DE2912362A1 - Einrichtung zur anzeige von messwerten - Google Patents

Einrichtung zur anzeige von messwerten

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DE2912362A1
DE2912362A1 DE19792912362 DE2912362A DE2912362A1 DE 2912362 A1 DE2912362 A1 DE 2912362A1 DE 19792912362 DE19792912362 DE 19792912362 DE 2912362 A DE2912362 A DE 2912362A DE 2912362 A1 DE2912362 A1 DE 2912362A1
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DE
Germany
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evaluation circuit
pointer
electric motor
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motor
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DE19792912362
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English (en)
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Horst Goertler
Hans Prohaska
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SWF Auto Electric GmbH
Original Assignee
SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R17/00Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
    • G01R17/02Arrangements in which the value to be measured is automatically compared with a reference value
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00Details of instruments
    • G01P1/04Special adaptations of driving means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00Details of instruments
    • G01P1/07Indicating devices, e.g. for remote indication
    • G01P1/08Arrangements of scales, pointers, lamps or acoustic indicators, e.g. in automobile speedometers

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Anzeige
  • von Meßwerten, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.
  • Bei den meisten Kraftfahrzeugen wird die Information über die Geschwindigkeit über eine flexible Welle zum Armaturenbrett geführt, die entweder vom Ausgang des Schaltgetriebes über ein besonderes Abtriebszahnrad oder bei ungünstiger Getriebeanordnung direkt von einem Vorderrad angetrieben wird. In der Anzeigeeinheit rotiert ein mit der Welle verbundener Magnet, der nach dem Wirbelstromprinzip eine Kraft auf eine Metallscheibe ausübt, die entgegen dem Rückstellmoment einer Feder den Geschwindigkeitszeiger betätigt.
  • Um die biegsame Welle einzusparen und die sich dadurch ergebenden Verbesserungen, nämlich keine Geräusche, keine Schmie probleme, längere Lebensdauer und keine Schwierigkeiten beim Verlegen der Welle infolge ungünstiger Getriebeanordnung zu nutzen, versucht man, andere Vorrichtungen zur Geschwindigkeitsanzeige zu schaffen.
  • So ist es bekannt, einen Geber zu verwenden, der am oder im Getriebe sitzt und elektrische Impulse erzeugt, deren Anzahl in einem festen Zeitraum von der Geschwindigkeit abhängt, und die in einer Auswerteschaltung verarbeitet und zur Anzeige der Geschwindigkeit benutzt werden. In jüngster Zeit ist dabei die Meßwertanzeige aus einzelnen nebeneinanderliegenden Anzeigeflächen oder Informationselementen aufgebaut, die von der Auswerte schaltung angesteuert werden und auf elektrooptischem Weg die Geschwindigkeit oder Drehzahl anzeigen. Es können dabei soviele verschiedene Meßwerte dargestellt werden, wie Informationselemente vorhanden sind. Innerhalb eines engen Bereichs von Meßwerten wird also nur ein- und derselbe Meßwert angezeig so daß sich eine diskontinuierliche Form der Anzeige ergibt.
  • Diese neuen Anzeigeeinheiten sind empfindlich gegen große Temperaturschwankungen, gegen Luftfeuchtigkeit, Schwingungen, Stromstöße usw. Diese Bedingungen stellen in Verbindung mit dem erforderlichen ansprechenden Aussehen und den Wirtschaftlichkeitsaspekten sehr große Ansprüche.
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Anzeige von Meßwerten zu schaffen, die ebenfalls eine diskontinuierliche Darstellung besitzt, die jedoch robust und von langer Lebensdauer ist. Die Einrichtung soll möglichst kostengünstig hergestellt werden können und sich durch einen relativ einfachen Aufbau auszeichnen.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Anzeige von Meßwerten erfindungsgemäß dadurch erfüllt, daß von der Auswerteschaltung ein Elektromotor, der mechanisch mit einem beweglichen Zeiger gekoppelt ist, ansteuerbar ist, falls die Stellung des Zeigers nicht dem momentanen Meßwert entspricht, und daß dann der Zeiger vom Elektromotor in die mit dem Meßwert übereinstimmende Position bewegbar ist.
  • Die Anzeigeeinheit wird also durch ein elektromechanisches System realisiert, dessen Einzelteile in einfacher Weise zusammenarbeiten und eine lange Lebensdauer besitzen, Gegenüber anderen Einrichtungen mit Drehspulinstrument, die eine stufenlose Anzeige der Meßwerte besitzen, entfällt der feinmechanisch teure Drehspulmechanismus. Der Elektromotor wird nur angesteuert, falls die Stellung des Zeigers nicht dem momentanen Meßwert entspricht, so daß gegenüber anderen Einrichtungen, 1->cj denen sich ein Elektromotor dauernd dreht, eine längere Lebensdauer des Elektromotors und eine Schonung des elektrischen Bordnetzes erreicht wird.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen können den Unteransprüchen entnommen werden. So ist es besonders günstig, wenn wenigstens ein Anzeigewert absolut einstellbar ist. Dieser Wert wird also nicht in Bezug zur vorherigen Zeigerstellung, sondern unabhängig davon eingestellt, sobald ihn der Geber erst faßt. So können eventuelle Fehlsteuerungen der Auswerteschaltung wieder korrigiert werden.
  • In dieser Hinsicht am besten ist es, wenn gemäß den Ansprüchen 5 bis 11 jede Position des Zeigers absolut ansteuerbar ist, so daß eine zufällige Fehlsteuerung bereits beim nächsten aufgenommenen Meßwert schadlos gemacht wird. Eine derartige Ansteuerung der Zeigerpositionen ist möglich, indem in die Bewegungsbahn des Zeigers eine Reihe von Gegenkontakten gelegt wird, über die der elektrisch leitende Zeiger schleift. Wenn über den Zeiger nur ein Signalstrom für die Auswerteschaltung und nicht der Motorstrom fließt, müssen die Gegenkontakte nicht für den Motorstrom ausgelegt sein. Es sind dann nur noch zwei Leitungen für den Motorstrom nötig, die direkt von der Auswert schaltung zum Motor führen.
  • Da bei den beschriebenen Weiterbildungen sehr viele Kontakte und Leitungen vorhanden sind, ist es günstig, wenn nach den Ansprüchen 9 bis 11 die Stellung des beweglichen Zeigers in codierter Form an die Auswerteschaltung signalisiert wird.
  • So ist etwa bei 128 Positionen des Zeigers eine 7 bit - Codierung möglich, so daß nur noch 7 Signalleitungen nötig sina.
  • Wenn man dabei den Gray-Code verwendet, bei dem sich beim Über gang zwischen zwei benachbarten Zahlen nur ein einziges Bit ändert, so ist eine Anzeige gewährleistet, die eine Fehlsteuerung durch die Auswerteschaltung nahezu ausschließt.
  • Die Anzahl der von der Anzeigeeinheit zur Auswerteschaltung führenden elektrischen Leitungen kann weiter reduziert werden, wenn nicht alle Positionen, sondern nur einige Positionen des Zeigers absolut ansteuerbar sind. Alle anderen Positionen werden also im Bezug zur vorhandenen Position erreicht. Etwaige Steuerungsfehler werden erst dann korrigiert, wenn ein Meßwert auftritt, der absolut ansteuerbar ist. Auch die wenigen absolut erreichbaren Positionen können dabei noch einmal codiert sein, so daß sich eine weitere Verringerung der Leitungen ergibt.
  • Nicht nötig ist eine Codierung natürlich, wenn gemäß Anspruch 12 nur ein Meßwert, der durch eine Synchronmarke gekennzeichnet ist, absolut ansteuerbar ist. Falls der bewegliche Zeiger von einem Schrittmotor angetrieben wird, ist also nur noch eine Signalleitung, die die Synchronmarke mit der Auswerteschaltung verbindet, nötig. Um den Zeiger von einer augenblicklichen Position aus in eine andere zu bewegen, steuert die Auswerteschaltung den Schrittmotor so, daß dieser eine der Anzahl von Stellungen, die der Zeiger zwischen der Ausgangs-und Zielposition einnehmen kann, entsprechende Anzahl von Schritten ausführt.
  • Die Steuerung und der Aufbau eines Schrittmotors ist recht aufwendig, so daß in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 zusätzlich zu einem sich kontinuierlich drehenden Elektromotor Inkrementalpositionsgeber verwendet werden. Diese können auf verschiedene Weise gemäß den Ansprüchen 15 bis 18 realisiert werden, wobei bei der Ausführung nach Anspruch 18 durch eine günstige Getriebeuntersetzung neben dem ruhenden Aufnahmeelement lediglich eine bewegbare Marke notwendig ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Auswerteschaltung sind in den Unteransprüchen 19 bis 28 beschrieben. Sie vergleicht jeweils zwei aufeinanderfolgende Meßwerte und steuert je nachdem, ob der jüngste Meßwert größer oder kleiner als der vorhergehende ist, den Motor in einer seiner beiden Drehrichtungen an. Wie lange dann der Motor mit Strom versorgt wird, wird ebenfalls durch die Auswerteschaltung festgelegt. Der Vergleich der Meßwerte geschieht vorteilhaft durch einen Komparator, bei dem die Signale an den Ausgängen anzeigen, ob der momentane Meßwert größer, gleich oder kleiner als der vorhergehende ist.
  • Damit können die Ausgangssignale des Komparators dazu benutzt werden, zu erkennen, ob eine Motordrehung überhaupt notwendig ist, und falls dies so ist, in welche Richtung sich der Motor drehen muß.
  • Dem Komparator werden die Meßwerte aus einer Zähleinheit, die die vom Geber erzeugten Impulse in einem bestimmten Takt zählt und jeweils die in der letzten Zeiteinheit aufgenommene Anzahl der Impulse speichert, und aus einem Speicher zugeführt, der den vorhergehenden Meßwert gespeichert hat. Der Speicher kann dabei auf elektromechanische Weise durch die Anzeigevorrichtung selbst gebildet sein, wenn etwa über den Zeiger und eine Reihe von Gegenkontakten ein Signalstrom fließt, oder alle Positionen des Zeigers codiert sind. Der Komparator steuert dann solange den Elektromotor an, bis die Anzeige und der Meßwert übereinstimmen. Es kann jedoch auch innerhalb der Auswerteschaltung ein Speicher angeordnet sein.
  • Falls nicht alle Positionen des Zeigers absolut ansteuerbar sind, ist es günstig, wenn dieAuswerteschaltung gemäß Anspruch 25 eine Steuereinheit aufweist, die erkennt, wie weit zwei aufeinanderfolgende Meßwerte auseinanderliegen und danach den Schrittmotor oder mit Hilfe der Inkrementalpositionsgeber den sich kontinuierlich drehenden Elektromotor ansteuert. Es muß dabei natürlich sichergestellt werden, daß eine Verstellung des Zeigers beendet ist, ehe andere aus dem Ve-rgleich zweier weiterer Meßwerte entstandene Stellsignale gegeben werden.
  • Dies kann durch eine entsprechende Auslegung des Takts der Zählereinheit oder, um ganz sicher zu gehen, durch eine Rückkoppelung innerhalb der Steuereinheit geschehen.
  • Vorteilhafterweise ist die Auswerteschaltung in einem Mikroprozessor oder Mikrocomputer zusammengefaßt. Außerdem kann sie noch weitere Anschlüsse aufweisen um zusätzlich oder alternativ eine andersartige Anzeigeeinheit, etwa eine 7 - Segment Anzeige steuern zu können.
  • Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel mit einem als Schleifkontakt ausgebildeten Zeiger, über den der Motorstrom fließt, Fig. 2 einzelne Bauteile der Auswerteschaltung aus Fig. 1 mit Geber und Elektromotor, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem aus Fig. 1, bei dem über den Zeiger nur ein Signalstrom fließt, Fig. 4 eine Einrichtung zur Anzeige von Meßwerten mit codierten Zeigerstellungen, Fig. 5 ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltung für die Ausführungsbeispiele aus den Fig. 3 und 4, Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel mit Schrittmotor und Synchronmarke, Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel mit einem Inkremental-Positionstacho als Inkrementalpositionsgeber, Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel mit einem Inkrementalpositionsgeber aus wenigstens einer beweglichen Marke und einem ruhenden Signal geber und Fig. 9 ein Blockschaltbild der Auswerteschaltung mit den peripheren Bauteilen Geber, Elektromotor, Synchronmarke und Inkrementalpositionsgeber gemäß den Ausführungsbeispielen aus den Fig. 6 bis 8.
  • Alle Ausführungsbeispiele weisen eine Auswerteschaltung 1 einen Zeiger 2, der um eine Achse 3 drehbar ist, und einen Elektromotor auf, der im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 als Schrittmotor 4, in allen anderen Beispielen als sich kontinuierlich drehender Elektromotor 5 ausgebildet ist. In Fig. 1 ist der eine Anschluß 6 des Elektromotors 5 über die Leitung 7 mit der Auswerteschaltung 1 verbunden, während der Anschluß 8 über die Leitung 9 an dem aus stromleitendem Material hergestellten Zeiger liegt. In der Bewegungsbahn des Zeigers 2, der wie durch die Achse 10 schematisch angedeutet ist, vom Elektromotor gedreht werden kann, befindet sich eine Reihe von Gegenkontakten 11, über die der Zeiger bei einer Bewegung schleift.
  • Jeder Gegenkontakt 11 wiederum ist durch eine Leitung 12 mit der Auswerteschaltung 1 verbunden0 Ein stark vereinfachtes Blockschaltbild dieser Auswerteschaltung 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Eine Zähleinheit 15 wird von dem Geber 16, der den Meßwert erfaßt, angesteuert. Am Ausgang der Zähleinheit 15 steht jeweils der jüngste Meßwert an, der somit, wie durch die Linien 17 und 18 angedeutet ist, auch an Eingängen des Komparators 19 und des Speichers 20 liegt. Die Linie 21 weist darauf hin, daß an weiteren Eingängen des Komparators 19 auch der vom Speicher 20 kommende vorhergehende Meßwert erscheint. Der Eingang des Speichers 20 wird dabei immer nur kurz zur Übernahme des neuesten Meßwerts geöffnet.
  • Ein Ungleich-Ausgang des Komparators 19 ist an den Elektromotor 5 angeschlossen.
  • Der jüngste Meßwert wird, wie die Linie 24 andeutet, eventuell über einen Decoder auf das Schieberegister 22 gegeben, dessen Parallelausgänge über eine der Anzahl der Gegenkontakt 11 entsprechenden Anzahl von Leitungen 23 mit den Gegenkontakten 11 verbunden sind. Der Zeiger 2 ist, wie schon beschrieben über die Leitung 9 am Motor angeschlossen.
  • Wenn die Einrichtung in Betrieb ist, vergleicht der Komparato 19 die beiden an seinen Eingängen anstehenden Meßwerte. Je na dem ob der momentane Meßwert größer, kleiner oder gleich dem.
  • vorhergehenden ist, gibt er ein Plus oder Minus auf seinen an den Motor angeschlossenen Ausgang. Im vorliegenden Beispiel möge der Ausgang so gewählt sein, daß bei einem gleich großen größeren jungsten Meßwert ein Minus, bei einem kleineren ein Plus erscheint, Das Schieberegister ist so gesteuert, daß bei größer oder gleichen Meßwerten auf allen Gegenkontakten, die sich vo der Stellung Oaus gesehen unterhalb der Zielposition des Zeigers befinden, positives Potential liegt. Bei kleineren Meßwerten ist auch der Zielkontakt noch positiv.
  • Falls also der Meßwert größer wird, ist der Motor 5 auf der Seite des Komparators 19 an Minus und auf der anderen Seite an Plus angeschlossen. Er dreht deshalb den Zeiger 2 und wird erst elektrodynamisch abgebremst, wenn der Zeiger den Zielkontakt erreicht, da dieser ebenfalls negatives Potential aufweist. Falls zwei aufeinanderfolgende Meßwerte gleich sind, bleibt der Ungleich-Ausgang des Komparators auf Minus. Der Motor bewegt sich deshalb nicht. Bei kleineren Meßwerten wird der Ausgang positiv, während die Gegenkontakte vom Zeiger bis oberhalb des Zielkontakts jetzt auf negativem Potential liegen.
  • Der Motor dreht sich deshalb in umgekehrter Richtung, bis der Zeiger den Zielkontakt beaufschlagt.
  • Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 und 2 sind auch bei dem aus Fig. 3 alle Positionen des Zeigers 2 absolut ansteuerbar. Der Zeiger 2 ist hier jedoch über die Leitung 30 mit Masse und nicht mit dem Motor 5 verbunden. Über Jeweils den Gegenkontakt 11, den der Zeiger 2 gerade berührt, und die entsprechende Leitung 12 fließt also nur ein Signalstrom zwischen der Auswerteschaltung 1 und Masse. Beide Anschlüsse des Elektromotors 5 sind durch die Leitungen 7 und 31 direkt mit der Auswerteschaltung 1 verbunden.
  • Um die Anzahl der Xontakte 11 und der Leitungen 12 zu reduzieren, wird beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 mit dem Zeiger 2 eine Scheibe 40 gedreht, auf der in codierter Form jede Position, die sie mit dem Zeiger 2 einnehmen kann, gekennzeichnet ist. Eine dieser Scheibe gegenüberliegende ruhende Einheit trägt Aufnahmeelemente 39,die auf mechanischer, magnetischer oder optischer Basis von den einzelnen Kombinationen auf der Scheibe 40 angesteuert werden und über die Leitungen 41 Signale an die Auswerteschaltung 1 geben. Durch eine derartige Codierung der Zeigerpositionen werden z.B. bei 128 Positionen nur noch 7 Signalleitungen gebraucht.
  • Der besondere Vorteil einer Benutzung des Gray-Codes liegt darin, daß sich beim Ubergang von einer Position zur nächsten nur jeweils ein Bit ändert. Bei einer Änderung von mehr als einem Bit würde die Auswerteschaltung während des Überganges andere Positionen des Zeigers erkennen, da ja zwei Bits nie zum genau gleichen Zeitpunkt wechseln. Dies könnte zu Fehlsteuerungen führen, die durch den Gray-Code vermieden sind.
  • Der Elektromotor 5 ist wieder über Leitungen 7 und 31 direkt mit der Auswerteschaltung 1 verbunden, die näher in Fig. 5 dargestellt ist. Sie weist in diesem Fall als entscheidende Bausteine nur die Zähleinheit 15 und den Komparator 19 auf, an dessen Ungleich-Ausgängen der Elektromotor 5 über die Leitungen 7 und 31 liegt.
  • Der am Ausgang des Zähleinheit 15 stehende momentane Meßwert und der sich im Speicher 42 befindliche Meßwert liegen an den Eingängen des Komparators 19, der je nachdem, ob der momentaneMeßwert größer, kleiner oder gleich dem im Speicher vorhanden ist, den Elektromotor in die eine oder andere Drehrichtung ansteuert oder nicht. Der Speicher 42 ist dabei im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 durch den Zeiger 2 und die Gegenkontakte 11, im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 durch die Codekombinationen und die Aufnahmeelemente 39 gegeben.
  • Bei den Ausführungsbeispielen aus den Fig. 6 bis 8 ist nur noch eine Position des Zeigers 2 absolut ansteuerbar. Diese Position ist durch eine Synchronmarke 50 gekennzeichnet, die ein Aufnahmeelement 51 und ein Kennzeichen 52 aufweist, die auf mechanischer, magnetischer oder optischer Basis miteinander kommunizieren können. Das Kennzeichen 52 sitzt auf einer mit dem Zeiger 2 mitbewegten Scheibe 40, das Aufnahmeelement 51 gibt über die Leitung 54 ein Signal an die Auswerteschaltung 1. Der Elektromotor 4 ist ein zwei-phasiger Schrittmotor, der von der Auswerteschaltung 1 in unipolarer Weise angesteuert wird. Von der Auswerteschaltung 1 führen deshalb insgesamt vier Leitungen 55 zu den Wicklungen des Motors, die über die Leitung 56 an Masse liegen.
  • In den Fig. 7 und 8 ist für die dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele wieder ein herkömmlicher, sich kontinuierlich drehender Elektromotor 5 verwendet, der über die Leitungen 7 und 31 an der Auswerteschaltung 1 liegt. Da ebenfalls nur eine Zeigerstellung über die Synchronmarke 50 absolut ansteuerbar ist, werden die einzelnen Positionswechsel des Zeigers 2 der Auswerteschaltung 1 über Inkrementalposiiionsgeber 60,61 oder 62 angezeigt, die über eine elektrische Leitung 63 mit der Auswerteschaltung 1 in Verbindung stehen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 7 ist der Inkrementalpositionsgeber durch den Inkrementalpositionstacho 60 realisiert, der bei jedem Übergang des Zeigers 2 zwischen zwei benachbarten Positionen an die Auswerteschaltung 1 einen Impuls gibt. Ebenso erhält die Auswerteschaltung 1 von dem Empfänger 64 aus Fig. 8 einen Impuls, wenn eine der auf der mit dem Zeiger 2 mitbewegten Scheibe 40 angebrachten Marken 66 an diesem vorüberstreicht.
  • Um die Anzahl der beweglichen Marken reduzieren zu können, ist es günstig, nur eine bewegliche Marke 67 an einem Getrieberad 68 anzubringen, das eine ganze Umdrehung macht, wenn sich der Zeiger 2 von einer Position zu einer benachbarten Position bewegt. Da der durch das Aufnahmeelement 69 und die entsprechende Signalleitung 63 zur Auswerteschaltung 1 vervollständigte Inkrementalpositionsgeber 62 anstelle des Gebers 61 verwendet würde, ist er nur mit gestrichelten Linien angedeutet.
  • Das Blockschaltbild aus Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Auswerteschaltung 1 mit den sie umgebenden elektrischen Bauteilen gemäß den Fig. 6 bis 8. Sie weist wiederum eine vom Geber 16 angesteuerte Zähleinheit 15, einen Speicher 20 und ein Komparator 19auf sowie die Auswerteschaltung aus Fig, 2.
  • An den Eingängen des Komparators 19 liegen wieder zwei aufeinanderfolgende Meßwerte, aus deren gegenseitigem Verhältnis der Komparator die Drehrichtung des Motors bestimmt. Zwei aufeinanderfolgende Meßwerte werden ebenfalls, symbolisiert durch die Leitungen 80 und 81, den Eingängen der Steuereinheit 82 zugeführt, die aus dem Größenunterschied der beiden Meßwerte die Anzahl der Schritte des Schrittmotors 4 festlegt. Eine Steuerlogik 83, an deren Eingänge die Ausgänge der Zählereinheit 15, des Komparators 19, der Steuereinheit 82 und die Signalleitung 54 der Synchronmarke 50 geschaltet sind, steuert vier Transistorschalter 84, die wiederum Strom auf die Wicklungen des Schrittmotors 4 geben.
  • Die Synchronmarke 50, über die der Meßwert 0 absolut einstellbar ist, wirkt dabei auf folgende Weise. Sobald am Ausgang der Zähleinheit 15 der Meßwert 0 erscheint, wird der Schrittmotor 4 solange angesteuert, bis die Synchronmarke 50 einen Impuls sendet. Dann bleibt der Motor stehen. Die Drehrichtung ist dabei dadurch festgelegt, daß der Meßwert 0 kleiner als jeder andere Meßwert ist, da nur Beträge der Geschwindigkeit angezeigt werden.
  • Falls, wie es durch gestrichelte Linien angedeutet ist, ein herkömmlicher Elektromotor 5 mit den Anschlußleitungen 7 und 31 benutzt wird, entfallen der Schrittmotor 4 und die Transistorschalter 84. Auch die Steuerlogik 83 ist dann etwas andere aufgebaut, erfüllt jedoch nach wie vor denselben Zweck, nämlich in Abhängigkeit von den an ihren Eingängen anstehenden Signalen einen Elektromotor zu steuern. Dazu kommt dann jedoch der mit gestrichelten Linien dargestellte Inkrementalpositionsgeber, etwa der mit der Bezugszahl 609 der seine Impulse über die Leitung 63 an die Steuereinheit 82 gibt. Aus dem Betrag der Differenz zweier aufeinanderfolgender Meßwerte und der Anzahl der Impulse, die seit dem Start des Motors von den Inkrementalpositionsgebern gekommen sind, erkennt diese, ob der Zeiger die dem neuesten Meßwert entsprechende Position einnimmt oder nicht. Im ersten Fall unterbricht sie über die Steuerlogik 83 die Stromversorgung des Elektromotors 5.
  • Die in drei Fig. näher dargestellten Auswerteschaltungen 1 lassen sich heute leicht durch einen Mikroprozessor bzw. Mikrocomputer realisieren, der auch noch andere Steuerungsfunktionen im Kraftfahrzeug übernehmen kann.

Claims (28)

  1. Patentansprüche: l. Einrichtung zur Anzeige von Meßwerten, insbesondere der Geschwindigkeit oder Drehzahl in einem Kraftfahrzeug, mit einem den Meßwert erfassenden Geber, einer Auswerteschaltung, die das vom Geber kommende Signal verarbeitet, und einer Anzeigeeinheit, die von der Auswerteschaltung ansteuerbar ist und die Meßwerte in diskontinuierlicher Form angibt, dadurch gekennzeichnet, daß von der Auswerteschaltung (1) ein Elektromotor (4,5), der mechanisch mit einem beweglichen Zeiger (2) gekoppelt ist, ansteuerbar ist, falls die Stellung des Zeigers (2) nicht dem momentanen Meßwert entspricht, und daß dann der Zeiger (2) vom Elektromotor (4,5) in die mit dem Meßwert übereinstimmende Position bewegbar ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (4,5) in beide Drehrichtungen ansteuerbar ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger (2) auf einer Scheibe (40) befestigt ist, die direkt oder über ein Getriebe vom Elektromotor (4,5) antreibbar ist.
  4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch grekennzeichnet, daß wenigstens ein Meßwert, vorzugsweise der Meßwert O,absolut einstellbar ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Zeiger (2) als Schleifkontakt ausgebildet ist, und daß in seiner Bewegungsbahn eine Anzahl von Gegenkontakten (11) liegen die mit der Auswerteschaltung (1) verbunden sind.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Zeiger (2) und je nach Stellung des Zeigers (2) jeweils einer der Gegenkontakte (11) im Motorstromkreis liegen.
  7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (5) über zwei Leitungen direkt mit der Auswerteschaltung (1) verbunden ist.
  8. 8. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Zeiger (2) über die Gegenkontakte (11) Signalströme zur Auswerteschaltung (1) durchschaltet.
  9. erstens einem 9. Einrichtung nac'(eAnSprüche 4,5,7 unddadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des beweglichen Zeigers (2) in codierter Form an die Auswerteschaltung (1) signalisiert wird.
  10. 10 Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Motor (5) mitbewegte Einheit (40) und eine dieser gegenüberliegende, ruhende Einheit die Zeichenkombinationen und Aufnahmeelemente (39) eines Codierers tragen, und daß die Aufnahmeelemente (39) ihre Signale an die Auswerteschaltung (1) liefern.
  11. 11.Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Code der Gray-Code benutzt wird.
  12. 12.Einrichtung nach den Ansprüche 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Elektromotor (4,5) bewegtes Teil, vorzugsweise eine mit dem beweglichen Zeiger (2) bewegbare Scheibe (40) für einen bestimmten Meßwert, vorzugsweise für den Meßwert 0 das Kennzeichen (52) einer Synchronmarke (50) trägt, von der der Auswerteschaltung mit Hilfe eines Aufnahmeelements (51) ein Signal zuführbar ist, wenn der Zeiger (2) den bestimmten Meßwert anzeigt, und daß der Elektromotor (4,5) von der Auswerteschaltung (1) sowohl in der Drehrichtung als auch in der Anzahl der Umdrehungen relativ zu seiner jeweiligen Stellung ansteuerbar ist und,falls der momentane Meßwert gleic: dem Meßwert ist, der der Synchronmarke (50) entspricht, die Zeigerstellung mit dem momentanen Meßwert in Übereinstimmung bringt
  13. 13.Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor ein von der Auswerteschaltung (i) gesteuerter Schrittmotor (4) für zwei Richtungen ist.
  14. 14.Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (1) mit einem Inkrementalpositiongeber verbunden ist, der vom Elektromotor (5) angetrieben wird und inkrementale Positionssignale an die Auswerteschaltung (1) liefert,
  15. 15.Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Inkrementalpositionsgeber von einem Inkrementalpositionstacho (60) gebildet wird.
  16. 16.Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Inkrementalpositionsgeber wenigstens eine Marke (66,67),die vom Elektromotor (5) bewegbar ist, und wenigstens ein ruhendes Aufnahmeelement (64,69) aufweist.
  17. 17.Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die bewegbaren Marken (66) auf einer mit dem Zeiger (2) mitbewegten Scheibe (40) befinden.
  18. 18.Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens eine bewegbare Marke (67) auf einem Teil (68) des Getriebes befindet, über das der Zeiger (2) vom Elektromotor (5) angetrieben wird.
  19. 19.Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Auswerteschaltung (1) die Meßwerte von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten vergleichbar, die Drehrichtung des Elektromotors (4,5) festlegbar und seine Stromversorgung steuerbar ist.
  20. 20.Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (1) einen Komparator (19) aufweist, durch den die Meßwerte vergleichbar und die Drehrichtung des Elektromotors (4,) festlegbar ist.
  21. 21.Einrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (1) eine vom Geber (16) angesteuerte und den momentanen Meßwert aufnehmende Zähleinheit (15) aufweist, und daß der momentane Meßwert aus der Zähleinheit (15) und der vorhergehende Meßwert aus einer Speichereinheit (20, 42) den Komparator (19) zuführbar sind.
  22. 22.Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinheit (15) einen taktgesteuerten Zähler und einen mit derselben Periode gesteuerten Speicher aufweist.
  23. 23.Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekenn.
    zeichnet, daß die Auswerteschaltung (1) ein Schieberegister (22) enthält, dessen Ausgänge elektrisch leitend mit den Gegenkontakten (11) und über diese und den Zeiger (2) mit einem Anschluß des Elektromotors (5) verbunden sind, daß der andere Anschluß des Elektromotors (5) elektrisch leitend mit einem Ungleich-Ausgang des Komparators (19) verbunden ist, und daß die Schieberichtung des Schieberegisters (22) und die Wahl des Ungleich-Ausganges aufeinander abgestimmt sind.
  24. 24.Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden Anschlüsse des Elektromotors (5) direkt bzw. lediglich über Verstärkerbausteine mit den Ungleic Ausgängen des Komparators (19) verbunden sind.
  25. 25.Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekenn zeichnet, daß die Auswerteschaltung (1) eine Steuereinheit (82 aufweist, die über eine Steuerlogik (83),die darüberhinaus noc mit dem Komparator (19) der Zähleinheit (15) und der Synchronmarke (50) verbunden ist, die Anzahl der Motordrehungen steuer
  26. 26.Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Inkrementalpositionsgeber (60,61,62) sein Signal an die Steuereinheit (82) gibt.
  27. 27.Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (1) wenigstens teilweise zu einem Mikrocomputer zusammengefaßt ist.
  28. 28.Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (1) weitere Anschlüsse besitzt, die für die Ansteuerung wenigstens einer weiteren andersartigen Anzeigeeinheit vorgesehen sind.
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