DE2402162A1

DE2402162A1 - Fahrzeug-geschwindigkeitssensor, geeignet fuer ein antiblockier-steuersystem

Info

Publication number: DE2402162A1
Application number: DE2402162A
Authority: DE
Inventors: Yukitsugu Fukumori
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1973-01-22
Filing date: 1974-01-17
Publication date: 1974-08-08
Also published as: GB1402408A; FR2214615A1; JPS4998286A; US3889259A; JPS5720592B2; FR2214615B1

Description

17. Januar 1974 ρ π₇20

NISSAN MOTOE'CO., LTD.

Ko. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan

Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor, geeignet für ein Antiblockier-Steuersystein.

Die Erfindung bezieht sich auf einen wie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor, der für ein Antiblockier-Steuersystem bei einem auf Rädern ■ laufenden Fahrzeug geeignet ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen ein Boppler-Radar-System. enthaltenden Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor für ein Antiblockiersystem.

Wie bekannt., werden Antiblockier-Steuersysteme in auf Rädern laufenden Fahrzeugen eingebaut, um kürzeste Bremswege bei Not-""bremsungen zu erreichen. Es sind eine Anzahl derartiger

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Systeme entwickelt worden, wobei bei einigen der Druck im Bremszylinder gesteuert bzw. moduliert wird, entsprechend dem Auftreten eines Rutschens bzw. Blockierens der Räder (Gleit-" Steuersystem). Andere Systeme sind so ausgeführt, daß sie den Druck im Bremszylinder entsprechend der Verzögerung des Rades modulieren (Verzögerungs-Steuersystem). Bei beiden Prinzipien von Antiblockiersystemen ist es notwendig, ein Signal über die Fahrzeuggeschwindigkeit zu haben, das die tatsächliche Geschwindigkeit des auf den Rädern laufenden Fahrzeugs hergibt.

Als Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor für ein derartiges Antiblockiersystem wäre es sehr wünschenswert, ein Doppler-Radar-System zu verwenden, da dieses die genaue Fahrzeuggeschwindigkeit selbst dann zu messen vermag, wenn das Fahrzeug gleitet. Es besteht jedoch das Problem, daß ein Doppler-Radar-System ein beträchtliches Maß elektrischer Energie verbraucht. Ein anderes Problem ist, daß wenn eine Anzahl von Fahrzeugen mit Doppler-Radar einander nahekommen, Interferenzen zwischen den elektromagnetischen Wellen, die von den Radar-Systemen ausgesendet werden, auftreten können und/oder es können in einzelnen Fällen die Radar-Wellen Fernmelde-Verbindungssysteme stören, die nahe der Straße verlaufen. Weiter ist es ein Problem, daß Doppler-Radar-Systeme unerwünschtem Einfluß durch äußere Störsignale ausgesetzt sind, da sie so ausgebildet sind, daß sie Echosignale aufnehmen, die üblicherweise nur schwach sind. Da des v/eiteren ein für den vorliegenden Zweck zu verv/endendes Radar-System aus Mikrowellen-Schaltkreiselementen aufgebaut ist, die für Überspannungen und/oder Wanderwellen empfänglich sind, die durch äußere Geräuschsignale verursacht werden, ist das ganze Antiblockier-Steuersystein gegen äußere Geräusch- bzw. Störsignale empfindlich.

Es ist mithin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor, der für ein Antiblockier-

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System geeignet ist, zu finden, dein die voranstehend erörterten Nachteile des Standes der Technik nicht anhaften. Diese Aufgabe wird durch einen vie eingangs bzw. im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Sensor gelöst, der erfindungsgemäß gekennzeichnet ist, wie dies im Kennzeichen des Anspruches 1 ausgeführt ist.

Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Entsprechend, dem Erfindungsgedanken ist ein Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor für ein Antiblockier-System bei einem auf Rädern bewegten Fahrzeug mit einer Quelle für eine elektrische. VersorgungsSpannung und mit einem Bremspedal gefunden worden, wobei der Sensor ein Doppler-Radar-Systern, das für den Betrieb auf bzw. an dem Fahrzeug befestigt ist, um ein elektrisches, die Geschwindigkeit wiedergebendes Signal zu erzeugen, wobei dessen Spannungswert analog der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, wenn das Doppler-Radar-System an der Yersorgungsspannung angeschlossen ist, und das einen ersten Schalter umfaßt, der für den Betrieb das Doppler-Radar-System mit der Quelle für die Yersorgungsspannung verbindet, wenn das Bremspedal betätigt bzw. getreten wird.

Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung zu den beiliegenden Figuren hervor, und es zeigen Fig.1 ein schematisches Blockdiagramm eines erfindungsgeiaäßen Ausführungsbeispiels eines Fahrzeug-Geschwindigkeitssensors und - - Fig.2 ein schematisches Diagramm einer Schaltungsanordnung, die ein Teil des Sensors nach Fig.1 ist.

Es können an sich verschiedene Arten von Doppler-Radar-Systemen verwendet werden. Das Radar-System 10 der vorliegenden

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Ausführungsform umfaßt ein Doppler-Radar 9, das einen Signalgenerator 11 für die Erzeugung des Radar-Signals, eine Sende- und Empfangsantenne 12 zum Aussenden des Radar-Signals und zum Empfang des Echosignals von der Straßenoberfläche, einen Zirkulator 13 für das- Hindurchleiten des Radar-Signals vom Radar-Signalgenerator 11 an die Antenne 12 und des Echosignals von der Antenne 12 an einen Mischer 14, zum Mischen des Echosignals, das durch den Zirkulator 13 hindurchgelaufen ist, mit dem ursprünglichen Radar-Signal, um ein Dcppler-Signal an einem Ausgangsanschluß B des Doppler-Radars 9 zu erhalten, hat. Das Doppler-Signal hat eine Doppler-Frequenz, die analog der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist. Per Radar-Signalgenerator 11 ist so ausgebildet, daß er ein Radar-Signal nur dann erzeugt, wenn er mit einer elektrischen Fersorgungsspannungsquelle 18 über einen Eingangsanschluß A und einen ersten Schalter 17 verbunden ist. Der Schalter 17 ist normalerweise geöffnet und ist mittels eines geeigneten Kopplungs-Yerbindungsgliedes mit dem Bremspedal 16 des Fahrzeugs verbunden. Der Schalter 17 wird geschlossen, wenn die Bedienungsperson des Fahrzeugs das Bremspedal 16 tritt, um die Räder zu bremsen. Der Ausgangsanschluß B des Doppler-Radars 9 ist mit einem Eingangsanschluß eines Konverters 19 verbunden, der ein Teil des Doppler-Radar-Systems 10 ist und zur Umwandlung des Radar-Signals in ein elektrisches Geschwindigkeitssignal dient. Das Geschwindigkeit ssignal hat eine Spannung, die proportional der Frequenz des Doppler-Signals und analog der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Das Geschwindigkeitssignal kann einer Drucksteuerungs-Vorrichtung eines Antiblockier-Systems (nicht dargestellt) für die Bremszylinder zugeführt werden.

Der erfindungsgemäße Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor hat vorzugsweise des weiteren eine Schalteinrichtung, die einen zweiten Schalter 21 umfaßt, der über einen Verbindungsanschluß C an einen Ausgangsanschluß des Konverters 19 angeschlossen ist, um auf diesem Wege das Geschwindigkeitssignal vom Konverter

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der Drucksteuerungs-Yorrichtung 20 für die Bremse zuführen zu können, wenn dieser zweite Schalter 21 durch eine Betäti- . gungs-Einrichtung 22 "betätigt wird. Die Betätigungs-Einrichtung 22 hat einen ersten, einen zweiten und einen dritten Eingangsanschluß (nicht· mit Bezugszeichen versehen), die jeweils mit den Anschlüssen A, B und C verbunden sind, an denen Signale auftreten, die Arbeits- bzw. Betriebsparametern des" Doppler-Radar-Systems 10 entsprechen. Die Betätigungs-Einrichtung 22 schließt den Schalter 21 nur dann, wenn die Werte der Betriebsparameter einem vorgegebenen Muster bzw. vorgegebenen Sollwerten entsprechen, die ein normales Arbeiten des Doppler-Radar-Systems 10 anzeigen. Es kann eine Alarm-Einrichtung 23 vorgesehen sein, die von der Betätigungs-Einrichtung ausgelöst wird, wenn, der Geschwindigkeitssensor nicht richtig arbeitet bzw. gestört ist.

Wenn im Betriebsfall das Bremspedal 16 des Fahrzeugs nicht betätigt ist, ist der Schalter 17 offen und das Doppler-Radar-System 10 ist außer Betrieb. In diesem Falle sind die Potentiale an den Anschlüssen A, B und C alle Null (0), sobald der Geschwindigkeitssensor in normalem Zustand ist. Wenn daher die Potentiale an den Anschlüssen B und/oder C nicht Null sind, selbst wenn das Potential am Anschluß A gleich Null ist, ist der Geschwindigkeitssensor gestört. In diesem Falle wird von der Betätigungs-Einrichtung 22 der Schalter 21 nicht.geschlossen, sondern es wird die Alarm-Einrichtung 23 ausgelöst.

Wenn das Bremspedal 16 des Fahrzeugs betätigt bzw. getreten. wird, wird der Schalter 17 geschlossen und das Doppler-Radar-System 10 erhält Spannung und wird in Betrieb gesetzt. Sofern der Geschwindigkeitssensor in normalem Zustand ist, sind die Potentiale an den Anschlüssen A und B nicht" gleich Null. Jedoch ist das Potential am Anschluß C gleich Null, sofern das Fahrzeug gestoppt ist bzw. steht. Dementsprechend arbei-

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tet der Geschv/indigkeitssensor gestört, falls das Potential am Anschluß B Null ist und das Potential am Anschluß A nicht gleich Null ist.- Dementsprechend werden von der Betätigungs-Einrichtung 22 die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Ausgangssignale erzeugt bzw. abgegeben, die dem angegebenen, Torgegebenen Muster der Eingangssignale entsprechen.

Ausgang der Betätigungs einrichtung	Potential an A	Potential an B	Potential an C
1	O	O	O
O	O	O	1
O	O	1	O
O	O	1	1
O	1	O ·	O
O	1	O	1
1	1	1	O
1	1	1	1

In der angegebenen Tabelle stellen die drei Ziffern "1" in der am weitesten links liegenden Spalte die Bedingungen dar, bei denen die Betätigungs-Einrichtung 22 den Schalter 21

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schließt und kein Alarm-Signal 23 auslöst. Die fünf Ziffern ¹¹O" stellen die Bedingungen dar, in denen die Betätigungs-Einrichtung 22 den Schalter 21 öffnet und die Alarm-Einrichtung 23 auslöst. Eine jede der Ziffern "1" in den übrigen Spalten bedeutet, daß das Potential an dem entsprechenden Anschluß nicht gleich Null ist. Eine jede der Ziffern "0" in den übrigen Spalten bedeutet, daß das Potential an dem . entsprechenden Anschluß gleich Null ist. Dementsprechend bedeutet eine Ziffer "1" in der am weitesten linken Spalte, daß der Geschwindigkeitssensor normal arbeitet,und eine Ziffer "0" in dieser Spalte heißt, daß der Geschwindigkeitssensor gestört ist. Des v/eiteren sei darauf hingewiesen, daß der Konverter 19 gestört ist, falls das Potential an dem Anschluß B "0" ist und das Potential am Anschluß C ^f*1" ist. Ferner ist das Doppler-Radar-System 10 gestört, falls das Potential an dem Anschluß A "1" und das Potential am Anschluß B "0" ist.

In Fig.2 ist eine bevorzugte Schaltung einer Betätigungs-Einrichtung 22 eines, erfindungsgemäßen Fahrzeu^-Geschwindigkeitssensors nach Fig.1 gezeigt. Die Schaltung umfaßt im allgemeinen einen Gleichspannungsverstärker 30, der nur die Gleichspannungskomponente des Doppler-Signals, das am Anschluß B auftritt, verstärkt. Des weiteren umfaßt die Schaltung ein erstes ODER-Verknüpfungsglied 31, einen Inverter 32, ein UND-Verknüpfungsglied 33 und ein zweites ODER-Verknüpfungsglied 34. Der Gleichspannungsverstärker 30 umfaßt einen Operationsverstärker OA, dessen direkter Eingang auf Masse liegt, einen Widerstand R^, von dem der eine Anschluß mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OA und dessen anderer Anschluß mit dem Anschluß B verbunden ist, und einen Widerstand R^, der den invertierenden Eingang mit dem Ausgang des Operationsverstärkers OA überbrückt. Das ODER-Verknüpfungsglied 31 hat drei Eingänge (ohne Bezugs-

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zeichen), von denen der erste mit dem Anschluß A verbunden ist. Der zweite und der dritte Eingang sind jeweils mit dem Anschluß B über den Verstärker 30 und mit dem Anschluß C verbunden. Das ODER-Verknüpfungsglied 31 enthält drei Dioden D^ , D₂ und D^, deren Anodenanschlüsse jeweils mit dem ersten, mit dem zweiten und mit dem dritten Eingang des ODER-Verknüpfungsgliedes 31 verbunden sind. Ihre Kathodenanschlüsse sind über eine Verbindung <L· mit einem Anschluß eines Widerstandes R^ verbunden, dessen anderer Anschluß auf Masse liegt. Ein Ausgangsanschluß (ohne Bezugszeichen) des ODER-Verkniipfungsgliedes 31 ist mit der Verbindung J^ und einem Eingang (kein Bezugszeichen) des Inverters 32 verbunden, wobei dieser einen Transistor TR hat, dessen Basisanschluß mit diesem Eingang des Inverters 32 und dessen Emitteranschluß mit Masse verbunden sind. Der Kollektoranschluß des Transistors TR ist über eine Verbindung P mit dem einen Anschluß eines Widerstandes R. verbunden, dessen anderer Anschluß mit dem positiven Pol der Spannung V-. der Versorgungsspannung 18 verbunden ist. Das UND-Verknüpfungsglied 33 hat zwei Eingänge (ohne Bezugszeichen), die jeweils mit dem ersten und mit dem zweiten Eingang des ODER-Verknüpfungsgliedes 31 verbunden sind. Das UND-Verknüpfungsglied 33 ist aus einem Paar Dioden D. , D₁₅ gebildet, deren Kathodenanschlüsse jeweils mit den Eingängen des UND-Verknüpfungsgliedes 33 und deren Anodenanschlüsse über eine Verbindung Q mit einem Anschluß eines Widerstandes R₁- verbunden sind. Der andere Anschluß dieses Widerstandes ist mit dem Pluspol einer Spannung V ~ ^·^ΘΓ Quelle 18 verbunden. Der Ausgang des UND-Verknüpfungsgliedes 33 ist mit der"Verbindung Q verbunden. Das ODER-Verknüpfungsglied 34 hat zwei Eingänge (ohne Bezugszeichen), die jeweilsnit den Ausgängen des Inverters 32 und des UND-Verknüpfungsgliedes 33 verbunden sind. Das ODER-Verknüpfungsglied 34 besteht aus einem Paar Dioden Dg, Dy, deren Anodenanschlüsse jeweils mit den Eingängen

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des ODER-Verknüpfungsgliedes 34 und deren Kathodenanschlüsse über die Verbindung J₂ mit "einem Anschluß des Widerstandes R_L. verbunden sind, dessen anderer Anschluß auf Masse liegt. Der Ausgangsanschluß des ODER-Verknüpfungsgliedes 34 ist mit der Verbindung Jp verbunden.'

Wenn im Betriebsfall die Spannungen bzw. Potentiale an den Anschlüssen A, B und C alle gleich Null sind ("0"), sind die Dioden D^, D₂ und D^ des ODER-Verknüfungsgliedes 31 alle gesperrt, so daß der Transistor TR des Inverters 32 nichtleitend ist. Dementsprechend fließt. Strom aus dem Pol V_cc1 der Yersorgungsspannungsquelle durch den Widerstand R» und den Widerstand R^ nach Masse, wodurch eine hohe Spannung erzeugt wird bzw. ein Logiksignal "1" an der Verbindung J₂ auftritt. Wenn, .die Span-" nungen an den Anschlüssen A und B beide nicht gleich Null sind ("1"), sind die Dioden D^ und D₅ des UND-Verknüpfungsgliedes 33 nichtleitend und es fließt Strom vom Pol "Vp durch den Widerstand R^, die Diode D₇ und den Widerstand R^ nach Masse, wobei eine hohe Spannung bzw. ein Logiksignal "1" an der Verbindung J₂ auftritt. Das ODER-Verknüpfungsglied 34 erzeugt ein Logiksignal "1" unabhängig von der Spannung am Anschluß C, wenn die Spannungen an den Anschlüssen A und B beide "1" sind. In anderen als den voranstehend erwähnten Fällen sind die beiden Dioden Dg und D₇ nichtleitend und das ODER-Verknüpfungsglied 34 erzeugt ein Logiksignal "0". Wie der voranstehenden-Beschreibung zu entnehmen ist, wird von der Schaltung nach Fig.2 das vorgegebene Muster, das in der obigen Tabelle gezeigt ist., wiedergegeben.

Es sei darauf hingewiesen, daß ein Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor nach der vorliegenden Erfindung ein stark verringertes Maß elektrischer Energie verbraucht, da das in dem Geschwindigkeitssensor vorgesehene Doppler-Radar-System nur während des Bremsvorgangs- in Betrieb ist. Des weiteren ist ersichtlich,

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daß der Geschwindigkeitssensor nach der Erfindung kein Ausgangssignal liefert, v/enn er nicht richtig funktioniert'bzw- gestört ist. Dementsprechend ist bei der Antiblockier-Einrichtung fehlerhaftes Arbeiten verhindert, soweit dieses auf einem fehlerhaften Ausgangssignal des Fahrzeug-Geschwindigkeitssensors beruhen würde.

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Claims

Patentansprüche

Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor, geeignet für ein Antiblockier-Steuersystem für ein auf Rädern laufendes Fahrzeug, das eine-Quelle für eine elektrische Yersorgungsspannung und ein Bremspedal hat, dadurch gekennzeichnet , daß ein Doppler-Radar-System (10) vorgesehen ist, das auf bzw. an dem Fahrzeug befestigt ist, um im Betrieb ein elektrisches Geschwindigkeitssignal zu erzeugen, wenn das System mit der Quelle (18) für die Versorgungsspannung "verbunden ist, wobei die Spannungswerte des Geschwindigkeitssignals analog der Fahrzeuggeschwindigkeit sind, und daß ein erster Schalter (.Ί7) vorgesehen ist, mit dem das Doppler-Radar-System (10) mit der Quelle (18) elektrisch verbunden wird, wenn das Bremspedal (16) betätigt wird.
2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Schalter-Einrichtung vorgesehen ist, die auf eine Anzahl Arbeits- bzw. Betriebsparameter des Doppler-Radar-Systems (10) anspricht und die in bezug auf ihre Betriebsweise so ausgebildet ist, daß sie das Geschwindigkeitssignal an die Antiblockier-Steuervorrichtung (20) nur dann weiterleitet, wenn die Werte der Arbeits- bzv/. Betriebsparameter einem vorgegebenen Muster (Tabelle) entsprechen, wodurch ein einwandfreier Betrieb des Doppler-Radar-Systems (10) angezeigt- wird»
3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalter-Einrichtung eine Betätigungs-Einrichtung (22), die auf die Anzahl Betriebsparameter anspricht, und einen zweiten Schalter (21) aufweist, der durch die Betätigungs-Einrichtung betätigt wird.

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4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 "bis 3> dadurch gekennzeichnet , daß das Doppler-Radar-Systern (10) ein Doppler-Radar (9) und einen Konverter 09) umfaßt, wobei das Doppler-Radar (9) so ausgebildet ist, daß es ein elektrisches Doppler-Signal liefert, dessen Frequenz analog der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, und -wobei der Konverter (19) so ausgebildet ist, daß er dieses Doppler-Signal in das Gesctavindigkeitssignal umsetzt.
5. ■ Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigungs-Einrichtung (22) einen ersten Eingang hat, der mit einem Verbindungsanschluß A verbunden ist, der zwischen dem ersten Schalter (17) und dem Doppler-Radar-System (10) liegt, daß sie einen zweiten Eingang hat, der mit einem Verbindungsanschluß B verbunden ist, der zwischen dem Doppler-Radar (9) und dem Konverter (19) liegt, und daß sie einen dritten Eingang hat, der mit dem Ausgangsanschluß C des Konverters (19) verbunden ist, wobei Signale an dem ersten, dem zweiten und dem dritten Eingang Arbeits- bzw. Betriebsparameter des Doppler-Radar-Systems (10) bilden, und wobei die Betätigungs-Einrichtung (22) derart ausgebildet ist, daß sie den zweiten Schalter (21) betätigt in Abhängigkeit der dem vorgegebenen Muster (Tabelle) entsprechenden Parameter.
6. Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekenn, zeichne t , daß die Betätigungs—Einrichtung (22) ein erstes ODER-Verknüpfungsglied (31) aufweist, dessen Eingänge jeweils mit dem ersten, mit dem zweiten und mit dem dritten Eingang verbunden sind, und daß sie ein UHD-Verknüpfungsglied (33) aufweist, dessen Eingänge jeweils mit dem ersten und mit dem zweiten Eingang verbunden sind, daß ein Inverter (32) vorgesehen ist, der einen Eingang

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(P) hat, der mit dem Ausgang des ersten ODER-Verknüpf ungs-^ gliedes 31 verbunden ist, und daß ein zweites ODER-Verknüpfungsglied (34) vorgesehen ist, dessen Eingänge mit den Ausgängen des UND-Verknüpfungsgliedes (33) und des Inverters (32) verbunden sind, womit sich ein vorgegebenes Muster von Arbeits- bzw. Betriebsparametern (Tabelle) ergibt.
7. Sensor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge-' kennzeichnet , daß eine Alarm-Einrichtung (23) vorgesehen ist,- die ausgelöst wird, sobald der erste Schalter (17) geschlossen und die weitere Schalter-Einrichtung (21) offen ist.

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