DE2721809A1

DE2721809A1 - Vorrichtung zum anzeigen der auslastung von luftgeferderten fahrzeugen

Info

Publication number: DE2721809A1
Application number: DE19772721809
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl Ing Dr Kessel; Heinrich Ing Grad Kuemmeke
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH
Priority date: 1977-05-13
Filing date: 1977-05-13
Publication date: 1978-11-23
Also published as: FR2390715B1; DE2721809B2; IT1102650B; FR2390715A1; IT7849336A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anzeigen
der Auslastung von lufgefederten Fahrzeugen, insbesondere
zum Anzeigen der Anzahl der beförderten Personen bei luftgefederten Omnibussen, bei der Luftfederdrücke in Druck-Spannung sv/andlern gemessen v/erden und die Spannungen elektronisch '
zu einerm Beladungssignal verarbeitet werden.

Bei luftgefederten Fahrzeugen ist die Summe der Balgdrücke
der Luftfedern ein sehr genaues Haß für die Beladung der
Fahrzeuge.

Zur Erzeugung einer statisch bestimmten Lagerung z. B_e bei
drei- oder mehrachsigen Fahrzeugen verwendet man üblicherweise pro Fahrzeug drei unabhängige pneumatische Federdruckregelkreise. Somit somit sind mindestens 3 Drücke (z.B. Vorderachse, Hinterachse links und rechts) auszuwerten. Bei einem '■■ Fahrζeugverbund(z.B. Wagen mit Anhänger) liegt die Anzahl der j auszuwertenden Drücke entsprechend höher. ;

Es ist nun eine solche Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des .: Patentanspruches 1 bekannt geworden, bei der für jeden zu

messenden Druck ein eigener Druck-Spannungs-Wandler vorge- \

sehen ist. Die den Drücken proportionalen Spannungssignale ;

v/erden in einer gemeinsamen elektronischen Auswerte schaltung j

ι 'weiterverarbeitet. j

Diese Vorrichtung erzielt durch die Druck-Spannungs-Umsetzung j direkt am Fcderbalg eine hohe Meßgenauigkcit bei guter Dynamik. Weiterhin hat sie keine bzw. nur geringe Hysterese-

I fehler und eine stabile Nullpunktlage. Nachteilig ist jedoch j

drei :

die Verwendung vonA/^ruck-Spannungs-Vandlern wegen ihres !

enorm hohen Preises. ' :

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Es wurde daher auch schon vorgeschlagen, nur 2 Geber zu verwenden und die unterschiedlichen Drücke zwischen rechter und linker Hinterachse unberücksichtigt zu lassen. Für eine genaue Beladungserfassung ist eine solche Vernachlässigung jedoch unzulässig.

Nach einen älteren Vorschlag der Anmelderin wurde zur Vermeidung dieser Nachteile vorgesehen, über pneumatische Leitungen von den Keßpunkten einen pneumatischen beladungsproportionalen Gesamtdruck zu bilden und erst diesen Gesamtdruck in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Hierbei wird vorteilhaft nur ein Druck-Spannungs-Wandler benötigt. Nachteilig hieran ist jedoch, daß durch die pneumatische Druckmittelur.g ein Hysteresefehler auftritt und eine pneumatische Nullpunktkorrektur zu Instabilitäten neigt, so daß zusätzlicher Aufwand in der Auswerteschaltung zur Sliminierung dieser Fehler erforderlich war.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung zu schaffen, die di~ Hänge1 dieser Vorrichtungen vermeidet, ihre Vorteile jedoch beibehält.

Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung der oben angegebenen Art zu schaffen, die bei rein elektronische r Signalverarbeitung und Signalauswertung die Verwendung einer geringen Anzahl von Druck-Spannungswandlern pro Fahrzeug vorsieht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur ließung einer Mehrzahl von Luft federdrücken ein einziger Druck-Spannungswancler vorgesehen ist, daß in jeder pneumatischen Verbindungsleitung

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zwischen Luftfeder -und Druck-Spannungs-Wandler je ein steuerbares Magnetventil vorgesehen ist, daß ein elektisches Ausgangssignal des Druck-Spannungs-Wandlers einer Mehrzahl von den Kagnetventilen zugeordneten Abtast- und Speichervorrichtungen zuführbar it, daß die Magnetventile und die zugeordneten Abtast- tür" Speichervorrichtungen über eine Steuervorrichtung synchron abwechselnd einschaltbar sind und daß die Ausgänge der Abtast- und Speichervorrichtungen ständig mit einer elektrischen Schmiervorrichtung verbunden sind.

Hierdurch wird erreicht, daß unter Verwendung nur eines Druck-Spannungswandlers bei gleichzeitig geringen Aufwand der Auswerte schaltung eine weitgehend hysteresefreie und nullpunktstabile Messung der Federdrücke von beliebig vielen Meßpunkten vorgenommen werden kann.

Eine Gewichtung der einzelnen Meßwerte ist hierbei in einfachster Weise durchführbar.

Vorteilhafte Aiisgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehnbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles für drei Meßpunkte in Zusammenhang mit der Pig. aus-.führlicher erläutert. Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung hierdurch nicht beschränkt wird und ohne weiteres auch für vier oder mehr Meßpunkte in gleicher Weise anwendbar ist.

Die Fig. zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die einzelnen nicht dargestellten Luftfedern (Federbälge)

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sind liter pneumatische Leitungen 1, 2, 3 geringen Querschnitts mit einem Druck-Spannungswandler 4 verbunden. In die Leitungen 1, 2, 3 sind elektrisch steuerbare Magnetventile 5, 6 und 7 eingeschaltet, über die die Druckluftzufuhr von den Luftfedern zu dem Druck-Spannungswandler 5 abgesperrt bzw. freigegeben wird *

Der elektrische Ausgang des Druckspannungswandlers 4 ist gleichzeitig mit mehreren (hier drei) Abtast- und Haltevorrichtungen 8, 9» 10 verbunden, deren Ausgänge mit einer entsprechenden Anzahl von Eingängen einer Suramiervorrichtung 11 verbunden sind.

Im Ausgang der Summiervorrichtung 11 liegt das der Fahrzeugbeladung proportionale Signal an.

Die Abtast- und Haltevorrichtung 8, die stellvertretend auch für die gleich aufgebauten Vorrichtungen 9 und 10 beschrieben wird, besteht aus einem Eingangswiderstand 12, der in Reihe zu einer Reihenschaltung aus einem steuerbaren Schalter I3 und einem Verstärker 14 mit hohem Verstärkungsfaktor und hochohmigen Eingangswiderstand geschaltet ist. Der Verstärker 14 ist über einen Kondensator 15 von seinem Ausgang zu seinem Eingang rückgekoppelt. Weiterhin ist vom Ausgang des Verstärkers 14 ein verstellbarer Widerstand 16 zum Verbindungspunkt zwischen Eingangswiderstand 12 und Schalter 13 rückgekoppelt.

Der Schalter 13 wird über eine Steuerleitung 17 gesteuert. Es ist klar, daß der Schalter I3 durch jede bekannte Art von Schaltern, insbesondere auch elektronische Schalter gebildet

werden kann. · _Q

— ο —

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Die Abtast- und Haltevorrichtungen 9 und 10 sind in gleicher V/eire aufgebaut. Die Teile 12 "bis 17 sind dort entsprechend mit dem Bezugszeichen 12' bis 17' bzw. 12" bis 17" versehen. Die Summiervorrichtung 11 besteht aus einem Summierverstärker 18 mit drei Eingangswiderständen 19, 20, 21,die an ihren Eingang mit den Ausgängen der Verstärker 14-, 14' bzw. 14" und an ihrem Ausgang gemeinsam mit dem Eingang des Verstärkers 18 verbunden sind.

Weiterhin weist der Verstärker 18 einen einstellbaren Rückkopplungswiderstand 22 zur Einstellung des Verstärkungsgrades sowie einen zwischen den Eingang des Verstärkers 18 und Masse geschalteten Abgleichv:iderstand 23 zur Einstellung des Nullpunktes auf.

Zur Steuerung der Magnetventile 5» 6 bzw. 7 und der diesen Magn.tventilen zugeordneten Abtast- uril Haltevorrichtungen 8, 9 bzw. 10 ist eine Steuervorrichtung 24 vorgesehen, deren drei Ausgänge mit den Steuerleitungen 17, 17' bzw. 17" verbunden sind. Die Steuerleitungen 17, 17' bzw. 17" sind mit den Steuereingängen der Schalter 13, 13' bzw. 13" und den Steuereingängen der Magnetventile 5» 6, bzw. 7 verbunden.

Die Steuervorrichtung 24, die z.B. aus einem Schieberegister •besteht, wi^xl an ihrem Takteingang von ein°m Taktoszillator 25 angesteuert, der über ein UIID-Gatter 26 mit dem Takteingang verbunden ist.

Der andere Eingang des UIID-Gatters 26 ist über ein Flip-Flop mit einem Schalter 28 verbunden. Ein Rücksetzeingang des Flip-Flops 27 ist mit einem weiteren Ausgang der Steuervorrichtung 24 verbunden.

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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind schließlich in den Leitungen 1, 2 "bzw«. 3 jeweils dicht hinter den ~ nicht dargestellten - Luftfedern und dicht vor den Eingängen der Magnetventile 5, 6 bzw. 7 jeweils Drosseln und 50, 29', 30' bzw. 29", 30" vorgesehen.

Im folgenden wird die Y/irkungsweise der Erfindung "beschrieben. Vorab sei erwähnt, daß die Erfassung des Beladungszustandes möglichst bei stehendem !Fahrzeug erfolgt, um Beeinflussungen der Federdrücke durch die Fahrzeugdynamik auszuschließen. Der geeignete Iießzeitpunkt bei Fahrzeugen zur Personenbeförderung ist daher z. B. mit dem Türschließbefehl gekoppelt, durch den der Schalter 28 geschlossen wird. Hierdurch wird das Flip-Flop 27 gesetzt und das UIID-Gatter 26 läßt die Takt impulse des Taktoszillators 25 zu dem Takteingang der Steuereinrichtung 24 gelangen.

Die Steuereinrichtung 24-, die beispielsweise aus einem Schieberegister besteht, läßt nun mit der Frequenz des Taktoszillators 25 an ihren Ausgängen zeitlich aufeinanderfolgend einen Impuls auf die Leitungen 17» 17' bzw. 17" gelangen, wobei zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur auf einer der Steuerleitungen 17, 17' oder 17" ein Steuersignal ansteht. Es sei nun angenommen, auf der Steuerleitung 17 stehe ein Steuerimpuls an. Hierdurch wird das Hagnetventil 5 erregt und damit für einen Luftdurchlass geöffnet. Gleichzeigig wird der Schalter 13 geschlossen.

Die Leitung 1 ist nun auf den am Ausgang niederohmigen Druck-Spannungswandler 4 durchgeschaltet. Der dem Druck in der

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leitung 1 proportionale Spannungswert wird als eingeprägte Spannung über den Widerstand 12 und den geschlossenen Schalter dem Verstärker 14- zugeführt und dort in dem Kondensator 15 gespeichert, so daß am Eingang des Widerstandes 19 nunmehr ständig ein Spannungsv/ert, der den Druck in der Leitung 1 entspricht, ansteht.

Hit dem nächsten Takt des Taktoszillators 25 verschwindet der Steuerimpuls auf der Leitung 17, wodurch das Magnetventil 5 geschlossen, Schalter 13 geöffnet wird und es erscheint ein Steuerimpuls auf der Leitung 17' , wodurch nun das Hagnetventil 6 geöffnet und der Schalter 13' geschlossen wird, so daß nun, v/ie oben beschrieben, der Druck auf Leitung 2 gemessen und gespeichert wird. Darauf erfolgt die entsprechende Hessung auf Leitung 3»

!lach Ablauf eines Meßsyklus wird das Flir>-Flot> 27 zuriickge-

26.
setzt, so daß das UND-Gatterygesperrt ist.

An den Widerständen 19, 20 und 21 liegen nun die Spannungen, die den Drücken auf den Leitungen 1, 2 und 3 proportional sind,und v/erden in dem Summierer 11 in bekannter V/ei se addiert. Durch Einstellung der Widerstände 16, 16' und 16" können die einzelnen Spannungen gewichtet werden und damit auch an unterschiedliche Flächen der Fedcrbälge des Fahrzeuges angepaßt werden.

Durch Einstellung des Widerstandes 22 wird der Verstärkungsfaktor des Summierers geändert, so daß die Ausgangsspannung begrenzt bzw. normiert werden kann.

Über den Widerstand 23 wird ein Strom subtrahiert, der so eingestellt v/erden kann, daß das Fahrzeugleergewicht eliert

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wird und somit nur die Zuladung angezeigt wird. Abschließend sei erwähnt, daß anstelle der im Ausfiihrungsbeispiel dargestellten Abtast- und Haltevorrichtungen 8, 9 und Ί0 jede bekannte Schaltung einer sog. sample and hold-Schal tung verwendet werden kann.

Damit ein I-Ießzyklus ausreichend schnell ablaufen kann, sind nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Drosseln 29, 29', 29" und 30, 30', 30" vorgesehen. Durch schnelles Umschalten des kleinen Heßvolumens der Luftfedern an die Keßleitungen 1, 2 und 5 entstehen Reflektionen und damit Druckschwingungen in den Leitungen, so daß zur Erzielung eines genaue- Heßwertes erst das Abklingen dieser Schwingungen abgewartet werden müsste. Diese Reflektionen werden durch die Drosseln vermieden, welche so dimensioniert sind, daß die Pleßleitungen mit ihrem Wellenwiderstand abgeschlossen sind. Der Heßzyklus wird hierdurch erheblich verkürzt.

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eerseife

Claims

15'»15") und die Serienschaltung einen Rückkopplungswiderstand (16,16',16") enthält und jeder Serienschaltung ein Vorwiderstand (12,12',12") vorgeschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungswiderstand (I6,16^f,i6") zur Gewichtung der Meßwerte einstellbar ist.

4» Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Summationspunkt der Summiervorrichtung (11) über einen verstellbaren Widerstand (23) mit Masse verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang und an Ende ,jeder Verbindungsleitung (1,2,3) zwischen Luftfeder und Magnetventil (5»6,7) zur Anpassung des pneumatischen WellonwiderStandes je eine Drossel (29,30; 29\3O'; 29",30") vorgesehen ist.

6, Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (24-) aus einen Schieberegister und einem Taktgenerator (25) besteht.

7c Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung über einen zusätzlichen Schalter (28) ein bzw. ausschaltbar ist.

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Patentansprüche

Ί. Vorrichtung zun Anzeigen der Auslastung von luftgefederten FahrseMgen, insbesondere sun Anzeigen der Anzahl der beforderten Personen "sei luftgefederten Ozmibussen, bei der Luftiederdrücke in Drucli-Spannungs-'/.'andlern gemessen werden und die Spannungen elektronisch zu einen Beladungs- · signal weiterverarbeiten werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Heßung einer lie hr ζ aiii von Luf tfederdrücken em einziger Druck-Spannungswandler (4) vorgesehen ist, daß in jeder pneumatischen Verbindungsleitung (1,2,5) zwischen Luftfeder und Druck-Spannungs-V.'andler (^) ~e ein steuerbares ilagn°tventil (5,6,7) vorgesehen ist, daß ein elektrisches Ausgangssignal des Druck-Spannungs-Vanälers (4·) einer I-Iehrzahl von den liagnetventilen (5»c,7) zugeordneten Abtast- und Speichervorrichtunger. (8,9,10) zuführbar ist, daß die Magnetventile (5»6,7) und die zugeordneten Abtast- und Speichervorrichtungen (6,9,10) über eine Steuervorrichtung (24) synchron abwechselnd einschal"bar sind und daß die Ausgänge der Abtast- und Speichervorrichtungen (8,9,10) ständig mit einer elektrischen Sumiervorrichtung (11) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Abtast- und Speichervorrichtungen (S,9»10) aus einer Serienschaltung eines steuerbaren Schalters (15»13'»13 mit einen Operationsverstärker besteht, wobei der Operations verstärker (14,14',14") eine Rückkopplungskapasitat (15»

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3. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (28) aber den Türschließbefehl schalt9- Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, da3 der Schalter (23) und ein v/eiterer Ausgang des Schieberegisters (24) mit den Gteuereingängen eines Flip-Flops (27), dessen Ausgang nit eines Eingang eines UlD-Gatters (25), der zvreite Eingang des UID-Gatters mit dem Ausgang des Taktoszillators (25) und der Ausgang des UIID-Gatters (26) nit den Takt eingang des Schieberegisters (24) verbunden ist.

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