SE528055C2 - Anordning och metod för detektering av tippning av en modul i ett stationärt fordon - Google Patents

Description

25 30 528 055 sådant system inte kan manipuleras av obehörig personal, särskilt inte då larmet är aktiverat. Följaktligen bör larm-ECU:nl erna placeras så fysiskt oåtkomligt som möjligt. l lastbilsfallet innebär detta typiskt sett att enhete/nlerna i fråga är placerade under hytten. Därmed kan larm-ECU:n/erna endast kommas åt genom att man tippar hela hyttmodulen. l syfte att förhindra en oegentlig manipulering av larm-ECU:n/erna måste därför even- tuella misstänkta manöver med avseende på hytten, såsom tipp- ning eller iutning, vara detekterbara.

Den tidigare kända tekniken inkluderar många exempel på lös- ningar beträffande detektering av tippningar eller lutningsvinkel- accelerationer hos ett rörligt fordon, vilka kan resultera i att for- donet sladdar eller rullar runt.

Exempelvis beskriver US, B2, 6,600,985 ett rullningssensorsys- tem för ett fordon, där en accelerometer och vinkelhastighets- sensor används för att utlösa ett säkerhetssystem i fordonet i händelse att ett rullningsförhållande uppstår.

US, A, 6,130,608 redogör för en anordning för detektering av sidoaccelerationer hos fordon, vilken mäter de g-krafter i sidledd som ett fordon erfar. Ett indikatororgan signalerar här till föraren närhelst g-krafter av en viss storlek registreras, så att föraren kan anpassa sin körning därefter.

US, A, 6,081,188 beskriver ett annat fordonsvarningssystem, där ett antal ECU-styrsensorer utsänder larmsignaler till en var- ningsstyrenhet, vilken i sin tur visar en varningsindikation för fö- raren om en potentiellt farlig körsituation uppstår. Exempelvis registrerar nämnda sensorer fordonets acceleration och lut- ningsvinklar.

Alltså finns det många alternativa lösningar för att registrera tippningar av ett fordon, som indikerar på en osäker körsitua- tion. Det finns emellertid ännu ingen tillfredsställande lösning som möjliggör detektering och indikering av en obehörig tippning av ett stationärt fordon, eller en del av ett sådant fordon. 10 15 20 25 30 528 oss « SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är därför att tillhandahålla en lösning, vilken löser ovannämnda problem, och således erbjuder ett effektivt tipplarm för stationära fordon.

Enligt en aspekt av uppfinningen uppnås syftet genom ett arrangemang för detektering av en obehörig tippning av en modul i ett stationärt motorfordon. Arrangemanget inkluderar en tippsensor, som är anpassad att registrera en tippvinkel hos modulen i förhållande till ett referensplan. Om tippvinkeln överstiger en tröskelvinkel i förhållande till referensplanet är tippsensorn anpassad att alstra en utlösningssignal. En larmsignalgenerator i arrangemanget är anpassad» att aktivera ett larm som svar till utlösningssignalen. Naturligtvis kan modulen här representera godtycklig sektion, komponent, enhet, element eller del av fordonet, såsom hytten, en förvaringslåda eller ett utrymme i vilket känslig utrustning är placerad, exempelvis en larmenhet.

En viktig fördel som uppnås genom det här arrangemanget är att man genom val av en passande tröskelvinkel och ett lämpligt referensplan kan uppnå en mycket tillförlitlig och robust larm- funktion.

Enligt en utföringsform av den här aspekten av uppfinningen representerar referensplanet ett element hos fordonet. Dess- utom är tippsensorn anpassad att kompensera för en eventuell förvinkling av referensplanet i förhållande till ett horisontalplan, som är parallellt med den genomsnittliga havsnivån. Därmed alstrar tippsensorn utlösningssignalen oberoende av fordonets spatiella orientering. Detta är fördelaktigt, eftersom därigenom k exempelvis det faktum att fordonet befinner sig i en sluttning inte påverkar larmets känslighet.

Enligt en annan utföringsform av den här aspekten av upp- finningen inkluderar larmsignalgeneratorn en filterenhet, som är anpassad att motta utlösningssignalen, bearbeta utlösningssig- nalen enligt en filtreringsalgoritm och aktivera larmet som svar 10 15 20 25 30 528 055 till ett resultat av bearbetningen. En sådan filterenhet är önsk- värd då den reducerar risken för falsklarm.

Enligt ännu en annan utföringsform av den här aspekten av upp- finningen är filtreringsalgoritmen anpassad att aktivera larmet endast om utlösningssignalen indikerar att tröskelvinkeln har överstigits under ett förutbestämt intervall. Detta är fördelaktigt eftersom risken för falsklarm därmed ytterligare reduceras.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen uppnås syftet genom den inledningsvis beskrivna elektroniska styrenheten, där enhe- ten är anknuten till det ovan föreslagna arrangemanget. Enligt ännu en annan aspekt av uppfinningen uppnås syftet med hjälp av ett motorfordon, vilket inkluderar denna elektroniska styren- het. Givetvis är en sådan elektronisk styrenhet och ett sådant fordon fördelaktiga av samma skäl som arrangemanget i sig.

Enligt ännu en annan aspekt av uppfinningen uppnås syftet genom en metod för detektering av en obehörig tippning av en modul i ett stationärt fordon, vilken inkluderar följande steg: registrering av en tippvinkel hos modulen i förhållande till ett referensplan; alstring av en utlösningssignal om tippvinkeln överstiger en tröskelvinkel; och aktivering av ett larm som svar till utlösningssignalen. Därmed kan, förutsatt att en lämplig trös- kelvinkel väljs och ett passande referensplan används, en mycket tillförlitlig och robust larmfunktion uppnås.

Enligt en utföringsform av den här aspekten av uppfinningen representerar referensplanet ett element hos fordonet. Dess- utom inbegriper metoden kompensering för en eventuell förvink- ling av referensplanet i förhållande till ett horisontalplan som är parallellt med den genomsnittliga havsnivån. Därmed blir lar- mets känslighet oberoende av fordonets spatiella orientering.

Detta är allmänt sett önskvärt, eftersom fordonet kan befinna sig i en sluttning, eller på annat sätt vara icke-horisontellt placerat.

Enligt en annan utföringsform av den här aspekten av uppfin- ningen inbegriper metoden bearbetning av utlösningssignalen enligt en filtreringsalgoritm, och aktivering av larmsignalen som 10 15 20 25 30 52% 055 svar till ett resultat av bearbetningen. Företrädesvis inbegriper filtreringsalgoritmen aktivering av larmet endast om utlös- ningssignalen indikerar att tröskelvinkeln har överstigits under ett förutbestämt intervall. Detta reducerar nämligen risken för falsklarm.

Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen uppnås syftet genom ett datorprogram direkt nedladdningsbart till internminnet hos en dator, innefattande mjukvara för att styra stegen enligt den ovan föreslagna metoden när nämnda program körs på en dator.

Enligt ännu en aspekt av uppfinningen uppnås syftet genom ett datorläsbart medium med ett därpå lagrat program, där pro- grammet är anpassat att förmå en dator att styra stegen enligt den ovan föreslagna metoden.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer nu att förklaras närmare me- delst utföringsformer, vilka beskrivs som exempel, och med hän- visning till de bifogade ritningarna.

Figur1 visar schematiskt ett motorfordon som inkluderar ett arrangemang enligt en utföringsform av upp- finningen, Figur 2 visar ett blockschema över ett arrangemang enligt en utföringsform av uppfinningen, Figur 3 illustrerar hur en föreslagen tröskelvinkel och ett referensplan påverkar utlösningssignalen som an- vänds för att aktivera larmet, Figur 4a, b illustrerar en föreslagen kompensationsstrategi för att hantera en eventuell förvinkling av referenspla- net, Figur 5 är en graf som exemplifierar när larmet aktiveras enligt en utföringsform av uppfinningen, och Figur6 visar ett flödesschema vilket illustrerar den all- männa metoden enligt uppfinningen. ___., 10 15 20 25 30 35 5.28 055 BESKRlVNING AV UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Ett motorfordon i form av en lastbil 100 visas i figur 1. Lastbilen i 100 inkluderar en ECU 120, som är anknuten till ett larmar- rangemang 125. Detta arrangemang 125 är anpassat att detek- tera en obehörig tippning av ECU:n 120, så att, när arrange- manget 125 är aktiverat, ett larm genereras om ECU:n 120, eller en hytt 130 i vilken den är monterad, tippas i en viss utsträck- ning. Vi förutsätter här att lastbilen 100 är stationär, genom att den exempelvis befinner sig på en parkeringsplats eller i ett lastningsområde, och därför inte underkastas några tippnings- eller rullningskrafter till följd av körmanöver.

Ett blockschema i figur 2 visar arrangemanget 125, vilket inne- fattar en tippsensor 210 och en larmsignalgenerator 220. Ar- rangemanget 125 kan även inkludera en processor 230 och en mlnnesenhet 240 för att styra driften av tippsensorn 210 och larmgeneratorn 220. Tippsensorn 210 är anpassad att registrera en tippvinkel hos arrangemanget 125 i förhållande till referens- planet Pæf. I syfte att registrera tippvinkeln kan tippsensorn 210 inkludera en IC-accelerometer (IC = integrated circuit), vilken företrädesvis har en relativt god känslighet, säg i storleksord- ningen 11 g. Tippsensorn 210 är även anpassad att alstra en utlösningssignal St, om den registrerade tippvinkeln överstiger en tröskelvinkel i förhållande till referensplanet Pm. Larmsignal- generatorn 220 är anpassad att motta utlösningssignalen S", och som svar därtill aktivera ett larm A. Larmet A kan i sin tur föranleda en mängd olika åtgärder, såsom att ljudande av sirener, blinkande av fordonets ljus, utsändande av radiomed- delanden etc. Enligt vad som kommer att beskrivas nedan med hänvisning till figur 5 kan utlösningssignalen 8,, också bearbetas enligt en filtreringsalgoritm, så att risken för falsklarm minskas.

Figur 3 illustrerar hur tröskelvinkeln af och referensplanet Pæf används för att bestämma om den grundläggande utlösningssig- nalen St, ska alstras.

Här är ett stationärt motorfordon 100 utrustat med en hytt 130, som inkluderar ett tippdetekteringsarrangemang 125 enligt upp- ___., 10 15 20 25 30 35 528 05.5 finningen. Dessutom förutsätts det att arrangemanget 125 är ak- tiverat. Därför registreras en tippvinkel a, som återspeglar tipp- ningen av hytten 130 i förhållande till referensplanet Pm. I syfte att ge en tydlig presentation visar figur 2 även en andra refe- renslinje som är vriden 90 grader i förhållande till referensplanet Pæf med avseende på vilket tippvinkeln a mäts. Ytterligare en linje illustrerar tröskelvinkeln aT, det vill säga den tippvinkel a som förorsakar att utlösningssignalen S" alstras. Enligt vad som nämnts ovan utgör utlösningssignalen i sin tur ett underlag för larmsignalen A.

Företrädesvis representerar referensplanet Pm; ett element hos fordonet 100, såsom bärramen. Andra referensplan är emellertid också tänkbara, exempelvis ett externt horisontalplan.

Vi återgår nu till figur 2, där tippsensorn 210 enligt en utförings- form av uppfinningen är anpassad att kompensera för en even- tuell förvinkling av referensplanet Pæf i förhållande till ett hori- sontalplan Pms., det vill säga ett plan som är parallellt med den genomsnittliga havsnivån.

Figur 4a visar ett första exempel på hur denna kompensation utförs enligt en utföringsform av uppfinningen. Här är ett fordon 100 parkerat i en uppförsbacke med en lutningsvinkel (31. I sam- band med att arrangemanget 125 försätts i ett aktiverat tillstånd registrerar tippsensorn 210 en initial lutning (nollutning) i förhål- lande till horisontalplanet Pms, då fordonet 100 står stilla. Denna initiala lutning är förstås ß1. Tippsensorn 210 lagrar sedan det initiala lutningsvärdet (det vill säga ß1), så att denna vinkel kan subtraheras från en eventuell senare registrerad tippvinkel a i förhållande till horisontalplanet Pm.. Följaktligen kan tippsen- sorn 210 alstra utlösningssignalen St, när tröskelvinkeln af upp- nås i förhållande till referensplanet Pæf. Med andra ord alstras utlösningssignalen S., när tippvinkeln a når värdet aT-ß1 i för- hållande till horisontalplanet Pms.. i Figur-.4b visar ett andra exempel på hur en förvinkling av refe- rensplanet Pæf i förhållande till horisontalplanet Pms, kan kom- penseras för enligt en utföringsform av uppfinningen. Nu är 10 15 20 25 30 35 528- 055 istället fordonet 100 parkerat i en nedförsbacke med en lutnings- vinkel ßz. Därför blir den registrerade initiala lutningen i förhål- lande till horisontalplanet Pm, 432, och en total vinkel på otT+ß2 i förhållande till horisontalplanet Pm. måste uppnås innan utlös- ningssignalen St, alstras. Detta motsvarar åter en tippvinkel på dT mellan arrangemanget 125 och referensplanet Pæf.

Figurerna 4a och 4b illustrerar en allmän kompenseringsstrategi för upp- och nedförsbackar. Uppfinningen kan emellertid även kompensera för godtycklig initial lutningsvinkel i lateral ledd hos arrangemanget 125, så att utlösningssignalen St, alstras helt oberoende av fordonets 100 spatiella orientering.

Figur 5 är en graf som exemplifierar när larmet A aktiveras en- ligt en utföringsform av uppfinningen, där en filtreringsalgoritm används för att reducera risken för falsklarm. Om en relativt liten tröskelvinkel af definieras kan nämligen passerande fordon åstadkomma vindpustar som förorsakar att fordonet, eller åtmin- stone modulen i vilken det föreslagna arrangemanget är mon- terat, uppnår en tippvinkel överstigande tröskelvinkeln u-f, och således en signal 8,, alstras. Liknande situationer kan uppkom- ma då det råder vindbyar, eller då fordonet transporteras, exem- pelvis på en färja.

Därför bearbetas utlösningssignalen St, vid en utföringsform av uppfinningen enligt en filtreringsalgoritm, och larmet A aktiveras som svar till resultatet av denna bearbetning. Företrädesvis in- begriper filtreringsalgoritmen aktivering av larmet A endast om utlösningssignalen 5,, indikerar att tröskelvinkeln aT har över- stigits under ett förutbestämt intervall Tmin. Det är fördelaktigt om Tmm beror av tröskelvinkeln af, så att en relativt liten tröskel- vinkel af fordrar ett förhållandevis långt förutbestämt intervall Tmin, och vice versa. Enligt uppfinningen är dock godtycklig kom- bination av tröskelvinkel aT och förutbestämt intervall Tmin tänk- bar. I en typisk lastbilstillämpning där arrangemanget 125 är an- knutet till en ECU placerad i en tippbar hytt är tröskelvinkeln ot- av storleksordningen 8 till 20 grader, med fördel omkring 12 gra- der, och det kan vara lämpligt att det förutbestämda intervallet 10 15 20 25 30 528 055 Tmi., är 0,5 till 2 sekunder för att undvika de flesta falsklarmen.

I figur 5 representeras tippvinkeln or längs diagrammets vertikala axel, och den horisontella axeln visar tiden t. Vi antar här att tippvinkeln or ökar snabbt vid tiden t=0, och vid en första tid- punkt t1 uppnår tröskelvinkeln orT. Vid en andra tidpunkt tg faller dock tippvinkeln or under tröskelvinkeln orT igen, och tidsskill- naden mellan t1 och t; är mindre än det förutbestämda intervallet Tmin. Därför aktiveras inte larmet A trots att utlösningssignalen St, alstrades mellan t1 och tg.

Vid ännu en senare tredje tidpunkt ta uppnås tröskelvinkeln or- en gång till, och denna gång löper det förutbestämda intervallet Tmin ut vid en fjärde tidpunkt t., under det att tippvinkeln or fortfarande överstiger tröskelvinkeln orT. Följaktligen aktiveras larmet A vid den fjärde tidpunkten t4.

Vi återgår nu till figur 2 igen, där en bearbetning av utlös- ningssignalen St, kan åstadkommas medelst en filterenhet 225 i larmsignalgeneratorn 220. Filterenheten 225 mottar utlösnings- signalen S", bearbetar utlösningssignalen St, enligt en filtre- ringsalgoritm (exempelvis enligt strategin ovan) och aktiverar larmet A som svar till resultatet av nämnda bearbetning.- I syfte att summera kommer nu den allmänna metoden enligt uppfinningen att beskrivas med hänvisning till flödesschemat i figur 6.

Ett första steg 610 registrerar en tippvinkel or hos en fordons- monterad modul, exempelvis en hel hytt eller en ECU monterad i en hytt. Ett efterföljande steg 620 kontrollerar huruvida den regi- strerade tippvinkeln or överstiger en tröskelvinkel orT, och om så är fallet följer ett steg 630. Annars loopar proceduren tillbaka till steget 610.

Steget 630 alstrar en utlösningssignal för att indikera att ett larmvillkor har uppfyllts. Sedan följer ett steg 640 i vilket ett larm aktiveras. Enligt en utföringsform av uppfinningen inbegriper steget 640 en filtrering av utlösningssignalen, så att larmet endast .aktiveras om utlösningssignalen indikerar att tröskelvin- ___., 10 15 20 25 30 528 oss 10 keln af har överstigits under ett förutbestämt intervall.

Samtliga de metodsteg, såväl som godtycklig delsekvens av steg, beskrivna med hänvisning till figur 6 ovan kan styras med hjälp av en programmerad datorapparat. Dessutom, även om de ovan med hänvisning till figurerna beskrivna utföringsformerna av uppfin- ningen innefattar en dator och processer utförda i en dator, utsträcker sig uppfinningen till datorprogram, speciellt datorpro- gram på eller i en bärare anpassad att praktiskt implementera uppfinningen. Programmet kan vara i form av källkod, objektkod, en kod som utgör ett mellanting mellan käll- och objektkod, såsom i delvis kompilerad form, eller i vilken annan form som helst läm- plig att använda vid implementering av processen enligt uppfin- ningen. Bäraren kan vara godtycklig entitet eller anordning vilken är kapabel att bära programmet. Exempelvis kan bäraren inne- fatta ett lagringsmedium såsom ett flashminne, ett ROM (Read Only Memory), exempelvis en CD (Compact Disc) eller ett halv- ledar-ROM, EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Erasable EPROM), eller ett magnetiskt inspelningsmedium, exempelvis en floppydisk eller hårddisk. Dessutom kan bäraren vara en överförande bärare såsom en elektrisk eller optisk signal, vilken kan ledas genom en elektrisk eller optisk kabel eller via radio eller på annat sätt. Då programmet gestaltas av en signal som kan ledas direkt av en kabel eller annan anordning eller organ kan bäraren utgöras av en sådan kabel, anordning eller organ. Alternativt kan bäraren vara en integrerad krets i vilken programmet är inbäddat, där den integrerade kretsen är anpassad att utföra, eller för att användas vid utförande av, de aktuella processerna.

Uppfinningen är inte begränsad till de utföringsformer, som be- skrivits med hänvisning till figurerna utan kan varieras fritt inom omfånget hos de påföljande patentkraven.

Claims (8)

10 15 20 25 30 528 05.5 11 Patentkrav

1. Ett arrangemang (125) för detektering av en obehörig tipp- ning av en modul (130) i ett stationärt motorfordon (100), där arrangemanget innefattar: i en tippsensor (210) anpassad att registrera en tippvinkel (a) hos modulen (130) i för- hållande till ett referensplan (Pfef), samt alstra en utlösningssignal (Su) om tippvinkeln (a) överstiger en tröskelvinkel (or-f) i förhållande till referenspla- net (Pæf), och en larmsignalgenerator (220), i sin tur innefattande en filter- enhet (225), vilken är anpassad att: motta utlösningssignalen (Str), bearbeta utlösningssignalen (Sv) enligt en filtreríngs- algoritm, och aktivera ett larm (A) som svar till ett resultat av bear- betningen, varvid larmet (A) endast aktiveras om utlös- ningssignalen (Str) indikerar att tröskelvinkeln (orT) har över- stigits under ett förutbestämt intervall (Tmín).

2. Ett arrangemang (125) enligt krav 1, kännetecknat av att referensplanet (Pæf) utgör ett element hos fordonet (100), och tippsensorn (210) är anpassad att kompensera för en eventuell förvinkling av referensplanet (Pæf) i förhållande till ett horisontal- plan (Pmg) parallellt med den genomsnittliga havsnivån, så att tippsensorn (210) alstrar utlösningssignalen (Sv) oberoende av fordonets (100) spatiella orientering. i

3. En elektronisk styrenhet (120) anpassad att monteras i ett motorfordon (100), kännetecknad av att enheten (120) är an- knuten till arrangemanget (125) enligt något av kraven 1 eller 2.

4. Ett motorfordon (100), kännetecknat av att det innefattar den elektroniska styrenheten (120) enligt krav 3. ...., 10 15 20 25 52 8 0.5 5 12

5. En metod för detektering av en obehörig tippning av en mo- dul (130) i ett stationàrt motorfordon (100), där metoden inne- fattar: registrering av en tippvinkel (a) hos modulen i förhållande till ett referensplan (Pm), alstring av en utlösningssignal (Str) om tippvinkeln (or) överstiger en tröskelvinkel (m), bearbetning av utlösningssignalen (Str) enligt en filtrerings- algoritm, och aktivering av ett larm (A) som svar till ett resultat av bear- betningen, varvid larmet (A) endast aktiveras om utlösningssig- nalen (Sv) indikerar att tröskelvinkeln (orT) har överstigits under ett förutbestämt intervall (Tmin).

6. En metod enligt krav 5, kännetecknad av att referensplanet (Pæf) utgör ett element hos fordonet (100), och metoden inbe- griper kompensering för en eventuell förvinkling av referensplanet (Pref) i förhållande till ett horisontalplan (Pmsl) parallellt med den genomsnittliga havsnivån.

7. Ett datorprogram direkt nedladdningsbart till internminnet (240) hos en dator, innefattande mjukvara för att styra stegen enligt något av kraven 5 eller 6 när nämnda program körs på da- torn.

8. Ett datorläsbart medium med ett därpå lagrat program, där programmet är anpassat att förmå en dator att styra stegen enligt något av kraven 5 eller 6.