DE3242952A1

DE3242952A1 - Rechner, insbesondere bordrechner fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3242952A1
Application number: DE19823242952
Authority: DE
Inventors: Horst 7123 Sachsenheim Goertler; Anton 7128 Lauffen Lill; Hans Prohaska; Horst Dipl.-Ing. 7120 Bietigheim-Bissingen Rachner; Thomas 7530 Pforzheim Theurer
Original assignee: SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1982-11-20
Filing date: 1982-11-20
Publication date: 1984-05-24
Also published as: GB8326610D0; GB2130765A; FR2536556A1; JPS59113724A

Description

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Rechner, insbesondere Bordrechner für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung geht aus von einem Rechner, insbesondere einem Bordrechner für Kraftfahrzeuge, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Es sind bereits sogenannte Bordrechner für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen auf einer Anzeigeeinrichtung neben bestimmten Meßwerten wie der Fahrgeschwindigkeit, der Motordrehzahl, dem Tankinhalt, einem Kraftstoffverbrauchswert, der Kühlwassertemperatur unter anderem auch Zeitangaben, beispielsweise die Uhrzeit oder das Datum dargestellt werden. Bei diesen Bordrechnern werden üblicherweise Mikrorechner oder Mikroprozessoren eingesetzt, die nach dem heutigen Stand der Technik einen verhältnismäßig hohen Stromverbrauch haben. Die Stromversorgung derartiger Rechner ist also insbesondere dann problematisch, wenn sie aus der ohnehin stark belasteten Batterie des Kraftfahrzeuges gespeist werden, denn es muß berücksichtigt werden, daß auch bei abgeschaltetem Betriebsschalter (Zündschalter) des Kraftfahrzeuges der Bordrechner weiterhin gespeist wird, da ja bestimmte Werte, beispielsweise ein Kilometerstand gespeichert werden müssen und da die Erzeugung der für die Uhrzeit oder das Datum notwendigen Zeitsignale nicht unterbrochen werden darf. Bisher war deshalb der Rechner mit allen Schaltstufen direkt an die Batterie des Kraftfahrzeuges ange s chiο s s en.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Rechner derart zu verbessern, daß die Stromaufnahme wenigstens zeitweise reduziert wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß bei einem solchen Rechner nicht alle Schaltstufen jederzeit an die Spannungsquelle angeschlossen sein müssen. Ausge-

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hend von dieser Erkenntnis basiert die Erfindung auf dor Überlegung, daß man die einzelnen Schaltstufen über getrennte Stromkreise speisen sollte, wobei der Stromkreis über den Betriebsschalter abgeschaltet werden kann, über den die Schaltstufen gespeist werden, die ausschließlich zur Meßwertsigna]Verarbeitung notwendig sind. Dadurch kann die Stromaufnahme in dor Praxis bereits wesentlich reduziert werden, so daß eine unzulässige Entladung der Batterie eines Kraftfahrzeuges im Stillstand vermieden wird. Da die Schaltstufen, die zur Erzeugung der Zeitsignale notwendig sind, über einen anderen Stromkreis gespeist werden, der dauernd an die Spannungsquelle angeschlossen ist, kann man jederzeit die Uhrzeit abfragen.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung werden über einen ersten Stromkreis der Mikrorechner sowie alle übrigen ausschließlich zur Meßwertverarbeitung notwendigen .Schaltstufen gespeist, wobei dieser erste Stromkreis in der Ausschaltstellung des Betriebsschalters unterbrochen ist. Über einen zweiten Stromkreis, der dauernd an die Spannungsquelle angeschlossen ist, wird dagegen lediglich ein separater Uhrenbaustein gespeist, der die für die Anzeige von Uhrzeit und Datum notwendigen Signale liefert. Durch die Signale dieses Uhrenbausteins werden Anzeigeelemente der Anzeigeeinrichtung angesteuert, die von den Anzeigeelementen für die Meßwerte elektrisch getrennt sind. Dieser Ausführung liegt also die Erkenntnis zugrunde, daß eine Stromkreisteilung dann besonders einfach zu bewerkstelligen ist, wenn zur Anzeige der Meßwertdaten und zur Anzeige der Zeitangaben unterschiedliche Anzeigeelemente auf einer einzigen Anzeigeeinrichtung verwendet werden, die Zeitsignale also nicht über den eigentlichen Mikrorechner der Anzeigeeinrichtung zugeführt werden.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung kann aber auch dann realisiert werden, wenn - wie dies meist der Fall ist — zur Anzeige der Meßwertdaten und der Zeitangaben die gleichen Anzeigeelemente der Anzeigeeinrichtung ausgenutzt werden und daher auch die Zeitsignale über den Mikrorechner der Anzeige-

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einrichtung zugeführt werden müssen. Für solche Ausführungen wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß über einen zweiten, dauernd an die Batterie angeschlossenen Stromkreis alle ausschließlich zur Erzeugung der Zeitsignale notwendigen Schaltstufen gespeist werden, und daß über einen dritten Stromkreis die Schaltstufen gespeist werden, die sowohl zur Verarbeitung der Meßwertsignale als auch zur.Verarbeitung der Zeitsignale dienen, wobei dieser dritte Stromkreis bei eingeschaltetem Betriebsschalter dauernd, bei ausgeschaltetem Betriebsschalter aber nur zeitweise an die Spannungsquelle angeschlossen ist. Wesentlich ist hierbei die Erkenntnis, daß bei einem solchen Rechner Schaltstufen vorhanden sind, die bei abgeschaltetem Betriebsschalter nur dann eingeschaltet werden müssen, wenn sich die Zeitsignale ändern. Wenn also beispielsweise die Uhrzeit nur minutengenau dargestellt werden soll, reicht es aus, wenn man jeweils alle Minute diese Schaltstufen für eine bestimmte Zeitspanne an die Batterie anschließt, damit das sich ändernde Zeitsignal übernommen wird.

Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen Blockschaltbilder verschiedener Ausführungen. Diese Blockschaltbilder sollen lediglich das Prinzip der wesentlichen Merkmale der Erfindung verdeutlichen. Dazu sind bei einigen Ausführungen Schaltstufen gezeigt, die man in der Praxis vermeiden kann, weil die entsprechenden Funktionen auch softwaremäßig realisiert werden können.

Wesentliches Element des Rechners nach dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1 ist ein mit 10 bezeichneter Mikrorechner, der üblicherweise intern einen ROM-Speicher und einen RAM-Speicher aufweist. Außerdem kann in diesen Mikrorechner auch ein Analog-Digital-Wandler 11 integriert sein. Diesem Wandler 11, der auch ein separater Baustein sein kann, werden über Eingänge

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Meßwertsignale zugeführt. Zum Mikrorechner gehören außerdem Ein- und Ausgabestufen zur Erfassung bzw. Ausgabe der Signale auf dorn Datenbus 13.

In Fig. 1 ist mit \h eine Schaltstufe zum Speichern von bestimmten Daten bezeichnet. Diese Schaltstufe kann einen nichtflüchtigen Speicher 14a oder einen flüchtigen Speicher 1^4b aufweisen. Mit 15 ist in Fig. 1 ein sogenannter Uhrenbaustein bezeichnet, der einen internen Taktgenerator aufweist und an seinem Ausgang Signale liefert, aus denen eine Zeitangabe, beispielsweise die Uhrzeit abgeleitet werden kann. In den meisten Fällen benötigt man zum Betrieb dieses Rechners eine Schaltstufe 16, die die Signale auf dem Datenbus 13 so umwandelt, daß die Anzeigeelemente einer Anzeigeeinrichtung 17 angesteuert werden können. Es handelt sich dabei also beispielsweise um eine Schaltstufe,

Signale

die den Spannungspegel der vom Mikrorechner 10 gelififertenνanhebt. In den meisten Fällen liefert nämlich der Mikrorechner Signale mit einem Spannungspegel von 5 oder 0 Volt, während zur Ansteuerung der Anzeigeelemente bestimmter Display-Typen, beispielsweise einem LCD, Spannungspegel erforderlich sind, die zwischen 0 Volt und 30 Volt schwanken. Außerdem liefert die Schaltstufe 1-6 die notwendige Speisespannung für die Anzeigeeinrichtung 17.

Der gesamte Rechner wird aus einer Batterie 18 gespeist. Mit ist der Betriebsschalter, beispielsweise der Zündschalter eines Kraftfahrzeuges bezeichnet.

Problematisch bei einem solchen System ist nun der hohe Stromverbrauch des eigentlichen Mikrorechners 10, da dieser nach dem Stand der Technik nicht in der CMOS-Technologie hergestellt wird. Der Stromverbrauch eines solchen Mikrorechners liegt in der Größenordnung von 50 mA. Würde man die Batterie eines Kraftfahrzeuges über Tage mit einem Strom in dieser Größenordnung belasten, ohne die Batterie im Fahrbetrieb wieder aufzuladen, müßte man damit rechnen, daß ein Starten des Kraftfahrzeugmotors nicht mehr möglich ist. Um diesen Nachteil zu

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beheben, weist das Stromversorgungssystem bei dem Schaltbild nach Fig. 1 zwei getrennte Stromkreise 20 und 21 auf. Der erste Stromkreis 20 ist über den Betriebsschalter abschaltbar und speist die Schaltstufen, die bei der Ausführung nach Fig. 1 ausschließlich zur Meßwertsignalverarbeitung notwendig sind. Es handelt sich dabei um den Mikrorechner 10 sowie um den
Analog-Digital-Wandler 11 und die Speicherschaltstufe 1 4a sowie die Schaltstufe 16 zur Versorgung der Anzeigeeinrichtung 17· Diese Schaltstufen werden nicht benötigt, wenn das Kraftfahrzeug abgestellt ist. Dagegen wenden über den zweiten Stromkreis 21 der Uhrenbaustein 15*angesteuort, die in CMOS-Technologie hergestellt sein können und daher nur wenig Strom aufnehmen. Dieser zweite Stromkreis 21 ist dauernd an die Batterie des Fahrzeuges 18 angeschlossen. Diese Stromkreisaufteilung ist jedoch nur dann möglich, wenn über den Uhrenbaustein 15 Anzeigeeleraente der Anzeigeeinrichtung 17 angesteuert werden, die von den Anzeigeelementen für die Meßwerte
elektrisch getrennt sind. In Fig. 1 ist dies symbolisch dadurch dargestellt, daß die Anzeigeeinrichtung in zwei Teilbereiche 17a und 17b aufgeteilt ist, wobei nur der Bereich 17b zur Darstellung der Uhrzeit ausgenutzt wird. Bei diesem
System werden also die Zeitsignale nicht in den Datenbus 13, der zum Mikrorechner 10 gehört, eingespeist. Die Zeitsignale des Uhrenbausteins 15 werden vielmehr über einen separaten
Datenbus 22 direkt den Anzeigeelementen im Bereich 17b der
Anzeigeeinrichtung 17 zugeführt.

Zu Fig. 1 wird noch darauf hingewiesen, daß bei Verwendung einer flüchtigen Speicherschaltstiife 14b eine Stützbatterie 23 erforderlich ist, damit bestimmte Daten beispielsweise der
Kilometerstand auch dann erhalten bleiben, wenn die Fahrzeugbatterie abgeklemmt wird. Es ist natürlich nicht unbedingt
notwendig, daß alle Schaltstufen, die ausschließlich zur Meßwertsignalverarbeitung dienen, über den ersten Stromkreis 20 gespeist werden.
* und ggf. die flüchtige Speicherschaltstufe 14b

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Eine Reduktion der Stromaufnahme

erreicht man auch schon dann, wenn wenigstens ein Teil der ausschließlich zur Meßwertsignalverarbeitung notwendigen Schaltstufen über den abschaltbaren ersten Stromkreis 20 gespeist werden.

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild für eine Ausführung, bei der die Meßwerte und die Zeitangaben über die gleichen Anzeigeelemente der Anzeigeeinrichtung 17 dargestellt werden. Bei dieser Ausführungsform sind also im Gegensatz zur Ausführung gemäß Fig. 1 die Anzeigeelemente für die Meßwerte nicht elektrisch von den Anzeigeelementen für die Zeitangabe getrennt. Das Ausgangssignal des Uhrenbausteins 15 wird nun in den Datenbus 13 eingespeist und* vom Mikrorechner 10 übernommen. Dieser Mikrorechner wandelt dann die Signale so um, daß sie über die Schaltstufe 16 zur Ansteuerung der Anzeigeelemente in der Anzeigeeinrichtung 17 geeignet sind. Im Gegensatz zur Ausführung gemäß Fig. 1 dient nun also dieser Mikrorechner 10 nicht nur zur Meßwertsignalverarbeitung, sondern auch zur Zeitsignalverarbeitung. Bei einer solchen Ausführung wird daher dieser Mikrorechner 10 über einen dritten Stromkreis 30 gespeist, in den als Schaltelement ein Transistor 31 eingeschleift ist. Dieser Transistor 3I wird über das ODER-Gatter 32 gesteuert. Ein Eingang des ODER-Gatters wird über den ersten Stromkreis 20 angesteuert, so daß der Transistor 3I leitet, wenn der Betriebsschalter 19 geschlossen ist. Bei eingeschaltetem Betriebsschalter 19 ist also dieser dritte Stromkreis 30 dauernd leitend, so daß während des Betriebs des Kraftfahrzeuges laufend eine Meßwertsignalverarbeitung erfolgen kann. Außerdem wird das ODER-Gatter 32 über eine Leitung 33 angesteuert, die an einen Ausgang des Uhrenbausteins 15 angeschlossen ist. Der Uhrenbaustein 15 liefert an dem Ausgang, an den die Leitung 33 angeschlossen ist, periodisch für ein bestimmtes 'Zeitintervall ein Steuersignal. Dieses Steuersignal kann beispielsweise jeweils dann auftreten, wenn sich die Uhrzeit um die kleinste noch darzustellende Einheit ändert. Folglich wird auch bei ausgeschaltetem Betriebsschalter 19 der Transistor 31 und damit der dritte Stromkreis 30 zeitweise ge-

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schlossen und damit der Mikrorechner 10 aktiviert. Er. übernimmt dann die Ausgangssignale aus dem Uhrenbaustein 15· Wenn man davon ausgeht, daß die Schaltstufe 16, die über den zweiten Stromkreis 21 dauernd an die Batterie 18 angeschlossen ist, einen Speicher aufweist, so wird also auch bei abgeschaltetem Betriebsschalter 19 die Uhrzeit dauernd auf der Anzeigeeinrichtung 17 dargestellt. Insgesamt kann also bei dieser Ausführung festgestellt werden, daß die ausschließlich zur Meßwertsignalverarbeitung notwendigen Schaltstufen 11 und 1^a über den ersten Stromkreis 20, die ausschließlich zur Erzeugung der Zeitsignale notwendigen Schaltstufen 15 über den zweiten Stromkreis 21 und die sowohl zur Verarbeitung der Meßwertsignale als auch zur Verarbeitung der Zeitsignale notwendigen Schaltstufen, nämlich der Mikrorechner 10 über einen dritten Strom-

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kreis gespeist werden, wobei der erste Stromkreis über den Betriebsschalter 19 abschaltbar ist, der zweite Stromkreis 21 dauernd an die Batterie 18 angeschlossen ist und der dritte Stromkreis 30 in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Betriebsschalters 19 entweder dauernd oder zeitweise geschlossen ist.

In Fig. 2 ist noch ein weiterer Transistor 3^ vorgesehen, dessen Schaltstrecke den Betriebsschalter 19 überbrückt. Dieser Transistor 3k wird von einem Ausgangssignal des Mikrorechners 10 gesteuert, das auch einem weiteren Eingang des ODER-Gatters 32 zugeführt wird. Auf der Leitung 35 vom Ausgang des Mikrorechners liegt ein Signal an, solange der Mikrorechner ein Programm durchführt. Venn also der dritte Stromkreis 30 geschlossen ist und damit der Mikrorechner 10 aktiviert ist, wird über diese Leitung 35 und das ODER-Gatter 32 sowie den Transistor 31 praktisch ein Selbsthaltekreis gebildet, der solange aufrecht erhalten wird, bis das vom Mikrorechner 10 durchgeführte Programm beendet ist. Erst dann wird dieser dritte Stromkreis 30 wieder abgeschaltet. Zugleich wird sichergestellt, daß über den leitenden Transistor 3k auch bei ausgeschaltetem Betriebsschalter 19 der

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erste Stromkreis bis zum Programmende geschlossen bleibt. Damit

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wird Verreicht, daß bei einem Ausschalten des Betriebsschalters 19 während eines Programmdurchlaufes auch Werte in den Speicher 14 eingeschrieben werden können. Im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig. 1 wird also bei der Ausführung nach Fig. 2 der erste Stromkreis 20 nicht sofort mit dem Ausschalten des Betriebsschalters, sondern verzögert indirekt über den Mikrorechner 10 abgeschaltet. ·

Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist ein Eingang des ODER-Gatters an einen willkürlich betätigbaren Tastschalter 4θ angeschlossen. Das Schaltsignal dieses Tastschalters ersetzt damit das periodisch auftretende Steuersignal vom "Uhrenbaustein 15» das auf der Leitung 33 meßbar ist. Bei dieser Ausführung wird also bei abgeschaltetem Betriebsschalter 19 das Zeitsignal nur bei Betätigung dieses Tastschalters 4o in den Mikrorechner 10 übernommen und über die Schaltstufe 16 der Anzeigeeinrichtung 17 zugeführt. Wird bei ausgeschaltetem Betriebsschalter 19 auch der Tastschalter 40 wieder in die gezeichnete Stellung zurückgestellt, wird der dritte Stromkreis 30 wieder unterbrochen und damit der Mikrorechner abgeschaltet. Da auch die Schaltstufe 16 zur Versorgung der Anzeigeeinrichtung 17 über den dritten Stromkreis 30 gespeist wird und nicht wie bei der Ausführung nach Fig. 2 an den ersten Stromkreis 20 angeschlossen ist, wird nach dem Loslassen des Tast.s ehalt er s 4θ auch diese Treiberschaltstufe i6 und damit die Anzeigeeinrichtung 17 abgeschaltet.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 wird ein spezieller Mikrorechnerbaustein 50 verwendet. Dieser Baustein 50 hat einen internen Taktgeber 51>der in gewissen Intervallen an seinem Ausgang ein Schaltsignal abgibt. Dieses Schaltsignal wird einer Kippstufe 52 zugeführt, deren Ausgang mit dem Eingang eines ODER-Gatters 53 verbunden ist, das einen Transistor 54 steuert. Über diesen Transistor 5^ wird der eigentliche Mikrorechner mit den zur Programmdurchführung■erforderlichen

Schaltstufon gespeist. DIo Kippstufe 52 wird über ein Signal dos Mikrorechners 10 nach Programmondc zurückgesetzt. Man erkennt bei dieser Ausführung also eine Stromkreisaufteilung für den Mikrorechnerbaustein 50. Der Taktgeber 51jdie Kippstufe und das ODER-Gatter 53 werden über den zweiten Stromkreis 21 dauernd gespeist. Der eigentliche Mikrorechner 10 wird dagegen über den dritten Stromkreis 30 und den Transistor 5^ gespeist. In der Einschaltstellung des Betriebsschalters 19 ist dieser dritte Stromkreis dauernd geschlossen. In der Ausschaltsteilung des Betriebsschalters 19 wird dieser dritte Stromkreis 30 dagegen immer nur dann geschlossen, wenn der Taktgeber 51 ein Steuersignal abgibt und damit die Kippstufe ^>2 ge setzt wird. Dann führt der Mikrorechner 10 ein Programm durch und übernimmt die Signale des Uhreribausteins 15· Nach Programmende wird die Kippstufe52 zurückgesetzt und damit der dritte Stromkreis wieder unterbrochen, so daß der eigentliche Mikrorechner 10 abgeschaltet ist. Der Mikrorechnerbaustein 50 wird also durch den internen Taktgeber in regelmäßigen Zeitabständen aktiviert, so daß die über die Schaltstufe 16 der Anzeigeeinrichtung 17 zugeführten Signale aktualisiert werden können. Auch bei dieser Ausführung kann man also jederzeit die Uhrzeit auf der Anzeigeeinrichtung 17 ablesen.

Bei der Ausführung nach Fig. k wird unterstellt, daß es sich bei dem Taktgeber 5¹ beispielsweise um einen Zähler handelt, der in periodischen Abständen ein Steuersignal liefert. Dieses Steuersignal wird dann von dem Mikrorechner 10 softwarernäßig verarbeitet, daß die zur Anzeige der Uhrzeit und des Datums notwendigen Steuersignale geliefert werden. Es ist aber auch eine Ausführung denkbar, bei der anstelle dieses Taktgebers 51 direkt ein Uhrenbaustein in den Mikrorechner integriert wird, der die zur Uhrzeitangabe notwendigen Steuersignale liefert. Damit kann der Ulirenbaustein 15 entfallen. Einen solchen Baustein bezeichnet man als sogenannten Single-Chip Mikrokomputer mit integrierter Hardwareuhr.

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Bei der Ausführung nach Fig. 5 werden zwei MikrorochiierHysi.oine verwendet. Ein Mikrorechnerbaustein $0 entsprechend Fig. Λ dient nur zur Erzeugung der Zeitsignalo und zur Ansteuerung der Schaltstufe 16 und der Anzeigeeinrichtung 17· Dieser Mikrorechnerbaustein 50 wird wie bei Fig. k über zwei Stromkreise gesteuert. Über den zweiten Stromkreis 21, der dauernd an der Batterie angeschlossen ist, worden der Taktgeber 5I die Kippstufe 52 und das ODER-Gatter 53 gespeist. Der eigentliche Mikrorechner 10 wird dagegen wiederum über den Transistor 5'+- gespeist, der bei eingeschaltetem Betriebsschalter 19 dauernd leitet, bei ausgeschaltetem Betriebsschalter aber nur zeitweise leitet, wenn die Uhrzeit aktualisiert werden soll. Zur Meßwertsignalverarbeitung dient ein separates Rechnersystem mit dem Mikroprozessor 60 und dem Analog-Digital-Wandler 11 und der Speicherschaltstufe 1 ^-. Diese ausschließlich zur Meßwertsignalverarbeitung notwendigen Schaltstufen werden alle über den ersten Stromkreis 20 gespeist. Die Funktion dieses Systems muß man sich so vorstellen, daß bei eingeschaltetem Betriebsschalter 19 von dem Mikrorechnerbaustein 50 Daten auf dem Datenbus 13 aus dem Mikroprozessor 60 übernommen und über die Schaltstufe 16 der Anzeigeeinrichtung 17 zugeführt werden. Bei ausgeschaltetem Betriebsschalter stehen dagegen auf dem Datenbus 13 keine Signale an und es werden auf der Anzeigeeinrichtung 17 nur die Zeitangaben dargestellt, die von dem Mikrorechnerbaustein 50 auf der Basis der Signale des Taktgebers 5I errechnet werden.

Bei dieser Gelegenheit muß nochmals deutlich darauf hingewiesen werden, daß die Sehaltfunktion, die durch den Taktgeber 51, die Kippstufe 52 und das ODER-Gatter 53 bei einem Mikrorechnerbaustein 50 ausgelöst werden, bei serienmäßigen Bausteinen in der Regel softwaremäßig realisiert wird. Durch Vergleich der Schaltbilder erkennt man, daß die nicht zur eigentlichen Verarbeitung von Signalen, sondern zur Anzeige der Signale notwendige Schaltstufe 16 über die verschiedenen Strom-

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kreise gespeist werden kann. Bei der Ausführung nach Fig. 1

. 20

wird diese Schaltstufe 1o über den ersten Stromkreis gespeist, da die Schaltstufe nur dann benötigt wird, wenn Meßwerte angezeigt werden sollen. Bei der Ausführung nach Fig. 2 wird die Schaltstufe 16 dagegen über den zweiten Stromkreis 21 dauernd gespeist, weil sie auch zur dauernden Anzeige der Zeitangaben benötigt wird. Bei der Ausführung nach Fig. 3 wird die Schaltstufe i6 dagegen über den dritten Stromkreis 30 gespeist. Bei ausgeschaltetem Betriebsschalter 19 wird also ein Schaltsignal auf der Anzeigeeinrichtung nur während der Betätigungsdauer des Tastschalters ko dargestellt. Damit wird die Stromaufnahme des gesamten Systems weiter reduziert, insbesondere wenn man berücksichtigt, daß über diesen dritten Stromkreis gegebenenfalls auch eine Beleuchtungseinrichtung für die Anzeigeeinrichtung gespeist wird.

Insgesamt ist also durch die sachgerechte Trennung des Stromversorgungssystems in mehrere Stromkreise zur Speisung der einzelnen Schaltstufen die Stromaufnahme gegenüber bekannten Ausführungen beträchtlich reduziert, so daß sich ein solcher Rechner besonders zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug eignet. Die Stromaufnahme aus der Batterie des Fahrzeuges ist bei diesen Ausführungen so gering, daß eine unzulässige Entladung der Batterie auch bei längerem Stillstand des Fahrzeuges nicht zu befürchten ist. Um die Batterie noch weiter zu schonen, wird ergänzend vorgeschlagen, Solarzellen und/oder Thermoelemente einzusetzen und die von diesen Elementen erzeugte elektrische Energie zur Speisung der Stromkreise auszunutzen. Die Thermoelemente wird man dabei vorzugsweise am Motor und/ oder Auspuff des Fahrzeuges anbringen, um hohe Temperaturdifferenzen ausnutzen zu können. Großflächige Solarzellen kann man in die Motorhaube, das Dach oder den Kofferraumdeckel integrieren. Die von diesen Elementen erzeugte Energie kann beispielsweise zur Speisung des flüchtigen Speichers 14b ausgenutzt werden, also die Stützbatterie 23 ersetzen oder diese zumindest wiederaufladen. Natürlich könnte diese

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Energie auch zur Wiederaufladung dor FaJirzeu^battorie" 18 ausgenutzt werden. Insbesondere könnte die Energie dieser Elemente zur Stromversorgung solcher Baugruppen herangezogen werden, deren einwandfreie Funktion nicht unbedingt erforderlich ist. Dies gilt beispielsweise für die Beleuchtung eines Instrumentes im Stillstand des Kraftfahrzeuges. Die Verwendung solcher Elemente ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Rechner auch zur Steuerung einer Diebstahlsicherungsanlage eingesetzt wird, da dann diese Anlage nicht durch Abklemmen der Hauptbatterie außer Kraft gesetzt werden kann. Diese Gedanken können natürlich unabhängig von den Gedanken der Stromkreisaufteilung verwendet werden.

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Claims

SWF-Spezialfabrik für :^4.o*tfubek<>r.£3«us*e,av,.Bau GmbH 7120 Bietigheim-Bissingen

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Kübler/Tü Λ. 10.1982

Rechner, insbesondere Bordrechner für Kraftfahrzeuge

Patentansprüche:

Rechner, insbesondere Bordrechner für Kraftfahrzeuge mit mehreren elektronischen Schaltstufen zur Verarbeitung von Signalen, nämlich dem eigentlichen Mikrorechner, den zur Verarbeitung von Meßwertsignalen notwendigen Schaltstufen und den zur Verarbeitung von Zeitsignalen notwendigen Schaltstufen, mit einer Anzeigeeinrichtung, auf der neben den aus den Meßwertsignalen abgeleiteten Daten auch eine Zeitangabe darstellbar ist, sowie mit einem Stromversorgungssystem mit einem Betriebsschalter zur Speisung dieser Schaltstufen aus einer Batterie, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromversorgungssystem wenigstens zwei Stromkreise (20,21) aufweist, wobei über den ersten Stromkreis (20) wenigstens ein Teil der ausschließlich zur Meßwertsignalverarbeitung notwendigen Schaltstufen (11,14) gespeist wird und wobei dieser Stromkreis durch ein vom Betriebsschalter (19) in der Ausschalteteilung ausgelöstes Schaltsignal abgeschaltet wird, während andere Schaltstufen 05) über einen zweiten Stromkreis (21) gespeist werden, der auch in der Ausschaltstellung des Betriebsschalters wenigstens zeitweise an die Batterie (18) angeschlossen ist.
2. Rechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über den ersten Stromkreis (20) der Mikrorechner (10) sowie alle übrigen ausschließlich zur Meßsignalverarbeitung notwendigen Schaltstufen (11,14) gespeist werden, daß der zweite Stromkreis (21) auch in der Ausschaltstellung des Betriebs-

schalters (19) dauernd an die Batterie (18) angeschlossen ist, daß dieser zweite Stromkreis (21) einen separaten Uhrenbaustein (15) speist und daß von diesem Uhrenbaustein (15) Anzeigeelemente der Anzeigeeinrichtung (17) angesteuert werden, die von den Anzeigeelementen für die Meßwerte elektrisch getrennt sind.
3. Rechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromkreis (21) auch in der Ausschaltstellung des Betriebsschalters (19) dauernd an die Batterie (18) angeschlossen ist, daß über diesen zweiten Stromkreis (21) die ausschließlich zur Erzeugung der Zeitsignale notwendigen Schaltstufen (15) gespeist werden und daß über einen dritten Stromkreis (30) Schaltstufen (10) gespeist werden, die sowohl zur Verarbeitung der Meßwertsignale als auch zur Verarbeitung der Zeitsignale dienen, wobei dieser dritte Stromkreis (30) bei eingeschaltetem Betriebsschalter (19) dauernd, bei ausgeschaltetem Betriebsschalter (19) zeitweise an die Batterie (18) angeschlossen ist.
h. Rechner nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsignale von einem über den zweiten Stromkreis (21) gespeisten Uhrenbaustein erzeugt werden und über den dritten Stromkreis (30) der Mikrorechner (1O) gespeist wird, wobei dieser dritte Stromkreis (30) in der Ausschaltstellung des Betriebsschalters (19) durch ein vom Uhrenbaustein 05) abgenommenes Steuersignal periodisch für ein bestimmtes Zeitintervall geschlossen wird.
5. Rechner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsignale von einem über den zweiten Stromkreis (21 ) gespeisten Uhrenbaustein erzeugt werden und über den dritten Stromkreis (30) der Mikrorechner gespeist wird, wobei dieser dritte Stromkreis (30) in der Ausschaltstellung des Betriebsschalters (19) durch einen willkürlich betätigbaren Tastschalter (^O) geschlossen werden kann.

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6. Rechner nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikrorechnerbaustein (50) auch zur Verarbeitung der Zeitsignalo dient, daß dieser Mikrorechnerbaustein (50) intern einen Taktgeber (51) aufweist, daß dieser Taktgeber (51) auch bei ausgeschaltetem Betriebsschalter (19) über den zweiten Stromkreis
(21) gespeist wird und daß die zur Programmdurchrührung notwendigen Schaltstufen des Mikrorechnerbausteins (50) über einen dritten Stromkreis (30) gespeist werden, der durch ein
Steuersignal des Taktgebers (51) periodisch für ein bestimmtes Zeitintervall geschlossen wird.
7. Rechner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber (51) periodisch ein Steuersignal zum Schalten des
dritten Stromkreises (30) abgibt und daß der Mikrorechner (10*) des Mikrorechnerbausteins (50) das Zeitsignal eines über den
zweiten Stromkreis (21) dauernd gespeisten Uhrenbaustein (15)
jeweils dann übernimmt, wenn der dritte Stromkreis (30) geschlossen ist.
8. Rechner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber (51) ein in den Mikrorechnerbaustein (50) integrierter Uhrenbaustein ist."
9. Rechner nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß zur Verarbeitung der Meßwertsignale ein separater Mikroprozessor (60) dient, der über den ersten Stromkreis (20)
gespeist wird, und daß die Daten dieses Mikroprozessors (60)
über den Mikrorechnerbaustein (50) der Anzeigeeinrichtung (17) zugeführt werden.
10. Rechner nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stromkreis (20) auch bei ausgeschaltetem Betriebsschalter (19) geschlossen
bleibt, bis er durch ein vom Mikrorechner (10) am Programmende ausgelöstes Schaltsignal abgeschaltet wird.

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11. Rechner nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Datensicherung über eine Schaltstufe (14) mit einem nichtflüchtigen Speicher (i4a) oder über eine Schaltstufe mit einem flüchtigen Speicher (i^b) der aus einer Hilfsbatterie (23) gespeist wird, erfolgt und daß der nichtflüchtige Speicher (]ka) über den ersten Stromkreis (20) der flüchtige Speicher (i^b) über den zweiten Stromkreis (21) gespeist werden.
12. Rechner nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Analog-Digital-Wandler über den ersten Stromkreis (20) gespeist wird.
13· Rechner nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltstufe (16) zur Pegelanpassung der Ausgangssignale des Mikrorechners (io) und gegebenenfalls eine Speicher- und Treiberschaltstufe für die Anzeigeelemente der Anzeigeeinrichtung (17) über den zweiten oder dritten Stromkreis (21,30) gespeist werden, sofern zur Anzeige der Zeitsignale und der Meßwertsignale die gleichen Anzeigeelemente der Anzeigeeinrichtung (17) dienen, aber über den ersten Stromkreis (2θ) gespeist werden, wenn die Zeitsignale von einem Uhrenbaustein (15) mit Treiberschaltstufe geliefert werden und auf Anzeigeelementen dargestellt werden, die elektrisch von den Anzeigeelementen für die Meßwerte getrennt sind.
14. Rechner, insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromversorgung einzelner Stromkreise die von Solarzellen und/oder Thermoelementen erzeugte Energie ausgenutzt wird, wobei die Solarzellen vorzugsweise in das Dach, die Motorhaube und/oder den Kofferraumdeckel integriert sind, während die Thermoelemente vorzugsweise am Motor und/oder am Auspuff des Fahrzeuges angebracht sind.

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15· Rechner nach Anspruch 1k, dadurch gekennzeichnet, daß von den Solarzellen und/oder den Thermoelementen einzelne Stromkreise ausschließlich gespeist werden und/oder die Batterie des Fahrzeuges und/oder Hilfsbatterien wieder aufgeladen werden.