DE2841289A1

DE2841289A1 - Verfahren und vorrichtung zum pruefen von induktiven impulsgebern

Info

Publication number: DE2841289A1
Application number: DE19782841289
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Anlauf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-09-22
Filing date: 1978-09-22
Publication date: 1980-04-03
Also published as: US4344032A; DE2841289C2

Description

If.

E. ⁵⁰⁰²

A 25 X-ef
ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von induktiven Impulsgebern

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Überprüfung der Empfindlichkeit von induktiven Impulsgebern nach der Gattung der Ansprüche 1 und 5· Induktive Impulsgeber werden als Teil voq Antiblockiereinrichtungen in Kraftfahrzeuge eingebaut und erfassen die Drehzahl der !Fahrzeugräder. Die Frequenz der von den Impulsgebern erzeugten Signale ist unmittelbar· proportional der Raddrehzahl. Bei der Überprüfung derartiger Antiblockiereinrichtungen müssen auch die als Sensoren verwendeten Impulsgeber überprüft werden. Eine Eigenheit dieser Geber besteht darin, daß im unteren Drehzahlbereich die Amplitude der Impulse etwa proportional zur Drehzahl und damit zur Frequenz ist. Es ist nun ein Prüfverfahren bekannt, bei dem das Fahrzeugrad im Bereich einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit angetrieben wird, bis zu der herunter Gebersignale ausgenutzt werden. Die Frequenz des vom Geber abgegebenen Signales wird mit einer Grenzfrequenz verglichen und es wird dann ein Gut-Aussagesig-

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- S·

nal erzeugt, wenn bei unter der Grenzfrequenz liegender Impulsfrequenz die Impulsamplitude eine vorgegebene Schwelle erreicht oder überschreitet. Nachteile sind hierbei jedoch erstens, daß eine Messung nur einmalig erfolgt und zwar dann, wenn eine vorgegebene Drehzahlschwelle durchlaufen wird, beispielsweise nach Abschalten des Badantriebes, und zweitens, daß ohne Heuabgleich eine Gutaussage nur für einen definierten Geber in einer definierten Anordnung erfolgen kann.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 3 haben demgegenüber den Vorteil, daß in einem weiten Drehzahlbereich eine Überprüfung des Impulsgebers erfolgen kann. Zumindest in dem gesamten Bereich, in dem die Ausgangsspannung des Impulsgebers der Impulsfrequenz zumindest annähernd proportional ist, kann eine Überprüfung des Impulsgebers erfolgen. Es kann dabei beispielsweise das Had mit einer konstanten oder sich ändernden Geschwindigkeit angetrieben sein. Eine Überprüfung ist auf ■ Eollenprufständen mit unterschiedlichen Sollengeschwindigkeiten ebenso möglich wie bei Antrieb eines Bades von Hand bei aufgebocktem Fahrzeug. Dabei ist bevorzugt dafür gesorgt, daß die Messung fortlaufend wiederholt wird, wodurch die Gefahr einer zufälligen, einmaligen Pehlmessung ausgeschaltet ist. Erfaßt wird eine für den Geber charakteristische Größe, die als Gut-Schiecht-Bewertung weiterverarbeitet werden kann. Es kann jedoch auch die charakteristische Größe unmittelbar angezeigt oder registriert werden, wodurch Geber unterschiedlicher Empfindlichkeit ohne jede Änderung der Anordnung und ohne jeden Neuabgleich geprüft werden können. Eine Mehrzahl von Ausführungsformen ist möglich, die entweder mit einem Tiefpaß, einer fre-

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quenzgesteuerten Kondensat ο rl adung oder -entladung oder aber digital arbeiten. Grundsätzlich sind alle Vorrichtungen oder Schaltungen für den vorliegenden Anwendungsfall verwendbar, die eine Verhältnis-, Quotienten- oder Differentialquotientenbildung ermöglichen.

Zeichnung

Ein Frequenz-Spannungs-Diagramm sowie vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Spannungs-Frequenz-Diagramm, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit einem Tiefpaß, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Kreuzspul- oder T-Spulmeßwerk, Fig. 4· eine Ausführungsform der Erfindung mit amplitudenproportionaler Aufladung eines Kondensators in vom zeitlichen Abstand der Impulse abhängiger Zeit, und Fig. 5 ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung mit Rechner.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 dargestellte Kurve zeigt den Verlauf der Ausgangsspannung ¥ eines Induktivgebers Λ, der einen magnetischen oder magnetisierbaren Kern 2 und eine den den Kern durchsetzenden magnetischen Fluß erfassende Spule 3 umfaßt, in Abhängigkeit von der Frequenz. Der Frequenz unmittelbar proportional ist die Drehzahl des Hades und damit die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges bzw. die Vorbeilaufgeschwindigkeit des die magnetische Flußänderung erzeugenden Teiles am Induktivgeber 1. Bis zu einer Frequenz a steigt die Spannung nahezu proportional bis auf einen Wert Ua an, der sich bei weiterer Zunahme der Frequenz nicht mehr stark erhöht. Die Frequenz a entspricht einer Fahrgeschwindigkeit von etwa 10 bis 20 km/h, je nach Anforderung an die Linearität des entsprechenden Bereiches der Spannungs-Frequenz-Kurve. Innerhalb des Bereiches f «

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bis f a a kann die Überprüfung des Gebers auf jeden Pall nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgen, ohne daß in diesem Bereich erfolgende Drehzahl- bzw. !frequenzänderungen das Prüfergebnis unzulässig ändern.

Bei der in Fig. 2 im Prinzip schaltbild dargestellten Ausführungsform wird die Tatsache ausgenutzt, daß die Impedanz einer Induktivität der Frequenz proportional ist. Es ist deshalb der Spannungsabfall an einer Induktivität proportional der Frequenz. Ton der Spule 3 des Induktivgebers 1 führen Leitungen an eine Buchse 4· _t die am Fahrzeug gut zugänglich vorgesehen ist. In die Buchse 4 ist zur überprüfung ein Stecker 5 gesteckt, der die Verbindung mit einer Prüfvorrichtung 6 herstellt. Die Prüfvorrichtung 6 umfaßt eine Induktivität 7» die einerseits an einem Pol des Steckers 5 angeschlossen ist und an deren anderen Anschluß ein ITebenwiderstand 8 angeschlossen ist, der andererseits mit einem zweiten Pol des Steckers 5 verbunden ist. Parallel zum Hebenwiderstand 8 liegt die Serienschaltung einer Zenerdiode 9 und eines Anzeigeinstrumentes 10.

Der durch die Induktivität 7 fließende Strom ruft an dieser, einen Spannungsabfall hervor, der proportional mit der Frequenz ansteigt, der also etwa in gleicher Weise ansteigt wie die Spannung an der Spule 3- Am liebenwiderstand 8 steht daher eine Spannung an, die nahezu unabhängig ist von der Frequenz bzw. der Drehzahl des Rades, dem der Induktivgeber 1 zugeordnet ist, wobei vorausgesetzt ist, daß diese Drehzahl in dem Bereich 0 bis a liegt. Die Zenerdiode 9 bewirkt eine Uullpunktunterdrückung und damit eine Skalenspreizung. Sie kann auch als Amplitudendiskriminator eingesetzt werden.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform schließt an einem Pol des Steckers 5 ein Verstärker 11 an, der

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χ.

-tr-

einen der Eingangsspannung proportionalen Strom erzeugt und einer Wicklung eines Kreuzspul- oder T-Spul-Instrumentes 12 zuleitet. Der anderen Spule des Kreuzspulinstrumentes 12 wird ein der Frequenz proportionaler Strom zugeführt, indem zwischen den Pol des Steckers 5 uncL den Anschluß für die andere Spule des Kreuzspul-Instrumentes 12 ein monostabiler Multivibrator 13 geschaltet ist, der an seinem Ausgang einen Impuls konstanter Breite für jeden Eingangsimpuls abgibt, so daß der Mittelwert des Stromes proportional zur Frequenz der Impulse am Eingang der Schaltung 13 ist. Das Kreuz spulinst rument bildet den Quotient der beiden Ströme und gibt damit das Verhältnis TJ/f an.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist an den Stecker 5 eine Diode 1A- angeschlossen, auf die ein mit dem anderen Pol des Steckers 5 verbundener Kondensator 15 folgt. Die Spannung am Kondensator 15 ist proportional dem Scheitelwert der Impulse der Spule 3· Die Spannung des Kondensators 15 wird über einen Operationsverstärker 16 einem Meßkondensator 17 zugeführt. Der Operationsverstärker 16 bildet aus der Spannung am Kondensator 15"einen proportionalen Konstantstrom, der den Meßkondensator 17 auflädt, solange ein in der Zuleitung zwischen dem Operationsverstärker 16 und dem Meßkondensator 17 liegender Relaiskontakt 18' geschlossen ist. Die Spannung am Meßkondensator 17 steigt daher zeitproportional an. Die Zeitdauer, während der der Relaiskontakt 1$ geschlossen ist, ist proportional dem zeitlichen Abstand zweier Impulse. Zu diesem Zweck ist eine Relaisspule 19, die den Relaiskontakt 18 steuert, von einem Flip-Flop 20 gesteuert, das seinerseits von den Impulsen der Spule 3 gesteuert ist. Ein Impuls setzt das Flip-Flop zurück, worauf

der nächste Impuls von der Spule 3 cLas Flip-Flop 20 setzt. Dadurch wird der Relaiskontakt 18* geschlossen. Der daraufhin folgende Impuls der Spule 3 kippt das Flip-Flop 20

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- er-

•J.

wiederum um, wodurch der Relaiskontakt 18' wieder geöffnet und der mit dem anderen Anschluß des Kondensators verbundene Relaiskontakt 18" geschlossen wird. Die Schließzeit des Relaiskontaktes 18' ist somit umgekehlt proportional der frequenz der Impulse der Spule 3· Damit ist aber der Scheitelwert der Spannung am Meßkondensator 17, der mit einem Spitzenspannungsmesser, beispielsweise einem Digitalvoltmeter 22 gemessen wird proportional dem Quotienten von Spannung und !Frequenz der Ausgangssignale des Induktivgebers 1.

Gemäß der in Pig. 5 dargestellten Ausführungsform werden die über den Stecker 5 aufgenommenen Signale einem Kleinrechner 25 zugeführt, der aus den Signalen dem Quotient von Spannung und ÜTrequenz digital ermittelt und über eine Digitalanzeige 24 anzeigt. Ein parallel geschalteter Drucker kann den Wert auch ausdrucken. Dem Rechner 23 sind entsprechende, in der schematischen Darstellung nicht gezeigte Peripheriegeräte zugeordnet, wie beispielsweise ein Analog-Digitalumsetzer zur Umwandlung der Amplituden der Impulse in einen Digitalwert, sowie ein Irequenz-Digitalumsetzer zur Umwandlung der Frequenz in einen Digitalwert. Letzterer kann beispielsweise aus einem üblichen JBrequenzzähler bestehen. Der Sechner kann auch in seinem Datenspeicher den einzelnen Frequenzen zugeordnete Divisorwerte in Form einer !Tabelle enthalten. Auf diese Weise kann die Fichtlinearität des Frequenz-Spannungs-Diagramms berücksichtigt werden, so daß eine Bewertung der Induktivgeber im gesamten Kennlinienbereich - nicht nur im linearen Teil - möglich ist.

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Die Figuren zeigen nur PrinzipSchaltbilder. Beispielsweise wird die Induktivität 7i um den Geber möglichst nicht zu belasten, in einem praktischen Ausführungsbeispiel durch einen aktiven Tiefpaß ersetzt, der einen entsprechend beschalteten Operationsverstärker umfaßt.

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Claims

E. '-- ' ' * ■
11.9.1978 A 25 X-ef

ROBERT BOSCH GMBH. 7000 STUTTGART 1

Ansprüche

ΛΪ Verfahren zur Überprüfung der Empfindlichkeit von induktiven Impulsgebern, insbesondere von in einem Kraftfahrzeug eingebauten und die Raddrehzahl erfassenden Impulsgebern von Antiblockiereinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Amplitude der vom Impulsgeber (1) erzeugten Spannung proportionales erstes Signal gebildet wird, daß ein der Frequenz der Impulse proportionales zweites Signal gebildet wird, daß aus dem Verhältnis des ersten Signales zum zweiten Signal ein drittes Signal gebildet wird, das mit einer vorgegebenen, für die Impulsgeberbauart typischen Größe verglichen und die Differenz zwischen drittem Signal und typischer Größe als Gütekriterium verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der drei Signale gleichzeitig in denselben Schaltelementen (7) erfolgt.

5. Vorrichtung zur Überprüfung der Empfindlichkeit von induktiven Impulsgebern, insbesondere von in einem Eraft-

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— 2 —

fahrzeug eingebauten und die Saddrehzahl erfassenden Impulsgebern von Antiblockiereinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anordnung zur Bildung des Verhältnisses von Spannung zu Frequenz des Signales des Induktivgebers (1) umfaßt, der ein Anzeiger oder Vergleicher nachgeschaltet ist.

4·. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß mit den Anschlußklemmen (5) für den Anschluß des Induktivgebers (1) eine Induktivität (7) oder ein Tiefpaß verbunden ist, an deren Ausgang ein Soll-Ist-Wertvergleicher oder Anzeiger (9, 10) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Soll-Ist-Wertvergleicher ein Strom- oder Spannungsmesser (10) mit entsprechender Skala oder Grenzwertmeldern verwendet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß als Soll-Ist-Vertvergleicher ein Meßrelais oder ein Amplitudendiskriminator verwendet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nullpunktunterdrückung oder eine Ansprechschwelleneinheit (9) vorgeschaltet ist.

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β. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalamplituden-Konstantstromwandler (1A, 15, 16) vorgesehen ist, mit dem ein Kondensator (17) über eine zwischengeschaltete Torschaltung (18, 19) verbindbar ist, deren Öffnungszeit dem zeitlichen Impulsabstand proportional ist, und daß als Vergleicher bzw. Anzeiger ein Scheitelspatmungs- oder Ladungsmesser (22) an den Kondensator (17) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung im Impulsnulldurchgang in Abhängigkeit von der Taktfrequenz eines Oszillators (21) umschaltbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Rechnerschaltung (23) zur Bildung des Quotienten von Spannung und Frequenz der Signale des Induktivgebers (1) umfaßt, der ein Anzeiger (24) und/oder Komparator nachgeschaltet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnerschaltung (23) eine Kompensation für Nichtlinearitäten umfaßt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Begrenzer vorgesehen ist, der bei überschreiten einer vorgegebenen Frequenz der Impulse des Induktivgebers (1) die Vorrichtung sperrt.

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