DE3207916C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches System der im Ober­ begriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Art.

Eines der wichtigsten Probleme für die Hersteller von Kraft­ fahrzeugen ist die Bewertung der Zuverlässigkeit der Kraft­ fahrzeugkomponenten unter den verschiedensten Betriebsbedin­ gungen. Für diese Bewertung müssen Daten registriert und ver­ arbeitet werden, die eine Vielzahl von Parametern repräsen­ tieren. Diese Registrierung und Verarbeitung muß über genü­ gend lange Zeitspannen und für eine statistisch signifikante Anzahl von Kraftfahrzeugen vorgenommen werden. Die auf diese Weise erhaltenen Informationen können zur Bewertung des Qua­ litäts- und Sicherheitsstandards herangezogen werden.

Es ist insbesondere von fundamentaler Wichtigkeit, die Art und Weise kennenzulernen, in der das Fahrzeug im Laufe seines "geschäftlichen" Lebens verwendet wird, da hieraus Indikatoren für die Projektierung und Bestimmungsgrößen für Kontrolltests am Produktionsort hergeleitet werden können.

Es ist für ein Fahrzeug wesentlich, objektive Qualitäts- und Lebensdauerdaten zu gewinnen, die auf der Betrachtung der realen Betriebsbedingungen beruhen.

Es ist daher wichtig, über eine Reihe von Daten verfügen zu können, die statistisch repräsentativ sind für die Beanspru­ chungs- und Gebrauchsbedingungen der Fahrzeugkomponenten in Abhängigkeit von den Umgebungs-, geographischen und Service­ bedingungen und die Gewohnheiten der Benutzer.

Aus der DE-OS 29 29 532 ist ein System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, das bei verschiedenen Betriebszuständen des Fahrzeugs Betriebsdaten erfaßt und speichert, so auch während Fahrzeugstillstand, wenn durch die Sensoren keine Ereignisse erfaßt werden. Durch die Vielzahl während Betriebspausen erfaßter, aber aussageschwachen Daten, wird der Massenspeicher schlecht genutzt. Sollen sehr viele Parameter erfaßt werden, können Daten nur über einen sehr begrenzten Zeitraum erfaßt und gespeichert werden. Zudem ist bei Betriebspausen der Verbrauch an elektrischer Energie unerwünscht groß, weil dann die Fahrzeugbatterie ständig belastet wird. Aus der "Funkschau 1978", Heft 4, Seiten 667-672 ist ein Mikrocomputer in einem Kraftfahrzeug bekannt, der den Fahrzeugantrieb steuert und der im interaktiven Betrieb in einen stand-by Modus geschaltet wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein elektronisches System zu schaffen, das es ermöglicht, sowohl während des Fahrzeugbetriebs als auch während des Stillstands eines Kraftfahrzeugs möglichst viele Daten, zu welchen auch Betriebsparameter und Umgebungsparameter gehören, zu erfassen und zu speichern, wobei der Verbrauch an elektrischer Energie möglichst gering sein soll.

Die Lösung der Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben. Durch das Verbinden der drei Mikrocomputer können besonders viele Parameter schnell erfaßt und gespeichert werden. Die Systemkomponenten werden mit Spannung aus der Fahrzeugbatterie versorgt, solange die Mikrocomputer aufgrund der durch die Sensoren erfaßten Daten feststellen, daß der Fahrzeugmotor in Betrieb ist. Stellt ein Mikrocomputer fest, daß der Fahrzeugmotor nicht in Betrieb ist, unterbricht dieser Mikrocomputer die Spannungsversorgung der Systemkomponenten, so daß die Datenerfassung aussetzt und dadurch kein Speicherplatz Verbraucht wird. Falls aber wenigstens einer der Sensoren Während des Motorstillstands, z. B. durch das Öffnen des Kofferraumdeckels, ein Signal abgibt, wird das Erfassungssystem unter Steuereinfluß dieses Sensors eingeschaltet, um dieses Ereignis zu speichern. Die vom Impulsgenerator erzeugten periodischen Signale bewirken, daß das System auch während Betriebspausen des Fahrzeugs periodisch arbeitet und dabei z. B. Umgebungsparameter erfaßt und speichert. Dadurch werden bei bestmöglicher Nutzung der Speicherkapazität sowohl während des Betriebs als auch während der Betriebsruhe des Fahrzeugs sämtliche durch die Sensoren erfaßten Parameter über eine lange Zeitspanne erfaßt. Der Speicher muß daher nur selten abgefragt werden. Zusätzlich wird die Belastung der Fahrzeugbatterie verringert.

Durch die Anbringung einer geeigneten Anzahl von derartigen elektronischen Erfassungssystemen an gleichen Kraftfahrzeugen, die repräsentativen Verbrauchern anvertraut werden, kann man Informationen gewinnen, die für die Gebrauchsbedingungen und die realen Beanspruchungen eines bestimmten Fahrzeugs signifikant sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Nachfolgend wird eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild des erfindungs­ gemäßen Systems.

Mit 1 ist ein erster Mikrocomputer bezeichnet, der über eine Übertragungsleitung 2 zur Parallelübertragung und eine An­ ordnung von Optokopplern mit einer ersten Vielzahl von Sen­ soren 4 verbunden ist. Die ersten Sensoren 4 sind an Bord eines (nicht dargestellten) Fahrzeuges installiert und dienen jeweils zur Erfassung der von einem entsprechenden zu prüfenden Parameter angenommenen Werte. Sie liefern an ihrem Ausgang elektrische Digitalsignale, die für die genannten Werte kennzeichnend sind.

Mit 5 ist ein Multiplexer bezeichnet, dessen Eingänge mit einer Mehrzahl von an Bord des Fahrzeuges installierten zweiten Sensoren 6 verbunden sind, die an ihren Ausgängen analoge elektrische Si­ gnale liefern.

An den Multiplexer 5 ist ein Analog-Digital-Wandler 7 ange­ schlossen, der seinerseits über einen Datenbus 9 und einen Adressenbus 10 mit einem zweiten Mikrocomputer 8 verbunden ist.

Eine erste Leitung 11 zur Parallelübertragung sowie eine erste Quittungsleitung 12 verbinden den ersten Mikrocomputer 1 mit dem zweiten Mikrocomputer 8. Die Leitung 11 ermöglicht die Übertragung der Daten, die von dem ersten Mikrocomputer 1 auf der Basis der von den ersten Sensoren 4 empfangenen Informationen verarbeitet wurden, an den zweiten Mikrocomputer 8.

Mit 13 sind dritte Sensoren mit digitalem Ausgang bezeichnet, die über eine Anordnung von Optokopplern 14 und eine zweite Parallelübertragungsleitung 15 mit dem zweiten Mikrocomputer 8 verbunden sind.

Mit 16 ist ein Massenspeicher bezeichnet, der über einen bidirektionalen Dastenbus 18 und einen Adressenbus 19 mit einem dritten Mikrocomputer 17 verbunden ist. Der dritte Mikrocomputer 17 ist mit dem zweiten Mikrocomputer 8 über eine zweite Quittungsleitung 20 und eine zweite serielle Übertragungsleitung 21 verbunden.

Mit 22 ist eine dritte, serielle Übertragungsleitung bezeichnet, die mit einer externen Verarbeitungseinheit 23 verbindbar ist, welche für die nachfolgende Behandlung der in dem Speicher 16 gespeicherten Daten vorgesehen ist. Die Verarbeitungseinheit 23 kann aus einem Rechner, einem Fernschreiber oder einem Vi­ deoterminal bestehen.

Mit 24 ist eine Speiseeinrichtung bezeichnet, die über einen gesteuerten Schalter 26 mit der Kraftfahrzeugbatterie 25 ver­ bunden ist. Dieser gesteuerte Schalter 26 besitzt einen Steu­ ereingang 26a, der mit dem zweiten Mikrocomputer 8 und einem Impuls­ generator 27 verbunden ist.

Mit 28 ist ein ODER-Glied mit drei Eingängen bezeichnet, die mit dem Mikrocomputer 1, dem Mikrocomputer 8 bzw. dem Mikro­ computer 17 verbunden sind. Der Ausgang des ODER-Gliedes 28 ist mit einer Leuchtdiode verbunden.

Mit 30 ist eine Aktivierungseinrichtung bezeichnet, die bei­ spielsweise aus einer Anordnung von ODER-Gliedern besteht, welche von der Fahrzeugbatterie 25 gespeist wird. Die Ein­ richtung 30 ist mit einem Teil der dritten Sensoren 13 mit digita­ lem Ausgang sowie mit dem Steuereingang 26a des gesteuer­ ten Schalters 26 verbunden.

Im folgenden sei die Funktion des Systems erläutert:
Der erste Mikrocomputer 1 nimmt die von den digitalen ersten Sensoren 4 herrührenden Signale auf und überträgt diesen Signalen entsprechende Daten über die serielle erste Übertragungsleitung 11 zu dem zweiten Mikrocomputer 8. Dieser Mikrocomputer 8 empfängt sowohl die Daten der analogen zweiten Sensoren 6 als auch diejenigen der digitalen dritten Sensoren 13. Die von den Sensoren 6 kommenden analogen Signale werden in dem Analog-Digital-Wandler 7 in Digitalsignale umgewandelt. Der zweite Mikrocomputer 8 verarbeitet sowohl die von den analogen Sensoren 6 als auch die von den digitalen Sensoren 13 empfangenen Signale und überträgt die entsprechenden Daten zusammen mit den ihm von dem Mikrocomputer 1 übergebenen Signale an den dritten Mikrocomputer 17. Der Mikrocomputer 17 speichert diese Daten in den Speicher 16 ein, wobei die entsprechende Prozedur zur Verringerung der Anzahl der Speicherzugänge optimiert ist, so daß sich eine große Übergabegeschwindigkeit und eine hohe Zuverlässigkeit ergeben.

Der zweite Mikrocomputer 8 steuert außerdem den zwischen der Fahrzeugbatterie 25 und der Speiseeinrichtung 24 liegenden Schalter 26. Die Speiseeinrichtung 24 versorgt sämtliche Komponenten des Systems in nicht dargestellter Weise mit den für ihre Funktion erforderlichen Speisespannungen, wenn er über den genannten Schalter 26 mit der Batterie 25 verbunden ist.

Wenn der Motor eines Kraftfahrzeuges, auf welchem das Informationserfassungssystem installiert wurde, in Betrieb ist, erfaßt der zweite Mikrocomputer 8 die Betriebsbedingungen des Motors auf der Grundlage der ihm von den Sensoren 6 und 13 gelieferten Parameterwerte. Der Mikrocomputer 8 liefert dabei ein Signal an den Steuereingang 26a des ge­ steuerten Schalters 26, so daß dieser die Verbindung zwi­ schen der Speiseeinrichtung 24 und der Batterie 25 herstellt.

Wenn der Motor des Kraftfahrzeuges ausgeschaltet wird, stellt der zweite Mikrocomputer dies auf der Basis der ihm auch in diesem Fall von den Sensoren 6 und 13 gelieferten Informationen fest. Daraufhin wird der gesteuerte Schalter 26 von dem Mi­ krocomputer 8 deaktiviert und unterbricht die Verbindung zwischen der Speiseeinrichtung 24 und der Batterie 25.

Bei ausgeschaltetem Motor bzw. wenn das Fahrzeug nicht in Betrieb ist, liefert der Impulsgenerator 27 mit einer vor­ bestimmten Frequenz (z. B. alle 30 Minuten) einen Aktivierungs­ impuls an den gesteuerten Schalter 26, wodurch die Speisung des Systems für eine vorbestimmte Zeitspanne wieder aufgenom­ men wird. Auf diese Weise werden auch während der Stillstands­ perioden des Fahrzeuges die Werte der von den Sensoren 4, 6 und 13 kontrollierten Parameter periodisch erfaßt.

Bei ausgeschaltetem Motor erlaubt die Einrichtung 30 auch eine Aktivierung des Systems über den gesteuerten Schalter 26, falls die mit ihm verbundenen Sensoren 13 Signale lie­ fern. Diese Sensoren 13 können beispielsweise den Seitentü­ ren, der Motorhaube oder dem Kofferraumdeckel zugeordnet sein.

Die Mikrocomputer 1, 8 und 17 können in vorbestimmten Zeit­ intervallen ein Selbst-Diagnose-Programm ausführen, um even­ tuelle Fehlfunktionen der Systemkomponenten zu erfassen. Wenn der Mikrocomputer 1 oder der Mikrocomputer 8 oder der Mikro­ computer 17 nach der Durchführung eines derartigen Auto- Diagnose-Programms eine oder mehrere Fehlfunktionen ermit­ teln, aktivieren sie über das ODER-Glied 28 die Leuchtdiode 29, die vorzugsweise im Innenraum des Fahrzeuges angeordnet ist und dem Benutzer des Fahrzeuges ein Alarmsignal liefert. In diesem Fall darf der Benutzer keinerlei Eingriffe in das System vornehmen, er muß vielmehr das Erfassungsgerät aus dem Fahrzeug entfernen und einem speziellen Servicezentrum übergeben.

Das System besteht vollständig aus Halb­ leiterkomponenten mit niedrigem Energieverbrauch, so daß die Installation eines solchen Systems auf einem beliebigen Kraft­ fahrzeug keine Überlastungsprobleme für die Fahrzeugbatterie mit sich bringt.

In einer realisierten Ausführungsform umfaßt jeder der Mikro­ computer 1, 8 oder 17 eine CPU, einen 128-Bytes-Arbeitsspei­ cher RAM, einen 2-KBytes-Programmspeicher, siebenundzwanzig parallele Ein-/Ausgänge, zwei serielle Leitungen sowie einen Taktgeber. Der Massenspeicher 16 bestand bei dieser Ausfüh­ rungsform aus einem 16-Kbit-EAROM-Speicher, der in Worten zu 24 Bit organisiert ist. Auf diese Weise können bis zu etwa 16 Millionen Ereignisse für jeden kontrollierten Parameter eingespeichert werden.

Die von den Sensoren 4, 13 und 6 kontrollierten Parameter sind beispielsweise die folgenden:

• - Gesamtzahl der Einschaltungen des elektrischen Ventilators für die Motorkühlung,
• - Gesamteinschaltzeit des Ventilators,
• - Verweilzeit des Motors in vorbestimmten Drehzahl-Bandbe­ reichen,
• - Gesamtbetriebszeit des Motors innerhalb einer vorbestimm­ ten Zeitspanne,
• - Anzahl der Male, bei denen die Temperatur des Kühlwassers innerhalb vorbestimmter Temperatur-Bandbereiche lag,
• - Anzahl der Anlaßvorgänge, wenn die Temperatur des Kühl­ wassers innerhalb vorbestimmter Temperatur-Bandbereiche lag,
• - Anlaßzeiten,
• - gefahrene Kilometer in Abhängigkeit von der Höhe über dem Meeresspiegel,
• - Anzahl der Male, bei denen das Fahrzeug in vorbestimmten Bandbereichen der Höhe über dem Meeresspiegel gefahren wurde,
• - in den verschiedenen Gängen des Motors gefahrene Kilome­ ter,
• - Gesamtzahl der gefahrenen Kilometer,
• - Gesamtstandzeit,
• - Gesamtzahl der Anhaltevorgänge,
• - Gesamtzahl der Kupplungsbetätigungen,
• - Gesamtzeit der Einschaltung der Kupplung,
• - Anzahl der Male, in denen jeder Gang eingelegt war,
• - Gesamtzahl und -zeit der Betätigung der Bremsleuchten,
• - Gesamtzahl der Bremsbetätigungen in vorbestimmten Band­ bereichen der Fahrzeuggeschwindigkeit,
• - Anzahl der Betätigungen der Handbremse,
• - Gesamtzahl der Betätigungen der Windschutzscheibenwischer,
• - gesamte Einschaltzeit der Windschutzscheibenwischer,
• - mit eingeschalteten Windschutzscheibenwischern gefahrene Kilometer,
• - Gesamtbetätigungszahl und -zeit der Heckscheibenwischer,
• - mit eingeschaltetem Heckscheibenwischer gefahrene Kilome­ ter,
• - Gesamtbetätigungszahl und -zeit der Pumpe für die Wind­ schutzscheibenwaschanlage,
• - Gesamtbetätigungszahl und -zeit der Einschaltung der Pumpe für die Heckscheibenwaschanlage,
• - Gesamtzahl und -zeit der Einschaltung der Scheinwerfer,
• - Gesamtzahl und -zeit für die Einschaltung der Positions­ leuchten,
• - Gesamtzahl der mit eingeschalteten Positionsleuchten gefah­ renen Kilometer,
• - Gesamtzahl der Betätigungen und Gesamtbetätigungszeit der Abblend- und Fernscheinwerfer,
• - Gesamtzahl der mit eingeschalteten Abblend- und Fernschein­ werfern gefahrenen Kilometer,
• - Betätigungszahl und Gesamteinschaltzeit der Hupe,
• - maximale Zeit einer Hupenbetätigung,
• - Zahl der Einschaltungen und Gesamteinschaltzeit der Heck­ scheibenheizung,
• - Zahl der Betätigungen und Gesamteinschaltzeit der Warn­ blinkleuchten,
• - Zahl der Betätigungen und Gesamteinschaltzeit der Fahrt­ richtungsanzeiger,
• - Gesamtzahl der Betätigungen der elektrischen Fensterheber,
• - Anzahl der Betätigungen und Gesamteinschaltzeit des Kom­ pressors,
• - maximale Betätigungszeit des Kompressors,
• - Anzahl der Öffnungsvorgänge der Fahrgastraumtüren,
• - Anzahl der Öffnungen der Motorhaube,
• - Anzahl der Öffnungen des Kofferraumdeckels,
• - longitudinale oder transversale Belastungswerte des Fahr­ zeuges in Verteilung nach vorbestimmten Beschleunigungs- Bandbereichen.

Mit Hilfe des elektronischen Informationserfassungsystems lassen sich Daten vieler weiterer Parameter erfassen.

Claims (5)

1. Elektronisches System zur Erfassung von Informationen, die von an Bord eines Kraftfahrzeuges montierten, je­ weils zur Ermittlung der Werte eines entsprechenden überwachten Parameters dienenden Sensoren an einen Mikrocomputer zur Speicherung in einer Massenspeicher­ einrichtung geliefert werden, gekennzeichnet durch

• - einen ersten Mikrocomputer (1), der über eine Übertra­ gungsleitung (2) zur Parallelübertragung mit einer ersten Vielzahl von Sensoren (4) mit Digitalsignal- Ausgängen verbunden ist,
• - einen Multiplexer (5), dessen Eingänge mit einer zweiten Vielzahl von Sensoren (6) mit Analogsignal- Ausgängen verbunden sind,
• - einen mit dem Multiplexer (5) verbundenen Analog- Digital-Wandler (7),
• - einen zweiten Mikrocomputer (8), der über einen Daten­ bus (9) und einen Adressenbus (10) mit dem Analog- Digital-Wandler (7) und über eine zweite Übertragungs­ leitung (15) zur Parallelübertragung mit einer dritten Vielzahl von Sensoren (13) mit Digitalsignal-Ausgängen verbunden ist, und der außerdem über eine erste Über­ tragungsleitung (11) zur seriellen Übertragung und eine erste Quittungsleitung (12) mit dem ersten Mikro­ computer (1) verbunden ist,
• - sowie einen dritten Mikrocomputer (17), der mit der Massenspeichereinrichtung (16) über einen Adressenbus (19) und einen Datenbus (18) und mit dem zweiten Mikrocomputer (8) über eine zweite Übertragungsleitung (21) zur seriellen Übertragung und eine zweite Quittungs­ leitung (20) verbunden ist, wobei der dritte Mikrocom­ puter (17) dazu vorgesehen ist, diejenigen Daten, die ihm von dem zweiten Mikrocomputer (8) während des Betriebes über die zweite Übertragungsleitung (21) zur seriellen Übertragung zugeführt werden, in die Massen­ speichereinrichtung (16) einzuschreiben und wobei ferner eine dritte Übertragungsleitung (22) zur seriel­ len Übertragung vorgesehen ist, die mit einer externen Einheit (23) zur Verarbeitung der in der Massenspei­ chereinrichtung (16) gespeicherten Daten verbindbar ist,
• - wobei ferner eine mit der Fahrzeugbatterie (25) über von dem zweiten Mikrocomputer (8) steuerbare Schaltmit­ tel (26) verbundene Speisespannungseinrichtung (24) vorgesehen ist, und
• - wobei der zweite Mikrocomputer (8) so eingerichtet ist, daß er über die steuerbaren Schaltmittel (26) eine Verbindung zwischen der Speiseeinrichtung (24) und der Fahrzeugbatterie (25) bewirkt, wenn die ihm von der zweiten und dritten Vielzahl von Sensoren (6, 13) zugeführten Signale den Betrieb des Fahrzeugmotors anzeigen, und eine solche Verbindung verhindert, wenn die genannten Signale anzeigen, daß der Fahrzeugmotor nicht in Betrieb ist, und
• - wobei ferner eine Aktivierungseinrichtung (30) vorge­ sehen ist, die unter dem Steuereinfluß eines Teiles der dritten Sensoren (13) steht und eine Verbindung der Speiseeinrichtung (24) mit der Fahrzeugbatterie (25) über die steuerbaren Schaltmittel (26) auch dann ermöglicht, wenn der Fahrzeugmotor nicht in Betrieb ist und
• - wobei ferner ein Impulsgenerator (27) zur Erzeu­ gung von Impulsen vorbestimmter Impulsdauer und Fre­ quenz vorgesehen ist, der mit den steuerbaren Schalt­ mitteln (26) verbunden ist und jeder der Impulse die Speiseeinrichtung (24) über die Schaltmittel (26) mit der Fahrzeugbatterie (25) verbindet.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der erste, der zweite und der dritte Mikrocomputer (1; 8; 17) so eingerichtet sind, daß sie in vorbestimm­ ten Zeitintervallen ein Selbstdiagnose-Programm zur Ermittlung eventueller Fehlfunktionen der Systemkompo­ nenten ausführen,
• - und daß eine Alarmsignaleinrichtung (29) vorgesehen ist, die mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Mikrocomputer (1; 8; 17) verbunden und in einer die Aufmerksamkeit des Fahrzeugbenutzers hervorrufenden Weise aktivierbar ist, wenn der erste, der zweite oder der dritte Mikrocomputer (1; 8; 17) nach Ausführung des Selbstdiagnose-Programms eine oder mehrere Fehl­ funktionsbedingungen ermitteln.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmsignaleinrichtung eine optische Signalisie­ rungsvorrichtung (29) umfaßt, die über ein ODER-Glied (28) mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Mikro­ computer (1; 8; 17) verbunden ist.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Massenspeichereinrichtung (16) einen EAROM- Speicher umfaßt.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die dritte Vielzahl von Sensoren (4; 13) mit dem ersten bzw. dem zweiten Mikrocomputer (1; 8) über Optokopplereinrichtungen (3; 14) verbunden sind.