erfor- derliga driftspänningar till tidgivaren 62 för strömmatning av den i densamma ingående räknaren. Vidare upprätthåller batteriet 64 driftspänningar för de integrerade kretsarna i dataminnet Efl, så att detta i själva verket är ett permanentminne. När motorn arbetar, avger energikällan 60 vanligen erforderliga spänningar till dataminnet 54 och tidgivaren 62 liksom övriga enheter, som ingår i underenheten 2. Sålunda uttages energi från det ej vi- sade fordonsbatteriet med spänningen 12 volt och utför energi- källan 60 erforderlig energiomvandling ooh reglering för fördel- ning till de olika modulerna och givarna. En styrledning 66 för- binder modulen 50 med energikällan 60. Styrledningen möjliggör sålunda mikrodatorstyrning av energikällans frànkoppling från samtliga moduler med undantag givetvis av dataminnet 54 och tid- gívaren 62, som vid denna tidpunkt strönmatas från batteriet Gä.

Modulen 50 avkänner sålunda tändningsfrànkoppling eller energi- matningsfel såsom avbrott med hög prioritet och mikrodatorns normala verksamhet är inställd till förmån för ett dataskydd- eller frânkopplingsprogram. Sedan samtliga informationer, som behandlas, lagrats på rätt sätt genomför den sista instruktionen i frånkopplingsprogrammet effektiv frånkoppling av energimat- ningen via ledningen 66, vilket i sin tur medför, att energitill- försel till själva beräkning: odulen upphör. Till följd av denna ivee1v@o~o 10 princip för styrd frånkoppling säkerställas säker bevaring av kritiska informationer oberoende av orsaken till energiför- lusten.

Fig. 5 visar blockschemat för den analoga anpassninga- enheten 56. De analoga kanalerna avger var sin olika insignal till var sin spänningskomparator 70, varvid var och en av dessa spënningskomparatorer är angiven genom en tillsatssiffra för att utmärka motsvarande analoga ingångskanal. Till varje spän- ningskomparator 70 inmatas en motsvarande referensspänning, som kan vara inställd enskilt till önskad nivå. Var och en av ut- signalerna från komparatorerna 70 tillföres en analog kombina- tionsenhet 72 med sexton kanaler, där de analoga informationer- na väljes i följd och tillföres en analog-digitalomvandlarv 74.

De omvandlade digitala informationerna inmatas sedan till dator- modulen 50 för vidare behandling. 8 Fig. 4 visar kopplingsschemat för den digitala anpassnings- enheten 58., Två representativa digitala kanaler visas, motsva- rande en första kanal, som avger avkända informationer via en ledning D1, och en sista kanal, som avger avkända informationer via en ledning D41. Den med ledningen D1 samordnade kanalen om- fattar ett filter 80, en komparator 82, ett bistabilt vippsteg 84 ooh ett buffertminne 86 med tre steg. Efter filtrering av informationerna i filtret 80 jämföras dessa med en referensspän- ning, som användes för att skilja den avkända datasignalen från brusnivåer. Utsignalen från komparatorn 82 användes sedan för inställning av vippsteget 84, som förblir inställt, tills det àterställes av mikrodatorn via en àterställningsledning RL-4.

Mikrodatorn kan välja utsignalen från kana1en.1 liksom från återstående kanaler genom aktivering av buffertminnet 86 medelst en styrsignal via en ledning DIM. Kanalen, som är samordnad med den digitala givaren med en insignal via ledningen D11, består på samma sätt av ett filter 80, en komparator 8? och ett buffert- minne 86 med tre tillstånd, men i detta fall användes ej vipp- steget 84. Dessa kanaler representerar signalnivåer, som ej ändras särskilt ofta och följaktligen ej behöver låsas i ett vippsteg. Liksom tidigare användes tillsatssiffror för att an- giva kanalen, som är samordnad med de olika anordningarna 80, 8?, 84 och 86.

Ett mera detaljerat kopplingsschema för den digitala an- passningsenheten 58 visas i fíg. 5, som även visar realtidgiva- WMTÛG' 0 11 ren 62. Varje kanal i anpassningsenheten 58 omfattar ett fil- ter SO, en komparator 82, ett bistabilt vippsteg 84, ett buf- fertminne 86 med tre tillstànd och en programmerbar räknare 87 för division med N. Denna räknare användes för ínsignaler med jämförelsevis hög frekvens såsom motorvarvtal och avger en enda utpuls för ett programmerbart antal inpulser. I själva verket reducerar räknaren 87 då pulshastigheten för insignaler med hög frekvens. Dessa anordningar, nämligen anordningarna 80, 89, 84, 86 och 87 är samnankopplade till en enhet och hil- dar en digital kanalanpassningsenhet, som i stort är betecknad med 90. Lika uppbyggda enheter finnes för var och en av sig- nalkanalerna D2-D? med små ändringar, som är samordnade med lâsàterställningsledningar LR? och LRQ, som är samordnade med var sin av kanalerna 6 och 7. En likartad men ej helt på san sätt uppbyggd digital anpassningsenhet är betecknad med 92 och samordnad med ínsignalexna D8-D11. Skillnaden mellan enheterna 90 och 92 är helt enkelt att vippsteget uteslutits i den förra enheten (jfr även fig. 4).

Valsignalen DIM motsvarar ett adressavkodningstillst nc mn utanför adressledningarna för modulen 50 och har normalt lä t värde, dvs. logiskt nolla eller noll volt, så att signalerna från dataíngángsledningarna D1-D11 kan passera genom densamma.

När valsignalen DIM får högt värde, bibringas buffertninnena ne tre tillstànd ett högt inpedanstillstând, varvid buffertninnenas utgångar hålles svävande. För ändamålet kan extra signaler, som hänför sig till utgångsklämmorna på buffertminnena 86, användas *IQ O; för matning av ininfornationerna till den centrala behandlings- enheten i datormodulen 50. Sålunda kan signaler, som hänför sig till utgångarna på buffertminnena 86-8, 86-9, 85-40 och 86-11, överföras till dataingångsledningarna för den centrala behandlingsenheten, när valsignalen DTM ej har lågt värde, t.ex. när signalen filñ föreligger. På detta sätt kan buffertminnena 86 användas för att kombinera olika signaler till dataledningarna för den centrala behandlingsenheten. Dataingångsklänmorna är i fig. 5 betecknade med BL1-BLS och B?-Bfi?. Ãterställningssígna- lezua till vippstegen 84 matas från behandlingsenheten efter läs- ning av data längs klämmorna Bln-BL8 för återställning av mot~ svarande víppsteg 84.

Realtidgivaren 62 användes för alstríng av klockpulesíg- naler, som mottages antingen av datormodulen 50 eller av en se- ?9@1?®@=@ 12 parat räknare om datorns energitillförsel eventuellt skulle vara avbruten, t.ex. när fordonständningen är avbruten. För ändamålet omfattar tidgivaren en kristalloscillator 100fl som alstrar klockpulssignaler med en frekvens av 4¶19# MHz och av- ger dessa till ett frekvensdelande och konditionerande nät 102, Nätet 102 delar signalerna från oscillatorn för bildande av en klockpulssignal med frekvensen 16 Hz på en ledning 104 och en signal i form av en puls per minut på en ledning 106, Signa~ lerna på ledningen 104 tillföres ett bistabilt vippsteg 108 och via ett buffertminne 110 med tre tillstånd till dataklämman BLfl för tillförsel till modulen 50, Valsignalen DIM har nor- malt lågt värde, så att modulen 50 har möjlighet att utnyttja blockpulssignalerna med frekvensen 16 Hz i och för realtidfölje ningø Pulssignalen med en puls per minut matas från nätet 102 till en dekadräknare 112 med fem steg, som räknar dessa pulser och i följd utläser varje siffra som en binärt kodad decimale siffra på ledningar 114a-114d. Dessa decimalsiffror från räkna- ren 112 uppträder sålunda vid klämmer B9-B12 och kombineras till datormodulens 50 datafil, när signalen filfi uppträder Här kan emellertid framhållas, att dekadräknaren 112 àterställes kontinuerligt via återställningsledningen från datormodulen 50 vid en klämma LR1 så snart den centrala behandlingsenheten i modulen 50 är verksam. Så snart tändningen är inkopplad och fordonet drives, har sålunda datormodulen 50 till uppgift att hålla noggrann realtid, medan räknaren 112 kontinuerligt åter- o ställes via klämman LR1 och ledningen 1160 Signalen med frekvensen 16 Hz matas även via en ledning 118 till den ena ingången på en NAND-grind 120, som via en andra ingång mottager en energitillståndssignal från energi~ källan 60. Denna tillståndssignal har normalt högt värde, dvso är en logisk 1 eller 5 volt när energikällan arbetar med god- tagbara spänningsnivåer. Följaktligen avges från utgången på grinden 120 en avbrottssignal till den centrala behandlingsen- heten i tidssynkronism med pulssignalerna med frekvensen 16 Hz.

Vid mottagning_av avbrottssignalen undersöker den centrala be- handlingsenheten signalen från ingångsklämman BL1 och tolkas avbrottet såsom en klockpulssignal, om klockpulssignalen före- ligger. I detta fall uppdaterar datorprogrammet realtidgiva- ren och återställer vippsteget 108. Avropstiden för den centra- la behandlingsenheten för att passera genom samtliga digitala 79017004) 13 liksom analoga insignaler är t.ex. av storleksordningen 4 ms.

En avbrottssignal betjänas givetvis med den högsta prioritvtfn.

Om någon klockpuls ej föreligger på den med ingångsklämman B31 samordnade dataledningen, uppfattar programmet för styrning av datormodulen 50 avbrottet såsom ett tillstànd med energifel och utlöses ett dataskydds~ eller frànkopplingsförlopp.

När fordonständningen är frånkopplad, upphör all energi» tillförsel till anläggningen med undantag av den energi, som avges från batterit 64 till tidgivaren 6? och dataminnet 54 i fig. P. Det är emellertid väsentligt att framhålla, att det är den centrala behandlingsenheten, som har ansvaret för avbryt~ ningen av energitíllförsel till underenheten 2. Enligt fig. 5 matas sålunda energi från hjälpbatteriet via en ledning 12? till dekadräknaren 112 och till nätet 102. I detta fall lagras pul~ serna med frekvensen en puls per minut kontinuerligt i dekadr!“~ naren 112 och upprätthåller sålunda noggrann tid, även om motorn är overksam. Vidare kan framhållas, att denna tidhållningsuyy~ gift bibehàlles t.o.m. om fordonsbatteriet är helt avlägsnat, vilket skulle vara helt möjligt under en underhållsprocedur.

Batteriet 64 kan t.ex. vara samordnat med dataminnet 58 och på» verkas ej av att fordonsbatteriet avlägsnas.

Sedan fordonet startats och energi åter tillföres dator- modulen 50 liksom till övriga enheter i underenheten 2,mâste den i dataminnet 54 ingående realtidräknaren uppdateras. När datorn är verksam, kommer ett eller flera lagríngsställen i dataminnet 54 att utnyttjas för att uppfylla uppgiften att hålla realtid. När datorn frànkopplas, påverkas ej längre dessa lag~ ringsställen, men informationen bibehålles icke desto mindre med hjälp av batterit 64, dvs. minnet är permanent. Det är följaktligen endast nödvändigt att till innehållen i klockpulf» räknarna i datamínnet 54 tillfoga det tidstlllägg, under vilk»t den centrala behandlingsenheten varit overksam, dvs. tidstill~ lägget, under vilket fordonsmotorn varit overksam. I den min en dekadräknare med fyra steg endast räknar i steg om minuter, måste klockpulsregístren i dataminnet 54 uppdateras vid den exakta tidpunkten då enminutspulsen framstegar registret. Så» lunda sker uppdateringen av realtídräknarna, när dekadräknarfn med fem steg framstegar till nästföljande minut. Det kan hÜ9:L vara endast en minut för att bringa den i dataninnet ingñenür veevvevwn 5 år 1A realtidgivaren till aktuell tid. Datorns programminne 52 be- ordrar datormodulen 50 att kontinuerligt undersöka den minst signifikanta biten i dekadräknaren 442. De binärt kodade de- cimalsiffrorna tillföres datafilen för den centrala behand- lingsenheten via ledningarna 44fla-444dd, när motorn först star- tas och behandlingsenheten kontinuerligt avger en signal filfi för åstadkommande av kontinuerlig utläsning i följd av infor- mationerna från räknaren 442. Samtliga siffrorg som i följd uppträder på ledningarna 444a-444d, lagras i ett temporärt tid- register i dataminnet 540 Den minst signifikanta biten i detta register övervakas kontinuerligt av den centrala behandlings- enheten och vid en ändring av ett steg i detsamma användes tidsperioden i registret för uppdatering av realtidregistren i aatamipnee 54. via denna tidpunkt upphör signalen ñïíi pen alstras valsignalen DIM följaktligen för att möjliggöra över- föring av klockpulssignalerna med frekvenserna 46 Hz till den centrala behandlingsenheten. På detta sätt utnyttjas innehål- len i dekadräknaren 442 för att upprätthålla noggrann realtid i den centrala behandlingsenheten, även om räknaren 442 räknar med tämligen stora steg av 4 puls per minuto Synkronisering av överflyttning av innehållet i räknaren 442 till realtidregistren i dataminnet 54 möjliggör noggrann realtidföljdning, även sedan den centrala behandlingsenheten temporärt varit overksam.

Fig. 6 visar delvis i blockform schemat för energikäl- lan 600 Enligt figuren omfattar denna ett filter F, en effekt- transistor Q4 och spänningsregulatorer VR4-VEEO Fordonsbatte- riet matar i detta fall en spänning av 42 volt till emitteröver- j_gången i transistorn Q4, vars bas via en ledning 450 är förbun- den med en koppling 452 för spänningsavkänníng och styrning, som beskrives närmare med ledning av fig. 7. Kopplingen 152 har i huvudsak till uppgift att bringa transistorn Q4 att leda och spärra, Transistorn Q4 har i sin tur till uppgift att driva regulatorerna VR4-VR2 för åstadkommande av olika utspänningar pâ ledningar 4549 456, 458 ooh 4600 Pâ dessa ledningar uppträ- der spänningsnivåer av -42, +429 +5 och +8 volto Dessa spän- ningsnivåer användes för energimatning av de olika i fig. 2 vi~ sade stegen. Det är emellertid väsentligt att framhålla, att samtliga spänningsnivåer i huvudsak regleras medelst transistorn Q4 som i sin tur styres från kopplingen 452° 7901700-0 15 En första ingång på kopplingen 152 är bildad av en led- ning 162, som direkt matar fordonsbatterispänningen, som efteråt avkännes i kopplingen 152. Ytterligare en ingång pà kopplingen 152 är bildad av en ledning 164 för en extern startsignal, som utgår från tändströmställaren och föreligger så snart denna strömställare är tillslagen och motorn arbetar. Ytterligare en ledning 166 utgår till kopplingen 152 från den centrala behand- lingsenheten, varvid frànkopplingsorder överföras på denna led- ning. Denna order avges från den centrala behandlingsenheten, varje gång den detekterade batterispänningsnívån underskrider godtagbara gränser eller varje gäng behandlingsenheten detekte- rar ett tillstånd, då motorn är frânkopplad t.ex. manuellt.

Kopplingen 152 avger en energitillståndsignal till den centrala behandlingsenheten längs ledningen 168. Denna signal har nor- malt högt värde, dvs. nominellt 5 volt, men får lågt värde vid detektering av ett onormalt batterispänningstillstånd. Det är denna signal, nämligen energitillstàndsignalen, som i huvudsak utlöser ett dataskydds- eller frånkopplingsförlopp i den centra- la behandlingsenheten. Sedan detta förlopp avslutats, avger den centrala behandlingsenheten fránkopplingsordern till kopplingen 152, som därefter bringar transistorn Q1 att spärra, så att hela energimatningen upphör.

Kopplingssdhemat för kopplingen 152 visas i fig. 7. Denna koppling 152 omfattar ett antal spänningskomparatorer U1-U4 och transistorer Q2 och Q5. Ett antal motstånd, zenerdioder och dio- der ingàr även, som sammanbinder de olika elementen pà visat sätt.

Energitillståndssignalen på ledningen 168 är utmärkande för tillståndet hos energikällan, nämligen fordonsbatteriet, som normalt har en spänning av 12 volt. Denna batterispänning till- föras kopplingen 152 via ledningen 162, som är förbunden med den positiva ingången på komparatorn U5. Utsígnalen från komparatorn UB har normalt en spänning av 5,1 volt, som upprätthålles medelst zenerdioder vid dess utgång. Det normala tillståndet för ener- gitillståndssignalen är sålunda en logisk 1, som motsvarar ut- spänningen med 5 volt från komparatorn U5. Men utsignalen från komparotorn U5 kommer att övergå till noll, så snart spänningen vid minusingàngen har större värde än vid den positiva ingången.

Detta tillstånd uppträder,rñr fordonsbatterispënningen nedgår under godtagbara nivåer, som t.ex. kan inställas till ett trös- kelvärde av ca 5 volt. Tröskelvärdet väljas medelst motstånden , a, _._...__.........._.-.m.-..-.>_...«...~~« 7901700~Û 16 som delar spänningen till ingàngarna på komparatorn UB. Kompa- ratorn U5 bildar sålunda ett medel att avkänna fordonsbatteriet och avge en utsignal, nämligen energitillståndsignalen, som är utmärkande för fordonsbatteriets godtagbara eller ej godtagbara tillstånd. Om energitillståndsignalen nedgär till noll volt, kommer den centrala behandlingsenheten att utlösa ett dataskydd- och frånkopplingsförlopp och sedan avge en frånkopplingsorder via ledningen 166, Kopplingens 152 verkningssëtt kan bäst förstås genom att från början antaga, att fordonsmotorn är frânkopplad. Under dessa omständigheter är den externa startsignalen, som avges via ledningen 164 och är utmärkande för tändning, en logisk 6, mot- svarande O volt. Denna signal tillföres den positiva ingången på komparatorn U1, men den negativa ingången på denna komparator Ufl har högre potential än den positiva ingången, eftersom denna ingång mottager en delad spänning från fordonsbatteriet, som t.ex. ej uppgår till O volt. Under dessa omständigheter har utsigna- len från komparatorn lågt värde, så att utsignalen från kompara- torn U2 även bringas till lågt värde. Utsignalen med O volt från komparatorn U2 inmatas via ledningar 170, 172 och 174 till basen i en styrtransistor Q5. Nollspänningen vid transistorns Qš bas håller denna transistor oledande. Kollektorn i transis- torn Q5 är emellertid via en ledning 150 förbunden med effekt- transistorn Q1 i fig. 6. När transistorn Q5 är oledande kommer transistorn Q1 även att vara oledande och kommer anläggningen ej att tillföras någon energi.

Nan kan nu antaga, att fordonsföraren bringar tändström- ställaren att sluta, så att den externa startsignalen på led- ningen 164 får högt värde. Denna signal med högt värde tillfö- res den positiva ingången på komparatorn U1, så att dess utsig- nal får högt värde och utsignalen från komparatorn U2 får högt värde. I sin tur blir styrtransistorn Q5 ledande, så att energi tillföres hela anläggningen inklusive den centrala behandlings- enheten. Efter energitillförsel till den centrala behandlings- enheten undersökas under ett normalt avropsförlopp energitill- stândsignalcn pà ledningen 168. Om man antar, att fordonsbattc- riets tillstånd ligger inom godtagbara gränser, kommer någon frånkopplingssignal ej att avges, Frânkopplingsordern på led- ningen i66 har ett värde av Q volt för att åstadkomma frånkopp- W 790fl?p0 0. ling och nominellt 5 volt, när någon frånkoppling ej är önsk- värd. Följaktligen matas en signal med spänningen 5 volt fràn den centrala behandlingsenheten via ledningar 166, 172 och 174 till basen i transistorn Q5. Följaktligen kommer transistorn Q5 att hållas ledande, även sedan föraren bringat tändström- ställaren att bryta, eftersom basspänning nu avges från själva den centrala behandlingsenheten, som efteråt tillförts energi.

Den centrala behandlingsenheten kan nu eventuellt detek- tera ett frànkopplingstillstànd, t.ex. medelst en av de digitala eller analoga givarna. Hotorvarvtal kan t.ex. övervakas konti- nuerligt varvid den centrala behandlingsenheten vid avsaknad av en varvtalssignal bringas att arbeta med dataskydd och från- koppling. Vid denna tidpunkt matas en signal med spänningen O volt såsom frânkopplingsorder via ledningarna 466, 172 och 174 för att bringa transistorn Q3 att spärra och sedan transistorn Q1 att spärra. Normalt detekteras ett tillstànd utan energi under det typiska avropsförloppet, som kan ha en varaktighet av storleksordningen 4 ms, varvid dataskydd- och fránkopplingspro- grammet fortsätter omedelbart i beroende härav.

Fránkopplingsordern kan även utgå från datormodulen 50 i beroende av ett batterifel, som skulle detekteras av den centra- la behandlingsenheten medelst energítillstàndssignalen på led- ningen fifiß. Ett extra frånkopplingsförlopp förekommer även, om batteriet skulle vara utsatt för alltför högt uttag medelst komparatorn U4 och transistorn Q2. När utsignalen från kompara- torn U3 har högt värde, som motsvarar ett godtagbart drífttill- _ stånd, har utsignalen från komparatorn U4 normalt lågt värde och är transistorn Q2 därför oledande. Men när fordonsbatterispän- ningen är otillräcklig, t.ex. understiger 5 volt, övergår ut- spänningen från komparatorn U3 till O volt, så att utsignalen från komparatorn U4 bringas till högt värde. Utsignalen från komparatorn U4 bringar transistorn Q2 till ledande tillstånd, så att transistorn Q5 i sin tur bringas till oledande tillstànd och energitíllförseln upphör. Det är emellertid väsentligt att framhålla, att komparatorns U4 tillstånd ej ändras omedelbart i beroende av en låg spänningssignal vid utgången på komparatorn U5. I själva verket häller en kondensator G, som är förbunden med den negativa ingàngsklämman på komparatorn U4, hög spänning vid ingången på den negativa klämman, så att utsignalen från _1so1voo-u de i i .,,o komparatorn U4 hålles vid lågt värde under en tid, som i stort uppgår till 1-2 sekunder, Under denna tid har den centrala be- handlingsenheten möjlighet att detektera energitíllstàndsígnalen, som omedelbart övergår till O volt liksom utsignalen från kompa- ratorn U5, och utlösa dataskydd- och frånkopplingsförloppet. Om den centrala behandlingsenheten arbetar på rätt sätt under hela frånkopplingsprogrammet, skulle denna enhet själv avge frånkopp- lingsordern omedelbart före den tidsfördröjning, som uppkommer till följd av kondensatorn C. Men om någon frånkopplingsorder aldrig avges,säkerställer komparatorn U4 och transistorn.U2, att transistorn Q5 efter tidsfördröjningen kommer att bringas till oledande tillstånd, så att energitillförsel till anläggningen upphör.

Med uttrycket fordon avses ej enbart lastbilar utan samt- liga former av fordon inklusive t.ex. båtar, flygplan, tåg, traktorer, terrängfordon o.s.v. Med uttrycket anordning avses ej enbart fordon utan även statinnära anordningar, såsom genera- torer, motorer, processtyrsystem, numeriskt styrda apparater och samtliga former av mät- och provningsutrustningar.

Claims (6)

79o1voo-0 19 Patentkrav

1. Sätt att skydda data, som behandlas i en dator med en cent- ral behandlingsenhet (CPU) och ett minne, vilken centrala be- handlingsenhet är anordnad att avkänna strömförsörjningen för ett fordon, k ä n n e t e c k n a t av följande förfarings- steg: a) avkänning av minst en driftsparameter för fordonet (A, D), vilken är utmärkande för en motor i avstängt tillstånd, b) avkänning av ett energifeltillstând hos fordonsbatteriet (U3), c) exekvering av en dataskyddsprogramrutin i den centrala be- handlingsenheten vid förekomst av ett av nämnda avstängttill- stånd och energifeltillstånd för att lagra data, som behand- las av den centrala behandlingsenheten i minnet (54), d) frånkoppling (Q3) av fordonsbatteriet från den centrala be- handlingsenheten efter fullbordad dataskyddsprogramrutin, varvid den centrala behandlingsenheten initierar frånkopp- lingsförfaringssteget, e) avkänning (C) av ett i förväg bestämt tidsintervall, som är väsentligt längre än daxtid, som normalt krävs för att den centrala behandlingsenheten skall exekvera nämnda dataskydds- programrutin och f) vid underlåtenhet hos den centrala behandlingsenheten ini- tiering av frânkopplingssteget att frånkoppla fordonsbatte- riet från den centrala behandlingsenheten oberoende av den centrala behandlingsenheten (U4, Q2).

2. Anläggning för övervakning av en anordning, k ä n n e - t e c k n a d av dels givare (A, D) för avkänning av driftpa- rametrar för anordningen och alstring av däremot svarande da- tasignaler, dels en dator (50) för behandling av dessa signaler, dels ett dataminne (54) för lagring av medelst datorn behandla- de datasignaler och dels en strömmatningsenhet (60) för matning av anordningen, datorn och minnet, varvid datorn innefattar en anordning (120) för att exekvera en dataskyddsprogramrutin som svar på minst en av (a) nämnda datasignaler, vilken svarar mot ett avstängningstillstånd för anordningen och (b) en energifel- 7901700-0 20 signal svarande mot ett energifel hos strömmatningsanordningen, och strömmatningsanordningen innefattar dels en anordning (166) för att mottaga nedkopplingskommandot från datorn, dels en an- ordning (Q3) för att frånkoppla strömmatningsanordningen från anordningen och datorn som svar på avstängningskommandot, dels en anordning (U4, Q2), som är oberoende av datorn, för att från- koppla strömmatningsanordningen från anordningen och datorn, och dels en anordning (C) för att fördröja manövreringen av den obe- roende frånkopplingsanordningen under ett tidsintervall, som är väsentligt längre än det, som normalt krävs för att avge avstäng- ningskommandot i beroende av feltillståndssignalen.

3. Anläggning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen är ett fordon (8) med ett batteri, och att strömmat- ningsenheten innefattar detta batteri.

4. Anläggning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att minnet (54) är ett dynamiskt minne med direkt access (RAM) och att frånkopplingsorganen för strömmatningsanordningen innefattar en anordning för att frånkoppla strömmatning till det dynamiska minnet med direkt access (RAM), varvid systemet vidare innefat- tar ett annat batteri, som är oberoende av fordonsbatteriet, för att åstadkomma strömförsörjning till det dynamiska minnet, när strömmatningsanordningen (60) är frånkopplad från det dynamiska minnet, varigenom det dynamiska minnet fungerar som ett perma- nentminne.

5. Anläggning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen är ett fordon (8) med tändning, där systemet vidare innefattar en anordning för att stänga av tändningen, och av- känningsanordningen genererar en datasignal, som svarar mot till- ståndet med avstängd tändning, och nämnda minst en valda data- signal innefattar nämnda datasignal svarande mot avstängd tänd- ning.

6. Anläggning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av dels givare (A, D) för avkänning av driftparametrar för anordningen och alstring av häremot svarande datasignaler, dels en dator (50) för behandling av dessa signaler, dels ett dataminne (S4) för lag- 7901700-0 21 ring av medelst datorn behandlade datasignaler och dels en ström- matningsenhet (60) för matning av anordningen, datorn och minnet, varvid matningsenheten omfattar organ (U3) för avkänning av ett energifeltillstånd hos denna enhet och alstring av en feltill- ståndssignal i beroende därav, organ (168) för matning av denna feltillståndssignal till datorn, som innefattar en anordning (120), som utlöser en dataskyddsprogramrutin i beroende av denna feltill- ståndssignal för att lagra data, som blivit behandlade av datorn, vilken dator vidare är anordnad att initiera dataskyddsprogramru- tinen i beroende av minst en vald datasignal, som svarar mot annat än ett feltillstånd hos strömmatningsenheten, varvid datorn gene- rerar en avstängningskommandosignal efter fullbordandet av data- skyddsprogramrutinen, dels en anordning för att mottaga avstäng- ningskommandosignalen (166) från datorn, dels en anordning (Q3) för att frånkoppla strömmatningsanordningen från anordningen och datorn i beroende av avstängningskommandot, dels en anordning (U4, Q2), som är oberoende av datorn, för att frånkoppla ström- matningsanordningen från anordningen och datorn, och dels en an- ordning (C) för att fördröja manövreringen av den oberoende an- ordningen under ett tidsintervall, som är väsentligt längre än det, som normalt krävs för datorn för att avge avstängningskom- mandot i beroende av feltillstândssignalen.