DE4018281A1 - Einrichtung zum ermitteln des fahrzustandes eines fahrzeuges - Google Patents
Einrichtung zum ermitteln des fahrzustandes eines fahrzeugesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung
zum Ermitteln des Fahrzustandes eines Fahrzeugs.
Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild einer herkömmlichen
Einrichtung, in der das Bezugszeichen 1 einen Wasser
temperaturfühler darstellt, der aus einem Thermistor her
gestellt ist, welcher die Temperatur des Kühlwassers im
Motor mißt. Der Thermistor ändert seinen Widerstand, wenn
sich die Umgebungstemperatur ändert, wie in Fig. 6 ge
zeigt. Der Ausgang des Wassertemperaturfühlers 1 wird in
eine Steuereinheit 2 eingegeben, wo er durch Widerstände
R1, R2 in eine Spannung umgewandelt wird, wie dies
durch eine gestrichelte Kurve in Fig. 7 dargestellt ist.
Dann wird die somit gewonnene Spannung durch einen
Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 2b in ein digitales
Signal umgewandelt, welches dann in einen Mikrocomputer 2a
als Information über die Wassertemperatur eingegeben wird.
Auf der Grundlage dieser Information über die Wassertem
peratur führt dann der Mikrocomputer 2a verschiedenartige
Überwachungen bzw. Steuerungen von Eigenschaften des Fahr
zeugs durch.
Bei der herkömmlichen Einrichtung der Fig. 8 ändert
sich, wenn die Eigenschaften der Widerstände R1, R2 so
festgesetzt sind, daß sie die Meßgenauigkeit in einem
Bereich niedriger Temperatur verbessern, die Spannung in
einem Bereich mit hoher Temperatur nicht so sehr wie im
Bereich mit niedriger Temperatur in Abhängigkeit von den
Temperaturänderungen, wie dies durch die gestrichelte
Kurve in Fig. 7 dargestellt ist, d.h. die Meßgenauigkeit
im Bereich hoher Temperatur wird schlechter.
Um dieses Problem auszuräumen, sind zwei Temperatur
fühler vorgesehen; einer 1a für den Bereich niedriger
Temperatur und einer 1b für den Bereich hoher Temperatur,
wie in Fig. 9 gezeigt. Diese Temperaturfühler 1a, 1b sind
mit Zustand-Spannungs-Wandler-Einrichtungen R1, R2
bzw. R1a, R2a verbunden. Die Ausgänge der Fühler
werden dann dem Mikrocomputer 2a durch den Analog/Digital-
Wandler 2b zugeführt. Bei dieser Anordnung wird die
Wassertemperatur dem Wassertemperaturfühler 1a dann
entnommen, wenn die Temperatur im niedrigen Temperatur
bereich liegt, und wenn sie im hohen Temperaturbereich
liegt, wird die Information aus dem anderen Wassertempe
raturfühler 1b benutzt.
Obwohl die herkömmliche Einrichtung der Fig. 9 eine
hohe Meßgenauigkeit in weiten Temperaturbereichen auf
weisen kann, erfordert sie doch zwei Sätze von Wasser
temperaturfühlern und Zustand-Spannungs-Wandlerein
richtungen, was die Einrichtung aufwendig beziehungsweise
kostspielig macht.
Diese Erfindung wurde fertiggestellt, um die obigen
Nachteile zu überwinden, und es ist ihr Ziel, eine wenig
aufwendige beziehungsweise billige Einrichtung zum
Ermitteln des Fahrzustandes eines Fahrzeugs vorzusehen,
die eine hohe Meßgenauigkeit in weiten Temperaturbe
reichen aufweist.
Die Einrichtung zum Ermitteln des Fahrzustandes eines
Fahrzeugs gemäß dieser Erfindung umfaßt eine Einrichtung
zum Ermitteln des Fahrzustandes des Fahrzeugs, eine Zu
stand-Spannungs-Wandlereinrichtung zum Erzeugen einer
Spannung entsprechend dem Ausgang der Einrichtung zum Er
mitteln des Fahrzustandes des Fahrzeugs, eine Analog-Digi
tal-Wandlereinrichtung zum Umwandeln des Ausgangs der Zu
stands-Spannungs-Wandlereinrichtung in digitale Signale
und eine Einrichtung zum Umschalten zwischen Ausgangs
charakteristiken der Zustand-Spannungs-Wandlereinrichtung.
Bei der Einrichtung dieser Erfindung wird der Ausgang
der Einrichtung zum Ermitteln des Fahrzustands des Fahr
zeugs in eine Spannung umgewandelt, die noch weiter in ein
digitales Signal umgewandelt wird. In Abhängigkeit davon,
ob der digitale Spannungswert größer ist als ein Bezugs
wert oder nicht, wird eine der Zustands-Spannungs-Wandel
eigenschaften ausgewählt.
In der Zeichnung ist:
Fig. 1 und 2 je eine schematische Darstellung, die
die Schaltung eines ersten beziehungsweise zweiten Aus
führungsbeispiels dieser Erfindung zeigt;
Fig. 3 ein Flußdiagramm, das die Folge von Tätig
keiten zweigt, wie sie beim ersten Ausführungsbeispiel
durchgeführt werden;
Fig. 4 und 5 jeweils die Auftragung der Daten zum
Umwandeln der digitalen Spannung in Temperaturdaten;
Fig. 6 ein Diagramm, das die Eigenschaft des
Thermistors zeigt;
Fig. 7 ein Diagramm, das die Zuordnung zwischen der
Thermistor-Umgebungstemperatur und der Eingangsspannung
des Analog-Digital-Wandlers zeigt, und
Fig. 8 und 9 jeweils eine schematische Darstellung,
die die Schaltung herkömmlicher Einrichtungen zeigt.
Nun werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der
Einrichtung zum Ermitteln des Fahrzustandes eines Fahr
zeugs als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das
Bezugszeichen Q1 bezeichnet einen Transistor und R3
einen Widerstand. Eine Reihenschaltung aus dem Transistor
Q1 und dem Widerstand R3 ist parallel zu einem
Widerstand R1 angeschlossen. Die Basis des Transistors
Q1 wird mit einem Signal aus einer Ausgangsöffnung P1
des Mikrocomputers 2a beaufschlagt.
Die Tätigkeit des obigen Ausführungsbeispiels wird unter
Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 3 erläutert. Die
Steuereinheit 2 schaltet an, wenn eine nicht gezeigte
Stromversorgungseinheit erregt wird. Der Mikrocomputer 2a
führt die folgenden Schritte durch. Beim Schritt 101
stellt der Mikrocomputer 2a einen Entscheidungsmerker zu
rück und beim Schritt 102 hält er das Signal an seiner
Ausgangsöffnung P1 hoch. Dieses Signal mit hohem Niveau
schaltet den Transistor Q1 so aus, daß der Ausgang des
Wassertemperaturfühlers 1 durch die Widerstände R1, R2
in eine Spannung umgewandelt wird. Diese Spannung wird
dann beim Schritt 103 durch einen Analog-Digital-Wandler
2b in ein digitales Signal umgewandelt, welches im
Speicher als Spannungswert WT abgespeichert wird. Beim
Schritt 104 vergleicht der Mikrocomputer 2a die ermittelte
Spannung WT mit einem Bezugswert α (beispielsweise mit
einem Wert, der 60°C in Fig. 7 entspricht) und wenn
WT < α (d. h. die Wassertemperatur ist weniger als
60°C), dann wird entschieden, daß die Meßgenauigkeit gut
ist. Dann geht der Computer weiter auf den Schritt 108.
Wenn sich herausgestellt hat, daß WT < α ist, was
bedeutet, daß die Wassertemperatur höher ist als 60°C,
wird entschieden, daß die Meßgenauigkeit nicht gut ist.
Der Mikrocomputer stellt dann den Entscheidungsmerker beim
Schritt 105 zurück und fährt mit einem Signal mit
niedrigem Pegel an der Ausgangsöffnung P1 beim
Schritt 106 weiter, um den Transistor Q1 anzuschalten.
Dies veranlaßt den Ausgang des Wassertemperaturfühlers 1,
durch die Widerstände R1 bis R3 in eine Spannung um
gewandelt zu werden, die beim Schritt 107 in ein digitales
Signal umgewandelt wird. Diese Spannung wird durch eine
ausgezogene Kurve in Fig. 7 dargestellt, welche größere
Änderungen durch ihr Ansprechen auf Temperaturänderungen
zeigt und somit eine verbesserte Genauigkeit für den
Temperaturbereich liefert, der höher ist als 60°C.
Beim Schritt 108 wird geprüft, ob der Entscheidungs
merker gesetzt ist oder zurückgestellt ist. Wenn heraus
gefunden wird, daß der Merker zurückgestellt ist, d.h. die
Wassertemperatur niedriger ist als 60°C, dann wählt der
nächste Schritt 109 eine Datentabelle f1 (WT) der Fig. 4
und führt eine Interpolationstätigkeit durch, um die
Spannungsdaten in die Temperaturdaten umzuwandeln. Wenn
gefunden wird, daß der Entscheidungsmerker gesetzt ist,
d.h. die Wassertemperatur höher ist als 60°C, dann wählt
der Mikrocomputer 2a eine Datentabelle f2 (WT) der Fig.
5 beim Schritt 110 und führt die Interpolation auf der
Grundlage der Spannungsdaten durch, um die entsprechenden
Temperaturdaten zu erhalten. Diese Temperaturdaten werden
für die Treibstoffeinspritzsteuerung und Zündzeitpunkt
steuerung benutzt.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wird die Zustand-
Spannungs-Wandlereinrichtung zwischen zwei unterschied
lichen Wandler-Charakteristiken umgeschaltet, in Abhängig
keit davon, ob die Wassertemperatur höher ist als eine
Bezugstemperatur oder nicht, um eine hohe Meßgenauigkeit
in einem breiten Temperaturbereich zu liefern. Während das
obige Ausführungsbeispiel mit einem Widerstand R2 ver
sehen ist, kann dieser auch weggelassen werden. Die Wider
stände R1, R2 beim Ausführungsbeispiel sind so einge
stellt, daß eine hohe Meßgenauigkeit im Bereich niedriger
Temperatur erhalten wird, aber es ist genauso möglich, sie
in einen optimalen Zustand für den Bereich mit hoher
Temperatur einzustellen und den Transistor Q1 im Be
reich mit niedriger Temperatur anzuschalten.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel dieser
Erfindung, in dem eine Serienschaltung aus einem
Transistor Q2 und einem Widerstand R4 statt des
Transistors Q1 und des Widerstandes R3 parallel zum
Widerstand R2 angeschlossen ist. Die Basis des
Transistors Q2 wird mit einem Signal aus der Aus
gangsöffnung P2 des Mikrocomputers 2a beaufschlagt. Die
anderen Gesichtspunkte des zweiten Ausführungsbeispiels
sind ähnlich denen des ersten Ausführungsbeispiels, mit
der Ausnahme, daß der Pegel des Signalausgangs aus der
Öffnung P2 umgekehrt ist zu jenem aus der Öffnung P1.
Die beiden Ausführungsbeispiele erfüllen dieselbe
Funktion.
Während die obigen Ausführungsbeispiele die
Temperatur des Motorkühlwassers messen, kann diese
Erfindung auch auf die Messung anderer Betriebsbedingungen
des Fahrzeugs angewandt werden.
Diese Erfindung kann auf die folgende Weise
zusammengefaßt werden:
Der Ausgang der Einrichtung zum Ermitteln des Fahr
zustandes wird in eine Spannung umgewandelt, welche weiter
analog-digital umgewandelt wird. In Abhängigkeit davon, ob
der digitalisierte Spannungswert höher ist als ein
Bezugswert oder nicht, wird die Ausgangscharakteristik der
Fahrzustand-Spannungs-Wandlereinrichtung zwischen zwei
vorher festgesetzten Charakteristiken umgeschaltet. In
einem Fahrzustandsbereich, in dem die Meßgenauigkeit
schlechter wird, wird die Zustands-Spannungs-Wandler-
Charakteristik geändert, um eine hohe Meßgenauigkeit
sicherzustellen. Dies sichert das hohe Niveau der Meß
genauigkeit in einem breiten Bereich von Fahrzuständen.
Ferner ist nur ein Satz von Einrichtungen zum Ermitteln
des Fahrzustandes und Einrichtungen zum Wandeln von
Zustand und Spannung erforderlich, was die Herstellungs
kosten verringert.
Der Ausgang eines Wassertemperaturfühlers 1 wird in
ein Spannungssignal durch eine erste Gruppe von Wider
ständen R1, R2 umgewandelt. Das Spannungssignal wird
dann in ein digitales Signal umgewandelt, welches für ver
schiedenartige Steuer- und Regelzwecke einem Mikrocompu
ter 2a zugeführt wird. Wenn die erste Gruppe von
Widerständen R1, R2 so festgelegt ist, daß die
Spannungsänderung eine optimale Darstellung der Tempera
turänderungen in einem Bereich mit niederer Temperatur
liefert, dann wird die Meßgenauigkeit in einem Bereich mit
hoher Temperatur verschlechtert. Um die Genauigkeit in dem
Bereich mit hoher Temperatur zu verbessern, wird das
Signal aus dem Wassertemperaturfühler 1 mittels An
schalten seines Transistors Q1 durch eine zweite Gruppe
von Widerständen R1, R2 in ein Spannungssignal
umgewandelt, welches optimal für den Bereich hoher Tempe
ratur eingestellt ist. Somit kann die Fühler-Signal-Span
nungswandlereinrichtung zwischen den beiden Wandler
charakteristiken entsprechend dem Umstand umgeschaltet
werden, ob die gemessene Temperatur im Bereich niedriger
oder hoher Temperatur liegt, wobei in einem breiten
Temperaturbereich hohe Meßgenauigkeit erreicht wird.
Claims (3)
1. Einrichtung zum Ermitteln des Fahrzustandes eines
Fahrzeugs, gekennzeichnet durch die folgen
den Merkmale:
eine Einrichtung (1) zum Ermitteln des Fahrzu standes eines Fahrzeugs,
eine Zustand-Spannungs-Wandlereinrichtung (R1-R4) zum Erzeugen einer Spannung entsprechend dem Ausgang der Einrichtung zum Ermitteln des Fahrzeug-Fahr zustandes,
eine Analog-Digital-Wandlereinrichtung (2b) zum Umwandeln der Spannung in ein digitales Signal und
eine Charakteristik-Umschalteinrichtung (Q1; Q2) zum Ändern der Ausgangscharakteristik der Zustand- Spannungs-Wandlereinrichtung in Abhängigkeit davon, ob das genannte digitale Signal (WT) größer ist als der Bezugswert (α) oder nicht.
eine Einrichtung (1) zum Ermitteln des Fahrzu standes eines Fahrzeugs,
eine Zustand-Spannungs-Wandlereinrichtung (R1-R4) zum Erzeugen einer Spannung entsprechend dem Ausgang der Einrichtung zum Ermitteln des Fahrzeug-Fahr zustandes,
eine Analog-Digital-Wandlereinrichtung (2b) zum Umwandeln der Spannung in ein digitales Signal und
eine Charakteristik-Umschalteinrichtung (Q1; Q2) zum Ändern der Ausgangscharakteristik der Zustand- Spannungs-Wandlereinrichtung in Abhängigkeit davon, ob das genannte digitale Signal (WT) größer ist als der Bezugswert (α) oder nicht.
2. Einrichtung zum Ermitteln des Fahrzustandes eines
Fahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einrichtung zum Ermitteln der
Kühlwassertemperatur in einem Motor verwendet wird.
3. Einrichtung zum Ermitteln des Fahrzustandes eines
Fahrzeugs nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Charakteristik-Umschaltein
richtung die folgenden Merkmale aufweist:
einen Transistor (Q1, Q2) zum Ändern der Charakteristiken der Zustand-Spannungs-Wandlereinrichtung (R1-R4) und
einen Mikrocomputer (2a) zum Entscheiden, ob das digitale Signal (WT) größer ist als ein Bezugswert (α) und zum Anschalten oder Abschalten des Transistor ent sprechend dieser Entscheidung.
einen Transistor (Q1, Q2) zum Ändern der Charakteristiken der Zustand-Spannungs-Wandlereinrichtung (R1-R4) und
einen Mikrocomputer (2a) zum Entscheiden, ob das digitale Signal (WT) größer ist als ein Bezugswert (α) und zum Anschalten oder Abschalten des Transistor ent sprechend dieser Entscheidung.
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