DE2144817A1

DE2144817A1 - Frequenzdetektorschaltung

Info

Publication number: DE2144817A1
Application number: DE19712144817
Authority: DE
Inventors: Christopher John Tamworth Stafford Sutton (Grossbritannien)
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1970-09-09
Filing date: 1971-09-08
Publication date: 1972-03-16
Also published as: IT939383B; JPS5113831B1; DE2144817C3; ES395289A1; US3779613A; AU464640B2; DE2144817B2; AU3196871A; FR2106390A1; GB1348134A; FR2106390B1

Description

Patentanwalt Dr. Reinhold Gross

Dip!.*Ph>s. 521 Troisdorf 2H4817

Blücherstraße 22

Girling Limited, Kings Road, Tyseley, Birmingham, England

Prequenzdet ekt ors ehaltung

Die vorliegende Erfindung besieht sich auf eine Frequenzdetektorschaltung einer Gattung, in der eine erste Wicklung oder Spule vorgesehen ist, in der ein alternierendes Signal erzeugt wird, welches eine erste Frequenz darstellt, wobei ein erster Transistor durch dieses Signal ein- und ausgeschaltet wird und ein erster Frequenzspannungswandler vorgesehen ist, um eine Spannung zu erzeugen, die ein Maß für die erste Frequenz ist, während in einer zweiten Wicklung oder Spule ein zweites alternierendes Signal erzeugt wird, welches ein Maß für eine zweite Frequenz ist, wobei dieses Signal einem zweiten Frequenzspannungswandler zugeführt wird, der eine der zweiten Frequenz entsprechende Spannung erzeugt und wobei außerdem ein Schalter vorgesehen ist, um den Ausgang eines Frequenzspannungswandlers an einen Verbraucher anzuschließen.

Ein Anwendungsbeispiel für einen solchen Schaltkreis ist ein blockierfreies Bremssystem für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Straßenfahrzeug. Die beiden gemessenen Frequenzen geben die Geschwindigkeiten der beiden Räder des Fahrzeuges itfieder, die auf einer gemeinsamen Achse aufmontiert sind. Der Schalter verbindet den Signalausgang, der von dem langsamsten Rad herrührt, mit dem Verbraucher, weil gerade das langsamste Rad die stärkste Neigung zum Blockieren aufweist. Der Verbraucher

OWQiNAL INSPECTED 2 0 9 8 1 2 / ff 0 1

besteht aus einem Differensierkreis., der ein Ausgangssignal erzeugt, welches ein Kaß für die Verzögerung des Rades äar™ stellt und einer Vergleichsschaltung; vrelche dac Auocangssignal des Differenzierkreises mit einem anderen Signal vergleicht, welches die maximal zulässige Verzögerung wiedergibt, die gerade noch zugelassen werden kann, ohne daß eine Blockierung des Rades stattfindet. Wenn die Verzögerung den durch das Vergleichssignal gegebenen Viert überschreitet, werden die Bremsen von Rad gelöst. Obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere für die Anwendung in einem solchen System gedacht ist, kann sie sich auch auf andere Anwendungen erstrecken, bei denen zuei Frequenzen verglichen werden, wobei eine der Frequenzen einem Verbraucher zugeführt wird., der irgendeine beliebige Anordnung sein kann, z.B. ein Instrument darstellen kann, mit dem die entsprechende Frequenz angezeigt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, innerhalb eines Sehaltkreises der beschriebenen Art Vorkehrungen zu treffen, -um den Sehaltkreis zu prüfen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht die Schaltung aus einer ersten Kapazität, die in Serie mit einem Schalter liegt, der sich zwischen dem Kollektor eines ersten Transistors und der Basis eines zweiten Transistors befindet, und einer zweiten Kapazität, die in Serie mit einem Schalter liegt, welcher zwischen der Basis des ersten Transistors und dem Kollektor des zweiten Transistors angeschlossen ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß, wenn, die Schalter geschlossen sind, die Transistoren zusammen mit den Kapazitäten und den Spulen aäer Wicklungen einen Multivibrator bilden, der mit einer Frequenz schwingt, die durch die Kapazitäten und die Spulen vorgegeben sind, um auf diese Weise ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches eine bestimmte Frequenz hat.

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Bei einer besonderen Ausführungsform eines blockierfreien Br ems.sy Gt ems wird der Multivibrator, wenn die Schalter geschlossen sind, ein Ausgangssignal abgeben welches eine konstante Geschwindigkeit wiedergibt. Wenn die Schalter geöffnet werden, verhält sich der Verbraucher so, als ob eine extrem starke Verzögerung stattgefunden hätte, so daß die Bremsen gelöst werden. Natürlich kann eine Warnvorrichtung eingebaut werden, um anzudeuten, daß der Bremsdruck aufgehoben wurde. Bei einer solchen Anordnung werden die Schalter vorzugsweise automatisch durch den Zündschlüssel des Fahrzeuges betätigt, so daß, wenn das Fahrzeug gestartet wird, die Schalter geschlossen und dann wieder geöffnet werden und die Warnvorrichtung momentan betätigt wird, um dem Fahrer anzuzeigen, daß das blockkierfreie Bremssystem zufriedenstellend arbeitet.

Die beiden genannten Transistoren können Teile des ersten oder zweiten Frequenzepannungswandlers sein.

In der anliegenden Zeichnung ist eine Schaltskizze veranschaulicht, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf ein blockkierfreies System für ein Straßenfahrzeug darstellt.

Ein Rad des Straßenfahrzeuges treibt einen Generator an, in dessen Wicklung 11 ein Wechselsignal mit einer Frequenz erzeugt wird, die proportional zur Geschwindigkeit des Rades ist, Ein Ende der Wicklung 11 ist mit der Basis eines n-p-n-Transistors 12 verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand 13 mit einer positiven Speiseleitung 14 verbunden ist, während der Emitter an die negative Speiseleitung 15 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 12 ist weiterhin mit der Leitung über einen Widerstand 16 verbunden und liegt außerdem an der Kathode einer Diode YJ an, deren Anode ir.it der Leitung l4 über einen Widerstand 18 angeschlossen ist, ; ^ andere Ende der Wicklung 11 ist am Verbindungsanschluß zwischen dem Widerstand l8 und der Diode 17 angeschlossen und

liegt außerdem über die Diode 19 an der Leitung 15 an. 209812/1101

Der Transistor 12 hält eine Vorspannung, die ihn in einen leitenden Zustand versetzt (mittels eines durch den Widerstand l6 gehenden Stromes). Die Einschaltung und Ausschaltung erfolgt mittels des Signals, welches in der Wicklung 11 erzeugt wird. Die Kollektorelektrode des Transistors 12 ist mit einem Frequenzspannungswandler 21 verbunden, zu dem der Transistor 12 gehört. Am Ausgang des Wandlers 21 bildet sich eine Spannung, die der Geschwindigkeit des Rades entspricht. Die Diode 19 erhält eine Vorspannung durch einen Strom, der von der positiven Speiseleitung durch den Widerstand l8 fließt; der Spannungsabfall längs der Diode 19 ist nahezu gleich dem Spannungsunterschied zwischen Basis und Emitterelektrode des ) Transistors 12. Dies macht den Kreis erheblich empfindlicher und es genügen nur 200 bis 300 mm Volt Signalspannung, um den Transistor 12 einzuschalten.

Die Diode 17 dient dazu, die Emitterbasisanschlüsse des Transistors gegen übermäßige Spannungsstöße von umgekehrter Polarität zu schützen.

Es kann davon ausgegangen werden, daß die Aufnahmeschaltung einen Ausgangsspannungsverlauf erzeugt, der proportional zur Radgeschwindigkeit über den größten Teil des Geschwindigkeitsbereiches ist, so daß die Ausgangsspannung im Ruhezustand . den Nullwert annimmt. Eine geringe Ausgangsspannung, die bei-™ spielsweise bei 0,5 Volt liegt, wird bei einer Geschwindigkeit von 2 bis 3 m/h erzeugt, während Spannungswerte von 35 bis 40 Volt bei Geschwindigkeiten von 40 bis 50 m/h vorliegen. Der Kreis muß daher auch empfindlich für die niedrigen Spannungen sein, die sich bei entsprechend niedrigen Geschwindigkeiten ergeben, ohne daß er durch die hohen Spannungswerte beeinträchtigt wird, die sich bei entsprechend hohen Geschwindigkeiten ergeben. Die Signalaufnahmespulen oder Wicklungen werden so ausgewählt, daß sie hohe Impedanzwerte haben und daher eine gute Absicherung gegen Kurschlüsse gegeben ist.

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Das zweite Rad des Fahrzeuges, welches auf derselben Achse läuft, betätigt einen zweiten Generator, der eine Spule 11a aufweist. Das in der Spule 11a erzeugte Signal steuert den Ausgang eines anderen Frequenzspannungswandlers 21a über Schaltelemente, die denjenigen ähnlich sind, die der Spule 11 zugeordnet sind. Sie werden in der Zeichnung durch dieselben Bezugsziffern mit dem Suffix a veranschaulicht. Die Leitungen 14 und 15 können natürlich für beide Kreise dieselben sein.

Die Wandler 21 und 21a werden durch einen Schalter 22 mit einem Differenzjs&reis 25 verbunden, dessen Ausgang einer Vergleichsschaltung 24 zugeführt wird, die ein Vergleichssignal über einen Widerstand 25 erhält, der mit seinem einen Ende über einen verstellbaren Abgriff am Regelwiderstand 26 angeschlossen ist. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 24 betätigt ein Solenoid 24a, welches, wenn er erregt wird, die Bremsen löst.

Im Betrieb leitet der Schalter 22 das Signal, welches der Frequenz des langsamsten Rades entspricht, an den Differenzierkreis 2J weiter. Der Differenzierkreis 25 erzeugt ein Ausgangssignal, welches ein Maß für eine Verzögerung dieses Rades ist. Wenn die Verzögerung einen Wert überschreitet-, der durch die Vergleichsschaltung 24 vorgegeben wird, werden die Bremsen für eine vorbestimmte Zeitspanne gelöst und danach wieder angelegt. Diese Arbeitsweise wird wiederholt, wenn die Verzögerung noch immer zu stark sein sollte.

Der Kollektor des Transistors 12 ist über einen Widerstand 31, eine Kapazität 32 und einen Schalter 33 in Serie mit der Basiselektrode des Transistors 12a geschaltet. In gleicher Weise ist der Kollektor des Transistors 12 a über einen Widerstand 31a, eine Kapazität 32a und einen Schalter 33a an die Basis des Transistors 11 angeschlossen, wobei die Schalter und 33a auf gleichzeitige Betätigung abgestimmt sind« Normaler-

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weise sind die Schalter 33 und 33a gehöffnet. Wenn jedoch der Schaltkreis getestet v/erden soll, werden die Schalter 33 und .33a geschlossen, wodurch sich eine kapazitative Kopplung zwischen den Kollektoren und den Basiselektroden der Transistoren 12 und 12a ergibt. Hierbei werden diese Transistoren zusammen mit den Kapazitäten 32 und 32a sowie den Spulen oder Wicklungen 11 und 11a über die Leitungen lK und 15 - wie bei den üblichen MuIt!vibratoren - aneinandergekoppelt, die bei Frequenzen schwingen, welche durch die Größen der Kapazität und der Spulen festgelegt sind. Wenn aus irgendeinem Grunde eine der Wicklungen 11 oder 11a nicht die genaue Arbeitsirnpedanz hat (z.B. wenn sie kurzgeschlossen ist oder in einem geöffneten Kreis liegt), kann natürlich der Kreis nicht schwingen, so daß man eine Anzeige dafür erhält, ob eine der Wicklungen fehlerhaft ist. Wenn man jedoch annimmt, daß beide Wicklungen zufriedenstellend arbeiten, wird das Signal dem Differenzierkreis zugeführt, der eine konstante Radgeschwindigkeit wiedergibt, welche üblicherweise in der Größenordnung von 50 m/h liegt. Wenn die Schalter und 33a erneut geöffnet werden, nimmt das Signal, welches dem Differenzierkreis 23 zugeführt wird, den Nullwert an, so daß sich der Differenzierkreis verhält, als ob das Fahrzeug von 50 m/h auf die Geschwindigkeit Null in einem gegen Null konvergierenden Zeitintervall abgebremst wird. Unvermeidlich wird eine so starke Verzögerung die Vergleichsschaltung 24 betätigen und hierdurch die Bremsen lösen, wobei ein Warnlicht oder eine andere Vorrichtung dem Fahrer anzeigt, daß das Solenoid 24a erregt worden ist. Die Bremsen müssen nicht notwendigerweise zu diesem Zeitpunkt betätigt worden seinj so können die Schalter 33 νχιύ. 33a in geeigneter Weise mit dem Zündschalter des Fahrzeuges zusammenwirken, so daß, immer wenn das Fahrzeug gestartet wird, die Schalter 33 und 33a geschlossen und anschließend geöffnet werden, wodurch sich eine kurzzeitige Erregung der Warnvorrichtung ergibt, die a-mn Fahrer die Betriebsbereitsehaft des Antiblco^iersysteins anzeigt.

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Claims

1.JFrequensdetektorschaltung bestehend aus einer ersten Spule, in der ein Wechselsignal erzeugt wird, welches einer ersten Frequenz entspricht, einem ersten Transistor, der durch das Wechselstromsignal ein- und ausgeschaltet wird, einein Frequenzspannungswandler zur Erzeugung einer Spannung, die der ersten Frequenz entspricht, einer zweiten Spule, in der ein zweites VJe chs el signal erzeugt wird, "welches einer zweiten Frequenz entspricht, einem zweiten Transistor, der durch das zweite Signal ein- und ausgeschaltet wird, einem zweiten Frequenzspannungswandler zur Erzeugung einer Spannung, die ein Maß für die zweite Frequenz darstellt, einem 3chalter zum Verbinden des Ausgangs einer der genannten Frequenzspannungswandler mit einem Verbraucher, einer ersten Kapazität, die in Serie mit einem Schalter zwischen dem Kollektor des ersten Transistors und der Basis des zweiten Transistors liegt und einer zweiten Kapazität, die in Serie mit einem Schalter liegt, welcher zwischen die Basis des ersten Transistors und dem Kollektor des zweiten Transistors eingeschaltet wird, wobei die Anordnung so getroffen worden ist, daß, wenn die Schalter geschlossen werden, die Transistoren zusammen mit den Kapazitäten und den Spulen einen Multivibrator bilden, welcher bei einer Frequenz arbeitet, die durch die Kapazitäten und Spulen vorgegeben ist, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, ;;elche dieser Frequenz entspricht.

2. Blockierfreies Bremssystem für ein Fahrzeug mit einem »Schalt· kreiß gemß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Frequenzen den Geschwindigkeiten zweier gleichaehsiser Räder de? Fahrzeuges entsprechen, daß ein Schalter vorgesehen ist, der den Signalausgang, welcher von dem Rad mit der geringsten Geschwindigkeit erzeugt wird, mit dem Verbraucher verbind*:., der aus einem Differenz!erkreis be«\-eht^

»e-

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ι reicher ein Aucgangscignal erzeugt, das der Verzögerung der Rr/Ier entrpricht, daß eine Vergleichsschaltung vorgesehen ist, vrelche dnc Ausgangcsignal mit einem Signal vergleicht,!-reiches die maximale Verzögeruns darstellt, bei der noch kein Blockieren dec Rades auftritt j daß der Verbraucher bei meiner Erregung die Bremsen des Rades löst, daß ein Schließen der vorgenannten Sehalter ein Ausgangssignal gibt, welchem eine konstante GeschvJinä igkeit Viiedergibt und daß ein V/iederöffnen der Scha.iter ein derartiges Verhalten dec Verbrauchers herbeiführt, als ob eine extrem starke Verzögerung erfolgt sei.

2. Bremssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine V/arnvorrichtung vorgesehen ist, uelche andeutet, daß die Bremsen gelöst sind.

h. Bremssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter auto.matisch durch den Zündschlüssel des Fahrzeuges betätigt v.'erden.

5. Bremssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Transistoren einem der beiden Frequenzspannungsvrandler zugeordnet ist.

BAD ORIGINAL

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