DE2515202C3

DE2515202C3 - Digitale Vielfachmeßeinrichtung

Info

Publication number: DE2515202C3
Application number: DE2515202A
Authority: DE
Inventors: Daniel Alexander Boulder Col. Crawford; William Joseph Flint Mich. Kerscher Iii
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1974-04-09
Filing date: 1975-04-08
Publication date: 1978-06-15
Also published as: AU7987475A; DE2515202B2; GB1466490A; US3866166A; CA1041628A; DE2515202A1

Description

Die Erfindung betrifft eine digitale Vielfachmeßeinrichtung zur Erfassung von variablen Betriebsparametem in einem Kraftfahrzeug, mit den einzelnen Betriebsparametern zugeordneten Meßfühlern, deren Widerstandswerte entsprechend dem momentanen Wert des jeweiligen Betriebsparameters veränderlich sind, und mit einer Anzeigeeinheit

Als interessierende Betriebsparameter in einem Kraftfahrzeug kommen beispielsweise in Betracht die Motortemperatur, der Öldruck, der Treibstoffvorrat der Ladezustand der Batterie, die Kühlwassertemperatur und viele andere mehr. Nach dem Stand der Technik wurden diese einzelnen Größen, wenn überhaupt durch jeweils einen Meßfühler ermittelt in eine verarbeitbare, beispielsweise mechanische oder elektrische Größe umgeformt und dann einem individuellen Verarbeitungsmeßwerk (z. B. ein Drehspulinstrument) zugeführt, das seinerseits jeweils mit einer individuellen Anzeigeeinheit zur analogen Anzeige des Meßwertes verbunden war. Als Me3fühler wurden beispielsweise Widerstandsmeßfühler verwendet deren Widerstandswert in Abhängigkeit vom Momentanwert des variablen Betriebsparameters veränderlich ist.

Wie leicht einzusehen ist, führt eine derartige Anordnung zu einem ganz beträchtlichen Aufwand, so daß in der Praxis die Überwachung der Betriebsparameter eines Fahrzeugs nur schwerpunktmäßig vorgenommen werden konnte. Wegen des hohen Preises und der Störanfälligkeit wurden praktisch nur in Luxusfahrzeugen oder in privat nachgerüsteten Serienfahrzeugen auch andere Betriebsparameter überwacht als die unabdingbaren wie Ladekontrolle, Öldruck, Motortemperatur. Schon die Überwachung dieser wenigen serienmäßigen Betriebsparameter führte zu einem beträchtlicnen Aufwand, da für jede der einzelnen Größen ein vollständig getrenntes Meßsystem erforderlich ist. Ganz besonders aufwendig wird das herkömmliche Verfahren, wenn eine digitale Anzeige der überwachten Größen gefordert wird. Ein weiteres Problem wird bei den zur Verwendung ins Auge gefaßten Widerstands-Meßfühlern durch die herstellungsbedingten Toleranzen ihres Nominal-Widerstandswertes hervorgerufen, da bei den herkömmlichen individuellen, meist elektromechanisch (Drehspulinstrument) aufgebauten Meßsystemen eine nachträgliche Anpassung an die unterschiedlichen Charakteristiken der Meßfühler kaum möglich ist.

In der US-PS 32 38 771 ist bereits eine »Diagnose-Station« für Kraftfahrzeuge beschrieben, die jedoch zur Aufstellung in einer Werkstätte bestimmt und nicht in ein Fahrzeug eingebaut ist. Diese Anlage besteht aus einer Anzahl von ortsfest einander zugeordneten herkömmlichen Einzelprüfgeräten, deren verschiedene Meßergebnisse auf einem Linienschreiber zur späteren Auswertung zusammengefaßt und aufgezeichnet werden können. Dabei sind Untersuchungen vorgesehen, die sich ausschließlich auf die statischen Parameter des Fahrzeuges beziehen. Beispielsweise sind ins Auge gefaßt die Motorleistung, der Zustand der Bremsen, die

Zündungseinstellung, der Gehalt an CO2 im Auspuffgas und ähnliches, nicht jedoch Größen wie der Tankinhalt, die Motortemperatur, der Öldruck u. dgL Die letztgenannten Parameter sind aber gerade diejenigen, die sich während des Fahrbetriebs ständig ändern, die also auch dann überwacht werden müssen, wenn feststeht, daß das Fahrzeug ordnungsgemäß arbeitet Diese bekannte Anlage befaßt sich also ausschließlich mit der Früherkennung von Defekten des Fahrzeugs, um das Entstehen größerer Schäden zu vermeiden. |_O

In der DT-OS 21 25 730 ist eine Fehlerkontrollschaltung und insbesondere eine Einrichtung zum Prüfen einer Kontrollvorrichtung beschrieben. Dazu wird ein normalerweise ständig aufgeladener Kondensator verwendet, der bei Bedarf über eine Warnlampe entladen wird, so daß die Warnlampe während einer kurzen Zeitspanne aufleuchtet und anzeigt, daß sie betriebsfähig ist Eine Analog-Digital-Umsetzung eines Widerstandswertes in eine Digitalzahl wird dabei nicht vorgenommen. Die Entladungsdauer des Kondensators wird nicht als Meßwert genutzt, sondern lediglich die Tatsache, daß die begrenzte, im Kondensator gespeicherte Ladung zu einem kurzzeitigen Aufleuchten der Warnlampe führt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, eine digitale Vielfachmeßeinrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und bei der die Toleranzen der Widerstands-Meßfühler unkritisch sind.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß für alle Meßfühler eine gemeinsame Verarbeitungseinheit vorgesehen ist, in der ein auf eir,e vorbestimmte Spannung aufladbarer Kondensator gesteuert von einer Auswahl- und Steuerlogik über jeweils einen der Meßfühler entladbar ist, daß ein Hauptoszillator vorgesehen ist, der zur Erzeugung von Impulsen mit verschiedenen vorbestimmbaren, den einzelnen Meßfühlern zugeordneten Frequenzen von der Auswahl- und Steuerlogik gesteuert ist, und daß dem Hauptoszillator ein die aDgegebenen Impulse während der jeweiligen, vom Widerstandswert des angewählten Meßfühlers abhängigen Entladungsdauer des Kondensators zählende Zähleinrichtung nachgeschaltet ist, die mit der den Wert des vom jeweils angesteuerten Meßfühler ermittelten Betriebsparameters am Ende der Entladungsdauer digital anzeigenden Anzeigeeinheit verbunden ist.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht also darin,

a) eine einzige Digital-Anzeigeeinheit vorzusehen, in der die von den individuellen Meßfühlern ermittelten Betriebsparameter in zeitlicher Folge nacheinander numerisch angezeigt werden,

b) eine gemeinsame Verarbeitungseinheit als MeD-werk für alle Meßfühler zu verwenden, in der die den Momentanwerten der einzelnen Betriebsparameter entsprechenden, variablen Widerstandswerte der Meßfühler in digitale Signale zur Anzeige aufbereitet werden,

c) die Analog-Digital-Umformung dadurch vorzunehmen, daß ein Kondensator auf eine bestimmte Spannung aufgeladen und dann über den jeweils ausgewählten Meßfühler entladen wird, wobei die Entladungsdauer ein uirektes Maß für den momentanen Widerstandswert des Meßfühlers darstellt, i·, und während dieser Entladungsdauer die von einem Oszillator abgegebenen Impulse in einem Digitalzähler zu zählen, dessen Zählerstand am Ende der Entladungszeitspanne die numerische Anzeige der Digital-Anzeigeeinheit bestimmt, und schließlich
d) die Frequenz des Oszillators gleichzeitig mit dem jeweils selektierten Meßfühler auf einen vorbestimmbaren Frequenzwert umzuschalten, der dem Nominalwert des Widerstands des jeweiligen Meßfühlers so angeglichen ist, daß sich am Ausgang des Digitalzählers, mithin in der Anzeigeeinheit eine numerisch richtige Anzeige in vorwählbaren passenden Einheiten, beispielsweise Liter, ⁰C, kp/cm², usw., ergibt Durch die elektronisch sehr einfach mögliche Einjustierung der unterschiedlichen, den einzelnen Meßfühlern zugeordneten Oszillatorfrequenzen, können dabei die Herstellungstoleranzen der Widerstands-Meßfühler auf einfache Weise und mit hoher Genauigkeit kompensiert werden, so daß sich in jedem Fall eine numerisch richtige Anzeige des Absolutwertes eines Betriebsparameters erreichen läßt

Es dürfte einleuchtend sein, daß die Anzahl der überwachten Betriebsparameter prinzipiell nicht begrenzt ist. Besonders vorteilhaft erweist sich dabei die Tatsache, daß jeweils nur ein Betriebsparameter angezeigt wird, wobei der Fahrzeuglenker entweder den gerade interessierenden auswählen kann, oder durch eine entsprechende Ausbildung der Steuereinrichtung eine zyklische Anzeige der verschiedenen Parameter nacheinander erfolgt. Dabei kann auch eine ständige Anzeige nur eines der Betriebsparameter vorgesehen sein, die zur Darstellung der übrigen Parameter bei Bedarf unterbrochen wird.

Besonders bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein allgemeines Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung,

F i g. 2 ein detaillierteres Blockdiagramm des Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung,

F i g. 3 mit 3a und 3b zusammen ein detailliertes Logikschaltbild des Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung.

Wie in F i g. 1 dargestellt, umfaßt das digitale Vielfachmeßinstrument gemäß der Erfindung eine zentrale Datenverarbeitungseinheit 10, die sich selektiv mit einem aus einer Vielzahl von Meßwertgebern 12 in Verbindung setzt und von diesem Zustands-Informationen erhält, die sich auf die jeweilige überwachte Betriebsbedingung beziehen. Die zentrale Datenverarbeitungseinheit 10 treibt eine Anzeigeeinheit 14 an, die normalerweise die im Fahrzeug, in dem das Vielfachmeßinstrument eingebaut ist, verfügbare Kraftstoffmenge anzeigt, die jedoch über einen von der Betriebsperson betätigbaren Zykluseingang 16 angewiesen werden kann, die verschiedenen überwachten Betriebsbedingungen anzuzeigen. Der Anzeigewert der verbliebenen Kraftstoffmenge wird automatisch und periodisch auf den neuesten Stand gebracht. Die Einheit 10 kann auch über Fahrer-Befehlseingänge 18 durch den Fahrer dazu angewiesen werden, die verbleibenden Bedingungen anzuzeigen, die überwacht werden. Die Einheit 10 überwacht kontinuierlich die verschiedenen Meßwertgebereingänge, um festzustellen, ob eine der Betriebsbedingungen des Fahrzeugs außerhalb von vorgegebenen Grenzen liegt; sollte dies der Fall sein, wird eine

Wartungsanzeige 20 eingeschaltet.

Wie in der F i g. 2 dargestellt ist, umfaßt die zentrale Datenverarbeitungseinheit 10 einen Hauptoszillator 22, der ein pulsierendes Ausgangssignal mit einer von mehreren Frequenzen erzeugt, die von dem Meßwertgeber abhängt, der von der logischen Schaltung 24 zur Auswahl und Steuerung angewählt ist. Die jeweilige bestimmte ausgewählte Frequenz wird an einen Anzeige-Steuerungszähler 26 angelegt und an einen Grenzwertüberschreitungszähler 28, die durch die logische Schaltung 24 selektiv eingeschaltet werden. Der Zähler 28 steuert ein Wartungs-Flip-Flop 30, das seinerseits den Wartungsanzeiger 20 steuert.

Wie in den F i g. 3, 3a und 3b dargestellt ist, besteht der Hauptoszillator 22 aus einem die Zeitkonstante vorgebenden Kondensator 30. den Invertern 32 und 34 und den Eichwiderständen 36—46. Die Widerstände 36—46 sind selektiv über die Übertragungsgatter 48—58 unter der Steuerung der Eingänge Dt, Dp, Df und Wt, Wp, Wp und Wf mit dem Oszillatorkreis verbunden. Die drei Widerstände 36,38 und 40 sind von den Eingängen Dt, Dp und Df gesteuert und werden dazu verwendet, das Anzeigesystem jeweils für die Motor-Temperatur, den Öldruck und die verbliebene Kraftstoffmenge abzugleichen. Die Widerstände 42, 44 und 46 sind jeweils von den Eingängen Wt, Wp und Wf gesteuert und werden dazu verwendet, das Warnsystem jeweils für die Motor-Temperatur, den Öldruck bzw. die verbliebene Kraftstoffmenge abzugleichen. Die Gatter 48—58 bestehen aus herkömmlichen Schaltelementen, die beim Anlegen eines positiven Potentials an den Steuereingang Cschließen.

Die Meßwertgeber 12 können irgendeine Anzahl von Fahrzeug-Betriebszustands-Fühlern aufweisen; es sind jedoch zur Erläuterung der Erfindung drei Fühler gezeigt, nämlich ein Motor-Temperaturfühler 60, ein Motor-Öldruckfühler 62 und ein Kraftstoff-Fühler 64. Die Fühler 60,62 und 64 sind über die Übertragungsgatter 68, 70 und 72 zusammen mit einem Kondensator 66 parallel geschaltet. Die Übertragungsgatter 68, 70 und 72 werden von der Auswahl-Logikschaltung gesteuert, die die NOR-Gatter 74, 76; 78, 80; und 82, 84 umfaßt. Der Kondensator 66 wird aus einer positiven Batteriespannung B+ über ein Übertragungsgatter 86 aufgeladen, das vom Ausgang eines NOR-Gatters 88 gesteuert ist das überdies ein Eingangssignal an jedes der Gatter 74, 78 und 82 liefert Wenn der Ausgang des Gatters 88 auf hohem logischen Potential liegt wird der Kondensator 66 aus B+ über das Gatter 86 geladen. Überdies werden die Gatter 74, 78 und 82 gesperrt, so daß die Steuereingänge an den Gattern 68, 70 und 72 auf niedrigem logischem Potential liegen. Wenn der Ausgang des Gatters 88 auf niedriges logisches Potential geht öffnet das Gatter 86 und die Gatter 74, 78 und 82 werden freigegeben, so daß ein hoher Eingangspegel an einem der Gatter 76, 80 oder 84 die entsprechenden Gatter 68, 70 oder 72 schließt und es somit ermöglicht wird, daß der Kondensator 66 über den zugehörigen Sensor entladen wird. Wenn der Kondensator 66 unterhalb die Schwelle eines Inverters

89 entladen ist, wird ein Flip-Flop 90 zurückgesetzt Das Flip-Flop 90 wird von einer Taktquelle 91 getaktet die beispielsweise mit einer Frequenz von 128 Impulsen pro Minute arbeitet so daß der Q-Ausgang des Flip-Flops

90 normalerweise auf niedrigem logischem Pegel liegt Das Flip-Flop 90 und das ÄC-Netzwerk, das aus dem Kondensator 66 und einem der Sensoren 60,62 oder 64 gebildet ist bilden zusammen einen Zeitgeber 87, der eine Zeitspanne bestimmt, die auf den Zustand des ausgewählten Fühlers bezogen ist.

Der Ausgang des Oszillators 22 ist an den Takteingang eines Zähler/Decoders 92 angelegt, der im eingeschalteten Zustand die vom Oszillator 22 erzeugten Impulse zählt und eine EINER-Anzeige 14a antreibt. Der Übertragungsausgang des Zähler/Decoders 92 ist an den Takteingang eines Zähler/Decoders 94 angelegt der eine ZEHNER-Anzeige 14/) antreibt. In gleicher

ίο Weise ist der Übertragungsausgang des Zähler/Decoders 94 an den Takteingang eines Zähler/Decoders 96 angelegt der eine HUNDERTER-Anzeige 14c antreibt. Die Zähler/Decoder 92, 94 und % sind herkömmliche Bauelemente, die die vom Oszillator 22 während der

■ 5 Zeitspanne, in der die Zähler/Decoder eingeschaltet sind, erzeugt aufsummieren und die Anzahl der aufsummierten Impulse dekodiert, um die Anzeigeeinheiten 14a, 146 und 14c so anzutreiben, daß sie das numerische Äquivalent der aufsummierten Impulse anzeigen.

Der Zeitgeber 87 setzt die aus den Flip-Flops 102 und 104 bestehende Steuerlogik zurück, die den CE (Takt-Einschalt-)-Eingang, den DE (Anzeige-Einschalt-)-Eingang und den R (Zurücksetzt-)-Eingang an den Zähler/Decoder 92, 94 und 96 steuert. Die /^Eingänge der Flip-Flops 102 und 104 sind mit B+ verbunden. Die Flip-Flops 102 und 104 werden von den mit T, foder F bezeichneten Eingängen über ein NOR-Gatter 108 und den Inverter 110 getaktet. Der (^-Ausgang des Flip-Flops 102 liefert an das NOR-Gatter 88 ein Eingangssignal und ist mit den DE-Eingängen der Zähler/Decoder 92, 94 und % über einen vom NOR-Gatter 112 gebildeten Inverter verbunden. Der (^-Ausgang des Flip-Flops 102 ist mit den CZT-Eingängen der Zähler/Decoder 92,94 und 96 verbunden. Jedesmal wenn das Flip-Flop 102 getaktet wird, geht sein (^-Ausgang auf einen hohen logischen Pegel, um die Anzeige 14 auszublenden, das Übertragungsgatter 86 zu öffnen und somit den Kondensator 66 zu entladen. Zum gleichen Zeitpunkt geht der φ-Ausgang des Flip-Flops 102 auf einen niedrigen logischen Pegel und schaltet die C£-Eingänge der Zähler/Decoder 92,94 und 96 ein, um die Aufsummierung der Impulse aus dem Oszillator 22 zu ermöglichen. Das Takten des Flip-Flops 104 setzt jeden der Zähler/Decoder 92, 94 und 96 zurück. Der Rücksetzimpuls an den Zähler/Decodern 92, 94 und 96 wird fast sofort wieder freigegeben, indem das Flip-Flop 104 durch einen Kondensator 114 zurückgesetzt wird. Der Kondensator 114 wird aus B + über ein Übertragungsgatter 116 aufgeladen, dessen Steuerelement mit dem Ausgang des Gatters 88 verbunden ist. Der Kondensator 114 wird über ein Übertragungsgatter 118 entladen, dessen Steuereingang mit dem Q-Ausgang des Flip-Flops 102 verbunden ist Der Kondensator 114

SS ist normalerweise dann geladen, wenn die Flip-Flops 102 und 104 getaktet werden, so daß der sich am (?-Ausgang des Flip-Flops 104 ergebende hohe logische Pegel die Zähler/Decoder 92, 94 und 96 zurücksetzt wobei jedoch der hohe logische Pegel am Q-Ausgang des Flip-Flops 102 das Gatter 118 schließt und die nachfolgende Entladung des Kondensators 114 das Flip-Flop 104 über einen Inverter 120 zurücksetzt, um den Rücksetzeingang an den Zähler/Decodern 92, 94 und 96 freizugeben.

6s Die Auswahl des geeigneten Fühlers und des entsprechenden Abgleichwiderstands kann sequentiell auf der Basis eines kontinuierlichen Zeitmultiplex-Verfahrens für Warnungszwecke ausgeführt werden oder

aber als Einzel-Zyklus auf Grund eines Befehls vom Fahrzeugführer oder durch individuelle Anwahl durch den Fahrzeugführer. Vorzugsweise wird der verbliebene Treibstoffvorrat dem Fahrzeugführer kontinuierlich angezeigt, wenn kein Zyklusbefehl vorliegt. Die Auswahl des richtigen Sensors und des Abgleichwiderstands wird auf kontinuierlicher Basis von einem Schieberegister 122 (Fig. 3b) bewirkt, das aus einer Taktimpulsquelle 124 mit einer geeigneten Frequenz wie z. B. 32 Impulsen pro Minute getaktet wird.

Das Register 122 wird normalerweise in einer Sequenz getaktet, die die Ausgänge WV, Wp, WV, Fund £ nacheinander anhebt. Die Γ-und P-Ausgänge können zwischen die WV, Wp- und W>Ausgänge eingestreut werden, indem die Übertragungsgatter 126 und 128 ,₅ geschlossen werden, die durch den Zyklus-Eingang 16 gesteuert werden, der später vollständig beschrieben werden wird. Die Ausgänge Wf, Wp und Wr sowie der Ausgang E werden über ein NOR-Gatter 130 und den Inverter 132 an die Warnungs-Steuerschaltung 134 angelegt, die ebenfalls später vollständig beschrieben werden wird. Der Ε-Ausgang des Registers 122 ist außerdem an den Rücksetz-Eingang über ein NOR-Gatter 131 und den Inverter 133 angelegt. Die T, P und F-Ausgänge des Registers 122 sind an die Flip-Flop- _2J Schaltungen 136, 138 und 140 angelegt, die die NOR-Gatter 142,143; 144,145; bzw. 146, 147 sowie die Ableit-Widerstände 137, 139 bzw. 141 (s. Fig.3a) umfassen. Die Flip-Flop-Schaltung 136 wird gesetzt, wenn T auf einen hohen logischen Pegel geht und zurückgesetzt über das Gatter 143, wenn /Oder F auf einen hohen logischen Pegel geht. Die Flip-Flop-Schaltung 138 wird gesetzt, wenn Pauf einen hohen logischen Pegel geht und zurückgesetzt über das Gatter 145, wenn T oder F auf einen hohen logischen Pegel geht Die Flip-Flop-Schaltung 140 wird gesetzt, wenn Fauf einen hohen logischen Pegel geht und wird zurückgesetzt vom Gatter 147, wenn Γ oder P auf einen hohen logischen Pegel geht Der Ausgang der Flip-Flop-Schaltungen 136, 138 und 140 bildet jeweils einen Eingang der NOR-Gatter 150, 152; 154, 156; sowie 158, 160. Die Ausgänge der Gatter 150, 154 und 156 sind mit D₇; Dp und Df bezeichnet. Der andere Eingang der Gatter 150, 154 und 158 kommt von der Warnungs-Steuerschaltung 134 über die Verbindung 135 und schaltet diese Gatter bei Bedingungen, die später erläutert werden, ab. Der Ausgang der Gatter 152,156 und 160 treibt jeweils die Zustandsanzeiger 162, 164 und 166 an, die eine geeignete Beschriftung wie z. B. ⁰C, kg/cm² und Liter Kraftstoff beleuchten können zur Zuordnung mit der Zahl, die in der Anzeigeeinrichtung 14 angezeigt wird. Die anderen Eingänge der Gatter 152,156 und 160 sind über die Leitung 167 mit der Warnungs-Steuerschaltung 134 verbunden und sperren diese Gatter unter Bedingungen, die im einzelnen später beschrieben werden.

Der Zyklus-Eingang (s. Fig.3b) umfaßt ein D-Flip-Flop 168, das von einem momentan schließenden Schalter 170 getaktet wird, der die positive Batteriespannung B+ an ein Obertragungsgatter 172 anlegt &, Der Takteingang des Flip-Flops 168 ist über einen Ableitwiderstand 174 mit Masse verbunden und der D-Eingang ist an B+ gelegt Der Q-Ausgang des Flip-Flops 168 ist über ein NOR-Gatter 176 und einen Inverter 178 mit dem Steuereingang der Gatter 126 bzw. 128 verbunden. Das Obertragungsgatter 172 wird vom Ausgang eines NOR-Gatters 180 gesteuert Die einzelnen Eingänge des Gatters 180 sind mit dem Inverter 132, dem (^-Ausgang des Flip-Flops 168, dem Q-Ausgang des Flip-Flops 90 über die Leitung 187 und über einen Inverter 179 über die Leitung 181 mit dem Gatter 88 verbunden. Der Ausgang des Gatters 180 ist deshalb auf einem niedrigen logischen Pegel während den Zeiten, zu denen Wt. Wp, Wf und E alle auf einem hohen logischen Pegel liegen. Das Schließen des Zyklus-Schalters 170 durch die Bedienungsperson während der Ausgang des Gatters 180 auf hohem Pegel liegt, treibt den Q-Ausgang des Flip-Flops 168 auf einen hohen Pegel und schließt die Gatter 126 und 128. Das Schließen des Zyklus-Schalters 170 unter diesen Bedingungen setzt ebenfalls das Register 122 über das Gatter 131 und den Inverter 133 zurück. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 168 wird durch Rücksetzen vom £°-Ausgang des Registers 122 auf einen niedrigen logischen Pegel gebracht

Die Wf-, Wp- und WV-Ausgänge des Registers 122 sind jeweils an die Gatter 76,80 und 84 angelegt um die jeweiligen geeigneten Fühler bzw. Sensoren 60,62 oder 64 anzuwählen; sie sind ebenfalls mit den Übertragungsgattern 54, 56 und 58 verbunden, um den entsprechenden richtigen Abgleich-Widerstand 42, 44 oder 46 anzuwählen. Die Ausgänge Wf, Wp und Wt sowie der E-Ausgang des Registers 122 sind über das Gatter 130 und den Inverter 132 sowohl an den Takteingang der Flip-Flops 182, 184 als auch an das Gatter 180 und die Gatter 150, 154 und 158 über die Verbindungsleitung 135 angelegt. Der D-Eingang des Flip-Flops 182 ist mit B+ verbunden und sein mit Wbezeichneter ^Ausgang ist mit einem Eingang des Gatters 88 verbunden. Das Flip-Flop 182 wird vom Flip-Flop 90 über die Leitung 187 zurückgesetzt. Wenn_das Flip-Flop 182 zurückgesetzt wird, wird sein (^-Ausgang auf einen hohen logischen Pegel gebracht um den Grenzwertüberschreitungs-Zähler 28 zurückzusetzen. Der Zähler 28 ist ein herkömmlicher Binärzähler, der über die Leitung 189 vom Oszillator 22 über ein NOR-Gatter 188 getaktet wird. Der Zähler 28 setzt das Flip-Flop 184, wenn die Anzahl der Impulse vom Oszillator 22 eine gewisse untere Grenze überschreitet, wie sie vom Ausgang mit der Bezeichnung LL gegeben ist; der Zähler 28 setzt das Flip-Flop 184 zurück, wenn die Anzahl von Impulsen aus dem Oszillator 22 eine gewisse obere Grenze überschreitet, die durch den Ausgang UL gegeben ist Der Ausgang UL ist ebenfalls an einen Eingang des Gatters 188 gelegt, um ein weiteres Takten des Zählers 28 zu verhindern, wenn die obere Grenze erreicht ist. Die untere Grenze ist dem Motor-Öldruck und dem Kraftstoff-Stand zugeordnet während die obere Grenze mit der Motor-Temperatur in Verbindung steht. Die WV und HVAusgänge des Registers 122 sind über ein NOR-Gatter 190 an den D-Eingang des Flip-Flops 184 gelegt Ein Flip-Flop 31 der Wartungs-Flip-Flop-Schaltung ist mit seinem D-Eingang mit B+ verbunden und von einem NOR-Gatter 186 getaktet dessen Eingänge mit dem (^-Ausgang des Flip-Flops 184 und mit der Taktquelle 91 verbunden sind. Wenn der Motor-Öldruck oder der Treibstoff-Stand über der unteren Grenze liegt ist das Flip-Flop 184 gesetzt, um das Gatter 186 zu sperren und das Takten des Flip-Flops 31 zu verhindern. Wenn die Motor-Temperatur unter der oberen Grenze liegt bleibt das Gatter 186 gesperrt Wenn irgendeine der Bedingungen ihre Grenze überschreitet wird das Gatter 186 freigegeben, und das Flip-Flop 31 wird getaktet wodurch dessen (^-Ausgang auf einen hohen logischen Pegel geht und somit der Wartungs-Anzeiger

20 eingeschaltet wird. Weiterhin ist ein Rücksetz-Netzwerk vorgesehen, das aus einem Widerstand 192, dem Kondensator 194 und dem Übertragungsgatter 198 besteht, zum Rücksetzen des Flip-Flops 31, nachdem eine Zeitspanne von etwa 30 see verstrichen ist, von dem Zeitpunkt an, zu dem die Grenzüberschreitungs-Bedingung korrigiert worden ist. Wenn eine Grenzüberschreitungs-Bedingung auftritt, schließt der hochliegende Ausgang des Gatters 186 das Übertragungsgatter 198, um den Kondensator 194 aufzuladen. Da die Grenzüberschreitungs-Bedingung periodisch festgestellt wird, hat der Kondensator 194 keine Gelegenheit, sich unter den Schwellwertpegel des Inverters 196 zu entladen, bis die Grenzüberschreitungs-Bedingung korrigiert worden ist Zudem sperrt der periodisch hochliegende Ausgang des Gatters 186 periodisch die Gatter 152, i56 und 160, wodurch bewirkt wird, daß die Anzeiger 162, 164 und 166 jedesmal blinken, wenn die Gatter 152, 156 und 160 durch einen niedrig liegenden Ausgang von den Flip-Flop-Schaltungen 136, 138 und 140 jeweils freigegeben werden. Da der Kraftstoff-Anzeiger 166 normalerweise erleuchtet ist, wird er von der Taktquelle 91 über das Gatter 186 128mal pro Minute abgeschaltet. Die Anzeiger 162 und 164 sind normalerweise abgeschaltet, es sei denn, daß der Zyklus-Schalter 170 geschlossen wird. Sollte der Wartungs-Anzeiger 20 eingeschaltet werden, kann die Bedienungsperson den Zyklus-Schalter 170 schließen, so daß die Anzeiger 162 ui.d 164 blinken werden, um ihn über diejenige Betriebsbedingung zu informieren, die ihre jeweilige Grenze überschritten hat; die tatsächlich dabei auftretende Temperatur oder der Druck wird von der Anzeigeeinrichtung 14 angezeigt.

Die Betriebsperson kann auf individueller Basis entweder die Motor-Temperatur oder den Öldruck zur Anzeige anwählen, indem er die momentan schließenden Drucktaster 200 bzw. 202 drückt, die mit TEMPERATUR bzw. ÖL bezeichnet sind. Die Schalter 200 und 202 legen die positive Betriebsspannung B+ an die Flip-Flop-Schaltungen 136 und 138 über die jeweiligen Übertragungsgatter 204 bzw. 206 an. Die Gatter 204 und 206 werden vom Ausgang des Gatters 180 über die Leitung 207 gesteuert. Die Gatter 204 und 206 werden vom Gatter 180 während der Zeitspanne geschlossen, die von den T- und f-Ausgängen des Registers 122 festgelegt wird; die Gatter 204 und 206 sind in der übrigen Zeit geöffnet. Wenn die Flip-Flop-Schaltungen 136 oder 138 einmal durch die Schalter 200 oder 202 gesetzt worden sind, wird die Flip-Flop-Schaltung 140 vom F-Ausgang des Registers 122 zurückgesetzt. Außerdem treibt die Schließung der Schalter 200 oder 202 die T- oder P-Eingänge des Gatters 108 auf einen hohen logischen Pegel, um die Flip-Flops 102 und 104 zu takten.

Der Betriebsablauf der Vielfach-Meßeinrichtung in ihrem normalen Warnbetrieb verläuft wie folgt: Wenn der WV-Ausgang des Registers 122 in einen hohen logischen Pegel übergeht, wird der Abgleichwiderstand 42 im Oszillatorkreis 22 so ausgewählt, daß der Oszillator mit einer solchen Frequenz betrieben wird, te daß der L/L-Ausgang des Zählers 28 nicht aktiviert wird, solange die Motor-Temperatur unterhalb einer vorbestimmten oberen Grenze bleibt Der VW-Eingang des Gatters 76 zieht den Ausgang des Gatters 76 nach unteaDas Flip-Flop 182 ist durch WVgetaktet wodurch sein Q-Ausgang auf einen niedrigen logischen Pegel geht und das Rücksetzen am Zähler 28 freigibt Der Q-Ausgang des Flip-Flops 182 geht hoch, und somit der Ausgang des Gatters 88 auf einen niedrigen Pegel, wodurch der Ausgang des Gatters 74 nach oben gezogen wird. Das Gatter 86 ist abgeschaltet, und das Gatter 68 ist angeschaltet, so daß der Kondensator 66 sich über den Motor-Temperaturfühler 60 entladen kann. WV taktet ebenfalls das Flip-Flop 184, dessen Ausgang auf einen niedrigen Pegel gezogen wird, da der D-Eingang des Flip-Flops 184 über das Gatter 190 durch Wrauf einem niedrigen Pegel gehalten wird. Der Zähler 28 beginnt die Impulse vom Oszillator 22 über das Gatter 188 zu zählen. Der LL-Ausgang des Zählers 28 geht auf einen hohen logischen Pegel sogar bei niedrigster Motor-Temperatur, so daß das Flip-Flop 184 gesetzt wird und dessen (^-Ausgang auf einem hohen logischen Pegel zu liegen kommt. Wenn sich der Kondensator 66 unter die Schwelle des Inverters 89 entlädt, wird das Flip-Flop 90 zurückgesetzt, wodurch die Flip-Flops 102 und 182 zurückgesetzt werden, die ihrerseits den Zähler 28 zurücksetzen. Wenn beide Flip-Flops 102 und 182 zurückgesetzt sind, sind beide Eingänge am Gatter 88 auf einem niedrigen logischen Pegel, und der Ausgang des Gatters 88 schaltet auf einen hohen logischen Pegel, um das Gatter 86 anzuschalten und die Aufladung des Kondensators 66 zu ermöglichen. Wenn die Motor-Temperatur unterhalb der vorbestimmten oberen Temperaturgrenze liegt, wird der Zähler 28 zurückgesetzt, bevor der L/L-Ausgang in einen hohen logischen Pegel getrieben wird. Das Gatter 186 bleibt durch den (^-Ausgang des Flip-Flops 184 abgeschaltet, wenn Wr auf einen niedrigen logischen Pegel geht. Andererseits, wenn der L/L-Ausgang des Zählers 28 in einen hohen logischen Pegel getrieben wird, ehe der Zähler 28 zurückgesetzt ist, wodurch angezeigt ist, daß die Motortemperatur zu hoch ist, wird das Flip-Flop 184 zurückgesetzt und sein (^-Ausgang auf einen niedrigen logischen Pegel gebracht. Während der Zeitspanne nach dem WV auf einen niedrigen Pegel geht und bevor WV auf einen hohen Pegel geht, wird der Ausgang des Gatters 186 periodisch durch den Takt 91 auf einen hohen Pegel getrieben. Der hochliegende Ausgang des Gatters 186 hält den Kondensator 194 im geladenen Zustand und taktet das Flip-Fiop 31, um den Wartungs-Anzeiger 20 einzuschalten.

Während Wr auf hohem Pegel liegt, werden die Ausgänge der Gatter 150,154 und 158 durch das Gatter 130 und den Inverter 132 auf niedrigen Pegel getrieben, um sicherzustellen, daß nur der Motor-Temperarurfühler 60 angewählt ist, während WY auf hohem Pegel liegt. Zudem sind die Gatter 172,204 und 206 über das Gatter 130, den Inverter 132 und das Gatter 180 geöffnet, während WV auf hohem Pegel liegt, um wirksam die Schalter 170, 200 und 202 während der Zeitspanne, in der Wtauf hohem Pegel liegt, abzuschalten.

Wenn WV oder WV auf hohem Pegel sind, ist die Betriebsweise des Systems im Warnungsbetrieb im wesentlichen die gleiche wie in dem Fall, wenn WV auf hohem Pegel liegt außer daß der Öldruck-Fühler 62 oder der Treibstoff-Fühler 64 sowie die Widerstände 44 bzw. 46 angewählt sind. Wenn jedoch Wp oder WV auf hohem Pegel liegen, ist der Ausgang des Gatters 190 auf niedrigem Pegel, so daß das Takten des Flip-Flops 184 dessen (^-Ausgang auf einen niedrigen Pegel bringt Folglich wird die Flip-Flop-Schaltung 30 nach Abschluß des Wp- oder WVZeitintervalls getaktet wenn nicht der LL-Ausgang des Zählers 28 auf einen hohen logischen Pegel getrieben wird, um das Flip-Flop 184 zu setzen, bevor der Zähler 28 zurückgesetzt ist

Wie bereits oben erläutert, arbeitet das System gemäß der Erfindung in einem Anzeige-Modus, bei dem normalerweise die noch verfügbare Treibstoffmenge angezeigt wird. Das ergibt sich aus der Tatsache, daß, sobald das Register 122 am F-Ausgang in einen hohen Pegel übergeht, die Flip-Flop-Schaltung 140 gesetzt wird und Df auf einen hohen Pegel treibt, um den Treibstoff-Fühler 64 und den Widerstand 40 anzuwählen. Der F-Ausgang des Registers 122 taktet ebenfalls die Flip-Flops 102 und 104 über das Gatter 108 und den Inverter 110, um die Zähler/Decoder 92, 94 und % rücKzusetzen. Der Rücksetzbefehl wird unverzüglich dadurch aufgehoben, daß der Kondensator 114 über das Gatter 118 entladen wird. Das Takten von Flip-Flop 102 senkt den Ausgang des Gatters 88 auf einen niedrigen Pegel, um das Gatter 86 abzuschalten. Der Takteingang zu den Zähler/Decodern 92,94 und 96 wird freigegeben, so daß die Zählung in den Zähler/Decodern 92, 94 und % aufsummiert wird, wenn sich der Kondensator 66 über den Treibstoff-Fühler 64 entlädt Wenn der Kondensator 66 sich unter den Schwellwertpegel des Inverters 89 entladen hat, wird das Flip-Flop 90 zurückgesetzt und dadurch das Flip-Flop 102 ebenfalls zurückgesetzt, um die Anzeigeeinrichtung 14 einzuschalten und den Takteingang zu den Zähler/Decodern 92, 94 und 96 abzusperren. Die Anzeigeeinrichtung 14 verbleibt eingeschaltet, um den Treibstoffrest, wie er durch die letzte Abtastung des Treibstoff-Fühlers 64 bestimmt ist, anzuzeigen, bis das Flip-Flop 102 wieder getaktet wird. Dies wird jedesmal dann erfolgen, wenn der F-Ausgang des Registers 122 in einen hohen logischen Zustand gebracht wird. Die Treibsloffrest-Anzeige wird auf diese Weise in dem Zyklus des Registers 122 auf den neuesten Stand gebracht. Wenn der Zyklus-Schalter 170 während irgendeines Zeitpunkts in der Zeitspanne, die mit den T-, P- oder F-Ausgängen des Registers 122 verknüpft ist, geschlossen wird, nimmt der Ausgang des Gatters 180 einen hohen Pegel an, so daß das Flip-Flop 168 getaktet wird, um die Gatter 126 und

ίο 128 zu sperren. Zur gleichen Zeit setzt das Schließen des Schalters 170 das Register 122 über die Gatter 131 und 133 zurück. Das Register 122 wird dann getaktet, so daß die Ausgänge Wt, T, Wp, P, Wf, Fund E hintereinander sequentiell auf einen hohen Pegel angehoben werden.

Auf diese Weise werden die Motor-Temperatur, der Öldruck und die verbleibende Treibstoffmenge überwacht und sequentiell angezeigt. Wenn der £-Ausgang des Registers 122 auf einen hohen logischen Pegel geht, wird das Flip-Flop 168 zurückgesetzt und öffnet dadurch die Gatter 126 und 128. An Stelle des Anhebens der T- und P-Ausgänge durch die Betätigung des Zyklus-Schalters 170, kann die Bedienungsperson die Anzeige von Motor-Temperatur oder Öldruck dadurch anwählen, daß die Schalter 200 oder 202 geschlossen werden. Dadurch werden die T- oder f-Eingänge zu den Gattern 108 auf einen hohen Pegel angehoben und die Flip-Flops 102 und 104 getaktet, und somit veranlaßt, daß die Motor-Temperatur oder der Öldruck angezeigt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Digitale Vielfachmeßeinrichtung zur Erfassung von variablen Betriebsparametem in einem Kraftfahrzeug, mit den einzelnen Betriebsparametem zugeordneten Meßfühlern, deren Widerstandswerte entsprechend dem momentanen Wert des jeweiligen Betriebsparameters veränderlich sind, und mit einer Anzeigeeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Meßfühler (60,62,64) eine gemeinsame Verarbeitungseinheit (10) vorgesehen ist, in der ein auf eine vorbestimmte Spannung aufladbarer Kondensator (66) gesteuert von einer Auswahl- und Steuerlogik (24) über jeweils einen der Meßfühler (60,62,64) entladbar ist, daß ein Hauptoszillator (22) vorgesehen ist, der zur Erzeugung von Impulsen mit verschiedenen vorbestimmbaren, den einzelnen Meßfühlern (60, 62, 64) zugeordneten Frequenzen von der Auswahl- und Steuerlogik (24) gesteuert ist, und daß dem Hauptoszillator (22) ein die abgegebenen Impulse während der jeweiligen, vom Widerstandswert des angewählten Meßfühlers abhängigen Entladungsdauer des Kondensators (66) zählende Zähleinrichtung (26; 92,94,96) nachgeschaltet ist, die _2J mit der den Wert des vom jeweils angesteuerten Meßfühler (60, 62, 64) ermittelten Betriebsparameters am Ende der Entladungsdauer digital anzeigenden Anzeigeeinheit (14; 14a, 146, i4c) verbunden ist

2. Digitale Vielfachmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptoszillator (22) eine Vielzahl von selektiv verbindbaren Abgleich-Widerständen (36, 38, 40, 42, 44, 46) aufweist und ein Ausgangssignal mit einer Frequenz erzeugt, die vom angewählten Abgleich-Widerstand abhängt, wobei jeder Abgleich-Widerstand einer Fühleinrichtung zugeordnet ist, so daß ein bestimmter Abgleich-Widerstand zusammen mit einer bestimmten Fühleinrichtung angewählt wird.

3. Digitale VielfachmeßeinricVitung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikeinrichtung ein Zeitglied (87) aufweist, das im eingeschalteten Zustand die Zeitspanne bestimmt, die mit dem Betriebszustand des angewählten Fühlers verknüpft ist, sowie Zähler und Anzeige-Steuerungs-Einrichtungen (102, 104), die auf die Anwahl jeder der Fühleinrichtungen ansprechen, um das Zeitglied und die Zählereinrichtung einzuschalten und die Anzeigeeinrichtung abzuschalten, wobei die Steuereinrichtungen auf die Beendigung der Zeitspanne ansprechen, um die Anzeigeeinrichtung einzuschalten und die Zählereinrichtungen zu sperren.

4. Digitale Vielfachmeßeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zyklus-Auswahleinrichtung (16) aufweist zur sequentiellen Anwah! jeder der Fühleinrichtungen und des zugeordneten Frequenz-Ausgangs der Oszillatoreinrichtung während eines vorbestimmten Zeit-Zykl".s.

5. Digitale Vielfachmeßeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, sie einen Anzeiger (20) aufweist, sowie Mittel (28, 184) zum Vergleich der angesammelten Zählungen in den Zähler-Einrichtungen mit einer vorbe- <,₅ stimmten oberen oder unteren Grenze, und zur Einschaltung des Anzeigers, wenn die von den Zählereinrichtungen aufsummierte bzw. angesammelte Zählung über der oberen Grenze oder unter der unteren Grenze liegt, und mit einer bistabilen Sperrschaltung (31), die auf den Ausgang der Vergleichseinrichtung anspricht zur Einschaltung des Anzeigers.