DE3100646A1

DE3100646A1 - "vorrichtung und verfahren zur bestimmung einer geschwindigkeitsaenderung eines sich bewegenden objekts"

Info

Publication number: DE3100646A1
Application number: DE3100646A
Authority: DE
Inventors: Minoru Yokohama Kanagawa Honda; Jun Hino Tokyo Kubo
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-01-14
Filing date: 1981-01-12
Publication date: 1981-12-10
Also published as: FR2473726A1; US4408290A; DE3100646C2; FR2473726B1; JPS649588B2; GB2069782B; JPS56100363A; GB2069782A

Description

TER MEER . MÜLLER . STEINMEISTER -■-· :. *»:««. WG 04 65/267 (3 ) /SO

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung einer Größe einer Änderung der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts.

Die möglichst genaue laufende Messung der Größenordnung einer Änderung einer Hewegungsgeschwindigkeit i:;t in vielen Fällen nützlich, z.B. in bezug auf den Beschleunigungs- und/oder Verzögerungswert der Umlaufgeschwindigkeit eines Fahrzeugrades in Verbindung mit dem Blockiersicherungssvstem der Bremsanlage. Für verschiedene bekannte Antiblockiersysteme ist es typisch, daß für die Größe der Beschleunigung oder Verzögerung eine Ziel- oder Sollgeschwindigkeit festgelegt, mit der ermittelten Ist-Umlaufgeschwindigkeit eines abgetasteten Rades verglichen und durch Differenzieren einer Differenz zwischen den in einer Periode und einer unmittelbar vorausgegangenen Periode vorhandenen Umlaufgeschwindigkeiten die Größe der .Bescheinigung und/oder Verzögerunqi ermittelt wird. Die Geschwindigkeitsermittlung und die Rechenvorgänge erstrecken sich über einen beträchtlich großen Fahrgeschwindigkeitsbereich und erfordern eine bestimmte Genauigkeit. Die Beschleunigungs-und/oder Verzögerungsgröße ergibt sich theoretisch, wenn die Frequnez der von einem Raddrehzahlfühler fortlaufend erzeugten Impulssignale Tn-1, Tn, Tn+1... und K eine Konstante ist, aus folgender Gleichung:

Ot= <tH - TH=D

Da mit diesem herkömmlichen System nur eine Zeit- bzw. Längendifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen bestimmbar ist und

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diese Längendifferenz in dem großen Bereich der möglichen Raddrehzahlen annähernd null wird, ist eine Bestimmung der Beschleunigungs- oder Verzögerungsgröße auf diesem Wege nicht möglich. Dieser Nachteil wird aus dem nachstehend erläuterten Beispiel deutlich:

Wenn ein mit 100 km/h fahrendes Fahrzeug mit einem Verzögerungswert von 0,1g abgebremst wird und die Impulslänge der von seinem Raddrehzahlfühler abgegebenen Impulse in Verbindung mit Taktimpulsen von 1 jis gemessen wird, dann haben der erste und der zweite Fühlersignalimpuls Tn-1 und Tn eine Imnulslänge von 522 iis, zwischen denen ein Zoitdauerunterschied praktisch nicht feststellbar ist. Zur Überwindung dieses Mangels könnte das herkömmliche System so verbessert werden, daß die Impulsdauerdifferenz durch Vergleich mehrerer aufeinanderfolgender Impulse des Drehzahlfühlersignals bestimmt wird, insbesondere durch Vergleich einer Impulsgruppe mit einer unmittelbar vorausgehenden Impulsgruppe, die in dem vorliegenden Beispiel aus jeweils acht Raddrehzahlfühlerimpulsen bestanden, um in Verbindung mit dem Taktsignal von 1με einen Frequenzunterschied festzustellen. Wenn dann das Fahrzeug.aus einer Geschwindigkeit von 100 km/h mit 0,1g verzögert bzw. abgebremst wird, haben die acht Impulse der ersten und der zweiten Gruppe jeweils eine Länge von 5222 μβ bzw. 5234 us. Auf diese Weise kann also bei relativ hoher Geschwindigkeit eine Impulslängendifferenz zwischen benachbarten Impulsgruppen des Drehzahlfühlersignals noch ausreichend festgestellt werden, jedoch wird dafür in den unteren Geschwindigkeitsbereichen, soviel Zeit benötigt, daß eine das Blockieren der Bremse wirksam verhindernde Bremsbeeinflussung unmöglich ist. Im vorliegenden Fall dauert die Ermittlung der ge-

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suchten Größe 40 ms, wenn das Fahrzeug aus einer Geschwindigkeit von 10 km/h mit 0,1 g verzögert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung einer Beschleunigungsund/oder Verzögerungsgröße eines sich bewegenden Objekts, insbesondere der Umlaufgeschwindigkeit eines Fahrzeugrades, so zu verbessern, daß damit sehr genau und in einem verkürzten Zeitraum die Ermittlung einer Längendifferenz zwischen geschwindigkeitsabhängig erzeugten Impulsen möglich ist.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist in bezug auf die Vorrichtung in Patentanspruch 1, 2, 3 und/oder 4, und in bezug auf das Verfahren im Patentanspruch 16 kurzgefaßt angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in jeweils nach geordneten Unteransprüchen enthalten.

Wesentliche Merkmale der Erfindung künmui so zusammengefaßt werden:

Es werden laufend die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts gemessen und in Verbindung mit einem eine konstante Frequenz aufweisenden und als Zeiteinheit für die Messung dienenden Taktsignal ein erstes Signal mit einer der ermittelten Objektgeschwindigkeit proportionalen Frequenz erzeugt,

die ermittelten Werte von jeweils aufeinanderfolgenden Impulsen verglichen und auf eine Differenz zwischen ihnen überprüft,

auf der Grundlage einer Differenz zwischen den ermittelten

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Werten die Größe der Geschwindigkeitsänderung festgestellt wird, und

überprüft, ob die ermittelte Differenz zwischen den Meßwerten größer oder kleiner als ein vorgegebener Wert ist, um, wenn die Differenz größer ist, einen Befehl zur Erhöhung der Anzahl der zu erfassenden Fühlersignalimpulse zu erzeugen und, wenn die Differenz kleiner ist/ dies als gleichförmige Impulsdauer einer gegebenen Größe zu betrachten.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in einer SLoucrcinhcit das Vorhandensein oder NichtVorhandensein der Differenz in dor Fühlersignal frequenz erkannt und die Erhöbung der Anzahl der zu koppelnden Fühlersignalimpulse auf der Grundlage des Ergebnisses einer Rechenoperation veranlaßt.

Ferner kann mit Vorteil ein Grenzwert für die höchste Anzahl von zu koppelnden Signalimpulsen festgelegt sein= Wenn zwischen verglichenen Gruppen, welche die höchste Impulsanzahl enthalten, keine Frequenzdifferenz feststellbar ist, wird.eine Entscheidung in der Richtung getroffen, daß sich die Bewegungsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Objekts nicht verändert hat.

Nachstehend wird ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzip-Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

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BAD ORIGINAL

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Fig. 2 eine grafische Gegenüberstellung zum Längenvergleich von Impulsen, die bei (Λ) einzeln und hoi (B) in Gruppen zu je drei gekoppelten Impulsen verglichen werden,

Fig. 3, 4, 5 und 6(a) bis 6(d) grafische

Darstellungen einer Beziehung zwischen Takt- und Fühlerimpulsen; eines Beispiels einer Impulsgruppe; einer · Operation zur Bestimmung der Impuls

länge des Fühlersignals bzw. zur Verschiebung der Inhalte einer Speichoreinheit nach unterschiedlichen Mustern, die in Fig. 6(a) bis 6(d) jeweils von der Impulsanzahl pro Gruppe abhängen,

Fig. 7 und 8 eine Operationstabelle und ein schematisches Schaltbild einer Hauptsteuereinheit,

Fig. 9 und 10 je ein Blockschaltbild einer Impulssteuerung und oiner Schiebcregiste]

enthaltenden Speichereinrichtung,

Fig. 11 eine Tabelle mit von Schiebemustern der Schieberegister in der Speichereinrichtung abhängigen Eingängen für eine logische Schaltung,

Fig. 12 und 13 ein Schaltbild einer logischen Schaltung und ein Blockschaltbild zu darin ablaufenden Rechenoperationen, und

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Fig. 14 ein schematisches Schaltbild eines

Abschnitts zur Ausgabe eines Signals in bezug auf eine Beschleunigungs- und/oder Verzögerungsgröße.

Das in Fig. 1 als Prinzip-Blockschaltbild dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Größe einer Änderung der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts eignet sich grundsätzlich für verschiedene Anwendungen auf diesem Gebiet.

Das in der Zeichnung dargestellte und nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiel dient insbesondere zur Bestimmung der Größe der Beschleunigung und/oder Verzögerung eines Kraftfahrzeugs bzw. der Radumdrehungsgeschwindigkeit oder Drehzahl dieses Fahrzeugs. Als Maßstab für die Fahr-Zeuggeschwindigkeit oder Raddrehzahl erzeugt ein Raddrehzahlfühler 28 ein Fühlersignal V".., welches mit einem als Zeiteinheit für die Messung dienenden Taktsignal verglichen wird, welches ein Taktimpulsgenerator 2 0 mit konstanter Frequenz in der Größenordnung von 1 ms oder 1 ^s o.dgl., bei dem bevorzugten Auslrührungsbeispiel mit 1 us an einen Zähler 22 abgibt. Dieser Zähler 22 zählt die eingehenden Taktsignalimpulse und erzeugt ein dem Zählwert entsprechendes Signal Takt χ in Form eines geeigneten elektrischen Signals wie Analog-, Digital-Signal ο.dgl..

Im vorliegenden Fall ist es ein 8-Bit-Binärsignal und geht laufend in eine Verriegelungsschaltung 24, der außerdem von einem das Fühlersignal V_RpM des Drehzahlfühlers empfangenden Verriegelungssignalgenerator 26 ein Verriegelungssignal bezieht. Der Verriegelungssignalgenerator 26

zählt die Impulse des Fühlersignals V_RpM, dessen Frequenz der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit oder Raddrehzahl

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proportional ist, und erzeugt das Verriegelungssignal, wenn der Impulszählwert gleich einem Vorgabewert wird, den eine weiter unten beschriebene Hauptsteuereinheit 40 festlegt.

Die Verriegelungsschaltung 2 4 hält den Wert des zum Zeitpunkt der Eingabe des Verriegelungssignals vorhandenen Wert des Zählersignals Takt χ fest; er entspricht der Impulslänge einer vorgegebenen Anzahl von Fühlersignalimpulsen» Die Verriegelungsschaltung 24 gibt ihrerseits einen Verriegelungszählwert Takt y in Form eines 8-Bit-Binärsignals an einen Speicher 30 ab, der außer einem Steuerabschnitt 32 drei Speichcrabschnitte 34, 36, 38 umfaßt. In den Steuerabschnitt geht außer dem Verriegelungsschaltungsausgang Takt y ' von der Hauptsteuereinheit 40 ein Schiebesteuersignal in Form eines 2-Bit-Binärsignals, auf dessen Veranlassung der Steuerabschnitt 32 des Speichers einen der Speicherabschnitte 34, 36 oder 38 zur Abspeicherung des Signals Takt y auswählt. Die genannten Speicherabschnitte 34, 36 und 38 umfassen Schieberegister, in denen der Verriegelungszählwert Takt y nach einer vorbestimmten Ordnung abgespeichert wird.

Angenommen, die Verriegelungsschaltung 24 gibt bei Zugang des Verriegelungssignals die Werte A, B, C ... des Verriegelungszählwertes Takt y aus. Der älteste Signalwert A wird dann in dem Speicherabschnitt 3 4 und der neuste Signalwert C zuerst in dem Speicherabschnitt 38 gespeichert. Jeder dieser Werte A, B, C ... wird in den Speicherabschnitten 34, 36, 38 als Binärzahl abgespeichert die Schieberegister der Speicherabschnitte sind daher für die Speicherung von Digitalwerten ausgelegt.

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Die Recheneinheit 5 0 liest die gespeicherten Werte A, B,C ... aus dem Speicher 30 aus, ermittelt eine Differenz zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Verriegelungswerten A, B, C ... (B-A),(C-B) die Impulslänge der Perioden Tn-1 und Tn in Fig. 2. Ferner rechnet die Recheneinheit 50 (C-B) - (B-A), um eine Differenz zwischen den ermittelten Impulslängen zu bestimmen und diese festgestellte Differenz, mit einem Vorgabewert zu vergleichen und so festzustellen, ob sich die Frequenz des Fühlersignals zwischen den Perioden Tn-1 und Tn geändert hat. Die Recheneinheit 50 erzeugt als Ergebnis dieser Berechnung ein binär kodiertes Signal D_f, welches beim Vorhandensein einer Frequenz-Differenz den Wert 1 und sonst O hat und an die Hauptsteuereinheit 40 sowie eine Ausgabeschaltung 60 abgegeben wird.

Gleichzeitig berechnet die Recheneinheit 50 die Beschleunigungs- und/oder Verzögerungsgröße C>( der Fahrzeuggeschwindigkeit oder Raddrehzahl auf der Grundlaqn der ausgelesenen Speicherwerte A, B und C. Die Beschleu nigungs- und/oder Verzögerungsgröße d , die außerdem an die Ausgabeschaltung 60 abgegeben wird, errechnet sich aus folgender Gleichung:

Darin bedeutet N die Anzahl von zu einer Gruppe zusammengefaßten Impulsen.

Die Hauptsteuereinheit 40 bestimmt nach dem Binärsignal D- durch Abgabe eines Impulszahlsignals N die Anzahl der

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zu einer Gruppe zusammenzufassenden Impulse und legt außerdem durch das Schiebesteuersignal das Muster für die Datenverschiebung in den Speicherabschnitten 34, 36 und 38 fest. Außerdem entscheidet die Steuereinheit 40 in Verbindung mit dem von der Recheneinheit 5 0 kommenden Binärsignal D-, ob sich die Frequenz des Fühlersignals in aufeinanderfolgenden Perioden wie t. und t .verändert hat, und wenn der Wert des Binärsignals D- = ist, erhöht sie in einem gegebenen Umfang den Wert des Impulszahlsignals N und damit die Anzahl der zu einer Gruppe zusammenzufassenden Impulse. Gemeinsam mit der Erhöhung des Signals N wird auch dan VcrschiebemusLer durch Abwandlung des Schiebesteuersignals.angepaßt. Gleichzeitig erzeugt die Steuereinheit 40 ein Entscheidungssignal A , dessen Normalwert 1 ist. Wenn das Impulszahlsignal N einen gegebenen Maximalwert erreicht hat und das Binärsignal D_f immer noch null ist, geht der Wert des schließlich .den Ausgang von der Ausgabeschaltung bestimmenden Entscheidungssignals /3 auf null.

In Fig. 4 und 5 ist ein Beispiel für die Erhöhung des Gruppen-Impulszahlsignals in Relation zu dem Fühlersignal V , dem Zählwert Takt x, dem Verriegelungssignal und dem Verriegelungszählwert Takt y. grafisch dargestellt. Zuerst gibt die Hauptsteuereinheit 40 das Impulszahlsignal N = 1 ab, und die Impulslänge Tn-1 der Periode t.. wird mit der Impulslänge Tn der nächsten Periode t~ verglichen. Wenn die beiden Impulslängen gleich lang sind oder die Differenz zwischen ihnen so klein ist, daß sie nicht erkannt wird, erhöht die Hauptsteuereinheit 40 den Signal-. wert N auf 2. Dadurch wird die Anzahl der Impulse erhöht, die zu einer Gruppe zusammengefaßt werden, deren Gesamtimpulslänge im Bereich einer Periode gemessen wird und als

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Prüflänge bezeichnet werden kann. Die Impulslängen Tn-1 und Tn werden zu einer Prüfimpuls länge 2Tn-1 addiert, deren Periodenlänge von t_Q bis t„ reicht. Die Prüfimpulslänge 2Tn-1 wird mit der Prüfimpulslänge 2Tn einer Periode t- bis t. verglichen. Wenn auch jetzt kein Längenunterschied zwischen den Prüfimpulsen feststellbar ist, veranlaßt die liauptsteuercinheit 40 wiederum eine Erhöhung der Impulsarizahl pro Gruppe, und zwar werden die Prüfimpulse 2Tn-1 und 2Tn zu einem Prüfimpuls mit der Länge 4Tn-1 zusammengefaßt, der sich über die Periodenlängo t_Q bis t. erstreckt, wo das erste bis vierte 'Fühlersignal ankommt. Die Prüfimpulslänge 4Tn-1 wird mit der Prüfimpulslänge 4Tn der Periode t. bis t_ß verglichen.

Bei dem erläuterten Beispiel ist die maximal zu einer Gruppe zusammenzufassende Impulszahl mit 8 festgelegt; falls zwischen den Impulslängen 8Tn-1 und 8Tn immer noch kein Unterschied feststellbar ist, entscheidet die Hauptsteuereinheit 40 in der Periode t_1ß, daß sich die Fahrzeuggeschwindigkeit oder Raddrehzahl nicht verändert hat und kehrt danach in ihren Ausgangszustand zurück, bei dem wieder aufeinanderfolgende Einzelimpulse verglichen werden.

In Fig. 5 sind die Signalwerte von V_nT,_M, Takt x, Verriegelungssignal und Takt y gegenübergestellt, um die Funktion der Verriegelungsschaltung 24 zu zeigen. Beispielsweise wird die Impulslänge für acht zusammengefaßte Impulse gezeigt. Gemäß Fig. 2 wird durch das Taktsignal die Impulslänge des Fühlcrsignals V bestimmt. Der Zähler -- zählt die Taktsignalimpulse und gibt den Zählwert Takt χ ab, dessen Wert in Abhängigkeit von dem Verriegelungssignal

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aus dem Generator 26 von der Verriegelungsschaltung 24 festgehalten und durch Ausgabe eines entsprechenden Ausgangssignals Takt y weitergemeldet wird.

Nach Beendigung eines Operationszyklus zur Erkennung einer Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Impulslängen wie zwischen Tn-1 und Tn entscheidet die Hauptsteuereinheit 40, ob eine Erhöhung der Impulszahl erforderlich ist. Abhängig vom Ergebnis dieser Entscheidung bestimmt die Hauptsteuereinheit 40 durch Abgabe des Schiebesteuersignals das Verschiebemuster der Verriegelungszählwerte A, B, C ... in dem Speicher 30.

In Fig. 6 sind Änderungen des Verschiebemusters bei der Verschiebung der gespeicherten Daten A, B, C ... schematisch dargestellt. In Verbindung mit jeder Horizontallinie sind Linksseitig die im Speicherabschnitt 34 und rechtsseitig die im Speicherabschnitt 38 gespeicherten Daten dargestellt. Das erste Muster I gilt für den Fall, daß schon beim Vergleich zwischen aufeinanderfolgenden Einzelimpulsen eine Differenz feststellbar ist. Für diesen Fall werden die Daten A, B, C ... in den Speicherabschnitten 34, 36, 38 nach einer bestimmten Ordnung verschoben, und zwar werden die Daten A im Abschnitt 34 gelöscht, die im Abschnitt 36 gespeicherten Daten gehen in den Speicherabschnitt 34, die im Abschnitt 38 gespeicherten Daten in den Speicherabschnitt 36, und der Speicherabschnitt 38 wird mit neuen Daten D in Form des letzten VerriegelUngszählwertes Takt y aufgefüllt.

Bei dem zweiten Muster Il wird die Impulsanzahl einer Gruppe auf eins reduziert, wenn beim vorhergehenden letzten Operationszyklus eine Impulslängendifferenz bei

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der mehrere Impulse umfassenden Gruppe festgestellt wurde. Im vorliegenden Fall besteht die Differenz zwischen Gruppen von zwei Impulsen, die gleiche Verschiebung erfolgt jedoch auch für Gruppen mit vier und acht zusammengefaßten Impulsen. In diesem Fall werden die in den Speicherabschnitten 34 und 36 gespeicherten Daten Λ bzw. B gelöscht und Daten C in den Speicherabschnitt 3 4 verschoben. Die Speicherabschnitte 36 und 38 erhalten jeweils neue Daten D und E.

Bei dom dritten Muster III erfolyt eine Erhöhung der Impulsanzahl pro Gruppe gegenüber dem vorausgehenden Zyklus der Bestimmungsoperation. Dieses Muster wird nur dann verwendet, wenn kein Impuls längenunterschied zwischen verglichenen Gruppen feststellbar ist. In diesem Fall bleiben die Daten A im Speicherabschnitt 34, die Daten im Abschnitt 36 werden gelöscht und die Daten C aus dem Abschnitt 38 in Abschnitt 36 verschoben. Frische Daten D zur Impulslänge einschließlich der Längen der

Fühlersignalimpulse d. und d» werden neu im Speicherabschnitt 38 aufgenommen.

Das vierte Muster IV ist dem Muster II sehr ähnlich, aber es gibt für den Fall, daß kein Impulslängenunterschied zwischen Impulsgruppen feststellbar ist, bis der gegebene Maximalwert von zu vergleichenden acht Impulsen erreicht ist.

Wegen dieser Ähnlichkeit wird das Muster IV nachstehend nicht mohr erwähnt.

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In Fig. 7 sind die Impulszahlen pro Gruppe und die Verschiebemuster in einer Tabelle gegenübergestellt. In der- unteren Spalte sind die Ausgänge der die Impulsanzahl bestimmenden und das Verschiebemuster festlegenden Hauptsteuereinheit 40 aufgetragen. Wenn eine Impulslängendifferenz zwischen zu vergleichenden Impulsgruppen vorhanden ist, hat das Signal D_f aus der Recheneinheit 50 den Wert 1, sonst 0. In welchen Fällen die Hauptsteuereinheit 40 das Verschiebemuster I oder II

-JO wählt, ist vorstehend erläutert worden. Es bleibt nur festzustellen, daß die Hauptsteuereinheit die im nächsten Operationszyklus zu einer Impulsgruppe zusammenzufassende Impulszahl immer mit 1 festliegt, wenn eine Impulslängendifferenz festgestellt worden ist. Wenn dagegen beim Gruppenvergleich keine Differenz festgestellt wird, entscheidet die Hauptsteueroinheit 4 0 auf einer Erhöhung der Gruppenimpulszahl und wählt dementsprechend das Verschiebemuster III. Wenn die Anzahl der zu einer Gruppe zusammengefaßten Impulse den Maximalwert erreicht und immer noch keine Differenz feststellbar ist, entscheidet

die Hauptsteuereinheit 40, daß keine Impulslängendifferenz vorhanden ist und verwandelt das Entscheidungssignal auf null. Gleichzeitig kehrt die Hauptsteuereinheit 40 zur Impulszahl 1. pro Gruppe zurück und wählt das Verschiebe- _ muster IV, ■

Das in Fig. 8 als Schaltbild dargesbellte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Hauptsteuereinheit 40 für die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt mehrere UND-, ODER- und NAND-Glieder und eine Verriegelungsschaltung 402. Wie eingangs erwähnt umfaßt das von der Hauptsteuereinheit erzeugte Impulszahlsignal N 4 Bits im Binärcode,die mit a^ ., a. bezeichnet sind. Das Schiebesteuersignäl umfaßt 2 Bits

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im Binärcode, die mit b. und b, bezeichnet sind. Der dem Wert der jeweiligen Stromimpulsanzahlen entsprechende Binärcode la., a~» a^, a.) wird verriegelt und gespeichert in der Verriegelungsschaltung 402, die von einer logischen Schaltung 320 über eine Verzögerungsschaltung 404 ein Rücksetzsignal erhält und so um eine Zeit *£".. verzögert rückgesetzt wird. Der in der Schaltung 402 verriegelte binär kodierte Wert (a......a/) des Impulszahlsignals N wird über Ruckkopplungsleitungen 404, 406, 408, 410, 412, 414, 416 an die Glieder NAND 1, NAND 2, ODER 1, ODER 2, UND 1, UND 2 sowie UND 3 rückgeführt. Die anderen Eingänge von NAND 1 und ODER 2 erhalten über Leitungen 418 und 420 das Binärsignal D_f der Recheneinheit. 50. In die jeweils anderen Eingänge von UND 1, UND 2 und UND 3 gelangt das Signal D- über einen Inverter 422 und Leitungen 424, 426, 428. Die Glieder NAND 1 und ODER 1 bewirken die Bestimmung des Verschiebemusters und die Erzeugung beider Elemente b., b₂ des Schiebesteuersignals zusammen mit dem NAND-Glied 3. Dafür sind insbesondere die Elemente a.. und a. des Impulszahlsignals N zuständig. Für diesen Zweck ist jeder Eingangsanschluß von NAND 3 über je eine Leitung 430 bzw. 432 mit den Ausgängen von NAND 1 und ODER 1 verbunden. Gemäß Fig. 8 wird das Schie-. . besteuersignal-Element b- auf der Grundlage von Element b₂ . und dem Ausgang von ODER 1 bestimmt. Andererseits bestimmen die Elemente NAND 1, UND 2,UND 3 und ODER 2 jeweils eines der Elemente a.., a~, a₃ bzw. a. des Signals N auf der Grundlage der-Elemente a₂, a^, a. bzw.a.. des zuvor ausgegebenen Signals N und des Binärsignals D- aus der Schaltung 50. Auf der Grundlage von .Element a. des Signals N

und des Binärsignals D_f erzeugt das NAND-Glied 2 laufend das Entscheidungssignal /3 .

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Die in Fig. 9 dargestellte bevorzugte Ausführung eines Verriegelungssignalgenerators 26 für die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer Verriegelungsschaltung 260, einem Zähler 262; einem Komparator 26 4 und einem monostabilen Multivibrator 266. Jeweils aus den Ausgängen der Glieder UND 1, UND 2, UND 3 und ODER 2 kommen die Elemente a. ... a, einzeln über je eine Leitung 440, 442, 444, 446 in den Eingang der Verriegelungsschaltung 260. Der Zähler 262 übernimmt das Fühlersignal V des Drehzahlfühlers 28, zählt dessen Impulse aufwärts, erzeugt ein dem Zählwert entsprechendes Binärsignal (v«, v~, V₃, v.) und gibt es an den Komparator 264 ab, welcher über die Verriegelungsschaltung 260 außerdem die Elemente a- ... a. des Impuls- zahlsignals N erhält. Der Komparator 264 vergleicht den Fühlersignaleingang [ν^.,.ν.) aus dem Zähler 262 mit dem . Eingang N (a^.'.a.) aus der Verriegelungsschaltung 260, und wenn der in dem Fühler-Binärsighal V _pM (ν^.,.ν^) enthaltene Zählwert gleich dem Wert des Signals N ist, ■ veranlaßt der Komparator 264 die Abgabe eines Verriegelungssignals (Einzelimpuls) an die Verriegelungsschaltung 24, damit sie den Zählwert Takt χ festhält. Dieses Verriegelungssignal geht außerdem an den Zähler 262, um dessen Zählwert zurückzusetzen, und über eine mit einer Verzögerungszeit *f_ arbeitende Verzögerungsschaltung

an die Verriegelungsschaltung 260, damit diese ihre Inhalte rücksetzt und das Verriegelungssignal in den Zähler 262 ein- * gibt. _ .. __....

Aufgrund des Verriegelungssignals aus dem Verriegelungs- · Signalgenerator 26 wird aus den gezählten Fühlersignalim-.pulsen der in der Verriegelungsschaltung 24 festzuhaltende Zähltaktwert Takt x. Bei Wahl des Verschiebemusters I oder

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erzeugt die Generatorschaltung 26 ein Verriegelungssignal während eines Operationszyklus der Vorrichtung, im Fall des Verschiebemusters II werden jedoch pro Zyklus zwei Schiebesteuersignale erzeugt.

Jeder der drei Speicherabschnittc 34, 36, 38 des in Fig. 10 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Speichers 30. enthält je ein Schieberegister 340, 360 bzw. 380 mit jeweils einer darin enthaltenen Verriegelungsschaltung 342, 362 bzw. 382. Der Steuerabschnitt 32 um- faßt eine logische Schaltung 320 und einen Zähler 330; sie ist so angeschlossen, daß sie von den Ausgängen von NAND und NAND 3 der Hauptsteuereinheit 40 die Elemente b-, b-, des Schiebesteuersignals beziehen kann. Ausgänge 321 ... der logischen Schaltung 320 sind jeweils mit einem Eingang 343, 344, 363, 364, 383, 384 der Schieberegister 340,

bzw. 380 verbunden. Folglich gehen von der logischen Schal-.-;.-■ tung 320 erzeugte Signale jeweils über .Anschlußverbindungen

321-343, 322-344, 323-363, 324-364, 325-383 bzw. 326-384 '" - in die Schieberegister 340, 360 und 380. Jeder Signalwert ist durch das Schicbesteuersignal festgelegt, jedes von der Schaltung 320 in die Schieberegister 340, 360, 380 gehende Binärsignal hat entweder den Wert 1 oder 0. Aufgrund der ^: Kombination des eingegebenen Signalwerts bestimmt jedes der genannten Schieberegister einen Funktionsmodus unter den nachstehend aufgeführten drei Funktionen:'

Modus I : Beide Eingangssignalwerte sind null, das

Schieberegister sperrt Takteingang. Modus II : Wenn an den Eingangsanschluß 322, 324 oder

der Eingangssignalwert 1 und an .den Eingangs-' anschlüssen 321, 323 oder 325 der Signalwert . O anliegt,' bewirkt das Schieberegister eine

Speicherverschiebung nach rechts.

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Modus III ; Bei Eingang des Signalwertes 0 an die Eingänge 322, 324 oder 326 und des Signalwertes 1 an die Eingänge 321, 323 oder 325 erhält das Schieberegister frische Daten in Form eines 8-Bit-Binärsignal als neuer

Verriegelungszählwert Takt y aus der Verriegelungsschaltung 24.

Jedes der Schieberegister 340, 360, 380 gibt laufend einen dem gespeicherten Zählwert A, B, C ... entsprechenden Ausgang an die Verriegelungsschaltungen 342, 362, 382 ab, und diese Schaltungen erhalten außerdem, wenn sie sich im Modus I befinden, das von der logischen Schaltung 320 erzeugte .Rücksetzsignal zur Erzielung eines Taktsperrzustands. Dadurch werden die Inhalte in den genannten Schieberegistern 340 bis 380 stabilisiert und die Schiebeoperation beendet. Die Verriegelungsschaltungen 342, 362 und 382 erhalten das RückseLzsiynal um 't", verzögert über eine Verzögerungsschaltung 327 und verriegeln so die entsprechenden Eingänge A, B, C ,.. von den Schieberegistern 340, 360 und 380.

Anschließend geben die Verriegelungsschaltungen 342, 362 und 382 die verriegelten Werte A, B, C ... an die Recheneinheit 50 weiter.

Das vom Taktsignalgenerator 20 erzeugte Taktsignal geht über Eingänge 345, 365 bzw. 385 an jedes der Schieberegister 340, 360, 380 und ferner in einen die Anzahl der Taktsignalimpulse zählenden Zähler 304, der mit jedem achten Taktimpuls eine unter der Adresse C₁, C₂, c_ mit dem Binärwert 1 gespeicherte Binärzahl gewinnt und ein 3-Bit-Binärsignal (c..,c-,C₃) an. die logische Schaltung 320 abgibt. Die Rücksetzung des Zählwertes im Zähler 304 erfolgt durch das verzögert über die Verzögerungsschaltung 327 aus. der logischen Schaltung 320 kommende Rücksetzslgnal.

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TER MEER . MÜLLER . STEINMEISTER "" ^lÄss^- *WS,O465/267 (3) /SO

Zwischen der logischen Schaltung 320 und einer mit einer Leitung 303 verbundenen Takt-Torschaltung 302 liegt ein Flip-Flop 306, dessen Rücksetzeingang R über eine Verzögerungsschaltung 327 und dessen Setzeingang S über diese Schaltung 327 und eine andere Verzögerungsschaltung 328 mit der logischen Schaltung 320 verbunden ist. Folglich geht das Rücksetzsignal R aus der logischen Schaltung 320.an beide Eingänge R und S mit einer gegebenen Zeitverzögerung ^₄-Zwischen den Eingängen R und S besteht der durch die Verzögerungsschaltung 328 bestimmte Zeitunterschied von *£- und "^., wobei die Verzögerungszeit "£". vorzugsweise der Zykluszeit einer Operation zur Bestimmung der Beschleunigungs- oder Verzögerungsgröße entspricht.

Folglich wird Flip-Flop 306 durch das über die Schaltung 327 und 328 kommende Rücksetzsignal mit einer Zeitverzögerung von T₃ + t*₄ gesetzt, jedoch durch das über die Schaltung 327 kommende Rücksetzsignal rückgesetzt.

Die logische Schaltung 320 bestimmt aufgrund des Zugangs des Binär-Schiebesignals mit den Elementen b^ und b2 und des Taktzählausgangs mit den Elementen C₁ bis c, Schiebemodussignale SHIFT 1, SHIFT 2 und das Rücksetzsignal. In Fig. 11 sind tabellarisch die Zusammenhänge zwischen den Eingangskombinationen und den Schiebemodussignalen SHIFT 1 bis SHIFT 6 dargestellt.

Nachstehend wird in Verbindung mit Fig. 11 die Funktion des Speichers 30 sowie die Funktionen jedes Elementes der Speichereinheit in Verbindung mit jedem Verschiebemuster beschrieben:

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Muster I

Zunächst wird das Flip-Flop 306 durch das über die Verzögerungsschaltungen 327 und 328 gehende Rücksetzsignal der logischen Schaltung 320 gesetzt, um über die Leitung 303 die Torschaltung 302 zu öffnen und das Taktsignal aus dem Taktsignalgenerator 320 durchzulassen.

Da jetzt die-Hauptsteuereinheit 40 auf Verschiebemuster . I steht und folglich der Zählwert des Taktzählers 304 null ist, befinden sich die Schieberegister 340, 360 und 380 im Verschiebemuster II/ ihre Speicherwerte werden um 1 Bit nach rechts verschoben. Dieser Zustand dauert an, bis das 8-Taktsignal im Taktzähler 304 hochgezählt ist. Der Zählausgang (CpC-iC.) bleibt deshalb auf null. Mit dem achten Taktsignal wird der Zählwert (C₁...C₃) = 1 um die Schieberegister 340, 360 und 380 jeweils auf den Modus I bzw. I bzw. III zu bringen. Jetzt sind die Schieberegister 340, 36Q taktgesperrt, und Schieberegister kann aus der Verriegelungsschaltung 24 frische Daten

2Q empfangen. Nach Zugang .des ,nächsten achten Impulses erhöht der Takt-Zähler 304 seinen Zählwert auf 2, und dadurch sind sämtliche Schieberegister 340, 360, 380 im Modus I taktgesperrt. Gleichzeitig erzeugt die Schaltung 320 das Rücksetzsignal mit dem Wert 1 . Durch 327 um *£*, verzögert geht das Rücksetzsignal jetzt zum Flip-Flop 306 und setzt es außer Betrieb, sein Ausgangswert geht auf-.Ο.und schließt die Torschaltung 302. Der Taktzähler wird durch das Rücksetzsignal rückgesetzt, und das über «.., die Verzögerungsschaltung 327 in die Schieberegister 340, ■ 360. und 380 gehende' Rücksetzsignal veranlaßt diese zur übergabe ihrer Inhalte in jeweils eine Verriegelungsschaltung 342» 362 bzw. 382, die daraufhin ihre verriegelten Werte in die Recheneinheit 50 abgeben.

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Muster II

Die verzögerte übertragung der Taktimpulse des Generators 20 in den- Taktzähler 304 erfolgt in gleicher Weise wie vorstehend unter Muster I beschrieben, und weil die Ilaupt-Steuereinheit 40 das Muster II gewählt hat, da ferner der Zählwert des Zählers 304 null ist und da die Schieberegister 340, 360 und 380 auf Muster I gesetzt sind, werden die in ihnen vorhandenen Daten um 1 Bit nach rechts geschoben, so daß die Inhalte A, B, C ... nach Eingang des achten Taktsignals um 8 Bits verschoben und in das nächste Register eingeschoben sind. Der vorher in 360 gespeicherte Wert B ist jetzt in 340, der Wert C aus .380 in 3G0 und der Speicherwort in dem dritten Schieberegister 380 wird null. Wie bei Muster I nehmen die Schieberegister 340, 360 bzw. 380 mit dem achten Taktsignal jeweils den Modus I, I bzw. III ein, ferner erhält das Register 380 jetzt frische Daten von der Verriegelungsschaltung 24, und der Taktzähler 304 geht auf den Zählwert 2. In dieser Zählposition werden die Schieberegister 340, 360 und 380 auf Modus II gestellt, um ihre Inhalte um 1 Bit nach rechts zu schieben und sofort, bis das nächste achte Taktsignal eingegangen ist. Dadurch werden die Daten C von 360' nach 340, die Daten D von 380 nach 360 geschoben und das Schieberegister 380 auf null gesetzt. Wenn der Taktzähler 304 den Wert 3 erreicht, worden die Schieberegister 340 und 360 auf Modus 1 gesetzt und taktgesperrt, und das Register 380 auf Modus III gesetzt, um neue Daten E aus der Schaltung 24 aufzunehmen. Damit gelangen die zuerst in 380 gespeicherten Daten C schließlich in das Register 340, und die Register 360 und 380 erhalten synchron mit dem eingehenden Taktsignal neue Daten D bzw. E aus der Verriegclungsschaltung. Der weitere Operationsablauf von Muster II entspricht genau dem vorstehend im

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letzten Drittel der Beschreibung von Muster I angegebenen Ablauf, beginnend mit der Sperrung des Taktsignaleingangs in sämtliche Schieberegister 340, 360, 380 durch deren Versetzung in den Modus I, und abschliessend mit der Ausgabe der in den Verriegelungsschaltungen •342, 362 und 382, enthaltenen Verriegelungswerte in die Recheneinheit 50.

Muster III

Die verzögerte übertragung der Taktimpulse des Generators 20 in den Taktzähler 304 erfolgt in gleicher Weise wie vorstehend in Verbindung mit Muster I beschrieben, und weil die Hauptsteuereinheit 40 Muster III gewählt hat und der Zählwert des Zählers 304 null ist, befindet sich das Schieberegister 340 im Modus I und die Schieberegister 360, 380 im Modus HI. Da der Taktzähler 304 mit dem achten Taktsignal den Zählwert 1 annimmt, gehen zu diesem Zeitpunkt die in den Registern 360, 380 gespeicherten Daten B bzw. C in das jeweils nächste Schieberegister. Da in diesem Fall das Schieberegister 340 für den Takteingang gesperrt ist, können die vom Register 360 herübergeschobenen Daten nicht darin gespeichert werden, vielmehr kommen nur die Daten C von Register 380 in das Register 360, Sobald der Zählwert 1 wird, werden die Schieberegister 340 und 360 durch Modus I für den Takt gesperrt, und das Register 380 erhält den Modus III und nimmt neue Daten D von der Verriegelungsschaltung 24 auf. Der Taktzähler 304 nimmt . weitere Taktsignale des Generators 20 auf und geht beim achten Taktsignal auf den Wert 2, so daß sämtliche Schieberegister 340, 360, 380 in den Modus I gelangen und taktgesperrt sind. Pas gleichzeitig von der logischen Schaltung 320 erzeugte Rücksetzsignal hat den Wert 1 und gelangt über

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die Verzögerungsschaltung 327 um 'l-j verzögert in den ■ Eingang R von Flip-Flop 306, um durch dessen Null-Ausgang das Takttor 302 zu sperren und außerdem über das Rücksetzsignal den Zählwert des Zählers 304 rückzusetzen. . 5 Das Rücksetzsignal gelangt ferner über 327 verzögert in die Schieberegister 340, 360, 380, damit diese ihre Inhalte in die Verriegelungsschaltungen 342, 362, 382 abgeben, aus denen sie schließlich in die Recheneinheit 50 übertragen werden.

Die den Steueräbschnitt 32 des Speichers 30 bildende logische Schaltung 320 (Fig.12) besteht aus den logischen Gliedern NAND 4,UND 4, UND ij, UND 6, ODPlR 3, ODHR 4, ODER 5 und ODER 6. NAND 4 ist mit NAND 1 und NAND 3 dor Hauptsteuereinheit 40 verbunden und erhält von dort die Elemente b- und b₂ des Schiebesteuersignals. ODER 3 ist über jeden Eingang mit jedem Adreßplatz des Taktzählers 304 verbunden. Somit gelangen über NAND 4 und ODER 3 das Schiebesteuersignal b-, b₂ und der Zählwert c-, c«, C₃ in die logische Schaltung 320. Ferner gelangt der Ausgang von NAND 3 der Einheit 40 in einen Eingang von UND 6 und durch einen Inverter 330 umgedreht in einen Eingang von UND 5, in dessen.zweiten Eingang der Ausgang von NAND 1 geht. UND 5 erhält ferner über einen Inverter 332 umgedreht das Element c. und ferner das Element C₂ des Zählwertes. C₂ geht außerdem in UND 6. UND 4 erhält Ausgänge von NAND 4 sowie ODER 3 und erzeugt einen Ausgang, der an einen Eingang von ODER 5 geht. Der andere Eingang von ODER erhält den Ausgang von UND 5. Folglich bestimmt ODER 5 auf der Grundlage der Ausgänge von UND 4 sowie UND 5 den Wert eines über den Anschluß 343 ausgehenden Signals, welches pralle! an einen Eingang des logischen Gliedes ODER 6 geht, welches ferner den Ausgang von ODER 3 aufnimmt und seinen

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TER MEER ■ MÜLLER . STEINMEISTER "; .^: . } - wissarTiVG ;O465/267 (3) /SO

eigenen Ausgangswert an den Ausgangsanschluß 363 liefert. Der Ausgang von ODER 4 wird durch einen Inverter 334 umgedreht und an einem Ausgangsanschluß 383 sowie als Rücksetzsignal abgegeben.

Wie in der Zeichnung angegeben sind die Ausgangswerte an den Ausgangsanschlüssen 344 und 364 ständig und unveränderbar "0". An einem Ausgangsanschluß 384 steht das Element C₁ des Zählwerts von Taktzähler 304 wie er ist.

Ein bevor2ugtes Ausführungsbeispiel der Recheneinheit 50 zur Bestimmung der mit o{ bezeichneten ßeschleunigungs- und/oder Verzögerungsgröße ist in Fig. 13 dargestellt und umfaßt im wesentlichen mehrere Subtraktions-, Divisionsund Mul.tiplikationsschaltungen. In Subtraktionsschaltungen 502, 504 und 506 gehen jeweils die der Fühlersignal-Impulsdauer entsprechenden Ausgänge A, B, C ... aus den Verriegelungsschaltungen 342, 362, 382 des Speichers 30. Jede dieser Subtraktionsschaltungen subtrahiert den Schieberegister-Ausgangswert jeweils von dem Ausgangswert des vorhergehenden Registers, nämlich Schaltung 502 subtrahiert B-A, Schaltung 504 C-B und Schaltung 506 C-A. Die Ausgänge der Subtraktionsschaltungen 502 und 504 repräsentieren dia Dauer des 'Eingangs einer vorbestimmten Anzahl von Fühlersignalimpulsen. Eine Subtraktionsschaltung 508 führt an den Ausgängen der Schaltungen 5 02 und 5 04 folgende Subtraktion durch: (C-B) - (B-A) = A-t. Der hierbei errechnete Differenzwert /\,t wird in einem Komparator 510 mit einem Vorgabewert t , verglichen und daraus ermittelt, ob sich' in dieser Periode die Fühlersignalfrequenz geändert hat. Gleichzeitig gehen die Ausgänge der Subtraktionsschaltungen 502 und 504 in Teilerschaltungen 512 und 540, welche

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TER MEER .MOULER · STt. INMEISTER ·. . .- _{N L}._?san „_G .Q46b/2b / U ) /

daraus die in Fig. 13 angegebenen Reziprokwerte der Ausgänge C-B und B - Λ bilden. Diese Reziprokwerte gehen in eine Subtraktionr>.schaltung 560, um folgende

1 1 Beziehung herzustellen: (^ =—, —- r-)

Eine Multiplikationsschaltung 5 V multipliziert, diesen Ausgang der Subtraktionsschaltung 516 mit dem Impulszahlsignal N aus der Hauptsteucreinheit 40, welches als N (a.,a„,Ά-,a.) vorliegt. Die zu diesem Zweck mit der Steuereinheit 40 verbundene Multiplikationsschaltung 580 errechnet N ( =—-₅ _p ¹ ■ )

Das Ergebnis der Multiplikation wird in einer Divisionsschaltung 520 geteilt und ergibt
N ( ^J₇₁- - B-rV ')/(C - A) = Oi

Als Ergebnis seiner Vergleichsoperation gibt der Komparator 510 an die Hauptsteuereinheit 40 und die Ausgabeschaltung 60 das Binars.Lgna! D,- ab, und van dem Ausgang der Divisionsschaltung '520 wird das der Größe der Beschleunigung bzw. Verzögerung entsprechende Signal c( an die Ausgabeschaltung 6 0 abgegeben.

„_ Kin bevorzugtes Auüführungsbeispiel dur AuygabcschalLung 60 ist in Fig. 14 dargestellt. Darin befindet sich nine Torschaltung 600 mit 8 UND-Gliedern, die je einem Aut;gangsanschluß der Recheneinheit 50 zugeordnet sind und von dort jodet; Element dos Ausgangs. in Form einer 8-Bi.t-Binärzahl erhalten. Außerdem erhält jedes UND-Glied der Torschaltung 600 von NAND 2 das Entscheidungssignal0> , um bei dem Wert 1 des Entscheidungssignals zu öffnen. In diesem Zustand geht der Ausgang der Recheneinheit 50 durch die Torschaltung 600 in eine Verriegelunqsschaltung 620, und das Entscheidungssignal außerdem über einen Inverter 622 in ein logisches Glied ODER 7, welches an seinem zweiten Eingang

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das Binärsignal D_f aus dem Komparator 510 erhält. Wenn der Eingang (b null oder der Eingang D_f eins ist, gibt ODER 7 ein Verriegelungssignal L an die Verriegelungsschaltung 620 ab, damit diese den Eingangswert von der Torschaltung 600 festhält und diesen konstanten verriegelten Wert ausgibt. Bei fehlendem Verriegelungssignal L läßt die Schaltung 620 den Eingang der Torschaltung 600 frei hindurchgehen. Bei einer Erkennung einer Differenz der Fühlersignalfrequenz haben die Signale fo und D_£ den Wert 1, und die Verriegelungsschaltung 620 gibt ein der Beschleunigung oder Verzögerung entsprechendes Signal ab. Falls keine Differenz in der Fühlersignalfrequenz erkannt wird und D_f = O ist, erhält das Entscheidungssignal /}} den Wert 1, und die Verriegelungsschaltung 620

_ gibt den gleichbleibenden Verriegelungswert aus. Sind beide Signale p_f und β gleich null, dann geht der Schaltungsausgang von 620 auf 0, und das bedeutet, daß die FühlersignaldifSerenz ebenfalls 0 ist und das Fahrzeug oder Fahrzeugrad keine Geschwindigkeitsänderung zeigt.

Mit der erfindunqsqemäßenVorrichtung kann sehr genau die Änderung eines Beschleunigungs- und/oder Verzögerungswertes eines Kraftfahrzeugs bzw. einer Raddrehzahl ermittelt werden, weil in sinnvoller Weise die Anzahl von miteinander zu vergleichenden Geschwindigkeitsfühlersignalimpulsen so verändert wird, daß bei einer Geschwindigkeitsänderung eine Differenz der Fühlersignalfrequenz erkannt wird. Daher kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Vorteil in Verbindung mit einer Blockiersicherung eines Fahrzeugbremssystems verwendet werden.

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"-•*Nl^:ssan-"WG.&465/267 (3)/SO

Darüber hinaus ist die Erfindung aber auch für viele andere Zwecke einsetzbar, sie kann beispielsweise auch zur Ermittlung der reinen Fahrzeuggeschwindigkeit oder Raddrehzahl eingesetzt werden.

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Claims

PAT E N TA N WA LTE

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Ollico Mandatalres agrees pres !'Office europoen des brevets

Dipl.-Chom. Dr. N. ter Meer Dipl -Ing. H. Sleinmeister

?t1^na' ^RJf· ^MÜIler Siekarwall 7.

Tnftstrasse 4,

D-BOOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

WG 0465/267(3) · 12. Januar 1981

Mü/Gdt/Tß/vL

NISSAN MOTOR COMPANY, LTD. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku , Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Geschwindigkeitsänderung eines sich bewegenden Objekts

Priorität:. 14. Januar 1980, Japan, Ser.Nr. 55-2143

PATENTANSPRÜCHE

1J Vorrichtung zur Bestimmung der Größe einer Änderung der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts, mit einem Geschwindigkeitsfühler, der ein Fühlersignal in Form von Impulsen mit einer der ermittelten Geschwindigkeit entsprechenden Frequenz abgibt, gekennzeichnet durch

- einen Taktimpulse mit konstanter Frequenz abgebenden Taktsiynalgcnorator (20),

- einen die Taktsignale zählenden und beim Erreichein einer vorgegebenen Anzahl von Fühlersignalen den Zählwert festhaltenden Zähler (22),

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·' -* " : .'Njussaii WG:0465/267(3)

TER MEER . MÜLLER · STEINMEISTCR ■ ---

- einen Speicher (30) zur Speicherung des festgehaltenen und zu vergleichenden Zählwertes, in welchem wenigstens einer der Speicherwerte pro Arbeitszyklus erneuert oder ausgetauscht wird;

- eine Recheneinheit (50) zur Verarbeitung der Speicherwerte und zur Bestimmung der Größe der Bewegungsänderung des Objekts auf das Basis einer Differenz zwischen den in dem Speicher gespeicherten Werten, die einen Befehl zur Erhöhung der Impulsanzahl der in ihrer Dauer zu messenden Fühlersignale abgibt, wenn die Differenz zwischen den Speicherwerten kleiner als ein vorgegebener Wert, ist,

- eine Steuereinheit (40), die in Abhängigkeit von dem Befehl die Impulszahl der in ihrer Dauer zu messenden Fühlersignale für die nächste Rechenoperation bestimmt, die Speicherwerte im Speicher in Abhängigkeit einer Änderung der vorgegebenen Impulszahl verschiebt, durch Erzeugung eines Verriegelungssignals den Zähler (22) auf den erreichten Zählwert verriegelt und ein Verschiebesteuersignal für den Speicher erzeugt, und

- eine Ausgabeschaltung (60) für die errechnete Größe der Geschwindigkeitsänderung.
2. Vorrichtung zur Bestimmung der Größe einer Änderung der Geschwindigkeit eines Objekts, mit einem Geschwindigkeitsfühler zur Abgabe eines der durch ihn ermittelten Geschwindigkeit entsprechenden Fühlersignals in Form eines Impulssignals,

■ a

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gekennzeichnet durch

- einen Zähler (22) zum Messen der Dauer einer bestimmten Anzahl von Fühlersignalimpulsen und zum Festhalten des ermittelten Zählwertes nach jedem Eingang der bestimmten Fühlersignal-Impulszahl, mit einem Taktsignalgenerator (20) zur Erzeugung eines Taktsignals, dessen Frequenz ein Maßstab für die Zeit-

■ einheit bei der Messung der Dauer der bestimmten Fühlersignal-Impulszahl ist,

- einen Speicher (30) zur Speicherung des festgehaltenen und zu vergleichenden Zählwerts, welcher wenigstens einen seiner Speicherwerte entsprechend einer vorgebbaren Austauschfolge in Abhängigkeit vom Ergebnis eines dazwischenliegenden Arbeitszyklus des überwachten Geräts ändert oder austauscht,

- eine Recheneinheit (5 0) zur Verarbeitung der Speicherwerte und zur Bestimmung der Größe der Bewegungsänderung des Objekts auf der Basis einer Differenz zwischen den in dem Speicher gespeicherten Werten, die einen Befehl zur Erhöhung der Impulsanzahl der in ihrer Dauer zu messenden Fühlersignale abgibt, wenn die Differenz zwischen den Speicherwerten kleiner als ein vorgegebener Wert ist,

- eine Steuereinheit (4 0), die in Abhängigkeit von dem Befehl die Impulszahl der in ihrer Dauer zu messenden Fühlersignale für die nächste Rechenoperation bestimmt, die Speicherwerte im Speicher in Abhängigkeit einer Änderung der vorgegebenen Impulszahl verschiebt, durch Erzeugung eines Verriegelungssignals den Zähler (22) auf den erreichten Zählwert verriegelt und ein Verschiebesteuersignal für den Speicher erzeugt, und

- eine Ausgabeschaltung (60) für die errechnete Größe der Geschwindigkeitsänderung.

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Schiebeoperation in dem Speicher erzeugt, und «- eine Ausgabeschaltung (60) zum Ausgeben des Ergebnisses der Operation zur Bestimmung der Größe der Geschwindigkeitsänderung.
3, Vorrichtung zur Bestimmung der Größe einer Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit eines Objekts, mit einem Geschwindigkeitsfühler zur Abgabe eines der durch ihn ermittelten Geschwindigkeit entsprechenden Fühlersignals in Form eines Impulssignals,
gekennzeichnet durch

- einen Zähler (22) zum aufeinanderfolgenden Messen der Dauer einer bestimmten Anzahl von Fühlersignalimpulsen und zum Festhalten des ermittelten Zählwertes für jede bestimmte ankommende Anzahl der Fühlersignalimpulse, mit einem Taktsignalgenerator (20) zur Erzeugung eines Taktsignals, dessen Frequenz eine Meßzeiteinheit bildet, so daß der Zähler den festgehaltenen Zählwert mit jedem Operationszyklus der Vorrichtung ausgibt,

- einen den Ausgang des Zählers aufnehmenden und den ■festgehaltenen Zählwert speichernden Speicher (30) mit einem ersten, zweiten und dritten Speicherabschnitt, von denen jeder den festgehaltenen Zählwert nach einer festgelegten Ordnung verschiebbar speichert und die Verschiebeoperation nach einem vorgegebenen Verschiebemodus ausführt, der aus gegebenen Moden in Abhängigkeit von der Änderung der Impulszahl der in ihrer Dauer zu messenden Fühlersignale vor-ausgewählt wird,

- eine durch Vergleich der Speicherinhalte benachbarter Speicherabschnitte eine Differenz zwischen ihnen ermittelnde und auf der Grundlage dieser Differenz die Änderungsgröße der Objektgeschwindigkeit bestimmende

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Recheneinheit (50), die einen Befehl zur Erhöhung der Impulszahl der bezüglich ihrer Dauer zu messenden Fühlersignale abgibt, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen den Speicherwerten kleiner als ein gegebener Wert ist, mit einer das Ergebnis der Operation zur Bestimmung der Änderungsgröße der. Objektbewegungsgeschwindigkeit ausgebenden Ausgabeschaltung (60), und

- eine Steuereinheit (40), die in Abhängigkeit von dem Befehl die Impulszahl der in ihrer Dauer zu messenden Fühlersignale für den nächsten Operationszyklus der Vorrichtung bestimmt, einen Verschiebemodus zur Steuerung der Verschiebeoperation der Speicherabschnitte auf der Basis der Impulszahländerung festlegt, die Anzahl der ihr zugeführten Fühlersignalimpulse zählt und in Abhängigkeit von der Zählung des der vorgegebenen Impulszahl entsprechenden Vorgabewertes ein Verriegelungssignal erzeugt.
4. Vorrichtung zur Bestimmung einer Größe einer Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit eines Objekts, gekennzeichnet durch

- eine zur fortlaufenden Bestimmung der Objektgeschwindigkeit ein von einem Geschwindigkeitsfühler (28) erzeugtes Fühlersignal aufnehmende sowie die Impulszahl der ankommenden Fühlersignalimpulse zählende Steuereinheit (40), welche auf der Grundlage einer beim vorherigen Operationszyklus ermittelten Differenz in der Fühlersignalfrequenz einen Zuwachsbetrag der zu zählenden Impulsanzahl festlegt und ein Verriegelungssignal erzeugt, wenn der Zählwert gleich dem ermittelten Wert eines Verschiebe-

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modussignals gemäß der Änderung der zu messenden Impulszahl wird/

einen Zähler zum aufeinanderfolgenden Messen der Dauer einer bestimmten Anzahl der Fühlersignalimpulse und zum Festhalten des ermittelten Zählwertes für jede bestimmte Anzahl der ankommenden Fühlersignalimpulse, mit einem Taktsignalgenerator (28) zur laufenden Erzeugung eines als Zeiteinheit für die Messung dienenden Taktsignals mit konstanter Frequenz, so daß der Zähler den festgehaltenen Zählwert mit jedem Beginn eines Operationszyklus der Vorrichtung ausgibt, .

einen den Ausgang des Zählers aufnehmenden und den festgehaltenen Zählwert speichernden Speicher (30) mit einem ersten, zweiten und dritten Speicherabschnitt, von denen jeder den festgehaltenen Zählwert nach einer festgelegten Ordnung verschiebbar speichert und die Verschiebeoperation nach einem vorgegebenen Verschiebemodus ausführt, der aus gegebenen Moden in Abhängigkeit von der Änderung der Impulszahl der in ihrer Dauer zu messenden Fühlersignale vor-ausgewählt wird, und

eine durch Vergleich der Speicherinhalte benachbarter Speicherabschnitte eine Differenz zwischen ihnen ermittelnde und auf der Grundlage dieser Differenz die Änderungsgröße der Objektgeschwindigkeit bestimmende Recheneinheit (50), die einen Befehl zur Erhöhung der Impulszahl der bezüglich ihrer Dauer bemessenden Fühlersignale abgibt, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen den Speicherwerten kleiner als ein" gegebener Wert ist, mit einer das Ergebnis der Operation zur Bestimmung der Änderungsgröße der .Objektbewegungsgeschwindigkeit ausgebenden Ausgabeschaltung (60) .

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TER MEER . MÜLLER . STEINMEISTER- ' ^ - "Nissan WG 0465/267 (3) /SO
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit

(40) ferner ein den Ausgang der Recheneinheit (50) rücksetzendes Rücksetzsignal erzeugt und an den Zähler (22) abgibt, damit dieser in Abhängigkeit davon den festgehaltenen Zählwert ausgibt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit, wenn die vorgegebene Impulszahl des bezüglich seiner pauer zu messenden Fühlersignals einen gegebenen Maximalwert erreicht, ein Entscheidungssignal erzeugt, auf dessen Veranlassung die Ausgabeschaltung der Recheneinheit einen eine Null-Differenz angebenden Ausgang produziert,
7. Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (3 0) außer den drei Speicherabschnitten (34,36,38) einen Speichersteuerabschnitt (32) umfaßt, der in Abhängigkeit von dem Rücksetzsignal die Speicherwertverschiebung in den Speicherabschnitten nach einem durch den Steuerabschnitt bestimmten vorgewählten Muster wiederholt und so lange ablaufen läßt, bis das vorgewählte Muster abgeschlossen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder Speicherabschnitt ein Schieberegister mit einer 8-Bit-Speicheradresse umfaßt, in welches der festgehaltene Zählwert in Form eines 8-Bit-Binärsignals eingegeben wird.

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TER MEER -MÖLLER ■ STEINMEISTER- --'"- ' ^:.."' .-¹- * ^:..^: Nissan WG 0465/267 (3)/SO
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß das Verschiebemodussignal ein 2-Bit-Binärsignal ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Ermittlung einer Beschleunigungs- und/oder einer Verzögerungsgröße der Umlaufgeschwindigkeit eines Fahrzeugrades,

dadurch gekennzeichnet/ daß der Geschwindigkeitsfühler (28) so mit einem Fahrzeugrad gekoppelt ist, daß er laufend ein Fühlersignal erzeugt, welches der Radumlaufgeschwindigkeit bzw. Drehzahl entspricht, und an die Steuereinheit (40) für die laufende Messung der Raduralaufgeschwindigkeit abgibt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (50) die Frequenz von jeweils aufeinanderfolgenden Fühlersignalen, die eine der ermittelten Radumlaufgeschwindigkeit proportionale Frequenz haben, mit einem als Meß-Zeiteinheit dienenden Taktsignal des Taktsignalgenerators (20) vergleicht, danach die Größe der Beschleunigung oder Verzögerung der Raddrehzahl ermittelt und das Ergebnis ausgibt; und daß die Steuereinheit (40) das Vorhandensein einer Differenz der Fühlersignalfrequenz erkennt sowie eine Impulsanzahl bestimmt, die zu einer auf der Grundlage des Ergebnisses des vorangehenden Operationszyklus der Vorrichtung ermittelten Impuls-Signalgruppe zusammengekoppelt werden sollen, diese Impulsanzahl erhöht, wenn die Differenz der Fühlersignalfrequenz kleiner als ein vorgegebener Wert ist, und ferner die Verschiebeoperation im Speicherabschnitt des Speichers kontrolliert.

: ·. COPY

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TER MEER . MÜLLER . STEINMEISTEP \.' .;_ N-Lssarf;WG 0465/267 (3)/SO
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit ein Verriegelungssignal erzeugt/ wenn die Anzahl der gezählten Fühlersignalimpulse gleich einer zu koppelnden vorgegebenen Impulsanzahl ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit in Abhängigkeit von einem der zu koppelnden bestimmten Impulsanzahl entsprechenden Ausgang der Recheneinheit das Fühlersignal bis zum Erreichen der Gleichheit zählt/ und daß der Ausgang der Recheneinheit mit einer gegebenen Rate pro Operationszyklus erhöht wird, bis eine Differenz der Fü.hlersignalfrequenz erkannt wird oder aufgrund eines Vergleichs der gekoppelten Fühlersignalfrequenz mit einer zu koppelnden gegebenen Maximalfrequenz eine Entscheidung auf Null-Differenz getroffen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit ein Rücksetzsignal zum Zurücksetzen der Vorrichtungsope-.ration mit jedem Operationszyklus erzeugt, welches die Vorrichtung veranlaßt, die nächste Operation mit einem gegebenen Zeitverzug zu beginnen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß in dem Speicher in Abhängigkeit von dem Rücksetzsignal die Speicherwertverschiebung nach einem durch die Steuereinheit festgelegten vorgegebenen Verschiebemuster erfolgt.

130050/0439