DE3910597A1 - Schaltungsanordnung und verfahren zur induktiven wegmessung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur induktiven Wegmessung, insbesondere an Stoßdämpfern oder Federbeinen oder Aktuatoren einer Niveauregelung eines Kraftfahrzeugs, nach der Gattung des Hauptan­ spruchs.

Es ist bekannt, bei der Fahrwerksregelung von Kraft­ fahrzeugen die Verlagerungswege an Stoßdämpfern, Fe­ derbeinen oder dergleichen induktiv zu erfassen. Es wird eine Spule eingesetzt, deren Induktivität sich in Abhängigkeit von den Feder- bzw. Verlagerungswegen verändert. Die Induktivitätsänderung stellt ein Maß für den zurückgelegten Weg dar. Beispielsweise kann die Spule einen Eisenkern aufweisen, der relativ zu ihr durch Bewegungen des Fahrwerks verlagert wird. Diese induktive Wegerfassung dient beispielsweise der Bereitstellung eines Istwertes für die Fahrwerksrege­ lung, wobei der Regelkreis als Stellglied Stoßdämpfer mit steuerbarer Dämpfungscharakteristik aufweist.

Bei der bekannten Schaltungsanordnung zur induktiven Wegerfassung ist es nachteilig, daß die Meßergebnisse äußeren Einflüssen unterliegen und daher nicht stets reproduzierbar sind.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur induk­ tiven Wegerfassung mit den im Hauptanspruch genannten Merkmalen hat demgegenüber den Vorteil, daß unabhän­ gig von der Umgebungstemperatur stets reproduzierbare Meßergebnisse erzielt werden können, so daß die Fahr­ werksregelung insoweit witterungsunabhängig ist. Durch Temperaturschwankungen hervorgerufene Indukti­ vitätsänderungen der als Sensor dienenden Spule wer­ den aufgrund der erfindungsgemäßen Temperaturmeß­ schaltung kompensiert. Die Temperaturmeßschaltung be­ einflußt die Meßergebnisse je nach den vorliegenden Temperaturverhältnissen derart, daß diese aus­ schließlich von der Wegverlagerung bestimmt werden. Damit ist sichergestellt, daß die Fahrwerksregelung nur von den Straßenverhältnissen, nicht aber von den genannten Umwelteinflüssen abhängig ist.

Die Temperaturmeßschaltung weist einen Temperaturer­ fassungssensor auf, um die Beeinflussungsgröße erfas­ sen zu können. Es kann sich hierbei um ein separates, lediglich diese Aufgabe übernehmendes Bauteil han­ deln. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, daß der Temperaturerfassungssensor von dem ohmschen Wider­ stand der Spule gebildet wird. Demgemäß übernimmt die Spule eine Doppelfunktion, in dem ihre Induktivität ein Maß für den jeweils zurückgelegten Weg darstellt und gleichzeitig ihr ohmscher Widerstand der Tempera­ turerfassung dient. Es wird von dem physikalischen Prinzip Gebrauch gemacht, daß der Widerstand von Lei­ terwerkstoffen von der Temperatur abhängig ist. Je nach Leiterwerkstoff kann es sich um einen Heißleiter bzw. um einen Kaltleiter handeln. Verkleinert sich der Widerstand mit zunehmender Temperatur, so handelt es sich um einen Heißleiter; ein Kaltleiter liegt vor, wenn der Widerstand mit der Temperaturerhöhung zunimmt. Erfaßt wird die Größe der Widerstandsände­ rung durch den sogenannten Temperaturbeiwert α. Die­ ser gibt an, um wieviel Ohm sich der Widerstand 1 Ω bei 1 Grad Temperaturerhöhung verändert. Die Wider­ standsänderung Δ R des Leiterwerkstoffes infolge ei­ ner Temperaturdifferenz Δϑ ergibt sich nach der Gleichung:

Δ R=α · R _K · Δϑ,

wobei R _K der Kaltwiderstand bei 20 Grad ist.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Verarbeitung von Weg und Temperatur in zwei separaten Schaltkreisen erfolgt, die von einem Mikrocomputer oder Mikropro­ zessor gesteuert werden. Dabei ist vorzugsweise vor­ gesehen, daß der Mikrocomputer bzw. der Mikropro­ zessor während der Wegmessung die Temperaturerfassung ausschaltet und während der Temperaturerfassung keine Wegmessung vornimmt. Der erste Schaltkreis der beiden separaten Schaltkreise wird von der Auswerteschaltung und der zweite Schaltkreis von der Temperaturmeß­ schaltung gebildet.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur in­ duktiven Wegerfassung, insbesondere bei Stoßdämpfern oder Federbeinen eines Kraftfahrzeugs, bei dem die sich wegabhängig ändernde Induktivität einer Spule als Maß für den zurückgelegten Weg ausgewertet wird, wobei eine Kompensation der temperaturabhängigen In­ duktivitätsschwankungen der Spule erfolgt.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der ohmsche Wi­ derstand der Spule als Temperaturerfassungssensor verwendet wird.

Zeichnung

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figur nä­ her erläutert. Diese zeigt ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung zur in­ duktiven Wegerfassung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Figur ist eine Schaltungsanordnung 1 zur in­ duktiven Wegerfassung als Blockschaltbild darge­ stellt. Sie weist eine Spule 2 auf, deren Induktivi­ tät sich beispielsweise in Abhängigkeit von dem Kol­ benweg eines Stoßdämpfers ändert. Die Induktivitäts­ änderung ist in der Figur durch den das Schaltsymbol durchsetzenden Pfeil angedeutet. Beispielsweise kann die Spule einen Eisenkern aufweisen, der bei Kolben­ bewegungen des Stoßdämpfers relativ zur Wicklung ver­ lagert wird, so daß sich die Induktivität verändert. In dem Schaltungsbeispiel der Figur ist der eine An­ schluß 3 der Spule an Masse gelegt, und der andere An­ schluß 4 führt über einen Verzweigungspunkt 5 an eine der Wegerfassung dienende Auswerteschaltung 6 und eine Temperaturmeßschaltung 7. Über Leitungen 8 und 9 steht die Auswerteschaltung 6 mit einem Mikrocomputer oder Mikroprozessor 10 in Verbindung. Die Temperatur­ meßschaltung 7 ist ebenfalls an den Mikrocomputer 10 angeschlossen. Die Verbindung erfolgt mit Leitungen 11 und 12.

Über die Leitungen 9 und 12 werden Informationen der Auswerteschaltung 6 und der Temperaturmeßschaltung 7 dem Mikrocomputer 10 zugeleitet. Dieser steuert über die Leitungen 8, 11 die Auswerteschaltung 6 bzw. die Temperaturmeßschaltung 7 an. Ferner sind (nicht dar­ gestellte) Masseverbindungen zu der Auswerteschaltung 6 der Temperaturmeßschaltung 7 und dem Mikrocomputer 10 vorgesehen.

Wenn der Mikrocomputer 10 über die Leitung 8 die Aus­ werteschaltung 6 aktiviert, so werden die von der Spule 2 stammenden wegabhängigen Induktivitätswerte - gegebenenfalls nach entsprechender Umformung bzw. Auswertung - über die Leitung 9 dem Mikrocomputer 10 zugeleitet, so daß diesem die entsprechenden Ortsko­ ordinaten des jeweils zurückgelegten Weges zur Verfü­ gung stehen. Anschließend wird diese Wegmessung durch Ansteuerung über die Leitung 8 unterbrochen und eine Temperaturkompensation der die Wegerfassung betref­ fenden Daten vorgenommen. Dieses erfolgt dadurch, daß der Mikrocomputer 10 die Temperaturmeßschaltung 7 über die Leitung 11 ansteuert. Hierdurch wird die Temperaturmeßschaltung 7 aktiviert, die den ohmschen Widerstand der Spule 2 erfaßt. Da - wie bereits ein­ gangs geschildert - der ohmsche Widerstand des Lei­ terwerkstoffes der Spule 2 von der Temperatur abhän­ gig ist, kann die Temperaturmeßschaltung 7 entspre­ chende Kompensationsdaten über die Leitung 12 dem Mi­ krocomputer zuführen. Die Kompensationsdaten dienen der Korrektur der von der Auswerteschaltung 6 gelie­ ferten, die Wegerfassung betreffenden Daten derart, daß eine Temperatureinflußnahme eliminiert ist. Dem­ gemäß lassen sich - unabhängig von Temperaturein­ flüssen - stets reproduzierbare Ergebnisse der Weger­ fassung ermitteln.

Claims (8)

1. Schaltungsanordnung zur induktiven Wegerfassung, insbesondere an Stoßdämpfern oder Federbeinen oder Aktuatoren einer Niveauregelung eines Kraftfahrzeugs, mit einer sich wegabhängig in ihrer Induktivität ändernden Spule, die mit einer Auswerteschaltung ver­ bunden ist, gekennzeichnet durch eine Temperatureinflüsse bei der Wegmessung kompen­ sierende Temperaturmeßschaltung (7).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch die Kompensation von tem­ peraturabhängigen Induktivitätsschwankungen der Spule (2) .

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Temperaturmeßschaltung (7) einen Temperaturerfassungssensor aufweist, der von dem ohm­ schen Widerstand der Spule (2) gebildet wird.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Erfassung von Weg und Temperatur in zwei separaten Schaltkreisen erfolgt, die von einem Mikrocomputer oder Mikroprozessor (10) gesteuert wer­ den.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Mikrocomputer oder Mikroprozessor (10) während der Wegmessung die Temperaturerfassung aus­ schaltet und während der Temperaturerfassung die Weg­ messung unterbricht.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der erste Schaltkreis die Auswerte­ schaltung (6) und der zweite Schaltkreis die Tempe­ raturmeßschaltung (7) bildet.

7. Verfahren zur induktiven Wegerfassung, insbeson­ dere an Stoßdämpfern oder Federbeinen eines Kraft­ fahrzeugs, vorzugsweise zum Betreiben einer Schal­ tungsanordnung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, bei dem die sich wegabhängig än­ dernde Induktivität einer Spule als Maß für den zu­ rückgelegten Weg ausgewertet wird, gekenn­ zeichnet durch eine Kompensation der temperaturabhängigen Induktivitätsschwankungen der Spule (2).

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ohmsche Wider­ stand der Spule (2) als Temperaturerfassungssensor verwendet wird.