DE19837824A1

DE19837824A1 - Zeigerinstrument mit Zeigerpositionsabgleichfunktion

Info

Publication number: DE19837824A1
Application number: DE19837824A
Authority: DE
Inventors: Herbert Arnold; Rainer Lust
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 2000-03-02
Anticipated expiration: 2018-08-21
Also published as: DE19837824B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Zeigerinstrument mit Zeigerpositionsabgleichfunktion, insbesondere für ein in einem Kraftfahrzeug vorgesehenes Kombiinstrument, mit einer ersten Sensoreinrichtung (50) zum Erfassen einer vorbestimmten ersten Zeigerstellung (10'); einer Steuereinrichtung zum Steuern der Zeigerstellung über eine damit verbundene Zeigerantriebseinrichtung; wobei die Steuereinrichtung derart gestaltet ist, daß sie die Zeigerstellung ausgehend von einer mechanischen Ruhelage (10) verändert, bis die vorbestimmte erste Zeigerstellung (10') von der ersten Sensoreinrichtung (50) erfaßt ist, und basierend auf dem Steuerwert zum Erreichen der vorbestimmten ersten Zeigerstellung (10') einen entsprechenden ersten Zeigerpositionsabgleichswert (DELTA¶0¶) festlegt. Dies erspart eine manuelle Festlegung des Zeigerpositionsabgleichswerts während der Fertigung.

Description

STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zeigerinstrument mit einer Zeigerpositionsabgleichfunktion, und insbesondere ein solches Zeigerinstrument für ein in einem Kraftfahrzeug vorgesehenes Kombiinstrument.

Obwohl auf beliebige Zeigerinstrumente anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in bezug auf einen an Bord eines Kraftfahrzeu ges befindlichen schrittmotorbetriebenen Tachometer als Be standteil eines Kombiinstrumentes erläutert.

Allgemein ist es erforderlich, einen exakten Zeigerpositi onsabgleich, z. B. auf die Nullstellung, bei einem Zeigerin strument vorzusehen, um einen Offset der Anzeigewerte auf grund eines mechanischen Spiels oder elektronischer Ursa chen zu vermeiden.

Momentan findet sich im Stand der Technik folgender prinzi pieller Ansatz zur Lösung dieses Problems. Es erfolgt ein Anfahren eines vorgesehenen internen mechanischen Anschla ges im Schrittmotor und dort eine Messung der zum Erreichen der Zeigernullstellung erforderlichen Schritte. Aus dem Meß ergebnis wird ein Offsetwert festgelegt und dieser in ei nem EEPROM (elektrisch löschbarer programmierbarer Fest wertspeicher) des Zeigerinstruments gespeichert und für die Ansteuerung des Schrittmotors verwendet.

Als nachteilhaft bei dem obigen bekannten Ansatz hat sich die Tatsache herausgestellt, daß er einen erhöhten Ferti gungsaufwand hinsichtlich Prüfzeit und apparativer Investi tionen erfordert und nicht auf sich später einstellende Än derungen reagieren kann, wie z. B. eine Vergrößerung der Sy stemlose.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee be steht allgemein darin, daß eine Erfassung der Zeigerstel lung im Zeigerinstrument durch eine vorzugsweise optische Sensoreinrichtung durchgeführt wird.

Das erfindungsgemäße Zeigerinstrument mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist gegenüber dem bekannten Lösungsansatz den Vorteil auf, daß es eine einfache externe Abgleichmöglich keit bietet, ohne daß eine optische Messung der Zeigerstel lung in der Fertigung durchgeführt werden muß.

Der Zeiger kann somit über seine gesamte Lebensdauer exakt in die vorbestimmte erste Zeigerstellung, z. B. die Null stellung, gefahren werden, da diese stets genau über die Sensoreinrichtung erfaßbar ist.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbil dungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen Zeigerinstruments.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die vorbestimmte erste Zeigerstellung die Nullstellung. So läßt sich ein zu verlässiger Nullabgleich vornehmen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Zeigerantriebseinrichtung einen Schrittmotor und die Steu ereinrichtung einen Inkrementalgeber auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der Schrittmotor keinen Anschlag zur Festlegung der mechani schen Ruhelage auf. Dieser Anschlag ist überflüssig, da das Zeigerinstrument derart gestaltet ist, daß es sich selbst die Nullstellung suchen kann. Insofern kann der Zeiger in eine beliebige, sogar eine variable Ruhelage zurückkehren. Da der bisher im Schrittmotor vorgesehene Anschlag entfal len kann, ist vor dem Aufpressen des Zeigers keine Justage mehr erforderlich.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine zweite Sensoreinrichtung zum Erfassen einer vorbestimmten zweiten Zeigerstellung vorgesehen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Steuereinrichtung derart gestaltet, daß sie die Zeigerstel lung verändert, bis die vorbestimmte zweite Zeigerstellung von der zweiten Sensoreinrichtung erfaßt ist, und basierend auf dem Steuerwert zum Erreichen der vorbestimmten zweiten Zeigerstellung einen entsprechenden zweiten Zeigerpositi onsabgleichswert festlegt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Steuereinrichtung derart gestaltet, daß sie basierend auf dem ersten und zweiten Zeigerpositionsabgleichswert eine Kalibrierung der Steuerbefehlswerte für weitere Anzeigewer te entsprechend der Zeigerskala festlegt. Durch die zweite Sensoreinrichtung in der Instrumentenskala ist es möglich, eine vorbestimmte zweite Zeigerstellung, z. B. den Vollaus schlag, stets genau anzufahren und eine Kalibrierung für alle dazwischenliegenden Anzeigewerte entsprechend der Zei gerskala vorzunehmen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die erste und/oder zweite Sensoreinrichtung einen Lichtsensor oder eine Reflexionslichtschranke an dem entsprechenden Ort der Zeigerskala auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung übt die er ste und/oder zweite Sensoreinrichtung gleichzeitig die Funktion eines Umgebungslichtsensors aus. Die Sensorein richtung kann also auch eine Doppelfunktion aufweisen, bei spielsweise eine Zweitfunktion zur Messung der Umgebungs helligkeit haben.

ZEICHNUNGEN

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Zeigerinstruments mit Zeigerpositionsabgleichfunktion.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 5 eine Zeigerskala; 10, 10', 10'' Zeigerstellungen; 50, 150 eine erste bzw. zweite Sensoreinrichtung und Δ₀, Δ₁ einen ersten bzw. zwei ten Zeigerpositionsabgleichswert.

Das Zeigerinstrument mit Zeigerpositionsabgleichfunktion gemäß der gezeigten Ausführungsform dient als Tachometer für ein in einem Kraftfahrzeug vorgesehenes Kombiinstru ment, welches zahlreiche weitere bekannte Digital- und Zei gerinstrumente zur Drehzahlanzeige, Tankanzeige, Tempera turanzeige usw. aufweist.

Das Zeigerinstrument hat als Zeigerantriebseinrichtung ei nen Schrittmotor und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Zeigerstellung über eine damit verbundene Zeigerantriebs einrichtung in Form eines Inkrementalgebers.

Die erste Sensoreinrichtung 50 ist mit der (nicht gezeig ten) Steuereinrichtung verbunden und dient zum Erfassen ei ner vorbestimmten ersten Zeigerstellung 10, nämlich der Nullstellung.

Die Steuereinrichtung ist derart gestaltet, daß sie bei In betriebnahme, z. B. beim Einschalten der Zündung, die Zei gerstellung ausgehend von der mechanischen Ruhelage 10 so lange verändert, bis die vorbestimmte erste Zeigerstellung 10', d. h. die Nullstellung, von der ersten Sensoreinrich tung 50 erfaßt ist.

Der entsprechende Steuerwert zum Erreichen der Nullstellung 10' beträgt z. B. 10 Inkrementalimpulse. Dies wird als ent sprechender erster Zeigerpositionsabgleichswert Δ₀ fest legt. Daraus kann nun die Steuereinrichtung ableiten, daß zur Darstellung von 40 km/h zunächst Δ₀ Inkrementalimpulse vorgegeben werden, um die Nullstellung zu erreichen und darauf ein Steuerwert entsprechend dem Anzeigewert 40 km/h, der im voraus gespeichert oder, wie weiter unten erläutert, durch die zweite Sensoreinrichtung ermittelbar ist.

Die zweite Sensoreinrichtung 150 dient zum Erfassen einer vorbestimmten zweiten Zeigerstellung 10'', nämlich dem Vollausschlag bei 200 km/h.

Die Steuereinrichtung ist derart gestaltet, daß sie bei In betriebnahme, z. B. beim Einschalten der Zündung, die Zei gerstellung ausgehend von der mechanischen Ruhelage 10 so lange verändert, bis die vorbestimmte zweite Zeigerstellung 10'', d. h. die Vollausschlagstellung, von der zweiten Sen soreinrichtung 150 erfaßt ist.

Der entsprechende Steuerwert zum Erreichen der Vollaus schlagstellung 10'' beträgt z. B. 110 Inkrementalimpulse von der mechanischen Ruhelage. Dies wird als entsprechender zweiter Zeigerpositionsabgleichswert Δ₁ festlegt. Daraus kann nun die Steuereinrichtung ableiten, daß zur Darstel lung von 40 km/h zunächst Δ₀ = 10 Inkrementalimpulse vorge geben werden, um die Nullstellung zu erreichen und darauf ein Steuerwert entsprechend dem Anzeigewert 40 km/h, der folgendermaßen ermittelbar ist:

(100 Ink.impulse/200 km/h)×40 km/h = 20 Ink.impulse

Die Steuereinrichtung ist also derart gestaltet, daß sie basierend auf dem ersten und zweiten Zeigerpositionsab gleichswert Δ₀, Δ₁ eine Kalibrierung der Steuerbefehlswerte für weitere Anzeigewerte, hier 40 km/h, entsprechend der Zeigerskala 5 festlegen kann.

Die erste und zweite Sensoreinrichtung 50; 150 weisen bei dieser Ausführungsform eine Reflexionslichtschranke an dem entsprechenden Ort der Zeigerskala 5 auf, welche eine Re flexion eines Lichtstrahls an der Zeigerrückseite ausnutzt.

Zusätzlicherweise können bei einer weiteren Ausführungsform die erste und/oder zweite Sensoreinrichtung 50; 150 gleich zeitig die Funktion eines Umgebungslichtsensors ausüben, welcher dazu verwendet wird, ein Triggersignal zum Ein schalten der Instrumentenbeleuchtung auszugeben.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise mo difizierbar.

Die erste und zweite Sensoreinrichtung müssen keine opti schen Sensoren aufweisen, sondern können auch mechanisch oder elektrisch funktionieren.

Desweiteren ist die Erfindung nicht auf einen Schrittmotor mit Inkrementalgeber festgelegt, sondern auch auf analoge Zeigerantriebsteuerungen übertragbar.

Claims

1. Zeigerinstrument mit Zeigerpositionsabgleichfunktion, insbesondere für ein in einem Kraftfahrzeug vorgesehenes Kombiinstrument, mit:
einer ersten Sensoreinrichtung (50) zum Erfassen einer vor bestimmten ersten Zeigerstellung (10');
einer Steuereinrichtung zum Steuern der Zeigerstellung über eine damit verbundene Zeigerantriebseinrichtung;
wobei die Steuereinrichtung derart gestaltet ist, daß sie die Zeigerstellung ausgehend von einer mechanischen Ruhela ge (10) verändert, bis die vorbestimmte erste Zeigerstel lung (10') von der ersten Sensoreinrichtung (50) erfaßt ist, und basierend auf dem Steuerwert zum Erreichen der vorbestimmten ersten Zeigerstellung (10') einen entspre chenden ersten Zeigerpositionsabgleichswert (Δ₀) festlegt.

2. Zeigerinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die vorbestimmte erste Zeigerstellung (10') die Nullstellung ist.

3. Zeigerinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zeigerantriebseinrichtung einen Schrittmotor und die Steuereinrichtung einen Inkrementalge ber aufweist.

4. Zeigerinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß der Schrittmotor keinen Anschlag zur Festlegung der mechanischen Ruhelage (10) aufweist.

5. Zeigerinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü che, gekennzeichnet durch eine zweite Sensoreinrichtung (150) zum Erfassen einer vorbestimmten zweiten Zeigerstel lung (10'').

6. Zeigerinstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die Steuereinrichtung derart gestaltet ist, daß sie die Zeigerstellung verändert, bis die vorbestimmte zweite Zeigerstellung (10'') von der zweiten Sensoreinrich tung (150) erfaßt ist, und basierend auf dem Steuerwert zum Erreichen der vorbestimmten zweiten Zeigerstellung (10'') einen entsprechenden zweiten Zeigerpositionsabgleichswert (Δ₁) festlegt.

7. Zeigerinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die Steuereinrichtung derart gestaltet ist, daß sie basierend auf dem ersten und zweiten Zeigerpositionsab gleichswert (Δ₀, Δ₁) eine- Kalibrierung der Steuerbefehls werte für weitere Anzeigewerte entsprechend der Zeigerskala (5) festlegt.

8. Zeigerinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Sensoreinrichtung (50; 150) einen Lichtsensor oder eine Re flexionslichtschranke an dem entsprechenden Ort der Zei gerskala (5) aufweist.

9. Zeigerinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Sensoreinrichtung (50; 150) gleichzeitig die Funktion eines Umgebungslichtsensors ausübt.

10. Verfahren zum Schaffen eines Zeigerpositionsabgleichs für ein Zeigerinstrument, insbesondere für ein in einem Kraftfahrzeug vorgesehenes Kombiinstrument, mit den Schrit ten:
Verändern der Zeigerstellung ausgehend von einer mechani schen Ruhelage (10) mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der Zeigerstellung über eine damit verbundene Zeigeran triebseinrichtung;
Erfassen, ob eine vorbestimmte erste Zeigerstellung (10') erreicht ist, mittels einer ersten Sensoreinrichtung; und
Festlegen eines entsprechenden ersten Zeigerpositionsab gleichswert (Δ₀) basierend auf dem Steuerwert zum Erreichen der vorbestimmten ersten Zeigerstellung (10').