DE3207916A1 - Elektronisches system zur erfassung von informationen, die von einer mehrzahl von an bord eines kraftfahrzeuges installierten sensoren geliefert werden - Google Patents

Description

• Elektronisches System zur Erfassung von Informationen, die
• von einer Mehrzahl von an Bord eines Kraftfahrzeuges installierten Sensoren geliefert werden Die Erfindung betrifft ein elektronisches System der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Art.
• Eines der wichtigsten Probleme für die Hersteller von Kraftfahrzeugen ist die Bewertung der Zuverlässigkeit der Kraftfahrzeugkomponenten unter den verschiedensten Betriebsbedingungen. Für diese Bewertung müssen Daten registriert und verarbeitet werden, die eine Vielzahl von Parametern repräsentieren. Diese Registrierung und Verarbeitung muß über genügend lange Zeitspannen und für eine statistisch signifikante Anzahl von Kraftfahrzeugen vorgenommen werden. Die auf diese Weise erhaltenen Informationen können zur Bewertung des Qualitäts- und Sicherheitsstandards herangezogen werden.
• Es ist insbesondere von fundamentaler Wichtigkeit, die Art und Weise kennen zu lernen, in der das Fahrzeug im Laufe seines "geschäftlichen" Lebens verwendet wird, da hieraus Indikatoren für die Projektierung und Bestimmungsgrößen für Kontrolltests am Produktionsort hergeleitet werden können.
• Es ist für ein Fahrzeug wesentlich, objektive Qualitäts- und Lebensdauerdaten zu gewinnen, die auf der Betrachtung der realen Betriebsbedingungen beruhen.
• Es ist daher wichtig, über eine Reihe von Daten verfügen zu können, die statistisch repräsentativ sind für die Beanspruchungs- und Gebrauchsbedingungen der Fahrzeugkomponenten in Abhängigkeit von den Umgebungs-, geographischen und Servicebedingungen und die Gewohnheiten der Benutzer.
• Bisher wurden solche Daten durch direkte Befragung einer gewissen Anzahl von Benutzern oder dadurch gewonnen, daß vorhandene Informationen gesammelt und statistisch analysiert wurden, die von überwachungsorgan i sationen, Verbrauchervereinigungen und Mietwagenunternehmen zur Verfügung gestellt wurden.
• Die auf diese Weise erhaltenen Informationen erlauben es zwar, die verschiedenen Gebrauchsarten des Fahrzeuges zu klassifizieren, sie ermöglichen jedoch keine quantitative Bewertung der Größe der Beanspruchung der verschiedenen Teile des Fahrzeuges.
• Die genannten Informationen können auch durch Kontrollen gewonnen werden, die von dem technischen Stab des Fahrzeugherstellers an in geeigneter Weise mit Sensoren versehenen Fahrzeugen vorgenommen werden. Die auf diese Weise gewonnenen Daten sind in Bezug auf die Bestimmung der Beanspruchungswerte außerordentlich genau, sie sind jedoch sicher nicht kennzeichnend für die Gebrauchsbedingungen, denen das Fahrzeug bei Gebrauch durch normale Benutzer unterworfen wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Art in der Weise auszubilden, daß es die Forderung nach Lieferung objektiver Daten über die Eigenschaften der bei der realen Benutzung des Fahrzeuges auftretenden Belastungen und Beanspruchungen erfüllt.
• Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
• Durch die Anbringung einer geeigneten Anzahl von derartigen elektronischen Erfassungssystemen an gleichen Kraftfahrzeugen, die repräsentativen Verbrauchern anvertraut werden,ist es möglich, Informationen zu gewinnen, die für die Gebrauchsbedingungen und die realen Beanspruchungen eines bestimmten Fahrzeuges signifikant sind.
• Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, auf die hiermit zur Verkürzung der Beschreibung ausdrücklich verwiesen wird.
• Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung: Die Zeichnungsfigur zeigt das Blockschaltbild eines elektronischen Systems zur Informationsgewinnung gemäß der Erfindung.
• Mit 1 ist ein erster Mikrocomputer bezeichnet, der über eine Übertragungsleitung 2 zur Parallelübertragung und eine Anordnung von Optokopplern 3 mit einer ersten Vielzahl von Sensoren 4 verbunden ist. Die Sensoren 4 sind an Bord eines (nicht dargestellten) Fahrzeuges installiert und dienen jeweils zur Erfassung der von einem entsprechenden zu prüfenden Parameter angenommenen Werte. Sie liefern an ihrem Ausgang elektrische Digitalsignale, die für die genannten Werte kennzeichnend sind.
• Mit 5 ist ein Multiplexer bezeichnet, dessen Eingänge mit einer Mehrzahl von an Bord des Fahrzeuges installierten Sensoren 6 verbunden sind, die an ihren Ausgängen analoge elektrische Signale liefern.
• An den Multiplexer 5 ist ein Analog-Digital-Wandler 7 angeschlossen, der seinerseits über einen Datenbus 9 und einen Adressenbus 10 mit/einem zweiten Mikrocomputer 8 verbunden ist.
• Eine Leitung 11 zur Parallelübertragung sowie eine Quittungsleitung 12 verbinden den Mikrocomputer 1 mit dem Mikrocomputer 8. Die Leitung 11 ermöglicht die Übertragung der Daten, die von dem Mikrocomputer 1 auf der Basis der von den Sensoren 4 empfangenen Informationen verarbeitet wurden, an den Mikrocomputer 8.
• Mit 13 sind weitere Sensoren mit digitalem Ausgang bezeichnet, die über eine Anordnung von Optokopplern 14 und eine Parallelübertragungsleitung 15 mit dem Mikrocomputer 8 verbunden sind.
• Mit 16 ist ein Massenspeicher bezeichnet, der uber einen bidirektionalen Datenbus 18 und einen Adressenbus 19 mit einem dritten Mikrocomputer 17 verbunden ist. Der Mikrocomputer 17 ist mit dem Mikrocomputer 8 über eine Quittungsleitung 20 und eine serielle Übertragungsleitung 21 verbunnden.
• Mit 22 ist eine serielle Übertragungsleitung bezeichnet, die mit einer externen Verarbeitungseinheit 23 verbindbar ist, welche für die nachfolgende Behandlung der in dem Speicher 16 gespeicherten Daten vorgesehen ist. Die Verarbeitungseinheit 23 kann aus einem Rechner, einem Fernschreiber oder einem Videoterminal bestehen.
• Mit 24 ist eine Speiseeinrichtung bezeichnet, die über einen gesteuerten Schalter 26 mit der Kraftfahrzeugbatterie 25 verbunden ist. Dieser gesteuerte Schalter 26 besitzt einen Steuereingang 26a, der mit dem Mikrocomputer 8 und einem Impulsgenerator 27 verbunden ist.
• Mit 28 ist ein ODER-Glied mit drei Eingängen bezeichnet, die mit dem Mikrocomputer 1, dem Mikrocomputer 8 bzw. dem Mikrocomputer 17 verbunden sind. Der Ausgang des ODER-Gliedes 28 ist mit einer Leuchtdiode verbunden.
• Mit 30 ist eine Aktivierungseinrichtung bezeichnet, die beispielsweise aus einer Anordnung von ODER-Gliedern besteht, welche von der Fahrzeugbatterie 25 gespeist wird. Die Einrichtung 30 ist mit einem Teil der Sensoren 13 mit digitalem Ausgang sowie mit dem Steuereingang 26a des gesteuerten Schalters 26 verbunden.
• Im folgenden sei die Funktion des Systems erläutert: Der Mikrocomputer 1 nimmt die von den digitalen Sensoren 4 herrührenden Signale auf und überträgt diesen Signalen entsprechende Daten über die serielle Übertragungsleitung 11 zu dem Mikrocomputer 8. Dieser Mikrocomputer 8 empfängt sowohl die Daten der analogen Sensoren 6 als auch diejenigen der digitalen Sensoren 13. Die von den Sensoren 6 kommenden analogen Signale werden in dem Analog-Digital-Wandler 7 in Digitalsignale umgewandelt. Der Mikrocomputer 8 verarbeitet sowohl die von den analogen Sensoren 6 als auch die von den digitalen Sensoren 13 empfangenen Signale und überträgt die entsprechenden Daten zusammen mit den ihm von dem Mikrocomputer 1 übergebenen Signale an den Mikrocomputer 17.Der Mikrocompter 17 speichert diese Daten in den Speicher 16 ein, wobei die entsprechende Prozedur zur Verringerung der Anzahl der Speicherzugänge optimiert ist, so daß sich eine große Übergabegeschwindigkeit und eine hohe Zuverlässigkeit ergeben.
• Der Mikrocomputer 8 steuert außerdem den zwischen der Fahrzeugbatterie 25 und der Speiseeinrichtung 24 liegenden Schalter 26. Die Speiseeinrichtung 24 versorgt sämtliche Komponenten des Systems in nicht dargestellter Weise mit den für ihre Funktion erforderlichen Speisespannungen, wenn er über den genannten Schalter 26 mit der Batterie 25 verbunden ist.
• Wenn der Motor eines Kraftfahrzeuges, auf welchem ein Informationserfassungssystem gemäß der Erfindung installiert wurde, in Betrieb ist, erfaßt der Mikrocomputer 8 die Betriebsbedingungen des Motors auf der Grundlage der ihm von den Sensoren 6 und 13 gelieferten Parameterwerte. Der Mikrocomputer 8 liefert dabei ein Signal an den Steuereingang 26a des gesteuerten Schalters 26, so daß dieser die Verbindung zwischen der Speiseeinrichtung 24 und der Batterie 25 herstellt.
• Wenn der Motor des Kraftfahrzeuges ausgeschaltet wird,stellt der Mikrocomputer dies auf der Basis der ihm auch in diesem Fall von den Sensoren 6 und 13 gelieferten Informationen fest. Daraufhin wird der gesteuerte Schalter 26 von dem Mikrocomputer 8 deaktiviert und unterbricht die Verbindung zwischen der Speiseeinrichtung 24 und der Batterie 25.
• Bei ausgeschaltetem Motor oder dann, wenn das Fahrzeug nicht in Betrieb ist, liefert der Impulsgenerator 27 mit einer vorbestimmten Frequenz (z.B. alle 30 Minuten) einen Aktivierungsimpuls an den gesteuerten Schalter 26, wodurch die Speisung des Systems für eine vorbestimmte Zeitspanne wieder aufgenommen wird. Auf diese Weise werden auch während der Stillstandsperioden des Fahrzeuges die Werte der von den Sensoren 4, 6 und 13 kontrollierten Parameter periodisch erfaßt.
• Bei ausgeschaltetem Motor erlaubt die Einrichtung 30 auch eine Aktivierung des Systems über den gesteuerten Schalter 26, falls die mit ihm verbundenen Sensoren 13 Signale liefern. Diese Sensoren 13 können beispielsweise den Seitentüren, der Motorhaube oder dem Kofferraumdeckel zugeordnet sein.
• Die Mikrocomputer 1, 8 und 17 können in vorbestimmten Zeitintervallen ein Auto-Diagnose-Programm ausführen, um eventuelle Fehlfunktionen der Systemkomponenten zu erfassen.Wenn der Mikrocomputer 1 oder der Mikrocomputer 8 oder der Mikrocomputer 17 nach der Durchführung eine-s derartigen Auto-Diagnose-Programms eine oder mehrere Fehlfunktionen ermitteln, aktivieren sie über das ODER-Glied 28 die Leuchtdiode 29, die vorzugsweise im Innenraum des Fahrzeuges angeordnet ist und dem Benutzer des Fahrzeuges ein Alarmsignal liefert.
• In diesem Fall darf der Benutzer keinerlei Eingriffe in das System vornehmen, er muß vielmehr das Erfassungsgerät aus dem Fahrzeug entfernen und einem speziellen Servicezentrum übergeben.
• Das System gemäß der Erfindung besteht vollständig aus Halbleiterkomponenten mit niedrigem Energieverbrauch, so daß die Installation eines solchen Systems auf einem beliebigen Kraftfahrzeugkeine Überlastungsprobleme für die Fahrzeugbatterie mit sich bringt.
• In einer realisierten Ausführungsform umfaßt jeder der Mikrocomputer 1, 8 oder 17 eine CPU, einen 128-Bytes-Arbeitsspeicher RAM, einen 2-KBytes-Programmspeicher, siebenundzwanzig parallele Ein-/Ausgänge, zwei serielle Leitungen sowie einen Taktgeber. Der Massenspeicher 16 bestand bei dieser Ausführungsform aus einem 16-Kbit-EAROM-Speicher, der in Worten zu 24 Bit organisiert ist. Auf diese Weise können bis zu etwa 16 Millionen Ereignisse für jeden kontrollierten Parameter eingespeichert werden.
• Die von den Sensoren 4, 13 und 6 kontrollierten Parameter sind beispielsweise die folgenden: - Gesamtzahl der Einschaltungen des elektrischen Ventilators für die Motorkühlung, - Gesamteinschaltzeit des genannten Ventilators, - Verweilzeit des Motors in vorbestimmten Drehzahl-Bandbereichen, - Gesamtbetriebszeit des Motors innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne, - Anzahl der Male, bei denen die Temperatur des Kühlwassers innerhalb vorbestimmter Temperatur-Bandbereiche lag, - Anzahl der Anlaßvorgänge, wenn die Temperatur des Kühlwassers innerhalb vorbestimmter Temperatur-Bandbereiche lag, - Anlaßzeiten, - gefahrene Kilometer in Abhängigkeit von der Höhe über dem Meeresspiegel, - Anzahl der Male, bei denen das Fahrzeug in vorbestimmten Bandbereichen der Höhe über dem Meeresspiegel gefahren wurde, in den verschiedenen Gängen des Motors gefahrene Kilometer, Gesamtzahl der gefahrenen Kilometer, - Gesamtstandzeit, Gesamtzahl der Anhaltevorgänge, Gesamtzahl der Kupplungsbetätigungen, Gesamtzeit der Einschaltung der Kupplung, - Anzahl der Male, in denen jeder Gang eingelegt war, Gesamtzahl und -zeit der Betätigung der Bremsleuchten, Gesamtzahl der Bremsbetätigungen in vorbestimmten Bandbereichen der Fahrzeuggeschwindigkeit, - Anzahl der Betätigungen der Handbremse, Gesamtzahl der Betätigungen der Windschutzscheibenwischer, gesamte Einschaltzeit der Windschutzscheibenwischer, mit eingeschalteten Windschutzscheibenwischern gefahrene Kilometer, Gesamtbetätigungszahl und -zeit der Heckscheibenwischer, mit eingeschaltetem Heckscheibenwischer gefahrene Kilometer, - Gesamtbetätigungszahl und -zeit der Pumpe für die Windschutzscheibenwaschanlage, Gesamtbetätigungszahl und -zeit der Einschaltung der Pumpe für die Heckscheibenwasc.#anlage-' Gesamtzahl und -zeit der Einschaltung der Scheinwerfer, - Gesamtzahl und - zeit für die Einschaltung der Positionsleuchten, - Gesamtzahl der mit eingeschalteten Positionsleuchten gefahrenen Kilometer, Gesamtzahl der Betätigungen und Gesamtbetätigungszeit der Abblend- und Fernscheinwerfer, - Gesamtzahl der mit eingeschalteten Abblend- und Fernschein werfern gefahrenen Kilometer - Betätigungszahl und Gesamteinschaltzeit de- Hupe, maximale Zeit einer Hupenbetätigung - Zahl der Einschalüungen und Gesamteinschaltzeit der Heckscheibenheizung, - Zahl der Betätigungen und Gesamteinschaltzeit der Warnblinkleuchten, - Zahl der Betätigungen und Gesamteinschaltzeit der Fahrtrichtungsanzeiger, - Gesamtzahl der Betätigungen der elektrischen Fensterheber, - Anzahl der Betätigungen und Gesamteinschaltzeit des Kompressors, - maximale Betätigungszeit des Kompressors, - Anzahl der Öffnungsvorgänge der Fahrgastraumtüren, - Anzahl der Öffnungen der Motorhaube, - Anzahl der Öffnungen des Kofferraumdeckels, - longitudinale oder transversale Belastungswerte des Fahrzeuges in Verteilung nach vorbestimmten Beschleunigungs-Bandbereichen.
• Offensichtlich lassen sich mit Hilfe des elektronischen Informationserfassung-ssystem gemäß der Erfindung viele Daten bezüglich vieler weiterer Parameter erfassen.

Claims (9)

1. Patentansprüche 1 1.!Elektronisches System zur Erfassung von Informationen, die die von an Bord eines Kraftfahrzeuges montierten jeweils zur Ermittlung der Werte eines entsprechenden überwachten Parameters dienenden Sensoren geliefert werden, g e k e n n z e i c h n e t durch -einen ersten Mikrocomputer (1), der über eine Übertragungsleitung (2) zur Parallelübertragung mit einer ersten Vielzahl von Sensoren (4) mit Digitalsignal-Ausgängen verbunden ist, - einen Multiplexer (5), dessen Eingänge mit einer zweiten Vielzahl von Sensoren (6) mit Analogsignal-Ausgängen verbunden sind, - einen mit dem Multiplexer (5) verbundenen Analog-Digital-Wandler (7), - einen zweiten Mikrocomputer (8), der über einen Datenbus (9) und einen Adressenbus (10) mit dem Analog-Digital-Wandler (7) und über eine zweite übertragungsleitung (15) zur Parallelübertragung mit einer dritten Vielzahl von Sensoren (13) mit Digitalsignal-Ausgängen verbunden ist, und der außerdem über eine erste übertragungsleitung (11) zur seriellen übertragung und eine erste Quittungsleitung (12) mit dem ersten Mikrocomputer (1) verbunden ist, - eine Massenspeichereinrichtung (16), - sowie einen dritten Mikrocomputer (17), der mit der genannten Massenspeichereinrichtung (16) über einen Adressenbus (19) und einen Datenbus (18) und mit dem zweiten Mikrocomputer (8) über eine zweite übertragungsleitung (21) zur seriellen Übertragung und eine zweite Quittungsleitung (20) verbunden ist, wobei der dritte Mikrocomputer (17) dazu vorgesehen ist, diejenigen Daten, die ihm von dem zweiten Mikrocomputer (8) während des Betriebes über die genannte zweite Übertragungsleitung (21) zur seriellen Übertragung zugeführt werden, in die Massenspeichereinrichtung (16) zu überschreiben, und wobei ferner eine dritte Ubertragungsleitung (22) zur seriellen Übertragung vorgesehen ist, die mit einer externen Einheit (23) zur Verarbeitung der in der Massenspeichereinrichtung (16) gespeicherten Daten verbindbar ist.
2. 2. System nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, - daß ferner eine mit der Fahrzeugbatterie (25) über von dem zweiten Mikrocomputer (8) steuerbare Schaltmittel (26) verbundene Speisespannungseinrichtung (24) vorgesehen ist, - und daß der zweite Mikrocomputer (8) so eingerichtet ist, daß er über die genannten gesteuertenSchaltmittel (16) eine Verbindung zwischen der Speiseeinrichtung (24) und der Fahrzeugbatterie (25) bewirkt, wenn die ihm von der genannten zweiten und dritten Vielzahl von Sensoren (6; 13) zugeführten Signale den Betrieb des Fahrzeugmotors anzeigen, und eine solche Verbindung verhindert, wenn die genannten Signale anzeigen, daß der Fahrzeugmotor nicht in Betrieb ist.
3. 3. System nach Anspruch 2, d a d u r c h gekennzeichnet, daß ferner eine Aktivierungseinrichtung (30) vorgesehen ist, die unter dem Steuereinfluß eines Teiles der genannten dritten Sensoren (13) steht und eine Verbindung der Speiseeinrichtung (24) mit der Fahrzeugbatterie (25) über die genannten gesteuerten Schaltmittel (26) auch dann ermöglicht, wenn der Fahrzeugmotor nicht in Betrieb ist.
4. 4. System nach Anspruch 2, d a d u r c h gekennzeichnet, daß ferner ein Impulsgenerator (27) zur Erzeugung von Impulsen vorbestimmter Impulsdauer und Frequenz vorgesehen ist, der mit den genannten gesteuerten Schaltmitteln (26) in Verbindung steht, und daß jeder der von diesem Impulsgenerator (27) abgegebenen Imp#lse die Verbindung der genannten Speiseeinrichtung (24) mit der Fahrzeugbatterie (25) über die genannten gesteuerten Schaltmittel (26) hervorruft.
5. 5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h gekennzeichnet, - daß der erste, der zweite und der dritte Mikrocomputer (1; 8; 17) so eingerichtet sind, daß sie in vorbestimmten Zeitintervallen ein Autodiagnose-Programm zur Ermittlung eventueller Fehlfunktionen der Systemkomponenten ausführen, - und daß eine Alarmsignaleinrichtung (29) vorgesehen ist, die mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Mikrocomputer (1; 8; 17) verbunden und in einer die Aufmerksamkeit des Fahrzeugbenutzers hervorrufenden Weise aktivierbar ist, wenn der erste, der zweite oder der dritte Mikrocomputer (1; 8; 17) nach Ausführung des genannten Autodiagnose-Programms eine oder mehrere Fehlfunktionsbedingungen ermitteln.
6. 6. System nach Anspruch 5, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Alarmsignaleinrichtung eine optische Signalisierungsvorrichtung (29) umfaßt, die über ein ODER-Glied (28) mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Miad computer (1; 8; 17) verbunden ist.
7. 7. System nach Anspruch 6, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die optische Signalvorrichtung eine Leuchtdiode (29) beinhaltet.
8. 8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Massenspeichereinrichtung (16) einen EAROM-Speicher umfaßt.
9. 9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r ch gekennzeichnet, daß die erste und die dritte Vielzahl von Sensoren (4; 13) mit dem ersten bzw. dem zweiten Mirkocomputer (1; 8) über Optokopplereinrichtungen (3; 14)verbunden sind.