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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer
Getriebeantriebsdrehzahl und einer Getriebeabtriebsdrehzahl.
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Fahrzeuggetriebe
wandeln eine Drehung eines Motors in eine Drehung einer Antriebswelle
um. Getriebe stellen verschiedene auswählbare Übersetzungsverhältnisse
bereit, die das Verhältnis
zwischen den Antriebs- und
Abtriebsdrehzahlen verändern.
Die Antriebs- und Abtriebsdrehzahlen werden typischerweise unter
Verwendung von Antriebs- und Abtriebsdrehzahlsensoren bestimmt.
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Eine
Vorrichtung zum Bestimmen von Antriebs- und Abtriebsdrehzahlen bei
einem Getriebe ist aus
EP
0 905 418 A2 bekannt. Dort werden Antriebs- und Abtriebsdrehzahlsensoren
verwendet, deren Signale über
separate Leitungen einer Steuerungselektronik zugeführt werden.
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DE 196 34 714 A1 offenbart
eine Anordnung, bei der einem Sensorsignal, insbesondere einem Raddrehzahlsignal,
ein zusätzliches
Datensignal überlagert
wird, wobei sich die Pegel der Signale voneinander unterscheiden.
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DE 23 30 263 A1 beschreibt
ein Übertragungs-
und Vermittlungsverfahren mit Hilfe der Amplitudenselektion, insbesondere
zur Verwendung in Fernsprechvermittlungssystemen.
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In 1 ist
ein exemplarisches Steuersystem gemäß dem Stand der Technik gezeigt.
Ein Controller 4 und ein Getriebe 5 sind gezeigt.
Der Controller 4, wie beispielsweise ein Antriebsstrangsteuermodul,
liefert Energie von einer Energieversorgung 6 über eine
erste Leitung W1 an einen Getriebeantriebsdrehzahlsensor 7 (TISS)
bzw. einen Getriebeabtriebsdrehzahlsensor 8 (TOSS). Ein
TISS-Signal wird über
eine zweite Leitung W2 an einen ersten Messwiderstand
R1 in dem Controller 4 ausgegeben. Ein
erster Spannungssensor VS1 erzeugt ein Spannungssignal
für ein
Berechnungsmodul 9. Ein TOSS-Signal wird über eine
dritte Leitung W3 an einen zweiten Messwiderstand
R2 in dem Controller 4 ausgegeben.
Ein zweiter Spannungssensor VS2 erzeugt
ein Spannungssignal für
das Berechnungsmodul 9. Dieser Ansatz erfordert getrennte
Leitungen für die
Energie (W1), für das TOSS-Signal (W2) und für das
TISS-Signal (W3). Die Verwendung getrennter Leitungen
vermehrt die Kosten, die Einbauzeit und erhöht die Wahrscheinlichkeit für Garantieansprüche.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen einer Getriebeantriebsdrehzahl
und einer Getriebeabtriebsdrehzahl zu schaffen, bei dem der Leitungsaufwand
zur Übertragung
der beiden Drehzahlsignale reduziert ist.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben;
in dieser zeigt:
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1 ein
Blockschaltbild, das ein Steuersystem zum Messen einer Getriebeantriebs-
und -abtriebsdrehzahl gemäß dem Stand
der Technik erläutert;
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2 ein
Blockschaltbild eines Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3A ein
Blockschaltbild, das das Getriebe und den Controller des Steuersystems
in 2 erläutert;
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3B ein
Blockdiagramm, das die Getriebeantriebs- und -abtriebszahnräder erläutert;
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4 eine
grafische Darstellung eines Signals, das über das Steuersystem mit einer
Leitung in 3 kommuniziert wird;
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5 eine
durch eine Steuerung erzeugte grafische Darstellung eines ersten
Getriebedrehzahlsensors auf der Grundlage der grafischen Darstellung
in 4;
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6 eine
durch eine Steuerung erzeugte grafische Darstellung eines zweiten
Getriebedrehzahlsensors auf der Grundlage der grafischen Darstellung
in 4;
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7A ein
exemplarisches Berechnungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung;
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7B eine
Logiktabelle gemäß des Berechnungsmoduls
in 7A;
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8 ein
Flussdiagramm, das die Schritte zum Bestimmen einer Getriebeantriebsdrehzahl
und einer Getriebeabtriebsdrehzahl gemäß der vorliegenden Erfindung
erläutert;
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9 ein
Flussdiagramm, das die Schritte zum Bestimmen einer Getriebeantriebsdrehzahl
erläutert;
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10 ein
Flussdiagramm, das die Schritte zum Bestimmen einer Getriebeabtriebsdrehzahl
erläutert;
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11 eine
grafische Darstellung eines Signals, das über das Steuersystem mit einer
Leitung in 3A gemäß anderen Merkmalen der vorliegenden
Erfindung kommuniziert wird;
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12 eine
durch eine Steuerung erzeugte grafische Darstellung eines ersten
Getriebedrehzahlsensors auf der Grundlage der grafischen Darstellung
in 11;
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13 ein
durch eine Steuerung erzeugtes Diagramm eines zweiten Getriebedrehzahlsensors auf
der Grundlage des Diagramms in 11;
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14A ein exemplarisches Berechnungsmodul gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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14B eine Logiktabelle gemäß dem Berechnungsmodul in 14A; und
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15 eine
exemplarische elektrische schematische Darstellung des Berechnungsmoduls
in 14A.
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Die
folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ist lediglich exemplarischer
Natur und beabsichtigt in keiner Weise, die Erfindung, ihre Anwendung
oder Verwendungen zu beschränken.
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In 2 ist
ein exemplarisches Motorsteuersystem 12 gezeigt. Eine Drosselklappe 13 und
ein Kraftstoffsystem 14 steuern die Luft/Kraftstoff-Mischung, die über eine
Eintrittsöffnung 16 an
einen Motor 15 geliefert wird. Ein Zündsystem 18 zündet die
Luft/Kraftstoff-Mischung in dem Motor 15. Abgas, das durch
die Zündung
der Luft/Kraftstoff-Mischung erzeugt wird, wird durch einen Auspuffkrümmer 20 ausgestoßen. Ein
Katalysator 22 nimmt das Abgas von dem Auspuffkrümmer 20 auf
und reduziert die Emissionspegel des Abgases. Ein Getriebe 24 steht zwischen
dem Motor 15 und einer Antriebswelle (nicht dargestellt)
in einem Antriebseingriff. Das Getriebe 24 kann ein Automatikgetriebe
oder ein Handschaltgetriebe umfassen und umfasst einen Antriebsdrehzahlsensor 26 und
einen Abtriebsdrehzahlsensor 28. Wie es nachfolgend detaillierter
beschrieben wird, werden der Antriebsdrehzahlsensor 26 und
der Abtriebsdrehzahlsensor 28 über einen einzelnen Leiter
oder eine Leitung 32 durch Signale versorgt und übertragen
diese zwischen einem Controller 30. Die Leitung 32 kommuniziert
mit einem Messwiderstand 34, der an dem Controller 30 angeordnet
ist.
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Der
Controller 30 kommuniziert auch mit verschiedenen anderen
Bauteilen des Motorsteuersystems 12, umfassend, aber nicht
beschränkt
auf einen Drosselklappenstellungssensor 36 (TPS), das Kraftstoffsystem 14,
das Zündsystem 18 und
einen Motordrehzahlsensor 38 (RPM). Der Controller 30 empfängt von
dem TPS 36 ein Drosselklappenstellungssignal und von einem
Luftmassensensor (MAF) 40 ein Luftmassensignal. Das Drosselklappenstellungssignal
und das Luftmassensignal werden verwendet, um die Luftströmung in
den Motor 15 zu bestimmen. Die Luftströmungsdaten werden dann verwendet,
um eine Kraftstofflieferung von dem Kraftstoffsystem 12 an
den Motor 15 zu berechnen. Der Controller 30 kommuniziert
des Weiteren mit dem Zündsystem 18, um
einen Zündzeitpunkt
zu berechnen. Sauerstoffsensoren 46 und 48 sind
in dem Auspuff 20 o-berstromig
bzw. unterstromig des Katalysators 22 angeordnet.
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Der
Controller 30 kann von anderen Bauteilen in dem Motorsteuersystem 12 eine
zusätzliche Rückkopplung
aufnehmen. Diese und andere Variablen können sich auf die Gesamtleistung
und das Verhalten des Motorsteuersystems 12 auswirken.
Der Controller 30 verwendet Daten, die von den verschiedenen
Motorbauteilen gesammelt werden, um die Motorleistung zu überwachen
und zu optimieren.
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Mit
besonderer Bezugnahme auf 3A und 3B wird
das Steuersystem detaillierter beschrieben. Wie es gezeigt ist,
verbindet die Leitung 32 die Antriebs- bzw. Abtriebsdrehzahlsensoren 26 bzw. 28 elektrisch
mit dem Controller 30. Die Antriebs- und Abtriebsdrehzahlsensoren 26 und 28 erhalten
von einer Energieversorgung 31 Energie. In einer Implementierung
sind die Antriebs- und Abtriebsdrehzahlsensoren 26 und 28 ausgebildet,
um Zähne (TAntrieb und TAbtrieb)
zu detektieren, die jeweils um ein Getriebeantriebszahnrad 36 bzw.
ein Getriebeabtriebszahnrad 38 angeordnet sind (3B).
Im Speziellen sind die Antriebs- und Abtriebsdrehzahlsensoren 26 und 28 Konstantstromeinrichtungen
und führen
jeweils entsprechend einer Detektion eines Zahns oder einer Spitze
P einen ersten Strom. Zusätzlich
führen
die Antriebs- und Abtriebsdrehzahlsensoren 26 und 28 entsprechend
der Detektion einer Fläche
zwischen benachbarten Zähnen
oder einer Vertiefung V einen zweiten Strom. Ein Spannungssensor 35 bestimmt
auf der Grundlage eines Spannungsabfalls über dem Messwiderstand 34 einen
Gesamtstrom, der von den Antriebs- und Abtriebsdrehzahlsensoren 26 und 28 aufgenommen wird.
Der Spannungssensor 35 sendet ein Signal, das den Gesamtstrom
darstellt, an ein Berechnungsmodul 44. Das Berechnungsmodul 44 bestimmt
aus den Antriebs- und Abtriebsdrehzahlsensoren 26 und 28 eine
Getriebeantriebs- und
-abtriebsdrehzahl. Die Antriebs- und Abtriebsdrehzahlsensoren 26 und 28 sind
Hall-Effekt-Sensoren. Ein angemessener Hall-Effekt-Sensor umfasst
ein Modell ATS643, das von Allegro MicroSystems Inc. hergestellt
ist. Fachleute werden erkennen, dass andere Sensoren verwendet werden
können.
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Weiterhin
in Bezug auf 3A und 3B und
des Weiteren in Bezug auf 4 wird das
Signal, das zwischen den Getriebeantriebs- und -abtriebssensoren 26 und 28 und
dem Controller 30 kommuniziert wird, beschrieben. 4 erläutert ein
exemplarisches Spannungssignal, das durch den Spannungssensor 35 über dem
Messwiderstand 34 bestimmt wird. Das Getriebeantriebsdrehzahlsensor-(TISS-)Signal
und das Getriebeabtriebs drehzahlsensor-(TOSS-)Signal werden gleichzeitig über Leitung 32 kommuniziert
und sind als ein summierter Graph 60 dargestellt. Der summierte
Graph 60 stellt auf der Grundlage der Ströme von dem
TISS 26 und dem TOSS 28 und dem Widerstand des
Messwiderstands 34 eine Spannung dar. Der summierte Graph 60 stellt
einen TISS 26 und einen TOSS 28 dar, die ein äquivalentes
Signal für
eine Detektion einer Spitze und ein äquivalentes Signal für eine Detektion
einer Vertiefung erzeugen. Zum Beispiel führen der TISS 26 und
der TOSS 28 über
die Leitung 32 jeweils einen Strom von 14 Milliampere,
wenn eine Spitze detektiert wird, und führen einen Strom von 6 Milliampere,
wenn eine Vertiefung detektiert wird. Fachleute erkennen, dass diese
Ströme
lediglich exemplarisch sind.
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In
Bezug auf 5 und 6 wird die
Dekodierung des Graphs in 4 beschrieben.
Wie hierin verwendet bezieht sich der Ausdruck Modul und/oder Einrichtung
auf einen anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen
Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert)
und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme
ausführen,
einen Schaltkreis mit kombinatorischer Logik oder andere geeignete
Bauteile, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
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Das
exemplarische Szenario, das in Bezug auf das Signal in 4 beschrieben
ist, erläutert
einen Graph 60, der vier verschiedene Signale darstellt,
oder spezieller ein erstes und zweites Signal von dem Antriebssensor 26 und
ein drittes und viertes Signal von dem Abtriebssensor 28.
Wenn die Antriebs- und Abtriebssensoren 26 und 28 ausgebildet sind,
um äquivalente
Signale zum Detektieren einer Spitze und äquivalente Signale zum Detektieren
einer Vertiefung zu kommunizieren, muss eine Entwurfsbeschränkung im
Hinblick auf die Antriebs- und Abtriebszahnräder implementiert sein. Diesbezüglich ist
für eine Übersetzung
im Schongang von 0,742 die Frequenz der Zähne, die um das Antriebszahnrad angeordnet
sind, größer als
1,35 mal die Frequenz der Zähne,
die um das Abtriebszahnrad angeordnet sind. Solch eine Beschränkung stellt
sicher, dass die Frequenz des einen Signals immer größer als
die Frequenz des zweiten Signals ist, was der Steuerung später erlaubt,
den einzelnen Graph zu dekodieren und die Signale des TISS und des
TOSS zu unterscheiden. Fachleute werden erkennen, dass das Verhältnis von
Antriebs- zu Abtriebszähnen exemplarisch
ist. Auf diese Weise können
andere Verhältnisse
solange implementiert werden, wie eine Frequenz immer größer als
die andere Frequenz ist, unabhängig
von dem Gang.
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Alternativ
können
ein TISS und ein TOSS umfasst sein, die 4 verschiedene Signale bereitstellen,
welche einheitliche Ströme
aufweisen und somit diese Entwurfsbeschränkung beseitigen. Zum Beispiel
kann ein TISS ausgebildet sein, um einen Strom von 14 bzw. 6 Milliampere
für eine
Spitze bzw. eine Vertiefung aufzunehmen, und ein TOSS kann ausgebildet
sein, um einen Strom von 7 bzw. 3 Milliampere für eine Spitze bzw. eine Vertiefung
aufzunehmen. Daraus ergibt sich, dass der Controller das Signal, das
von dem TISS 26 geliefert wird, und das Signal, das von
dem TOSS 28 geliefert wird, leicht unterscheiden kann.
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In 4 ist
der Graph 60 als eine Spannung in Bezug auf die Zeit grafisch
dargestellt. Es sei angemerkt, dass eine Spannung aus dem Strom,
der durch den TISS 26 und den TOSS 28 und über den Widerstand,
der durch den Messwiderstand 34 bereitgestellt ist, geführt wird,
erhalten werden kann, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Die Steuerung setzt zu einer ersten Zeit (T1)
bei einer ersten steigenden Flanke zwei Timer auf Null. Wenn die Steuerung
zu einer zweiten Zeit (T2) eine zweite steigende
Flanke auswertet, kann eine Berechnung durchgeführt werden, um einen Zeitunterschied
zwischen T1 und T2 zu
bestimmen. Auf der Grundlage der Anzahl der Zähne, die um das erste Zahnrad
(in diesem Beispiel das Antriebszahnrad) angeordnet sind, wird eine
Berechnung durchgeführt,
um die Getriebeantriebsdrehzahl zu bestimmen. Wie es gezeigt ist,
schwingt der Graph 60 um eine erste, eine zweite und eine dritte
Referenzspannung V1, V2 und
V3 wechselt über diese. Die Steuerung bestimmt,
dass sich die Schwingung zwischen T1 und
T2 zwischen V2 und
V3 bewegt. Da V3 nur
durch eine Spitze, ein Spitzensignal von dem TISS und dem TOSS erreicht werden
kann, kann die Steuerung bestimmen, dass das Zahnrad mit der höheren Frequenz
(Antriebszahnrad) von T1 bis T2 geschwungen
hat.
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Zur
Zeit T3 bestimmt die Steuerung durch die niedrige
Spannung V1, dass eine Vertiefung, ein Vertiefungssignal
von dem TISS und dem TOSS kommuniziert wurde. Folglich bestimmt
die Steuerung bei T4, dass eine Spitze-Spitze-Zeitberechnung
für das TOSS-Signal
von T1 bis T4 gemacht
werden kann. Aus der Zeitberechnung und den bekannten Zähnen, die
um das Abtriebsrad angeordnet sind, berechnet die Steuerung die
Getriebeabtriebsdrehzahl. Wie es in 5 und 6 dargestellt
ist, übersetzt
die Steuerung aus den Zeitberechnungen und den bekannten Beschränkungen
der Signale, die durch den TISS und den TOSS bereitgestellt sind,
den summierten Graph 60 in einen TOSS-Graph 70 (5)
und einen TISS-Graph 80 (6).
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In 7A und 7B ist
das Berechnungsmodul 44 detaillierter erläutert. Ein
Eingang eines Skalierungsmoduls 82 empfängt das Signal von dem Spannungssensor 34.
Das Skalierungsmodul 82 skaliert optional das Signal und
gibt ein skaliertes Spannungssignal an einen unteren TISS-Detektor 84,
an einen oberen TISS-Detektor 86 bzw. an einen TOSS-Detektor 88 aus.
Das Skalierungsmodul 82 stellt sicher, dass Spannungspegel
von Signalen, die an die Spannungsdetektoren 82, 84 und 86 ausgegeben
werden, innerhalb Spannungsdetektionstoleranzen der Spannungsdetektoren
liegen. Das Skalierungsmodul 82 kann z.B. das Signal von
dem Spannungssensor 34 verstärken.
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Da
die Wellenform des skalierten Spannungssignals vier verschiedene
Spannungspegel umfasst, detektieren der untere TISS-Detektor 84, der
obere TISS-Detektor 86 bzw. der TOSS-Detektor 88,
wenn die Amplitude des skalierten Spannungssignals größer als
erste, zweite bzw. dritte vorbestimmte Spannungen V1,
V2 bzw. V3 sind.
Der untere TISS-Detektor 84 bestimmt z.B., wenn die Amplitude des
skalierten Spannungssignals größer als
die erste vorbestimmte Spannung V1 ist.
Der untere TISS-Detektor 84 gibt
ein digitales "low"-(oder ein digitales "0"-)Signal aus, wenn die Amplitude des
skalierten Spannungssignals größer als
die erste vorbestimmte Spannung V1 ist. Ähnlich geben
der TOSS-Detektor 88 und der obere TISS-Detektor 86 digitale "low"-Signale aus, wenn
die Amplitude des skalierten Spannungssignals größer als die zweiten bzw. dritten
vorbestimmten Spannungen V2 bzw. V3 ist.
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Das
Berechnungsmodul 44 bestimmt auf der Grundlage der Ausgänge des
unteren TISS-Detektors 84, des oberen TISS-Detektors 86 und
des TOSS-Detektors 88 Wellenformen,
die den TOSS-Graph und den TISS-Graph darstellen. Ein Eingang eines
Logikänderungsmoduls 90 erhält einen
Ausgang des TOSS-Detektors 88. Das Logikänderungsmodul 90 kann
z.B. ein Inverter wie beispielsweise ein logisches NICHT-Gatter
sein. In dem Fall, dass der Ausgang des TOSS-Detektors 88 ein
digitales "low"-Signal ist, ist
ein Ausgang des Logikänderungsmoduls 90 ein
digitales "high"-(oder ein digitales "1"-)Signal.
Ein erster Eingang eines logischen ODER-Gatters 92 erhält den Ausgang
des Logikänderungsmoduls 90.
Ein zweiter Eingang des logischen ODER-Gatters 92 erhält einen
Ausgang des unteren TISS-Detektors 84. Ein erster Eingang
eines logischen UND-Gatters 94 erhält einen Ausgang von dem logischen
ODER-Gatter 92. Ein zweiter Eingang des logischen AND-Gatters 94 erhält einen
Eingang von dem oberen TISS-Detektor 86. Der Ausgang des logischen
UND-Gatters 94 ist eine Wellenform, die den TISS-Graph 80 (6)
darstellt und ein Ausgang des TOSS-Detektors 88 ist eine
Wellenform, die den TOSS-Graph 70 (5) darstellt.
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In 7B beschreibt
eine Logiktabelle den Zustand der Signale in dem Berechnungsmodul
auf der Grundlage der Ausgänge
der Spannungsdetektoren 84, 86 und 88.
Eine Spalte V1 enthält
eine "0", wenn eine Amplitude
des skalierten Spannungssignals größer ist als die erste vorbestimmte
Spannung und eine "1", wenn die Amplitude
des skalierten Spannungssignals kleiner ist als die erste vorbestimmte
Spannung. Ähnlich
enthalten Spalten V2 und V3 "0-en" bzw. "1-en", wenn die Amplitude
des skalierten Spannungssignals größer bzw. kleiner als die zweiten
bzw. dritten vorbestimmten Spannungen ist. Eine invertierte Spalte
V2 enthält
einen umgekehrten Wert der Spalte V2.
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Eine
Spalte "A" enthält eine "1", wenn der Ausgang des logischen ODER-Gatters 92 ein
digitales "high"-Signal ist und eine "0", wenn der Ausgang des logischen ODER-Gatters 92 ein
digitales "low"-Signal ist. Ähnlich enthält eine
Spalte "B" eine "1", wenn der Ausgang des logischen UND-Gatters 94 ein
digitales "high"-Signal ist und eine "0", wenn der Ausgang des logischen UND-Gatters 94 ein
digitales "low"-Signal ist. Somit
stellt die Spalte V2 eine Stelle der Wellenform dar, die den TOSS-Graph 70 darstellt,
und die Spalte "B" stellt eine Stelle
der Wellenform dar, die den TISS-Graph 80 darstellt. Es
sei angemerkt, dass das Berechnungsmodul und die Logiktabelle, die
in 7A und 7B erläutert sind, exemplarisch
sind.
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In 8 sind
die Schritte zum Bestimmen einer Getriebeabtriebsdrehzahl und einer
Getriebeabtriebsdrehzahl im Allgemeinen in 100 gezeigt.
Die Steuerung beginnt in Schritt 110. In Schritt 112 wird durch
eine Energieversorgung ein Gesamtstrom über einen ersten Leiter an
die Getriebeantriebs- und -abtriebsdrehzahlsensoren 26 und 28 geliefert.
In Schritt 114 wird durch den TISS 26 ein Getriebeantriebsdrehzahlsignal
erzeugt. In Schritt 118 wird durch den TOSS 28 ein
Getriebeabtriebsdrehzahlsignal erzeugt. In Schritt 126 wird
der Gesamtstrom, der an den TISS 26 und den TOSS 28 geliefert
wird, bestimmt. In Schritt 130 werden die Getriebeantriebsdrehzahl
und die Getriebeabtriebsdrehzahl auf der Grundlage des Gesamtstroms
berechnet. Schritt 130 wird nachfolgend detaillierter erklärt und ist
durch die Flussdiagramme 150 und 180, die in 9 und 10 gezeigt
sind, dargestellt. Die Steuerung bestimmt, ob in Schritt 132 ein
neues Signal verlangt ist. Wenn ein neues Signal verlangt ist, springt
die Steuerung in einer Schleife zu Schritt 112. Wenn kein
neues Signal verlangt ist, endet die Steuerung in Schritt 134.
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In 9 sind
die Schritte zum Bestimmen einer Getriebeantriebsdrehzahl im Allgemeinen
in 150 gezeigt. Die Steuerung beginnt in Schritt 152.
In Schritt 153 wird ein Timer 1 zurückgesetzt. In Schritt 154 bestimmt
die Steuerung, ob die Spannung des Graphs 60 (4)
gleich V2 ist. Wenn die Spannung nicht gleich
V2 ist, springt die Steuerung in einer Schleife
zu Schritt 157, in dem die Steuerung die TISS-Drehzahl
aus der unteren Hälfte
der Wellenform t3 bis t4 extrahiert.
Wenn die Spannung gleich V2 ist, springt
die Steuerung in einer Schleife zu Schritt 155, in dem
die Steuerung die TISS-Drehzahl aus der oberen Hälfte der Wellenform t1 bis t3 extrahiert.
In Schritt 155 bestimmt die Steuerung, ob die Spannung des
Graphs 60 (4) zu V3 übergegangen ist. Wenn sie dies
ist, geht die Steuerschleife weiter zu 156. In Schritt 156 bestimmt
die Steuerung, ob der Timer 1 bereits läuft. Wenn nicht, geht die Steuerung weiter
zu Schritt 158, in dem der Timer 1 zur Zeit = T1 gestartet wird. In Schritt 160 bestimmt
die Steuerung, ob die Spannung des Graphs 60 gleich V1 ist. Wenn nicht, springt die Steuerung
in einer Schleife zu Schritt 157. Wenn die Spannung gleich
V1 ist, bestimmt die Steuerung in Schritt 161,
ob die Spannung des Graphs 60 V3 unterschritten
hat. Wenn nicht, springt die Steuerung in einer Schleife zurück zu Schritt 161.
Wenn die Spannung V3 unterschritten hat,
bestimmt die Steuerung in Schritt 162, ob die Spannung
zurück
zu V3 übergegangen
ist. Wenn nicht, springt die Steuerung in einer Schleife zurück zu Schritt 160.
Wenn sie dies ist, hält
die Steuerung in Schritt 166 den Timer 1 an. In Schritt 170 berechnet
die Steuerung die Getriebeantriebsdrehzahl aus Timer 1 und die Steuerung
springt in einer Schleife zu Schritt 153. Wenn die Spannung
in Schritt 154 nicht gleich V2 ist,
springt die Steuerung in einer Schleife zu Schritt 157,
in dem die Steuerung die TISS-Drehzahl aus der unteren Hälfte der
Wellenform t3 bis t4 extrahiert.
Die Steuerung bestimmt, ob die Spannung zu V1 übergegangen
ist. Wenn nicht, springt die Steuerung in einer Schleife zu Schritt 155.
Wenn sie dies ist, bestimmt die Steuerung in Schritt 159,
ob Timer 1 bereits läuft.
Wenn Timer 1 bereits läuft,
springt die Steuerung in einer Schleife zu Schritt 166.
Wenn nicht, wird der Timer 1 in Schritt 163 gestartet.
Die Steuerung geht weiter zu Schritt 164, in dem sie bestimmt,
ob die Spannung gleich V3 ist. Wenn sie
dies ist, springt die Steuerung in einer Schleife zu Schritt 155.
Wenn nicht, geht die Steuerung weiter zu Schritt 165, in
dem sie bestimmt, ob die Spannung des Graphs 60 V1 unterschritten hat. Wenn sie dies nicht hat,
springt die Steuerung in einer Schleife zurück zu Schritt 165.
Wenn sie dies hat, bestimmt die Steuerung in Schritt 167,
ob die Spannung zu V1 übergegangen ist. Wenn sie dies
nicht ist, springt die Steuerung in einer Schleife zurück zu Schritt 164.
Wenn sie dies ist, springt die Steuerung in einer Schleife zu Schritt 166,
in dem der Timer 1 angehalten wird, und die Steuerung berechnet
die Getriebeantriebsdrehzahl. Die Steuerung springt in einer Schleife
zurück zu
Schritt 153.
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In 10 sind
die Schritte zum Bestimmen einer Getriebeabtriebsdrehzahl im Allgemeinen
bei 180 gezeigt. Die Steuerung beginnt in Schritt 182.
In Schritt 183 wird ein Timer 2 zurückgesetzt. In Schritt 184 bestimmt
die Steuerung, ob die Spannung zu V2 übergegangen
ist. Wenn sie dies nicht ist, springt die Steuerung in einer Schleife
zurück
zu Schritt 184. Wenn sie dies ist, wird der Timer 2 in
Schritt 185 gestartet. In Schritt 190 bestimmt
die Steuerung, ob die Spannung V2 unterschritten
hat. Wenn sie dies nicht hat, springt die Steuerung in einer Schleife
zurück
zu Schritt 190. Wenn sie dies hat, bestimmt die Steuerung
in Schritt 195, ob die Spannung zu V2 übergegangen
ist. Wenn sie dies nicht ist, springt die Steuerung in einer Schleife
zurück
zu Schritt 195. Wenn sie dies ist, wird der Timer 2 in
Schritt 200 angehalten. Die Steuerung geht weiter zu Schritt 202,
in dem die Getriebeabtriebsdrehzahl aus Timer 2 berechnet wird,
und die Steuerung springt in einer Schleife zu Schritt 183.
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In 11–13 ist
ein Signal, das zwischen den Getriebeantriebs- und -abtriebsdrehzahlsensoren 26 und 28 und
dem Controller 30 gemäß anderen
Merkmalen kommuniziert wird, beschrieben. In 11–13 können der
TISS- und der TOSS-Sensor 26 und 28 ausgebildet
sein, um ein Signal zu erhalten, das eine verschiedene Frequenz und
eine verschiedene Amplitude aufweist. Das Berechnungsmodul unterscheidet
das Signal, das von dem TISS geliefert wird und das Signal, das
von dem TOSS geliefert wird. Das Berechnungsmodul wertet den summierten
Graph 60' aus
und übersetzt
den summierten Graph 60 in einen TOSS-Graph 70' (12) und
einen TISS-Graph 80' (13).
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In 14A ist das Berechnungsmodul 44' detaillierter
erläutert.
Ein Eingang eines Skalierungsmoduls 246 erhält das Signal
von dem Spannungssensor 34. Das Skalierungsmodul 246 skaliert
wahlweise das Signal und gibt ein skaliertes Spannungssignal an
erste, zweite bzw. dritte Spannungsdetektoren 248, 250 bzw. 252 aus.
Das Skalierungsmodul 246 stellt sicher, dass Spannungspegel
von Signalen, die an die Spannungsdetektoren ausgegeben werden,
innerhalb den Spannungsdetektionstoleranzen der Spannungsdetektoren
liegen. Das Skalierungsmodul 246 kann z.B. das Signal von
dem Spannungssensor verstärken.
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Da
die Wellenform des skalierten Spannungssignals vier verschiedene
Spannungspegel umfasst, detektieren die ersten, zweiten bzw. dritten Spannungsdetektoren 248, 250 bzw. 252,
wann die Amplitude des skalier ten Spannungssignals größer ist
als erste, zweite bzw. dritte vorbestimmte Spannungen V1,
V2 bzw. V3. Der
erste Spannungsdetektor 248 bestimmt z.B., wann die Amplitude
des skalierten Spannungssignals größer ist als die erste vorbestimmte
Spannung V1. Der erste Spannungsdetektor 248 gibt
ein digitales "low"-(oder ein digitales "0"-)Signal aus, wenn die Amplitude des
skalierten Spannungssignals größer ist
als die erste vorbestimmte Spannung. Ähnlich geben die zweiten bzw.
dritten Spannungsdetektoren V2 bzw. V3 digitale "low"-Signale
aus, wenn die Amplitude des skalierten Spannungssignals größer ist
als die zweiten bzw. dritten vorbestimmten Spannungen.
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Auf
der Grundlage der ersten, zweiten und dritten Spannungsdetektoren 248, 250 und 252 bestimmt
das Berechnungsmodul 44' Wellenformen, die
den TOSS-Graph und den TISS-Graph darstellen. Ein Eingang eines
ersten Logikänderungsmoduls 256 erhält einen
Ausgang des ersten Spannungsdetektors 248. Das Logikänderungsmodul 256 kann
z.B. ein Inverter wie beispielsweise ein logisches NICHT-Gatter
sein. In dem Fall, dass der Ausgang des ersten Spannungsdetektors 248 ein
digitales "low"-Signal ist, ist
ein Ausgang des ersten Logikänderungsmoduls 256 ein
digitales "high"-(oder ein digitales "1"-)Signal. Ein erster Eingang eines logischen
UND-Gatters 260 erhält
den Ausgang des ersten Logikänderungsmoduls 256.
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Ein
Eingang eines zweiten Logikänderungsmoduls 264 und
ein zweiter Eingang des logischen UND-Gatters 260 erhält einen
Ausgang des zweiten Spannungsdetektors 250. Ein Eingang
eines dritten Logikänderungsmoduls 268 erhält einen
Ausgang des dritten Spannungsdetektors 252. Ein Eingang
eines vierten Logikänderungsmoduls 272 und
ein erster Eingang eines logischen ODER-Gatters 274 erhalten
einen Ausgang des dritten Logikänderungsmoduls 268.
Ein dritter Eingang des logischen UND-Gatters 260 erhält einen
Ausgang des vierten Logikänderungsmoduls 272.
Das logische UND-Gatter 260 gibt nur ein digitales "high"-Signal aus, wenn die
ersten, zweiten und dritten Eingänge
des logischen UND-Gatters 260 ein digitales "high"-Signal erhalten.
Andernfalls ist der Ausgang des logischen UND-Gatters ein digitales "low"-Signal.
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Ein
zweiter Eingang des logischen ODER-Gatters 274 erhält den Ausgang
des logischen UND-Gatters 260. Das logische ODER-Gatter 274 gibt
ein digitales "high"-Signal aus, wenn
entweder der erste Eingang oder der zweite Eingang des logischen
ODER-Gatters 274 ein digitales "high"-Signal
erhalten. Der Ausgang des logischen ODER-Gatters 274 ist
eine Wellenform, die den TISS-Graph 80' (13) darstellt,
und ein Ausgang des zweiten Logikänderungsmoduls ist eine Wellenform,
die den TOSS-Graph 70' (12)
darstellt.
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In 14B beschreibt eine Logiktabelle den Zustand der
Signale in dem Berechnungsmodul auf der Grundlage der Ausgänge der
ersten, zweiten und dritten Spannungsdetektoren. Eine Spalte V1
enthält eine "0", wenn eine Amplitude des skalierten
Spannungssignals größer ist
als die erste vorbestimmte Spannung und eine "1",
wenn die Amplitude des skalierten Spannungssignals kleiner ist als
die erste vorbestimmte Spannung. Ähnlich enthalten Spalten V2 bzw.
V3 "0-en" bzw. "1-en", wenn die Amplitude
des skalierten Spannungssignals größer bzw. kleiner als die zweiten
bzw. dritten vorbestimmten Spannungen ist. Eine invertierte Spalte
V2 enthält
einen umgekehrten Wert der Spalte V2. Ähnlich enthält eine invertierte Spalte
V3 einen umgekehrten Wert der Spalte V3. Da die zweiten und dritten
Spannungsdetektoren low-aktive Einrichtungen sind, stellen die invertierten
Spalten V2 bzw. V3 die tatsächlichen
Werte der Signale dar, die von den zweiten bzw. dritten Spannungsdetektoren
ausgegeben werden.
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Eine
Spalte "A" enthält eine "1", wenn der Ausgang des logischen UND-Gatters 260 ein
digitales "high"-Signal ist und eine "0", wenn der Ausgang des logischen UND-Gatters 260 ein
digitales "low"-Signal ist. Ähnlich enthält eine
Spalte "B" eine "1", wenn der Ausgang des logischen ODER-Gatters 247 ein
digitales "high"-Signal ist und eine "0", wenn der Ausgang des logischen ODER-Gatters 274 ein digitales "low"-Signal ist. Somit
stellt die Spalte V2 eine Stelle der Wellenform dar, die den TOSS-Graph darstellt,
und die Spalte "B" stellt eine Stelle
der Wellenform dar, die den TISS-Graph darstellt.
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Wenn
die Amplitude des skalierten Spannungssignals kleiner ist als die
ersten, zweiten und dritten vorbestimmten Spannungen, detektieren
sowohl der TISS als auch der TOSS eine Vertiefung. Wenn die Amplitude
des skalierten Spannungssignals größer ist als die erste vorbestimmte
Spannung und kleiner ist als die zweiten und dritten vorbestimmten
Spannungen, detektiert der TISS eine Spitze und der TOSS detektiert
eine Vertiefung. Wenn die Amplitude des skalierten Spannungssignals
größer ist
als die ersten und zweiten vorbestimmten Spannungen und kleiner
ist als die dritte vorbestimmte Spannung, detektiert der TISS eine
Vertiefung und der TOSS detektiert eine Spitze. Wenn die Amplitude
des skalierten Spannungssignals größer ist als die ersten, zweiten
und dritten vorbestimmten Spannungen, detektieren sowohl der TISS
als auch der TOSS eine Spitze.
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In 15 ist
ein exemplarisches elektrisches Schema des Berechnungsmoduls 44' gezeigt. Das Skalierungsmodul 246 umfasst
einen Verstärkerschaltkreis 302 mit
einem Operationsverstärker (op-amp).
Der Verstärkerschaltkreis 302 verstärkt optional
das Signal von dem Spannungssensor 34, um das skalierte
Spannungssignal zu erzeugen. Die Eingänge der ersten, zweiten und
dritten Spannungsdetektoren 248, 250 und 252 erhalten
das skalierte Spannungssignal von dem Ausgang des Skalierungsmoduls 246.
Der erste Spannungsdetektor 248 umfasst einen ersten Komparatorschaltkreis 304 mit einem
ersten Komparator. Der erste Komparatorschaltkreis 304 vergleicht
eine erste Referenzspannung mit der Amplitude des skalierten Spannungssignals.
Der erste Komparatorschaltkreis 304 gibt ein digitales "low"-Signal aus, wenn
die Amplitude des skalierten Spannungssignals größer ist als die erste Referenzspannung.
Die erste Referenzspannung kann z.B. auf eine Spannung gesetzt sein,
die gerade über
der liegt, bei der der TISS und der TOSS eine Vertiefung detektieren.
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Ähnlich umfassen
die zweiten und dritten Spannungsdetektoren 250 und 252 zweite
und dritte Komparatorschaltkreise 306 und 308 mit
zweiten und dritten Komparatoren. Zum Beispiel können die ersten, zweiten und
dritten Komparatorschaltkreise 304, 306 und 308 invertierende
Komparatorschaltkreise sein. Die zweiten bzw. dritten Komparatorschaltkreise 306 bzw. 308 bestimmen,
wann die Amplitude des skalierten Spannungssignals größer ist
als zweite bzw. dritte Referenzspannungen. Die dritte Referenzspannung
kann z.B. auf eine Spannung gesetzt sein, über der der TISS und der TOSS
eine Spitze detektieren. Die zweite Referenzspannung kann auf eine Spannung
gesetzt sein, die zwischen den ersten und dritten Referenzspannungen
liegt, und die bestimmt, wann einer von TISS und TOSS eine Spitze
detektiert und der andere eine Vertiefung detektiert.
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Die
ersten, zweiten bzw. dritten Logikänderungsmodule 256, 264 bzw. 268 erhalten
Signale von den ersten, zweiten bzw. dritten Spannungsdetektoren 248, 250 bzw. 252.
Die ersten, zweiten und dritten Logikänderungsmodule umfassen erste,
zweite und dritte logische NICHT-Gatter, die Signale invertieren.
Ein Ausgangssignal des zweiten Logikänderungsmoduls 264 ist
eine Wellenform, die den TOSS-Graph darstellt. Ein Dekodierungsschaltkreis 320 erhält Ausgangssignale
der ersten und dritten Logikänderungsmodule 256 und 268 und
ein Ausgangssignal des zweiten Spannungsdetektors 250. Der
Dekodierungsschaltkreis 320 umfasst das vierte Logikänderungsmodul 324,
das logische UND-Gatter 260 und das logische ODER-Gatter 274.
Ein Ausgangssignal des Dekodierers ist der Ausgang des logischen
ODER-Gatters und ist eine Wellenform, die den TISS-Graph darstellt.
Es sei angemerkt, dass das Berechnungsmodul, die Logiktabelle und
die in 14A–15 dargestellte
Schematik exemplarisch sind.
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Fachleute
können
jetzt aus der vorangehenden Beschreibung erkennen, dass die breiten
Lehren der vorliegenden Erfindung in einer Vielzahl an Formen implementiert
werden können.
Während
z.B. die Diskussion in 4 bis 6 ein Interpretieren
einer Spannung aus den Strömen,
die von dem TISS und dem TOSS aufgenommen werden, und aus dem Widerstand,
der durch den Messwiderstand 34 vorgesehen ist, betrifft,
können
die gleichen Schlussfolgerungen durch Interpretieren verschiedener
Signale, die von dem TISS und dem TOSS geliefert werden, erhalten
werden. Deshalb sollte, während
diese Erfindung in Verbindung mit bestimmten Beispielen beschrieben
wurde, der wahre Schutzumfang der Erfindung nicht so beschränkt sein,
da für
Fachleute andere Abwandlungen aus den Zeichnungen, der Spezifikation
und den folgenden Ansprüchen
ersichtlich werden.