DE2163129B2 - Schaltungsanordnung zum Unterscheiden der Drehgeschwindigkeiten wenigstens zweier sich drehender Glieder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die im Hauptpatent angegebene Schaltungsanordnung zeichnet sich durch eine vorteilhafte Umschaltung zwischen zwei Verknüpfungszuständen von zwei Signaleingängen zu zwei Signalausgängen einer Gatteranordnung aus, durch die erreicht wird, daß eine einer höheren Drehgeschwindigkeit entsprechende höherfrequente Impulsfolge unabhängig davon, von welchem Signalfahler sie kommt, immer am ersten Ausgang erscheint, während entsprechend eine jeweils niedrigerfrequente Impulsfolge immer am zweiten Ausgang erscheint.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung gemäß Hauptanmeldung, insbesondere im Hinblick darauf zu vereinfachen, daß es bei der Steuerung von Kraftfahrzeug-Bremseinrichtungen beispielsweise irn Fall eines Antiblockiersystems der beiden Hinterräder eines Kraftfahrzeuges ausreicht, wenn ein Steuersignal jeweils nur von dem gerade mit niedrigerer Gesc hwindigkeit laufenden Hinterrad abgetastetes Steuersignal zur Verfügung steht.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch I angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen

^V)

^wl der Erfindung sind in den UnteransprtJchen angegeben.

Die Erfindung zeichnet sich durch geringen Aufwand aus, da als Ausgangskreis für die Umschaltung der jeweils niedrigerfrequenten Impulsreihe nur eine Flip-Flop-Schaltung vorgesehen ist, die nur einen herausgeführten Ausgang besitzt, an dem somit stets das der niedrigeren Geschwindigkeit entsprechende Signal abgenommen wird.

Durch Einsparung einer Gatter- und Umschaltanordnung wird also der Schaltungsaufwand gegenüber dem Hauptpatnnt ohne Beeinträchtigung der Betriebssicherheit verringert

Dies gilt auch für eine Weiterbildung der Erfindung mit einem weiteren Ausgang und dennoch vergleichsweise geringen Aufwand.

Gegenüber einem bekannten Impuls-Subtrahierer, mit welchem es nicht möglich ist, ein einer höheren oder niedrigeren, abgetasteten Geschwindigkeit entsprechendes Signal jeweils an einem speziell ausgewählten Ausgang zur Verfugung zu stellen, ist die Erfindung insbesondere für Antiblockiersysteme in Kraftfahrzeug-Bremseinrichtungen besonders gut geeignet

Vorteilhafte Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 und 3 Diagv amme, welche die Arbeitsweise der Hauptteile der Schaltung nach F i g. 1 erläutern,

F i g. 4 eine Wertetabelle der NAND-Elemente, die in der Schaltung nach F i g. 1 verwendet werden,

Fig.5 eine vergleichende Gegenüberstellung der Ergebnisse mehrerer aufeinanderfolgender Impulsverarbeitungsschritte, denen der Atsgang eines Drehzahlfühlers unterworfen ist der in der Schaltung nach F i g. 1 verwendet wird,

Fig.6 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltung, und

F i g. 7 und 8 Diagramme zur Erläuterung der Arbeitszuslände mehrerer in der Au. fflhrungsform nach F i g. 6 verwendeten Schaltelemente.

In der Ausführungsform nach F i g. 1 weist eine Schaltung zwei gesonderte Drehzahlfühler 11 und 12 auf, die mit entsprechenden, nicht dargestellten, sich drehenden Teilen gekoppelt sind, jeder Fühler 11 bzw. 12 liefert eine Mehrzahl von Impulsen oder Sinus-Wellen pro Zeiteinheit aufgrund der jeweiligen, veränderlichen Drehgeschwindigkeit des zugehörigen, sich drehenden Teiles, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugrades. Der Fühler kann eine übliche Ausführungsform haben, zum Beispiel photoelektrisch, elektromagnetisch oder in ähnlicher Weise arbeiten. Statt dessen kann er auch mit M'kroschaltvorrichtungen ausgestattet sein, wie an sich bekannt ist.

Mit den Ausgängen der Fühler 11 und 12 sind über Leitungen 200 und 201 Verstärker 13 und 14 verbunden, feder Verstärker 13, 14 kann in üblicher Weise gebaut sein, zum Beispiel als Funktionsverstärker, linearer IC-Verstärker, Transistor-Verstärker oder dergleichen. Diese Verstärker sind über Widerstände 15 und 16 mit NAND-Elementen 17 und 18 und über diese mit weiteren NAND-Elementen 19 und 20 verbunden. Je ein Widerstand 21 bzw. 22 ist parallel zu den in Reihe liegenden NAND-Elemenlen 17, 19 bzw. 18, 20 zwischen den Anschlußpunkten 202 und 223 bzw. 203 und 224 angeschlossen.

Die Widerstände 15 und 21 und NAND-Elemente 17 und 19 bilden in Kombination einen an sich bekannten

Impulsformer, Jn gleicher Weise wird von den Widerst&ndep 16 und 22 und den NAND-Etementen 18 und 20 ein weiterer Impulsformer gebildet.

An den Impulsformer schließt jeweils ein Differentiationskreis an, der von dem Kondensator 23 und den Widerständen 24 und 25, die in der dargestellten Weise verbunden sind, gebildet wird. In gleicher Weise wird ein Differentiationskreis vom Kondensator 26 und den Widerständen 27 und 28 gebildet

Die entsprechenden Ausgänge der NAND-Elemente 19 und 20 gehen über die zugeordneten Impulsformerund Differentiationskreise zu den entsprechenden Eingängen der NAND-Elemente 29 und 30.

Das NAND-EIement 29 ist mit einem Kondensator 32, einem Widerstand 33 und einem NAND-Element 31 in der dargestellten Weise verbunden, um einen an sich bekannten monostabilen Multivibrator zu bilden. In gleicher Weise sind das NAND-Element 30, der Kondensator 35, der Widerstand 36 und das NAND-Element 34 zu einem monostabilen Multivibrator zusammengefaßt Der Ausgang des NAND-Elements 31 ist über eine Leitung 204 mit dem Eingang eines NAND-Elementes 37 und über Leitungen 2f;5 und 207 mit dem Eingang eines NAND-Elements 38 und weiter über eine Leitung 208 mit einem Eingang eines NAND-Elementes 40 verbunden, das in einer Flip-Flop-Schaltung 39 enthalten ist

Der Ausgang des NAND-Elementes 34 ist über die Leitung 209 mit dem anderen Eingang des NAND-Elementes 37 und über die Leitung 205 mit einem Eingang eines NAND-Elementes 41 verbunden, das ebenfalls in dem Flip-Flop-Kreis 39 enthalten ist

Der Ausgang des NAND-Elementes 37 geht über die Leitung 210 zum Eingang des NAND-Elementes 42, dessen Ausgang über die Leitung 211 mit einem Eingang eines NAND-Elementes 43 verbunden ist. Der andere Eingang des NAND-Elementes 38 ist über die Leitung 212 an den Ausgang des NAND-Elementes 43 angeschlossen. Der Ausgang des NAND-Elementes 41 geht über die Leitung 213, den Anschlußpunkt 70 und die Leitung 214 zu dem zweiten Eingang des NAND-Elementes 43.

Wie noch ausführlich erläutert wird, erscheint das entweder vom Fühler 11 oder 12 kommende Signal der höheren Umdrehung stets am Ausgang 44 des NAND-Elementes 38, während am Ausgang 45 des NAND-Elcmentes 41 stets ein de^· niedrigeren Geschwindigkeit entsprechendes Signal erscheint.

Die Arbeitsweise der in F i g. 1 gezeigten Schaltung wird nachfolgend mit Bezug auf die weiteren Figuren erläutert.

Die Arbeitsweise eines NAND-Elementes ist in Fig.4 veranschaulicht Das Element liefert einen binären Ausgang L, wem allen Eingängen ein binäres Signal H zugeführt wird. Wenn wenigstens ein Eingangssignal L ist, ist das Ausgangssignal H.

Die drehzahlabhängigen Ausgangssignale der Fühler H und 12 werden bei 13 und 14 verstärkt. Die verstärkten Signale werden in den entsprechenden Impulsformern geformt Die Ausgangssignale der NAND-Elemente 19 und 20 sind in Fig.5c dargestellt und zeigen eine Reihe von Rechlecksignalen, die in den entsprechenden Differentiationskreisen dann differenziert werden, siehe Fig. 5d. Die Ausgänge aus den NAND-Elementen 31 und 34 sind in F i g. 5e dargestellt.

Es wird jetzt angenommen, daß das Ausgangssignal des Elementes 19 von vergleichsweise höherer Freauenz ist. während das \ on dem Fühler 12 stammende

und vom NAND-Element 20 abgegebene Signal von vergleichsweise niedrigerer Frequenz ist Dann erscheint am NAND-Element 31 ein Impuls für jede abfallende Kante der Impulssignale am Ausgang des Elementes 19 oder unmittelbar in jedem Moment, wenn der Impuls vom Element 19 durch Obergang von //auf L endet, siehe Fig,2, (3, 4 und c). In gleicher Weise erscheint ein Impuls am Ausgang des NAND-Eleraentes 34, wenn ein Signaliropuls aus dem NAND-Element 20 mit seiner abfallenden Kante endet, siehe auch F i g. 2 (1, 2undd).

Das Ausgangssignal des NAND-Elementes 37 ist L, wenn beide Ausgangssignale von den NAND-Elementen 31 und 34 H sind. Wenn iegendeines der Ausgangssignale der NAND-Elemente 31 und 34 seinen Zustand von H auf L ändert, geht das Ausgangssignal des NAND-Elementes37 von L auf //über, siehe F i g. 2, (1,2 und e), (3,4 und e), (5,6 und e) und ferner (7,8 und e) usw. Daraus ergibt sich, daß der Ausgang eine Summe der Ausgänge der Elemente 31 und 34 ist

Der Ausgang des NAND-Elemen'os 37 wird bei 42 umgekehrt, siehe Fig.2, f, und in den Eingang des Elementes 43 eingespeist

Durch Anlegung des Ausgangssignales vom NAND-Element 34, siehe F i g. 2 (2,1 und d), wird der Zustand des Flip-Hops 39 umgekehrt so daß der Ausgang vom Element 34 von H auf L überwechselt. Dann geht der Ausgang vom Element 41 auf H, und die beiden dem Element 40 zugeführten Eingangssignale werden zu /-/, so daß das Ausgangssignal dieses Elementes zu L wird. Die Eingänge zum Element 41 werden dann alle L, und der Ausgang wird auf H gehalten, so daß die Flip-Flop-Schaltung dadurch stabil wird.

Unter diesen Bedingungen ändert der Flip-Flop nicht seinen Zustand, selbst wenn der Ausgang des NAND-Elementes 34 von //auf L übergeht

Wenn der Ausgang vom Element 31 danach sich von H auf L ändert, siehe F i g. 2, (3, 4 und c), geht das Ausgangssignal vom NAND-Element 40 des Flip-Flops 39 von L auf //über. Da der Ausgang vom Element 34 H bleibt, siehe F i g. 2, (3, 4 und d), werden die Eingänge zuH' Element 41 alle H, und daher wird der Ausgang dieses Elementes L, siehe F i g. 2, (3, h). Danach kann der Flip-Flop seinen stabilen Zustand beibehalten, soweit das Ausgangssignal des Elementes 34 nicht von //auf L übergeht.

Wenn sich der Ausgang des Elementes 41 auf L ändert, während der Ausgang des Elementes 42 bei L gehalten wird, siehe F i g. 2, (3, 4 und f), werden die Eingänge des Elementes 43 alle L so daß der Ausgang sich von L auf H ändert, siehe F i g. 2, (3, \\ Da jedoch einer der Eingänge zum Element 38 und der Ausgang des Elementes 31 auf L liegen, bleibt der Ausgang vom Element 38 dann auf H, siehe F i g. 2, (3, j).

Wenn der Ausgang vom Element 41 auf L übergeht, wobei der Ausgang vom Element 42 auf L bleibt, siehe F i g. 2, (3,4 und Q₁ gehen die Eingänge zum Element 43 alle auf L über, so daß der Ausgang dieses Elementes von L auf //übergeht, siehe F i g. 2,(3, i). Da jedoch einer der Eingänge zum Element 38 und daher der Ausgang vom Element 31 auf L ist, bleibt der Ausgang vom Element 38 auf //wie vorher, siehe r i g. 2,(.3, j).

Wenn der momentane Ausgang des Elementes 31 von L auf // übergeht, siehe F i g. 2, (4. c), werden beide Eingänge des Elements 38 zu H. so daß dessen Ausgang auf L übergeht, siehe C· i g. 2, (4, 5 und j).

Wenn danach der Ausgang des NAND-Elementes 31 von H auf L übereeht. siehe F i κ. 2, (5, c). verursacht

durch den Ausgang des Elementes 19, das der höheren Geschwindigkeit oder einer entsprechenden Frequenz entspricht, geht der Ausgang vom Element 37 auf H über und das Ausgangssignal L des Elementes 42 wird dem Eingang des Elementes 43 zugeführt, so daß der ί Flip-Flop 39 dadurch nicht in seinem Zustand geändert wird. Da jedoch L an beiden Eingängen des Elementes 43 anliegt, liegt an den Eingängen des Elementes 38 H und L an, so daB das Ausgangssignal des Elementes auf Hübergeht, siehe F i g. 2, (5,6 und j), und so weiter.

Durch Wiederholung der vorerwähnten Arbeitsschritte werden niederfrequente Impulse, die denen am Fühler mit der niedrigeren Geschwindigkeit entsprechen, am Ausgang des Elementes 41 abgenommen und erscheinen daher auf der Leitung 45. Höherfrequente Impulse, die denen entsprechen, die am Fühler mit der höheren Geschwindigkeit aufgenommen worden sind, treten am Ausgang des Elementes 38 auf und können J^Lnr *>»v* Λ***· I «■··*·»*>* ΛΛ nttMannmniAn ιυορ/ien UCTIlVi wii \j*-i UVIiUiIg -r-r huqviiviiiiiivii « »<« ««.·..

Wenn umgekehrt der Ausgang vom Fühler 11 und 2n daher vom Element 19 niederfrequent und der Ausgang vom Fühler 12 und daher vom Element 20 höherfrequent ist, sind die Ausgangssignale der einzelnen Elemente wie in F i g. 3 dargestellt. Durch Vergleich der F i g. 3 mit den vorhergehenden Erläuterungen wird der 2i Funktionsablauf in diesem Fall verständlich.

Eine gegenüber F i g. 1 abgewandelte Ausführungsform ist in F i g. 6 dargestellt. In diesem Beispiel sind die gleichen oder ähnlichen Bestandteile in F i g. 1 durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. *ⁿ

Bei diesem Beispiel ist der Ausgang des NAND-EIementes 31 allein mit dem NAND-Element 40 des Flip-Flops 39 verbunden, während die anderen NAND- Elemente 37, 38, 42 und 43 des ersten Beispieles fortgelassen sind. Bei dieser abgewandelten Form kann nur eines von zwei sich drehenden Gliedern, an dem eine niedrigere Drehgeschwindigkeit entwickelt wird, festgestellt werden. Die Arbeitsweise wird unter Bezug auf die Erläuterungen zum ersten Beispiel verständlich, da die Funktion der NAND-Elemente 37, 38, 42 und 43 fehlt und das Ausgangssignal vom Element 41 stets der niedrigeren Geschwindigkeit entspricht und auf der Leitung 45 erscheint.

Falls es erwünscht ist, nur eine Information über eine höhere Frequenz abzutasten, genügt es, die Leitung 45 am Verzweigungspunkt 70 abzutrennen, so daB auf den anschließenden Teil der in F i g. 1 gezeigten Schaltung verzichtet wird.

Die Tatsache, daß eines der zwei sich drehenden Glieder eine geringere oder höhere Drehgeschwindigkeit hat, und das gelegentlich erreichte Geschwindiglipiunivpaii ist sehr wichtig für eine .Steuerungseinrichtung der Antiblockiervorrichtung einer Bremse. Bei einem Antiblockiersystem für die Bremse eines auf vier Rädern angetriebenen Kraftfahrzeuges muß beispielsweise das mit niedrigerer Geschwindigkeit laufende Rad der Hinterräder als das zu bremsende vom Standpunkt der Brenissicherheit gewählt werden. Dagegen muß beim Bremsen der Vorderräder das schneller laufende als der zu bremsende Gegenstand von dem Standpunkt aus betrachtet werden, daß der kürzest mögliche Bremsweg für das Fahrzeug erreicht werden soll. Die Erfindung trägt dazu bei, daß Bremssysteme mit besserer und größerer Wirksamkeit geschaffen werden können.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Schaltungsanordnung zum Unterscheiden der jeweiligen Drehgeschwindigkeiten wenigstens zweier sich drehender Glieder mit zugeordneten DrehzahlfühJern zur Umsetzung der einzeln abgetasteten Geschwindigkeiten in entsprechende Impulsfolgen, welche Ober Impulsformer jeweils an gesonderten Eingängen eines Ausgangskreises mit einem Ausgang Hegen, zu welchem stets das von dem die niedrigere Geschwindigkeit abstastenden Fühler kommende Signal durchgeschaltet wird, insbesondere zur Steuerung einer Kraftfahrzeug-Bremseinrichtung, nach Patent-Anmeldung P21601843, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskreis mit dem ausgewählten Ausgang (45) für das der niedrigeren Geschwindigkeit entsprechende Signal eine Flip-Flop-Schaltung (39, 40, 41) ist, deren Eingänge unmittelbar an die Ausgänge (204, 205) der Impulsformereinheit (15—36) angeschlossen sind (F i g. 1,6).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I₁ gekennzeichnet durch eine die Eingänge (205,208) und den Ausgang (45) der Flip-Flop-Schaltung (39, 40, 41) verknüpfende Gatter-Anordnung (37,38,42,43) mit einem weiteren Ausgang (44), an welchem stets ein von dem die höhere Geschwindigkeit abtastenden Fühler (11,12) kommendes Signal erscheint

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Fiip-Flop-Schaltung (39, ^M 40, 41) zugeordnete zusätzliche Gatter-Anordnung (37,38,42,43) 'ius NAN D-Gattern besteht

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dab die Flip-Flop-Schaltung (39,40,41) jeweils durch alternierend an seinen ^iS Eingängen eintreffende Impulse der beiden Impulsreihen auf einen beim Auftreten derselben relativen Impulsreihenbeziehung stabilen Zustand umschaltbar ist