DE2648021C3 - Schaltungsanordnung zur Geschwindigkeitsmessung und Streckenzählung, insbesondere für Fahrtschreiber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Geschwindigkeitsmessung und Streckenzählung, insbesondere für Fahrtschreiber, mit einem Impulsgeber, einem Impulsformer, einem der Geschwindigkeitsmessung dienenden Frequenz-Spannungs-Wandler und einem der Streckenzählung dienenden Frequenz-Wandler.

Bekanntlich steilen Tachometer und Fahrtschreiber insofern eine besondere Geräte-Gattung dar, als diese Geräte einerseits der Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlregistrierung und/oder -anzeige andererseits der Strekkenzählung dienen und diese Daten eine unterschiedliche Verarbeitung der von einem geeigneten Geber gelieferten und als mechanische oder elektrische Drehwerte oder in Form elektrischer Impulse übertragenen streckenproportionalen Meßwerte erforderlich machen.

So müssen beispielsweise bei der elektronischen Bildung von Geschwindigkeitsmeßwerten wenigstens so viele Impulse pro Streckeneinheit übertragen werden, daß bei einem noch vertretbaren Schaltungsaufwand auch bei niedrigen Geschwindigkeiten eine ausreichende Anzeigeruhe gewährleistet ist Diese für die Geschwindigkeitsmessung erforderlichen Mindestfrequenzen sind aber für die Streckenzählung, abgesehen davon, daß eine solch genaue Auflösung für die Streckenzählung gar nicht erforderlich ist — es genügt bereits 1 Impuls/100 Meter — ungeeignet und machen, wenn man davon absieht, einen zusätzlichen Geber für di? Streckenzählung vorzusehen, eine Untersetzung in eine von einem motorischen oder in anderer Weise wirksamen magneto-mechanischen Antrieb eines Strekkenzählwerkes verarbeitbare Impulsfrequenz pro Streckeneinheit nötig,

Nun wird bekanntlich bei den Geräten der genannten Gerätegattung geräteseitig sowohl aus fertigungstechnischen als auch aus organisatorischen Gründen eine Gerätekonstante, d. h. eine bestimmte Eingangsdrehzahl oder Impulszahl/Streckeneinheit als Justiernormal festgesetzt. Andererseits sind für diese Geräte infolge der unterschiedlichsten fahrzeugseitigen Anschlußbedingungen, sei es daß je nach Fahrzeugtyp unterschiedliche Drehwerte pro Streckeneinhett (sog, Wegdrehzahl) an einer beliebigen und meist nur für den Fahrzeughersteller geeigneten Stelle zwischen Rad und Motor zur Verfügung gestellt werden oder daß an ein und demselben Fahrzeugtyp unterschiedliche Reifengrößen zu beachten sind, oder sei es, daß im Falle einer elektrischen Drehwertübertragung unterschiedliche Impulsgeber zur Verfügung stehen oder ein .nicht üblicher ίο Impulsgeber bereits im Fahrzeug eingebaut ist, Angleicheinrichtungen erforderlich, die eine gegenseitige Anpassung der an der Anschlußstelle gegebenen Drehwerte und der Gerätekonstanten erlauben.

Ist nun bei einem an sich bekannten, Impulse is verarbeitenden Meß- und Zählsystem, welches zur Ansteuerung eines Streckenzählwerkes eine Frequenzteilerschaltung umfaßt, die die von einem Impulsgeber gelieferte Impulszahl pro Streckeneinheit in einem bestimmten festen Verhältnis teilt, eine Angleichung beispielsweise aufgrund veränderter Reifendurchmesser erforderlich, so erfolgt diese Angleichung hinsichtlich der Streckenzählung im allgemeinen durch Austauschen von Zahnrädern eines Untersetzungsgetriebes, welches zwischen dem Antriebsmotor, und dem ZahlenroUensatz des Streckenzählwerkes eingeschaltet ist, während die Angleichung hinsichtlich der Geschwindigkeitsmessung durch Verändern der Impulsbreite der geformten Gebenxipulse vorgenommen wird. In dem anderen FaDe, in dem einem solchen Meß- und Zählsystem zwei Impulsgeber, einer für die Geschwindigkeitsmessung und einer für die Streckenzählung, zugeordnet sind, erfolgt eine notwendige Angleichung zweckmäßigerweise durch Auswechseln der Getrieberäder eines dem Impulsgeber vorgeschalteten Angleich-Betriebes, wie es an sich bei der mechanischen Übertragung der zu messenden Drehwerte allgemein üblich ist

Eine derartige mechanische Angleichung durch Austausch von Getrieberädern ist im Zusammenbang mit der übrigen Meßwertverarbeittmg, die weitgehend elektronisch erfolgt, in hohem Maße unbefriedigend, ganz abgesehen davon, daß unter Umständen bei ein und demselben Gerät mehrere, technisch voneinander verschiedene und räumlich voneinander getrennte Angleichvorgänge vorgenommen werden müssen. Unbefriedigend vor allem in den Fällen, in denen die hierfür erforderliche Montage geberseitig vorgenommen werden muß und durch den Anbau des Impulsgebers in oft schwer zugänglichen Winkeln und Nischen am Fahi-

so zeuggetriebegehäase erschwert ist Außerdem ist eine Angleichung durch Getrieberäderaustausch, auch wenn bei entsprechender Wahl der jeweils günstigsten Räderkombination eine hinreichend genaue Annäherung an das erforderliche Obersetzungsverhältnis erzielbar ist letztlich doch nur stufenweise zu verwirklichen und abgesehen vom fertigungs- und montagetechnischen Aufwand sowie durch die Bereitstellung geeigneter Räderkombinationen auch hinsichtlich des organisatorischen Aufwandes mit einem relativ

hohen Übertragungsfehler behaftet

Darüber hinaus sind, wie die DEOS 22 04 130 zeigt, im Zusammenhang mit einem elektronischen Geschwindigkeitsmeß- und Streckenzählgerät auch elektronische Angleichmittel bekannt geworden. Das in dieser DE-OS beschriebene Gerät das im Gegensatz zur vorliegenden Schaltungsanordnung nach einem digitalen Prinzip arbeitet und hohe Geberfrequenzen voraussetzt ist mit einem auswechselbaren Eicheinschub ausgerüstet in

Ι ^Λ welchem die Angleicbung des Gescbwindigkeitsmeßsy- ^. stems und des Streckenzählsystems, wenn sich beispiels- % weise die Reifengröße des Fahrzeuges ändert, getrennt ' , erfolgt, und zwar im einen Fall durch Einsetzen eines '? Nebenwiderstandes und im anderen Falle durch geeignete Wahl eines in einer programmierbaren Teilerschaltung festgelegten Teilungsverhältnisses, Es sind demnach bei diesem Gerät nicht nur zwei Eichvorgänge erforderlich, sondern auch eine lediglich bei hohen Geberfrequenzen ausreichend genaue An-, gleichfähigkeit und verschiedene Montagearbeitsgänge in Kauf zu nehmen.

Bei einer anderen durch die DE-AS12 77 602 bekannt gewordenen Schaltungsanordnung werden die Geberimpulse, nachdem sie in positive und negative nadelförmige Meßimpulse geformt sind, getrennt verarbeitet Geschwindigkeitsmeßschaltung und Strekkenzählschaltung getrennt geeicht und außerdem die Integration der Streckenimpulse zum Zwecke der _, Frequenzteilung unter Inkaufnahme größerer Tempera-_L4 turabhängigkeit und damit geringerer Genauigkeit amplitudenabhängigvorgenommen.
"3 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die t* Angleichfähigkeit eines, insbesondere in Fahrischreibern einsetzbaren Geschwindigkeitsmeß-und Strecken-Zählsystems hinsichtlich wechselnder Fahrzeug- bzw. Geberbedingungen zu verbessern, insbesondere aber Montageaufwand zu vermeiden und eine vorteilhafte räumliche Anordnung der Angleichmittel zu schaffen.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß zwischen der Breite bzw. Dauer der Geberimpulse und der im Frequenz-Spannungs-Wandler der Geschwindigkeitsmeßschaltung gebildeten Geschwindigkeitsmeßgröße einerseits sowie zwischen der Breite der Geberimpulse und dem in dem Frequenz-Wandler des Streckenzählsystems gebildeten Teilungsverhältnis andererseits — vorausgesetzt daß als Frequenz-Wandler eine Schaltung Anwendung findet die eine impulsbreitenabhängige Teilung gestattet — eine direkte Proportionalität besteht, sieht die erfindungsgemäße Lösung bei einer Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vor, daß sowohl der Frequenz-Spannungs-Wandler als auch der Frequenz-Wandler impulsbreitenabhängig justierbare Schaltungen darstellen, die beide parallel mit dem Ausgang des mit Mitteln zur Impulsbreitenänderung ausgestatteten Impulsformers verknüpft sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet daß der Impulsformer, Frequenz-Wandler und ein den Frequenz-Spannungs-Wandler einschließender Regelverstärker in einer in dem Fahrtschreiber einsetzbaren Schaltungsgruppe integriert sind und daß als Mittel zur Impulsbreitenänderung ein Potentiometer Anwendung findet

Die Erfindung erlaubt es, durch Betätigen eines einzigen Bauelementes, beispielsweise eines Potentiometers, gleichzeitig sowohl das Geschwindigkeitsmeßsystem als auch das Streckenzählsystem anzugleichen, und zwar innerhalb eines relativ breiten Bereichs möglicher Impulszahlen/Streckeneinheit Dabei IaBt κ sich der Angleichvorgang, ohne daß hierzu irgendwelche Montagearbeitsgänge erforderlich werden, unmittelbar am Fahrtschreiber durchführen. Die Justierarbeit ist somit wesentlich vereinfacht

Ferner wird ermöglicht daß keine besonderen Bedingungen an die Anbringung und die Zugänglichkeit des Impulsgebers gestellt werden müssen und somit der Impulsgeber bereits vom Fahrzeughersteller an einer fOr ihn geeigneten Stelle, beispielsweise von außen unzugänglich, innerhalb des Getriebegehäuses, angebracht werden kann.

Im folgenden sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung durchgesprochen:

Die Figur zeigt einen in geeigneter Weise an einem Fahrzeug angebrachten Impulsgeber 1, der streckenproportional angetrieben wird und dementsprechend eine bestimmte Impulszahl/Streckeneinheit in eine Übertragungsleitung 2 einspeist, wobei Impulsform und Tastverhältnis in weiten Grenzen beliebig sein können. Die vom Impulsgeber t gelieferten Impulse, deren Frequenz /e sich selbstverständlich mit der Fahrgeschwindigkeit ändert, werden einem Impulsformer 3 zugeführt, geformt und können mittels der ÄC-Glieder 4, 5 und 6 auf eine bestimmte Impulsdauer t gebracht werden. Diese Impulse stehen dann mit einer Frequenz fe' gleichzeitig an den Eingängen einer Geschwindigkeitsmeßschaltung 7 und einem Frequenz-Wandler 8 an, wobei die Geschwindigkeitsmeßschaltung 7 im wesentlichen ein einen Frequenz-Spannungs-Wandler umfassenden Regelverstärker darstellt der 9% Ausgangsgröße Λ ein geschwindigkeitsproportionaSes Gleichspannungssignal liefert Mit diesem Gleicnspannungssignal wird ein Stellmotor 9 gesteuert, welcher der Verstellung eines Geschwindigkeitszeigers und im Falle eines Fabrtschreibers auch der Verstellung der Geschwindigkeitsregistriermittel dient während der Frequenz-Wandler 8 eine gegenüber der Geberfrequenz meist untersetzte Frequenz fs liefert, mit der beispielsweise ein Schrittmotor 10 ansteuerbar tut der seinerseits die nicht dargestellten Streckenregistriermittel eines Fahrtschreibers und/oder dessen Streckenzählwerk antreibt

Als Beispiel sei nun für die Streckenzählung eine Gerätekonstante von 1 Impuls/Meter angenommen, wobei gewährleistet sein muß, daß für die Ansteuerung des Schrittmotors 10 die vom Frequenz-Wandler 8 gelieferte Impulsdauer ausreicht und die Ausgangsfrequenz des Frequenz-Wandlers 8 bei der möglichen Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeuges noch vom Schrittmotor 10 verarbeitet werden kann. Auf der Geberseite ist mit Rücksicht auf die Geschwindigkeitsmessung ein Impulsgeber denkbar, der beispielsweise 8 Impulse/Umdrehung der Geberantriebswelle liefert Das sind bei einer Wegdrehzahl »1« also bei einer Umdrehung der Antriebswelle/Meter, in dsren Bereich sich die meisten in der Praxis üblichen Wegdrehzahlen bewegen, 8 Impulse/Meter.

Somit besteht für diese angenommenen Bedingungen zwischen /eund /sein festes Teilungsverhältnis von 8:1, welches mittels eines dem Frequenz-Wandler 8 zugeordneten Potentiometers 11 einstellbar ist Bei dieser Einstellung wird der einem Integrationsglied mit jedem ankommenden Impuls zugeführte Ladestrom verändert und damit auch die Anzahl der bis zum Erreichen einer Schaltschwelle erforderlichen Impulse festgelegt Danach kann das Potentiometer lit gegen Verdrehen gesichert werden. Zuvor ist jedoch die Geschwindigkeitsmeßschaltung 7 auf die angenommenen Geberdaten (8 Impulse/m) zu justieren, wobei mittels des fein verstellbaren Potentiometers 6 die Steilheit der Kennlinie der GeschwindigkeitsmeBsehaltung 7 einstellbar ist und ein Potentiometer 12, das nach der Justierung ebenfalls gegen Verdrehen gesichert werden kann, der Einstellung des Nullpunktes der Kennlinie liknt Der Grobabgleich bzw. die Meßbereichsfestlegung läßt sich durch Variieren des Konden-

sators 4 durchführen.

Stimmt nun die vom Impulsgeber gelieferte Impulszahl/m — sie kann beispielsweise innerhalb eines Bereichs von 3 bis 25 Impulsen/m liegen und wird in bekannter Weise, z. B. auf einem Prüfstand, ermittelt — nicht mit den angenommenen Justierdaten (8 Impulse/m) überein, sei es, daß eine andere Wegdrehzahl vorliegt, oder daß der Impulsgeber I mehr oder weniger Impulse/Umdrehung liefert, oder daß beides zutrifft, so ist eine Angleichung erforderlich, bei der mittels des fein verstellbaren Potentiometers 6 die Impulsbreite I verändert wird. Dabei ist bei einer Impulszahl/m <»8« die Impulsdauer t zu verlängern und bei einer Impulszahl/m >»8« zu verkürzen, so daß die Strom-Zeit-Fläche der Impulse/m (x + Ax)t immer den gleichen Wert aufweist. Da sowohl die Ausgangsgröße A als auch das Teilungsverhältnis fe/fs eine lineare Funktion von I sind, wird bei der Angleichung der Geschwindigkeitsmeßschaltung 7 die Anordnung zur

ίο Streckenzählung selbsttätig mit angeglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche;

   1, Schaltungsanordnung zur Geschwindigkeitsmessung und Streckenzählung, insbesondere für Fahrtschreiber, mit einem Impulsgeber, einem Impulsformer, einem der Geschwindigkeitsmessimg dienenden Frequenz-Spannungs-Wandler und einem der Streckenzählung dienenden Frequenz-Wandler, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Frequenz-Spannungs-Wandler (7) als auch der Frequenz-Wandler (8) impulsbreitenabhängig justierbare Schaltungen darstellen, die beide parallel mit dem Ausgang des mit Mitteln zur Impulsbreitenänderung ausgestatteten Impulsformers (3) verknüpft sind.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformer (3), Frequenz-Wandler (8) und ein den Frequenz-Spannungs-Wandler (7) einschließender Regelverstärker in einer in den Fahrtschreiber einsetzbaren Schaltungsgruj>je integriert sind und daß als Mittel zur Impulsbreitenänderung ein Potentiometer (6) Anwendung findet