SE453695B - Sett och anleggning for att overvaka, registrera och analysera parametrar for ett fordon - Google Patents

Description

453_e9s samband till tidpunkten för felets uppträdande. Även om olika tekniker för tidstyrning blivit utvecklade på sista tiden, som t.ex. föreslås i amerikanska patentskrifterna 4 031 363, 4 D22 017 och 3 889 461, möjliggör dessa system ej erhållande av tids- uppgifter med nödvändig noggrannhet och tillförlitlighet i kom- bination med kraven på energiinbesparing, som kräves för mark- fordon. Isynnerhet när en beräknad anordning såsom en mikroda- tor användes för att selektivt filtrera och lagra data och dess- utom uppfylla en klockpulsfunktion med hänsyn till realtid, måste hög noggrannhet upprätthâllas med hänsyn till denna funktion trots mikrodatorns oförmåga att arbeta, när fordonsmotorn är avstängd.

I detta sammanhang har man med hänsyn till känd teknik ej tagit hänsyn till problemet att försätta mikrodatorn ur funktion för att skydda informationer, som behandlas, om energitillförsel skul- le upphöra eller motorn skulle stanna. Uppfinningen är följakt- ligen baserad på uppgiften att utveckla en mångsidigt användbar anläggning för övervakning av fordon och åstadkommande av nog- granna databarometrar, som kan användas för kartotek, såsom un- derlag för underhâll och liknande. Anläggningen skall kunna ar- beta automatiskt och dessutom manövreras manuellt, varvid en mikrodator ingår för styrning och valfri lagring av avkända data.

En noggrann koppling för realtidsklockpulser är avsedd att ingå i anläggningen för att ge noggrann tidsangivelse, när motorn arbetar, medan en särskild räknekoppling användes för att ge noggrann tidsangivelse, när motorn är overksam. Organ in- går även för synkronisering av räknekopplingen med mikrodatorns räknekoppling, när motorn äter är verksam. En energikälla är av- sedd att ingå i övervakningsanläggningen, varvid mikrodatorn styr energiavbrottsförlopp för uppnâende av lagring av data, som just behandlas av datorn.

Ett sätt att övervaka, registrera och analysera parametrar för ett fordon i enlighet med uppfinningen kännetecknas av a) att databehandling av nämnda data sker på själva fordonet, b) att de databehandlade datana lagras selektivt i ett på fordo- net beläget dataminne c) att Valda, lagrade data från det på fordonet belägna datamin- net överförs till en portabel permanentminnesanordning d) att permanentminnesanordningen erhåller strömförsörjning från en spänningskälla som är oberoende av fordonets, ' e) att permanentminnet i permanentminnesanordningen borttages 453 695 från fordonet, f) att permanentminnet ansluts till läsorgan för en fjärrdator g) att de valda, lagrade datana analyseras i fjärrdatorn och h) att de analyserade datana tryckes.

Ytterligare egenskaper hos uppfinningen framgår av övriga patentkrav.

Uppfinningen hänför sig även till en anläggning för att övervaka, registrera och analysera fordonsdata kännetecknad en- ligt uppfinningen av a) en på fordonet placerad databehandlings- och registreringsan- ordning, som mottar nämnda datasignaler och omfattar en central behandlingsenhet för behandling av datasignalerna och ett data- minne till vilket de av behandlingsenheten behandlade datasigna- lerna överförs och lagras, b) en portabel permanentminnesanordning omfattande ett avlägs- ningsbart permanentminne och en separarat spänningsmatningsanord- ning för detta, c) en överföringslänk för överföring av valda data från datamin- net till permanentminnet, d) en anordning placerad pà annat ställe än på fordonet, till vilken permanentminnet är anslutningsbart och som omfattar en anordning för att läsa data lagrade i permanentminnet och en an- ordning för att analysera de utlästa datasignalerna och visa analyserade data.

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 uppfinning- en, fig. 3 ett blockschema för en analog anpassningsenhet, fig.4 ett blockschema för en digital anpassningsenhet, fig.5 ett de- taljerat schema för den digitala anpassningsenheten och en real- tidgivare, fig. 6 ett blockschema för energikällan och fig. 7 ett detaljerat kopplingsschema för den i fig. 6 visade koppling- en för spänningsavkänning och styrning.

Enligt fig. 1 består anläggningen enligt uppfinningen av tre huvudkomponenter, nämligen en på fordonet anordnad underen- het 2, en bärbar datalänk 4 och en på avstånd befintlig under- enhet 6 för databehandling. Underenheten 2 befinner sig enligt figuren i ett fordon såsom förarhytten på en lastbil 8 och om- fattar ett antal givare, som i stort är betecknade med 10, en 453 695 dataskrivare 12 och en dataövervakare 14. Givarna 10 är förde- lade på olika ställen över hela fordonet och alstrar både ana- loga och digitala signaler till dataskrivaren 12. Skrivaren 12 är i sin tur förbunden med övervakaren 14, så att fordonsföra- ren kan ha tillgång till givarinformationerna på grundval av realtid. En inmatningsanordning såsom ett antal strömställare 16 är anordnade på dataövervakaren för att för föraren möjlig- göra val av speciella data för synlig återgivning på en åter- givningsanordning 18. Återgivningsanordningen 18 kan t.exi be- stå av lysdioder i sju segment. Skrivaren 12 kan även omfatta ett antal strömställare 20 för manuell inmatning av data, som skall registreras. Strömstâllarna 20 kan i själva verket bilda ett komplett tangentbord, så att digitala data eller kodade da ta kan tillföras skrivaren 12. När fordonet t.ex. passerar en landsgräns, kan föraren inmata en kod, som representerar det nya landet, varvid datum och vägmätarställning automatiskt re- gistreras såsom uppgifter för eventuella rabatter. Vidare kan strömställarna 20 omfatta speciella inmatningstangenter såsom en tangent 22, som medför, att skrivaren registerar samtliga avkända data vid denna speciella tidpunkt. På detta sätt kan fordonsföraren övergripa automatisk dataregistrering, t.ex. när ett onormalt drifttillstånd uppträder. Tangenten 22 möjliggör sålunda registrering av data vid tidpunkten, då föraren obser- verar ett onormalt tillstånd, så att det blir möjligt att kor- relera tidpunkten, då tillståndet uppträdde, och så att den fel- aktiga 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 data från skrivaren 12 och lagrar dessa på en magnetisk bandanordning 24. En böjlig ledning 26 är försedd med stiftkontakter för att möjliggöra enkel till- och frånkoppling mellan länken 4 och skri- varen 12. Överföring av data från skrivaren 12 till länken 4 upp- nås medelst en läsorder, som åstadkommas medelst strömställarna 20. Datalänken 4 kan även omfatta återgivningsorgan, 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 datalänken 4 vara försedd med en *optisk återgivningsanordning för att möjliggöra synlig återgiv- ning av data på anordningen 24. 5 453 695 Fordonsdata på bandet 24 överföres till fjärrunderen- heten 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. Bandan- ordningen 24 kan t.ex. matas till ingângsorgan på en central beräkningsenhet 30, där data kan sorteras och formas för tryck- ning på tryckverket 32. Alternativt kan data från anordningen 24 matas till ingångsorgan på en uñdersökningsenhet 34, där in- formationerna i följd kan observeras på återgivningsorgan. In- formationer, som är samordnade med en speciell dags drift, kan t.ex. avsökas utan någon tidigare sortering och användas såsom ett undersökningsmedel. 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 anordningen 24 tillföras en förbindelselänk M för överföring via telefonledningar T i och för efterföljande matning till en på avstånd befintliga dator 38 och tryckverk 40.

Den speciella typ av informationer, som kan förekomma så- som utsignal från uñderenheten 6 visas nedan. Ett speciellt exem- pel på en körrapport för en lastbil kan omfatta tre huvudsektio- ner, nämligen en rapport om fordonets utnyttjande, en rapport om prestandaundantag och en rapport om parameterprofil. En första rapport kan omfatta en sammanfattning av information, som är rela- terad till sättet för fordonets användning under rapporttiden och rapporteras vanligen dag för dag. Dylik information kan t.ex. avse av fordonet tillryggalagd körsträcka, bränsleförbrukning, motordrifttimmar, medelhastighet osv. Informationen, som sålunda uppträder vid utgången på underenheten 6 för denna typ av rap- port visas i tabell 1. Av denna framgår, att fordonet nr 1234 den 20 april 1977 förbrukade 0,1 gallon bränsle, när motorn ar- betade i tomgång, och 0,3 gallon bränsle när motorn drev med nor- mal hastighet. Den relativa overksamheten hos fordonet ifrågava- rande dag framgår tydligt. På detta sätt kan ett transportföretag lätt få tillgång till den dagliga aktiviteten vid vart och ett av ett stort antal fordon. Totalsiffror för tidsperioden ifråga kan även förekomma. Fordonstillståndkoder användes för att ange de av- kända parametrarna, som överstiger sina motsvarande tröskelvärden, varvid överensstämmelsen mellan fordonstillståndskoden och de av- kända driftparametrarnê är angivna i tabell 2. 453 695 6 Tabell 1 Fordon nr 1234 Körrapport 4/20/77 t.o.m. 4/22/7? Datum Mot. Bränsle Total Medel- . Fordons- tim. gall. antal hast. Mlle/gall' tillst. mile 4/20/77 tomg. 0,21 0,1 körn 0,12 0,3 0,3 2,5 1,2 - 4/21/77 tomg. 6,10 1,9 körn 17,67 211,6 951,0 53,8 4,5 D 4/22/77 tomg. 3,15 1,0 körn. 7,49 79,2 405,8 54,2 5,1 DE Totalt 9,46 25,28 294,1 1357,1 53,7 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 13,5 volt, som ligger ovanför det normala värdet eller tröskel- värdet, i detta fall 12,7 volt. Antalet gånger batteriet över- skred tröskelvärdet är även angivet liksom tiden i timmar, under vilken detta överskridande förelåg. Samma dag observerades, att oljetrycket nedgâtt 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 informationer, som kan användas för rutin- underhåll liksom för att underlätta nära förestående underhålls- justeringar förutom provning och analys. 453 695 « 7 Tabell 2 Fordon nr 1254 Onormal fordonsdrift 4/20/77 t.o.m. 4/22/77 ïïïâgïf* Parameter Datum rid fiâïïl ïåäåš rröskel D mile/h 4/21/77 6,41 84,0 81,0 60,0 D Mile/h 4/22/77 3,74 55,0 72,0 60,0 E r/m 4/22/77 5,20 74,0 22a0,0 1950,0 O Bat.volt 12,7 4/21/77 16,66 1,0 15,5 12,7 4/22/77 6,74 2,0 15,5 12,7 1 oijecryck* , 20,0 4/21/77 0,05 5,0 2,5 20,0 4/22/77 0,05 5,0 2,4 20,0 6 Kylm,tryck* 10,0 4/21/77 16,20 4,0 0,0 10,0 4/22/77 6,72 1,0 0,0 10,0 7 Lufttryck* 70,0 4/21/77 f4,56 31,0 18,0 70,0 4/22/77 1,67 47,0 46,0 70,0 Tänd.ti1l/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 dataögonblicksbíld, endast om ett programmerat kriterium är uppfyllt, varvid detta kriterium kan innebära växelsamband mel- lan ett antal avkända fordonsparametrar. Isynnerhet 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 vägförhållandena. Sålunda kan värde- fulla speciella informationer upprätthållas 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. 453 695 - s Tabell 3 Dataögonblicksbild - Fordon nr 1254 Parameter 43É^Ü$7 ÜÉÜEÉÉ 4l/jåš7gzl7 Tid 2,§o 6,39 1,16 Körsträcka #5,1 276,6 50,0 Nile/gallen 3,9 6,0 6,6 Mile/n ' sm 57,0 5s,ø I-/m 1a1o,o 1a4o,o 172o,o Batteri, voit 15,0 15,1 13,0 Oljetryck 48,6 48,5 47,6 Bränslefilter 2,0 5,0 2,5 Kylmedietryck 5,0 5,0 5,5 Lufttryck 75,0 87,0 86,0 Bromstemp. 85,0 68,0 82,0 Kylmedietemp. 158,0 162,0 159,0 Bränsletemp. 59,0 51,0 62,0 oije-kylmeaienivå* 5 5 o Beteckning Olje-kylmedienivå* 0 båda nivåer låga 1 oljenivà låg 2 kylmedienivà låg 5 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 anpassninga- 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. Pâ samma sätt mottager anpassningsenheten 58 ett antal digitala insignaler från digitala avkänningsorgan via ledningar D1-D11.

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- 453 695 9 formationerna avropas, 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 trettiotvå gånger en bit. Ett antal adress- och dataledningar sammanbinder dataminnet 54 med modulen 50 och 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 64 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 54, 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 och 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 frånkoppling från samtliga moduler med undantag givetvis av dataminnet 54 och tid- givaren 62, som vid denna tidpunkt strömmatas från batteriet 64.

Modulen 50 avkänner sålunda tändningsfrånkoppling eller energi- matningsfel såsom avbrott med hög prioritet och mikrodatorns normala verksamhet är inställd till förmån för ett dataskydd- eller frånkopplingsprogram. Sedan samtliga informationer, som behandlas, lagrats på rätt sätt genomför den sista instruktionen i frånkopplingsprográmmet effektiv frånkoppling av energimat- ningen via ledningen 66, vilket i sin tur medför, att energitill- försel till själva beräkningsmodulen upphör. Till följd av denna 453 695 ' 10 princip för styrd frånkoppling säkerställes säker bevaríng 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 spänningskomparatorer 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-digitalomvandlare 74.

De omvandlade digitala informationerna inmatas sedan till dator- modulen 50 för vidare behandling.

Fig. 4 visar kopplingsschemat för den digitala anpassninge- 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 D11. Den med ledningen D1 samordnade kanalen om- fattar ett filter 80, en komparator 82, ett bistabilt vippsteg 84 och 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 datasígnalen från brusniváer. Utsignalen fràn komparatorn 82 användes sedan för inställning av vippsteget 84, som förblir inställt, tills det återställes av mikrodatorn via en återställningsledning RL-4.

Mikrodatorn kan välja utsignalen från kanalen 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 82 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 läsas i ett vippsteg. Liksom tidigare användes tillsatssiffror för att an- giva kanalen, som är samordnad med de olika anordningarna 80, 82, 84 och 86.

Ett mera detaljerat kopplingsschema för den digitala an- passningsenheten 58 visas i fig. 5, som även visar realtidgiva- 453 695 - 11 ren 62. Varje kanal i anpassningsenheten 58 omfattar ett fil- ter 80, en komparator 82, ett bistabilt vippsteg 84, ett buf- fertminne 86 med tre tillstånd och en programmerbar räknare 87 för division med N; Denna räknare användes för insignaler med jämförelsevis hög frekvens såsom motorvarvtal och avger en enda utpuls för ett programmerbart antal inpulser. I själva verket reducerar räknaren 8? då pulshastigheten för insignaler mdd hög frekvens. Dessa anordningar, nämligen anordningarna 80, 82, 84, 86 och 8? är sammankopplade till en enhet och bil- 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 låsåterställningsledningar ER? och LR8, som är samordnade med var sin av kanalerna 6 och 7. En likartad men ej helt på samma sätt uppbyggd digital anpassningsenhet är betecknad med 92 och samordnad med insignalerna 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 adressavkodningstillstånd utanför adressledningarna för modulen 50 och har normalt lågt värde, dvs. logiskt nolla eller noll volt, så att signalerna från dataingångsledningarna D1-D11 kan passera genom densamma.

När valsignalen DIM får högt värde, bibringas buffertminnena med tre tillstånd ett högt impedanstillstånd, varvid buffertminnenas utgångar hålles svävande. För ändamålet kan extra signaler, som hänför sig till utgångsklämmorna på buffertminnena 86, användas för matning av ininformationerna till den centrala behandlings- enheten i datormodulen 50. Sålunda kan signaler, som hänför sig till utgàngarna på buffertminnena 86-8, 86-9, 86-10 och 86-11, överföras till dataingàngsledningarna för den centrala behandlingsenheten, när valsignalen DIM ej har lågt värde, t.ex. när signalen Blå föreligger. På detta sätt kan buffertminnena 86 användas för att kombinera olika signaler till dataledningarna för den centrala behandlingsenheten. Dataingångsklämmorna är i fig. 5 betecknade med BL1-BL8 och B9-B12. Återställningssigna- lerna till vippstegen 84 matas från behandlingsenheten efter läs- ning av data längs klämmorna BL1-BL8 för återställning av mot- svarande víppsteg 84.

Realtidgivaren 62 användes för alstring av klockpulssig- naler, som mottages antingen av datormodulen 50 eller av en se- 453 695 12 parat räknare om datorns energitillförsel eventuellt skulle vara avbruten, t.ex. när fordonständningen är avbruten. För ändamålet omfattar tidgivaren en kristalloscillator 100, som alstrar klockpulssignaler med en frekvens av 4,194 Mz 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 BL1 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 ooh för realtidfölj- ning.

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 decimal- siffra på ledningar 114a-114d. Dessa decimalsiffror från räkna- ren 112 uppträder sålunda vid klämmor B9-B12 och kombineras till datormodulens 50 datafil, när signalen Ülñ uppträder Här kan emellertid framhållas, att dekadräknaren 112 återställes kontinuerligt via àterställningsledningen från datormodulen 50 vid en klämma LR1 så snart den centrala behandlingsenheten i modulen 50 är verksam. Sá snart tändningen är inkopplad och fordonet drives, har sålunda datormodulen 50 till uppgift att hålla noggrann realtid, medan räknaren 112 kontinuerligt åter- ställes via klämman LR1 och ledningen 116.

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 energitillstàndssignal från energi- källan 60. Denna tillståndssignal har normalt högt värde, dvs. är en logisk 1 eller 5 volt när energikällan arbetar med god- tagbara spänningsnívåer. Följaktligen avges från utgången pà 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 ingàngsklämman BIA och tolkas avbrottet såsom en klockpulssignal, om klockpulssignalen före- ligger. I detta fall uppdaterar datorprogrammet realtidgíva- ren och återställer vippsteget 108. Avropstiden för den centra- la behandlingsenheten för att passera genom samtliga digitala 453 695 ' 13 liksom analoga insignaler är t.ex. av storleksordningen Ä ms.

En avbrottssignal betjänas givetvis med den högsta prioriteten.

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

När fordonständningen är frånkopplad, upphör all energi- tillförsel till anläggningen med undantag av den energi, som avges från batterit 64 till tidgivaren 62 och dataminnet 54 i fig. 2. Det är emellertid väsentligt att framhålla, att det är den centrala behandlingsenheten, som har ansvaret för avbryt- ningen av energitillförsel till underenheten 2. Enligt fig. 5 matas sålunda energi från hjälpbatteriet via en ledning 122 till dekadräknaren 112 och till nätet 102. I detta fall lagras pul- serna med frekvensen en puls per minut kontinuerligt i dekadräk- naren 112 och upprätthåller sålunda noggrann tid, även om motorn är overksam. Vidare kan framhållas, att denna tidhàllningsupp- gift bibehålles t.o.m. om fordonebatteriet 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,måste den i dataminnet 54 ingående realtidräknaren uppdateras. När datorn är verksam, kommer ett eller flera lagringsställen i dataminnet 54 att utnyttjas för att uppfylla uppgiften att hålla realtid. När datorn frånkopplas, 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 innehâllen i klockpuls- räknarna i dataminnet 54 tillfoga det tidstillägg, under vilket den centrala behandlingsenheten varit overksam, dvs. tidstill- lägget, under vilket fordonsmotorn varit overksam. I den mån en dekadräknare med fyra steg endast räknar i steg om minuter, måste klockpulsregistren i dataminnet 54 uppdateras vid den exakta tidpunkten då enminutspulsen framstegar registret. Sá- lunda sker uppdateringen av realtidräknarna, när dekadräknaren med fem steg framstegar till nästföljande minut. Det kan högst vara endast en minut för att bringa den i dataminnet ingående 453 695 - 14 realtidgivaren till aktuell tid. Datorns programminne 52 be- ordrar datormodulen 50 att kontinuerligt undersöka den minst signifikanta biten i dekadräknaren 112. De binärt kodade de- cimalsiffrorna tillföres datafilen för den centrala behand- lingsenheten via ledningarna 114a-114dd, när motorn först star- tas och behandlingsenheten kontinuerligt avger en signal fiïfi för åstadkommande av kontinuerlig utläsning i följd av infor- mationerna från räknaren 112. Samtliga siffror, som i följd uppträder på ledningarna 114a-114d, lagras i ett temporärt tid- register i dataminnet 54. 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 dapaminnet sn. vid denna tidpunkt upphör signalen ñïñ pen alstras valsignalen DIM följaktligen för att möjliggöra över- föring av klockpulssignalerna med frekvenserna 16 Hz till den centrala behandlingsenheten. På detta sätt utnyttjas innehål- len i dekadräknaren 112 för att upprätthålla noggrann realtid i den centrala behandlingsenheten, även om räknaren 112 räknar med tämligen stora steg av 1 puls per minut. Synkronisering av överflyttning av innehållet i räknaren 112 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 60. Enligt figuren omfattar denna ett filter F, en effekt- transistor Qfl och spänningsregulatorer VR1-VR5. Fordonsbatte- riet matar i detta fall en spänning av 12 volt till emitteröver- gången i transistorn Q1, vars bas via en ledning 150 är förbun- den med en koppling 152 för spänningsavkänning och styrning, som beskrivas närmare med ledning av fig. 7. Kopplingen 152 har i huvudsak till uppgift att bringa transistorn Q1 att leda och spärra. Transistorn Q1 har i sin tur till uppgift att driva regulatorerna VR1-VR2 för àstadkommande av olika utspänningar på ledningar 154, 156, 158 och 160. På dessa ledningar uppträ- der spänningsnivàer av -12, +12, +5 och +8 volt. 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 Q1 som i sin tur styres från kopplingen 152. 453 695 ' 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 på 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 frånkopplingsorder överföras på denna led- ning. Denna order avges från den centrala behandlingsenheten, varje gång den detekterade batterispänningsnivån underskrider godtagbara gränser eller varje gång behandlingsenheten detekte- rar ett tillstånd, då motorn är frånkopplad 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 energitillståndsignalen, som i huvudsak utlöser ett dataskydds- eller frånkopplingsförlopp i den centra- la behandlingsenheten. Sedan detta förlopp avslutats, avger den centrala behandlingsenheten frånkopplingsordern till kopplingen 152, som därefter bringar transistorn Q1 att spärra, så att hela energimatningen upphör.

Kopplingsschemat 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 ingår även, som sammanbinder de olika elementen på visat sätt.

Energitillstàndssignalen på ledningen 168 är utmärkande för tillståndet hos energikällan, nämligen fordonsbatteríet, som normalt har en spänning av 12 volt. Denna batterispänning till- föres kopplingen 152 via ledningen 162, som är förbunden med den positiva ingången på komparatorn U5. Utsignalen från komparatorn U5 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 komparatorn U3 kommer att övergå till noll, så snart spänningen vid minusingången har större värde än vid den positiva ingången.

Detta tillstånd uppträder,1är fordonsbatterispänningen nedgår under godtagbara nivåer, som t.ex. kan inställas till ett trös- kelvärde av ca 5 volt. Tröskelvärdet väljes medelst motstànden 453 695 16 som delar spänningen till ingångarna 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 nedgår till noll volt, kommer den centrala behandlingsenheten att utlösa ett dataskydd- och frånkopplingsförlopp och sedan avge en frånkopplingsorder via ledningen 166.

Kopplingens 152 verkningssätt kan bäst förstås genom att från början antaga, att fordonsmotorn är frånkopplad. 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 U4 har högre potential än den positiva ingången, eftersom denna ingång mottager en delad spänning från fordonsbatteriet, som t.ex. ej uppgår till 0 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 Q3. Nollspänningen vid transistorns Q5 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 Qi även att vara oledande och kommer anläggningen ej att tillföras någon energi.

Man 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 Q3 ledande, så att energi tillföras hela anläggningen inklusive den centrala behandlings- enheten. Efter energitillförsel till den centrala behandlings- enheten undersökas under ett normalt avropsförlopp energitill- ståndsignalen på ledningen 168. Om man antar, att fordonsbatte- riets tillstànd ligger inom godtagbara gränser, kommer någon frånkopplingssignal ej att avges. Frånkopplingsordern på led- ningen 466 har ett värde av O volt_för att åstadkomma frånkopp- 453 695 - 17 ling och nominellt 5 volt, när någon frånkoppling ej är önsk- värd. Följaktligen matas en signal med spänningen 5 volt från den centrala behandlingsenheten via ledningar 166, 172 och 174 till basen i transistorn Q5. Följaktligen kommer transistorn Q3 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 frånkopplingstíllstånd, t.ex. medelst en av de digitala eller analoga givarna. Motorvarvtal 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 frånkopplingsorder via ledningarna 166, 172 och 174 för att bringa transistorn Q5 att spärra och sedan transistorn Q1 att spärra. Normalt detekteras ett tillstånd utan energi under det typiska avropsfiörloppet, som kan ha en varaktighet av storleksordningen 4 ms, varvid dataskydd- och frånkopplingspro- grammet fortsätter omedelbart i beroende härav.

Frånkopplingsordern kan även utgå från datormodulen 50 i beroende av ett batterifel, som skulle detekteras av den centra- la behandlingsenheten medelst energitillståndssignalen på led- ningen 168. 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 UB har högt värde, som motsvarar ett godtagbart drifttill- 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 U5 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 Q3 i sin tur bringas till oledande tillstånd och energitillförseln upphör. Det är emellertid väsentligt att framhålla, att komparatorns U4 tillstånd ej ändras omedelbart i beroende av en låg spänningssignal vid utgången på komparatorn UB. I själva verket håller en kondensator C, som är förbunden med den negativa ingångsklämman på komparatorn U4, hög spänning vid ingången på den negativa klämman, så att utsignalen från 453 695 18 komparatorn Uh 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 energitillståndsignalen, som omedelbart övergår till 0 volt liksom utsignalen från kompa- ratorn U3, 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 frànkopplingsorder aldrig avges,säkerställer komparatorn U4 och transistorn U2, att transistorn Q3 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 (11)

¿ss 695 19 Patentkrav

1. Sätt att övervaka. registrera och analysera parametrar för ett fordon. varvid ett antal fordonsparametrar avkännes och data alstras i beroende av de avkända parametrarna. k ä n n e- t e c k n a t av a) att databehandling av nämnda data sker på själva fordonet, b) att de databehandlade datana lagras selektivt i ett på fordonet beläget dataminne (54) c) att valda. lagrade data från det på fordonet belägna data- minnet (54) överförs till en portabel permanentminnesanordning (4) d) att permanentminnesanordningen (4) erhåller strömförsörj- ning från en spänningskälla. som är oberoende av fordonets. e) att permanentminnet (24) i permanentminnesanordningen (4) borttages från fordonet, f) att permanentmínnet (24) ansluts till läsorgan för en fjärrdator (30), g) att de valda. lagrade datana analyseras i fjärrdatorn (30). och h) att de analyserade datana tryckes.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att analy- seringen omfattar analysering av de valda, lagrade informa- tionerna för åstadkommande av analys av fordonets utnyttjande.

3. Sätt enligt krav 1 eller 2. X ä n n e t e c k n a t av att analyseringen omfattar analysering av de valda lagrade infor- mationerna för åstadkommande av analys av fordonets prestanda- undantag.

4. Sätt enligt krav 1. 2 eller 3. k ä n n e t e c k n a t av att analyseríngen omfattar analysering av de valda, lagrade informationerna för åstadkommande av analys av fordonets para- meterprofil.

5. Anläggning för att genomföra sättet i patentkravet 1 för 453 695 20 att övervaka. registrera och analysera parametrar för ett fordon, innefattande ett antal givare (10) för avkänning av ett fordons dríftsparametrar och alstring av datasignaler i beroende därav. k ä n n e t e c k n a d av a) en på fordonet placerad databehandlíngs- och registrerings- anordning (l2), som mottar nämnda datasignaler och omfattar en central behandlingsenhet (50) för behandling av datasignalerna och ett dataminne (54) till vilket de av behandlingsenheten (50) behandlade datasignalerna överförs och lagras. b) en portabel permanentminnesanordning (A) omfattande ett avlägsningsbart permanentminne (24) och en separat spännings- matningsanordning för detta, c) en överföringslänk (50,26) för överföring av valda data från dataminnet (54) till permanentminnet. d) en anordning (6) placerad på annat ställe än på fordonet. till vilken permanentminnet är anslutningsbart och som omfat- tar en anordning för att läsa data lagrade i permanentminnet och en anordning (30) för att analysera de utlästa datasigna- lerna och visa analyserade data.

6. Anläggning enligt krav 5. k ä n n e t e c k n a d av att datamínnet (54) är ett minne med direkt access och permanent- minnet (24) ett magnetiskt band.

7. Anläggning enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen för analys omfattar organ för analysering av valda lagrade data i och för åstadkommande av analys av fordonets utnyttjande för tryckning medelst ett tryckverk (32).

8. Anläggning enligt krav S, 6 eller 7, k ä n n e t e c k - n a d av att anordningen för analys omfattar organ för ana- lysering av valda lagrade data i och för âstadkommande av ana- lys av fordonets prestgandaundantag för tryckning medelst ett tryckverk.

9. Anläggning enligt något av krav 5-8, k ä n n e t e c k - n a d av att anordningen för analys omfattar organ för ana- lysering av valda lagrade data för âstadkommande av analys av fordonets parameterprofil för tryckning medelst ett tryckverk. 453 695 Kl

10. Anläggning enligt något av kraven 5-9. k ä n n e t e c k - n a d av att fordonet har ett batteri, att datamínnet (54) är ett dynamiskt och normalt från fordonsbatterit strömmatat min- ne och att ett hjälpbatterí (64) ingår för strömmatning av datamínnet. när fordonsbatteríet är frânkopplat från den cen- trala behandlingsenheten (50).

11. Anläggning enligt något av kraven S-10, k ä n n e t e c k- n a d av att permanentmínnet (24) har avsevärt större lag- ríngsförmåga än datamínnet.