DE3915463A1 - Elektronische adhaesionsadaptive radgleitschutzanordnung - Google Patents
Elektronische adhaesionsadaptive radgleitschutzanordnungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische
Bremsgleitschutzsteuervorrichtung und insbesondere auf
ein von einem Mikroprozessor gesteuertes System, welches
genau ein Radgleiten bei der Bremsung mehrachsiger
Überlandlastwagen oder Eisenbahnwagen feststellen kann,
wobei die zur Verfügung stehende Adhäsion in optimaler
Weise ausgenutzt wird und eine Radbeschädigung oder eine
Abflachung verhindert werden.
Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn die Bremsen eines
Lastkraftwagens oder eines Eisenbahnzuges angezogen
werden, eine Bremskraft genau gesteuert werden muß, um
das Fahrzeug sicher und wirksam abzubremsen und/oder
anzuhalten, wenn das Fahrzeug oder der Zug im Bahnhof
befindlich ist.
Bei einer gegebenen Laufflächenbedingung erhöht sich die
Kraft zwischen dem Laufkranz des Rades und der
Ablaufoberfläche, wodurch der Gleitwert nach einem
kritischen Radgleitwert verstärkt wird. Wenn der Wert des
Radschlupfes über den kritischen Gleitwert ansteigt, dann
verringert sich die Kraft zwischen dem Laufkranz und der
Laufoberfläche. Es ist klar, daß eine stabile und
wirksame Bremsung dann eintritt, wenn der Gleitwert
gleich oder kleiner als der kritische Gleitwert ist. Wenn
demgemäß der Gleitwert größer wird als der kritische
Gleitwert, dann wird die Bremse unstabil, und dies führt
zu einem plötzlichen Radblockieren, wodurch der Bremsweg
vergrößert wird. Demgemäß ist es beim Bremsen
vorteilhaft, das Blockieren eines Rades dadurch
festzustellen, daß ständig der Radgleitwert zwischen dem
Laufkranz und der Laufoberfläche bewacht wird, damit die
maximal mögliche Bremswirkung erreicht werden kann.
Ein bekanntes Antiblockiersystem ist in der US-PS
44 91 920 beschrieben. Dieses Antiblockiersystem ist für
ein mehrachsiges Lastkraftfahrzeug vorgesehen und weist
einen Drehzahlsensor auf, um Signale zu erzeugen, die der
Drehzahl der betreffenden Achse entsprechen. Jeder
Drehzahlsensor ist an einen Differentiator angeschlossen,
um die Geschwindigkeitssignale zu differenzieren und
Beschleunigungssignale zu erhalten. Eine die Beschleunigung
bestimmende Schaltung bestimmt das meist negative
Beschleunigungssignal jeder Radachse des Lastfahrzeuges.
Mehrere Verzögerungspegel- und Beschleunigungs-
Richtungsdetektoren und Datenverarbeitungs-
Logikschaltungen leiten eine Bremskraftverminderung dann
ein, wenn ein Rad einem Schlupf ausgesetzt ist, und eine
positive Logik, d. h. ein ODER-Verknüpfungsglied stellt
die Polaritätsverschiebung in dem zumeist negativen
Beschleunigungssignal fest, um die Datenbehandlungs-Logik
zu veranlassen, die Bremsung wieder einzuleiten.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
neuartiges und verbessertes Antiblockiersystem zu
schaffen. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin,
einen Radschlupfdetektor und eine Korrektionsanordnung zu
schaffen, durch die die verfügbare Adhäsion in optimaler
Weise ausgenutzt werden kann und ein optimaler Radschutz
zustandekommt.
Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines
verbesserten Radantiblockiersystems, bei dem die
Steuerlogik die verfügbare Handlungszeit maximiert, damit
eine ausreichende Zeitdauer für Diagnosezwecke zur
Verfügung steht.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein
neuartiges Fahrzeugradsteuersystem zu schaffen, welches
die Notwendigkeit einer automatischen Radgrößennormalisierung
vermeidet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein
Radsteuersystem zu schaffen, welches ohne Kenntnis des
erforderlichen Bremspegels synchron eine
Schlupffeststellung und -korrektur bewirkt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Rad-
Schleuderschutzanordnung zu schaffen, bei der Primärdaten
benutzt werden, um die erforderlichen Logikeingänge zu
liefern und die von Achsdrehzahl und Achsbeschleunigungs-
Signalen abgeleitet sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine
Radschlupfsteuervorrichtung zu schaffen, bei der die
notwendigen Logikeingänge für jede einzelne Achse des
Fahrzeugs erzeugt werden.
Außerdem bezweckt die Erfindung die Schaffung eines
Verfahrens, durch das eine mikroprozessorgesteuerte
Radgleitsteuervorrichtung einen Schlupf während des
Bremsens feststellen und korrigieren kann, indem vier
getrennte Formen von Achsbeschleunigungsfühlern benutzt
werden, wobei die Achsbeschleunigungsrückführungssteuerung
während der Korrektur und eine Radgleitsteuerung
vorgenommen werden, um die Radgleitkorrektur zu
ermöglichen.
Außerdem bezweckt die Erfindung die Schaffung eines
Antiblockiersystems, das unabhängig von der
Raddurchmessernormalisierung oder -kalibrierung ist und
vier getrennte Formen von Gleitdetektoren benutzt, um
wirksam jedes Gleiten festzustellen, das bei dem
betreffenden Adhäsionswert angetroffen wird.
Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines
elektronischen Antiblockiersystems für einen mehrachsigen
Eisenbahnwagen, bestehend aus einer Standardgleitsteuerlogik,
die auf Achsdrehzahl- und Beschleunigungssignale
anspricht, um ein Multi-Bit-Binärzahlwort zu schaffen.
Außerdem sind Primärgleitsteuer-Wortbildungsmittel
vorgesehen, um das Multi-Bit-Binärzahlwort in ein
hexadezimales Zahlwort umzuformen, das einer
Primärgleitsteuertabellenvorrichtung zugeführt wird.
Ferner sind Primärgleitsteuertabelliermittel vorgesehen,
die die Hexadezimalzahlworte in Tabellenauswahl-
Vorrichtungen umformen. Eine Synchrongleitsteuerlogik
spricht auf die Achsendrehzahl- und Beschleunigungssignale
an, um eine Multi-Bit-Binärzahl zu schaffen. Eine
Synchrongleitsteuereinrichtung wandelt die Multi-Bit-
Binärzahl in ein hexadezimales Wort um, welches einem
Synchrongleitsteuertabelliermittel zugeführt wird. Die
Synchrongleitsteuermittel führen die Hexadezimalzahl dem
Tabellenausgang zu, wodurch eine Zwischenschaltung
veranlaßt wird, ein geeignetes Steuersignal dem
Bremsventil zu liefern, um ein Blockieren des Rades zu
verhindern.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung
zeigen
Fig. 1, 2 und 3 in seitlicher Aneinanderreihung ein
Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen
Radgleitschutzsystems
(Antiblockiersystem). Dabei ist die
Fig. 1 links, die Fig. 2 in der Mitte
und die Fig. 3 rechts anzuordnen.
Fig. 1 zeigt zwei Eingänge OAR und AR, denen
Achsbeschleunigungssignale der einen und der anderen
Achse des Fahrgestells des Eisenbahnwagens zugeführt
werden. Ein weiterer Eingang AS empfängt ein
Achsgeschwindigkeitssignal eines gegebenen Fahrgestells
des Eisenbahnwagens. Die Beschleunigungs- und
Geschwindigkeitssignale können in der Weise erzeugt
werden, wie dies in der genannten US-PS 44 91 920
beschrieben ist. Im folgenden findet sich eine Diskussion
der logischen Eingänge der Standardschlupfsteuerung. Die
Beschleunigungssignale, die an den Klemmen OAR und AR
auftreten, werden den beiden Eingängen einer
Primärbeschleunigungsdifferenz-Vergleichsstufe PRDCP über
Leitungen (1 bzw. 2) zugeführt.
Der Komparator PRDCP weist einen logischen Sensor auf,
der die eine Achsbeschleunigung AR mit der anderen
Achsbeschleunigung OAR des Fahrgestells vergleicht. Der
Vergleich wird durch Subtraktion der anderen
Achsbeschleunigung OAR von der Achsbeschleunigung AR
durchgeführt, nämlich AR-OAR. Wenn AR-OAR kleiner
ist als der Eingang, der über die Leitung (3) von der
Primärbeschleunigungsdifferentialpegelstufe PRDLV
zugeführt wird, dann nimmt der Ausgang an der Leitung (4)
des Komparatorsensors PRDCP eine logische "1" an. Wenn
AR-OAR größer ist als der Eingang auf der Leitung (3),
dann wird der Ausgang auf der Leitung (4) des
Komparatorsensors PRDCP logisch "0". Die
Primärbeschleunigungsdifferentialpegelstufe PRDLV weist
einen logischen Sensor auf, der den
Beschleunigungsdifferentialdetektorpegel bestimmt, basierend
auf der Primärbeschleunigungspolaritätsstufe PRPOL.
Die Primärbeschleunigungspolaritätsstufe PRPOL weist
einen Logiksensor auf, der anzeigt, daß die
Achsbeschleunigung einer Achse eine positive Polarität
besitzt. Der Polaritätssensor erzeugt ein logisch-"1"-
Signal an der Ausgangsleitung (5), wenn die
Achsbeschleunigung eine positive Polarität besitzt, und
er erzeugt ein logisch-"0"-Signal auf der Leitung (5),
wenn die Achsbeschleunigung einen negativen Wert hat. Der
Polaritätssensor besitzt ein Hystereseband. Die
Achsbeschleunigung muß wenigstens +1,4 bis +2,4 Meilen
pro Stunde pro Sekunde (Meilen/h/sec) betragen, um von
einem negativen in einen positiven Wert umzuschalten, und
sie muß mindestens -0,2 Meilen/h/sec bis +0,4 Meilen/h/sec
betragen, um von positiv nach negativ umzuschalten.
Dieses Hystereseband wird eingestellt in Abhängigkeit von
der Massenkraftcharakteristik des Fahrzeugs, mit dem die
Einrichtung benutzt wird. Wenn der Eingang auf der
Leitung (6) des Pegelsensors PRPOL logisch "1" ist, dann
wird der Ausgang auf der Leitung (5) -1,5 Meilen/h/sec
plus dem maximalen Fahrzeugbeschleunigungspegel.
Beispielsweise ist der Ausgang auf der Leitung (5) in
einem Fall -1,5 Meilen/h/sec bis -2,5 Meilen/h/sec, und
dies ist gleich -4,0 Meilen/h/sec. In einem anderen Fall
wird der Ausgang auf der Leitung (5) -1,5 Meilen/h/sec +
-3,2 Meilen/h/sec, und dies ist gleich -4,7 Meilen/h/sec.
Wenn der Polaritätssensor dem Eingang des Pegelsensors
PRDLV ein logisch-"0"-Signal liefert, dann wird der
Ausgang bei einem die Geschwindigkeit bestimmenden
Setzpunkt erfolgen. Normalerweise wird die
Achsgeschwindigkeit der äußeren Achse eines Fahrgestells
des Fahrzeuges benutzt und die Einstellpunktänderung wird
gemäß einer Tabelle bestimmt. Wenn aus irgendwelchen
Gründen die Achsgeschwindigkeit bzw. die Achsdrehzahl
infolge einer Fehlfunktion verschwindet, dann wird die
Achsdrehzahl der inneren Achse benutzt.
Die folgende Tabelle stellt eine Auflistung der
Einstellpunktänderung gegenüber der Geschwindigkeit
dar:
Der Primärbeschleunigungsdifferenzsummierungssensor PRDSM
besitzt einen einzigen Eingang, der über die Leitung (4)
mit dem Ausgang des Vergleichssensors PRDCP verbunden
ist. Der Summierungssensor PRDSM hat einen Ausgang, der
gleich ist S 1 + S 2 + S 3 + S 4 + S 5. Der anfängliche
Eingang vom Vergleichersensor PRDCP liegt in S 1, während
der erstere Wert von S 1 in S 2 untergebracht wird. Der
erstere Wert von S 2 wird in S 3 überführt, während der
frühere Wert von S 3 in S 4 untergebracht wird. Der erstere
Wert von S 4 wird in S 5 untergebracht, während der erstere
Wert von S 5 unberücksichtigt bleibt. Der
Summierungssensor PRDSM arbeitet nach einem 20-sec-
Programmzyklus.
Der Ausgang des Summierungssensors PRDSM wird an den
Eingang eines Primärbeschleunigungsdifferenz-
Endausgangssensor PRDFD über eine Leitung (7)
angeschlossen. Wenn der Eingangswert des
Summierungssensors PRDSM gleich 5 ist, dann wird der
Ausgang auf der Leitung (13) des Endausgangssensors PRDFO
logisch "1", und wenn der Eingangswert nicht 5 ist, dann
wird der Ausgang logisch "0".
Es ist ersichtlich, daß die Achsbeschleunigungssignale AR,
die auf der Leitung (2) erscheinen, dem Eingang eines
Primärbeschleunigungsrichtungslogiksensors PRDIR über die
Leitungen (8, 9 und 10) zugeführt werden. Der
Beschleunigungsrichtungssensor PRDIR bestimmt, ob die
Beschleunigung ansteigt oder abfällt, ohne Rücksicht
darauf, ob die Beschleunigung positiv oder negativ ist.
In der Praxis definiert der Sensor PRDIR eine
ansteigende Beschleunigung als positiver und eine
abfallende Beschleunigung als negativer. Es ist klar, daß
die Beschleunigungsrichtung wesentlich ist bei der
Bestimmung einer ruckartigen Beschleunigung
D (Beschleunigung)/dt-Polarität. Eine ansteigende
Beschleunigung setzt den Ausgang auf der Leitung (14) des
Sensors PRDIR auf logisch "1", während eine abfallende
Beschleunigung oder eine gleichbleibende Beschleunigung,
d. h. eine Beschleunigung, die weder ansteigt noch
abfällt, den Sensor PRDIR auf logisch "0" setzt.
Die Beschleunigungssignale, die am Eingang AR auftreten,
werden dem Eingang einer ersten Primärpegellogiksensorstufe
PTHR 1 über die Leitungen (2, 8, 9, 10 und 11) zugeführt.
Der Logiksensor PTHR 1 bestimmt, ob die
Achsbeschleunigung größer oder gleich einem eingestellten
Wert ist. Es ist klar, daß positive Zahlen als größer
angenommen werden als negative Zahlen, selbst wenn der
numerische Wert der negativen Zahl größer ist als jener
der positiven Zahl. Wenn die Achsbeschleunigung größer
oder gleich ist dem eingestellten Wert, dann ist der
Ausgang auf der Leitung (15) des Sensors PTHR 1 ein
logisch-"1"-Signal, und wenn die Achsbeschleunigung
kleiner als der eingestellte Wert ist, dann wird der
Ausgang des Sensors PTHR 1 logisch "0". Es ist klar, daß
der Einstellpunkt sich gemäß der Drehzahl der Achse
ändert. Wie erwähnt, wird normalerweise jeweils die
äußere Achse eines jeden Fahrgestells des Fahrzeugs
benutzt, außer wenn die Achsdrehzahl der äußeren Achse
infolge einer Fehlfunktion verlorengeht, und in diesem
Fall wird die Drehzahl der inneren Achse benutzt. Die
verschiedenen Werte der Einstellpunkte sind eine Funktion
der Geschwindigkeit und können leicht aus der folgenden
Übersichtstabelle entnommen werden:
Fahrzeuggeschwindigkeit | |
PTHR 1-Einstellpunkt | |
<16 Meilen/h | |
-1 Meilen/h/sec | |
16-32 Meilen/h | -6 Meilen/h/sec |
32-48 Meilen/h | -6 Meilen/h/sec |
48-64 Meilen/h | -6 Meilen/h/sec |
64-80 Meilen/h | -6 Meilen/h/sec |
80-96 Meilen/h | -6 Meilen/h/sec |
96-112 Meilen/h | -6 Meilen/h/sec |
<112 Meilen/h | - Meilen/h/sec |
Es ist klar, daß diese Werte absichtlich hoch eingestellt
wurden und während des dynamischen Versuchs geändert
werden können. Auch der Einstellwert des Sensors PTHR 1
muß ständig größer sein als der Einstellwert für einen
anderen Primärschwellwertsensor PTHR 3, was weiter unten
beschrieben wird.
Außerdem ist ersichtlich, daß Beschleunigungssignale, die
an der Eingangsklemme AR auftreten, dem Eingang eines
zweiten Schwellwertlogiksensors PTHR 2 über Leitungen (2,
8, 9, 10 und 12) zugeführt werden. Der Logiksensor PTHR 2
stellt fest, wenn die Achsbeschleunigung größer oder
gleich einem positiven Beschleunigungseinstellwert ist.
Außerdem ist klar, daß das Beschleunigungssignal der
Achse größer oder gleich sein muß einem eingestellten
Punkt für den Sensor PTHR 2, und einen Ausgang zu erzeugen,
der repräsentativ für logisch "1" auf der Leitung (16)
ist. Wenn die Achsbeschleunigung kleiner als der positive
Beschleunigungseinstellwert ist, dann wird der Sensor
PTHR 2 äquivalent logisch "0". Zu Prüfzwecken wurde der
Einstellpunkt so gewählt, daß er auf +20 Meilen/h/sec
liegt. Nach dem Versuch wurde der Einstellpunkt auf
+6 Meilen/h/sec festgelegt.
Außerdem ist feststellbar, daß die Beschleunigungssignale
an der Klemme AR auftreten, die mit dem Eingang einer
dritten Primärschwellwertlogiksensorstufe PTHR 3 über
Leitungen (2, 8, 9 und 10) verbunden ist. Der Logikfühler
PTHR 3 stellt fest, ob die Achsbeschleunigung kleiner oder
gleich dem negativen Einstellpunkt ist, und wenn dies der
Fall ist, dann erzeugt der Sensor PTHR 3 einen Ausgang auf
der Leitung (17), welcher ein logisch-"1"-Signal ist.
Wenn die Achsbeschleunigung größer als der negative
Beschleunigungseinstellpunkt ist, dann erzeugt der Sensor
PTHR 3 einen Ausgang, der äquivalent einem logisch-"0"-Signal
ist. Es ist klar, daß der Einstellpunkt sich gemäß
der Drehzahl der Achse ändert. Wie bereits erwähnt, wird
normalerweise die Achsgeschwindigkeit der außen liegenden
Achse des Fahrgestells des Fahrzeugs benutzt; wenn jedoch
die Achsgeschwindigkeit der äußeren Achse infolge einer
Fehlfunktion verlorengeht, dann wird die
Achsgeschwindigkeit der innen liegenden Achse des
Fahrgestells benutzt. Die folgende Tabelle zeigt die
Änderung der Einstellpunkte bei verschiedenen
Geschwindigkeiten.
Es wird nun auf Fig. 3 der Zeichnung Bezug genommen. Es
ist ersichtlich, daß ein Logiksensor HLDST mit
Haltezustand die Primärschlupfsteuertabelle informiert,
die danach so eingestellt wird, daß ein Bremsfreigabe-
oder Bremsimpuls erzeugt wird und daß ein Haltestatus-
Tabellenausgang besteht, bis die Pulsdauer verstrichen
ist. Ein Freigabeimpuls gibt die Bremskraft eine
vorbestimmte Zeitdauer lang frei und darauf folgt eine
vorbestimmte Zeitdauer mit einem Status mit gehaltener
Bremse. In gleicher Weise wird ein Bremsimpuls einer
vorbestimmten Zeitdauer der Bremseinwirkung erzeugt, dem
eine vorbestimmte Zeitdauer mit Bremshaltezustand folgt.
Der Sensor HLDST hat die Form von zwei exklusiven ODER-Gattern,
die einen logisch-"1"-Ausgang erzeugen, um eine
Freigabe oder einen Bremsimpuls anzuzeigen, wodurch ein
logisch-"1"-Ausgangssignal erzeugt wird, um anzuzeigen,
daß tatsächlich kein Bremsimpuls oder Bremsfreigabeimpuls
vorhanden ist. Die eine Eingangsleitung (18) ist an eine
monostabile Kippstufe AHO angeschlossen, während die
andere Eingangsleitung (19) an den Rückstelleingang eines
monostabilen Multivibrators RHO angeschlossen ist, der
später beschrieben wird. Wenn der Haltezustands-
Logiksensor HLDST ein logisch-"1"-Eingangssignal entweder
von dem monostabilen Multivibrator AHO oder von dem
monostabilen Multivibrator RHO, aber nicht von beiden
Kippstufen zugleich, erhält, dann erzeugt der Logiksensor
HLDST ein logisch-"1"-Signal am Ausgang (20). Sonst
erzeugt der Sensor HLDST ein logisch-"0"-Ausgangssignal
auf der Leitung (20).
Im folgenden wird wiederum auf Fig. 1 Bezug genommen. Es
kann festgestellt werden, daß die Primärtabellenfreigabe-
und -sperrschaltung PTE die Funktion hat zu bestimmen, ob
auf eine Primärsteuertabelle zugegriffen wird oder nicht.
Die Freigabe/Sperr-Schaltung PTE wird durch das
logisch-"1"-Signal auf der Leitung (21) freigegeben, die
mit dem dritten Primärhaltesensor PTHR 3 verbunden ist,
oder durch ein logisch-"1"-Signal auf der Leitung (22),
die mit dem Primärbeschleunigungsdifferenz-
Endausgangssensor PRDFO verbunden ist. Es gibt zwei
Möglichkeiten, die Freigabe/Sperr-Schaltung PTE
abzuschalten. Der erste Weg, die Freigabe/Sperr-Schaltung
PTE abzuschalten, besteht darin, ein logisch-"1"-Signal
auf der Leitung (23) zu erzeugen, die mit dem
Primärbeschleunigungspolarisationsverschiebesensor PRPSH
verbunden ist. Die zweite Möglichkeit der Abschaltung der
Freigabe/Sperr-Schaltung PTE besteht darin, einen
Zeitgeber vorzusehen, der zu zählen beginnt, wenn die
Tabelle freigegeben wird, und er 2 sec erreicht hat und
der erste Primärschwelllwertsensor PTHR 1 ein logisch-"1"-
Signal auf der Leitung (24) erzeugt. Es ist klar, daß
dann, wenn der Zeitgeber 3 sec erreicht und der erste
Primärschwellwertsensor PTHR 1 ein logisch-"0"-Signal auf
der Leitung (24) erzeugt, der Primärtabelle in der
Freigabestellung befindlich bleibt, bis der erste
Primärschwellwertsensor PTHR 1 ein logisch-"1"-Signal auf
der Leitung (24) erzeugt. Es muß berücksichtigt werden,
daß die Zeitperiode von der Rotationsmasse des Fahrzeugs
abhängt, so daß ein Fahrzeug mit einer größeren
Rotationsmasse eine längere Zeitperiode erfordert.
Der Primärbeschleunigungspolarisationsverschiebesensor
PRPSH sendet ein Signal während eines Programmzyklus aus,
immer dann, wenn der Primärbeschleunigungspolaritätssensor
PRPOL von einem Status, in dem die Achsbeschleunigung
positiv ist, in einen Status umkippt, in dem die
Achsbeschleunigung ein negatives Vorzeichen annimmt. Wenn
der Primärbeschleunigungspolarisationssensor seinen
Zustand auf der Leitung (25) von logisch "1" auf logisch
"0" umschaltet, erzeugt der Primärbeschleunigungs-
Polaritätsverschiebesensor PRPSH einen logisch-"1"-Ausgang
auf der Leitung (23) während eines Programmzyklus.
Sonst bleibt der Primärbeschleunigungspolaritäts-
Verschiebesensor PRPSH in einem Zustand, in dem ein
logisch-"0"-Signal auf der Leitung (23) auftritt.
Es folgt eine Diskussion der Synchronschlupfsteuerlogik-
Eingänge, wie sich aus Fig. 1 ergibt. Das
Beschleunigungssignal von jeder Achse des Drehgestells
kann zwei weitere unterschiedliche Signale erzeugen. Das
erste Signal wird von der Stoßbeschleunigungsstufe
abgeleitet, die mit dem Anschluß AR über Leitungen (26
und 27) verbunden ist. Das Stoßbeschleunigungssignal ist
D (Durchschnittsbeschleunigung)/dt. Das
Stoßbeschleunigungssignal wird durch die vorherige
20-msec-Beschleunigung minus der gegenwärtigen
Beschleunigung erhalten. Das zweite Signal ist die
Differenz zwischen der Beschleunigung der einen Achse des
Drehgestells und der anderen Achse des gleichen
Drehgestells. Das zweite Signal wird nicht erzeugt, wenn
die Achsbeschleunigung der anderen Achse größer oder
gleich 0 ist. Das tatsächliche Signal wird durch
Subtraktion der Achsbeschleunigung der inneren Achse von
der Achsbeschleunigung der äußeren Achse erhalten. Wie
aus Fig. 1 ersichtlich, sind die AR- und OAR-Anschlüsse
über Leitungen (25 und 28) mit der Stufe SRDIFF
verbunden, um das Differenzsignal auf der Leitung (29) zu
erzeugen. Das Stoßbeschleunigungssignal wird einem
kombinierten Wertesensor COMVAL über eine Leitung (30)
zugeführt, und das SRDIFF-Signal wird der COMVAL-Schaltung
über eine Leitung (29) zugeführt, während das
Achsbeschleunigungssignal der COMVAL-Stufe über Leitungen
(2, 8, 26, 31 und 32) zugeführt wird. Demgemäß ist das
COMVAL-Signal eine Kombination der Beschleunigungs-,
Stoßbeschleunigungs- und SRDIFF-Signale. In der Praxis
ist das COMVAL-Signal die Summe des Absolutwertes des
Beschleunigungssignals, des Absolutwertes des
Stoßbeschleunigungssignals und des Absolutwertes des
SRDIFF-Signals.
Jeder der folgenden Logikeingänge ist jeder einzelnen
Achse des Fahrzeugs gemeinsam. Wie ersichtlich, ist ein
Synchronbeschleunigungsrichtungslogiksensor SRDIR mit dem
Anschluß AR über Leitungen (2, 8 und 26) verbunden. Der
Synchronbeschleunigungsrichtungslogiksensor SRDIR wird
benutzt, um zu bestimmen, ob die Beschleunigung ansteigt
oder abfällt, ohne Berücksichtigung, ob die
Beschleunigung positiv oder negativ ist. In der Praxis
ist eine ansteigende Beschleunigung eine Beschleunigung,
die positiv wird, während eine Verzögerung eine negative
Beschleunigung ist. Der Logiksensor SRDIR überwacht den
Ausgang des Stoßbeschleunigungssignals, und wenn das
Stoßbeschleunigungssignal positiv ist, erscheint ein
logisch-"1"-Ausgangssignal auf der Ausgangsleitung (3).
Wenn das Stoßbeschleunigungssignal negativ oder Null ist,
dann erscheint an der Ausgangsleitung (33) ein logisch-
"0"-Signal.
Der Synchronbeschleunigungspolarisationslogiksensor SRPOL
ist mit dem Anschluß AR über die Leitungen (2, 8, 26, 31
und 34) verbunden. Der Logiksensor SRPOL zeigt an, ob die
Achsbeschleunigung der Achse eine positive Polarität
besitzt. Die Ausgangsleitung (35) des Logiksensors SRPOL
steht auf logisch "1", wenn die Achsbeschleunigung der
Achse eine positive Polarität hat, und die
Ausgangsleitung (35) steht auf logisch "0", wenn die
Achsbeschleunigung eine negative Polarität besitzt. Der
Logiksensor SRPOL hat ein Hystereseband. Die
Beschleunigung muß +1,4 Meilen/h/sec bis +3,4 Meilen/h/sec
betragen, um vom Negativwert auf den Positivwert
umzuschalten, und sie muß -0,2 Meilen/h/sec bis +0,4 Meilen/h/sec
betragen, um von positiv auf negativ
umzuschalten.
Ein erster Synchronschwellwertlogiksensor STHR 1 ist mit
dem Anschluß AR über die Leitungen (2, 8, 26, 31 und 36)
verbunden. Der Logiksensor STHR 1 bestimmt, ob die
Achsdurchschnittsbeschleunigung kleiner ist als die
maximale erforderliche Beschleunigung des Fahrzeugs. Die
Durchschnittsbeschleunigung der Achse wird mit einem
-4,0-Meilen/h/sec-Einstellpunkt verglichen. Wenn die
Achse eine Durchschnittsbeschleunigung besitzt, die
kleiner oder gleich dem -4,0-Meilen/h/sec-Einstellpunkt
ist, dann erzeugt der Logiksensor STHR 1 ein logisch-"1"-
Signal an der Ausgangsleitung (37), und wenn die Achse
eine Durchschnittsbeschleunigung besitzt, die größer ist
als der -4,0-Meilen/h/sec-Einstellpunkt, dann erzeugt der
Logiksensor STHR 1 ein logisch-"0"-Signal an der
Ausgangsleitung (37).
Ein zweiter Synchronschwellwertlogiksensor STHR 2 ist mit
dem Anschluß AR über Leitungen (2, 8, 26, 31 und 38)
verbunden. Der zweite Logiksensor STHR 2 bestimmt, ob die
Achsbeschleunigung größer oder gleich ist einem positiven
Beschleunigungseinstellwert. Die Beschleunigung der Achse
muß größer oder gleich sein dem Einstellpunkt, damit der
Logiksensor STHR 2 ein logisch-"1"-Signal auf der
Ausgangsleitung (39) erzeugt. Wenn die Achsbeschleunigung
kleiner ist als der positive eingestellte Wert, dann
erzeugt der Logiksensor STHR 2 ein logisch-"0"-Signal auf
der Ausgangsleitung (39). Der Einstellpunkt wird
normalerweise zwischen +6,0 Meilen/h/sec und +8,0 Meilen/h/sec
gewählt; jedoch sollte der gegebene Wert für
jede spezielle Anwendung während eines Dynamikversuches
optimiert werden.
Ein Synchronlogiksensor SDT ist mit dem Anschluß AR über
Leitungen (2, 8 und 40) verbunden. Der Logiksensor SDT
spricht direkt auf die Achsbeschleunigung an und erzeugt
eine Hexadezimalzahl auf der Ausgangsleitung (41), wie in
der folgenden Tabelle angegeben:
Eingang | |
Ausgang | |
<-4 Meilen/h/sec|00H | |
-4 bis -5 Meilen/h/sec | 01H |
-5 bis -6 Meilen/h/sec | 02H |
-6 bis -7 Meilen/h/sec | 03H |
-7 bis -8 Meilen/h/sec | 04H |
-8 bis -9 Meilen/h/sec | 05H |
-9 bis -10 Meilen/h/sec | 06H |
-10 bis -11 Meilen/h/sec | 07H |
-11 bis -12 Meilen/h/sec | 08H |
-12 bis -13 Meilen/h/sec | 09H |
<13 Meilen/h/sec | 00H |
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein Synchronbanddetektor-
Logiksensor SBD mit dem Anschluß AR über Leitungen (2, 8
und 42) verbunden. Der Logiksensor SBD spricht ebenfalls
direkt auf die Achsbeschleunigung an. Wenn die
Achsbeschleunigung kleiner oder gleich -4,0 Meilen/h/sec
und größer als -13,0 Meilen/h/sec ist, dann erzeugt der
Logiksensor SBD ein logisch-"1"-Signal auf der
Ausgangsleitung (43). Der Logiksensor SBD erzeugt ein
logisch-"0"-Ausgangssignal auf der Leitung (43), wenn die
Achsbeschleunigung außerhalb dieses Bereiches liegt.
Ein Synchronbeschleunigungssummationslogiksensor SRS
empfängt seine Eingänge von den Logiksensoren SDT und SBD
über Leitungen (41 bzw. 43). Wenn der Eingang auf der
Leitung (43) logisch "1" ist, dann wird der hexadezimale
Eingang des Logiksensors im Speicher des Logiksensors SRS
summiert. Nach Vollendung der Summierung wird der
jeweilige Hexadezimalwert im Speicher des Logiksensors
SRS der Ausgangsleitung (44) zugeführt. Wenn der Eingang
auf der Leitung (43) logisch "0" ist, dann wird der
Speicher im Logiksensor SRS zurückgestellt, so daß ein
Hexadezimalwert von 00H auf der Ausgangsleitung (44)
auftritt. In allen Fällen liegt der Ausgang des
Logiksensors SRS in Hexadezimalform vor.
Als nächstes ergibt sich, daß ein Synchron-Einstellwert-
Logiksensor SSP den Hexadezimalausgang vom
Synchronbeschleunigungssummierungslogiksensor SRS über
die Leitung (44) erhält. Wenn der Wert des
Hexadezimaleingangs des Logiksensors SSP vom Logiksensor
SRS größer oder gleich 32H oder statt dessen 2BH ist, dann
wird der Ausgang auf der Leitung (45) des Logiksensors
SSP logisch "1". Falls nicht, dann wird der Ausgang des
Logiksensors SSP logisch "0".
Ein dritter Schwellwertdetektorlogiksensor COMPT hat drei
Eingänge, von denen einer an den Ausgang des Logiksensors
COMVAL über die Leitung (46) angeschlossen ist. Der
zweite Eingang des Logiksensors COMPT ist über Leitungen
(2, 8, 26 und 31) mit dem Anschluß AR verbunden. Der
dritte Eingang des Logiksensors COMPT ist mit dem
Anschluß AS über Leitungen (47 und 48) verbunden. Die
Funktion des Logiksensors COMPT besteht darin,
festzustellen, ob die Achsbeschleunigung größer oder
gleich ist dem COMVAL-Einstellwert. Wenn das COMVAL-
Signal der Achse größer oder gleich ist dem COMVAL-
Einstellwert und der Ausgang des
Synchronschwellwertlogiksensors STHR 1 logisch "1" ist,
dann erzeugt der Logiksensor COMPT ein logisch-"1"-
Ausgangssignal auf der Leitung (49). Wenn das COMVAL-
Signal der Achse kleiner ist als der COMVAL-Einstellwert,
dann erzeugt der Logiksensor COMPT ein logisch-"0"-Signal
auf der Ausgangsleitung (49). Der COMVAL-Einstellwert
kann eine Variable sein, die von der Geschwindigkeit des
Fahrzeugs abhängig ist. Wenn sich der Einstellwert mit
der Achsdrehzahl ändert, dann wird die Drehzahl der
äußeren Achse benutzt und die Veränderung des
Einstellwertes wird durch eine Tabelle überwacht. Falls
die Drehzahl der äußeren Achse infolge einer Fehlfunktion
verlorengeht, wird die Drehzahl der inneren Achse
benutzt.
Der Haltestatuslogiksensor HLDST informiert die
Synchronschlupfsteuertabelle SSCT (Fig. 2) in der
gleichen Weise wie der Logiksensor HLDST die
Primärschlupfsteuertabelle PSCT (Fig. 2) informierte.
Es ist ersichtlich, daß die Synchrontabellenfreigabe-
und -sperrschaltung STE bestimmt, ob auf die
Synchronschlupfsteuertabelle SSCT (Fig. 2) zugegriffen
ist oder nicht. Diese Funktion bildet keinen Teil eines
Synchronradschlupfsteuerwortes. Diese Funktion wird durch
ein logisch-"1"-Signal auf der Ausgangsleitung (46) der
COMVAL-Schaltung über den Schwellwertdetektorlogiksensor
COMPT oder durch ein logisch-"1"-Signal der
Ausgangsleitung (45) des Synchroneinstellwertsensors SSP
freigegeben. Diese Funktion kann auf zweierlei Weise
gesperrt werden. Erstens, indem ein logisch-"1"-Signal
auf der Ausgangsleitung (51) des
Synchronbeschleunigungspolarisations-Verschiebessensors
SRPSH auftritt, was später beschrieben wird. Die zweite
Möglichkeit der Sperrung der Synchronschlupfsteuertabelle
SSCT (Fig. 2) besteht darin, einen Zeitgeber zu benutzen,
der eine Zählung beginnt, wenn die Tabelle gesperrt wird
und 3,5 sec vergangen sind.
Bei Betrachtung der Fig. 1 sieht man, daß der
Synchronbeschleunigungspolarisations-Verschiebelogiksensor
SRPSH über die Eingangsleitung (52) an die
Ausgangsleitung (35) des Synchronbeschleunigungs-
Polarisationssensors SRPOL angeschlossen ist. Der
Logiksensor SRPSH sendet ein Signal über die Leitung
(51), während eines Programmzyklus aus, und zwar immer
dann, wenn der Synchronbeschleunigungspolarisationssensor
SRPOL sich von einem Zustand, in dem die
Achsbeschleunigung positiv ist, nach einem Zustand
ändert, wo die Achsbeschleunigung in eine Verzögerung
übergeht. Das heißt, wenn der
Synchronbeschleunigungspolarisationssensor von logisch "1"
auf den Leitungen (35, 52) auf logisch "0" umschaltet,
dann hat der Synchronbeschleunigungspolarisations-
Verschiebesensor SRPSH eine logisch "1" am Ausgang (51)
während eines Programmzylklus. Sonst steht die
Ausgangsleitung (51) auf logisch "0".
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß eine
Sicherheitszeitgeberschaltung ST die Schlupfsteuerung auf
Drehgestellbasis bei Fehlfunktionen ausschaltet, die
sonst eine übermäßige und ausgedehnte Freigabe des
Bremszylinderdruckes bewirken könnten. Wenn
beispielsweise eine Achskraftmodulation benutzt wird,
dann wird diese Funktion auf einer Achsbasis durchgeführt.
Der Sicherheitszeitgeber ist normalerweise durch die
Primärtabellenfreigabe oder die Synchrontabellenfreigabe
auf Einachs- oder Zweiachsbasis freigegeben. Der
Sicherheitszeitgeber STC bewirkt eine Rückstellung, bevor
zeitlich eine Bedingung eintritt, bei der weder die
Primärtabelle noch die Synchrontabelle freigegeben sind.
Wenn die eingestellte Zeitperiode des
Sicherheitszeitgebers STC abgelaufen ist, liefert das
Logiksignal, welches dem Magnetventilantrieb MVD zugeführt
wird, ein Bremskommando und der Sicherheitszeitgeber STC
wird nur durch ein Nullgeschwindigkeitssignal vom
Nullgeschwindigkeitskreis ZSPD oder durch ein
Bremsfreigabesignal zurückgestellt, welches vom
Sicherheitszeitgeber STC vom Bremsfreigabedruckschalter
BRPS empfangen wird. Wenn eine oder beide Schaltungen,
nämlich die Primärtabellenfreigabe/-sperrschaltung PTE
ein logisch-"1"-Ausgangssignal oder eine oder beide
Synchrontabellenfreigabe/-sperrschaltungen STE einen
logisch-"1"-Ausgang erzeugen, dann beginnt der
Sicherheitszeitgeber STC mit seiner Zählung. Wenn beide
Ausgänge der Primärtabellenfreigabe/-sperrschaltung PTE
auf logisch "0" stehen oder wenn beide Ausgänge der
Synchrontabellenfreigabe/-sperrschaltung STE auf logisch
"0" stehen, vorausgesetzt, daß seine Zählung nicht
7 sec erreicht hat. Wenn die Zählung 7 sec erreicht, dann
verursacht die Sicherheitszeitschaltung STC ein
Bremssignal, welches dem Magnetventilantriebskreis MVD
zugeführt wird, der nur durch ein
Nullgeschwindigkeitssignal vom Nullgeschwindigkeitskreis
ZSPD oder ein Bremsfreigabebefehlssignal vom
Bremsfreigabedruckschalter BRPS zurückgesetzt werden
kann.
Bei der Beschreibung der Steuerung ist es zweckmäßig, auf
die Fig. 1, 2 und 3 Bezug zu nehmen. Sowohl die
Primärschlupfsteuerlogikschaltung als auch die
Synchronschlupfsteuerlogikschaltung werden benutzt, um
die optimale Bremskraftmodulation für jede Achse über
eine Tabelle zu bestimmen. Jeder der Steuerlogikprozesse
benutzt mehrere Eingänge von den verschiedenen Sensoren
und bildet ein 7-Bit-Schlupfsteuerwort. Das 7-Bit-
Schlupfsteuerwort bildet die Adresse für die jeweilige
Schlupfsteuerlogiktabelle, um den entsprechenden
Kraftmodulationsausgang einzuleiten.
Die Primärschlupfsteuerworterzeugungslogikstufe PSCWF
benutzt die 7 Bit, um die Primärschlupfsteuerworte zu
erzeugen. Die 7 Bits werden durch die Zeichen B 0 bis B 6
repräsentiert.
Das Folgende ist eine Liste von 7 Bits und Sensoren, die
das Wort bilden:
Bit | |
Sensor | |
B 0 | |
PRDIR | |
B 1 | PHPOL |
B 2 | PTHR 1 |
B 3 | PTHR 2 |
B 4 | PRDFO |
B 5 | PTHR 3 |
B 6 | HLDST |
Die Ordnung der Formation des Primärschlupfsteuerwortes
ist B 6 B 5 B 4 B 3 B 2 B 1 B 0, die über die Leitung (53)
zugeführt werden.
Diese 7-Bit-Binärzahl wird in eine 2-Ziffern-
Hexadezimalzahl umgeformt, die über die Leitung (54)
geführt wird, um leichter den Inhalt der entsprechenden
Tabelle darzustellen. Die Bremskraft-
Modulationsausgangswahlmöglichkeiten für die
Primärschlußsteuertabelle sind die folgenden:
Darin bedeutet der in Klammern gesetzte Buchstabe F eine
physikalisch unmögliche Bedingung, die deshalb als
logischer Behandlungsfehler angesehen wird.
Die Abkürzung APP bedeutet das Einlegen der Bremsen,
während die Abkürzung REL das Lösen der Bremsen
darstellt. Die Abkürzung LAP bedeutet das Halten des
gegenwärtigen Bremskraftpegels. Die Abkürzung APP PLS
kennzeichnet, daß die Bremskraft während einer Zeitdauer
T 1 angelegt wird, worauf eine LAP-Bedingung während einer
Zeitdauer T 2 folgt. Die Abkürzung REL PLS bedeutet, daß
die Bremskraft während einer Zeitdauer T 3 freigegeben
wird, der dann eine LAP-Bedingung für eine Zeitdauer T 4
folgt. Die Abkürzung BF HOLD zeigt einen
Bremskraftmodulationsausgang an und wird als LAP gelesen
und alle anderen logischen Eingangsänderungen werden
ignoriert, bis der Impuls zu Ende geht.
Die synchrone Schlupfsteuerwortbildung SSCWF benutzt
ebenfalls 7 Bits, um das Synchronschlupfsteuerwort zu
erzeugen. Die 7 Bits werden durch die Zeichen B 0 bis B 6
repräsentiert. Im folgenden findet sich eine Liste von
7 Bits und Sensoren, die das Wort formen:
Bit | |
Sensor | |
B 0 | |
SRDIR | |
B 1 | SRPOL |
B 2 | STHR 1 |
B 3 | STHR 2 |
B 4 | SSD |
B 5 | COMPT |
B 6 | HLDST |
Die Ordnung der Formation des Synchronschlupfsteuerwortes
ist B 6 B 5 B 4 B 3 B 2 B 1 B 0.
Diese 7-Bit-Binärzahl wird ebenfalls in eine
zweiziffrige Hexadezimalzahl umgeformt, die über die
Leitung (54) geführt wird, um leichter das Dokument der
entsprechenden Tabelle darstellen zu können. Die
Bremskraftmodulationswahlmöglichkeiten für die
Synchronschlupfsteuerungstabelle sind die folgenden:
Wiederum gibt der in Klammern gesetzte Buchstabe F eine
physikalisch umnögliche Bedingung an, die daher als
logischer Behandlungsfehler betrachtet werden muß.
Es ist klar, daß die Abkürzungen APP, LAP, APP PLS,
REL PLS und BF HOLD der Synchronschlupfsteuertabelle die
gleichen sind wie jene der Primärschlupfsteuertabelle.
Außerdem ist festzuhalten, daß ein direkter
Freigabeausgang keine Möglichkeit für die
Synchronschlupfsteuertabelle ist.
Bei Betrachtung der Fig. 2 ergibt sich, daß ein
Tabellenausgangswähler TOS mit den Primär- und Synchron-
Tabellenfreigabe/-sperrschaltungen PTE und STE über
Leitungen (55, 56 bzw. 57, 58) verbunden sind und
außerdem mit den Primär- und Synchronschlupfsteuertabellen
PSCT und SSCT über Leitungen (59 bzw. 60). Die folgende
Tabelle illustriert die logischen Eingänge von den
Primär- und Synchrontabellenfreigabe/-sperrschaltungen
PTE und STE, was zur Ausgangswahl auf der Leitung (61)
des Ausgangswählers TOS führt:
Wie in Fig. 1 dargestellt, hat ein
Polaritätsschiebewähler PSS vier Eingänge, von denen
einer mit dem Ausgang des Synchronbeschleunigungs-
Polarisationsverschiebesensors SRPSH über Leitungen (51
und 62) verbunden ist. Der zweite Eingang des
Polaritätsschiebewählers PSS ist mit dem Ausgang des
Primärbeschleunigungspolarisationsverschiebesensors PRPSH
über Leitungen (23 und 63) verbunden, während der dritte
Eingang des Polaritätsschiebeselektors PSS an den Ausgang
der Primärtabellenfreigabe/-sperrschaltung PTE über
Leitungen (55 und 64) angeschlossen ist. Der vierte
Eingang des Polaritätsschiebewählers PSS ist mit dem
Ausgang der Synchrontabellenfreigabe/-sperrschaltung STE
über Leitungen (57 und 65) verbunden. Die folgende
Tabelle veranschaulicht die Ausgänge des
Polaritätsschiebewählers PSS gemäß den logischen
Eingängen der Primär- und Synchrontabellenfreigabe/-
sperrschaltungen PTE bzw. STE:
Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen. Hier ist
ersichtlich ein Bremsimpulszeitgeber APT an den
Polaritätsumschaltwähler PSS über Leitungen (66 und 67)
angeschlossen. Der Bremsimpulszeitgeber APT liest das
Ausgangswort vom Tabellenausgangswähler TOS über
Leitungen (61 und 68) oder fragt dieses ab. Wenn ein
Bremsimpulswort festgestellt ist, dann erzeugt der
Zeitgeber APT eine logische "1" auf der Ausgangsleitung
(69) während einer gegebenen Zeitdauer derart, daß 40 msec
danach eine Rückstellung auf logisch "0" erfolgt. Wenn
der Zeitgeber APT ein Bremsfreigabewort von dem
Tabellenausgangswähler TOS empfängt oder wenn er ein
logisch-"1"-Signal von dem Polaritätsumschaltwähler PSS
über die Leitungen (66 und 67) erhält, dann stellt sich
der Zeitgeber sofort zurück und erzeugt auf der
Ausgangsleitung (69) ein logisch-"0"-Signal. Es ist klar,
daß die Zeitperiode je nach den Erfordernissen der
speziellen Installation geändert werden kann.
Außerdem ergibt sich aus Betrachtung der Fig. 3, daß ein
Bremsfreigabeimpulszähler RPT an den
Polaritätsumschaltwähler PSS über Leitungen (66 und 70)
angeschlossen ist. Der Zeitgeber RPT liest das
Ausgangswort von dem Tabellenausgangswähler TOS über
Leitungen (61 und 71) aus. Wenn ein Bremsfreigabewort
festgestellt wird, dann erzeugt der Zeitgeber RPT ein
logisch-"1"-Signal auf der Ausgangsleitung (72) während
einer gegebenen Zeitdauer, beispielsweise während
40 msec, und danach erfolgt eine Rückstellung auf logisch
"0". Wenn der Zeitgeber RPT ein Bremsfreigabewort vom
Tabellenausgangswähler TOS auf ein logisch-"1"-Signal vom
Polaritätsumschaltwähler PSS erhält, dann wird der
Zeitgeber RPT sofort zurückgesetzt und erzeugt ein
logisch-"0"-Signal auf der Ausgangsleitung (72). Die
Zeitdauer kann je nach den Erfordernissen und der
jeweiligen Anwendung geändert werden.
Ein Zeitgeberausgangs-Exklusiv-"ODER"-Gattter TOEOR mit
zwei Eingängen ist über Leitungen (69 und 73) an den
Bremsimpulszeitgeber APT angeschlossen und mit dem
Bremsfreigabeimpulszeitgeber RPT über die Leitungen (72
und 74) verbunden. Wenn das Exklusiv-"ODER"-Gatter TOEOR
ein logisch-"1"-Signal auf einer Leitung, aber nicht auf
beiden Eingängen, d. h. entweder vom Bremsimpulszeitgeber
APT oder vom Bremsfreigabeimpulszeitgeber RPT empfängt,
dann erzeugt das Exklusiv-"ODER"-Gatter ein logisch-"1"-Signal
auf der Ausgangsleitung (75). Wenn ein logisch-"1"-Signal
oder ein logisch-"0"-Signal auf beiden
Eingängen des Exklusiv-"ODER"-Gatters TOEOR auftritt,
dann erzeugt ein logisch-"1"-Signal ein logisch-"0"-Signal
am Ausgang (75).
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist ein
Kraftausgangshaltesensor FOH mit einem
Tabellenausgangswähler TOS über eine Leitung (61) und mit
dem Exklusiv-"ODER"-Gatter über eine Leitung (75)
verbunden. Wenn der Ausgang vom Exklusiv-"ODER"-Gatter
logisch "1" ist, dann wird der Ausgang auf der Leitung
(76) des Bremskrafthaltesensors FOH gleich dem Ausgang
auf der Leitung (61) des Tabellenausgangswählers TOS.
Solange des Exklusiv-"ODER"-Gatter ein logisch-"1"-Signal
auf der Leitung (75) erzeugt, wird der Ausgang auf der
Leitung (76) des Bremskrafthaltesensors FOH entsprechend
dem Ausgangszustand des Tabellenausgangswählers zu der
Zeit, zu der das Exklusiv-"ODER"-Gatter auf logisch "1"
umgestellt wird.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß ein monostabiler Sensor
AHO mit dem Bremsimpulszeitgeber APT über eine Leitung
(69) und mit dem Tabellenausgangswähler über Leitungen
(61, 77 und 78) verbunden ist. Der Ausgang auf der
Leitung (18) des Sensors AHO ist logisch "0", außer wenn
der Zustand des Bremsimpulszeitgebers APT sich von
logisch "1" auf logisch "0" ändert. Wenn dieser Übergang
auftritt, dann wird der Ausgang auf der Leitung (18) des
Sensors AHO logisch "1" während einer vorbestimmten
Zeitdauer von beispielsweise 40 msec. Wenn ein
Bremsfreigabewort auf den Leitungen (61, 77 und 78) vom
Tabellenausgangswähler TOS empfangen wird, oder wenn ein
logisch-"1"-Signal auf den Leitungen (66 und 90) für den
Polaritätsumschaltwähler PSS empfangen wird, dann wird
der Sensor AHO sofort zurückgestellt und erzeugt ein
logisch-"0"-Signal auf der Leitung (18). Es ist klar, daß
die 40-msec-Zeitdauer erforderlichenfalls geändert werden
kann.
Außerdem ist ein Bremsfreigabesensor RHO mit dem
Freigabeimpulszeitgeber über eine Leitung (72) verbunden
und er ist an den Tabellenausgangswähler über Leitungen
(61, 77 und 92) angeschlossen. So wird das Ausgangssignal
auf der Leitung (19) des Sensors RHO logisch "0", außer
wenn der elektrische Zustand des Freigabeimpulszeitgebers
RPT sich von logisch "1" auf logisch "0" ändert. Wenn
diese logische Umschaltung erfolgt, dann nimmt der
Ausgang auf der Leitung (19) des Sensors RHO den Wert
logisch "1" während einer vorbestimmten Zeitdauer von
etwa 40 msec nach Rückstellung des Sensors RHO auf
logisch "0" ein. Der Empfang des Freigabeausgangswortes
vom Tabellenausgangswähler TOS oder das Auftreten einer
logischen "1" auf den Leitungen (66 und 91) vom
Polaritätsumschaltwähler bewirkt, daß der Sensor RHO
sofort auf logisch "0" zurückgesetzt wird. Wiederum kann
auch hier die 40-msec-Zeitdauer gemäß den Erfordernissen
der speziellen Installation und der Charakteristik des
Fahrzeugs geändert werden. Wie erwähnt, sind die
Ausgangsleitungen (18 und 19) an das Haltezustands-
Exklusiv-"ODER"-Gatter HLDST angeschlossen, welches ein
logisch-"1"-Ausgangssignal auf der Leitung (20) erzeugt,
wenn entweder der monostabile AHO oder der Freigabe-RHO
ein logisch-"1"-Ausgangssignal liefert, nicht aber wenn
beide ein solches Signal liefern.
Aus Fig. 3 ergibt sich, daß der Kraftausgangshaltesensor
FOH mit einem Drehgestellinterface PHSTPTCI mit je einem
Sensor pro Achse über Leitungen (76 und 77) verbunden
ist. Die Funktion der Interfaceschaltung PHSTPTCI besteht
darin, den Ausgang des Kraftausgangshaltesensors FOH für
jede Achse des Drehgestells aufzunehmen und eine
Bestimmung vorzunehmen, welcher Achsausgang für die
logische Verbindungsschleife mit den Drehgestellventilen
herzustellen ist. Demgemäß ist es bei dem benutzten
Interface nicht erforderlich, pro Achse ein Ventil
vorzusehen. Die beiden Eingänge der Interfaceschaltung
PASTPTCI kommen von den jeweiligen
Achskraftausgangshaltesensoren, die die Form eines
Schlupfsteuertabellen-Ventilzustandsbefehls haben, was
dem Sicherheitszeitgeberinterface STI über eine Leitung
(93) übertragen wird. Wie erwähnt, steuert der
Sicherheitszeitgeber STI den Magnetventiltreiber MVD über
eine Leitung (79) gemäß der Bedingung auf den Eingängen
der Leitungen (80, 81, 82 und 83), die mit dem
Primärtabellenfreigabe/-sperrkreis PTE, dem
Synchrontabellenfreigabe/-sperrkreis PTE und dem
anderen Achsynchrontabellenfreigabe/-sperrkreis STE
verbunden sind. Außerdem hat das
Sicherheitszeitgeberinterface einen Eingang von dem
Bremsfreigabedruckschalter BRPS über eine Leitung (84)
und einen Eingang von einem Nulldrehzahlsensor ZSPD über
eine Leitung (85). Der Nulldrehzahlsensor ZSPD ist
außerdem an die Interfaceschaltung PASTPTCI über eine
Leitung (86) angeschlossen.
Im folgenden findet sich eine Liste der
Ventilzustandsbefehlsmöglichkeiten und der Prioritätszahl
für jede Ventilzustandsbefehlsmöglichkeiten:
Demgemäß wird das Bremsventil MBV wirksam über die
Leitung (87) gesteuert, um eine wirksame Bremsung der
Räder des Fahrzeugs ohne Blockierung und ohne Gleiten
zwischen Rad und Schiene zu bewirken.
Die Erfindung gibt dem Fachmann eine eindeutige Lehre zum
technischen Handeln.
Es können Abwandlungen getroffen werden, ohne den Rahmen
der Erfindung zu verlassen, wie sie in den Ansprüchen
charakterisiert ist.
Claims (36)
1. Elektronisches Schlupfsteuersystem für einen
Eisenbahnwagen mit mehreren Fahrgestellen,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Standardschlupfsteuerlogik auf
Achsgeschwindigkeits- und -beschleunigungssignale
anspricht, um ein Binärzahlwort mit mehreren Bits zu
erzeugen, daß eine Primärschlupfsteuerwort-
Formationsvorrichtung das Mehrfach-Bit-Binärzahlwort
in ein Hexadezimalwort umwandelt, welches einer
Primärschlupfsteuertabellenvorrichtung zugeführt
wird, daß die Primärschlupfsteuertabellenvorrichtung
das Hexadezimalwort einer Ausgangswählvorrichtung
zugeführt, daß eine Synchronschlupfsteuerlogik auf
Achsgeschwindigkeits- und -beschleunigungssignale
anspricht, um ein Mehrfach-Bit-Binärwort zu
erzeugen, daß eine Synchronschlupfsteuerwort-
Behandlungsvorrichtung das Mehrfach-Bit-Binärzahlwort
in ein Hexadezimalzahlwort umwandelt, das einer
Synchronschlupfsteuertabellenvorrichtung zugeführt
wird, daß die Synchronschlupfsteuertabellenvorrichtung
das Hexadezimalzahlwort der
Tabellenausgangswahlvorrichtung zuführt, die eine
dazwischenliegende Schaltung veranlaßt, ein jeweils
richtiges Steuersignal dem Bremsventil zuzuführen,
um eine Radblockierung zu verhindern.
2. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Standardschlupfsteuerlogik einen
Primärbeschleunigungsdetektorlogiksensor aufweist,
der bestimmt, wenn die Beschleunigung ansteigt und
wenn sie fällt.
3. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Standardschlupfsteuerlogik in einem
Primärbeschleunigungspolaritätslogiksensor befindlich
ist, der anzeigt, wenn die Achsbeschleunigung einer
bestimmten Achse eine positive Polarität besitzt.
4. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Standardschlupfsteuerlogik einen ersten
Primärschwellwertlogiksensor aufweist, der
feststellt, wenn die Achsbeschleunigung größer als
und gleich ist einem festgelegten Wert.
5. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Standardschlupfsteuerlogik einen zweiten
Primärschwellwertlogiksensor aufweist, der bestimmt,
wenn die Achsbeschleunigung größer oder gleich ist
einem eingestellten positiven
Beschleunigungswert.
6. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Standardschlupfsteuerlogik einen
Primärbeschleunigungsdifferenzdetektorpegellogiksensor
aufweist, der den Beschleunigungsdifferenzdetektorpegel
bestimmt, basierend auf einer Achsbeschleunigung
des Primärbeschleunigungspolaritätslogiksensors.
7. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Standardschlupfsteuerlogik einen
Primärbeschleunigungsdifferenzvergleichslogiksensor
aufweist, der die Achsbeschleunigung einer Achse mit
jener der anderen Achse des Drehgestells vergleicht.
8. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Standardschlupfsteuerlogik einen
Primärbeschleunigungsdifferenzsummierungslogiksensor
aufweist, der einen einzigen Eingang von dem
Primärbeschleunigungsdifferenzvergleichslogiksensor
empfängt.
9. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Standardschlupfsteuerlogik einen
Primärbeschleunigungsdifferenzendausgangssensor
aufweist, der einen eizigen Eingang von dem
Primärbeschleunigungsdifferenzsummierungslogiksensor
empfängt.
10. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Standardschlupfsteuerlogik einen
Primärbeschleunigungspolaritätsumschaltlogiksensor
aufweist, der ein Signal immer dann für einen
Programmzyklus erzeugt, wenn der
Primärbeschleunigungspolaritätslogiksensor von einer
positiven Achsbeschleunigung auf eine negative
Achsbeschleunigung umschaltet.
11. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Standardschlupfsteuerlogik einen dritten
Primärschwellwertlogiksensor aufweist, der bestimmt,
wenn die Achsbeschleunigung kleiner oder gleich
einem negativen eingestellten Beschleunigungswert
ist.
12. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Haltezustandslogiksensor Freigabe- und
Bremskraftimpulse der Primärschlupfsteuertabellen-
Vorrichtung liefert.
13. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Standardschlupfsteuerlogik einen
Primärtabellenfreigabe/-sperrkreis aufweist, der die
Primärschlupfsteuervorrichtung freischaltet bzw.
sperrt.
14. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Synchronschlupfsteuerlogik einen
Synchronbeschleunigungsrichtungslogiksensor
aufweist, der bestimmt, wenn die Beschleunigung
ansteigt bzw. abfällt.
15. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Synchronschlupfsteuerlogik einen
Synchronbeschleunigungspolarisationslogiksensor
aufweist, der anzeigt, wenn eine gegebene
Achsbeschleunigung eine positive Poarität besitzt.
16. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Synchronschlupfsteuerlogik einen ersten
Synchronschwellwertlogiksensor aufweist, der
anzeigt, wenn die Achsbeschleunigung kleiner ist
als die maximale Fahrzeugbeschleunigung.
17. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Synchronschlupfsteuerlogik einen zweiten
Synchronschwellwertlogiksensor aufweist, der
feststellt, ob die Achsbeschleunigung größer oder
gleich ist einem positiven eingestellten
Beschleunigungswert.
18. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Synchronsensor einen einzigen Eingang von dem
Achsbeschleunigungssensor empfängt.
19. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Synchronschlupfsteuerlogik einen
Synchronbanddetektorsensor aufweist, der einen
einzigen Eingang von dem Achsbeschleunigungssensor
empfängt.
20. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Synchronschlupfsteuerlogik einen
Synchronbeschleunigungssummationslogiksensor
aufweist, der einen Eingang vom
Synchronbestimmungssensor und einen weiteren Eingang
von dem Synchronbanddetektorsensor empfängt.
21. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schlupfsteuerlogik einen
Synchroneinstellwertlogiksensor aufweist, der einen
einzigen Eingang von dem
Synchronbeschleunigungssummationslogiksensor
empfängt.
22. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Synchronbeschleunigungsdifferenzsensor aufweist, der
die Achsbeschleunigung einer Achse von der
Achsbeschleunigung der anderen Achse abzieht.
23. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Stoßbeschleunigungssensor vorgesehen ist, der
dadurch gespeist wird, daß periodisch die Differenz
zwischen der vorherigen Achsbeschleunigung und der
gegenwärtigen Achsbeschleunigung herangezogen wird.
24. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Synchronschlupfsteuerlogik einen
Kombinationswertsensor aufweist, der eine
Summierung des Absolutwertes der
Achsbeschleunigung, des Absolutwertes der
Stoßbeschleunigung und des Absolutwertes des
Synchronbeschleunigungsdifferenzsensors enthält.
25. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Synchronschlupfsteuerlogik einen dritten
Schwellwertdetektorlogiksensor aufweist, der
feststellt, ob die Achsbeschleunigung größer oder
gleich ist einem Wert, der vom
Kombinationswertsensor geliefert wurde.
26. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Haltezustandslogiksensor einen Freigabe- und
einen Bremskraftimpuls der
Synchronschlupfsteuertabelliervorrichtung zuführt.
27. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Synchronschlupfsteuerlogik einen
Synchrontabellenfreigabe/-sperrkreis aufweist, der
die Synchronschlupfsteuertabelliervorrichtung
freischaltet und sperrt.
28. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Synchronschlupfsteuerlogik einen
Synchronbeschleunigungspolaritätsumschaltlogiksensor
aufweist, der ein Signal immer dann für einen
Programmzyklus erzeugt, wenn der
Synchronbeschleunigungspolaritätslogiksensor von
einer positiven Achsbeschleunigung auf eine negative
Achsbeschleunigung umschaltet.
29. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Polaritätsumschaltwähler mit vier Eingängen mit
der Primärtabellierungsfreigabe/-sperrschaltung, dem
Primärbeschleunigungspolaritätsumschaltsensor und
dem Synchronbeschleunigungspolaritätsumschaltsensor
verbunden ist.
30. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Tabellierungsausgangswähler an die erste
Primärtabellenfreischalt/-sperrschaltung, an den
Synchrontabellierungsfreigabe/-sperrkreis, an die
Schlupfsteuertabelliervorrichtung und an die
Synchronschlupfsteuertabelliervorrichtung
angeschaltet ist.
31. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Bremsimpulszeitgeber und ein
Bremsfreigabeimpulszeitgeber das Ausgangswort von
dem Tabellierausgangswähler auslesen.
32. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 30,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Exklusiv-"ODER"-Gatter im Zeitgeberausgang mit
dem Bremsimpulszeitgeber und dem
Bremsfreigabezeitgeber verbunden ist.
33. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Kraftausgangshaltesensor an das Exklusiv-"ODER"-Gatter
des Zeitgerberausgangs angeschaltet ist.
34. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein monostabiler Bremshaltesensor und ein
monostabiler Bremsfreigabehaltesensor an den
Bremsimpulszeitgeber und den Bremsfreigabeimpuls-
Zeitgeber angeschlossen sind.
35. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Achssensor- und Drehgestellsteuerinterface an
den Kraftausgangshaltesensor angeschaltet ist.
36. Elektronisches Schlupfsteuersystem nach Anspruch 34,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Sicherheitszeitgeberinterface mit dem Achssensor-
und Drehgestellsteuerinterface verbunden ist, um
einen Magnetventilantriebskreis zu steuern, der mit
einem Bremsmagnetventil verbunden ist, um die
Bremsen des Drehgestells des Fahrzeugs zu steuern.
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