DE3915463C2 - Antiblockiersystem für einen Eisenbahnwagen mit mehreren Drehgestellen - Google Patents
Antiblockiersystem für einen Eisenbahnwagen mit mehreren DrehgestellenInfo
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- DE3915463C2 DE3915463C2 DE3915463A DE3915463A DE3915463C2 DE 3915463 C2 DE3915463 C2 DE 3915463C2 DE 3915463 A DE3915463 A DE 3915463A DE 3915463 A DE3915463 A DE 3915463A DE 3915463 C2 DE3915463 C2 DE 3915463C2
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Antiblockiersystem für
einen Eisenbahnwagen mit mehreren Drehgestellen, wobei
jedes Drehgestell zumindest eine erste Achse und eine wei
tere Achse aufweist und Signale für die Achsdrehzahl und
die Achsbeschleunigung der ersten Achse sowie für die Achs
beschleunigung der weiteren Achse als, Eingangsgrößen für
das Antiblockiersystem des jeweiligen Drehgestells verwen
det werden. Derartige Antiblockiersysteme müssen verschie
dene Faktoren berücksichtigen, um einen optimalen Brems
vorgang auszulösen, ohne daß die Grenzbedingung nach einem
Gleiten überschritten wird.
Ein bekanntes Antiblockiersystem, welches in der
US 44 91 920 A beschrieben ist und für ein mehrachsiges Last
kraftfahrzeug bestimmt ist, weist Drehzahlsensoren für die
verschiedenen Achsen auf. An jeden Drehzahlsensor ist ein
Differentiator angeschlossen, um die Geschwindigkeits
signale zu differenzieren und Beschleunigungssignale zu
erzeugen. Eine Schaltung bestimmt das zumeist negative
Beschleunigungssignal für jede Radachse des Lastkraftfahr
zeuges. Mehrere Verzögerungspegel- und Beschleunigungs-
Richtungsdetektoren und Datenverarbeitung-Logikschaltun
gen leiten eine Bremskraftverminderung immer dann ein,
wenn das Rad der Gefahr eines Schlupfes ausgesetzt ist,
und eine positive Logik stellt die Polaritätsverschiebung
in dem Beschleunigungssignal fest, um die Datenverarbei
tungslogik zu veranlassen, die Bremsung wieder einzuleiten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
gattungsgemäßes Antiblockiersystem zu schaffen, das in der
Lage ist, eine Vielzahl von Gleitzuständen zu erkennen und
das entsprechend reagieren kann, wobei das Antiblockier
system einfach an die Eigenschaften des jeweiligen Eisen
bahnwagens (beispielsweise die das Bremsverhalten stark
beeinflussende Massenverteilung) angepaßt werden kann.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die Gesamtheit der
im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht demgemäß darin, mit
Hilfe von verschiedenen Sensoren die verschiedensten Gleit-
bzw. Bremsbedingungen zu erfassen.
Da diese Gleit- bzw. Bremsbedingungen von einer Vielzahl
von Parametern abhängen, beispielsweise von der Schienen
oberfläche, von der Lauffläche des Radkranzes, von Witte
rungsbedingungen, von Streckensteigungen, von der Masse und
Beladung des Eisenbahnwagens, ist eine genaue Voraussage
des Bremsverlaufs ohne kontinuierliche Überwachung nicht
möglich.
Bei dem erfindungsgemäßen Antiblockiersystem sind deshalb
zwei voneinander völlig unabhängig arbeitende, die Ein
gangsgrößen auswertende Auswerteschaltungen vorgesehen,
nämlich die Primär-Auswerteschaltung und die Synchron-
Auswerteschaltung. Diese Bezeichnungen beruhen darauf, daß
die Synchron-Auswerteschaltung zwar ständig und gleichzei
tig mit der Primär-Auswerteschaltung aktiv ist, jedoch im
Zweifelsfall das von der Primär-Auswerteschaltung gelie
ferte Signal verwendet wird.
Die Primär- und die Snychron-Auswerteschaltung verwenden
dabei unterschiedliche Sensoren, und nur in der Synchron-
Auswerteschaltung wird ein Impuls, d. h. die Ableitung des
Beschleunigungssignals berechnet und verwertet, und es wer
den unabhängig voneinander Ausgangssignale erzeugt, die je
weils mehrere Bits umfassen.
Um das Antiblockiersystem an einen bestimmten Wagentyp an
zupassen, müssen lediglich die Tabelleneinträge sowie einige
Schwellenwerte entsprechend angepaßt werden, aber es ist
keine Hardware-Änderung erforderlich.
Die Primär- und die Synchron-Auswerteschaltung können zum
gleichen Zeitpunkt unterschiedliche Bremsmanöver "vorschlagen".
Beispielsweise ist es denkbar, daß auf einer Leitung ein Sig
nal anliegt, das einem Halten des gegenwärtigen Bremskraft
pegels entspricht, während auf der anderen entsprechenden
Leitung gleichzeitig ein Signal anliegt, das der Freigabe
der Bremskraft entspricht. Daß die unterschiedlichen Schal
tungsteile zu unterschiedlichen Vorschlägen für das am
besten geeignete Bremsmanöver führen, liegt an der Verwen
dung unterschiedlicher Sensoren. Aus diesem Grunde ist die
Auswahlschaltung TOS vorgesehen, der eine besondere Bedeu
tung zukommt, denn diese Schaltung wählt in Abhängigkeit
von den aus den Eingangsgrößen abgeleiteten Signalen ent
sprechend tabellarischen Werten ein Signal aus und liefert
ein Ausgangssignal, das die tatsächlich angewandte Brems
funktion mitbestimmt.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran
sprüchen.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen in seitlicher Aneinanderreihung
ein Blockschaltbild eines erfindungs
gemäßen Antiblockiersystems für einen
Eisenbahnwagen mit mehreren Drehge
stellen. Dabei ist die Fig. 1 links,
die Fig. 2 in der Mitte und die Fig. 3
rechts anzuordnen.
Das Antiblockiersystem verwendet die Achsdrehzahl AS und die
Achsbeschleunigung AR einer ersten (äußeren) Achse A sowie die
Achsbeschleunigung OAR einer weiteren (inneren) Achse OA eines
Drehgestells eines Eisenbahnwagens als Eingangsgrößen (Fig. 1).
Die Beschleunigungssignale OAR und AR werden den beiden Eingän
gen eines Vergleichers PRDCP einer Primär-Auswerteschaltung über
Leitungen 1 bzw. 2 zugeführt.
Der Vergleicher PRDCP vergleicht die Achsbeschleunigung AR
der ersten Achse mit der Achsbeschleunigung OAR der weite
ren Achse. Der Vergleich wird durch Subtraktion der Achs
beschleunigung OAR von der Achsbeschleunigung AR durchge
führt, nämlich AR-OAR. Wenn AR-OAR kleiner ist als der
Eingang, der dem Vergleicher PRDCP über eine Leitung 3 von
einer Pegelschaltung PRDLV der Primär-Auswerteschaltung zuge
führt wird, dann nimmt der Ausgang an der Leitung 4 des Ver
gleichers PRDCP den Wert logisch "1" an. Wenn AR-OAR grös
ser ist als der Eingang auf der Leitung 3, dann nimmt der
Ausgang auf der Leitung 4 des Vergleichers PRDCP den Wert
logisch "0" an. Die Pegelschaltung PRDLV bestimmt den Be
schleunigungsdifferenz-Pegel, basierend auf einer Polaritäts
schaltung PRPOL der Primär-Auswerteschaltung.
Die Polaritätsschaltung PRPOL zeigt an, ob die Achsbeschleu
nigung einer Achse positiv oder negativ ist. Die Polaritäts
schaltung erzeugt ein logisch "1"-Signal an der Ausgangs
leitung 5, wenn die Achsbeschleunigung AR der äußeren Achse
positiv ist, und sie erzeugt ein logisch "0"-Signal auf der
Ausgangsleitung 5, wenn die Achsbeschleunigung AR der äußeren
Achse negativ ist. Die Polaritätsschaltung besitzt eine Hyste
rese. Die Achsbeschleunigung muß wenigstens +1,4 bis +2,4 Mei
len pro Stunde pro Sekunde (m/h/sec) betragen, um von einem
negativen in einen positiven Wert umzuschalten, und sie muß
mindestens -0,2 m/h/sec bis +0,4 m/h/sec betragen, um von einem
positiven Wert auf einen negativen Wert umzuschalten. Diese
Hysterese wird eingestellt in Abhängigkeit von der Massenkraft
charakteristik des Fahrzeugs, mit dem das Antiblockiersystem
benutzt wird. Wenn der Eingang auf der Leitung 6 der Polaritäts
schaltung PRPOL den Wert logisch "1" hat, dann wird der Ausgang
auf der Leitung 5 -1,5 m/h/sec plus dem maximalen Fahrzeugbe
schleunigungspegel. Beispielsweise beträgt der Ausgang auf der
Leitung 5 in einem ersten Fall Nr. 1 -1,5 m/h/sec bis -2,5 m/h/
sec, und dies ist äquivalent -0,4 m/h/sec. In einem zweiten Fall
Nr. 2 beträgt der Ausgang auf der Leitung 5 -1,5 m/h/sec +
-3,2 m/h/sec, und dies ist äquivalent -4,7 m/h/sec. Wenn die
Polaritätsschaltung PRPOL dem Eingang der Pegelschaltung PRDLV
ein logisch "0"-Signal liefert, dann ist der Ausgang ein von
der Geschwindigkeit abhängiger Sollwert. Normalerweise wird
die Achsdrehzahl AS der äußeren Achse A eines Drehgestells
benutzt und die Sollwertänderung wird gemäß einer Nachschlag
tabelle bestimmt. Wenn aus irgendwelchen Gründen die Achs
drehzahl AS der äußeren Achse infolge einer Fehlfunktion ver
lorengeht, dann wird die Achsdrehzahl der inneren Achse AO be
nutzt.
Die folgende Tabelle stellt eine Auflistung der Sollwert
änderung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit dar:
Die Summierungsschaltung PRDSM der Primär-Auswerteschaltung be
sitzt einen einzigen Eingang, der über die Leitung 4 mit dem
Ausgang des Vergleichers PRDCP verbunden ist. Die Summierungs
schaltung PRDSM hat einen Ausgang, der gleich ist S1 + S2 + S3 +
S4 + S5. Der anfängliche Eingang vom Vergleicher PRDCP wird in
S1 plaziert, während der erstere Wert von S1 in S2 plaziert ist.
Der erstere Wert von S2 wird in S3 plaziert, während der erstere
Wert von S3 in S4 plaziert wird. Der erstere Wert von S4 wird in
S5 plaziert, während der erstere Wert von S5 unberücksichtigt
bleibt. Die Summierungsschaltung PRDSM arbeitet nach einem
20-msec-Programmzyklus.
Der Ausgang der Summierungsschaltung PRDSM ist mit dem Eingang
einer Beschleunigungsdifferenz-Endausgabeschaltung PRDFO der
Primär-Auswerteschaltung über eine Leitung 7 verbunden. Wenn
der Eingangswert von der Summierungsschaltung PRDSM gleich 5
ist, dann steht am Ausgang auf der Leitung 13 der Beschleuni
gungsdifferenz-Endausgabeschaltung PRDFO der Wert logisch "1",
und wenn der Eingangswert nicht 5 ist, dann hat der Ausgang
den Wert logisch "0".
Die Achsbeschleunigungssignale AR auf der Leitung 2 werden
auch dem Eingang einer Richtungsschaltung PRDIR der Primär-
Auswerteschaltung über die Leitungen 8, 9 und 10 zugeführt.
Die Richtungsschaltung PRDIR stellt fest, ob die Beschleuni
gung ansteigt oder abfällt, ohne Rücksicht darauf, ob die Be
schleunigung positiv oder negativ ist. In der Praxis defi
niert die Schaltung PRDIR eine ansteigende Beschleunigung
als positiv und eine abfallende Beschleunigung als negativ.
Die Beschleunigungsrichtung ist wesentlich bei der Bestim
mung einer unstetigen Beschleunigungs-Polarität. Eine an
steigende Beschleunigung setzt den Ausgang auf der Leitung
14 der Schaltung PRDIR auf den Wert logisch "1", während eine
abfallende Beschleunigung oder eine gleichbleibende Beschleu
nigung, d. h. eine Beschleunigung, die weder ansteigt noch
abfällt, die Schaltung PRDIR auf den Wert logisch "0" setzt.
Die Beschleunigungssignale werden ferner dem Eingang einer
ersten Schwellenwertschaltung PTHR1 der Primär-Auswerteschal
tung über die Leitungen 2, 8, 9, 10 und 11 zugeführt. Die erste
Schwellenwertschaltung PTHR1 stellt fest, ob die Achsbeschleu
nigung AR größer oder gleich einem ersten Schwellenwert ist.
Es wird vorausgesetzt, daß positive Zahlen als größer ange
nommen werden als negative Zahlen, selbst wenn der numeri
sche Wert der negativen Zahl größer ist als jener der posi
tiven Zahl. Wenn die Achsbeschleunigung größer als der
erste Schwellenwert oder gleich diesem ist, dann hat der
Ausgang auf der Leitung 15 der ersten Schwellenwertschaltung
PTHR1 einen Wert logisch "1", und wenn die Achsbeschleuni
gung kleiner als der erste Schwellenwert ist, dann hat der
Ausgang der ersten Schwellenwertschaltung PTHR1 den Wert lo
gisch "0". Es ist klar, daß der erste Schwellenwert sich gemäß
der Drehzahl der Achse ändert. Es wird normalerweise jeweils
die äußere Achse eines jeden Drehgestells des Fahrzeugs benutzt,
außer wenn die Achsdrehzahl der äußeren Achse infolge einer
Fehlfunktion ausfällt, und in diesem Fall wird die Drehzahl
der inneren Achse benutzt. Die verschiedenen ersten Schwellen
werte sind eine Funktion der Geschwindigkeit und können aus
der folgenden Nachschlagtabelle entnommen werden:
Diese Schwellenwerte wurden absichtlich hoch eingestellt, und
sie können während des dynamischen Versuchs geändert werden.
Auch muß der Schwellenwert der ersten Schwellenwertschaltung
PTHR1 ständig größer sein als der Schwellenwert einer dritten
Schwellenwertschaltung PTHR3 der Primär-Auswerteschaltung, was
weiter unten beschrieben wird.
Die Beschleunigungssignale AR werden dem Eingang einer zweiten
Schwellenwertschaltung PTHR2 über Leitungen 2, 8, 9, 10 und 12
zugeführt. Die zweite Schwellenwertschaltung PTHR2 stellt fest,
ob die Achsbeschleunigung größer als oder gleich einem zweiten
positiven Beschleunigungs-Schwellenwert ist. Das Beschleuni
gungssignal AR der Achse muß größer oder gleich sein dem Schwel
lenwert der zweiten Schwellenwertschaltung PTHR2, um einen Aus
gang zu erzeugen, der repräsentativ ist dem Wert logisch "1"
auf der Leitung 16. Wenn die Achsbeschleunigung kleiner als der
positive Beschleunigungs-Schwellenwert ist, dann wird der Aus
gang der zweiten Schwellenwertschaltung PTHR2 äquivalent dem
Wert logisch "0". Zu Prüfzwecken wurde der Schwellenwert so ge
wählt, daß er bei +20 m/h/sec liegt. Nach dem Versuch wurde der
Schwellenwert auf +6 m/h/sec festgelegt.
Die Beschleunigungssignale AR werden ferner dem Eingang einer
dritten Schwellenwertschaltung PTHR3 über Leitungen 2, 8, 9 und
10 zugeführt. Die dritte Schwellenwertschaltung PTHR3 stellt
fest, ob die Achsbeschleunigung AR kleiner oder gleich dem ne
gativen dritten Schwellenwert ist, und wenn dies der Fall ist,
dann erzeugt die dritte Schwellenwertschaltung PTHR3 einen Aus
gangswert "1" auf der Leitung 17.
Wenn die Achsbeschleunigung AR größer ist als der negative
dritte Beschleunigungs-Schwellenwert, dann erzeugt die dritte
Schwellenwertschaltung PTHR3 einen logischen "0"-Ausgang. Es
ist klar, daß der Schwellenwert sich gemäß der Drehzahl der
Achse A ändert. Die folgende Tabelle zeigt die Änderung der
Schwellenwerte bei verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten.
Es wird nun auf Fig. 3 der Zeichnung Bezug genommen. Eine Zu
standsschaltung HLDST in Gestalt eines Exklusiv-ODER-Gatters
informiert die Primärschlupfsteuertabelle, ob ein Bremsfrei
gabeimpuls oder ein Bremsimpuls vorliegt und ob ein Zustands-
Tabellenausgang bis zum Ablauf der Pulsdauer vorliegt. Ein
Freigabeimpuls gibt die Bremskraft für eine vorbestimmte Zeit
dauer frei und darauf folgt eine vorbestimmte Zeitdauer mit
einem Status mit Bremspegelhalten. In gleicher Weise wird
ein Bremsimpuls während einer vorbestimmten Zeitdauer der
Bremseinwirkung erzeugt, dem eine vorbestimmte Zeitdauer mit
Bremspegelhalten folgt. Die Zustandsschaltung HLDST besteht aus
zwei Exklusiv-ODER-Gattern, die einen logisch-"1"-Ausgang er
zeugen, um einen Freigabe- oder einen Bremsimpuls anzuzeigen,
und die ein logisch-"0"-Ausgangssignal erzeugen, um anzuzei
gen, daß tatsächlich kein Bremsimpuls oder Bremsfreigabeimpuls
vorhanden ist. Der eine Eingang 18 der Zustandsschaltung ist an
eine monostabile Bremskippschaltung AHO angeschlossen, während
der andere Eingang 19 der Zustandsschaltung an dem Ausgang einer
monostabilen Freigabe-Kippschaltung RHO angeschlossen ist, die
später beschrieben wird. Wenn die Zustandsschaltung HLDST ein
logisch-"1"-Eingangssignal entweder von der monostabilen
Kippschaltung RHO (aber nicht von beiden Kippschaltungen zu
gleich) erhält, dann erzeugt die Zustandsschaltung HLDST ein
logisch-"1"-Signal am Ausgang 20. Sonst erzeugt die Zustands
schaltung HLDST ein logisch-"0"-Ausgangssignal am Ausgang 20.
Im folgenden wird wiederum auf Fig. 1 Bezug genommen. Die
Primärtabellen-Freigabe/Sperrschaltung PTE der Primär-
Auswerteschaltung hat zu bestimmen, ob auf eine Primär
tabelle zugegriffen wird oder nicht. Die Freigabe/Sperr
schaltung PTE wird durch ein logisch-"1"-Signal auf der Lei
tung 21 freigeschaltet, die mit dem Ausgang der dritten
Schwellenwertschaltung PTHR3 verbunden ist, oder sie wird
durch ein logisch-"1"-Signal auf der Leitung 22 freigeschal
tet, die mit der Endausgabeschaltung PRDFO verbunden ist. Es
gibt zwei Möglichkeiten, die Freigabe/Sperrschaltung PTE zu
sperren. Die erste Möglichkeit, die Freigabe/Sperrschaltung
PTE zu sperren besteht darin, ein logisch-"1"-Signal auf
der Leitung 23 zu erzeugen, die am Ausgang einer Polaritäts
verschiebungsschaltung PRPSH angeschlossen ist. Die zweite
Möglichkeit der Sperrung der Freigabe/Sperrschaltung PTE be
steht darin, einen Zeitgeber vorzusehen, der zu zählen be
ginnt, wenn die Tabelle freigeschaltet wird und 2 sec erreicht
hat und die erste Schwellenwertschaltung PTHR1 ein logisch-
"1"-Signal auf der Leitung 24 erzeugt. Es ist klar, daß dann,
wenn der Zeitgeber 3 sec erreicht und die erste Schwellen
wertschaltung PTHR1 ein logisch-"0"-Signal auf der Leitung 24
erzeugt, die Primärtabelle in der Freigabestellung befind
lich bleibt, bis die erste Schwellenwertschaltung PTHR1 ein
logisch-"1"-Signal auf der Leitung 24 erzeugt. Es muß berück
sichtigt werden, daß die Zeitperiode von der Rotationsmasse
des Fahrzeugs abhängt, so daß ein Fahrzeug mit einer größeren
Rotationsmasse eine längere Zeitperiode erfordert.
Die Polaritätsverschiebungsschaltung PRPSH sendet ein Signal
während eines Programmzyklus immer dann aus, wenn die Pola
ritätsschaltung PRPOL von einem Status, in dem die Achsbeschleu
nigung AR positiv ist, in einen Status umkippt, in dem die Achs
beschleunigung ein negatives Vorzeichen annimmt. Wenn die
Polaritätsschaltung PRPOL das Signal auf der Leitung 25 von
logisch "1" auf logisch "0" umschaltet, erzeugt die Polari
tätsverschiebungsschaltung PRPSH einen logisch-"1"-Ausgang
auf der Leitung 23 während eines Programmzyklus. Sonst bleibt
die Polaritätsverschiebungsschaltung PRPSH in einem Zustand,
in dem ein logisch-"0"-Signal auf der Leitung 23 steht.
Es folgt eine Diskussion der Synchron-Auswerteschaltung gemäß
Fig. 1. Die Beschleunigungssignale AR und OAR von den Achsen
des Drehgestells können zwei weitere unterschiedliche Signale
erzeugen. Das erste Signal wird von einer Ruck-Stoßbeschleu
nigungsschaltung JERK RATE dAR/dt abgeleitet, die das Signal
AR über Leitungen 26 und 27 erhält. Das Ruck-Stoßbeschleuni
gungssignal ist gleich D(Durchschnittsbeschleunigung)/dt. Das
Ruck-Stoßbeschleunigungssignal wird durch die vorherige 20-msec-
Beschleunigung minus der gegenwärtigen Beschleunigung erhal
ten. Das zweite Signal ist die Differenz zwischen der Beschleu
nigung AR der einen Achse des Drehgestells und der Beschleuni
gung OAR der anderen Achse des gleichen Drehgestells. Das zweite
Signal wird nicht erzeugt, wenn die Achsbeschleunigung der ande
ren 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
26 bzw. 28 mit der Differenzschaltung SRDIFF verbunden, um ein
Differenzsignal auf der Leitung 29 zu erzeugen. Das Ruck-Stoß
beschleunigungssignal wird einer Kombinationswerteschaltung
COMVAL über eine Leitung 30 zugeführt, und das SRDIFF-Signal
wird der COMVAL-Schaltung der Synchron-Auswerteschaltung über
eine Leitung 29 zugeführt, während das Achsbeschleunigungssignal
AR der COMVAL-Schaltung über Leitungen 2, 8, 26, 31 und 32 zuge
führt wird. Demgemäß ist das COMVAL-Signal eine Kombination aus
Beschleunigungs-, Ruck-Stoßbeschleunigungs- und SRDIFF-Signalen.
In der Praxis ist das COMVAL-Signal die Summe des Absolutwertes
des Beschleunigungssignals, des Absolutwertes des Ruck-Stoßbe
schleunigungssignals und des Absolutwertes des SRDIFF-Signals.
Jeder der folgenden Logikeingänge ist jeder einzelnen Achse
des Fahrzeugs gemeinsam. Einer Richtungsschaltung SRDIR wird
das Beschleunigungssignal AR über Leitungen 2, 8 und 26 zuge
führt. Die Richtungsschaltung SRDIR wird benutzt, um zu be
stimmen, ob die Beschleunigung ansteigt oder abfällt, ohne
Rücksicht darauf, ob die Beschleunigung positiv oder negativ
ist. In der Praxis ist eine ansteigende Beschleunigung eine
positive Beschleunigung, während eine Verzögerung eine negative
Beschleunigung ist. Die Richtungsschaltung SRDIR der Synchron-
Auswerteschaltung überwacht den Ausgang der Ruck-Stoßbeschleu
nigungsschaltung. Wenn das Ruck-Stoßbeschleunigungssignal posi
tiv ist, erscheint ein logisch-"1"-Ausgangssignal auf der Aus
gangsleitung 3. Wenn das Ruck-Stoßbeschleunigungssignal nega
tiv oder Null ist, dann steht an der Ausgangsleitung 33 ein
logisch-"0"-Signal.
Der Polaritätsschaltung SRPOL der Synchron-Auswerteschaltung
wird das Beschleunigungssignal AR über die Leitungen 2, 8, 26,
31 und 34 zugeführt. Die Polaritätsschaltung SRPOL zeigt an, ob
die Achsbeschleunigung AR eine positive Polarität besitzt. Die
Ausgangsleitung 35 der Polaritätsschaltung SRPOL steht auf lo
gisch "1", wenn die Achsbeschleunigung AR der Achse eine posi
tive Polarität hat, und die Ausgangsleitung 35 steht auf lo
gisch "0", wenn die Achsbeschleunigung eine negative Polari
tät besitzt. Die Polaritätsschaltung SRPOL hat eine Hysterese.
Die Beschleunigung muß +1,4 m/h/sec bis +3,4 m/h/sec betragen,
um vom Negativwert auf den Positivwert umzuschalten, und sie
muß -0,2 m/h/sec bis +0,4 m/h/sec betragen, um von positiv auf
negativ umzuschalten.
Einer ersten Schwellenwertschaltung STHR1 der Synchron-Auswerte
schaltung wird das Beschleunigungssignal AR über die Leitungen
2, 8, 26, 31 und 36 zugeführt. Die Schwellenwertschaltung STHR1
bestimmt, ob die Durchschnittsachsbeschleunigung kleiner ist als
die maximal geforderte Beschleunigung des Fahrzeugs. Die Durch
schnittsbeschleunigung der Achse wird mit einem -0,4 m/h/sec-
Sollwert verglichen. Wenn die Achse eine Durchschnittsbeschleu
nigung besitzt, die kleiner oder gleich dem -0,4 m/h/sec-Soll
wert ist, dann erzeugt die Schwellenwertschaltung STHR1 ein
logisch-"1"-Signal an der Ausgangsleitung 37, und wenn die Achse
eine Durchschnittsbeschleunigung besitzt, die größer ist als der
-0,4 m/h/sec-Sollwert, dann erzeugt die Schwellenwertschaltung
STHR1 ein logisch-"0"-Signal auf der Ausgangsleitung 37.
Einer vierten Schwellenwertschaltung STHR2 wird das Beschleuni
gungssignal AR über Leitungen 2, 8, 26, 31 und 38 zugeführt.
Die vierte Schwellenwertschaltung STHR2 bestimmt, ob die Achsbe
schleunigung größer oder gleich ist einem positiven Beschleuni
gungs-Sollwert. Die Beschleunigung der Achse muß größer oder
gleich sein dem Sollwert, damit die vierte Schwellenwertschal
tung STHR2 ein logisch-"1"-Signal auf der Ausgangsleitung 39
erzeugt. Wenn die Achsbeschleunigung kleiner ist als der posi
tive Sollwert, dann erzeugt die Schwellenwertschaltung
STHR2 ein logisch-"0"-Signal auf der Ausgangsleitung 39. Der
Sollwert wird normalerweise zwischen +6,0 m/h/sec und
+0,8 m/h/sec gewählt; jedoch sollte der gegebene Wert für
jede spezielle Anwendung während eines Dynamikversuches opti
miert werden.
Einem Logiksensor SDT der Synchron-Ausswerteschaltung wird das
Beschleunigungssignal AR über Leitungen 2, 8 und 40 zugeführt.
Der Logiksensor SDT spricht direkt auf die Achsbeschleunigung
an und erzeugt eine Hexadezimalzahl auf der Ausgangsleitung 41,
wie aus der folgenden Tabelle ersichtlich:
Eingang | |
Ausgang | |
< -4 m/h/sec | 00H |
-4 bis -5 m/h/sec | 01H |
-5 bis -6 m/h/sec | 02H |
-6 bis -7 m/h/sec | 03H |
-7 bis -8 m/h/sec | 04H |
-8 bis -9 m/h/sec | 05H |
-9 bis -10 m/h/sec | 06H |
-10 bis -11 m/h/sec | 07H |
-11 bis -12 m/h/sec | 08H |
-12 bis -13 m/h/sec | 09H |
< 13 m/h/sec | 00H |
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird einem Banddetektor-Logiksensor
SBD der Synchron-Auswerteschaltung das Beschleunigungssignal AR
über Leitungen 2, 8 und 42 zugeführt. Der Logiksensor SBD
spricht ebenfalls direkt auf die Achsbeschleunigung AR an. Wenn
die Achsbeschleunigung kleiner oder gleich -4,0 m/h/sec und
größer als -13,0 m/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 die
ses Bereiches liegt.
Eine Summierungsschaltung SRS der Synchron-Auswerteschaltung
erhält 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 Hexa
dezimalwert im Speicher des Logiksensors SRS der Ausgangs
leitung 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 Aus
gang des Logiksensors SRS in Hexadezimalform vor.
Als nächstes ergibt sich, daß ein Sollwert-Logiksensor SSP
der Synchron-Auswerteschaltung den Hexadezimalausgang von
der Summierungsschaltung SRS über die Leitung 44 erhält. Wenn
der Wert des Hexedazimaleingangs des Logiksensors SSP vom
Logiksensor SRS größer oder gleich 32H oder stattdessen 2BH
ist, dann wird der Ausgang auf der Leitung 45 des Logiksen
sors SSP logisch "1", Falls nicht, dann wird der Ausgang des
Logiksensors SSP logisch "0".
Ein Schwellenwertdetektor COMPT der Synchron-Auswerte
schaltung hat drei Eingänge, von denen einer an den Ausgang
der Kombinationswerteschaltung COMVAL der Synchron-Auswerte
schaltung über die Leitung 46 angeschlossen ist. Dem zweiten
Eingang des Schwellenwertdetektors COMPT wird das Beschleuni
gungssignal AR über Leitungen 2, 8, 26 und 31 zugeführt. Dem
dritten Eingang des Schwellenwertdetektors COMPT wird das Achs
drehzahlsignal AS über Leitungen 47 und 48 zugeführt. Die Funk
tion des Schwellenwertdetektors COMPT besteht darin, festzu
stellen, ob die Achsbeschleunigung größer oder gleich ist dem
COMVAL-Sollwert. Wenn das COMVAL-Signal der Achse größer oder
gleich ist dem COMVAL-Sollwert und der Ausgang der ersten
Schwellenwertschaltung STHR1 der Synchron-Auswerteschaltung
logisch "1" ist, dann erzeugt der Schwellenwertdetektor COMPT
ein logisch-"1"-Ausgangssignal auf der Leitung 49. Wenn das
COMVAL-Signal der Achse kleiner ist als der COMVAL-Sollwert,
dann erzeugt der Schwellenwertdetektor COMPT ein logisch-"0"-
Signal auf der Ausgangsleitung 49. Der COMVAL-Sollwert kann
eine Variable sein, die von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs
abhängt. Wenn sich der Sollwert mit der Achsdrehzahl ändert,
dann wird die Drehzahl der äußeren Achse benutzt und die Ver
änderung des Sollwertes wird durch eine Tabelle überwacht.
Falls das Drehzahlsignal der äußeren Achse infolge einer
Fehlfunktion ausfällt, wird die Drehzahl der inneren Achse
benutzt.
Die Zustandsschaltung HLDST informiert die Synchronschlupfsteu
ertabelle SSCT (Fig. 2) über die Schlupfsteuerschaltung SSCWF
in der gleichen Weise wie die Zustandsschaltung HLDST die Pri
märschlupfsteuertabelle PSCT (Fig. 2) über die Schlupfsteuer
schaltung PSCWF informierte.
Die Freigabe/Sperrschaltung STE der Synchronauswerteschaltung
bestimmt, ob auf die Synchronschlupfsteuertabelle SSCT (Fig. 2)
zugegriffen werden soll 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 Schwellenwertdetektor COMPT oder durch
ein logisch-"1"-Signal der Ausgangsleitung 45 des Sollwert-
Logiksensors SSP freigeschaltet. Diese Funktion kann auf zweier
lei Weise gesperrt werden. Erstens, indem ein logisch-"1"-Sig
nal auf der Ausgangsleitung 51 der Polaritätsverschiebungs
schaltung SRPSH auftritt, wie es später beschrieben wird. Die
zweite Möglichkeit der Sperrung der Synchronschlupfsteuertabel
le SSCT (Fig. 2) besteht darin, einen Zeitgeber zu benutzen,
der eine Zählung beginnt, wenn die Tabelle gesperrt wird und
dann 3,5 sec vergangen sind.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Polaritätsverschiebungs
schaltung SRPSH der Synchron-Auswerteschaltung über die Ein
gangsleitung 52 an die Ausgangsleitung 35 der Polaritäts
schaltung SRPOL angeschlossen ist. Die Polaritätsverschie
bungsschaltung SRPSH der Synchron-Auswerteschaltung sendet
ein Signal über die Leitung 51 während eines Programmzyklus
aus, und zwar immer dann, wenn die Polaritätsschaltung SRPOL
der Synchron-Auswerteschaltung sich von einem Zustand, in
dem die Achsbeschleunigung positiv ist, nach einem Zustand
umschaltet, wo die Achsbeschleunigung in eine Verzögerung
übergeht. Das heißt, wenn die Polaritätsschaltung SRPOL von
logisch "1" auf den Leitungen 35, 52 auf logisch "0" um
schaltet, dann hat die Polaritätsverschiebungsschaltung SRPSH
eine logisch "1" am Ausgang 51 während eines Programmzyklus.
Sonst steht die Ausgangsleitung 51 auf logisch "0".
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß ein Sicherheitszeitgeber STI
die Schlupfsteuerung auf Drehgestellbasis bei Fehlfunktionen
ausschaltet, die sonst eine übermäßige und ausgedehnte Frei
gabe des Bremszyklus bewirken könnten. Wenn beispielsweise
eine Achskraftmodulation benutzt wird, dann wird diese Funk
tion auf einer Achsbasis durchgeführt. Der Sicherheitszeit
geber STI wird normalerweise durch die Primärtabellenfreigabe
oder die Synchrontabellenfreigabe auf Einachs- oder Zweiachs
basis freigeschaltet. Der Sicherheitszeitgeber STI bewirkt
eine Rückstellung, bevor zeitlich eine Bedingung eintritt, bei
der weder die Primärtabelle noch die Synchrontabelle freige
schaltet sind. Wenn die eingestellte Zeitperiode des Sicher
heitszeitgebers STI abgelaufen ist, liefert das Logiksignal,
welches dem Magnetventilantrieb MVD zugeführt wird, ein
Bremskommando und der Sicherheitszeitgeber STI wird nur durch
ein Nullgeschwindigkeitssignal der Nullgeschwindigkeitskreis
schaltung ZSPD oder durch ein Bremsfreigabesignal zurückge
setzt, welches über den Sicherheitszeitgeber STI vom Bremsfrei
gabedruckschalter BRPS empfangen wird. Wenn eine oder beide
Freigabe/Sperrschaltungen PTE bzw. STE ein logisch-"1"-Aus
gangssignal oder eine oder beide Freigabe/Sperrschaltungen
STE bzw. PTE einen logisch-"1"-Ausgang erzeugen, dann beginnt
der Sicherheitszeitgeber STI mit seiner Zählung. Wenn beide
Ausgänge der Freigabe/Sperrschaltung PTE bzw. STE auf logisch
"0" stehen oder wenn beide Ausgänge der Freigabe/Sperrschaltung
STE bzw. PTE auf logisch "0" stehen, dann wird der Sicherheits
zeitgeber STI zurückgesetzt, vorausgesetzt, daß seine Zählung
nicht 7 sec erreicht hat. Wenn die Zählung 7 sec erreicht ist,
dann verursacht die Sicherheitszeitschaltung STI ein Bremssig
nal, welches dem Magnetventilantrieb MVD zugeführt wird, der
nur durch ein Nullgeschwindigkeitssignal des Nullgeschwindig
keitsschalters ZSPD oder ein Bremsfreigabesignal vom Brems
freigabedruckschalter BRPS zurückgesetzt werden kann.
Bei der Beschreibung der Steuerung ist es zweckmäßig, auf
die Fig. 1, 2 und 3 Bezug zu nehmen. Sowohl die Primär-
Auswerteschaltung als auch die Synchron-Auswerteschaltung
werden benutzt, um die optimale Bremskraftmodulation für
jede Achse über eine Nachschlagtabelle zu bestimmen. Jede
Auswerteschaltung benutzt mehrere Eingänge von den verschie
denen Sensoren und bildet ein 7-Bit-Schlupfsteuerwort. Das
7-Bit-Schlupfsteuerwort bildet die Adresse für die jeweilige
Schlupfsteuerlogiktabelle, um den entsprechenden Kraftmodu
lationsausgang einzuleiten.
Die Schlupfsteuerwort-Schaltung PSCWF der Primär-Auswerteschal
tung benutzt den 7-Bit-Wert, um die Primärschlupfsteuerworte
zu erzeugen. Die 7 Bits werden durch die Zeichen B0 bis B6
repräsentiert.
Das Folgende ist eine Liste von 7 Bits und Sensoren, die
das Wort bilden:
Bit | |
Sensor | |
B0 | PRDIR |
B1 | PHPOL |
B2 | PTHR1 |
B3 | PTHR2 |
B4 | PRDFO |
B5 | PTHR3 |
B6 | HLDST |
Die Ordnung der Formation des Schlupfsteuerwortes der Primär-
Auswerteschaltung ist B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0, 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 Brems
kraft-Modulationsausgangswahlmöglichkeiten für die Primär
schlupfsteuertabelle 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 Ab
kürzung LAP bedeutet das Halten des gegenwärtigen Bremskraft
pegels. Die Abkürzung APP PLS kennzeichnet, daß die Bremskraft
während einer Zeitdauer T1 angelegt wird, worauf eine LAP-
Bedingung während einer Zeitdauer T2 folgt. Die Abkürzung
REL PLS bedeutet, daß die Bremskraft während einer Zeitdauer
T3 freigegeben wird, der dann eine LAP-Bedingung für eine
Zeitdauer T4 folgt. Die Abkürzung BF HOLD zeigt einen Brems
kraftmodulationsausgang an und wird als LAP gelesen und alle
anderen logischen Eingangsänderungen werden ignoriert, bis
der Impuls zu Ende geht.
Die Schlupfsteuerwort-Schaltung SSWCF der Synchron-Auswerte
schaltung benutzt ebenfalls 7 Bit, um das Schlupfsteuerwort
zu erzeugen. Die Bits werden durch die Zeichen B0 bis B6
repräsentiert. Im folgenden findet sich eine Liste von 7 Bits
und Sensoren, die das Wort bilden.
Bit | |
Sensor | |
B0 | SRDIR |
B1 | SRPOL |
B2 | STHR1 |
B3 | STHR2 |
B4 | SSP |
B5 | COMPT |
B6 | HLDST |
Die Ordnung der Formation des Synchronschlupfsteuerwortes ist
B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0.
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 Bremskraftmodulationswahlmöglich
keiten für die Synchronschlupfsteuertabelle sind die
folgenden:
Wiederum gibt der in Klammern gesetzte Buchstabe (F) eine
physikalisch unmögliche 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 Möglich
keit für die Synchronschlupfsteuertabelle darstellt.
Bei Betrachtung der Fig. 2 ergibt sich, daß ein Tabellenaus
gangswähler TOS mit den Primär- und Synchrontabellen-Freigabe/
Sperrschaltungen PTE und STE über Leitungen 55, 56 bzw. 57, 58
verbunden sind und außerdem mit den Primär- und Synchronschlupf
steuertabellen PSCT und SSCT über Leitungen 59 bzw. 60. Die
folgende Tabelle illustriert die logischen Eingänge von den
Primär- und Synchrontabellen-Freigabe/Sperrschaltungen PTE und
STE, was zur Ausgangswahl auf der Leitung 61 des Ausgangswäh
lers TOS führt:
Wie in Fig. 1 dargestellt, hat ein Polaritätsschiebewähler PSS
vier Eingänge, von denen einer mit dem Ausgang der Polarisa
tionsverschiebungsschaltung SRPSH der Primär-Auswerteschaltung
über Leitungen 51 und 62 verbunden ist. Der zweite Eingang des
Polaritätsschiebewählers PSS ist mit dem Ausgang der Polarisa
tionsverschiebungsschaltung PRPSH der Primär-Auswerteschaltung
über Leitungen 23 und 63 verbunden, während der dritte Eingang
des Polaritätsschiebewählers PSS an den Ausgang der Primärtabel
len-Freigabe/Sperrschaltung PTE über Leitungen 55 und 64 ange
schlossen ist. Der vierte Eingang des Polaritätsschiebewählers
PSS ist mit dem Ausgang der Synchrontabellen-Freigabe/Sperr
schaltung STE über Leitungen 57 und 65 verbunden. Die folgen
de Tabelle veranschaulicht die Ausgänge des Polaritätsschiebe
wählers PSS gemäß den logischen Eingängen der Primär- und
Synchrontabellen-Freigabe/Sperrschaltungen PTE bzw. STE:
Es wird nunmehr auf Fig. 3 Bezug genommen. Hier ist ersichtlich
ein Bremsimpulszeitgeber APT an den Polaritätsumschaltwähler
PSS über Leitungen 66 und 67 angeschlossen. Der Bremsimpuls
zeitgeber APT liest das Ausgangswort vom Tabellenausgangswäh
ler TOS über Leitungen 61 und 68 oder fragt dieses ab. Wenn
ein Bremsimpulswort festgestellt ist, dann erzeugt der Zeit
geber APT eine logische "1" auf der Ausgangsleitung 69 während
einer gegebenen Zeitdauer derart, daß 40 msec danach eine Rück
stellung auf logisch "0" erfolgt. Wenn der Zeitgeber APT ein
Bremsfreigabewort von dem Tabellenausgangswähler TOS empfängt
oder wenn er ein logisch-"1"-Signal von dem Polaritätsumschalt
wähler PSS über die Leitungen 66 und 67 erhält, dann stellt
sich der Zeitgeber sofort zurück und erzeugt auf der Ausgangs
leitung 60 ein logisch-"0"-Signal. Es ist klar, daß die Zeit
periode je nach den Erfordernissen der speziellen Installation
geändert werden kann.
Außerdem ergibt sich aus Betrachtung der Fig. 3, daß ein
Bremsfreigabeimpuls-Zeitgeber RPT an den Polaritätsumschalt
wähler PSS über Leitungen 66 und 70 angeschlossen ist. Der
Zeitgeber RPT liest das Ausgangswort von dem Tabellenausgangs
wähler TOS über Leitungen 61 und 71 aus. Wenn ein Bremsfrei
gabewort festgestellt wird, dann erzeugt der Zeitgeber RPT ein
logisch-"1"-Signal auf der Ausgangsleitung 72 während einer
gegebenen Zeitdauer, beispielsweise während 40 msec, und da
nach erfolgt eine Rückstellung auf logisch "0". Wenn der Zeit
geber 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 jewei
ligen Anwendung geändert werden.
Ein Zeitgeberausgangs-Exklusiv-"ODER"-Gatter TOEOR mit zwei
Eingängen ist über Leitungen 69 und 73 an den Bremsimpuls
zeitgeber APT angeschlossen und mit dem Bremsfreigabeimpuls-
Zeitgeber 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 Bremsfrei
gabeimpuls-Zeitgeber 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 auf
tritt, dann erzeugt ein logisch-"1"-Signal ein logisch-"0"-
Signal am Ausgang 75.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist eine monostabile Kraftausgangs
halteschaltung FOH mit dem 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 der Bremskrafthalteschaltung FOH gleich dem Ausgang auf
der Leitung 61 des Tabellenausgangswählers TOS. Solange das
Exklusiv-"ODER"-Gatter ein logisch-"1"-Signal auf der Leitung
75 erzeugt, wird der Ausgang auf der Leitung 76 der Brems
krafthalteschaltung 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 eine monostabile Bremshalte
schaltung AHO mit dem Bremsimpulszeitgeber APT über eine Lei
tung 69 und mit dem Tabellenausgangswähler TOS über Leitungen
61, 77 und 78 verbunden ist. Der Ausgang auf der Leitung 18
der Schaltung 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 der Schaltung AHO während einer vorbestimm
ten Zeitdauer von beispielsweise 40 msec logisch "1". Wenn ein
Bremsfreigabewort auf den Leitungen 61, 77 und 78 vom Tabel
lenausgangswähler TOS empfangen wird, oder wenn ein logisch-
"1"-Signal auf den Leitungen 66 und 90 für den Polaritäts
umschaltwähler PSS empfangen wird, dann wird der Schalter AHO
sofort zurückgesetzt und erzeugt ein logisch-"0"-Signal auf
der Leitung 18. Es ist klar, daß die 40-msec-Zeitdauer er
forderlichenfalls geändert werden kann.
Außerdem ist eine monostabile Bremsfreigabeschaltung RHO mit
dem Bremsfreigabeimpuls-Zeitgeber RPT über eine Leitung 72
verbunden und er ist an den Tabellenausgangswähler TOS über
Leitungen 61, 77 und 92 angeschlossen. So wird das Ausgangs
signal auf der Leitung 19 der Schaltung RHO logisch "0", außer
wenn der elektrische Zustand des Bremsfreigabeimpuls-Zeit
gebers RPT sich von logisch "1" auf logisch "0" ändert. Wenn
diese Umschaltung erfolgt, dann nimmt der Ausgang auf der
Leitung 19 der Schaltung RHO den Wert logisch "1" während
einer vorbestimmten Zeitdauer von etwa 40 msec nach Rückstel
lung der Schaltung RHO auf logisch "0" an. Der Empfang des
Freigabeausgangswortes vom Tabellenausgangswähler TOS oder das
Auftreten einer logischen "1" auf den Leitungen 66 und 91 vom
Polaritätsumschaltwähler bewirkt, daß die Schaltung 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 die monostabile Schaltung AHO oder die
Freigabeschaltung RHO ein logisch-"1"-Ausgangssignal liefert,
nicht aber wenn beide ein solches Signal liefern.
Aus Fig. 3 ergibt sich, daß die Kraftausgangshalteschaltung FOH
mit einem Drehgestellinterface PASTPTCI mit je einem Sensor
pro Achse über Leitungen 76 und 77 verbunden ist. Die Funktion
des Interface PASTPTCI besteht darin, den Ausgang der Kraft
ausgangshalteschaltung FOH für jede Achse des Drehgestells auf
zunehmen und eine Bestimmung vorzunehmen, welcher Achsausgang
für die logische Verbindungsschleife mit den Drehgestell
ventilen herzustellen ist. Demgemäß ist es bei dem benutzten
Interface nicht erforderlich, pro Achse ein Ventil vorzusehen.
Die beiden Eingänge des Interface PASTPTCI kommen von den je
weiligen Achskraftausgangshaltesensoren, die die Form eines
Schlupfsteuertabellen-Ventilzustandsbefehls haben, was dem
Sicherheitszeitgeber STI über eine Leitung 93 übertragen wird.
Wie erwähnt, steuert der Sicherheitszeitgeber STI den Magnet
ventilantrieb MVD über eine Leitung 79 gemäß der Bedingung
auf den Eingängen der Leitungen 80, 81, 82 und 83, die mit
der Primärtabellen-Freigabe/Sperrschaltung PTE, der Synchron
tabellen-Freigabe/Sperrschaltung STE und der anderen Achs
primärtabellen-Freigabe/Sperrschaltung PTE und der anderen
Achssynchrontabellen-Freigabe/Sperrschaltung STE verbunden
sind. Außerdem hat das Sicherheitszeitgeberinterface PASTPTCI
einen Eingang von dem Bremsfreigabedruckschalter BRPS über
eine Leitung 84 und einen Eingang von einer Nulldrehzahlschal
tung ZSPD über eine Leitung 85. Die Nulldrehzahlschaltung ZSPD
ist außerdem an das Interface PASTPTCI über eine Leitung 86 an
geschlossen.
Im folgenden findet sich eine Liste der Ventilzustandsbefehls
möglichkeiten und der Prioritätszahl für jede Ventilzustands
befehlsmöglichkeit:
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.
Claims (26)
1. Antiblockiersystem für einen Eisenbahnwagen mit
mehreren Drehgestellen, wobei jedes Drehgestell zumindest
eine erste Achse (A) und eine weitere Achse (OA) aufweist
und Signale für die Achsdrehzahl (AS) und die Achsbeschleu
nigung (AR) der ersten Achse sowie für die Achsbeschleuni
gung (OAR) der weiteren Achse als Eingangsgrößen für das
Antiblockiersystem des jeweiligen Drehgestells verwendet,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Primär-Auswerteschaltung die folgenden, aus den Eingangssignalen (AS, AR, OAR) abgeleiteten Bedingungen auswertet und das Ergebnis als Bitmuster abspeichert:
daß eine Synchron-Auswerteschaltung die folgenden aus den Eingangssignalen (AS, AR, OAR) abgeleiteten Bedingungen parallel zur Primär-Auswerteschaltung auswertet und das Ergebnis als Bitmuster abspeichert:
daß eine Auswahlschaltung (TOS) vorgesehen ist, der das Primär-Tabellenausgangssignal (59) und das Synchron-Tabellen ausgangssignal (60) zugeführt wird
und daß die Auswahlschaltung auswählt, welche der beiden möglichen Bremsaktionen, die den Tabellenausgangssignalen entsprechen, ausgeführt wird aufgrund der logischen Zustände einer Primärtabellenfreigabe/-sperrschaltung (PTE) und einer Synchrontabellenfreigabe/-sperrschaltung (STE), wobei die Freigabe- bzw. Sperrschaltungen jeweils auf Grund von Plau sibilitätsabfragen der zuvor in den Auswerteschaltungen er mittelten Bedingungen die jeweiligen Tabellenausgangssignale freischalten oder sperren.
daß eine Primär-Auswerteschaltung die folgenden, aus den Eingangssignalen (AS, AR, OAR) abgeleiteten Bedingungen auswertet und das Ergebnis als Bitmuster abspeichert:
- a) Hat die Achsbeschleunigung (AR) ein positives Vorzeichen (Block PRPOL),
- b) Ist die Differenz der Achsbeschleunigungen (AR-OAR) kleiner als ein weiteres Signal (3), welches mittels einer Tabelle aus dem Vorzeichen der Achsbeschleuni gung (AR) und der Achsdrehzahl (AS) gebildet wird und ist das Ergebnis bereits über eine vorbestimmte Anzahl von Taktzeiten logisch "1" (Block PRDFO),
- c) Ist die Achsbeschleunigung vom Betrag her ansteigend oder abfallend (Block PRDIR),
- d) Ist die Achsbeschleunigung gleich oder größer einem ersten Schwellenwert (Block PTHR1),
- e) Ist die Achsbeschleunigung gleich oder größer einem zweiten positiven Schwellenwert (Block PTHR2),
- f) Ist die Achsbeschleunigung gleich oder kleiner einem dritten negativen Schwellenwert (Block PTHR3).
daß eine Synchron-Auswerteschaltung die folgenden aus den Eingangssignalen (AS, AR, OAR) abgeleiteten Bedingungen parallel zur Primär-Auswerteschaltung auswertet und das Ergebnis als Bitmuster abspeichert:
- a) Ist die Achsbeschleunigung (AR) größer als ein Wert (Block COMVAL), welcher aus dem Absolutwert des Achsbeschleunigungssignals (AR), einem aus der Achsbeschleunigung ermittelten Ruck- bzw. Stoßbeschleunigungssignal und der Differenz der beiden Achsbeschleunigungssignale (AR-OAR) ge bildet wird (Block COMPT),
- b) Befindet sich die Achsbeschleunigung (AR) in einem vorgegebenen Bereich (Block SSP),
- c) Ist die Achsbeschleunigung (AR) größer oder gleich einem vierten Schwellenwert (Block STHR2),
- d) Ist der Durchschnittswert der Achsbeschleunigung kleiner als die maximale erforderliche Beschleu nigung des Fahrzeugs (Block STHR1),
- e) Hat die Achsbeschleunigung (AR) ein positives Vor zeichen (Block SRPOL),
- f) Ist die Achsbeschleunigung vom Betrag her abfallend oder ansteigend (Block SRDIR),
daß eine Auswahlschaltung (TOS) vorgesehen ist, der das Primär-Tabellenausgangssignal (59) und das Synchron-Tabellen ausgangssignal (60) zugeführt wird
und daß die Auswahlschaltung auswählt, welche der beiden möglichen Bremsaktionen, die den Tabellenausgangssignalen entsprechen, ausgeführt wird aufgrund der logischen Zustände einer Primärtabellenfreigabe/-sperrschaltung (PTE) und einer Synchrontabellenfreigabe/-sperrschaltung (STE), wobei die Freigabe- bzw. Sperrschaltungen jeweils auf Grund von Plau sibilitätsabfragen der zuvor in den Auswerteschaltungen er mittelten Bedingungen die jeweiligen Tabellenausgangssignale freischalten oder sperren.
2. Antiblockiersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, die Primär-Auswerteschaltung einen
Vergleicher (PRDCP) aufweist, der die Achsbeschleunigung
(AR) einer Achse (A) mit jener (OAR) der anderen Achse (OA)
des Drehgestells vergleicht.
3. Antiblockiersystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Primär-Auswerteschaltung
eine Summierungsschaltung (PRDSM) aufweist, die einen ein
zigen Eingang von dem Vergleicher (PRDCP) empfängt.
4. Antiblockiersystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Primär-Auswerteschaltung
eine Endausgabeschaltung (PRDFO) aufweist, die einen ein
zigen Eingang von der Summierungsschaltung (PRDSM) empfängt.
5. Antiblockiersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Primär-Auswerteschaltung
eine Polaritätsverschiebungsschaltung (PRPSH) aufweist, die
ein Signal immer dann für einen Programmzyklus erzeugt, wenn
die Polaritätsschaltung (PRPOL) von einer positiven Achsbe
schleunigung auf eine negative Achsbeschleunigung umschaltet.
6. Antiblockiersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Zustandsschaltung (HLDST)
Freigabe- und Bremskraftimpulse der Schlupfsteuerschaltung
(PSCWF) der Primär-Auswerteschaltung liefert.
7. Antiblockiersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Primär-Auswerteschaltung
eine Primärtabellenfreigabe/-sperrschaltung (PTE) aufweist,
die die Schlupfsteuerschaltung (PSCWF) freischaltet bzw.
sperrt.
8. Antiblockiersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Synchron-Auswerteschaltung
eine Richtungsschaltung (SRDIR) aufweist, die feststellt,
ob die Achsbeschleunigung ansteigt oder abfällt.
9. Antiblockiersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Synchron-Auswerteschaltung
eine Polaritätsschaltung (SRPOL) aufweist, die anzeigt,
wenn eine gegebene Achsbeschleunigung eine positive Pola
rität besitzt.
10. Antiblockiersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Synchron-Auswerteschaltung
eine erste Schwellenwertschaltung (STHR1) aufweist, die an
zeigt, ob die Achsbeschleunigung kleiner ist als die maxi
male Fahrzeugbeschleunigung.
11. Antiblockiersystem nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Synchron-Auswerteschaltung
eine Schwellenwertschaltung (STHR2) aufweist, die fest
stellt, ob die Achsbeschleunigung größer oder gleich einem
positiven eingestellten Beschleunigungswert ist.
12. Antiblockiersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Synchron-Auswerteschaltung
eine Synchronschaltung (SDT) aufweist, der nur einen Eingang
von dem Achsbeschleunigsungssensor (AR) empfängt.
13. Antiblockiersystem nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Synchron-Auswerteschaltung
einen Synchronbanddetektor (SBD) aufweist, der nur einen
Eingang von dem Achsbeschleunigungssensor (AR) empfängt.
14. Antiblockiersystem nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Synchron-Auswerteschaltung
eine Summierungsschaltung (SRS) aufweist, die einen Eingang
von der Synchronschaltung (SDT) und einen weiteren Eingang
von dem Synchronbanddetektor (SBD) empfängt.
15. Antiblockiersystem nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Synchron-Auswerteschaltung
einen Sollwertlogiksensor (SSP) aufweist, der einen einzigen
Eingang von der Summierungsschaltung (SRS) empfängt.
16. Antiblockiersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Synchron-Auswerteschaltung
eine Differenzschaltung (SRDIFF) aufweist, die die Achsbe
schleunigung (AR) einer Achse von der Achsbeschleunigung
(OAR) der anderen Achse abzieht.
17. Antiblockiersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ruck-Stoßbeschleunigungs
schaltung dadurch gespeist wird, daß periodisch die Diffe
renz zwischen der vorherigen Achsbeschleunigung und der
gegenwärtigen Achsbeschleunigung herangezogen wird.
18. Antiblockiersystem nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Synchron-Auswerteschaltung
eine Kombinationswerteschaltung (COMVAL) aufweist, die eine
Summierung des Absolutwertes der Achsbeschleunigung, des
Absolutwertes der Ruck-Stoßbeschleunigung und des Absolut
wertes der Beschleunigungsdifferenzschaltung bewirkt.
19. Antiblockiersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Synchron-Auswerteschaltung
eine Synchrontabellenfreigabe/-Sperrschaltung (STE) auf
weist, die die Schlupfsteuerschaltung (SSCWF) freischaltet
und sperrt.
20. Antiblockiersystem nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Synchron-Auswerteschaltung
eine Polaritätsverschiebungsschaltung (SRPSH) aufweist,
die ein Signal immer dann für einen Programmzyklus erzeugt,
wenn die Polaritätsschaltung (SRPOL) von einer positiven
Achsbeschleunigung auf eine negative Achsbeschleunigung
umschaltet.
21. Antiblockiersystem nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Bremsimpulszeitgeber (APT)
und ein Bremsfreigabeimpulszeitgeber (RPT) das Ausgangswort
von dem Tabellenausgangswähler (TOS) auslesen.
22. Antiblockiersystem nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Exklusiv-"ODER"-Gatter (TOEOR)
im Ausgang der Zeitgeber (APT und RPT) angeordnet ist.
23. Antiblockiersystem nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Kraftausgangshalteschaltung
(FOH) an das Exklusiv-"ODER"-Gatter (TOEOR) des Zeitgeberaus
gangs angeschaltet ist.
24. Antiblockiersystem nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremshalteschaltung (AHO)
und eine Bremsfreigabeschaltung (RHO) an den Bremsimpuls
zeitgeber (APT) bzw. den Bremsfreigabeimpulszeitgeber (RPT)
angeschlossen sind.
25. Antiblockiersystem nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Achssensor- und Drehgestell
steuerinterface (PASTPTCI) an die Kraftausgangshalteschal
tung (FOH) angeschaltet ist.
26. Antiblockiersystem nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherheitszeitgeberinterface
(STI) mit dem Achssensor- und Drehgestellsteuerinterface
(PASTPTCI) verbunden ist, um einen Magnetventilantrieb (MVD)
zu steuern, der mit einem Bremsmagnetventil (MV) verbunden
ist.
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