DE2529739A1

DE2529739A1 - Gleitschutzbremssystem

Info

Publication number: DE2529739A1
Application number: DE19752529739
Authority: DE
Inventors: Edgar J Ruof
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1974-07-01
Filing date: 1975-07-01
Publication date: 1976-01-22
Also published as: GB1487295A; CA1065443A; IT1039573B; JPS5133289A; FR2276966A1; US3926478A; FR2276966B1

Description

PATENTANWALTSBÜRO

BERLIN — MÜNCHEN

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DlPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPL-ING. H.-J. PRESTING (BLN)

1 BERLIN 33, HERBERTSTR. 22

, 1 ·ιψ \ 1975

Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unser Zeichen Berlin, den

774-3-GE

THE GOODYEAT TIRE & RUBBER COMPAMY, Akron, Ohio, 44-316, USA.

"Gleitschutzbremssystem"

Die Erfindung betrifft ein Gleitschutzbremssystem, und insbesondere ein derartiges System, bei dem eine Schaltung verwendet wird, die zur Erhöhung der aus jeder vom Meßwandler erzeugten Signalfolge stammenden informationstragenden Impulse an einen Radgeschwindigkeitsmeßwandler angeschlossen werden kann.

Bisher wurden bei Gleitschutzbremssystemen ein Radgeschwindigkeitswandler und Erregerring verwendet, die zwischen die festen Achsen und das Rad des Fahrzeuges geschaltet sind, um die die Bremstätigkeit betreffende Information zu ermöglichen. Zur Erhöhung des Auflösevermögens derartiger Systeme wurde versucht, die Anzahl der

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BORO MÖNCHEN:	TELEX:	TELEGRAMM:	TELEFON:	BANKKONTO:	POSTSCHECKKONTO:
8 MÖNCHEN 22	1-85644	INVENTION	BERLIN	BERLINER BANK AG.	W. MEISSNER, BLN-W
ST. ANNASTR. 11	INVEN d	BERLIN	030/885 60 37	BERLIN 31	122 82 -109
TEL.: 089/22 35 44			030/886 23 82	3695716000

während jeder Umdrehung des zugeordneten Rades aus dem Radgeschwindigkeitswandler verfügbaren Signale zu erhöhen. Ein derartig erhöhtes Auflösungsvermögen erlaubt es dem GIeitschutzsystem, eine günstigere Feststellung im Hinblick auf den Punkt zu treffen, an dem ein Gleiten auftritt, so daß eine bessere Abtastung und Analyse der Frequenz- und Amplitudenveränderungen gegeben sind, die mit dem Getriebelauf koinzident sind. Dieses Getriebe lauf phänome η tritt bekannterweise als Folge der Beugung oder Anspannung der sich vom Flugzeugrumpf erstrekkenden Strebe auf, an dem das Rad aufgehängt ist. Mit der Veränderung des Bremsdrucks biegen sich die Streben entsprechend durch, so daß es zu Änderungen in der Amplitude und Frequenz im vom zugeordneten Wandler stammenden Ausgangssignal kommt.

Eine Steuerung der Bresung des Fahrzeuges unter Verwendung dieser Signaländerungen kann besser mit erhöhter Auflösung vom Wandler erzielt werden. Demzufolge ist es erwünscht, die Anzahl der Signale zu erhöhen, die bei jeder Raddrehung vom Wandler erzeugt werden.

Es gilt als selbstverständlich, daß der Wandler und der Erregerring mit mehreren Zähnen versehen werden kann, um eine größere Anzahl von Signalen pro Umdrehung zu erzeugen. Es bestehen jedoch für die Wandlersysteme enge Toleranzen. Der Spielraum zwischen Wandler und Erregerring und die Abmessung der auf ihnen angeordneten Zähne muß im rechten Verhältnis stehen sowohl zum Abstand als auch zum Durchmesser des Wandlers und Erregerrings. Es besteht sozusagen ein dem Stand der Technik bekannter oberer Grenzwert, bei dem eine Zunahme der Anzahl der Zähne im Wandlersystem zu einem Qualitätsverlust der erzeugten Signale führt.

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Natürlich kann die Zahl der Zähne leicht durch eine entsprechende Vergrößerung des Durchmessers von Erregerring und Wandler erhöht werden. Die Erfordernisse in der Luftfahrttechnik sind jedoch derart, daß die Größe des Systems mimimal gehalten werden muß, so daß extreme Verfahren, die vom Wandlersystem selbst getrennt und verschieden sind, entwickelt werden müssen, um mehr Information aus den Radumdrehungen abzuleiten.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zu schaffen, die an einen Radgeschwindigkeitswandler angeschlossen werden kann, der die Anzahl der informationstragenden Impulse wesentlich erhöht, die von jeder durch den Wandler erzeugten Signalfolge erzeugt werden.

Darüber hinaus soll den nach der Erfindung geschaffenen Schaltung die Anzahl der informationstragenden Signale erhöhen, die von einem Radgeschwindigkeitswandler geliefert werden und über einen breiten Frequenz- und Amp— litudenbereich auf die Signale vom Wandler ansprechen.» Diese Schaltung eignet sich erfindungsgemäß auch als Integrationskreis mit einem Radgeschwindigkeitswandler und wird dabei durch Schwankungen der Betriebstemperatur nicht nachteilig beeinflußt.

Die durch die Erfindung vorgesehene Schaltung ist kostengünstig gebaut, von hoher Genauigkeit sowie Zuverlässigkeit im Betrieb und liegt zwischen einem Radgeschwindigkeitswandler und Gleichstromumrichter zur wirksamen Erhöhung der Anzahl der vom Wandler gelieferten informationstragenden Signale.

Diese Zielsetzungen und Gegenstände der Erfindung gehen

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aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor, wobei der Schaltkreis zur Erhöhung der von einem Sinusausgang des Radgeschwindigkeitswandler erhältliche Informationsmenge einen Gegentaktgleichrichter aufweist, der am Wandler liegt, so daß ein gleichgerichtetes Gegentaktsignal aus dem Sinusausgangssignal vom 7/andler erzeugt wird, und an den eine Schaltung angeschlossen ist, um das gleichgerichtete Gegentaktsignal aufzunehmen und auf jeden der steigenden und fallenden übergänge des gleichgerichteten Signals einen Ausgangsimpuls zu erzeugen.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltung; und

Figur 2 eine graphische Darstellung der verschiedenen Signale an bestimmten Stellen innerhalb der S_chaltung von Figur 1.

Nach Fig. 1 liegt die erfindungsgemäße Schaltung über 01 kapazitiv an einem Übergangskreis, der seinerseits mit dem Wandler verbunden ist. Der spezifische Aufbau dieses Übergangskreises wird natürlich durch die Ausgangsschaltung des Wandlers bestimmt, der vom Fachmann geschaffen werden kann, um das Ausgangssignal richtig von einem der zahlreichen Wandler an den Koppelkondensator C1 zu übertragen.

Das Sinusausgangssignal E1 vom Wandler liegt über C1 am Gegentakt-Präzisionsgleichrichter der die Verstärker A1 und A2 aufweist. Der grundlegende Aufbau derartiger

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Fräzisionsgleichrichter ist bekannt und seine Arbeitsweise zum Erzeugen eines gleichgerichteten Gegentaktsignals E2 am Ausgang des Verstärkers A2 ist leicht zu erkennen.

Der Gegentaktgleichrichter weist einen durch die V/erte der Widerstände R1 und R2 sowie des Thermistors T bestimmten Eigenverstärkungsgrad auf. Der Eigenverstärkungsgrad des Rückkoppelungskreises ist selbstverständlich dem Stand der Technik bekannt, es ist jedoch zu bemerken, daß sich aufgrund des vorhandenen Termistors T in dieser Stufe eine Temperaturkompensierung ergibt. Obgleich ein durch die Temperatur bedingter t^ualitätsverlust beim Betrieb der Schaltung als Folge der Temperatureinwirkung auf die den Eingangsschaltungen der Verstärker A3 und AA- zugeordneten Dioden auftritt, hat es sich als wirtschaftlicher erwiesen, das Temperaturkompensationsglied in dieser Stufe der Schaltung anstatt in der nachfolgenden Stufe anzuordnen. Bei Zunahme der Umgebungstemperatur nimmt der Verstärkungsgrad des Gegentaktgleichrichters ab und bei abnehmender Temperatur nimmt der Verstärkungsgrad zu. Die Steuerung hiervon erfolgt selbstverständlich durch den negativen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes des Thermistors T.

Charakteristisch für viele Wandler ist die Zunahme der Ausgangssignalamplitude bei hohen Frequenzen. Demzufolge wird bei diesen hohen Frequenzen ein geringerer Verstärkungsgrad vom Gegentaktgleichrichter A1, A2 verlangt, weshalb der Kondensator 02 mit dem Rückkopplungswiderstandsglied R1, R2, T in Nebenschluß liegt.

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Der Kondensator C2 arbeitet als Rollkondensator und wird demzufolge für einen Wert gewählt, der den Kenndaten des Wandlers entspricht. Er ist so beschaffen, daß er bestimmte Hochfrequenzsignale dämpft. Natürlich arbeitet der Kondensator C2 auch als Filter, um die Wirkung des im Kreis liegenden Hochfrequenzrauschens zu beseitigen. Durch den Kondensator C2 kann der in Fig. 1 gezeigte Schaltkreis gleichförmig über einen Frequenzbreich von 20 bis 1400 Hz arbeiten.

Darüber hinaus arbeitet die Vervierfacherschaltung gleichförmig über einen breiten Bereich von veränderlichen .Amplituden des Wandlersignals E1. Nach Fig. 1 sind die positiven Eingänge der Verstärker A1 und A2 mit + 5 V vorgespannt, so daß der Ausgang des Gegentakt gleicherichters über diesem Niveau von 5 Volt wirksam wird. Am Ausgang des Gegentaktgleichrichters liegt ein Spannungsteiler R3, E4 an Erde. An der Anschlußstelle des Spannungsteilers liegt ein Widerstand R5 und die eine Isolierdiode D1 in Nebenschluß mit dem Rückkopplungswiderstandsgli&d R1, R2 und T. Über einem bestimmten -lusgangsniveau der Spannung E2 besitzt die Spannung an der Anschlußstelle J1 eine ausreichende Amplitude, so daß die Leitung durch .den Widerstand R5 und die Diode D1 leitend wird, um den Verstärkungsgrad der Gleichrichterstufe herabzusetzen. Diese Herabsetzung der Gleichrichterverstärkung an den Ausgangssignalen, die den vorgewählten Wert übersteigen, erweitern darüber hinaus die Gleichförmigkeit der Leistung des Vervierfachers über einen breiten Bereich der Wandlersignalamplitude.

Nach den Zeichnungen wird der Verstärkungsgrad herabgesetzt, wenn der Ausgang des Verstärkers A2 annähernd

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7,25 Volt oder einen um 2.25 Volt der 5 Volt Bezugswert übersteigt.

Der Ausgang des Präzisions-Gegentaktgleichrichters wird durch die Diode D2 an den Koppelkondensator G3 gelegt. Dieses Signal wird an die Anschlußstelle J2 zwischen den Dioden D3 und D4- gelegt, die an den negativen bzw. positiven Eingang des Verstärkers A3 angeschlossen sind.

Durch den Spannungsteiler mit den Widerständen R6 und R7 ist die Vorspannung des negativen Eingangs des Verstärkers A3 geringfügig größer (vorzugsweise etwa 0,3 Volt) als die des positiven Eingangs. Dadurch, daß das Signal E2 durch die Diode D2 und der Kondensator C3 gelegt wird, ist der Verstärker A3 normalerweise angeschaltet (der Ausgang hat einen hohen Wert), ausgenommen während der Zeit, in der die Auslenkungen von E3 negativ verlaufen, die durch das Vorspannungsdifferenzial der Eingänge von A3 und der Verbindung der Dioden D3 und D4 an der Anschlußstelle J2 erzeugt werden. Diese negativ verlaufenden Auslenkungen oder Spitzen von E3 treten bei im wesentlichen gleichem Spannungspegel an der ansteigenden und abfallenden Seite des Signals E2 auf. Demzufolge werden die Signale E3 vier Mal pro Zyklus des Wandlersignals E1 erzeugt, und zwar an den diesbezüglichen bestimmten Stellen.

Das Signal E3 ist hinsichtlich der Amplitude und Impulsbreite wegen der Änderungen inder Frequenz und Amplitude der Spannung Ξ2 und wegen der Empfindlichkeit (slew rate) des Verstärkers A3 variable.

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Die Ausgangsimpulse des Vervierfachers sollten eine feste Amplitude und Impulsbreite haben und der Schaltkreis vorzugsweise so beschaffen sein, daß er den informationstragenden Signalen, die an die übliche Schaltung des Gleitschutzsystems gelegt werden, Konsistenz verleiht.

Zu diesem Zweck wird das Signal E3 kapazitiv über C4-an den Eingang des Verstärkers A4- gelegt. Der als mpnostabiler Multivibrator arbeitende Verstärker A4- erzeugt abhängig von der Eitkonstante des RG-Gliedes und des Widerstandes R8 Ausgangssignale einer festen Impulsbreite. Die Impulsamplitude wird auch bekannterweise durch die Amplitude der am Verstärker A4- liegenden Speisespannung festgelegt. Vom Ausgang A4- über den Widerstand R9 und der Diode D5 ist zum Koppelkondensator C4- eine Rückführungsschaltung vorgesehen, die die Kopplung von E3 über den Kondensator 04- dann sperrt, wenn der mono stabile Multivibrator von A4- gestriggert worden ist»

Da die Breite der Impulse E3 ziemlich weitgehend mit der Frequenz variiert, ist die Rückführungsschaltung vorgesehen, um die Möglichkeit einer Doppelauslösung oder dgl. auszuschalten.

Die Belegung mit negativer Vorspannung des negativen Eingangs von Verstärker A4- durch die Widerstände R10 und R11 ist derart, daß nur E3-Signale und nicht die an die Schaltung gelegten kleinen Geräuschsignale auf den Ausgang des monostabilen Multivibrators wirken. Weitere Vorkehrungen sind auf diese Weise durch den hochohmigen Eingangswiderstand R13 getroffen. Die positiven Auslenkungen des E3 Signals werden auf einer niederohmigen Bahn über die Diode D6 und den Kondensator 06 geerdet. Natürlich beeinflussen die negativen

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Auslenkungen des Signals E3 den Multivibrator A4, indem die Spannung an der Anschlußstelle J3 über die am Kondensator G4 liegenden Widerstände R12 bzw. an der Diode D7 abfällt.

Die den Verstärkern AJ und A4 zugeordneten Dioden D3 bis D7 erzeugen bestimmte charakteristische temperaturbezogene Veränderungen, die durch den Thermistor T in der Verstärkungsrückfuhrschaltung des Verstärkers A2 ausgeglichen werden müssen.

Ausserdem ist ein Spannungsteilerschaltkreis vorgesehen, der die Widerstände R14 und R15 aufweist, welche zwischen den Spannungsquellen von 15 Volt und 5 Volt liegen und an der Anschlußstelle J4 zusammenkommen, die den Koppelkondensator C3 speist. Diese Schaltung ist so beschaffen, daß die Täler der Signale E2 bei niedrigen Frequenzen abgeflacht werden und auf einem Niveau blokkiert werden, das von den Werten der Widerstände R 14- und R15 abhängt, so daß die Spannungsauslenkungen über den Kondensator GJ auf eine niedrige Frequenz herabgedrückt werden, um eine gleichförmigere Verteilung der Impulse von E3 beizubehalten. Bei Zunahme der Frequenz des Ausgangssignals E1 des Wandlers findet aufgrund des Kondensators C2 im Rückführungsnetz des Verstärkers A2 ein natürliches Abrollen der Täler statt. Somit hält das Teilernetz von R14 und RI5 bei niedrigen Frequenzen die Amplitude der Spannungsauslenkungen über GJ bei, während der Kondensator G2 bei höheren Frequenzen derartige Auslenkungen begrenzt, so daß eine korrekte Signalintegrität und -Gleichförmigkeit von E3 aufrechterhalten wird.

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- ίο -

Somit wird also die Aufgabe der Erfindung durch den dargestellten Vervierfacherschaltkreis gelöst, der eine hohe Genauigkeit und einen gleichbleibenden Betrieb besitzt, und zwar über einem breiten Frequenz- und Amplitudenbereich des Eingangssignals des Wandlers. Das Ausgangssignal vom Vervierfacher weist eine Frequenz auf, die von der Eingangsfrequenz vom Wandler abhängt. Jedoch haben die Ausgangssignale eine feste Amplitude und Impulsbreite und treten vier Mal während jedes Zyklus des Wandlersignals auf.

Somit steht eine gegenüber der normalerweise vom Wandler erhaltenen vierfache Informationsmenge zur Verfügung.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht durch das oben beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt.

- Patentansprüche -

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Claims

Meissner & Meissner

PATENTANWALTSBÜRO

BERLIN — MÜNCHEN

PATENTANWÄLTE

DlPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPL-ING. H.-J. PRESTING (BLN)

1 BERLIN 33, HERBERTSTR. 22

11 i^s;ü "75

Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unser Zeichen Berlin, den

774-3-GE Patentansprüche:

.JGleitschutzbremssystem mit weiterentwickeltem Schaltkreis zur Vermehrung der Informationsmenge aus einem Sinusausgang eines Radgeschwindigkeitswandlers, gekennzeichnet durch einen an den Wandler angeschlossenen Gegentaktgleichrichter (A1, A2) zum erzeugen eines gleichgerichteten Gegentaktsignals aus dem Sinusausgangssignal des Wandlers, und durch an dem Gleichrichter liegenden Schaltungen zur Aufnahme des gleichgerichteten Signals und zum Erzeugen eines Ausgangsimpulses auf jedem der steigenden und fallenden Übergänge des gleichgerichteten Signals.
2. Gleitschutzbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichrichter ein Präzisionsgleichrichter verwendet wird.
3. Gleitschutzbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

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BORO MÖNCHEN: TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: 8 MÖNCHEN 22 1-85644 INVENTION BERLIN BERLINER BANK AG. W. MEISSNER, BLN-W ST. ANNASTR. 11 INVEN d BERLIN 030/885 60 37 BERLIN 31 122 82 -109 TEL.: 089/22 3544 030/886 23 82 3695716000

zeichnet, daß der Gleichrichter ein Widerstandsrückführungsnetz (R1,R2,T) besitzt, das eine Eigenverstärkung für den Gleichrichter vorsieht.
4. Gleitschutzbremssystem nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch einen mit dem Widerstandsrückführungsnetz (R1,R2, T) in Nebenschluß liegenden Kondensators (C2) zum Dämpfen der Verstärkung des Gleichrichters, wenn von ihm Hochfrequenzsignale empfangen werden.
5. Gleitschutzbremssystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein am Widerstandsrückführungsnetz (R1,R2,T) liegenden Spannungsteiler (R3,R4-) und einen Widerstand (R5) und eine Diode (D1), die am Spannungsteiler angeschlossen sind und mit dem Widerstandsrückführungsnetz in Nebenschluß liegen, wobei der Nebenschlußwiderstand (R5) und die Nebenschlußdiode (D1) die Verstärkung des Gleichrichters dann verringern, wenn die von ihnen empfangene Amplitude des Signals einen bestimmten Wert überschreitet.
6. Gleitschutzbremssystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandrückführungsnetz einen Thermistor (T) aufweist, der die Eigenverstärkung des Gleichrichters umgekehrt mit den Änderungen der Umgebungstemperatur variieren läßt«
7. Gleitschutzbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungen eine Verstärker (A3) enthalten, der einen gegenüber dem anderen mit Vorspannung belegten Eingang aufweist und das gleichgerichtete Signal an seinen Eingängen empfängt.

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8. Gleitschutzbremssystem nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge des Verstärkers (A3) über zwei Dioden (D3, D4-) in Serie geschaltet sind und das gleichgerichtete Signal an die Anschlußstelle der Dioden gelegt wird und daß ein Spannungsteilerschaltkreis zwischen dem Gleichrichter und der Anschlußstelle der Dioden zum Blockieren des unteren Wertes der gleichgerichteten Signalübergänge liegt.
9. Gleitschutzbremsystem nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen zwischen dem Spannungsteilerkreis (R6,R7) und den beiden Dioden liegenden Kondensator (C3) zum kapazitiven Koppeln der gleichgerichteten Signale mit dem Verstärker.
10. Gleitschutzbremssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch eine an den Schaltungen liegenden monostabilen I.iultivibratorschaltung, die von diesen Schaltungen die Ausgangsimpulse empfängt und beim Auftretenyvpn Ausgangs impulsen Impulse von fester Amplitude und BsMer e/zeugt.

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