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Einrichtung zur Anzeige des Füllstandes
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in einem Fahrzeugtank Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur
Anzeige des Füllstandes in einem Fahrzeugtank, insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
mit mindestens einem elektrischen Messwertgeber, mit Mitteln zur Unterdrückung von
störenden, durch die Fahrzeugbewegung hervorgerufenen Schwankungen des Messwerts
sowie mit einem Anzeigegerät.
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Bei derartigen bekannten Einrichtungen hat man bereits auf verschiedene
Weise versucht, Schwankungen des Messwerts, die durch die Fahrzeugbewegung, insbesondere
durch Beschleunigen, Bremsen in Fahrtrichtung oder durch die Kurvenbeschleunigung
oder durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufen werden, bei der Anzeige zu unterdrücken.
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Hierzu ist es bekannt, in Flugzeugen Tanks mit mehreren Gebern auszurüsten.
Die Messwertsignale dieser Geber werden miteinander verknüpft in der Art einer Summenbildung,
so dass der infolge einer Beschleunigung höhere Füllstand an einem Messwertgeber
durch einen entsprechend niedrigeren Füllstand an einem anderen Messwertgeber ausgeglichen
wird und ein annähernd zutreffender Anzeigewert gebildet wird. - Diese, mehrere
Geber erfordernde
Massnahme zur Unterdrückung störender Schwankungen
ist aber so aufwendig, dass sie für den Kraftfahrzeugbau in der Regel nicht in Betracht
kommt.
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Bekannt ist es auch, zum Ausgleich störender Schwankungen den Tank
mit einem Messrohr zu versehen, der mit dem Inneren des Tanks in Verbindung steht,
und den in dem Messrohr herrschenden Druck zu messen. Hierbei gehen die Schwankungen
des Füllstands bei geeigneter Dimensionierung des Tanks und des Messrohrs nicht
in den Messwert ein. - Diese Lösung ist aber auch verhältnismässig teuer und wirkt
darüber hinaus bei flachen Tanks schlecht, da hierbei wieder mit Schwankungen der
Flüssigkeit in dem Messrohr nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren gerechnet
werden muss.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Einrichtung zur Anzeige des Füllstands in einem Fahrzeugtank der eingangs genannten
Gattung derart auszugestalten, dass sie zur Unterdrückung störender, durch die Fahrzeugbewegung
hervorgerufener Schwankungen möglichst wenig aufwendig ist und für sehr unterschiedliche
Tankformen geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss für eine Einrichtung der eingangs
genannten Gattung dadurch gelöst, dass zwischen dem Tankgeber und dem Anzeigegerät
ein die störenden Schwankungen des Messwerts ausfilternder Tiefpass angeordnet ist.
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Diese Einrichtung erfordert also nur einen einzigen Messwertgeber,
um trotzdem eine annähernd schwankungsfreie Anzeige zu bieten. Dabei wird die Erscheinung
ausgenutzt, dass die störenden Schwankungen infolge Schlingerbewegungen und Verlagerungen
des Kraftstoffs bei Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgängen und bei Kurvenfahrt
verhältnismässig schnellen Änderungen im Ver-
gleich zu der Abnahme
des effektiven Füllstands durch den Betrieb des Verbrennungsmotors sind. Wenn der
Tiefpass durch eine Zeitkonstante definiert ist, wird diese Zeitkonstante gross
gegenüber der Periodendauer der störenden Schwankungen bemessen.
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In Verbesserung dieser erfindungsgemässen Einrichtung wird diese so
ausgestaltet, dass der Tankgeber als Digital-Messwertgeber ausgebildet ist oder
dass einem Analog-Messwertgeber ein Analog/Digitalumsetzer nachgeschaltet ist und
dass zwischen einem Ausgang des Digital-Messwertgebers oder des Analog/Digitalumsetzers
und dem Anzeigegerät ein digitaler Tiefpass angeordnet ist.
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Ein derartiger digitaler Tiefpass eignet sich grundsätzlich besser
zur Erzielung verhältnismässig grosser Zeitkonstanten als ein analoger Tiefpass.
Dies gilt insbesondere auch deswegen, da bei einer Widerstands-Kondensator-Kombination
in .einem analogen Tiefpass mit unerwünschten Entladungen des Kondensators zufolge
der Ableitung dieses Bauelements gerechnet werden muss, wodurch der Anzeigewert
gegenüber dem Messwert verfälscht werden kann. Der Digital-Messwertgeber arbeitet
demgegenüber auch bei grossen Zeitkonstanten genau.
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Um den Aufwand für den digitalen Tiefpass erheblich herabzusetzen,
ist die Einrichtung besonders vorteilhaft mit den Merkmalen ausgestaltet, dass zur
Bildung einer Digital-Schaltungsanordnung mit Tiefpasseigenschaft Abtastmittel zum
Abtasten des Messwerts, Speicher zum Speichern wenigstens eines Anzeigewerts, Rechenmittel
zum Errechnen eines vorbestimmten Bruchteils der Differenz zwischen dem gespeicherten
Anzeigewert und einem abgetasteten Messwert sowie zur vorzeichenbewerteten Addition
dieser Differenz zu dem Anzeigewert unter Bildung eines neuen Anzeigewerts, Mittel
zur Steuerung der Abtastmittel, der Speicher und der Rechenmittel vorgesehen sind,
dass
die Mittel zur Steuerung mit einem Schaltkontakt zur Inbetriebnahme
des Fahrzeugs sowie mit einem Wegimpulse abgebenden Wegimpulsgeber in Verbindung
stehen und derart ausgebildet und angeordnet sind, dass durch Betätigen des Schaltkontakts
der Messwert bei ruhendem Fahrzeug -abtastbar und in dem Speicher speicherbar ist
und dass daran anschliessend in Jedem durch eine vorgegebene Anzahl Wegimpulse gebildeten
n-ten Zählzyklus der Messwert abtastbar und der Bruchteil der Differenz dieses Messwerts
zu dem in dem vorangehenden (n - 1)ten Zählzyklus gespeicherten Anzeigewert errechenbar
und zu diesem Anzeigewert addierbar ist und dass die einen neuen Anzeigewert bildende
Summe speicherbar ist.
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In dieser Einrichtung wird ein erster Anzeigewert beim Einschalten
der Zündung durch den Schaltkontakt ermittelt, in dem der Messwert des Tankinhalts
gespeichert wird.
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Während der Fahrt wird dann der Tankinhalt in konstanten Wegabständen
erneut gemessen, wobei jeder Wegabstand einem Zählzyklus entspricht, in dem eine
vorgegebene Anzahl von Wegimpulsen des Wegimpulsgebers gerzählt werden. Der bei
jeweils einem konstanten Wegabstand gemessene Messwert wird mit dem bestehenden
Anzeigewert,der in dem Speicher gespeichert ist, verglichen,und der Anzeigewert
wird dabei entweder um einen Betrag vermindert, beibehalten oder um einen Betrag
vergrössert, Je nachdem, ob der neue Messwert kleiner, gleich oder grösser als der
vorangehende Anzeigewert ist. Auch der neue Messwert wird gespeichert. Eine Besonderheit
dieser Einrichtung besteht darin, dass nach Jedem neuen Messwert der bestehende
Anzeigewert nicht um einen konstanten Betrag oder aber überhaupt nicht verändert
wird, sondern um einen vorgegebenen Bruchteil der tatsächlichen Differenz zwischen
dem bestehenden Anzeigewert und dem neuen Messwert. Dadurch wirkt die Einrichtung
wie ein Tiefpass mit einer geschwindigkeitsabhängigen Zeitkonstante, die auch als
Wegkonstante aufgefasst werden kann, wenn der Tankinhalt als Funktion der Fahrstrecke
betrachtet wird. Die Weg-
konstante dieses Tiefpasses wird dabei
so gross gewählt, dass der Anzeigewert gerade noch dem maximalen Verbrauch folgen
kann.
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Die voranstehende Einrichtung hat den besonderen Vorteil, dass sie
eine Tiefpasscharakteristik mit sehr grosser Zeitkonstante bei geringem Aufwand
aufweisen kann und dass der Messwert als Eingangssignal nicht zwangsläufig als Funktion
der Zeit, sondern vorzugsweise als Funktion des Weges oder aber, wenn ein anderer
Impulsgeber vorgesehen ist, einer anderen Variablen verarbeitet werden kann. Bei
der digitalen Verarbeitung des Messwerts in Abhängigkeit von dem Weg wird dieser
in konstanten Wegabständen abgetastet und, wenn er nicht bereits als ein digitales
Signal vorliegt, in ein solches umgewandelt und verarbeitet. Die Verarbeitung erfolgt
dabei im wesentlichen in der Weise, dass beim Auftreten eines Eingangs sprunges
des Messwerts eine exponentielle Ausgleichskurve, die eine Verzögerung erster Ordnung
darstellt, durch eine Treppenkurve angenähert wird, wobei in Jedem Abtastintervall
eine Stufe abnehmender Höhe gebildet wird, da die Differenz zwischen dem konstanten
Eingangs sprung und dem gespeicherten Anzeigewert von Stufe zu Stufe geringer wird.
Das Abtastintervall ist dabei gleich einem Zählzyklus, der durch eine vorgegebene
Anzahlvon Wegimpulsen gebildet wird.
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Im Zusammenhang mit der voranstehend charakterisierten digitalen Einrichtung
mit Tiefpass-Charakteristik ist die Konkretisierung vorteilhaft, dass die Abtastmittel
aus einem Analog/Digitalumsetzer bestehen, mit dem ein Analog-Messwertgeber abtastbar
ist, ein abgetasteter Messwert digitalisierbar und zumindest bis zur nächsten Abtastung
speicherbar ist.
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Die digitale Einrichtung mit Tiefpass-Charakteristik ist ferner mit
besonders geringem Aufwand mit den Merkmalen
realisiert, dass
als Speicher zum Speichern wenigestens eines Anzeigewerts und als Rechenmittel zur
vorzeichenbewerteten Addition eines vorbestimmten Bruchteils der Differenz zwischen
dem gespeicherten Anzeigewert und dem abgetasteten Messwert zu dem Anzeigewert ein
setzbarer Vorwärts-Rückwärts-Zähler mit einem Vorwärts-Rückwärts-Steuereingang,
mit einem vorgeschalteten Teiler, in den eine die Differenz beinhaltende Impulsfolge
einspeisbar ist, und mit einem mit dem Analog/Digital-Umsetzer in Verbindung stehenden
Setzeingang vorgesehen ist.
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Durch diesen setzbaren Vorwärts-Rückwärts-Zähler wird also der Speicher
und ein Teil der Rechenmittel in besonders wenig aufwendiger Weise verwirklicht.
In den Vorwärts-Rückwärts-Zähler wird der Messwert in einen Setzeingang eingegeben,
so dass dieser Messwert zunächst als Anzeigewert zur Verfügung steht. Daraufhin
wird nach Inbetriebnahme des Fahrzeugs eine Impulsfolge in den Vorwärts-Rückwärts-Zähler
eingespeist, mit dem der zuerst eingegebene Messwert nach Massgabe des danach abgetasteten
Messwerts zu einem neuen Anzeigewert verarbeitet wird. Der Anzeigewert wird zur
Anzeige einem Zählerausgang entnommen, desgleichen wird der gespeicherte Anzeigewert
zur Errechnung des nächsten Anzeigewerts über den Zählerausgang ausgelesen.
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Zur weiteren Konkretisierung der digitalen Einrichtung mit Tiefpass-Charakteristik
hat diese die Merkmale, dass als Rechenmittel zum Errechnen derDifferenz zwischen
dem Anzeigewert und dem abgetasteten Messwert ein mit den Wegimpulsen gespeister
vorwärts zählender Zähler, ein erster Vergleicher, dessen erster Eingang mit einem
Ausgang des Zählers und dessen zweiter Eingang mit dem Analog/Digital-Ums etz er
verbunden ist, ein zweiter Vergleicher, dessen erster Eingang mit dem Ausgang des
Zählers
und dessen zweiter Eingang mit einem Ausgang des eine Vorwärts-Rückwärts-Zählers
verbunden ist, uns an je einen AusgAng der Vergleicher angeschlossene , mit Wegimpulsen
gespeisten Kontroll-Logik vorgesehen ist, deren Ausgang an einem Zähleingang und
an dem Vorwärts-Rückwärts-Eingang des Vorwärts-Rückwärts-Zählers mit vorgeschalteten
Teiler angeschlossen ist.
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Die Differenzbildung erfolgt dabei mit geringem Aufwand impulsweise
in der Art, dass ab dem Zeitpunkt, zu dem ein Vergleich in einem der beiden Vergleicher
aufgeht, Wegimpulse über die Kontroll-Logik in den Teiler des Vorwärts-Rückwärts-Zählers
eingespeist werden. Dies geschieht solange, bis auch der Vergleich in dem anderen
Vergleicher aufgeht. Je nachdem, in welchem der beiden Vergleicher der Vergleich
zuerst aufgeht, wird der Vorwärts-Rückwärts-Zähler auf Vorwärts zählen oder auf
Rückwärtszählen mittels der Kontroll-Logik gesteuert.
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Dadurch wird in den Teiler des Vorwärts-Rückwärts-Zählers eine Impulsfolge
eingegeben, deren Impulszahl der Differenz zwischen dem gespeicherten Anzeigewert
und dem neuen Messwert gleich ist. Diese Impulse, die durch den Teiler entsprechend
einem konstanten Faktor geteilt werden, verringern oder erhöhen den Stand des Vorwärts-Rückwärts-Zählers,
je nachdem, ob der neue Messwert kleiner oder grösser als der bisher gespeicherte
Anzeigewert ist.
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Bei der voranstehenden Anordnung kann noch ein kleinerer Fehler dadurch
auftreten, dass der Anzeigewert in dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler noch während der
Vergleichsbildung verändert wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Einrichtung kann aber auch dieser Fehler
eliminiert werden durch einen Zwischenspeicher zwischen dem Ausgang des Vorwärts-Rückwärts-Zählers
und dem zweiten Eingang des zweiten Vergleichers.
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Dadurch kann die Differenz zwischen dem bisherigen Anzeige-
wert
und dem neuen Messwert exakt berechnet werden, um den neuen Anzeigewert zu bilden.
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In zweckmässiger Weise ist die Einrichtung weiterhin so ausgestaltet,
dass die Steuermittel eine mit dem Zähler, mit dem Analog/Digital-Umsetzer und mit
dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler verbundene Startlogik-Schaltungsanordnung umfassen.
Mit dieser Startlogik-Schaltungsanordnung wird in wenig aufwendiger Weise bewirkt,
dass nach dem Einschalten des Schaltkontakts bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs zunächst,
wie beschrieben, der Messwert des Tankinhalts im Stillstand in den Vorwärts-Rückwärts-Zähler
eingespeist wird, und zwar direkt in den Setzeingang, nachdem zuvor der Analog/
Digital-Umsetzer und der Vorwärts-Rückwärts-Zähler gelöscht wurden. Daran anschliessend
nach Eingabe des ersten Messwerts erfolgt, wie kurz beschrieben, die Veränderung
des Anzeigewerts in dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler.
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An einen Ausgang des Vorwärts-Rückwärts-Zählers kann eine Digital-Anzeigeanordnung
und aeebenenfalls über einen Analog/Digital-Umsetzer eine
Anzeigeanordnung angeschlossen sein. Die digital arbeitende Einrichtung mit Tiefpass-Charakteristik
empfiehlt sich wegen der angegebenen Vorzüge - geringer Aufwand bei grosser Zeitkonstante
und hoher Genauigkeit - auch dann, wenn eine analoge Tankanzeige gewünscht wird.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit drei Figuren
beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 ein Blockschaltbild der digital arbeitenden Einrichtung
mit Tiefpass-Charakteristik, Fig. 2 den zeitlichen Zusammenhang zwischen charakteristischen
Zuständen oder Funktionen der Einrichtung nach Fig. 1 nach der Inbetriebnahme des
Fahrzeugs und
Fig. 3 elne typische zeitliche Veränderung des Anzeigewerts
nach einem Rechtecksprung des Messwerts.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein Analog/Digital-Umsetzer mit 8 bit bezeichnet,
an den ein Oszillator 2 zur betriebsmässigen Funktion des Umsetzers angeschlossen
ist. An einen Analogeingang 3 ist über einen Verstärker 4 ein nicht dargestellter
Messwertgeber gekoppelt. Der digitale Messwert wird von einem Digitalausgang 4a
abgenommen.
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Je ein Steuereingang 6 und ein Steuerausgang 7 ist mit einer Startlogik
8 verbunden.
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Zur Speicherung des Anzeigewerts ist ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler
9 mit einem an seinem Zähleingang vorgeschalteten Teiler 10 vorgesehen. Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler
hat einen Zählerausgang 11a, 11b.
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An 11a ist über einen Digital/Analog-Umsetzer 12 eine nicht dargestellte
Analog-Anzeigeeinrichtung angeschlossen. Weiter ist mit dem Ausgang 11a eine Digital-Anzeigeeinrichtung
13 verbunden. Ein Setzeingang 14 4 des Vorwärts-Rückwärts-Zählers steht mit dem
Ausgang 4a des Analog/Digital-Umsetzers in Verbindung. Zwei Steuereingänge 15, 16
sind mit einer zweiten Startlogik 17 verbunden. Der dem Zähleingang des Vorwärts-Rückwärts-Zählers
vorgeschaltete Teiler weist einen Impuls eingang 18 und einen Vorwärts-Rückwärts-Steuereingang
19 auf. Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 9 selbst und der vorgeschaltete Teil-er 8
umfassen Je 8 bit. Daraus ergibt sich ein Werteumfang von 256 für den Anzeigewert
und ein Teilfaktor von 256 des Teilers.
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Ein zweiter Zählern der Einrichtung ist als einfacher Vorwärts-Zähler
20 mit ebenfalls 8 bit ausgestaltet.
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Der Vorwärts-Zähler steht über einen Zähleingang 21 über eine Impulsformerstufe
22 mit einem nicht dargestellten Wegimpulsgeber in Verbindung. Der Zähler 20 hat
ferner einen Steuereingang 23 und einen Steuerausgang
24. Der Ausgang
des Zählers 20 ist mit 25a, 25b bezeichnet.
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Ferner umfasst die Einrichtung nach Fig. 1 einen ersten Vergleicher
26 und einen zweiten Vergleicher 27. Je ein erster Eingang 28, 29 des ersten und
des zweiten Vergleichers ist an den Ausgang 25a, 25b des Vorwärts-Zählers angeschlossen.
Der zweite Ausgang 30 des ersten Vergleichers steht mit dem Ausgang 4a des Analog/Digital-Umsetzers
1 in Verbindung,und der zweite Eingang 31 des zweiten Vergleichers ist mit dem Zählerausgang
11b des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 9 verbunden.
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Von jedem Ausgang 32,33 des ersten und des zweiten Vergleichers führt
eine Leitung zu einer Kontroll-Logik 34. An einen Eingang dieser Kontroll-Logik
ist ferner ein Ausgang der Impulsformerstufe 22 angeschlossen. Ausgangsseitig ist
die Kontroll-Logik mit dem Impuls eingang 18 und dem Vorwärts-Rückwärts-Steuereingang
19 des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 9 mit Teiler 10 gekoppelt.
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Die Startlogik 8 und die Startlogik 17 stehen mit einander und mit
dem Vorwärtszähler 20 in Verbindung. Die Startlogik 17 ist ferner mit einem Schaltkontakt
35, der durch einen Zündschlüssel betätigbar ist, gekuppelt.
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Anstelle mit einem Wegimpulsgeber kann die Impulsformer- -stufe 22
in einer anderen Ausführungsform auch mit einem Taktgeber verbunden sein. Die Einrichtung
in Fig.1 wird dann nicht nach Massgabe konstanter Wegabstände betrieben, sondern
in Abhängigkeit von konstanten Zeitabständen gesteuert.
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Die Funktion der Einrichtung nach Fig. 1 wird im folgenden im Zusammenhang
mit den Zeitdiagrammen nach Fig. 2 erläutert.
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In Fig. 2 sind verschiedene Grössen und Zustände entlang Zeitachsen
a, b, c, d aufgetragen, und zwar: entlang a die Abtastung des Messwerts, entlang
b Signale an dem Setzeingang 14 und den Steuereingängen 15, 16 sowie dem Vorwärts-Rückwärts-Steuereingang
19 des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 9, entlang c Impulsfolgen an dem Impulseingang
18 des Teilers 10, entlang d digitale Messwerte V am Ausgang 4a des Analog/Digital-Umsetzers,
Anzeigewerte A am Ausgang 11a, 11b des Vorwärts-Rückwärts-Zählers, und Z den Zählerstand
des Vorwärtszählers 20.
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Zum Zeitpunkt t0 wird durch Betätigung des Schaltkontakts 35 zunächst
der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 9, der Vorwärts zähler 20 und der Analog/Digital-Umsetzer
1 auf 0 zurückgestellt. Sodann beginnt durch die Steuerung der Startlogik sogleich
eine erste Abtastung des Messwerts an dem Analogeingang 3 des Analog/Digital-Umsetzers
1, der am Ausgang 4a als digitales Signal erscheint, das direkt in den Setzeingang
14 zum Zeitpunkt t1 aufgrund eines Befehls der Startlogik 17 eingespeist wird. Zum
Zeitpunkt t1 ist dann der Anzeigewert gleich dem Messwert beim Stillstand des Fahrzeugs.
Zum Zeitpunkt t2 beginnt infolge einer Bewegung des Fahrzeugs eine Impulsfolge von
Wegimpulsen, die von der Impulsformerstufe 22 abgegeben werden. Die in den Zähleingang
21 eingezählten Wegimpulse zählen den Zähler 20 in einer Treppenfunktion hoch, die
entlang der Zeitlinie d angenähert als Linie dargestellt ist. Zum Zeitpunkt t3,
der von dem Erreichen eines vorgegebenen Zahlenwerts, nämlich 256, des Vorwärtszählers
20 bestimmt wird, erfolgt über die Startlogik 8 eine erneute Abtastung des Messwerts,
der in Fig. 2 als bezeichnet wird. Der Anzeigewert zu diesem Zeitpunkt ist als Av<1
gekennzeichnet.
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In dem ab dem Zeitpunkt t3 beginnenden Messzyklus wird wieder der
Zähler 20 von 0 hochgezählt. Dabei erreicht der Zählerstand den Anzeigewert Av<1
zum Zeitpunkt t4,
wodurch ein Signal an dem Ausgang 33 des zweiten
Vergleichers 27 erscheint und in die Kontroll-Logik eingespeist wird. Das Signal
bedeutet, da hier der Messwert AvSgrösser als der Anzeigewert A-1 des vorangegangenen
Zyklus ist, dass der Vorwärts-Rückwärts-Steuereingang 19 ein Signal zum Vorwärtszählen
aus der Kontroll-Logik empfängt. Dieses Signal ist aus dem Kurvenzug zur Zeitachse
d ersichtlich. Zugleich öffnet die Kontroll-Logik 34 beim Empfang des Signals von
dem Ausgang 33 ein Tor, so dass nun eine Wegimpulsfolge in den Impulseingang 18
des Teilers 10 eingezählt wird.
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Diese Impulsfolge ist entlang der Zeitachse c dargestellt.
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Sie bewirkt, dass nach Massgabe eines konstanten Faktors, der durch
den Teiler erzielt wird, der Anzeigewert in dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler 9 hochgezählt
wird, und zwar bis zu dem Zeitpunkt t5.
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Zu diesem Zeitpunkt t5 erreicht der Zählerstand des Vorwärts zählers
20 den Messwert Vv, so dass der Vergleich in dem ersten Vergleicher 26 aufgeht und
ein Signal an dem Ausgang 32 des Vergleichers 26 eine weitere Ubergabe von Wegimpulsen
zu dem Impulseingang 18 durch die Kontroll-Logik 34 verhindert. Zu diesem Zeitpunkt
t5 ist dann in dem Speicher 9 ein Anzeigewert Avagleich der mit dem Faktor K bewerteten
Differenz des Messwerts Vv,zu dem Anzeigewert Vv,1 gebildet.
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Zu dem Zeitpunkt t6 beginnt ein weiterer Zählzyklus.
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Bei diesem ergibt die Abtastung des Messwerts, dass der Messwert V+1
geringer als der Anzeigewert Aw ist. Hier wird beim Hochzählen des Vorwärts zählers
20 zunächst der Vergleich ffin dem ersten Vergleicher 26 zum Zeitpunkt zein 1nai
t7 aufgehen. Dadurch erhält die Kontroll-Logikivon dem Ausgang 32, das über. den
Vorwärts-Rückwärts-Steuereingang 19 ein Abwärtszählen des Vorwärts-Rückwärts-Zählers
9 veranlasst,und eine Impulsfolge von Wegimpulsen wird in den Impulseingang 18 eingespeist,
bis der Zählerstand des Vorwärtszählers 20 den aktuellen Anzeigewert,der in dem
Vorwärts-Rückwärts-Zähler
9 gespeichert ist, erreicht.
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Dieser aktuelle Anzeigewert A+1, der durch den Zählerstand des Vorwärtszählers
20 zum Zeitpunkt t8 erreicht wird, entspricht hinsichtlich des Beendigens der Impulsfolge
an dem Impulseingang 18 annähernd dem Zählerstand des vorangehenden Zählzyklus.
Eine höhere Genauigkeit an die gewünschte Funktion lässt sich erreichen, wenn zwischen
dem Zählerausgang 11b und dem zweiten Eingang 32 des zweiten Vergleichers 27 ein
gesteuerter Zwischenspeicher angeordnet ist.
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Mit der beschriebenen Einrichtung wird für einen Verarbeitungsschritt
in einem Zählzyklus der Anzeigewert nach folgender Beziehung erreicht:
Darin ist K ein Teilfaktor, der durch den Teiler 10 realisiert ist.
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an Fig. 3 ist das Anwachsen des Anzeigewerts A in Abhängigkeit von
dem Weg s bei einem Rechtecksprung des Messwerts V dargestellt.
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An dieser Stelle wird im Hinblick auf Fig. 2 darauf hingewiesen, dass
auch die dort bezeichneten Zeitachsen a, b, c, d Wegachsen sind, jedenfalls ab dem
Zeitpunkt t1 und dass die Zeitpunkte t2 - t8 Wegstrecken bedeuten, die das Fahrzeug
zu diesen Zeitpunkten zurückgelegt hat.
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Dies gilt jedenfalls dann, wenn mit Wegimpulsen gearbeitet wird, nicht
aber nach einer Variante der Einrichtung mit Zeitimpulsen.
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Zurück zu Fig. 3 ist erkennbar, wie die Sprungantwort der Einrichtung
nach Fig. 1 treppenförmig zwischen Abtastintervallen L?L S verläuft. Zum Vergleich
ist eine Sprungantwort eines analogen Tiefpasses als gekrümmte Linie A' mit unterbrochener
Linie eingetragen, In Fig. 3 ist ferner eine Wegkonstante 1 s e 4 etragen, die der
Zeitkonstante
des analogen Tiefpasses entspricht.
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Zusammenfassend zeigt Fig. 3 anschaulich, dass mit der Einrichtung
nach Fig. 1 ein Tiefpassverhalten mit einer Wegkonstante erzielt wird. Die Wegkonstante
ist dabei gleich dem Produkt des Teilfaktors K mit dem Abtastintervall a s. Die
Wegkonstante kann in einfacher Weise variiert werden durch die Vorgabe der Anzahl
der Wegimpulse pro Wegeinheit.