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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Neigungssensor für ein Fahrzeug,
sowie ein hiermit ausgestattetes Antidiebstahlsystem oder eine Antidiebstahlvorrichtung
für ein
Fahrzeug.
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Antidiebstahlsysteme
für Kraftfahrzeuge
sollen Fahrzeuge vor Diebstahl schützten, der ansonsten durchgeführt werden
würde,
in dem Einbruch begangen wird, eine Scheibe eingeschlagen wird,
aufgebockt und abgeschleppt wird oder dergleichen. Ein derartiges
Antidiebstahlsystem ist im Stand der Technik beispielsweise aus
der
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2003-34233 bekannt geworden. Ein Neigungssensor ist
derart vorgesehen, dass eine Erkennungsachse des Neigungssensors
(eines Beschleunigungssensors) parallel zur Bodenoberfläche angeordnet
ist, um eine Neigung des Fahrzeugs (beim Anheben oder Aufbocken
zum Abschleppen zu Diebstahlzwecken) durch Erkennung einer Gravitationsbeschleunigung
zu erkennen.
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In
jüngster
Zeit sind Forderungen nach Antidiebstahlsystemen für Kraftfahrzeuge
mit einem Neigungssensor zunehmend. Bei manchen Fällen einer Diebstahlversicherung
muß ein
Antidiebstahlsystem für
Kraftfahrzeuge zwingend im Fahrzeug eingebaut sein.
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Die
DE 101 56 425 A1 beschreibt
eine Diebstahlalarmeinrichtung für
Fahrzeuge, bei der ein unerlaubtes Anheben des Fahrzeugs mittels
einer Neigungsmesseinrichtung erfasst wird. Es erfolgt ein Vergleich
einer erfassten Neigung mit einem Schwellenwert; beim Überschreiten
des Schwellenwerts wird ein Alarmsignal ausgelöst. Diese Einrichtung ist einkanalig,
d. h. sie erfasst nur eine Neigung in einer Richtung. Damit ist
sie zu ungenau oder unempfindlich. Zur Verbesserung der Empfindlichkeit
und auch der Ausfallsicherheit müssen
zwei derartige Einrichtungen zueinander versetzt eingebaut werden.
Das ist platz- und kostenintensiv.
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Es
sind jedoch stets verschiedene Arten von Bauteilen und Bestandteilen – teilweise
in doppelter Ausführung – zur Anordnung
in dem Fahrzeug notwendig, wenn ein Antidiebstahlsystem mit Neigungssensoren
eingebaut wird. Folglich wird ein Einbauraum für ein derartiges System notwendig,
zusätzlich zu
einem Anstieg der Investitionskosten.
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Ein
Neigungssensor zur Anordnung in einem Kraftfahrzeug ist im Stand
der Technik beispielsweise im
Japanischen
Patent Nr. 3622723 beschrieben. Bei diesem bekannten Neigungssensor
sind zwei Erkennungselemente im Fahrzeug angeordnet, so dass jedes
der Erkennungselemente die jeweiligen Neigungen des Fahrzeugs in
Längsrichtung
und Querrichtung des Fahrzeugs erkennt. Im Ergebnis erkennt der Neigungssensor
die Neigung eines Fahrzeugs.
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Wie
beispielsweise in den beigefügten 10A und 10B gezeigt,
ist der Neigungssensor 310 im Kraftfahrzeug 300 so
angeordnet, dass eine Erkennungsrichtung GF eines der Erkennungselemente
eine Längsrichtung
(Vorwärts/Rückwärts oder
F-B-Richtung) ist, wohingegen eine Erkennungsrichtung GW des anderen
Erkennungselementes eine Querrichtung (Links/Rechts oder L-R-Richtung)
des Fahrzeugs 300 ist. In den 10A und 10B bezeichnen die Buchstaben F, B, L und R jeweils
die Richtungen vorne, hinten, links und rechts des Fahrzeugs. Ein
Beschleunigungssensor wird für die
Erkennungselemente verwendet.
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Bei
dem obigen Neigungssensor wird ein durchschnittlicher Betrag der
Beschleunigung in F-B-Richtung während
einer bestimmten Zeitdauer als Referenzwert GFi gespeichert, wenn
das Fahrzeug unter normalen Umständen
geparkt wird. Ein durchschnittlicher Betrag der Beschleunigung in L-R-Richtung
während
der gleichen bestimmten Zeitdauer wird ähnlich als Referenzwert GWi
gespeichert. Momentane Beschleunigungen GF1 und GW1 in F-B- und
L-R-Richtungen, welche periodisch vom Sensor erkannt werden, werden
entsprechend mit den Referenzwerten GFi und GWi verglichen und der Neigungswinkel
des Fahrzeugs 300 wird aufgrund von Differenzen zwischen
den momentanen Beschleunigungen und den Referenzwerten berechnet.
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Da
die Differenzen zwischen den momentanen Beschleunigungen und den
Referenzwerten jeweils Horizontalkomponenten der Gravitationsbeschleunigungen
für den
Fall einer Neigung des Fahrzeugs entsprechen, kann der Neigungswinkel
des Fahrzeugs 300 durch derartige Differenzen der Beschleunigungen
berechnet werden.
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Bei
dem obigen herkömmlichen
Beschleunigungssensor 310 erkennen jedoch die Erkennungselemente
die Beschleunigungen in Längsrichtungen (F-B)
und Quer richtungen (L-R) individuell, wie oben erläutert. Die
Neigung des Fahrzeugs 300 in Längsrichtung, welche beim Bremsen
oder Beschleunigen des Fahrzeugs auftritt oder wenn das Fahrzeug
unter Verwendung eines Abschleppwagens gestohlen („aufgebockt”) wird
oder die Neigung des Fahrzeugs in Querrichtung, welche bei einer
Kurvenfahrt des Fahrzeugs auftritt, kann nur durch eines der Erkennungselemente
erkannt werden.
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Folglich
kann für
den Fall, dass eines der Erkennungselemente (z. B. das Erkennungselement
für die
F-B-Richtung) fehlerhaft ist, die Neigung des Fahrzeugs durch das
andere Erkennungselement (Erkennungselement für L-R-Richtung) nur in Querrichtung
erkannt werden. Daher ergibt sich das Problem bei dem obigen Fall,
dass die Erkennungsgenauigkeit wesentlich verringert ist.
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Ein
weiteres Antidiebstahlsystem für
ein Fahrzeug ist beispielsweise im
japanischen
Patent Nr. 3622723 beschrieben, wo verschiedene Zustände des
Fahrzeugs basierend auf einem Ausgang von Beschleunigungssensoren
erkannt werden, um einen Fahrzeugdiebstahl zu verhindern.
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Genauer
gesagt, dieses Antidiebstahlsystem hat Beschleunigungserkennungsmittel
zur Erkennung von Beschleunigungen in unterschiedlichen Richtungen
des Fahrzeugs und Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines anormalen
Zustands aufgrund eines möglichen
Fahrzeugdiebstahls, basierend auf den Beschleunigungen in der Mehrzahl
von Richtungen. Die Bestimmungsmittel berechnen Offset-Werte für die Längs- und
Querrichtungen des Fahrzeugs, wobei die Offset-Werte als Durchschnittswerte
von Beschleunigungen des Fahrzeugs während einer bestimmten Zeitdauer
erhalten werden, wenn sich das Fahrzeug in einem Parkzustand (stabilen
Zustand) befindet. Die Bestimmungsmittel berechnen Differenzwerte
zwischen den Offset-Werten und momentanen Beschleunigungen, welche
periodisch erkannt werden, als effektive Beschleunigungen. Wenn
die effektiven Beschleunigungen höher als ein erlaubbarer Fehler
werden, wird eine Integration an den effektiven Beschleunigungen
durchgeführt.
Die Bestimmungsmittel bestimmen dann, ob ein integrierter Wert einen
bestimmten Referenzwert übersteigt,
sodass erkannt werden kann, ob das Fahrzeug bewegt oder schräg gestellt
wurde.
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Bei
der obigen Antidiebstahlvorrichtung für ein Fahrzeug ist es jedoch
nicht möglich,
einen möglichen
Fahrzeugdiebstahl zu erkennen, wenn das Fahrzeug mit einer geringen
Beschleunigung angehoben wird, welche den erlaubbaren Fehler nicht übersteigt
und wenn es mit einer solch kleinen Beschleunigung weg gefahren
wird.
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Wenn
der erlaubbare Fehler zu klein gemacht wird, kann jedoch sogar ein
geringfügiges Wanken
des Fahrzeugs aufgrund von Wind fehlerhafterweise als Fahrzeugdiebstahl
erkannt werden.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der voranstehenden Probleme
gemacht und hat als Aufgabe, den Anstieg von Investitionskosten
zu unterdrücken
und einen Neigungssensor für
ein Antidiebstahlsystem in einem Kraftfahrzeug so zu schaffen, dass
die Erkennungsgenauigkeit verbesserbar ist und ein geringer Einbauraum
zur Anordnung des Antidiebstahlsystems benötigt wird.
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Gemäß der Erfindung
weist ein Neigungssensor für
ein Fahrzeug auf: erste und zweite Erkennungselemente, von denen
jedes eine Beschleunigung in einer Richtung in einer Ebene parallel
zu einem Fahrzeugboden erkennt und von denen jedes eine eigene Erkennungsrichtung
hat, in der die Beschleunigung erkannt wird, so dass ein Neigungswinkel
des Fahrzeugs basierend auf den Ausgangssignalen der ersten und
zweiten Erkennungselemente berechenbar ist, wobei die Erkennungsrichtung
des ersten Erkennungselements eine Fahrzeuglängsrichtung mit einem erstem
Winkel schneidet und die Erkennungsrichtung des zweiten Erkennungselements die
Fahrzeugrichtung mit einem zweiten Winkel bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung
an einer entgegen gesetzten Seite der Erkennungsrichtung des ersten
Erkennungselements schneidet.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein mit wenigstens einem
derartigen Neigungssensor ausgestattetes Antidiebstahlsystem.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich
besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme
auf die beigefügte
Zeichnung.
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In
der Zeichnung ist:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm eines Antidiebstahlsystems für ein Fahrzeug
mit einem Neigungssensor, welches nicht unmittelbarer Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 ein
Flussdiagramm zur Durchführung eines
Antidiebstahlprozesses im Antidiebstahlsystem von 1;
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3 eine
erläuternde
Darstellung zur Berechnung eines Neigungswinkels;
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4 eine
schematische Darstellung eines Neigungssensors gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
erläuternde
Darstellung zur Berechnung eines Neigungswinkels eines Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
schematische Seitenansicht einer Position des Neigungssensors, der
in einem Fahrzeug angeordnet ist;
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7 eine
schematische Draufsicht auf die Position des Neigungssensors, der
in dem Fahrzeug angeordnet ist;
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8 ein
Flussdiagramm zur Durchführung eines
Antidiebstahlprozesses unter Verwendung des Neigungssensors der
vorliegenden Erfindung;
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9 ein
Flussdiagramm zur Durchführung eines
Prozesses zum Erhalt eines Neigungssignals; und
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10A und 10B erläuternde
Darstellungen eines Verfahrens zur Erkennung der Neigung eines Fahrzeugs
bei einem herkömmlichen
Neigungssensor.
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Gemäß 1 hat
ein Antidiebstahlsystem für
ein Kraftfahrzeug eine Neigungssensorvorrichtung 100A,
einen Erkennungsabschnitt 2 für eine Türverriegelungsvorrichtung,
einen Sensor 3 für
Einbruch, eine Überprüfungs-ECU 130b und
eine Hupe 140 als Warnvorrichtung.
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Die
Neigungssensorvorrichtung 100A ist aufgebaut aus einem
Trägheitssensor
mit einer Mehrzahl von Beschleunigungssensoren 100a, 100b,
einem Gierratensensor 120a, 120b und einem Mikrocomputer 130a.
Der Trägheitssensor
wird auch in einem Antiblockierbremssystem des Fahrzeugs verwendet.
Insbesondere wird der Trägheitssensor
gemeinsam für
das Antiblockierbremssystem und das Antidiebstahlsystem verwendet.
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Die
Beschleunigungssensoren 110a, 110b erkennen eine
Beschleunigung in zwei zueinander senkrechten Richtungen in einer
Horizontalebene des Fahrzeugs, beispielsweise in Längsrichtung (Vorwärts-/Rückwärts-Richtung)
des Fahrzeugs und Querrichtung (Rechts/Links-Richtung). Der Beschleunigungssensor 110a gibt
ein Erkennungssignal abhängig
von der in Längsrichtung
erzeugten Beschleunigung aus, wohingegen der Beschleunigungssensor 110b ein
Erkennungssignal abhängig von
der in Querrichtung erzeugten Beschleunigung ausgibt. Die Gierratensensoren 120a, 120b erkennen
eine Gierrate des Fahrzeugs zur Ausgabe eines Erkennungssignals
abhängig
von der im Fahrzeug erzeugten Gierrate.
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Der
Mikrocomputer 130a weist allgemein bekannte Elemente wie
CPU, ROM, RAM, I/O etc. auf und führt einen Prozess zur Warnung
vor einem Fahrzeugdiebstahl abhängig
von einem im ROM etc. gespeicherten Programm durch.
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Genauer
gesagt, der Mikrocomputer 130a empfängt die Erkennungssignale von
den Beschleunigungssensoren 110a, 110b und den
Gierratensensoren 120a, 120b und wandelt die analogen
Signale für
Beschleunigung und Gierwinkel in physikalische Größen mittels
eines A/D-Wandlers im Mikrocomputer um. Wenn der Mikrocomputer 130a den
Prozess zur Warnung vor Fahrzeugdiebstahl durchführt, berechnet der Mikrocomputer
eine Änderung
im Neigungswinkel des Fahrzeugs basierend auf der physikalischen
Größe der Beschleunigung
in Längs-
oder Querrichtung des Fahrzeugs, welche von den Erkennungssignalen
der Beschleunigungssensoren 110a, 110b erhalten
wird. Der Mikrocomputer bestimmt basierend auf der Änderung
des Neigungswinkels des Fahrzeugs, ob es einen Fahrzeugdiebstahl
durch Aufbocken oder dergleichen gibt.
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Wenn
die Antiblockierbremssteuerung durchgeführt wird, gibt der Mikrocomputer 130a die physikalischen
Größen von
Beschleunigung und Gierwinkel an eine ESC-ECU 7 über ein
Fahrzeug-LAN (Local Area Network) aus, welches CAN genannt wird.
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Die
ESC-ECU 7 ist ebenfalls ein allgemein bekannter Computer,
der Bremskräfte
am Fahrzeug steuert, um Radblockierungen und damit Radrutschen zu
unterdrücken.
Insbesondere erkennt die ESC-ECU 7 ein Rutschen von Rädern des
Fahrzeugs basierend auf der Beschleunigung und dem Gierwinkel und
treibt elektromagnetische Ventile in den Bremsdrucksteuervorrichtungen
(nicht gezeigt), sowie Motoren zum Betrieb von Pumpen.
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Eine
bestimmte Spannung wird dem Mikrocomputer 130a zugeführt, wenn
ein Zündschalter (IG-Schalter)
eingeschaltet wird. Der Mikrocomputer 130a erkennt, ob
der IG-Schalter eingeschaltet wurde, basierend auf dem Spannungssignal,
welches an einem Anschluss des Mikrocomputer anliegt, da, ob die
bestimmte Spannung angelegt wird oder nicht, durch ”H (High)” oder ”L (Low)” angezeigt
wird.
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Der
Erkennungsabschnitt 2 für
die Türverriegelungsvorrichtung
erkennt, ob eine Fahrzeugtür
verriegelt oder nicht (aufgesperrt) ist und gibt ein Türverriegelungssignal
entsprechend dem Zustand der Türverriegelung
aus. Wenn beispielsweise die Fahrzeugtür durch einen Fernsteuerschalter
eines schlüssellosen
Eintrittsystems verriegelt wird, wird der verriegelte (oder entriegelte)
Türzustand
vom Erkennungsabschnitt 2 erkannt und der Überprüfungs-ECU 130b übertragen.
Wenn beispielsweise eine Karosserie-ECU (nicht gezeigt) den Türzustand (verriegelt,
entriegelt) basierend auf einem Erkennungssignal erkennt und ein
Treibersignal (Verriegelungssignal oder Entriegelungssignal) Türverriegelungsstellgliedern
(Elektromagneten) zuführt,
können solche
Signale als Türverriegelungssignal
vom Erkennungsabschnitt 2 verwendet werden.
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Der
Einbruchsensor 3 ist beispielsweise aus einem Infrarotsensor
aufgebaut, um zu erkennen, ob eine Person in das Fahrzeug einbricht.
Der Einbruchsensor 3 ist in dem Fahrzeug zur Erkennung
eines möglichen
Fahrzeugdiebstahls angeordnet, der durch ein anderes Verfahren als
durch Aufbocken durchgeführt
wird. Andere Sensoren, beispielsweise ein Sensor zum Erkennen eines
Bruchs einer Scheibe, können
verwendet werden.
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Die Überprüfungs-ECU 130b bestimmt,
ob es einen Fahrzeugdiebstahl gibt, basierend auf den Signalen vom
Neigungssensor 100A, dem Türverriegelungserkennungsabschnitt 2 und
dem Einbruchsensor 3. Die Überprüfungs-ECU 130b betätigt die Hupe 140,
wenn der Fahrzeugdiebstahl erkannt wird.
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Genauer
gesagt, die Überprüfungs-ECU 130b empfängt das
Türverriegelungssignal
vom Türverriegelungserkennungsabschnitt 2 und
gibt ein Signal (Sicherheitein-Signal) an den Neigungssensor 100A etc.,
wenn die Tür
verriegelt ist, um das Antidiebstahlsystem in einen Bereitschaftszustand
zu versetzen, um einen möglichen
Fahrzeugdiebstahl zu erkennen.
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Der
Mikrocomputer 130a im Neigungssensor 100A beginnt
mit seinem Steuerprozess bei Empfang des Sicherheit-ein-Signals,
um den Fahrzeugdiebstahl basierend auf den Ausgangssignalen von den
Beschleunigungssensoren 110a, 110b zu erkennen.
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Wenn
ein Signal, welches anzeigt, dass es die Möglichkeit eines Fahrzeugdiebstahls
gibt oder ein Signal, das anzeigt, dass eine Person in das Fahrzeug
eingebrochen ist, von dem Neigungssensor 100A oder dem
Einbruchsensor 3 der Überprüfungs-ECU 130b eingegeben
wird, gibt die Überprüfungs-ECU 130b das
Treibersignal an die Hupe 140 aus.
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Die
Hupe 140 wird vom Treibersignal der Überprüfungs-ECU 130b betätigt, um
eine Stimme (oder einen Ton) auszugeben, sodass eine Warnung hinsichtlich
des möglichen
Fahrzeugdiebstahls durchgeführt
wird.
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Ein
vom Mikrocomputer 130a mit dem Trägheitssensor 100A,
der gemeinsam für
das Antidiebstahlsystem und das Antiblockierbremssystem verwendet
wird, wird nun erläutert.
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2 zeigt
ein Flussdiagramm für
den Antidiebstahlprozess vom Mikrocomputer 130a, der in
einer bestimmten Betriebsperiode durchgeführt wird.
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In
einem Schritt 100 erkennt der Mikrocomputer 130a,
ob er von der Überprüfungs-ECU 130b das
Sicherheit-ein-Signal empfangen hat. Wenn der Mikrocomputer 130a das
Sicherheit-ein-Signal empfangen hat, ist die Tür im verriegelten Zustand und das
Antidiebstahlsystem in einem Bereitschaftszustand zur Abwehr von
Fahrzeugdiebstahl. Wenn der Mikrocomputer 130a das Sicherheit-ein-Signal
nicht empfängt,
muss der Neigungssensor 100A nicht notwendigerweise zur
Sicherheit gegen Fahrzeugdiebstahl in den Bereitschaftszustand gebracht
werden, sondern in den Zustand zur Durchführung der Antiblockierbremssteuerung.
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Folglich
geht im Fall von ”JA” im Schritt 100 der
Prozess zu dem Prozess für
die Antidiebstahlsteuerung, wohingegen im Fall von ”NEIN” der Prozess
zu einem Schritt 110 geht, sodass der Mikrocomputer 130a an
die ESC-ECU 7 die physikalischen Größen vom Beschleunigungs- und
Gierwinkel ausgibt, welche vom Mikrocomputer 130a basierend
auf den Erkennungssignalen von den Beschleunigungssensoren 110a, 110b und
Gierratensensoren 120a, 120b berechnet wurden.
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In
einem Schritt 120 führt
der Mikrocomputer 130a einen Prozess zur Speicherung eines
Anfangswertes durch. Der Anfangswert bedeutet hier einen Neigungswinkel
des Fahrzeugs zu der Zeit, zu der der Mikrocomputer 130a das
Sicherheit-ein-Signal empfangen
hat. Der Anfangswert wird aus den physikalischen Größen von
Beschleunigung und Gierwinkel von den Erkennungssignalen der Beschleunigungs sensoren 110a, 110b und
Gierratensensoren 120a, 120b berechnet. 3 ist
eine schematische Darstellung eines Berechnungsverfahrens für den Neigungswinkel.
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Die
Beschleunigungssensoren 110a, 110b geben die Erkennungssignale
aus, welche anzeigen, dass die Beschleunigung Null ist, wenn das
Fahrzeug an einer horizontalen Stelle geparkt ist. Andererseits geben
die Beschleunigungssensoren 110a, 110b die Erkennungssignale
aus, welche eine Komponente der Gravitationsbeschleunigung enthalten,
wenn das Fahrzeug gegenüber
der horizontalen Ebene an einem schrägen Ort geparkt ist. Wenn beispielsweise das
Fahrzeug um einen Neigungswinkel θ in Längsrichtung geneigt ist, wird
das Erkennungssignal vom Beschleunigungssensor 110a zu
einem Wert von 9,8 m/s2 × sin θ. Folglich lässt sich
der Neigungswinkel θ durch
Rückberechnen
des Ausgangs vom Beschleunigungssensor 110a erhalten.
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Die
Neigungsrichtung des Fahrzeugs ist für den Fall eines Fahrzeugdiebstahls
mittels Aufbocken nicht festgelegt. Daher ist das Paar von Beschleunigungssensoren 110a und 110b im
Fahrzeug so angeordnet, dass sich die Erkennungsrichtungen der Sensoren
in einem Winkel von 90 Grad schneiden, um den Neigungswinkel des
Fahrzeugs zu erkennen. Der Neigungswinkel des Fahrzeugs lässt sich
in allen Richtungen der horizontalen Ebene durch einen Vektorvorgang
an den Erkennungssignalen mittels des Mikrocomputers 130a berechnen.
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Für den Fall,
dass die beiden Beschleunigungssensoren in dem Fahrzeug so angeordnet sind,
dass die Erkennungsrichtungen der Sensoren sich im Winkel von 90° schneiden,
kann einer der Sensoren angeordnet sein, um die Gravitationsbeschleunigung
in Längsrichtung
zu erkennen, wohingegen der andere Sensor angeordnet sein kann,
um die Gravitationsbeschleunigung in Querrichtung zu erkennen. Weiterhin
kann einer der Sensoren so angeordnet werden, dass er die Gravitationsbeschleunigung
in einer derartigen Richtung erkennt, welche gegenüber der
Längsrichtung
um beispielsweise 30°, 45°, 60° etc. versetzt
ist, wohingegen der andere Sensor so angeordnet sein kann, dass
er die Gravitationsbeschleunigung in einer Richtung erkennt, welche
in einem rechten Winkel die erste Erkennungsrichtung schneidet.
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Wie
oben erwähnt,
wird der Anfangswert (der Neigungswinkel des Fahrzeugs) im Schritt 120 gespeichert,
wenn das Fahrzeug geparkt wird. Eine Änderung des Neigungswinkels
des Fahrzeugs lässt sich
erhalten durch Vergleich des Anfangswer tes mit dem Neigungswinkel,
der für
die jeweiligen Berechnungsperioden (Erkennungszyklen) berechnet
wird.
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In
einem Schritt 121 wird der Neigungssensor 100A periodisch
mit einem Referenzzyklus (einer Referenzgeschwindigkeit) betrieben,
welche eine ziemlich niedrige Frequenz ist. Dann geht der Ablauf zum
Schritt 130, wo der momentane Neigungswinkel erkannt wird.
Die Erkennung des momentanen Neigungswinkels wird durchgeführt, indem
die physikalische Größen aus
den momentanen Erkennungssignalen von den Beschleunigungssensoren 110a, 110b berechnet
werden.
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In
einem Schritt 140 bestimmt der Mikrocomputer 130a,
ob eine Differenz zwischen dem momentanen Neigungswinkel, erhalten
im Schritt 130, und dem Anfangswert, gespeichert im Schritt 120,
größer als
ein erster Schwellenwert A ist. Der erste Schwellenwert A wird als
solcher Wert entschieden, bei dem der Mikrocomputer 130a Vorsichtsmaßnahmen
gegen möglichen
Fahrzeugdiebstahl ergreift.
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Genauer
gesagt, für
den Fall, dass die Änderung
des Neigungswinkels niedriger als der erste Schwellenwert A ist,
ist es nicht notwendig, den Sicherheitslevel zu erhöhen. Wenn
jedoch die Änderung
des Neigungswinkels groß genug
ist, um den ersten Schwellenwert A zu übersteigen, ist es notwendig,
einen möglichen
Fahrzeugdiebstahl mit einem höheren
Sicherheitslevel zu erkennen. Folglich geht bei ”NEIN” im Schritt 140 der
Ablauf zum Schritt 121 zurück, um den obigen Prozess in
jeder der Berechnungsperioden zu wiederholen. Im Fall von ”JA” geht der
Prozess zum Schritt 150, wo der Erkennungszyklus auf einen
höheren
Zyklus (eine erste höhere
Geschwindigkeit) erhöht
wird, in dem ”1” der Referenzgeschwindigkeit
hinzuaddiert wird. Im Ergebnis wird eine Bestimmung hinsichtlich
eines möglichen
Fahrzeugdiebstahls in den folgenden Schritten in einer kürzeren Periode
durchgeführt.
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Dann
geht der Prozess zu einem Schritt 160, wo der Mikrocomputer 130a bestimmt,
ob die Differenz zwischen dem momentanen Neigungswinkel aus Schritt 130 und
dem Anfangswert, der im Schritt 120 gespeichert wurde,
größer als
ein zweiter Schwellenwert B ist. Der zweite Schwellenwert B ist größer als
der erste Schwellenwert A. Der zweite Schwellenwert B entspricht
einer derartigen Änderung
des Neigungswinkels des Fahrzeugs, bei der die Vorsichtsmaßnahmen
gegen einen möglichen Fahrzeugdiebstahl
auf höherem
Level stattfinden sollten.
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Im
Fall von ”NEIN” im Schritt 160 geht
daher der Prozess zum Schritt 121 zurück, sodass der Prozess für die Schritte 121 bis 160 mit
den jeweiligen Berech nungsperioden wiederholt wird. Im Fall von ”JA” geht der
Prozess zu einem Schritt 170, wo der Erkennungszyklus weiter
auf einen noch höheren
Zyklus (eine zweite höhere
Geschwindigkeit) erhöht wird,
in dem ”2” der Referenzgeschwindigkeit
hinzuaddiert wird. Im Ergebnis wird die Bestimmung hinsichtlich
eines möglichen
Fahrzeugdiebstahls in den folgenden Schritten in einer viel kürzeren Periode durchgeführt.
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Es
ist notwendig, den Energieverbrauch einer Batterie zu verringern,
da der Betrieb des Neigungssensors 100A durch die Energieversorgung von
der Batterie während
der Parkzeit des Fahrzeugs durchgeführt wird. Gemäß dem obigen
Prozess (den Schritten 121, 150, 170),
wird der Neigungssensor 100A periodisch so betrieben, dass
der Erkennungszyklus abhängig
von dem Sicherheitslevel gegen möglichen
Fahrzeugdiebstahl verringert wird. Im Ergebnis lässt sich der Energieverbrauch
der Batterie verringern, wohingegen möglicher Fahrzeugdiebstahl zuverlässig erkannt
werden kann.
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Wenn
der Prozess zu einem Schritt 180 geht, bestimmt der Mikrocomputer 130a,
ob die Differenz zwischen dem momentanen Neigungswinkel als Schritt 130 und
dem Anfangswert, der im Schritt 120 gespeichert wurde,
größer als
ein dritter Schwellenwert C ist. Der dritte Schwellenwert C ist
größer als der
zweite Schwellenwert B. Der dritte Schwellenwert C entspricht einer
derartigen Änderung
des Neigungswinkels des Fahrzeugs, bei der der Mikrocomputer bestimmen
sollte, dass ein möglicher
Fahrzeugdiebstahl vorliegt.
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Im
Fall von ”NEIN” im Schritt 180 geht
der Prozess zum Schritt 150 zurück. Andererseits geht im Fall
von ”JA” im Schritt 180 der
Prozess weiter zu einem Schritt 190, um eine Warnung durchzuführen. Der
Mikrocomputer 130a gibt ein Warnsignal an die Überprüfungs-ECU 130b aus,
welches anzeigt, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit für einen
Fahrzeugdiebstahl vorliegt. Die Überprüfungs-ECU 130b gibt das
Treibersignal an die Hupe 140 aus. Im Ergebnis kann ein
möglicher
Fahrzeugdiebstahl durch einen Warnton von der Hupe 140 verhindert
werden.
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Obgleich
hier nicht gezeigt, wird der Erkennungszyklus auf seine Referenzgeschwindigkeit
zurückgeführt, wenn
das Bestimmungsergebnis im Schritt 140 ”NEIN” ist, nachdem der Erkennungszyklus
im Schritt 150 oder 170 erhöht wurde. Selbst wenn der Erkennungszyklus
einmal im Schritt 150 oder 170 erhöht worden
ist, kehrt der Erkennungszyklus auf seine Referenzgeschwindigkeit
zurück,
für den
Fall, dass die Änderung
des Neigungswinkels geringer als der erste Schwellenwert A wird.
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Wie
oben erwähnt,
wird der Trägheitssensor 100A gemeinsam
für das
Antiblockierbremssystem und das Antidiebstahlsystem verwendet. Im
Ergebnis ist es möglich,
einen Anstieg von Investitionskosten zu unterdrücken und ein Antidiebstahlsystem
für Kraftfahrzeuge
zu schaffen, welches geringeren Raum zum Einbau des Antidiebstahlsystems
benötigt.
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Gemäß obiger
Beschreibung werden die Erkennungssignale für die Beschleunigung und die Winkelgeschwindigkeit
der ESC-ECU 7 ausgegeben, wenn der IG-Schalter eingeschaltet wird, wohingegen
das Signal zur Anzeige eines möglichen
Fahrzeugdiebstahls der Überprüfungs-ECU 130b zugeführt wird,
während
der IG-Schalter
abgeschaltet ist. Jedoch kann das Signal zur Anzeige eines möglichen Fahrzeugdiebstahls
der Überprüfungs-ECU 130b ausgegeben
werden, auch wenn der IG-Schalter eingeschaltet ist.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun weiter unter Bezugnahme auf
die beigefügte
Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung bezeichnen die Buchstaben
F, B, L und R eine vordere, hintere, linke und rechte Richtung.
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(Aufbau des Neigungssensors)
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Wie
in 4 gezeigt, besteht ein Neigungssensor 100b aus
Erkennungselementen 110R, 110L, einem Mikrocomputer 130c,
einer gedruckten Schaltkreiskarte 11, auf der elektrische
Teile und Bauteile angeordnet sind und einem Modulgehäuse 14 zur Aufnahme
der gedruckten Schaltkreiskarte 11. In 4 ist
ein Modulgehäuse
in Schachtelform gezeigt, wo ein oberer Abschnitt entfernt ist.
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Jedes
der Erkennungselemente 110R, 110L ist aus einem
Sensorelement zur Erkennung einer Neigung in einer gewissen Richtung
aufgebaut. Beispielsweise hat das Erkennungselement 110R, 110L einen
Erkennungsabschnitt (nicht gezeigt) des elektrostatischen Kondensatortyps,
gebildet aus einer Auslegerstruktur in einem Halbleitersubstrat
mit einer Mehrzahl von festen und beweglichen Elektroden, wobei
die festen und beweglichen Elektroden einander gegenüberliegend
in Kammform angeordnet sind. Wenn bei einer derartigen Anordnung
eine Beschleunigung auf das Erkennungselement in einer gewissen
Richtung wirkt, werden die beweglichen Elektroden in Richtung der
Richtung verschoben, in der die Beschleunigung anliegt, sodass ein
Spalt zwischen den festen und beweglichen Elektroden geändert wird.
Eine Änderung
der elektrostatischen Kapazität
wird von einem Signalverarbeitungsschalt kreis (nicht gezeigt) und
in einem Demodulationsschaltkreis (nicht gezeigt) verarbeitet, welche
beide vom Mikrocomputer 130c gesteuert werden und schließlich als
ein Erkennungssignal abhängig
von der elektrostatischen Kapazität ausgegeben.
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Die
Erkennungselemente 110R, 110L können die
hieran in einer gewissen Richtung angelegte Beschleunigung erkennen.
Daher ist das Erkennungselement 110L an der Karte 11 so
angeordnet, dass seine Erkennungsrichtung in einer Richtung liegt,
welche sich mit einer Mittellinie K-K' des Fahrzeugs 30 in einem
Winkel von θL
schneidet. Das Erkennungselement 110R ist ähnlich auf
der Karte 11 in symmetrischer Weise zum Erkennungselement 110L bezüglich der
Mittellinie K-K' angeordnet.
Insbesondere ist die Erkennungsrichtung des Erkennungselementes 110R in
einer Richtung angeordnet, welche die Mittellinie K-K' des Fahrzeugs 30 in
einem Winkel von θR
schneidet. Gemäß der Ausführungsform
sind die Winkel θL
und θR
als 45° gewählt.
-
Bei
einer derartigen Anordnung kann die Neigung des Fahrzeugs 30 in
Längsrichtung
(F-B), welche beim Anfahren oder Bremsen des Fahrzeugs auftritt
oder die auftreten kann bei einem Fahrzeugdiebstahl mittels eines
Abschleppfahrzeugs, sowie die Neigung des Fahrzeugs 30 in
Querrichtung (L-R), die bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs auftritt,
stets durch die beiden Erkennungselemente 110L und 110R erkannt
werden.
-
Ein
Berechnungsverfahren für
den Neigungswinkel des Fahrzeugs wird unter Bezugnahme auf 5 erläutert. In 5 ist
eine Ebene gezeigt, welche durch die Längsrichtung (F-B) und Querrichtung
(L-R) definiert ist. Weiterhin sind die Erkennungsrichtungen GL
und GR der Erkennungselemente 110L und 110R angegeben.
Die Erkennungsrichtungen GL und GR schneiden die Längsrichtung (F-B)
und Querrichtung (L-R) im Winkel von 45°.
-
Die
am Fahrzeug 30 erzeugte Beschleunigung kann durch einen
Vektor in einer Ebene angegeben werden, die durch die Linien F-B
und L-R definiert ist. In 5 bezeichnet
ein Vektor α die
Beschleunigung aufgrund der Neigung des Fahrzeugs 30, die
von den Erkennungselementen 110L, 110R das erste
Mal erkannt wird, wenn das Fahrzeug 30 geparkt wird (wenn
ein Zündschalter
ausgeschaltet wird). Ein Vektor β bezeichnet
die Beschleunigung aufgrund der Neigung des Fahrzeugs 30,
welche erkannt wird von den Erkennungselementen 110L, 110R nach
einer bestimmten Zeitdauer, nachdem das Fahrzeug 30 abgestellt
wurde. Ein Vektor γ bezeichnet
eine Änderung
der Beschleunigung entsprechend einer Differenz zwischen den obigen
Vektoren α und β.
-
Der
Vektor α kann
unterteilt werden in eine senkrechte Projektionskomponente Gri zur
Erkennungsrichtung GR des Erkennungselementes 110R und
eine senkrechte Projektionskomponente GLi zur Erkennungsrichtung
GL des Erkennungselementes 110L. Der Vektor α kann durch
einen Positionsvektor (Gri, GLi) angegeben werden. Die senkrechte
Projektionskomponente GRi wird vom Erkennungselement 110R erkannt
und dem Mikrocomputer 130c als Beschleunigungssignal GRi
ausgegeben. Auf gleiche Weise wird die senkrechte Projektionskomponente GLi
vom Erkennungselement 110L erkannt und dem Mikrocomputer 130c als
ein Beschleunigungssignal GLi ausgegeben.
-
Der
Vektor β kann
in eine senkrechte Projektionskomponente GR1 zur Erkennungsrichtung
GR des Erkennungselementes 110R und eine senkrechte Projektionskomponente
GL1 zur Erkennungsrichtung GL des Erkennungselementes 110L unterteilt werden.
Der Vektor β kann
durch einen Positionsvektor (GR1, GL1,) angegeben werden. Die senkrechte Projektionskomponente
GR1 wird vom Erkennungselement 110R erkannt und dem Mikrocomputer 130c als
Beschleunigungssignal ausgegeben. Auf gleiche Weise wird die senkrechte
Projektionskomponente GL1 vom Erkennungselement 110L erkannt
und der Mikrocomputer 130c als Beschleunigungssignal GL1 ausgegeben.
-
Der
Vektor γ ist
die Differenz zwischen dem Vektor α und dem Vektor β. Der Vektor γ kann angegeben
werden durch einen Positionsvektor (GR1-GRi, GL1-GLi), der ein Differenzwert
der senkrechten Projektionskomponenten ist. Der Vektor γ ist die
horizontale Komponente der Gravitationsbeschleunigung für den Fall,
dass das Fahrzeug 30 gegenüber der Bodenebene (horizontalen
Ebene) G (6) geneigt ist. Folglich kann
der Neigungswinkel des Fahrzeugs basierend auf den Differenzwerten GR1-GRi
und GL1-GLi berechnet werden.
-
Wie
oben erwähnt
lässt sich
die Erkennungsgenauigkeit für
den Neigungswinkel des Fahrzeugs 30 verbessern, da die
Vektoren α und β, die Beschleunigungen
angegeben, die durch eine Neigung des Fahrzeugs 30 verursacht
werden, stets durch die beiden Erkennungselemente 110R und 110L erkannt werden
können.
-
Weiterhin
sind die Erkennungsrichtungen GR und GL der Erkennungselemente 110R und 110L um
den gleichen Winkel (45°)
bezüglich
der Längsrichtung
(F-B) und Querrichtung (L-R) des Fahrzeugs 30 verschoben,
wobei die Neigung des Fahrzeugs in den meisten Fällen in dieser Längsrichtung
(F-B) und Querrichtung (L-R) auftritt. Folglich lassen sich annähernd identische
Erkennungsgenauigkeiten sowohl in der Längsrichtung (F-B) als auch
Querrichtung (L-R) des Fahrzeug 30 erreichen.
-
Ein
Winkel, gebildet zwischen dem Vektor α und einer der Erkennungsrichtungen
GL und GR der Erkennungselemente 110L und 110R ist
immer kleiner als 45°.
Dies trifft auch auf den Vektor β zu.
Dies bedeutet, dass der Erkennungswinkelbereich eines Erkennungselementes
von 0° bis
45° reicht.
Folglich ändert
sich die Erkennungsgenauigkeit nicht wesentlich abhängig von
der Richtung der Fahrzeugneigung und die Erkennungsgenauigkeit für den Neigungswinkel
des Fahrzeugs 30 wird damit verbessert.
-
Weiterhin
sind die Erkennungsrichtungen der Erkennungselemente 110L und 110R in
einer Referenzebene einer Fahrzeugkarosserie 31 angeordnet.
Mit anderen Worten, die Erkennungsrichtungen sind so angeordnet,
dass sie parallel zur Bodenebene G sind, wenn das Fahrzeug 30 geparkt
ist. Dies bedeutet, dass die Erkennungsrichtungen in einer derartigen
Ebene angeordnet sind, in der eine Änderung von Beschleunigungen
aufgrund einer Fahrzeugneigung am Wahrscheinlichsten auftritt. Die
Erkennungsgenauigkeit für
den Neigungswinkel des Fahrzeugs 30 wird auf diese Weise
auch verbessert. Der Mikrocomputer 130c ist ein sogenannter Ein-Chip-Mikrocomputer mit
Speichervorrichtungen wie ROM, RAM etc. und einer Schnittstellenvorrichtung
etc., wie in 4 gezeigt. Der Mikrocomputer 130c führt einen
Prozess zum Erhalt eines Neigungssignals basierend auf den Erkennungssignalen
von den Erkennungselementen 110L und 110R durch und
gibt das Neigungssignal θ des
Fahrzeugs 30 an die ECU 130d (6)
aus.
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Wie
in den 4 und 6 gezeigt, ist das Modulgehäuse 14 ein
Gehäuse
aus Kunstharzguss in Form einer rechteckförmigen Schachtel. Ein Paar von
Anbringabschnitten 14b ist an den Längsendend es Modulgehäuses 14 angeordnet.
Eine Anbringöffnung 14a ist
in den jeweiligen Anbringabschnitten 14b ausgebildet, womit
das Modulgehäuse 14 (d.
h. der Neigungssensor 100B) am Inneren einer Mittelkonsole 36 des
Fahrzeugs angebracht wird.
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Ein
rohrförmiger
Verbinder 15 ist an einem querliegenden Ende des Modulgehäuses 14 vorgesehen.
In dem Verbinder 15 ist eine Mehrzahl von Anschlussstiften
(nicht gezeigt) vorhanden. Die Erkennungselemente 110L, 110R,
der Mikrocomputer 130c und andere elektrische Bauteile,
die auf der gedruckten Schaltkreiskarte 11 lie gen, sind
mit der ECU 130d, die außerhalb des Modulgehäuses 14 liegt, über die
Anschlussstifte elektrisch verbunden. Wie in 6 gezeigt
ist der Neigungssensor 100B mit der ECU 130d über ein
CAN (Control Area Network) verbunden.
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(Position des Neigungssensors)
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Wie
in 6 gezeigt ist der Neigungssensor 100B im
Inneren der Mittelkonsole 36 des Fahrzeugs 30 so
angeordnet, dass er parallel zur Bodenebene G liegt, auf der die
Fahrzeugkarosserie 31 positioniert ist. Weiterhin kann
gemäß 7 der
Neigungssensor 100B in der Mittelkonsole 36 zwischen
einem vorderen rechten Sitz 33 und einem vorderen linken
Sitz 34 und auf Seiten eines Rücksitz 35 angeordnet
sein.
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Diese
Position entspricht weiterhin einem Schnittpunkt X, wo eine Diagonallinie
C1 zwischen einem vorderen linken Rad 32b und einem hinteren rechten
Rad 32c und eine andere Diagonallinie C2 zwischen einem
vorderen rechten Rad 32a und einem hinteren linken Rad 32d einander
schneiden. Somit sind die Abstände
zwischen dem Neigungssensor 100b und den jeweiligen Rädern 32a bis 32d zueinander
gleich. Im Ergebnis erkennt der Neigungssensor 100B in
ausbalancierter Weise die Neigung des Fahrzeugs 30 in Längsrichtung
(F-B) und Querrichtung (L-R). Folglich ändert sich die Erkennungsgenauigkeit
nicht wesentlich abhängig
von der Richtung der Fahrzeugneigung und die Erkennungsgenauigkeit
für den
Neigungswinkel des Fahrzeugs 30 wird daher verbessert.
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Die
Diagonalen C1 und C2 schneiden jeweils die Mittellinie K-K' des Fahrzeugs 30 in
einem Winkel θc.
Im Fall eines Radstands von 2600 mm und einer Spurbreite von 1490
mm wird der Winkel θc
ungefähr 30°. Wenn daher
der Winkel θR
und θL
auf ungefähr 30° gesetzt
werden, kann der Neigungssensor die Neigung in einer Richtung erkennen,
in der die Änderung
der Fahrzeugneigung besonders stark beim Lenken der Räder auftritt.
Die Erkennungsgenauigkeit für
den Neigungswinkel des Fahrzeugs 30 wird durch diese Maßnahme auch
verbessert.
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(Prozess für Antidiebstahlbestimmung)
-
Ein
Beispiel, bei dem der Neigungssensor 100B für eine Antidiebstahlvorrichtung
verwendet wird, wird nun erläutert.
Bei der Antidiebstahlvorrichtung wird eine anormale Neigung des
Fahrzeugs 30 während
des Parkens des Fahrzeugs durch den Neigungssensor 100B erkannt,
wobei diese anormale Fahrzeugneigung auftritt, wenn die Vorderräder durch
ein Abschleppfahrzeug angehoben werden. Wenn die Antidiebstahlvorrichtung
einen möglichen Fahrzeugdiebstahl
erkennt, wird Alarm gegeben, beispielsweise durch eine Hupe. Die
Antidiebstahlvorrichtung ist aufgebaut aus dem Neigungssensor 100B,
der ECU 130d, der Hupe (nicht gezeigt) etc..
-
Ein
Prozess zur Bestimmung eines möglichen
Fahrzeugdiebstahls wird unter Bezugnahme auf 8 erläutert. Dieser
Prozess wird von der ECU 130d gemäß 6 durchgeführt und
in bestimmen Intervallen abgearbeitet, nachdem ein Zündschalter des
Fahrzeugs 30 ausgeschaltet wurde.
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Im
Schritt S1 empfängt
die ECU 130d das Neigungssignal θ der Neigung des Fahrzeugs 30 vom
Neigungssensor 100B.
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Im
Schritt S3 bestimmt die ECU 130d, ob das Neigungssignal θ aus Schritt
S1 größer als
ein bestimmter Wert θs
ist.
-
Für den Fall
von ”JA” im Schritt
S3, d. h., wenn die ECU 130d bestimmt, dass das Neigungssignal θ größer als
das der bestimmte Wert θs
ist, bestimmt die ECU 130d einen Fahrzeugdiebstahl, da das
Fahrzeug in Längs-
oder Querrichtung um einen derartigen Winkel geneigt ist, der außerhalb
des normalen Bereichs liegt. Sodann gibt die ECU 130d im Schritt
S5 den Alarm aus. Im Fall von ”NEIN” im Schritt
S3, d. h., wenn das Neigungssignal θ nicht größer als der bestimmte Wert θs ist, bestimmt
die ECU 130d, dass das Fahrzeug 30 nicht gestohlen wird.
Dann endet der Prozess, ohne dass Alarm ausgegeben wird.
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(Prozess zum Erhalt des Neigungssignals)
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Wie
oben erläutert
empfängt
die ECU 130d das Neigungssignal im Schritt S1. Das Neigungssignal
wird vom Mikrocomputer 130c erhalten. Ein Prozess zum Erhalten
des Neigungssignals wird unter Bezugnahme auf 9 erläutert.
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In
einem Schritt S101 bestimmt der Mikrocomputer 130c, ob
ein Referenzwert vorhanden ist oder nicht. Genauer gesagt, der Mikrocomputer 130c bestimmt,
ob die ersten Beschleunigungssignale GRi und GLi von den Erkennungselementen 110R und 110L als
Referenzwerte vorhanden sind, nachdem das Fahrzeug 30 geparkt
wurde (der Zündschlüssel ausgeschaltet
wurde). Diese Referenzwerte wurden gelöscht, als der Zündschlüssel ausgeschaltet
wurde.
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Im
Fall von ”NEIN” im Schritt
S101, d. h. wenn die Beschleunigungssignale GRi und GLi als Referenzwerte
nicht vorhanden sind, geht der Ablauf zu einem Schritt S103 und
zu einem Schritt S105. In den Schritten S103 und S105 erkennt der
Mikrocomputer S130c die Beschleunigungssignale GRi und GLi, die
von den Erkennungselementen 110R und 110L ausgegeben
werden.
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In
einem Schritt 107 setzt der Mikrocomputer 130c die
Beschleunigungssignale GRi und GLi als Referenzwerte GRi und GLi.
Dann endet der Prozess nach dem Schritt S107 und steht bis zum nächsten Prozess.
-
Im
Fall von ”JA” im Schritt
S101, d. h., wenn die Beschleunigungssignale GRi und GLi als Referenzwerte
vorhanden sind, geht der Ablauf zu den Schritten S109 und S111.
In den Schritten S109 und S111 erkennt der Mikrocomputer 130c die
momentanen Beschleunigungssignale GR1 und GL1 von den Erkennungselementen 110R und 110L.
-
Im
Schritt S113 berechnet der Mikrocomputer 130c die Differenzwerte
zwischen den momentanen Beschleunigungssignalen GR1 und GL1 zu den Referenzwerten
GRi und GLi, um die Werte ”GR1-GRi” und ”GL1-GLi” zu erhalten.
-
Im
Schritt S115 berechnet der Mikrocomputer 130c das Beschleunigungssignal θ basierend
auf den Differenzwerten ”GR1-GRi” und ”GL1-GLi” gemäß einem
allgemein bekannten Algorithmus und der Ablauf endet.
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Die
Reihenfolge der Schritte S103 und S105 sowie der Schritte S109 und
S111 kann jeweils ausgetauscht werden.
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(Vorteile der Ausführungsform)
-
- (1) Wie oben erläutert hat bei der obigen Ausführungsform
der Neigungssensor 100B, der in dem Fahrzeug angeordnet
ist, die Erkennungselemente 110L und 110R mit
den bestimmen Erkennungsrichtungen und erkennt die Neigung des Fahrzeugs 30 basierend
auf den Erkennungssignalen (GLi, GL1, GRi, GR1), wobei die Erkennungselemente 110R, 110L auf
der gedruckten Schaltkreiskarte 11 so angeordnet sind,
dass ihre Erkennungsrichtungen von der Mittellinie K-K' des Fahrzeugs um
einen Winkel von 45° versetzt
angeordnet sind.
-
Gemäß der obigen
Anordnung kann die Neigung des Fahrzeugs 30 in Längsrichtung
(F-B), welche beim Anfahren oder Bremsen des Fahrzeugs auftritt
oder welche bei einem möglichen
Fahrzeugdiebstahl mittels eines Abschleppfahrzeugs auftritt, sowie
die Neigung des Fahrzeugs 30 in Querrichtung (L-R), welche
bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs auftritt, stets durch die beiden
Erkennungselemente 110L und 110R erkannt werden.
Im Ergebnis lässt sich
die Erkennungsgenauigkeit für
den Neigungswinkel des Fahrzeugs verbessern im Vergleich zu einem
Neigungssensor mit zwei Erkennungselementen, welche jeweils die
Neigung in Längs-
und Querrichtung des Fahrzeugs erkennen.
- (2)
Die Erkennungsrichtungen der Erkennungselemente 110L und 110R liegen
bezüglich
der Längs-
und Querrichtungen des Fahrzeugs 30 auf gleichen Winkeln,
auf denen die Fahrzeugneigung am häufigsten auftritt. Folglich
lassen sich annähernd
identische Erkennungsgenauigkeiten sowohl in Längsrichtung (F-B) als auch
Querrichtung (L-R) des Fahrzeugs 30 erreichen.
-
Der
Winkel zwischen der Neigungsrichtung des Fahrzeugs 30 und
wenigstens eine der Erkennungsrichtungen der Erkennungselemente 110L und 110R wird
kleiner als 45°.
Folglich ändert
sich die Erkennungsgenauigkeit nicht wesentlich abhängig von der
Richtung der Fahrzeugneigung und die Erkennungsgenauigkeit für den Neigungswinkel
des Fahrzeugs 30 wird damit verbessert.
- (3)
Weiterhin liegen die Erkennungsrichtungen der Erkennungselemente 110L und 110R in
der Referenzebene der Fahrzeugkarosserie 31, d. h. parallel
zur Bodenebene G, wenn das Fahrzeug 30 geparkt ist. Mit
anderen Worten, die bestimmten Erkennungsrichtungen der Erkennungselemente 110L und 110R liegen
parallel zur Referenzebene der Fahrzeugkarosserie. Dies bedeutet, dass
die Erkennungsrichtungen in einer derartigen Ebene liegen, auf der
Beschleunigungsänderungen
aufgrund einer Fahrzeugneigung am stärksten auftreten. Im Ergebnis
kann die Erkennungsgenauigkeit für
den Neigungswinkel des Fahrzeugs 30 weiter verbessert werden.
- (4) Der Neigungssensor 100B liegt in der Nähe des Schnittpunkts
X, wo die Diagonallinie C1 zwischen dem vorderen linken Rad 32b und
dem hinteren rechten Rad 32c und die andere Diagonallinie
C2 zwischen dem vorderen rechten Rad 32a und dem hinteren
linken Rad 32d einander schneiden. Somit sind die Abstände zwischen dem
Neigungssensor 100B und den jeweiligen Rädern 32a bis 32d zueinander
gleich. Im Ergebnis erkennt der Neigungssensor 100B die
Neigung des Fahrzeugs 30 in Längsrichtung (F-B) und Querrichtung
(L-R) in einer ausbalancierten Weise. Da weiterhin die Erkennungsgenauigkeit sich
nicht wesentlich abhängig
von der Richtung der Fahrzeugneigung ändert, wird damit die Erkennungsgenauigkeit
für den
Neigungswinkel des Fahrzeug 30 verbessert.
- (5) Das Neigungssignal θ wird
basierend auf den Differenzwerten GR1-GRi und GL1-GLi berechnet,
welche von den momentanen Beschleunigungssignalen GR1 und GL1 und
den Referenzwerten GRi und GLi erhalten werden. Da eine Änderung
der Fahrzeugausrichtung zwischen der momentanen Ausrichtung und
der Ausrichtung beim Parken als Beschleunigungsänderungen erkannt werden kann,
wird die Erkennungsgenauigkeit weiter verbessert.
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(Abwandlungen)
-
- (1) Der Neigungssensor 100B der vorliegenden Erfindung
kann auch als Fahrzeugstabilitätssteuersystem
(VSC) etc. verwendet werden, wo die Fahrzeugneigung zu erkennen
ist.
-
In
einem solchen Fall wird der Neigungssensor 100B mit einer
Steuer-ECU für
VSC über
das CAN 20 verbunden, so dass das Neigungssignal θ periodisch
der Steuer-ECU übertragen
wird. Im Ergebnis werden Daten der Fahrzeugneigung dem Fahrzeugstabilitätssteuersystem
als Daten übertragen,
die notwendig zur Steuerung der Fahrzeugausrichtung sind. Die Referenzwerte
werden ähnlich
jedes Mal dann gelöscht,
wenn der Zündschalter
abgeschaltet wird.
- (2) Ein anderer Typ von
Erkennungselement, beispielsweise ein Sensor des piezoelektrischen Typs
kann anstelle des elektrostatischen Kondensatortyps der Erkennungselemente 110L, 110R verwendet
werden. Weiterhin können
die Erkennungselemente 110L, 110R als einzelne
Halbleiterpackung ausgebildet werden, so dass der Neigungssensor
geringe Abmessungen hat.
- (3) Eine weitere Abwandlung einer Antidiebstahlvorrichtung hat
einen Winkelgeschwindigkeitssensor, eine elektronische Steuereinheit
(ECU), eine Warnvorrichtung und eine Übertragungsvorrichtung. Die
Antidiebstahlvorrichtung weist weiterhin einen Sensor zur Erkennung
der Position eines Zündschalterzylinders
auf (nachfolgend auch als Positionssensor bezeichnet).
-
In
den meisten Fahrzeugen wird ein Schlosszylinder von einem Schlüssel von
einer Position „AUS” zu einer
Position „EIN” oder „ACC” gedreht, sodass
der Betrieb eines Motors beginnt. In einem solchen Fall wird eine
Lenksäule
verriegelt, wenn der Schlosszylinder in der Position „AUS” ist. Für den Fall,
dass ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb angehoben und von einem Abschleppfahrzeug
weggezogen wird, wird die Verriegelungsposition für die Vorderräder für gewöhnlich in
eine entriegelte Position gebracht. Ansonsten müsste die Verriegelungsvorrichtung
für die
Lenksäule
aufgebrochen werden. Folglich ist in einem Fall (anders als bei
einem Fahrzeugdiebstahl), bei dem das Fahrzeug durch ein Abschleppfahrzeug
transportiert wird, der Schlosszylinder normalerweise von der Position „AUS” in die
Position „ACC” oder „EIN” gedreht.
-
Bei
einem Fahrzeugdiebstahl verbleibt, da eine kriminelle Person den
Schlüssel
für das
Fahrzeug nicht hat, der Schlosszylinder für gewöhnlich in der Position „AUS”. Im Ergebnis
kann eine Winkelgeschwindigkeit γ mit
dem Winkelgeschwindigkeitssensor erkannt werden, selbst wenn der
Schlosszylinder in der Position „AUS” ist.
-
Bei
dieser Abwandlung bestimmt daher die ECU einen möglichen Fahrzeugdiebstahl,
wenn die erkannte Winkelgeschwindigkeit γ vom Winkelgeschwindigkeitssensor
größer als
ein bestimmter Wert (Schwellenwert) ist und der Schlosszylinder
in der Position „AUS” ist. Der
Schwellenwert für
die Winkelgeschwindigkeit γ beträgt beispielsweise
1 deg/sec.
-
Mit
obigem Aufbau kann eine Antidiebstahlvorrichtung mit einfachem Aufbau
realisiert werden.
- (4) Die Änderung der Fahrzeugneigung
kann basierend auf dem Ausgangssignal gx vom Beschleunigungssensor 110 berechnet
werden und die Neigung des Fahrzeugs wird durch die Änderung θs des Neigungswinkels
bestimmt. Die Bestimmung der Fahrzeugneigung ist nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise
kann eine Neigungsgeschwindigkeit berechnet werden, indem eine Integration
des Ausgangssignals gx (Beschleunigung) einmal durchgeführt wird
und die Fahrzeugneigung kann basierend auf dieser Neigungsgeschwindigkeit
bestimmt werden, nämlich,
ob die Neigungsgeschwindigkeit größer (oder geringer) als ein
bestimmter Wert ist.
-
Beispielsweise
kann die ECU einen möglichen
Fahrzeugdiebstahl bestimmen, wenn die berechnete Neigungsgeschwindigkeit
höher als
der bestimmte Wert ist, selbst wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist.
Dieses Bestimmungsverfahren kann den obigen Ausführungsformen hinzugeführt werden,
so dass die Erkennungsgenauigkeit weiter verbessert werden kann.
-
Bei
den obigen Ausführungsformen
kann der anfängliche
Neigungswinkel des Fahrzeugs bei dessen Parken (d. h. wenn der Zündschalter
ausgeschaltet ist) als Referenzwert (Referenzneigungswinkel) θi verwendet
werden. Der Referenzneigungswinkel θi kann jedoch auch erhalten
werden, indem ein durchschnittlicher Betrag von Neigungswinkeln über eine gewisse
Dauer hinweg, beispielsweise eine Minute seit dem Abschalten des
Zündschlüssels, berechnet wird.
Diese bestimmte Zeitdauer kann eine unterschiedliche Zeitdauer von
30 Sekunden ausgehend von einem Zeitpunkt sein, zu dem ein Fahrzeuginsasse
das Fahrzeug verlässt.
Wenn der Durchschnittsbetrag als Referenzneigungswinkel θi verwendet wird,
kann hochfrequentes Rauschen, welches durch Wind verursacht wird,
beseitigt werden. Weiterhin kann der Referenzneigungswinkel θi alle 30
Minuten erneuert werden. Es ist schwer vorstellbar, dass ein potentieller
Dieb mehr als 30 Minuten braucht, um das Fahrzeug aufzubocken. Somit
wird kein nachteiliger Effekt erzeugt, selbst wenn der Referenzneigungswinkel θi alle 30
Minuten erneuert wird. Insbesondere wenn das Fahrzeug auf einer
verschneiten Fahrbahn geparkt wird, kann sich die Fahrzeugneigung
allmählich ändern. Wenn
der Referenzneigungswinkel θi
alle 30 Minuten erneuert wird, lässt sich
eine mögliche
fehlerhafte Bestimmung eines Fahrzeugdiebstahls unterdrücken, welche
ansonsten möglich
wäre, da
sich die Fahrzeugneigung aufgrund von schmelzendem Schnee ändert.