DE3320774A1

DE3320774A1 - Bordrechner

Info

Publication number: DE3320774A1
Application number: DE19833320774
Authority: DE
Inventors: Helmut 7123 Sachsenheim Betsch; Karl-Heinz Liedtke; Anton 7128 Lauffen Lill
Original assignee: SWF Auto Electric GmbH
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1983-06-09
Filing date: 1983-06-09
Publication date: 1984-12-13

Description

Bordrechner

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bordrechner für Kraftfahrzeuge gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei der Verarbeitung und Anzeige von Meßwerten tritt allgemein das Problem auf, daß der Anzeigewert auf den Meßwert abgeglichen werden muß. Dies gilt auch für einen Bordrechner, denn beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Tankraumformen oder unvermeidlicher Toleranzen bei der Justierung des Tankgebers stimmt die Anzeige oft nicht mit der tatsächlich erstmals in den Tank eingefüllten Flüssigkeitmenge überein. Bisher hat man zum Abgleich bei einem Bordrechner ein Potentiometer verwendet, dessen Abgriffsspannung als Korrekturwert so verändert wurde, daß die Anzeige genau den Wert der erstmals in den Tank eingefüllten Flüssigkeitsmenge anzeigt. Ein solches Abgleichpotentiometer ist verhältnismäßig teuer und benötigt.einen nicht unerheblichen Raumbedarf. Schließlich ist ein solches Abgleichpotentiometer im eingebauten Zustand des Bordrechners nur schlecht oder gar nicht zugänglich. Außerdem reicht der Abgleichbereich eines einfachen Potentiometers oft nicht aus, einen bestimmten Bordrechner auch bei unterschiedlichsten Ausführungsformen von Tankinhaltsgebern verwenden zu können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Bordrechner der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden, daß er universell einsetzbar ist, möglichst wenig Raum erfordert und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt also die Überlegung zugrunde, daß man auf dieses Abgleichpotentiometer verzichten kann, wenn man dessen Funktion durch den Mikrorechner nachbildet, also die von dem Potentiometer gelieferte Korrekturspannung durch einen digitalen

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Wert ersetzt, der in einoni Speichor gespeichert ist und dem Eingangs signal zugeschaltet -wird. Das zum Abgleich notwendige Schaltsignal kann durch einen einfachen Tastschalter erzeugt werden, der kostengünstiger und platzsparender aufgebaut werden kann. Der Abgleichbereich eines solchen digitalen Wertes kann praktisch beliebig ausgeweitet werden, so daß der Bordrechner universell verwendbar ist. Dabei kann das System so ausgelegt werden, daß jeweils bei Betätigung des Abgleichschalters der gespeicherte Wert um eine möglichst kleine Einheit erhöht wird* Zum .vollständigen Abgleich müssen dann unter Umständen sehr viele Schaltsignale ausgelöst werden, was sehr umständlich und zeitraubend ist. Deshalb wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß sich der in den Speicher eingespeicherte Korrekturwert während der Dauer des Schaltsignales in bestimmten Intervallen selbsttätig ändert. In der Praxis bedeutet dies, daß man in den Tank eine bestimmte, genau abgemessene Menge Kraftstoff einfüllt und dann den Abgleichschalter solange betätigt, bis auf der Anzeigeeinrichtung der richtige Wert dargestellt wird. Danach wird der Abgleichschalter zurückgestellt und der letzte Korrekturwert bleibt in dem Speicher gespeichert.

Besonders bevorzugt werden Ausführungen, bei denen man im Interesse eines geringen Platzbedarfes auf einen zusätzlichen Abgleichsschalter verzichtet und das zum Abgleich notwendige, Schaltsignal mit solchen Schaltern auslöst, die ohnehin vorhanden sind und zur Steuerung anderer Funktionen des Bordrechners und/oder im Kraftfahrzeug allgemein dienen.

Heutzutage werden nahezu baugleiche Fahrzeuge in die verschiedensten Ländern mit unterschiedlichen Maßsystemen geliefert. Das bedeutet, daß beispielsweise einmal der Tankinhalt in Litern und ein anderes Mal in Gallonen angezeigt werden muß. Um den Bordrechner auch in dieser Hinsicht universell einsetzbar zu gestalten, soll der Mikrorechner eine Signalverarbeitungsstufe aufweisen, die von einer willkürlich betätigbareri Schalteinrichtung steuerbar ist und in Abhängigkeit von der Schalt-

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stellung dieser Schalteinrichtung die Eingangssignale in unterschiedlicher Weise verarbeitet. Durch eine Schalteinrichtung kann also festgelegt werden, ob der Mikrorechner aus einem Eingangs signal einen Anzeigewert in Litern oder in Galonen errechnet. Als Schalteinrichtung zur Umsteuerung dieser Signalverarbeitungsstufe bieten sich die bekannten Kodierschalter an, die aber sehr kostspielig sind und einen nicht unerheblichen Platzbedarf auf der Leiterplatte erfordern. Deshalb wird· einer Lösung der Vorzug gegeben, bei der diese Schalteinrichtung durch einen Trimmerwiderstand gebildet wird, wobei die Abgriff spannung an diesem Trimmerwiderstand anhand einer Skala auf genau definierte Werte einstellbar ist und Tom Mikrorechner zur Steuerung der Signalverarbeitungsstufe ausgewertet wird.

Eine andere Ausführungsform beruht auf dem Gedanken, daß man eine solche Schalteinrichtung platzsparend aufbauen kann, wenn man schon vorhandene Einzelteile des Bordrechners ausnutzt. Da der Raumbedarf eines Bordrechners üblicherweise von der Größe der Leiterplatte abhängt,wird das gesamte Gerät nicht vergrößert, wenn man auf die vorhandenen Kontaktstecker über Kontaktzungen, die von einem Stellglied betätigbar sind, elektrische Signale durchschaltet. . "

Da eine solche Schalteinrichtung als einfacher Ein- Ausschalter arbeitet, sind die Kontaktstecker in bestimmten Schaltstellungen des Stellgliedes potentialfrei. Damit könnten Störspannungen ein falsches Schaltverhalten des Mikrorechners herbeiführen. Um diesen Mangel zu beseitigen, werden die Kontaktstecker in an sich bekannter Weise über Widerstände an ein bestimmtes Potential, meist das Pluspotential angeschlossen. Damit nun durch diese Widerstände die Leiterplatte nicht wieder vergrößert werden muß, werden elektrische Bauteile zwischen den Steckkontakten und dem Steckverbindergehäuse angeordnet. Diese Bauteile sind nach der Endmontage des Bordrechners zwar nur schlecht zugänglich, doch ist ein Austausch ohnehin kaum erforderlich, da diese Bauteile nur eine Schutzfunktion haben und nicht hoch belastet werden. '

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Erfindung und woi tor« vortoilhai'to Ausgestaltungen verden nachstehend anhand dor in der Zeichnung dargestellten Ausfüh-

rungsbeispioJe näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines Bordrechners und

Fig. 2 einen Teilschnitt durch das Gehäuse des Bordrechners.

In dem Schaltbild nach Fig. 1 sind nur die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendigen Schaltstufen näher dargestellt. Der Bordrechner hat einen gestrichelt umrahmten Mikrorechner 10, der Ausgangssignale zur Ansteuerung einer Anzeigeeinrichtung 11 liefert. Dem Mikrorechner werden Eingangssignale von verschiedenen Meßwertgebern zugeführt. In der Zeichnung ist nur ein Meßwertgeber, nämlich ein Tankinhaltsgeber 12 dargestellt. Das von diesem Tankinhaltsgeber stammende Eingangssignal wird einem Analog-Digital-Wandler 20 zugeführt,dem eine Korrekturstufe 21 nachgeschaltet ist, die im einfachsten Fall als Addierer ausgebildet sein kann. Das Ausgangssignal dieses Addierers wird in einer Signalverarbeitungsstufe 22 so umgewandelt, daß über nicht näher dargestellte Treiber die Anzeigeeinrichtung 11 angesteuert werden kann.

In der Praxis tritt nun der Fall auf, daß bei einer bestimmten Abgriffsstellung des als Potentiometer ausgebildeten Tankinhaltsgebers nicht der der in den Tank eingefüllten Menge entsprechende Anzeigewert dargestellt wird. Es ist daher ein Abgleich notwendig. Dazu ist ein Speicher 23 vorgesehen, in dem ein bestimmter Korrekturwert gespeichert werden kann, der in der Korrekturstufe 21 mit dem Ausgangssignal des Analog-Digital-Vandlers 20 verknüpft, diesem also zuaddiert wird. Der in dem Speicher 23 eingespeicherte Korrekturwert stammt von einem Vorwärts-Rückwärtszähler 2k, dessen Zählrichtung über die Leitungen 25 und 2.6 gesteuert werden kann. Diesem Zähler 2h werden Taktimpulse eines Taktgenerators 27 über ein Tor 28 zuge-

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führt. Das Tor 28 wird über ein zum Abgleich notwendiges Schaltsignal auf der Leitung 2° gesteuert. Dieses Schaltsignal wird von einem Flip-Flop 30 geliefert, das einen Setzeingang 31 und einen Triggereingang 32 aufweist.

Mit kO ist in der Zeichnung der Zündschalter des Kraftfahrzeuges bezeichnet, der mit dem Triggereingang 32 des Flip-Flops 30 verbunden ist. Mit 4i ist ein Schalter bezeichnet, dessen bewegliches Schaltglied aus einer Ruhestellung wahlweise in eine von zwei Arbeitsstellungen umstellbar ist und dann eine der beiden Leitungen 25 oder 2.6 mit positiven Potential verbindet. Bei diesem Schalter 4i handelt es sich um einen Schalter, der zur Steuerung des Bordrechners ohnehin benötigt wird. Dieser Schalter 4i dient beispielsweise dazu, die Betriebsart des Mikrorechners 10 festzulegen. Mit bekannten Mikrorechnern können neben dem Tankinhalt andere Werte, beispielsweise die Reichweite, die Uhrzeit, der Kilometerstand oder die Außentemperatur angezeigt werden. Die Betriebsart bzw. der angezeigte Wert hängt dabei von der Stellung eines Zykluszählers ab, der über diesen Schalter kl vorwärts oder rückwärts weitergeschaltet werden kann. Bei Betätigung dieses Schalters 41 wird über ein ODER-Gätter k2 dem Setzeingang 31 des Flip-Flops 30 ein Signal zugeführt .

Mit der beschriebenen Ausführung kann der Abgleich der Tankinhalts anzeige wie folgt durchgeführt werden: Zunächst wird in den Tank eine genau definierte Menge Kraftstoff, beispielsweise 6 Liter eingefüllt. Nun wird angenommen,

der
daß in Anzeige nur ein Wert von 5>0 Litern dargestellt wird. Wird nun zunächst der Schalter kl in seine die Leitung 25 ansteuernde Betriebsstellung umgeschaltet und danach der Zündschalter k0 eingeschaltet, ist am Ausgang des Flip-Flops 30 ein Schaltsignal meßbar, über das das Tor 28 gesteuert wird. Folglich werden Taktimpulse des Taktgenerators 27 dem Zähler 2k zugeführt, der nun selbsttätig in bestimmten Intervallen seinen · Zählerstand erhöht. Das Ausgangssignal des Zählers 2k wird

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fortlaufend in den Speicher 23 eingeschrieben und der Korrekturstufe 21 zugeführt. Der Korrekturwert wird in dieser Korrekturstufe 21 zum Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandlers 20 hinzu addiert, so daß sich auch der Anzeigewert in der Anzeigeeinrichtung 11 erhöht. Zeigt die Anzeigeeinrichtung 11 im vorliegenden Beispiel den Wert 6,0 Liter, wird der Schalter 4i zurückgestellt. Der Abgleichvorgang ist damit beendet, denn bei jeder späteren Messung des Tankinhalts wird das Eingangssignal von dem Tankinhaltsgeber 12 in der Korrekturstufe 21 mit dem zuletzt gespeicherten Korrekturwert verknüpft.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird also der in den Speicher 23 eingespeicherte Wert während der Dauer des Schaltsignales auf der Leitung h9 in Intervallen selbsttätig geändert. Entsprechend der gewählten Schaltstellung des Schalters 4i kann dieser Korrekturwert herabgesetzt oder erhöht werden, indem die Zählrichtung des Zählers 24 beeinflußt wird. Das Schaltsignal auf der Leitung 29 wird über Schalter ausgelöst, die ohnehin zum Betrieb des Bordrechners bzw. des Kraftfahrzeuges allgemein notwendig sind. Dabei ist ein unbeabsichtigter falscher Abgleich dadurch ausgeschlossen, daß das Schaltsignal auf der Leitung 29 nur dann ausgelöst wird, wenn zuerst der als Abgleichschalter anzusehende Schalter 4i und erst danach der Zündschalter kO betätigt wird. Diese Schaltreihenfolge ist ungewöhnlich und wird beim Fahrbetrieb des Fahrzeuges normalerweise nicht vorkommen.

Der in Fig. 1 angedeutete Bordrechner ist so ausgebildet, daß die Anzeigeeinrichtung 11 wahlweise den Tankinhalt in Litern oder in Gallonen anzeigen kann. Dies wird durch eine umschaltbare Signalverarbeitungsstufe 22 erreicht, die beispielsweise ednetiTeiler enthält, der den Wert aus der Korrekturstufe 21 durch den Umrechnungswert zwischen Litern und Gallonen teileil kann. Als Schalteinrichtung zur Steuerung dieser Signalverarbeitungsstufe 22 dient ein Trimmerwiderstand 50, dessen Abgriffspannung anhand einer Skala 51 auf genau definierte Werte einstellbar ist und einem Analog-Digital-Wandler 52 Zugeführt

wird, der die Signalverarbeitungsstufe 22 steuert. Zeigt der Potentiometerabgriff auf die Skalenziffer 1, wird der Teiler in der Signalverarbeitungsstufe 22 aktiv und der Tankinhalt wird in Gallonen angezeigt. Zeigt der Abgriff des Trimmerwiderstandes 50 dagegen auf den Wert 2., wird der Tankinhalt in Litern angezeigt und der Teiler in der Signalverarbeitungsstufe 22 ist önaktiv oder auf den Teilerwert 1 gesetzt.

Fig. 2 zeigt ein topfförmiges Gehäuse 60 aus Metall, in dem eine Leiterplatte 61 angeordnet ist, die mit den verschiedenen elektrischen Bauteilen bestückt ist. Das topfförmige Gehäuse 60 ist^durch ein Steckverbindergehäuse 62 geschlossen, in dem eine Vielzahl von Steckkontakten 63 und 64 festgelegt sind. . Wie die Zeichnung zeigt, sind die Steckkontakte 63 und 64 in einer Richtung quer zur Leiterplatte übereinander angeordnet. Sie sind in unterschiedlichem Abstand zu dem Steckverbindergehäuse an Leiterbahnen der Leiterplatte 61 angelötet. Die Steckkontakte sind so abgewinkelt, daß sie etwa parallel zur Leiterplatte 61 in dem Steckverbindergehäuse 62 auslaufen und daß sie etwa senkrecht auf die Leiterplatte 61 ausgerichtet sind.

Mit dem metallischen Gehäuse 60, das an Masse, liegt, sind mehrere Kontaktzungen nebeneinander verbunden, von denen eine in der Zeichnung dargestellt und mit 70 bezeichnet ist. In dem Gehäuse 60 ist als Stellglied ein Schieber 71 aus Kunststoff festgelegt,über den die Kontaktzunge 70 betätigbar ist, so daß in der nichtgezeigten Schaltstellung dieses Schiebers 71 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem an Masse liegenden Gehäuse 60 und dem Steckkontakt 63 herstellbar ist. Insgesamt ist mit diesen Bauteilen also eine Schalteinrichtung geschaffen, wobei bereits vorhandene Einzelteile, nämlich der

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Steckkontakt als Gegenkontakt für die Kontaktzunge 70 ausgenutzt wird. In Abhängigkeit von der Schaltstellung der die verschiedenen Kontaktzungen beaufschlagenden Schieber werden also einzelne Steckkontakte an Masse geschaltet, so daß ein binärkodiertes Signal erzeugt wird, das anstelle des Ausgangssignals des Analog-Digital-Vandlers 52 der Signalverarbeitungs-

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stufe 22 zugeführt verden kann, was in Fig. 1 durch den Pfeil P angedeutet ist. Diese Schalteinrichtung kann also den Trimmerwiderstand 50 und den Analog-Digital-Wandler 52 ersetzen. Damit wird die Baugröße des Bordrechners weiter verkleinert, denn die Gehäuseabmessungen sind im wesentlichen durch die Größe der Leiterplatte 61 bestimmt, wobei eine gewisse Bauhöhe wegen der ■Wärmeentwicklung der elektrischen Bauteile nicht unterschritten werden kann.

Fig. 2 zeigt außerdem, daß in dem Raum R1 zwischen den Kontaktsteckern⁵" 63 und 6k sowie in dem Raum R2 zwischen den Kontaktsteckern 6k und dem Steckverbindergehäuse 62 elektrische Bauteile 75»76, beispielsweise Widerstände oder Dioden angeordnet sind. Diese Bauteile sind vorzugsweise elektrisch leitend über Leiterbahnen an der Leiterplatte 6-1 mit den Steckkontakten verbunden und dienen dazu, das Potential dieser Steckkontakte festzulegen, " wenn die Kontaktzunge 70 nicht auf dem Steckkontakt aufliegt. Selbstverständlich können auch Bauteile mit einer anderen Funktion dort untergebracht werden, weswegen für diesen Gedanken zur platzsparenden Anordnung der Bauteile zwischen den Steckkontakten und dem Steckverbindergehäuse selbständiger Schutz beansprucht wird.

Abschließend wird darauf hingewiesen, daß in der Zeichnung natürlich nur ein Ausführungsbeispiel bezüglich einer Tankinhaltsanzeige dargestellt ist. Bei einem solchen Bordrechner ist aber gegebenenfalls auch ein Abgleich bei anderen Meßwerten notwendig. Außerdem muß bei einem universell ersetzbaren Bordrechner die Signalverarbeitungsstufe entsprechend den möglichen Fahrzeugvarianten in mehrere Betriebsarten umstellbar sein, damit beispielsweise die Außentemperatur in Grad Celsius oder Fahrenheit oder die Fahrgeschwindigkeit in Kilometer pro Stünde oder Meilen pro Stunde anzeigbar ist.

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Claims

SWF-Spezialfabrik für" "AuTo v.uBbhÖr GustaV Rau GmbH 0 0 0 0 7 7/ 71 20 Bioti ghoirii-Bissingen 0 0 Z U / /

PAL/A 12 751 Kübler/Tü

26.5.1983

Bordrechner
Patentansprüche:

\\_y Bordrechner für Kraftfahrzeuge mit einem Mikrorechner, der aus ihm zugeführten, einer Meßgröße entsprechenden Eingangssignalen Ausgangssignale zur Ansteuerung einer Anzeigeeinrichtung ableitet, wobei der von der Anzeigeeinrichtung dargestellte Anzeigewert auf die Meßgröße abgleichbar is.t, indem dem Eingangssignal ein manuell einstellbarer Korrekturwert zuschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Abgleichschalter (4i) ein Schaltsignal auslösbar ist, daß durch dieses Schaltsignal der in einem digitalen Speicher (23) eingespeicherte Korrekturwert veränderbar ist und daß dieser Korrekturwert in einer Korrekturstufe (21) mit dem in ein digitales Signal umgewandelten Eingangssignal verknüpft wird.

2. Bordrechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der in den Speicher (23) eingespeicherte Wert während der Dauer des Schaltsignals in bestimmten Intervallen selbstätig ändert.

3. Bordrechner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Abgleichschalter (4i) auch andere Funktionen des Mikrorechners steuerbar sind und daß dieser Abgleichschalter (4i) mit einem weiteren im Kraftfahrzeug vorhandenen Betriebssehalter (4o) elektrisch derart verknüpft ist, daß das Schaltsignal nur bei Betätigung des Abgleich-

schalters (4i) und des weiteren Betriebsschalters(4o) ausgelöst wird.

k. Bordrechner nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsschalter der Zündschalter (ho) des Kraftfahrzeugs ist und daß das Schaltsignal von einer Schaltstufe nur dann ausgelöst wird, wenn zuerst der Abgleichschalter (41) und danach der Betriebsschalter (4o) betätigt wird.

5. Bordrechner, insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrorechner" eine Sxgnalverarbextungsstufe (22) aufweist, die von einer willkürlich betätigbaren Schalteinrichtung steuerbar ist und in Abhängigkeit von der Schaltstellung dieser Schalteinrichtung die Eingangssignale in unterschiedlicher Weise verarbeitet. ' .

.6. Bordrechner nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen Trimmerwxderstand (50 ) aufweist, daß an diesem Trimmerwxderstand (5O) anhand einer Skala (51) definierte Abgriffspannungen einstellbar sind, daß der Mikrorechner (1O) die Abgriffspannung auswertet und in Abhängigkeit davon die Signalverarbeitungsstufe (22) gesteuert wird.

7. Bordrechner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß¹ der Mikrorechner (io) neben anderen elektronischen Bauelementen auf einer Leiterplatte (6i) angeordnet ist, die in einem Gehäuse (6o) festgelegt ist, daß von der Leiterplatte (6i) Steckkontakte (63,64) eines das Gehäuse abschließenden Steckverbindergehäuse (62) ausgehen, daß die Schalteinrichtung mehrere Kontaktzungen (70) aufweist, die über ein Stellglied (71) betätigbar sind, daß als Gegenkontakt für diese Kontaktzungen (70) einzelne Steckkontakte (63) dienen und daß in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Stellgliedes (71) die Sxgnalverarbextungsstufe (22) die Signale in unterschied]ichor Weise verarbeitet.

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8. Bordrochner nach. Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß das Steckverbindergohäuse (62) quer zur Leiterplatte (61) angeordnet ist, daß die Steckkontakte (63,64) senkrecht in die Leiterplatte (6i) münden und derart abgewinkelt sind, daß sie etwa parallel zur Leiterplatte (6i) in dem Steckverbindergehäuse (62) liegen und daß in dem Raum (R2) zwischen den in die Leiterplatte (61) mündenden Steckkontaktabschnitten und dem Steckverbindergehäuse (62) auf der Leiterplatte (61) weitere elektrische Bauteile (76) montiert sind.

9· Bordrechner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem'Steckverbindergehäuse (62) mehrere Steckkontakte (62, 63) quer zur Leiterplatte. (61 ) übereinander festgelegt sind, die in unterschiedlichem Abstand von dem Steckverbindergehäuse (62) an Leiterbahnen der Leiterplatte (61) angelötet sind und daß in dem Raum (R1) zwischen den in die Leiterplatte mündenden Steckkontakten (63,64) weitere elektrische Bauteile (75) festgelegt sind.

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