DE3439644A1

DE3439644A1 - Hoehenmesser fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3439644A1
Application number: DE19843439644
Authority: DE
Inventors: Lothar 7312 Kirchheim Fischer; Horst 7120 Bietigheim-Bissingen Rachner
Original assignee: SWF Auto Electric GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1984-10-30
Filing date: 1984-10-30
Publication date: 1986-04-30

Description

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Höhenmesser für Kraftfahrzeuge

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

Es sind bereits barometrische Höhenmesser bekannt, bei denen sich ein federelastisches Meßelernent mit zunehmender Höhe in Folge des abnehmenden Außendrucks ausdehnt. Die Ausdehnung dieses Meßelementes wird auf einer Skala angezeigt, auf der dann die Höhe des Fahrzeugstandortes über dem Meeresspiegelniveau ablesbar ist. Diese bekannten Höhenmesser arbeiten ungenau, da der Luftdruck u.a. von der Temperatur abhängig ist. Bei Höhenmessern für Flugzeuge wird daher jeweils vor Beginn eines Fluges die Skala so eingestellt, daß der Zeiger bei dem gerade vorherrschenden Luftdruck auf den Vert Null zeigt. Am Anzeigegerät ist dann jeweils die aktuelle Höhe über Flugplatzniveau ablesbar. Diese Einstellarbeit ist für einen Piloten selbstverständlich, da ohnehin umfangreiche Prüfungen am Flugzeug vorgenommen werden müssen. Einem Autofahrer kann dieser Einstellvorgang aber in der Regel nicht zugemutet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Höhenmesser für Kraftfahrzeuge zu schaffen, der genauer arbeitet als die bekannten Geräte, ohne daß unnötige und unzumutbare Abgleicharbeiten erforderlich wären.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, daß man größere Ungenauigkeiten des Anzeigewertes dann vermeiden kann, wenn man dafür sorgt, daß beim Abstellen eines Fahrzeuges der zuletzt gemessene Höhenwert gespeichert und als neue Bezugsgröße verwendet wird. Ändert sich also während des Stillstandes eines Kraftfahrzeuges aufgrund von Temperaturschwankungen auch der Luftdruck, hat dies keinerlei Einfluß auf den angezeigten Höhenwert.

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Das Wesentliche der Erfindung wird also darin gesehen, daß in Abhängigkeit von der Stellung eines Schaltelementes als Bezugsgröße entweder über eine Tastatur ein vorbekannter Höhenwert oder der zuletzt von dem Anzeigegerät angezeigte aktuelle Höhenwert in den Speicher eingeschrieben wird.

Dabei könnte die Schaltstellung des Schaltelementes willkürlich veränderbar sein. Bei dieser Ausführung bleibt es also allein dem Fahrer vorbehalten, ob er - etwa bei einer Rückkehr an den ursprünglichen Standort - die Bezugsgröße unverändert läßt oder diese Bezugsgröße ändert, wenn das Fahrzeug an einem anderen Standort abgestellt wird.

Besonders bevorzugt wird jedoch eine Ausführung, bei der die Schaltstellung des Schaltelementes von der Betriebsart des Kraftfahrzeugs abhängt. Dabei wird das Schaltelement beim Stillsetzen des Fahrzeuges in eine erste Schaltstellung umgestellt und in dieser ersten Schaltstellung der zuletzt angezeigte aktuelle Höhenwert in den Speicher eingeschrieben. Bei jedem Stillsetzen des Kraftfahrzeuges wird also eine neue Bezugsgröße festgelegt, so daß sich Druckschwankungen aufgrund von Temperaturänderungen während des Stillstandes des Kraftfahrzeuges nicht nachteilig auswirken können.

Dabei kann dieses Schaltelement beispielsweise über den Zündschalter des Kraftfahrzeuges so gesteuert werden, daß beim Ausschalten der Zündung der zuletzt angezeigte Höhenwert in den Speicher eingeschrieben wird. Denkbar wäre jedoch eine Ausführung, bei der dieses Schaltelement von einem Wegsensor gesteuert wird, der ohnehin bei den meisten Kraftfahrzeugen serienmäßig vorhanden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Blockschaltbildes näher erläutert.

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Ein Luftdruckmesser 10 liefert ein elektrisches analoges Signal das einer insgesamt mit 20 bezeichneten Auswert es clialtung zugeführt wird. Mit 11 ist ein Temperaturfühler bezeichnender ebenfalls ein elektrisches Signal liefert. Von der Auswerteschaltung 20 wird ein Anzeigegerät 12 angesteuert. Auf einer Tastatur 13 kann ein vorbekannter Höhenwert eingegeben werden. Ein Schaltelement 14 liefert Steuersignale für die Auswerteschaltung 20. Schließlich ist noch ein Betriebsartenschalter vorgesehen, über den ausgewählt werden kann, ob auf dem Anzeigegerät 12 ein Höhenwert oder eine Temperatur angezeigt werden soll .

Zur Auswerteschaltung gehört ein erster Speicher 21, der an den Ausgang eines ersten Umschalters 22 angeschlossen ist. Das Ausgangssignal dieses ersten Speichers 21 wird einem ersten Rechenwerk 23 zugeführt. Zur Auswerteschaltung 20 gehören weiterhin ein Analog-Digital-Wandler Zk, ein zweiter Speicher 25 sowie ein zweites Rechenwerk 26. Außerdem sind noch zwei Impulsgeber 27 und 28 sowie ein UND-Gatter 2Q und ein ODER-Gatter 30 vorgesehen. Über den Impulsgeber 28 wird der Übernahmeeingang 31 des zweiten Speichers 25 aktiviert. Über den Impulsgeber 27 und das ODER-Gatter 30 wird der Übernahmeeingang 32 des ersten Speichers 21 aktiviert. Dieser Übernahmeeingang 32 des ersten Speichers 21 wird außerdem dann aktiviert, wenn das Schaltelement lh seine zweite, in der Zeichnung mittlere Schaltstellung einnimmt und auf der Tastatur 13 eine Taste betätigt wird.

Schließlich gehört zu der Auswerteschaltung 20 ein weiterer Umschalter 33 sowie ein weiterer Analog-Digital-Wandler 3h, über die bei Betätigung des Schalters 15 der vom Temperaturfühler stammende Meßwert dem Anzeigegerät 12 zugeführt wird.

Im folgenden wird nun die Funktion der zur Höhenmessung notwendigen Bausteine näher beschrieben, wobei zunächst davon ausgegangen wird, daß in dem Speicher 21 ein Höhenwert einge-

A 12 835 - 7 - 3 A 39 6 Abspeichert sei, der dem zuletzt von dem Anzeigegerät 12 angezeigten Wert entspricht. Das Schaltelement 1 ^- nimmt seine erste, in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung ein. Vird dieses Schaltelement 1^ nun in die Schaltstellung II umgestellt, vird der erste Umschalter 22 in die gestrichelt angedeutete Lage umgestellt. Damit ist der Eingang des ersten Speichers 21 mit der Tastatur 13 verbunden. Es kann nun auf der Tastatur 13 ein bekannter Höhenwert am Fahrzeugstandort eingegeben -werden. Da in der Schaltstellung II des Schaltelementes lh an dem einen Eingang des UND-Gatters 29 positives Potential anliegt, kann bei Betätigung einer Taste auf der Tastatur 13 über das ODER-Gatter 30 der Übernahmeeingang 32 des ersten Speichers 21 aktiviert verden, so daß der auf der Tastatur 13 eingegebene Höhenwert in den Speicher 21 übernommen und dort gespeichert wird.

Wird nun der Betriebsschalter in die Sehaltstellung III gebracht, wird der Impulsgeber 28 getriggert und damit kurzzeitig der Übernahmeeingang 31 des zweiten Speichers 31 aktiviert. Damit wird in diesen zweiten Speicher 25 über den Analog-Digital-Wandler 2h der zu diesem Zeitpunkt vorliegende Meßwert des Luftdruckmessers 10 eingeschrieben. Dem zweiten Rechenwerk 26 wird zum einen das Ausgangssignal dieses zweiten Speichers 25 und zum anderen das Ausgangssignal des Analog-Digit al-Wandler s 2.h zugeführt. Dieses Rechenwerk bildet die Differenz der beiden anstehenden Eingangssignale, die am Ausgang ho meßbar ist. An einem zweiten Ausgang 4i am Rechenwerk 26 ist ein Vorzeichenwert abgreifbar, der dem ersten Rechenwerk 23 zugeführt wird. Mit der Umstellung des Schaltelementes 14 in die Schaltstellung III wird folglich das zweite Rechenwerk 26 zurückgesetzt, denn die beiden Eingangssignale sind gleich groß.

Das erste Rechenwerk 23 verknüpft das Ausgangssignal des Speichers 21 mit dem Ausgangssignal des zweiten Rechenwerks 26, wobei in Abhängigkeit von dem Signal am Ausgang 4i des

zweiten Rechenwerkes dessen Ausgangswert dem im Speicher 21 gespeicherten Höhenwert hinzuaddiert oder von diesem abgezogen wird. Da das Ausgangssignal am zweiten Rechenwerk 2ö im betrachteten Zeitpunkt Null ist, wird der Höhenwert des Speichers 21 durch das erste Rechenwerk 23 nicht verändert, so daß der über die Tastatur eingegebene Höhenwert unverändert auf dem Anzeigegerät 12 dargestellt wird.

Wird das Fahrzeug inganggesetzt und ändert sich die Fahrthöhe, so ändert sich damit auch das Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandlers und damit auch das Ausgangs signal am zweiten Rechenwerk 26. Dieses Ausgangssignal des zweiten Rechenwerkes 26 wird vorzeichenrichtig mit der im Speicher 21 gespeicherten Bezugsgröße verknüpft, so daß während der Fahrzeugbewegung bei sich ändernder Fahrthöhe auf dem Anzeigegerät 12 jeweils der aktuelle Höhenwert angezeigt wird.

Wird nun das Fahrzeug an einem neuen Standort stillgesetzt, wird das Schaltelement i4 wieder in die Schaltstellung I zurückgestellt. Damit wird der Umschalter 22 wieder in die ursprüngliche Lage gebracht, in der der Ausgang des ersten Rechenwerkes 23 auf den Eingang des Speichers 21 aufgeschaltet ist. Zugleich wird der Impulsgeber 27 getriggert, der über das ODER-Gatter 30 den Übernahmeeingang 32 des ersten Speichers 21 aktiviert. Durch den kurzen Impuls des Impulsgebers 27 wird folglich der zuletzt am Ausgang des ersten Rechenwerkes 23 meßbare Wert, der dem aktuellen Höhenwert entspricht,in den Speicher 21 eingeschrieben. Dieser zuletzt angezeigte aktuelle Höhenwert wird im folgenden als neue Bezugsgröße verwendet. Dabei wird dieser neuen Bezugsgröße im Speicher 21 derjenige Luftdruckmeßwert zugeordnet, der vorherrscht, wenn das Schaltelement ~\h wieder in die Schaltstellung III gebracht wird.

Insgesamt ist also folgendes festzustellen:

Der Luftdruckmesser 10 liefert einen elektrischen Meßwert, der einer Auswerteschaltung 20 zugeführt wird. Diese Auswerte-

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schaltung 21 enthält ein Rechenwerk 23, das eine aus dem Meßwert abgeleitete Größe, nämlich das Ausgangssignal des zweiten Rechenwerkes 26, mit einer in einem Speicher 21 gespeicherten Bezugsgröße vergleicht und daraus ein dem aktuellen Höhenwert entsprechendes Ansteuersignal für das Anzeigegerät 12 ableitet. In Abhängigkeit von der Stellung des Schaltelementes 14 kann dabei als Bezugsgröße über den Umschalter 22 entweder ein vorbekannter Höhenwert aus der Tastatur 13 oder der zuletzt von dem Anzeigegerät angezeigte aktuelle Höhenwert in den Speicher 21 eingeschrieben werden.

Die Schaltstellung des Schaltelementes kann dabei willkürlich veränderbar sein, d.h. es bleibt dem Fahrer überlassen, ob er dieses Schaltelement lediglich in die Schaltstellung II oder in die Schaltstellung I zurückstellt. In der Schaltstellung II wird der Inhalt des Speichers 21 nicht verändert, es sei denn es wird über die Tastatur 13 ein neuer Höhenwert eingegeben. In der Sehaltstellung I wird dagegen zwangsläufig der zuletzt angezeigte aktuelle Höhenwert in den Speicher 21 eingeschrieben.

Bei einer bevorzugten Ausführung soll die Schaltstellung des Schaltelementes 14 aber von der Betriebsart des Kraftfahrzeuges abhängen, wobei bei einer einfachen Ausführungsform daran gedacht ist, daß die Schaltstellung dieses Schaltelementes ik von der Schaltstellung eines Zündanlaßschalters abhängt. Dabei soll in der gezeichneten Schaltstellung I die Zündung ausgeschaltet, in der Schaltstellung II aber eingeschaltet sein. In der Schaltstellung III könnte beispielsweise der Anlasser betätigt werden. Damit ergibt sich, daß beim Stillsetzen des Fahrzeuges (Ausschalten der Zündung) das Schaltelement 1^ in seine erste Schaltstellung umgestellt wird und in dieser ersten Schaltstellung der zuletzt angezeigte aktuelle Höhenwert in den ersten Speicher 21 eingeschrieben wird. Beim Ingangsetzen des Fahrzeuges (Einschalten der Zündung) wird das Schaltelement 14 in seine zweite Schaltstellung

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umgestellt und nur in dieser zweiten Schaltstellung kann ein vorbekannter Höhenwert über die Tastatur 13 in den Speicher 2 eingeschrieben werden. Grundsätzlich wird vor einer Veränderung des Fahrzeugstandortes (Betätigung des Anlassers in der Schaltstellung III ) über den Impulsgeber 28 der gerade vorherrschende Luftdruckwert in den Speicher 25 eingeschrieben. Durch die Auswerteschaltung wird also jeweils der bei Fahrtbeginn herrschende Luftdruck einem bestimmten Höhenmeßvert im Speicher 21 gleichgesetzt, so daß sich Druckveränderungen während des Stillstandes des Kraftfahrzeuges nicht auf den angezeigten Höhenwert auswirken können. In der Zeichnung ist die Auswerteschaltung in einem Blockschaltbild derart dargestellt, daß sie aus herkömmlichen und serienmäßig verfügbaren Bauelementen aufgebaut werden könnte. Natürlich wird man bei einer Großserienfertigung anstelle der einzelnen Speicher und Rechenwerke vorzugsweise einen Mikroprozessor zur Signalverarbeitung einsetzen. Dieser Mikroprozessor könnte dann zugleich auch zur Auswertung anderer Meßwerte, etwa des Temperaturfühlers 11 ausgenutzt werden. Insgesamt soll damit auch angedeutet werden, daß der Grundgedanke der Erfindung in einen sogenannten Bordrechner für Kraftfahrzeuge integriert werden könnte, der weitere Meßwerte wie Kilometerstand, Benzinverbrauch, zurückgelegte Wegstrecke etc. anzeigt. Bei einer solchen Ausführung ist meist eine Zehner-Tastatur vorhanden, so daß die Eingabe eines vorbekannten Höhenwertes keinerlei Schwierigkeiten bereitet. Die Eingabe dieses Höhenwertes könnte aber auch beispielsweise über einen Zähler erfolgen, der von einem Taktgenerator getriggert wird und bei Betätigung einer Taste der Tastatur I3 so lange aufwärts oder abwärts zählt, bis der vorbekannte Höhenwert am Anzeigegerät erscheint. In einem solchen Fall benötigt man also für die Tastatur 1 3 nur eine Betätigungstaste sowie eine Zählrichtungstaste, so daß dieses System sehr einfach aufgebaut werden könnte.

Die Auswerteschaltung könnte natürlich so erweitert werden, daß Höhenwerte unterhalb des Meeresspiegelniveaus mit einem negativen Vorzeichen versehen angezeigt werden. Da dieser Fall

jedoch sehr selten vorkommen dürfte, könnte man bei einer einfachen Ausführung auch daran denken, diese Höhenwerte unter dem Meeresspiegelniveau auszublenden und auf dem Anzeigegerät als
Null darzustellen.

Insgesamt ist damit ein Höhenmesser für Kraftfahrzeuge ge-

für
schaffen, der die meisten Anwendungsfälle hinreichend genau

arbeitet, aber dennoch keinen unzumutbaren Abgleichaufνand erfordert. Der Fahrer muß lediglich bei der Inbetriebnahme und
gegebenenfalls in bestimmten Zeitabständen einen ihm bekannten Höhenvert, z.B. am Wohnort oder auf einer Paßhöhe eingeben.
Dieser Höhenwert wird dann als Bezugsgröße für das System verwendet, bis das Fahrzeug stillgesetzt wird. Beim Stillsetzen
des Fahrzeuges wird der gerade aktuelle Höhenwert als neue Bezugsgröße in einen Speicher eingespeichert und bei erneutem
Start dem dann gerade herrschenden Luftdruck des zuletzt gespeicherten Höhenwertes gleichgesetzt. Dabei kann davon ausgegangen werden, daß dieser Höhenwert verhältnismäßig genau ist, weil sich während der doch meist kurzen Fahrzeiten keine allzu großen, den Luftdruck beeinflussenden Temperaturänderungen ergeben, wo hingegen bei längerem Stillstand des Kraftfahrzeuges doch erhebliche Abweichungen auftreten könnten.

- Leerseite -

Claims

343964A SVF Auto-Electric GmbH, 7120 Bietigheim-Bissingen PAL/A 12 835 Kübler/Tü 16. 10. i Höhenmesser für Kraftfahrzeuge Patentansprüche:

1. Höhenmesser für Kraftfahrzeuge zur Ermittlung und Anzeige der Höhe des Fahrzeugstandortes über einer Bezugsfläche, z.B. dem Meeresspiegelniveau, mit einem Luftdruckmesser, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruckmesser (1O) einen elektrischen Meßwert liefert, der einer Auswerteschaltung (20) zugeführt wird, und daß diese Auswerteschaltung (20) ein Rechenwerk (23) enthält, das eine aus diesem Meßwert abgeleitete Größe mit einer in einem Speicher (21) gespeicherten Bezugsgröße verknüpft und daraus ein dem aktuellen Höhenwert entsprechendes Ansteuersignal für ein Anzeigegerät (12) ableitet, wobei in Abhängigkeit von der Stellung eines Schaltelementes (i^) als Bezugsgröße entweder über eine Tastatur (i3) ein vorbekannter Höhenwert oder der zuletzt von dem Anzeigegerät (12) angezeigte aktuelle Höhenwert in den Speicher (21) einschreibbar ist.

2. Höhenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstellung des Schaltelements (1^) willkürlich veränderbar ist.

3· Höhenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstellung des Schaltelements (1^) von der Betriebsart des Kraftfahrzeugs abhängt.

A. Höhenmesser nach Anspruch 2 oder 3- dadurch p;ekenn/ei ohnet, daß das Schaltelement (i^) beim Stillsetzen des Fahrzeugs in seine erste Schaltstellung (i) umgestelH vird und in dieser Schaltstellung der zuletzt angezeigte aktuelle Vieri in don Speicher (21) eingeschrieben vird.

5. Höhenmesser nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (1^) bei Ingangsetzen des Fahrzeuges in seine zveite Schaltstellung (il) umgestellt vird und in dieser zveiten Schaltstellung ein vorbekannter Höhenwert über die Tastatur (13) in den Speicher (21) einschreibbar ist.

6. Höhenmesser nach Anspruch h oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (1^) über den Zündschalter des Kraftfahrzeugs steuerbar ist.

7. Höhenmesser nach Anspruch k oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (1^) über einen Vegsensor steuerbar ist.

8. Höhenmesser nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausverteschaltung (20) einen zweiten Speicher (25) enthält, in den der beim Ingangsetzen des Fahrzeuges vorliegende Meßwert des Luftdruckmessers (10) eingespeichert wird, daß die Auswerteschaltung (20) ein zweites Rechenwerk (26) enthält, das den gespeicherten Meßwert

und mit dem aktuellen Meßwert des Luftdruckmessers (1O) vergleicht daraus eine Korrekturgröße ableitet, die in dem ersten Rechenwerk (23) mit dem im ersten Speicher (21) gespeicherten Höhenwert vorzeichenrichtig verknüpft wird.

9. Höhenmesser nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (20) einen Mikroprozessor enthält.

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10. Höhenmesser nach Anspruch. 9· dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor zur Auswertung anderer Meßwerte ausgenutzt wird, die auf dem Anzeigegerät (12) angezeigt werden.