METHOD OF PROVIDING AN INPUT TO ANALOGUE DISPLAY INSTRUMENT IN MOTOR VEHICLES

Abstract: 1. A method of actuating a plurality of analog indicator instruments which are associated with sensors which deliver sequences of modulated pulses according to the measured values, characterised in that these pulse sequences are generated by timed switching-on of the same constant current source, transmitted according to the pulse-time method and fed alternately by channels to the respective indicator instruments (1, 2), the natural frequency of the indicator instruments being substantially lower than the sequence frequency of the pulses.

Description: Verfahren zum Ansteuern eines analogen Anzeigeinstruments in Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ansteuern eines analogen Anzeigeinstruments in Kraftfahrzeugen, mit einem Geber, der digitale Ausgangssignale entsprechend dem anzuzeigenden Messwert liefert. Bei herkömmlichen Verfahren muss zunächst das digitale Ausgangssignal über einen Digital-/Analog-Wandler geführt werden. Dieser hat eine begrenzte Genauigkeit und muss ausserdem noch zusätzlich gegen Spannungs- und Temperaturschwankungen kompensiert werden. Ferner entsteht durch die immer vorhandene Lagerreibung in den Messwerten eine etwas ruckartige Anzeige, da das Instrument infolge seiner Haftreibung erst auf eine Mindeständerung des vom Wandler gelieferten Messstroms mit einer sichtbaren Ausschlagänderung reagiert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine analoge Umwandlung des digitalen Ausgangssignals nicht erforderlich ist und das eine exakte Anzeige dieses Ausgangssignals auf dem Anzeigeinstrument frei von Reibungseinflüssen gewährleistet. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass der Messwert als Impulsfolge vorliegt oder in eine derartige Folge umgewandelt wird, dass die Impulse entsprechend dem Messwert moduliert und dem Anzeigeinstrument direkt zugeführt werden und dass die Eigenfrequenz des Anzeigeinstruments wesentlich kleiner als die Frequenz der Impulse ist. Durch die Direktbeaufschlagung des Anzeigeinstruments mit einer Impulsfolge wird einerseits ein Digital-/Analog-Wand- ler überflüssig. Die-Haftreibung des Instruments hat keinen Einfluss, da die Impulse so gewählt werden können, dass jeder für sich einen die Haftreibung überwindenden Messstrom liefert. Der grosse Unterschied zwischen der Eigenfrequenz des Anzeigeinstuments und der Pulsfrequenz bewirkt, dass das Anzeigeinstrument zwischen zwei aufeinander folgenden Impulsen nicht abfällt, sondern sich aufgrund seiner Trägheit auf einem durch den Modulationsinhalt der Impulse bestimmten Wert hält. Dieser Inhalt ist durch die Amplitude und Länge der Impulse bestimmt. Die Impulse können dabei in bekannter Weise z. B. Rechteck-, Dreieck-, Zägezahn- oder Glockenform besitzen. Neben den Vorteilen zum Ansteuern eines einzigen Instruments bietet das erfindungsgemässe Verfahren geradezu in idealer Weise die Möglichkeit, mit geringem Aufwand mehrere analoge Anzeigeinstrumente anzusteuern. Die zugeordneten Geber liefern dabei jeweils Folgen von entsprechend den Messwerten modulierten Impulse. Diese Impulsfolgen werden nach dem Impulszeitverfahren übertragen und den zugehörigen Anzeigeinstrumenten zugeführt. Unter Impulszeitverfahren ist ein diskretes Modulationsverfahren für die Mehrfachausnutzung nach dem Zeitmultiplex-Prinzip bekannt. Dieses Verfahren besteht dari-n, dass mehrere modulierte Pulse ineinander geschachtelt werden und die so ineinander geschachtelten Impuls folgen über einen gemeinsamen Kanal übertragen werden. In der Anwendung auf Kraftfahrzeuge bedeutet dies, dass zum übertragen der Impulsfolgen lediglich eine einzige Leitung vorzusehen ist. Im Gegensatz zur herkömmlichen Ansteuerung mehrerer analoger Anzeigeinstrumente über separate Digital/Analog-Wandler und jeweils eine Leitung ergibt sich dadurch eine enorme Ersparnis an Bauteilen und Leitungen. Um eine ausreichende Ansteuerung der Anzeigeinstrumente zu gewährleisten, ist die Kanalschaltdauer für das Impulszeitverfahren den maximalen anzuzeigenden Messwerten entsprechend gewählt. Unter Kanalschaltdauer ist bekanntermassen die Zeit zu verstehen, in der die einzelnen Impulse übertragen werden. Somit lässt sich erreichen, dass Messwerte bis hin zum Vollausschlag der Anzeigeinstrumente übertragen werden können. Die verschiedenen Impuls frequenzen sollten aus schaltungs ökonomischen Gründen Frequenzen besitzen, die im Verhältnis ganzer Zahlen zueinander stehen. Der Schaltungsaufwand lässt sich dann besonders geringhalten, wenn die Frequenzen der Impuls folgen gleich sind. Diese Frequenzen können zusätzlich auch konstant sein. Im Gegensatz zu einer Anderung der Impulsfrequenzen, beispielsweise bei grossen zu übertragenden Messwerten, sind dann gesonderte Frequenzwähler entbehrlich. Eine weitere schaltungstechnische Vereinfachung lässt sich dadurch erzielen, dass die Impulse lediglich hinsichtlich ihrer Länge moduliert sind. Dies bietet den weiteren Vorteil, dass die Genauigkeit des zu übertragenden Messwertes dabei besonders gross wird. Ferner kann in diesem Fall die Impuls folge durch eine einzige, impulsförmig eingeschaltete Konstant-Stromquelle geliefert werden. Der Vorteil des geringen schaltungstechnischen Aufwands tritt dabei klar zu Tage. Zur Ansteuerung der Stromquelle kann mit Hilfe eines gemeinsamen Abwärtszählers die Einschaltdauer der Stromquelle bestimmt werden. Der Abwärtszähler ist nacheinander mit den Ausgangssignalen der Geber geladen und wird innerhalb der Kanalschaltdauer mit konstanter Frequenz auf Null heruntergezählt. Die Steuerung der Ladung der Zählung und die Taktvorgabe für das Herunterzählen kann auf einfache Weise mit Hilfe eines Mikroprozessors durchgeführt werden. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Diese zeigt eine Schaltung, mit der mehrere analoge Anzeigeinstrumente direkt mit Impuls folgen entsprechend den digitalen Ausgangssignalen von Gebern beaufschlagt werden. Die der Einfachheit halber nur für zwei analoge Anzeigeinstrumente für z. B. Drehzahl und Kraftstoffverbrauch dargestellte Schaltung enthält neben den beiden analogen Anzeigeinstrumenten 1 und 2 zwei Speicher 3 und 4, die abwechselnd mit den am E-ingang A anstehenden, binären Ausgangssignale zweier nicht dargestellter Geber für Drehzahl und Kraftstoffverbrauch geladen werden. Den Speichern 3 und 4 nachgeschaltet ist ein Abwärtszähler 5, eine Konstant-Stromquelle 6 und ein Umschalter 7. Ein Taktgenerator 8 steuert einerseits den Abwärtszähler 5 direkt und über einen Teiler 9 auch dessen Rücksitzeingang 10 und ferner über ein Flip-Flop 11 die Zähler 3 und 4 und dPn llmsehalter 7. Dabei ist der Ausgang Q des Flip-Flops 11 mit dem Eingang DA (= Daten-aus) des Zählers 4 und einem Eingang 12 des Umschalters 7 verbunden, der dem Anzeigeinstrument 2 zugeordnet ist. Der Ausgang Q des Flip Flops 11 ist mit dem Eingang DA des Speichers 3 und einem Eingang 13 des Umschalters 7 verbunden, der dem Anzeigeinstrument 1 zugeordnet ist. Weitere Eingänge DE (Daten-ein) der Speicher 3 und 4 werden abwechselnd über einen Eingang B der Schaltung angesteuert. Über die beiden Eingänge B wird der jeweils zu adressierende Speicher angesteuert, wenn der zu übernehmende Datensatz am Eingang A ansteht. Über den Eingang A werden die binären Ausgangssignale der beiden Geber abwechselnd in den jeweils zugeordneten Speicher 3 bzw. 4 eingelesen. Der Taktgenerator 8 erzeugt ein Rechtecksignal (Impuls-/Pausen-Verhältnis 1 : 1) mit einer Periodenlänge von z. B. 250 u. Damit wird der Abwärtszähler 5 über den Teiler 9 alle 4 msec. zurückgesetzt und abwechselnd mit einem neuen Signal entsprechend dem Inhalt der Speicher 3 bzw. 4 geladen. Das zu ladende Signal wird dabei über das Flip-Flop 11 durch Ansteuerung der Eingänge DA der Speicher 3 und 4 ausgewählt. Der Abwärtszähler 5 aktiviert die Stromquelle 6 so lange, bis das aus den Speichern 3 und 4 übernommene Signal auf Null heruntergezählt hat (down-counter). Gleichzeitig wird über den Umschalter 7 das analoge Anzeige instrument angewählt, dessen in den Speichern 3 bzw. 4 enthaltener Wert gerade in den Abwärtszähler 5 übernommen wurde. Auf diese Weise liefert die Stromquelle 6 Impulse entsprechend -veier lfleinandergeschachtelten Impuls folgen gleicher Frequenz 7n den Umschalter 7. Dieser führt die eine Impuls t mit den z. B. geradzahligen Impulsen dem Anzeige :a'r-nt 1, die zweite Impulsfolge mit den ungeradzah- ligen dem Anzeigeinstrument 2 zu. Durch die vorgesehene Umwandlung digitaler Ausgangssignale von mehreren Gebern und deren ggf. erforderliche Umwandlung in eine Impuls folge mit Impulsen konstanter Amplitude, deren Länge dem anzuzeigenden Messwert (= Ausgangssignal der Geber) entspricht4 und die Übertragung der Impulsfolgen nach dem Impulszeitverfahren können analoge Anzeigeinstrumente in digitaler Form direkt angesteuert werden. Voraussetzung ist hierfür lediglich, dass die Eigenfrequenz der Anzeigeinstrumente wesentlich kleiner als die Frequenz der Impulse ist. Infolge der Trägheit analoger Anzeigeinstrumente bleibt der angezeigte Messwert auch in den Impulspausen, in denen die Impulse für die anderen Anzeigeinstrumente übertragen werden, unverändert stehen. Im vorliegenden Fall ist diese Bedingung erfüllt, da die Impulsfrequenz 125 Hz beträgt und damit wesentlich grösser als die in der Grössenordnung von einigen Hz liegende Eigen frequenz analoger Anzeigeinstrumente ist. Wie zu erkennen, können die Impulsfolgen und damit die Messwerte einkanalig übertragen werden; dies ist durch die dargestellte eine Leitung zwischen der Stromquelle 6 und dem Umschalter 7 zu erkennen. Hinzuvfkommen lediglich zwei Steuerleitungen wesentlich geringeren Querschnittes für die Ansteuerung der Eingänge 12 und 13 des Umschalters7 durch das Flip-Flop 11. Das Fehlen jeglicher Digital-/Analog Wandler ist ebenfalls deutlich zu erkennen. Selbstverständlich ist es zusätzlich möglich, die Steuerung der Schaltung mit Hilfe eines Mikroprozessors vorzunehmen.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfahren zum Ansteuern eines analogen Anzeigeinstru ments in Kraftfahrzeugen, mit einem Geber, der digitale Ausgangssignale entsprechend dem anzuzeigenden Messwert liefert, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert als Impuls folge vorliegt oder in eine derartige Folge umgewandelt wird, dass die Impulse entsprechend dem Mess wert moduliert und dem Anzeigeinstrument (1 bzw. 2) direkt zugeführt werden und dass die Eigen frequenz des Anzeigeinstruments (1 bzw. 2) wesentlich kleiner als die Frequenz der Impulse ist. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ansteuern mehrerer analoger Anzeigeinstrumente (1 und 2) zugeordnete Geber jeweils Folgen von entspre chend den Messwerten modulierten Impulse liefern und dass diese Impuls folgen nach dem Impulszeitverfahren über tragen und den zugehörigen Anzeigeinstrumenten (1 bzw. 2) zugeführt werden. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalschaltdauer den maximalen anzuzeigenden Mess werten entspricht. 14. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, dass die Frequenzen der Impulsfolgen gleich sind. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch ge kennzeichnet, dass die Frequenzen der Impulsfolgen konstant sind. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Impulse lediglich hinsichtlich ihrer Länge moduliert sind. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Impuls folgen durch eine einzige impulsförmig einge schaltete Konstant-Stromquelle (6) geliefert werden. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltdauer der Stromquelle (6) durch einen ge meinsamen Abwärtszähler (5) bestimmt wird, der nach einander mit den Ausgangssignalen der Geber geladen und innerhalb der Kanalschaltdauer mit konstanter Frequenz auf Null heruntergezählt wird.

Inventors: DEICKE, AXEL, DIPL.-ING.
Applicants: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: G01D5
IPC codes: G01R7