DE2601800A1

DE2601800A1 - Schaltungsanordnung zur gewinnung einer digitalen groesse, die der winkelgeschwindigkeit eines rades entspricht

Info

Publication number: DE2601800A1
Application number: DE19762601800
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Gudat
Original assignee: Wabco Westinghouse GmbH Germany
Current assignee: Wabco Westinghouse GmbH Germany
Priority date: 1976-01-20
Filing date: 1976-01-20
Publication date: 1977-07-21
Also published as: GB1567953A; JPS5926900B2; US4056287A; DE2601800C3; DE2601800B2; JPS5290979A

Description

Hannover, den 19.1.1976

WP i/76 260 1

lilABCO WESTINGHOUSE GMBH, Hannover

Schaltungsanordnung zur Gewinnung einer digitalen Größe, die der Winkelgeschwindigkeit eines Rades entspricht

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Gewinnung einer digitalen Größe, die der Winkelgeschwindigkeit eines Rades entspricht, insbesondere eines Rades eines mit einer Blockierschutzeinrichtung ausgerüsteten Kraftfahrzeuges, mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer Wechselspannung mit einer Frequenz, die der Winkelgeschwindigkeit eines Rades direkt proportional ist, mit einer Einrichtung zum Erzeugen von Impulsen höherer Frequenz, mit einem Zähler, in den die Impulse höherer Frequenz während einer von der Periodendauer der Wechselspannung abhängigen Zeit über eine Torschaltung eingezählt werden, sowie einer Steuerschaltung, die in Abhängigkeit von der Zahl der in den Impulszähler eingegangenen Impulse den «öhrwert der Periodendauer bildet.

Es sind verschiedene Schaltungsanc^dnungen bekannt, mit denen die Winkelgeschwindigkeit und auch Änderungen der Winkelgeschwindigkeit eines sich drehenden Bauteiles, z.B. eines Rades, in digitaler Form dargestellt werden können.

In der DT-OS 22 33 202 z.B. wild eine Schaltungsanordnung zur Gewinnung einer digitalen Größe, die der Winkelgeschwindigkeit einss Rades entspricht, gezeigt und beschrieben, welche im

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wesentlichen derart arbeitet, daß von einem Generator, der einem gebremsten Rad zugeordnet ist, Impulse einem Zahler zugeführt werden, der eine Zählung beginnt und beendet in Abhängigkeit von der Dauer des Impulses einer Zeitsteuereinrichtung. Der Generator erzeugt ein elektrisches Signal mit einer Frequenz, die der Winkelgeschwindigkeit des gebremsten Rades direkt proportional ist. So ist es möglich, durch Zählen der Anzahl der von dem Generator gelieferten Impulse innerhalb des durch die Zeitsteuereinrichtung festgelegten Zeitintervalles ein PIaQ für die Winkelgeschwindigkeit des zugeordneten Rades zu erhalten. Durch Vergleichen dieser Zählung mit der Zählung für ein vorhergesehenes Zeitintervall wird ein naß für die Größe der Änderung der Winkelgeschwindigkeit des Rades erhalten.

Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß - bedingt durch den stets gleichbleibenden Zeitraum, über den eine veränderliche Menge Impulse gezählt wird - eine schnelle Auswertung des Raddrehverhaltens und somit auch eine feinfühlige Bremskraftregelung, besonders bei niedrigen Radgeschwindigkeiten, nicht möglich ist.

Bekannt ist es auch, daß der Generator, der dem gebremsten Rad zugeordnet ist, eine Zählung startet und beendet, wobei während einer von der Periodendauer abhängigen Zeit Takte einer höheren konstanten Frequenz in einem Zähler gezählt werden. Nach Beendigung der Zählung steht im Zähler ein der Radgeschwindigkeit umgekehrt proportionaler Periodenwert. Zur Gewinnung der Radgeschwindigkeit wird dann von diesem Periodenwert der Reziprokwert genommen.

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In der DT-OS 22 33 202 wird die Plöglichkeit der Reziprokwertbildung aufgezeigt, die Division auf eine stellenweise arithmetische Subtraktion zurückzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit welcher auf einfache Art und Ueise aus dem Periodeniuert durch Reziproktuertbildung aus der Periodendauer eine der Radgeschwindigkeit proportionale Größe gewonnen wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung zum Erzeugen von in einen mit dieser Einrichtung verbundenen Zähler einzuzählenden Impulsen mit einer vom Zählerstand des Zählers gemäß der Steigung einer gewünschten Exponentialfunktion, z.B. IiI = 10 , oder einer Nachbildung der Exponentialfunktion veränderbaren Frequenz, eine weitere Einrichtung zum Erzeugen von in einen weiteren Zähler, der mit dieser Einrichtung verknüpft ist, einzuzählenden Impulsen mit einer vom Zählerstand des Zählers gemäß der Steigung einer gewünschten Exponentialfunktion oder deren Nachbildung veränderbaren Frequenz sowie eine den Endzählerstand des Zählers erkennende und die Zählung in den Zählern beendende Erkennungsschaltung. Flit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erfolgt die Bildung des Kehrwertes der Periodendauer durch eine Nachbildung des Logarithmus der Periodendauer, Subtraktion dieses Logarithmus von dem Logarithmus einer Konstanten und nachfolgende Delogarithmierung.

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird der Vorteil

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erzielt, bei im Gegensatz zu bekannten Schaltungsanordnungen geringem Hardware-Aufwand eine schnellere Signalgewinnung zu erreichen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes werden durch die Ansprüche 2 bis 4 aufgezeigt.

Der Gegenstand der Erfindung uiird nachstehend anhand der Abbildungen näher erläutert.

Es zeigen:

Abb. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Gewinnung einer digitalen GröQe gemäß der Erfindung,

Abb. Z ein Blockschaltbild des Steuerwerkes.

In der Abb. 1 ist mit 1 ein Impulsgeber bezeichnet, der Bestandteil einer nicht vollständig dargestellten Sensoreinrichtung ist, welche im allgemeinen aus einer an der Nabe eines Fahrzeugrades befestigten, einen Rotor bildenden gezahnten Scheibe und einem im bestimmten Abstand zum Rotor fest angeordneten Stator besteht, der die Aufgabe hat, immer dann einen Impuls abzugeben, wenn ein Zahn des Rotors seinen Polschuh passiert. Vom Impulsgeber 1 und einem Sinus-Rechteck-Uandler (SRlii) 2 führt eine Leitung 3 zu einem ersten Eingang eines Steuerwerkes 4. Eine Leitung 5 zweigt von der Leitung 3 ab und stellt eine Verbindung zwischen einem ersten Eingang eines

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UND-Gatters 6 und dam Ausgang des SRU 2 her. Der zweite Eingang das UND-Gatters 6 ist über eine Leitung 7 mit einem zweiten Impulsgeber θ verbunden, dessen Taktzahl einstellbar ist. Eine Leitung 9 verbindet den Ausgang des UND-Gatters 6 mit einem ersten Zahler 10, in den während einer von der Periodendauer der Wechselspannung des Impulsgebers 1 abhängigen Zeit vom Impulsgeber 8 Impulse höherer Frequenz eingezahlt werden. Vom Ausgang des Zählers 10 führt eine Leitung 11 zu einem zweiten Eingang des Steuerwerkes 4, welches die Aufgabe hat, einen zweiten Zähler 13, der über eine Leitung 12 mit einem ersten Ausgang des Steuerwerkes 4 verbunden ist, zum Zwecke einer Zählung zu starten. Der Ausgang des Zählers 13 ist mittels einer Leitung 14 mit einem dritten Eingang des Steuerwerkes 4 direkt verbunden. Über eine einen zweiten Ausgang des Steuerwerkes 4 mit dem Eingang eines dritten Zählers 16 verbindende Leitung 15 kann das Steuerwerk 4 den dritten Zähler 16 starten, der über eine Leitung 17 einen der errechneten Winkelgeschwindigkeit des Rades entsprechenden digitalen liiert auf eine η Speicher 18 gibt. Dieser liiert gelangt in Form eines Digitalsignales auf eine Vergleicherschaltung, welche die Aufgabe hat, bei Über- oder Unterschreiten des liiertes eines vorgegebenen Signales durch das vom Speicher 18 eingegebene Signal über eine Logikschaltung eine den Radbremsdruck beeinflussende Regelventileinrichtung zu schalten.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird nachstehend näher erläutert.

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Es wird angenommen, daß bei einem sich auf homogener Fahrbahn fortbewegenden Fahrzeug ein Bremsvorgang eingeleitet biird und demzufolge der Impulsgeber 1 eine Wechselspannung erzeugt, die je nach Drehgeschwindigkeit des gebremsten Rades unterschiedliche Periodendauer hat. Über den SRU 2 und die Leitung 3 niird die Wechselspannung auf den ersten Eingang des Steuerwerkes 4 gegeben. Gleichzeitig gelangt die Wechselspannung über die von der Leitung abzweigende Leitung 5 auf das UND-Gatter 6 und löst dadurch eine im Zahler 10 erfolgende Zählung der Impulse aus, die vom Impulsgeber 8 über die Leitung 7, das UND-Gatter 6 und die Leitung 9 auf den Zähler 1Q gelangen. In den Zähler 10 werden solange die vom Impulsgeber θ erzeugten Impulse eingezählt, bis eine von der Periodendauer abhängige Zeit, z.B. eine Halbwelle der vom Impulsgeber 1 über den SRIiJ 2 auf das UND-Gatter 6 gegebenen Wechselspannung oder eine dauerabhängige Zeit endet. Im Zähler 10 steht nun eine binäre Zahl, die proportional zur Periodendauer der Wechselspannung des Impulsgebers 1 ist. In dem Augenblick, in dem das UND-Gatter 6 schließt und die Zählung im Zähler 10 beendet ist, erkennt das Steuerwerk 4 diesen Vorgang über Leitung 3 und startet Zähler 13. Der Zähler 13 zählt die vom Steuerwerk 4 kommenden Impulse. Die Frequenz, mit deren Hilfe diese Impulse erzeugt werden, wird stufenweise nach einem festen Schema so erhöht, daß der Zählerstand nicht linear, sondern progressiv mit der Zeit zunimmt, so daß eich der Zählerstand gemäß der Steigung einer Exponentialfunktion, z.B. der Funktion U = 10^x, ändert. Wenn der Zähler 13 den gleichen Stand wie der Zähler 10 erreicht hat, wird vom Steuerwerk 4 der dritte Zähler 16 gestartet, der seinen

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Zählerstand in gleicher lüeise, jedoch zeitlich versetzt, wie Zahler 13 ändert und so lange zählt, bis der Zähler 13 einen fest vorgegebenen Endwert erreicht hat. Über die Leitung 17 wird vom Zähler 16 ein der augenblicklichen bJinkelgeschwindigkeit entsprechender iiJert auf den Speicher 18 gegeben. Vom Speicher 18 gelangt dieser liiert in Form eines Digitaleignales auf eine nicht dargestellte Blockierschutzelektronik, welche mit ihrem Ausgangssignal über eine Regelventileinrichtung den Radbremsdruck beeinflußt.

In der Abb. 2 wird schematisch der Aufbau des Steuerwerkes 4 gezeigt.

Die vom Impulsgeber 1 abgegebenen Signale gelangen über den SRU 2 und die Leitung 3 zu einem Impulsgeber 19. Die vom Impulsgeber 1 über den SRUI 2 und die Leitung 3 abgegebenen Signale stehen während der Dauer einer Halbwelle der sinusförmigen Sensorausgangsspannung am Impulsgeber 19 an. Idenn die Halbwolle beendet ist und somit das Signal des Impulsgebers 1 endet, beginnt der Impulsgeber 19 damit, über eine Leitung 20/einen steuerbaren Teiler und die Leitung 12 Impulse in den Zähler 13 einzuzählen. Der Zähler ist mit dem Eingang eines Dekodierwerkes 22 über die Leitung 14 und eine Leitung 23 verbunden. Eine Leitung 24 führt vom Ausgang des Dekodierwerkes 22 zu einem Eingang des Teilers 21. Das Dakodiarwerk 22 hat die Aufgabe, den jeweiligen Zählerstand des Zählers 13 zu dekodieren und den Teiler 21 so zu beeinflussen, daß die Frequenz der Impulse, welche auf die Leitung 12 geführt werden,

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sich im Laufe der Rechenzeit so erhöht, daO der Zählerstand im Zähler 13 gemäß der gewünschten Exponentialfunktion geändert wird. Zwischen die Leitung 14 und die Leitung 11 ist ein Uergleicher 25 geschaltet, der den Zeitpunkt ermittelt, zu welchem der über die Leitung 11 dem Vergleicher 25 zugeführte liierte des Zählers 10 und der über die Leitung 14 auf den Vergleicher 25 gegebene Wert des Zählers gleich sind. Der Ausgang des Vergleichers 25 ist mittels einer Leitung 26 mit dem Eingang eines Impulsgebers 27 verbunden. Bei Gleichheit der Zählerstände in den Zählern 10 und 13 wird vom Vergleicher 25 über die Leitung 26 ein Signal abgegeben, das den Impulsgeber 27 veranlaßt, Impulse zu erzeugen. Ein Ausgang des Impulsgebers 27 ist über eine Leitung 28 mit einem Eingang eines steuerbaren Teilers 29 verbunden. Die vom Impulsgeber 27 erzeugten Impulse gelangen über den steuerbaren Teiler 29 und die Leitung 15 zum Zähler 16. Ein Ausgang des Zählers 16 ist durch eine Leitung 30 mit dem Eingang eines Dekodieruierkes 31 verbunden. Vom Ausgang des Dekodierwerkes 31 führt eine Leitung 32 zu einem weiteren Eingang des Teilers 29. Der Zähler 16 zählt die vom Impulsgeber 27 erzeugten Impulse. Das an einem Ausgang des Zählers 16 erscheinende, dem jeweiligen Zählerstand entsprechende Signal gelangt über die Leitung 30 zum Dekodierwerk 31, dessen Ausgangssignale über die Leitung 32 den steuerbaren Teiler 29 in der Form beeinflussen, daß auch der Zählerstand des Zählers 16 gemäß der gewünschten Exponentialfunktion geändert wird. Von der Leitung 14 zweigt eine Leitung 33 ab, die zum Eingang einer den Endzählerstand des Zählers erkennenden Erkennungsschaltung 34 führt. Eine Leitung 35 verbindet den Ausgang der Erkennungsschaltung 34 mit einem weiteren Eingang

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des Impulsgebers 27. Ein Eingang des Impulsgebers 19 ist über eine Leitung 36 und die Leitung 35 ebenfalls mit dem Ausgang der Erkennungsschaltung 34 verbunden. Wenn die Erkennungsschaltung 34 feststellt, daß der Zählerstand im Zähler 13 seinen Enduiert erreicht hat, gibt sie einen Steuerimpuls auf die Impulsgeber 19 und 27 und stoppt diese. Somit uird auch die Zählung im Zähler 16 beendet und von diesem ein der momentanen Radgsschmindigkeit proportionaler liiert in Form eines Digitalsignales auf den Speicher 18 gegeben, dessen Ausgang A mit einer nicht dargestellten Ausuerteschaltung der Blockierschutzregeleinrichtung verbunden ist.

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Claims

Patentansprüche

M.] Schaltungsanordnung zur Gewinnung einer digitalen Größe, die der Winkelgeschwindigkeit eines Rades entspricht, insbesondere eines Rades eines mit einer Blockierschutzeinrichtung ausgerüsteten Kraftfahrzeuges, mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer Wechselspannung mit einer Frequenz, die der Winkelgeschwindigkeit eines Rades direkt proportional ist, mit einer Einrichtung zum Erzeugen von Impulsen höherer Frequenzen, mit einem Zähler, in den die Impulse höherer Frequenz während einer von der Periodendauer der Wechselspannung abhängigen Zeit über eine Torschaltung eingezahlt werden, sowie einer Steuerschaltung, die in Abhängigkeit von der Zahl der in den Impulszähler eingegangenen Impulse den Kehrwert der Periodendauer bildet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (I) zum Erzeugen von in einen mit dieser Einrichtung (i) verbundenen Zähler (13) einzuzählenden Impulsen mit einer vom Zählerstand des Zählers (13) gemäß der Steigung., einer gewünschten Exponentialfunktion, z.B. LJ = 10 , oder einer Nachbildung der Exponentialfunktion veränderbaren Frequenz, eine weitere Einrichtung (il) zum Erzeugen von in einen weiteren Zähler (16), der mit dieser Einrichtung (II) verknüpft ist, einzuzählenden Impulsen mit einer vom Zählerstand des Zählers (16) gemäß der Steigung einer gewünschten Exponentialfunktion oder deren Nachbildung veränderbaren Frequenz sowie eine den Endzählerstand des Zählers (13) erkennende und die Zählung in den Zählern (13) und (16) beendende Erkennungsschaltung (34).

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ORIGINAL INSPECTED

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2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (i) und (il) zum Erzeugen von in die Zähler (13) und (16) einzuzählenden, in Abhängigkeit von den Zählerständen veränderbare Frequenzen aufweisenden Impulsen aus je einem Impulsgeber (19) und (27), einem diesem nachgeschalteten Teiler (21) und (29) soujie einem zwischen den Zähler (13) bzw. den Zähler (16) und den Teiler (21) bzw. den Teiler (29) geschalteten Dekodieruerk (22) und (31) bestehen.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (i) derart mit dem SRkJ 2 verbunden ist, daß durch die abfallende Flanke des Meßzeitsignales, z.B. des "High^H-Ausgangesignales des SRIiJ 2, also bei Beendigung der Zählung der während der von der Periodendauer der Wechselspannung abhängigen Zeit auftretenden Impulse höherer Frequenz, aktiviert wird.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (il) über eine Vergleichseinrichtung (25) mit dem Zähler (13) und einem die während einer Halbuelle der Wechselspannung auftretenden Impulse höherer Frequenz zählenden Zähler (10) verbunden ist, wobei die Einrichtung (il) bei Gleichheit der Zählerstände in den Zählern (10) und (13) von der Vergleichseinrichtung (25) aktiviert wird.

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