DE2951755A1

DE2951755A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur umwandlung von in fahrzeugen vorliegenden und als frequenz dargestellten veraenderlichen physikalischen groessen in zur frequenz proportionale zahlenwerte bzw. signale

Info

Publication number: DE2951755A1
Application number: DE19792951755
Authority: DE
Inventors: Hans-Wilhelm Dipl.-Ing. 6000 Frankfurt Bleckmann; Heinz Ing. Mödling Loreck
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1981-07-02
Also published as: FR2472221B1; US4375599A; DE2951755C2; FR2472221A1; GB2068146B; JPH0361145B2; GB2068146A; IT8026781A0; JPS5694212A; IT1150068B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von in Fahrzeugen vorliegenden und als Frequenz dargestellten, zumindest zeitweise störungsbehafteten, veränderlichen physikalischen Größen in zur Frequenz proportionale, zur unmittelbaren Weiterverarbeitung geeignete Zahlenwerte bzw. Signale. Ferner ist die Erfindung auf eine insbesondere im Zusammenhang mit Antiblockiersystemen von Kraftfahrzeugen verwendbare Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens gerichtet.

Typische Beispiele für Anwendungsmöglichkeiten eines solchen Verfahrens sind die Steuerung der Brennstoffeinspritzung in einem Kraftfahrzeugmotor, die in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle durchzuführen ist, die von der gleichen veränderlichen physikalischen Größe abhängige Steuerung der Zündzeitpunktvor- oder Nachverstellung, sowie Antiblockiersysteme, bei denen als veränderliche physikalische Größe die Drehgeschwindigkeit eines jeden einzelnen Rades sowie zeitliche Ableitungen dieser Drehgeschwindigkeit, wie z.B. die Beschleunigung eines jeden einzelnen Rades erfaßt werden.

Aus der DE-OS 25 19 867 ist eine Nachlaufregelschaltung zur Umwandlung eines in Abhängigkeit von einer veränderlichen physikalischen Gröi3e frequenzmodulierten Signals in einen dieser physikalischen Größe proportionalen Wert bekannt, und diese Nachlaufregelschaltung umfaßt einen Vergleicher, der aus einem von einer Subtrahierschaltung angesteuerten Integrator und einer Totzonen-Schaltung besteht, wobei dem einen Eingang der Subtrahierschaltung das frequenz-· modulierte Signal zugeführt ist, während am anderen Eingang das Ausgangssignal eines dem Vergleicher nachgeschalteten Filters anliegt und die Totzonen-Schaltung drei verschiedene Ausgangssignale in Abhängigkeit davon abgibt, ob das Ausgangssignal des Integrators unter einem vorgegebenen unteren Grenzwert, über einem vorgegebenen oberen Grenzwert oder

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zwischen diesen Grenzwerten liegt. Das Filter besteht dabei im wesentlichen aus einem ebenfalls als Integrator arbeitenden zweiten Speicher und einer parallelgeschalteten, als Koeffizientenbildner wirkenden Einheit, deren Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal des Speichers durch eine das Ausgangssignal des Filters erzeugende Addierstufe zusammengefaßt wird. Diese bekannte Anordnung läßt sowohl hinsichtlich ihres dynamischen Verhaltens als auch hinsichtlich ihrer Stabilität i wünschen übrig.

Um ein möglichst günstiges dynamisches Verhalten bei derartigen Anordnungen zu erzielen, strebt man eine möglichst hohe zeitliche Auflösung, ein möglichst schnelles Ansprechverhalten und eine gute Stabilität des jeweiligen Systems an. Da diese Forderungen jedoch einander konträr gerichtet sind, müssen Kompromisse angestrebt werden, die jedoch nicht dazu führen dürfen, daß in das System Instabilitäten Eingang finden.

Auf diesen Stand der Technik aufbauend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs definierte Verfahren derart zu verbessern, daß ohne Verschlechterung der Stabilitätseigenschaften ein wesentlich größeres Auflösungsvermögen und ein besseres Ansprechverhalten bei gleichzeitig vorhandener Störunterdrückung erzielbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das als Frequenz dargestellte Signal in mit Grenzwerten vergleichbare, einer zeitlichen Ableitung der physikalischen Größe entsprechende Signale umgeformt und durch mit Signalrückführung verbundene Integration dieser umgeformten Si male die zur Weiterverarbeitung geeigneten Werte gebildet erden, und daß immer dann, wenn die der zeitlichen Ableitung entsprechenden Signale außerhalb vorgebbarer Grenzwerte liegen, ausgehend von dem momentanen Wert die neuen zur Weiterverarbeitung bestimmten Werte bei geänderter Übertragungscharakteristik im Integrationskreis gebildet werden.

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Durch diese Maßnahmen wird es möglich, sehr frühzeitig

auf Änderungen der physikalischen Größe bzw. des diese

Größe mittelbar darstellenden Eingangssignals zu reagieren

und die Umwandlungscharakteristik in der notwendigen Weise

anzupassen, was sich bei der praktischen Durchführung

dieses Verfahrens beispielsweise darin äußern kann, daß

ein die Integration durchführendes Filter bestimmter Ordnung

bei auftretenden Störungen in seiner Ordnung erniedrigt

und damit von einem schnellen Ansprechverhalten auf ein

langsameres Ansprechverhalten umgeschaltet wird, wodurch f

die vorhandene Störung in den zur Weiterverarbeitung

bestimmten Werten weitgehend unterdrückt wird.

Als zeitliche Ableitung kann zweckmäßigerweise die erste oder die
zweite Ableitung des der veränderlichen physikalischen Größe entsprechenden Signals verwendet werden.In einem bevorzugten Anwendungsfall des Verfahrens nach der Erfindung, nämlich f in einem Antiblockiersystem für Kraftfahrzeugbremsen, bei [ dem als veränderliche physikalische Größe die Drehgeschwin- f digkeit jeweils eines Rades erfaßt und ausgewertet wird, I stellt die zweite zeitliche Ableitung dieser physikalischen ! Größe die an dem betreffenden Rad auftretende Beschleunigungs- ■ änderung dar, die auch als Ruck bezeichnet wird. [

Damit wird es bei diesem Anwendungsfall des erfindungsgemäßen |

Verfahrens möglich, die Grenzwerte so zu wählen, daß ein ,

diese Grenzwerte überschreitendes Rucksignal sofort als
Störung identifiziert werden kann, wie sie beispielsweise
durch das Auftreten eines Wackelkontakts an einem von
einem Radsensor zu einer Regelschaltung führenden Kabel
oder durch die Einstreuung von hochfrequenten elektromagnetischen Fremdsignalen entstehen kann. Derartige Störungen j'¹ haben nämlich eine so starke zeitliche Änderung des die j Radbeschleunigung repräsentierenden Signals zur Folge, daß

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die daraus resultierenden Werte der Ableitung dieser Beschleunigungssignale Größen erreichen, die bei Kraftfahrzeugen physikalisch nicht möglich sind.

Durch diesen Vergleich der zweiten zeitlichen Ableitung des Geschwindigkeitssignals mit vorgebbaren Grenzwerten kann somit einfach und sicher der Zeitpunkt ermittelt werden, zu dem die übertragungscharakteristik bei der Signalumwandlung verändert werden muß, um sicherzustellen, daß der zur Weiterverarbeitung bestimmte Wert von den Störungen weitestgehend befreit ist und möglichst exakt dem tatsächlichen Wert der physikalischen Größe, z.B. der Raddrehzahl entspricht.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß der Erfindung der ständige Vergleich der zeitlichen Ableitung der physikalischen Größe mit die Störungserkennung ermöglichenden Grenzwerten mit einem weiteren Vergleich dieses der zeitlichen Ableitung entsprechenden Signals mit niedriger liegenden Grenzwerten kombiniert wird, da auf diese Weise durch die niedriger liegenden Grenzwerte schon kleinere "Störungen" ausgeschaltet werden können, wie sie im Falle von Rad-Geschwindigkeitssignalen beispielsweise von üngenauigkeiten des Sensors oder kurz aufeinanderfolgenden geringfügigen Beschleunigungen und Verzögerungen, sog. Pendelbewegungen, herrühren können oder wie sie als unvermeidliche "Quantisierungs-Fehler" bei einer als Pulsfrequenz dargestellten physikalischen Eingangsgröße auftreten. Eine vorteilhafte Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt einen Vergleicher, der aus einem von einer Subtrahierschaltung angesteuerten Integrator und einer Totzonen-Schaltung besteht, wobei dem einen Eingang der Subtrahierschaltung eine Pulsfolge, die in ihrer Frequenz einer zu messenden physikalischen Größe entspricht, zugeführt ist, während an ihrem anderen Eingang das Ausgangssignal eines dem Vergleicher nachgeschalteten Filters n-ter Ordnung anliegt und die Totzonen-Schaltung drei verschiedene Ausgangssignale in Abhängigkeit

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davon abgibt, ob das Ausgangssignal des Integrators unter einem vorgegebenen unteren ersten Grenzwert, über einem vorgegebenen oberen ersten Grenzwert oder zwischen diesen beiden Grenzwerten liegt, und diese Schaltungsanordnung dadurch gekennzeichnet ist, daß in dem Filter n-ter Ordnung wenigstens ein in seiner übertragungscharakteristik veränderbares Organ vorgesehen ist,und daß eine Detektor- und Steuerschaltung ein eine zeitliche Ableitung des zur veränderlichen physikalischen Größe proportionalen Wertes darstellendes Signal erfaßt und an das Organ ein dessen übertragungscharakteristik vorübergehend änderndes Ansteuersignal abgibt, wenn das von der Detektor- und Steuerschaltung erfaßte Signal einen Bereich zwischen einer vorgegebenen zweiten unteren und einer vorgegebenen zweiten oberen Grenze verläßt, wobei die ersten Grenzwerte der Totzonen-Schaltung innerhalb der zweiten Grenzwerte der Detektorschaltung liegen.

Die Ordnungszahl η des Filters ist vorzugsweise größer oder gleich 1, insbesondere gleich 2, und das von der Detektor- und Steuerschaltung erfaßte Signal ist dabei die erste bzw. zweite zeitliche Ableitung des zur veränderlichen physikalischen Größe proportionalen Wertes.

Diese Schaltungsanordnung ist im Falle der Verwendung eines Filters zweiter Ordnung als Nachlaufregelschaltung dritter Ordnung zu betrachten, die sich durch besonders schnelles Ansprechverhalten bei hoher Stabilität auszeichnet, jedoch im Falle des Auftretens einer Störung, die von der Detektor- und Steuerschaltung erfaßt wird, in ihrer Ordnung erniedrigt, d.h. auf eine Nachlaufregelschaltung zweiter oder erster Ordnung umgeschaltet wird, bzw. deren die höhere Ordnung bestimmende Anteile in ihrer Wichtung reduziert werden, wobei sich erfindungsgemäß ein langsameres Ansprechverhalten des Filters ergibt. Hierdurch wird das von den hochfrequenten Störungen überlagerte Eingangssignal der Schaltungsanordnung stärker gefiltert, wodurch diese Störungen am Ausgang weitgehend unterdrückt werden. Das Filter zeigt zwar in den

Zeiträumen, in denen es durch das Ansprechen der Detektor- und Steuerschaltung verlangsamt wird, ein geringeres zeitliches Auflösungsvermögen, so daß es nicht mehr alle tatsächlichen Änderungen der interessierenden physikalischen Größe im Detail nachzeichnen kann. Es liefert aber immer noch ein den globalen Verlauf dieser physikalischen Größe mit hinreichender Gerauigkeit repräsentierendes Ausgangssignal, das sich zumi^est dann, wenn die Störungen immer nur relativ kurzzeitig auftreten, mit sehr gutem Erfolg einer weiteren Auswertung zuführen läßt. Es wird also durch diese Schaltungsanordnung in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Optimierung des dynamischen Verhaltens de ilters n-ter Ordnung in der Weise erzielt, daß es in all den Zeiträumen, in denen sich das Eingangssignal "normal" verhält, d.h. innerhalb des Bereiches verbleibt, der allein physikalisch sinnvoll ist, ein sehr schnelles Ansprechverhalten und ein sehr hohes Auflösungsvermögen zeigt, so daß sein Ausgangssignal mit nur sehr geringer zeitlicher Verzögerung den Änderungen der als Frequenzmodulation im Eingangssignal enthaltenen physikalischen Größe detailgetreu folgt. Sobald aber das Eingangssignal von hochfrequenten Störungen überlagert wird, würde eine genaue Reproduktion dieses Signals am Ausgang des Filters zu einem Ausgangssignal führen, in dem ebenfalls sehr hohe Störanteile enthalten wären. Um diese zu unterdrücken, wird daher gemäß der Erfindung kurzfristig auf das sonst wünschenswerte hohe zeitliche Auflösungsvermögen verzichtet und das Filter solange auf ein langsameres Ansprechverhalten umgeschaltet, bis die Störung wieder verschwunden ist.

Das in seiner Übertragungscharakteristik veränderbare Org^n, mittels dessen auch die Änderung der Filterordnung bzw. der Ordnung der das Filter enthaltenden Nachlaufregelschaltung vorgenommen wird, umfaßt vorzugsweise ein Proportional-

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glied ^un<3 einen Konstantsignal-Generator, wobei das Proportionalglied im "Normalfall", d.h. wenn kein Ansteuersignal von der Detektor- und Steuerschaltung vorliegt, wirksam ist, während der Konstantsignalgenerator unter gleichzeitiger Abschaltung des Proportionalglieds in das Filter eingeschaltet wird, wenn ein "Störungsfall" vorliegt und die Detektor- und Steuerschaltung angesprochen hat.

Mittels des Konstantsignalgenerators wird vorzugsweise eine Impulsfolge derart vorgegeben, daß sie bei der nachfolgenden Integration einer bestimmten festen Beschleunigung entspricht. Durch Vorzeichenzuordnung kann dabei eine feste positive oder negative Beschleunigung vorgegeben werden, d.h. es wird anstelle des gestörten Signals in das Filter ein Extrapolationssignal eingespeist, das es ermöglicht, das Ausgangssignal während der im allgemeinen nur relativ kurzzeitig andauernden Störung in einem solchen Sinne weiterzuführen, wie er ohne das Auftreten der Störung zu erwarten gewesen wäre.

Es wird somit erreicht, daß beispielsweise im Falle der Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung als Nachlaufregelschaltung in einem Antiblockiersystem der Globalverlauf des echten Raddrehsignals selbst bei starker Störeinwirkung im wesentlichen stets richtig wiedergegeben bzw. bestimmt wird.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Schaltungsanordnung nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

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Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen

Nachlaufregelschaltung in ihrer allgemeinsten Form,

Fig. 2 eine als Digitalschaltung aufgebaute Nachlaufregelschaltung für ein Kraftfahrzeugbremsen-Antiblockiersystern,

Fig. 3 im Detail einen Ausschnitt aus Fig. 2,

Fig. 4 ein den Signalverlauf an verschiedenen Stellen

der Schaltung gemäß Fig. 2 und 3 darstellendes Diagramm,und

Fig. 5 ein den zeitlichen Verlauf der tatsächlichen

Radgeschwindigkeit wiedergebendes Diagramm, in das auch das am Filterausgang infolge von Signalstörungen durch die erfindungsgemäße Nachlaufregelschaltung erzeugte extrapolierte Signal eingezeichnet ist.

Bei der Nachlaufregelschaltung nach Fig. 1 liegt an der Eingangsklemme 1 ein Signal ES an, dem in Form einer Frequenzmodulation der zeitliche Verlauf einer sich ändernden physikalischen Größe aufgeprägt ist. Dieses Signal ES wird dem positiven Eingang einer Summierschaltung 3 zugeführt, die die Eingangsstufe eines Vergleichers 2 bildet und einen Integrator 4 speist, auf den eine Totzonen-Schaltung 5 folgt. Diese Totzonen -Schaltung ist ein Diskriminator, der eine erste obere und eine erste untere Grenze 0G1 und UG1 definiert und auf der Leitung 6 drei verschiedene Ausgangssignale abgibt, je nachdem ob das Ausgangssignal des Integrators 4 oberhalb der oberen Grenze, unterhalb der unteren Grenze oder zwischen diesen beiden Grenzen liegt.

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Die Leitung 6 verbindet den Ausgang der Totzonen-Schaltung 5 mit einem Filter 7, das aus einem Netzwerk von Integratoren und Koeffizientenbildnern besteht und im einzelnen je nach Anwendungsfall verschieden aufgebaut sein kann.

Das Filter 7 nach.Fig. 1 umfaßt drei Zweige, von denen der

erste aus einer mit der Leitung 6 verbundenen Reihenschaltung ;

eines steuerbaren Impulsfolgengebers 13, eines Integrators f

8 und eines Proportionalylicdes 9 bestellt, dessen j

Ausgangssignal einem der drei Eingänge einer Summierstufe ι

10 zugeführt wird. ;

Der zweite Filterzweig wird von einem ebenfalls an die Leitung 6 angeschlossenen Proportionalglied 9' gebildet, dessen Ausgangssignal auf den zweiten Eingang der Summierstufe 10 geführt ist.

Das Eingangssignal für den dritten, aus einem Integrator 12 mit nachgeschaltetem Proportionalglied 9 ' ' bestehenden Filterzweig wird zwischen dem Integrator 8 und dem Proportionalglied 9 des ersten Filterzweiges abgegriffen. Das vom Proportionalglied 9¹¹ abgegebene Signal liegt am dritten Eingang der Summierstufe 10, deren Ausgangssignal unter Schließung der Nachlaufregelschleife auf den subtrahierenden Eingang der Summierstufe 3 des Vergleichers 2 zurückgekoppelt ist.

Das Ausgangssignal des auf den Integrator 12 folgenden Proportionalgliedes 9¹¹ repräsentiert den zeitlichen Verlauf der durch die Frequenzmodulation des Eingangssignal ES dargestellten veränderlichen physikalischen Größe und steht über den Anschluß 14 als Ausgangssignal AS 1 für eine weitere Verarbeitung zur Verfügung.

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Das Ausgangssignal des Integrators 8 stellt die erste zeitliche Ableitung des Signals AS 1 dar und kann am Anschluß 15 als Ausgangssignal AS 2 abgegriffen werden.

Da es sich bei der Gesamtanordnung um eine Nachlaufregelschleife dritter Ordnung handelt, kann arn Ausgang des Integrators 4 die zweite zeitliche Ableitung des Signals AS 1 in Form eines AS 3 abgegriffen werden, das zur Weiterverarbeitung im dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Leitung 16 dem Eingang einer Detektor- und Steuerschaltung 20 zugeführt wird.

Die Eingangsstufe der Detektor- und Steuerschaltung 20 wird von einer zweiten Totzonen-Schaltung 21 gebildet, die eine obere Grenze OG 2 und eine untere Grenze UG 2 definiert, wobei diese Grenzen symmetrisch und jeweils über bzw. unter den entsprechenden Grenzen der Totzonenschaltung 5 liegen.

Solange das Signal AS 3 zwischen cten durch die Totzonen-Schaltung 21 vorgegebenen Grenzwerten OG 2 und UG 2 bleibt, wird die Detektor- und Steuerschaltung 20 nicht wirksam, und in diesem Falle werden die von der Totzonen-Schaltung 5 dem Filter 7 zugeführten und bei überschreiten der Grenzwerte dieser Totzonen-Schaltung 5 auftretenden Signale im Filter 7 verarbeitet, das sich in diesem Falle im "Normalbetrieb" befindet und dabei ein schnelles "Ansprechverhalten bei gleichzeitiger Unterdrückung bzw. Eliminierung kleinerer Störungen gewährleistet.

übersteigt jedoch das Signal AS 3 eine der beiden durch die Totzonen-Schaltung 21 vorgegebenen Grenzen OG 2 bzw. UG 2, was gleichbedeutend mit dem Vorliegen eines Störungsfalls ist, so wird der steuerbare Impulsfolgengeber 13 in Tätigkeit gesetzt, was bedeutet , daß die Ordnung des Filters

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erniedrigt, damit das Ansprechverhalten verändert und somit

die im Eingangssignal ES enthaltene Störung im Ausgangssignal

AS 1 weitgehend unterdrückt bzw. beseitigt wird.

Der steuerbare Impulsfolgengeber 13, der im Normalbetrieb

die von der Totzonen-Schaltung 5 kommenden Signale unverändert

durchläßt, wird dabei in Abhängigkeit davon, ob die obere

oder untere Grenze der Totzonen-Schaltung 21 überschritten

worden ist, in Betriebszustände umgesteuert, in denen ;

bestimmte, vorgebbare Übertragungscharakteristiken wirksam '

werden. Diese unterschiedlichen Übertragungscharakteristiken \

können darin bestehen, daß im Normalbetrieb das auf der
Leitung 6 ankommende Signal einfach durchgelassen wird,
während in dem durch die Detektor- und Steuerschaltung 20

definierten Störbetrieb entweder das auf der Leitung 6 an- !

kommende Signal verändert oder ganz gesperrt und dafür

speziell erzeugte Signale eingespeist werden. !

In Fig. 2 ist eine als Digitalschaltung aufgebaute Nachlauf- [

regelschaltung dargestellt, wie sie bevorzugterweise in einem j Antiblockiersystem für Kraftfahrzeugbremsen Verwendung findet. f

Der grundsätzliche Aufbau dieser Anordnung entspricht der :

in Fig. 1 wiedergegebenen Schaltung. So umfaßt sie ebenfalls
einen Vergleicher 2, der mit einem Filter 7 zu einer Nach- i

laufregelschleife zusammengefaßt ist, und es ist eine

Detektor- und Steuerschaltung 20 vorgesehen, die einen .

di'ei verschiedene "Übertragungscharakteristiken" gewährleistenden steuerbaren Impulsfolgengeber 13 ansteuert und festlegt, i welche der drei möglichen Betriebsstellungen dieser Impulsfolgengeber 13 einnehmen muß. :

Obwohl es sich bei dem Gesamtsystem nach Fig. 2 um ein j

getaktetes System handelt, sind aus Gründen der Übersicht- ;

lichkeit keine Taktgeneratoren und dergleichen dargestellt.

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Wie Fig. 2 zeigt, ist beim digitalen Aufbau der Nachlaufregelschaltung vorgesehen, daß jedem der das Eingangssignal ES bildenden, vom Radsensor stammenden und durch ihren veränderlichen zeitlichen Abstand die Radgeschwindigkeit sowie deren zeitliche Ableitungen beinhaltenden Impulse durch einen das ankommende Signal mit einem Faktor multiplizierenden Zuordner 23 eine fest vorgegebene Zahl zugeordnet wird, die über die Summierschaltung 3 mit positivem Vorzeichen zum Inhalt des als akkumulierendes Register aufgebauten Integrators 4 addiert wird. Das der Ableitung der Beschleunigung entsprechende Ausgangssignal des Integrators 4 wird einerseits durch die die beiden ersten Grenzen vorgebende Totzonen-Schaltung überwacht und andererseits über die Leitung.16 der Detektor- und Steuerschaltung 20 zugeführt.

Die Totzonen-^Schaltung 5 ist als Diskriminator aufgebaut, der auf der Leitung das Signal 0 abgibt, solange der Inhalt des Integrators 4 zwischen einem oberen Grenzwert OG 1 und einem unteren Grenzwert UG 1 verbleibt. Sobald die obere Grenze OG 1 überschritten wird, erscheint am Ausgang der Totzonen-Schaltung 5 ein Signal +1, während beim Unterschreiten der unteren Grenze UG 1 ein Ausgangssignal -1 auftritt.

über die Leitung 6 gelangen die Ausgangssignale der Totzonen-Schaltung 5 zum Filter 7, das im vorliegenden Fall zwei Integratoren 26 und 28 umfaßt und daher zweiten Ordnung ist.

Ein steuerbarer Impulsfolgengeber 13, der auch als in seiner übertragungscharakteristik veränderbarer (nicht linearer) Koeffizientenbildner bezeichnet werden könnte, ist direkt am Eingang des Filters 7 vorgesehen und enthält Übertragungskanäle 17 und 18, die unter der Einwirkung der Detektor- und Steuerschaltung 20 mit Hilfe eines schematisch angedeuteten Umschalters 19 wechselweise in das Filter 7 eingeschaltet werden können. Die den "Normalzustand" wiedergebende Fig. 2 zeigt, daß üblicherweise der Übertrager 17 eingeschaltet ist, welcher

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die auf der Leitung 6 ankommenden Signale vorzugsweise unverändert durchläßt.

Das Ausgangssignal des Impulsfolgengebers 13 wird über eine Summierstufe 25 dem das Beschleunigungssignal AS 2 bildenden Integrator 26 zugeführt, der ebenfalls als akkumulierendes Register aufgebaut ist. Durch den Koeffizientenbildner 27 wird das Ausgangssignal des Integrators 26 durch einen Faktor geteilt und einerseits dem Geschwindigkeitsintegrator 28 zugeführt, andererseits auf den negativen Eingang der Summierstufe 25 zurückgekoppelt.

Am Ausgang des Geschwindigkeitsintegrators 28 steht über den Anschluß 14 ein Ausgangssignal AS 1 zur Verfügung, das in Form eines veränderlichen Zahlenwertes ein Abbild der Raddrehgeschwindigkeit darstellt.

Dieses Ausgangssignal des Integrators 28 wird einem der drei Eingänge der Summierstufe 10 zugeführt, die an ihrem zweiten Eingang das Ausgangssignal des Beschleunigungsintegrators und an ihrem dritten Eingang das durch den Koeffizientenbildner 29 mit einem Faktor multiplizierte Ausgangssignal dor Tot/.oncn-Schaltung 5 empfängt. Insbesondere dieser letztere Filterzweig dient dazu, das von der Suirimierstufe abgegebene und auf den negativen Eingang des Vergleichers rückgekoppelte Signal möglichst rasch an im Eingangssignal ES auftretende Änderungen anzupassen und somit die Schwingneigung des Systems zu bedampfen.

Die über die Leitung 16 mit dem Ausgang des Integrators 4 verbundene Detektor- und Steuerschaltung 20 umfaßt wie im Fall der Fig. 1 eine als Diskriminatorstufe aufgebaute Totxoncn-Schaltung 21 und eine Steuerschaltung 22, deren eiiii;r möglichen Ausführuncjsform entsprechender Aufbau zusammen mit einer Ausführungsform des Impulsfolgengebers 13 unter Bezugnahme auf die Fig. 3 beschrieben werden soll.

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Gemäß dieser Fig. 3 wird die Steuerschaltung 22 in Abhängigkeit von oberen und unteren Grenzwerten OG 1, 06 2, UG 1 und UG 2 angesteuert, wobei die Totzonen-Schaltung 21 bei Überschreiten der unteren Grenze UG 2 oder der oberen Grenze OG ein kurzes impulsförmiges Signal abgibt und entsprechende Signale von der Totzonen-Schaltung 5 (Fig. 2) kommen, wenn durch das der Ableitung der Beschleunigung entsprechende Signal AS 3 - auch Rucksignal genannt - die untere Grenze UG 1 oder die obere Grenze OG 1 dieser Totzonen-Schaltung 5 überschritten wird.

Durch die bei Überschreiten der jeweiligen Grenzwerte UG 2 oder OG 2 bzw. bei Unterschreiten von UG 1 oder OG 1 abgegebene Impulse werden zwei Flip-Flops 31 und 32 gesetzt bzw. zurückgesetzt, die zusammen die Steuerschaltung 22 bilden.

Dabei ist davon auszugehen, daß an den Q-Ausgängen dieser Flip-Flops normalerweise eine logische 0 erscheint, die erst dann durch eine logische 1 abgelöst wird, wenn das betreffende Flip-Flop durch einen Impuls gemäß einem überschreiten von OG 2 bzw. UG 2 gesetzt worden ist, d.h. wenn die Totzonen-Schaltung 21 das Vorliegen eines Störfalls festgestellt hat.

Im Normalfall wird die an den Q-Ausgängen der Flip-Flops 31 und 32 erscheinende logische 0 durch die Inverter 42 und

43 als logische 1 an die beiden Eingänge des UND-Gatters

44 angelegt, das somit das UND-Gatter 45 für auf der Leitung 6 ankommende Impulse offenhält, die dann über das ODER-Gatter 38 an die auf den steuerbaren Impulsfolgengeber 13 folgende Summierstufe 25 weitergegeben werden.

Der steuerbare Impulsfolgengeber kann im Normalfall als Multiplizierer betrachtet werden, der das auf der Leitung 6

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erscheinende Eingangssignal mit dem Faktor 1 multipliziert, d.h. unverändert an die nachfolgende Summierstufe 25 weitergibt.

Wird dagegen eines der beiden Flip-Flops durch ein Signal auf der entsprechenden Leitung von der Totzonen-Schaltung 21 gesetzt, weil diese einen Störfall erkannt hat, so erscheint entweder auf der Leitung 33 oder der Leitung 34 eine logische 1, die entweder durch den Inverter 43 oder den Inverter in eine logische 0 verwandelt wird. Dadurch gibt das Gatter 4 4 an seinem Ausgang ebenfalls eine logische 0 ab und das Gatter 45 wird so lange gesperrt, solange das betreffende Flip-Flop 31 oder 32 gesetzt ist. In diesem Fall ist also der in Fig. 2 symbolisch dargestellte Schalter 19 in die in Fig. 2 nicht dargestellte Stellung umgelegt und der Übertrager 17 aus dem Filter 7 ausgekoppelt.

Besteht nun der Störfall z.B. darin, daß die Totzonen-Schaltung 21 ein Übersteigen der zweiten oberen Grenze OG 2 durch den Inhalt des Ruck-Integrators 4 festgestellt hat, so wird das Flip-Flop 32 gesetzt, an dessen Q-Ausgang somit eine logische 1 erscheint. Hierdurch wird das UND-Gatter 35 geöffnet, an dessen zweiten Eingang die durch den Multiplikator 39 jeweils mit dem Faktor +1 multiplizierten Ausgangsimpulse des Impulsgenerators 41 anliegen. Da die Folgefrequenz dieses Impulsgenerators 41 so gewählt werden kann, daß sie einer bestimmten vorgebbaren Beschleunigung entspricht, erscheint am Ausgang des Gatters 35 eine Impulsfolgefrequenz, die diese Beschleunigung repräsentiert und die über die ODER-Gatter 37 und 38 an die Summierstufe 25 weitergegeben wird, um im Beschleunigungs-Filter (Integrator 26 mit Rückführung) «lufaddiert zu werden.

Besteht der Störfall andererseits darin, daß die Totzonen-Schaltung 21 ein Unterschreiten der zweiten unteren Grenze

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UG 2 festgestellt hat, so ist statt des Flip-Flops 32 das Flip-Flop 31 gesetzt, und es ist nicht das UND-Gatter 35, sondern das UND-Gatter 36 geöffnet, das über einen Multiplikator 40 mit dem Impulsgenerator 41 verbunden ist. Dieser Multiplikator 40 multipliziert die Ausgangsimpulse des Impulsgenerators 41 mit einem Faktor -1, so daß am Ausgang des UND-Gatters 36 eine Impulsfolge erscheint, die nunmehr eine entsprechende negative Beschleunigung repräsentiert.

Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß das UND-Gatter 44 statt über die Leitungen 33 bzw. 34 mit dem Q-Ausgängen der Flip-Flops 31 und 32 auch mit deren Q-Ausgängen verbunden sein könnte, was dann die Verwendung der Inverter 42 und 43 überflüssig machen würde.

In Fig. 4 ist in der untersten Zeile das Eingangssignal ES gezeichnet, das über die Klemme 1 an den positiven Eingang der Summierstufe 3 des Vergleichers 2 gelangt. Dieses Eingangssignal besteht aus einer Folge von Impulsen, die z.B. dadurch gewonnen wurden, daß sich mit dem betreffenden Fahrzeugrad ein Radkranz mitdreht, dessen Zacken beim Vorbeilaufen an einem induktiven Fühler jeweils einen kurzen Spannungsstoß erzeugen. Das so gewonnene Signal wird dann in bekannter Weise durch einen Impulsformer aufbereitet und mit dem Takt des Gesamtsystems in der Weise synchronisiert, daß die in den Impulsabständen enthaltene Information hinsichtlich der Drehgeschwindigkeit des Rades und deren zeitlichen Ableitungen, d.h. also insbesondere der Beschleunigung und des Rucks, die an diesem Rad auftreten, erhalten bleibt.

Der in Fig. 4 wiedergegebene Ausschnitt aus der am Eingang der Nachlaufregelschaltung anliegenden Impulsfolge ist so gewählt, daß im Abschnitt I zunächst eine geringfügige Verzögerung und dann eine gewisse Beschleunigung des Rades angezeigt werden, während im Abschnitt II plötzlich eine so

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starke Beschleunigung vorhanden ist, daß der diese Beschleunigungsänderung kennzeichnende Ruck als übermäßig groß anzusehen ist. Im Abschnitt III nimmt dann, was sich in den größer werdenden Impulsabständen niederschlägt, die Drehgeschwindigkeit des Rades wieder ab, was im Abschnitt IV wieder in so starkem Ausmaß geschieht, daß der hiermit verbundene Ruck als zu groß bezeichnet werden kann. Im Abschnitt V schließlich wird dann die Drehzahl des Rades aufgrund einer positiven Beschleunigung wieder erhöht.

Die eben geschilderten, sich in dem in der untersten Zeile von Fig. 4 gezeichneten Signal wiederspiegelnden Vorgänge lassen sich wesentlich deutlicher in der darüberliegenden graphischen Darstellung erkennen, in der der Inhalt Z des Ruckintegrators 4 aus Fig. 2 in Abhängigkeit von dem darunter wiedergegebenen Eingangssignal ES dargestellt ist.

Bevor jedoch auf den genauen Verlauf des Inhalts dieses Ruck-Integrators eingegangen wird, soll kurz die generelle Funktionsweise der digitalen Nachlaufregelschaltung erläutert werden.

Die Pulsfolge des Eingangs-Signals wird mit einem festen Takt, der dem Wort-Takt, d.h. der Verarbeitungsfrequenz der binären Zahl-Wörter in den Registern, entspricht, abgetastet. Die dabei unvermeidlichen Abtast-Jitter werden durch die Filter-Charakteristik des Nachlaufroglers unterdrückt.

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Die erf indungsgeniäße Na chi au I rege .1 schleif e funktioniert nun so, daß über die Summierstufe 3 in das den Ruckintegrator bildende akkumulierende Register immer dann eine bestimmte Zahl mit positiven Vorzeichen eingegeben wird, wenn an der Klemme 1 ein Impuls des Eingangssignals ES abgetastet wird, während bei jedem Wort-Takt vom Inhalt des Registers 4 der am Ausgang der Summierstufe 10 erscheinende Zahlenwert dadurch abgezogen wird, daß dieser Zahlenwert an den negativen Eingang der Summierstufe 3 gelegt wird.

Geht man nun von einem eingoschwungenen Zustand aus, in welchem sich die Radgeschwindigkeit nicht ändert, und nimmt man an, daß bei dieser gegebenen Radgeschwindigkeit die Folgefrequenz der am Eingang 1 anliegenden Impulse ein Drittel der Frequenz des Wort-Taktes beträgt, so treffen auf einen Additionsvorgang im Ruckintegrator 4 genau drei Subtraktionsvorgänge.

Damit dies, dein eingoschwungenen Zustand entsprechend, nicht zu einer Veränderung des Inhalts des Ruckintegrators

4 führt, muß also der am Ausgang der Summierstufe 10 erscheinende Zahlenwert gerade ein Drittel des einem Eingangsimpuls zugeordneten festen Zahlenwertes sein.

Da im eingeschwungenen Zustand weder die Totzonen-Schaltung

5 noch der Beschleunigungsintegrator 26 ein Ausgangssignal liefern, ist der am Ausgang der Summierstufe 10 erscheinende Zahlenwert identisch mit dem Inhalt des Geschwindigkeits-Integrators 28 bzw. mit dom an der Klemme 14 erscheinenden Ausgangssignal AS 1.

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In Fig. 4 ist über den Impulsen ES der Inhalt Z des Ruck-Integrators 4 schematisch angegeben, wobei in dieser Darstellung auch die mittels der Totzonen-Schaltung 5 realisierten Schwellwerte OG 1 und UG 1 und die mittels der Totzonen-Schaltung 21 realisierten Schwellwerte OG 2 und UG 2 angegeben sind.

Die Diagrammdarstellung läßt erkennen, daß bei Überschreiten der Schwellwerte entsprechende Signale erzeugt werden, die im Falle der Überschreitung der Grenzen der Totzonen-Schaltung 5 dem Filter 7 zugeführt werden, während im Falle der Überschreitung der Grenzen der Totzonen-Schaltung 21 in die Funktion des Filters 7 in einer noch zu erläuternden Weise eingegriffen wird.

Durch die Totzonen-Schaltung 5 wird eine vorteilhafte Unterdrückung von Quantisierungsfehlern, sowie von kurzzeitigen Schwankungen der Abstände der Eingangsimpulse sichergestellt, die entweder auf einer für ein Antiblockiersystem nicht weiter interessierenden "Pendelbewegung" des Rades (im Sinne von kurz aufeinanderfolgenden geringfügigen Beschleunigungen und Verzögerungen) oder aber auf reinen Störeffekten beruhen, wie sie z.B. durch Ungenauigkeiten in der Zahnteilung des sich mit dem betreffenden Rad mitdrehenden Zahnkranzes oder durch von der Synchronisation der vom Radsensor abgegebenen Impulse mit dem Worttakt der Nachlaufregelschaltung verursachte Abtast-Jitter der an der Klemme 1 erscheinenden Eingangsimpulse entstehen, wie bereits erwähnt wurde.

Das von der Totzonen-Schaltung 5 an das Filter 7 weitergegebene Signal wird dem steuerbaren Impulsfolgengeber 13 zugeführt und gelangt gemäß Fig. 3 über die Leitung 6 gleichzeitig an

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das UND-Gatter 45.

Da, wie die oberste Zeile von Fig. 4 zeigt, vom UND-Gatter 44 eine loyische 1 abgegeben wird, ist das UND-Gatter 45 für das +1-Signal der Totzonen-Schaltung 5 durchlässig, so daß dieses Signal über das ODER-Gatter 38 an die Summierstufe 25 gelangt und zum Inhalt des Beschleunigungs-Filters (Integrator 26 mit Rückführung) addiert wird. Dessen Ausgangssignal wird dann einerseits über die Klemme 15 einer weiteren Verarbeitung zugeführt und gelangt weiterhin an den zweiten Eingang der Summierstufe 10, wo es zu einer weiteren Vorab-Erhöhung des auf den Eingang des Vergleichers 2 rückgekoppelten Zahlenwertes im Vergleich zu dem im Geschwindigkeitsintegrator 28 enthaltenen Zahlenwert führt.

Weiterhin wird das Ausgangssignal des Beschleunigungs-Filters 26 durch den Koeffizientenbildner 27 geteilt und gelangt dann zum Geschwindigkeits-Integrator 28, dessen Inhalt somit an die von der Totzonen-Schaltung 5 festgestellte Geschwindigkeitserhöhung des Rades angepaßt wird.

Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des Koeffizientenbildners 27 auf den negativen Eingang der Summierstufe 25 zurückgekoppelt, so daß also in all den Fällen, in denen von der Totzonen-Schaltung 5 keine weiteren Signale mehr abgegeben werden, der Inhalt des Beschleunigungs-Integrators 26 mit einer entsprechenden Zeitkonstante wieder auf 0 absinkt, was dazu führt, daß dem Geschwindicjkeitsintegrator 28 keinsweiteren Eingangssignale mehr zugeführt werden und dessen Zahlenwert wieder konstant bleibt.

In Fig. 4 ist jode Ji ein anderer Verlarf dos Eingargssignals dargestellt, da die beiden nächsten Eingangsimpulse so rasch folgen, daß nach dem Übersteigen der ersten oberen Grenze OG auch die zweite obere Grenze OG 2 überschritten wird. Dies

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wird von der in der Detektor- und Steuerschaltung 20 enthaltenen Totzonen-Schaltung 21 erkannt, die einen kurzen positiven Impuls abgibt, der an den Setz-Eingang des Flip-Flops 32 gelangt, dessen Q-Ausgang somit vom O-Zustand zum 1-Zustand übergeht.

Die auf der Leitung 33 erscheinende logische 1 wird durch don Inverter 43 invertiert, so daß das UND-Gatter 4 4 an seinem Ausgang eine logische 0 erzeugt, durch die das UND-Gatter 4 5 gesperrt und somit für die von der Totzonen -Schaltung abgegebenen Signale undurchlässig gemacht wird.

Statt dessen bewirkt die auf der Leitung 33 erzeugte logische 1 ein öffnen des UND-Gatters 35, das über seinen zweiten Eingang die mit dem Faktor+1 multiplizierten Impulse des Impulsgenerators 41 empfängt, die es über das ODER-Gatter an das ODER-Gatter 38 und von dort an die dem Beschleunigungs-Integrator 26 vorausgehende Summierstufe 25 weitergibt.

Durch das Überschreiten der zweiten oberen Grenze 0G2 wird also die im vorausgehenden "Normalzustand" als Multiplizierer (Multiplikationsfaktor 1) arbeitende Anordnung 13 auf eine Begrenzerfunktion umgeschaltet, in der unabhängig von dem von der Totzonen-Schaltung 5 abgegebenen Signal die vom Oszillator 41 erzeugte Impulsfolge mit konstanter Folgefrequenz weitergegeben wird.

Diese Folgefrequenz ist nun, wie bereits erwähnt, so gewählt, daß sie einer bestimmten Beschleunigung entspricht, wobei es sich als vorteilhaft erwiesen hat, für positive und negative Beschleunigungen den gleichen absoluten Wert zu verwenden.

In dem dem überschreiten der zweiten oberen Grenze OG 2 entsprechenden "Störfall" wird also durch das Umschalten des steuerbaren Impulsfolgengebers 13 über die Summierstufe 25

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in das Beschleunigungsregister 26 ein konstanter Wert eingespeist, was dazu führt, daß das Ausgangssignal AS 1 des Filters 7 nicht mehr ein genaues Abbild des gestörten echten Raddrehzahlsignals sondern ein extrapoliertes Signal ist. Durch die spezielle Wahl der Folgefrequenz des Impulsgenerators 41 wird erreicht, daß dieses extrapolierte Signal insbesondere bei Radverzögerungen so verläuft, wie es der maximal möglichen Kraftfahrzeugverzögerung entspricht. Hierdurch wird sichergestellt, daß durch das während dieses "Störbetriebs" erzeugte extrapolierte Signal zwar nicht alle Einzelheiten der am Rad auftretenden Beschleunigungen und Verzögerungen nachgezeichnet werden, daß sich aber dieses Signal möglichst rasch auf einen Wert zubewegt, zu dem hin auch das tatsächliche Raddrehzahlsignal tendiert, so daß nach möglichst kurzer Zeit die beiden Signale wieder so weit übereinstimmen, daß der steuerbare Impulsfolgengeber 13 wieder auf "Normalbetrieb" zurückgeschaltet werden kann, bei der er die von der Totzonen-Schaltung 5 gelieferten Impulse vorzugsweise unverändert durchläßt.

Dieses Zurückschalten ist in Fig. 4 beim zehnten Eingangsimpuls dargestellt, d.h. es erfolgt nicht, wenn die zweite obere Grenze OG 2 von oben nach unten überschritten wird, sondern erst nachdem der Inhalt Z des Ruck-Integrators 4 unter die erste obere Grenze OG 1 abgesunken ist. Hierdurch wird erreicht, daß das extrapolierte Signal stetig in das am Filterausgang dann wieder erzeugte echte Raddrehzahlsignal übergeht.

Ein dem im Zusammenhang mit den Grenzen OG 1 und OG 2 geschilderten Vorgang analoger Verlauf ist in Fig. 4 noch für die einer Radverzögorung entsprechenden unteren Grenzen UG 1 und UG 2 dargestellt.

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In Fig. 5 ist in der untersten Zeile das invertierte Ausgangssignal von Gatter 44 aufgetragen, so daß hier eine logische 1 dem Auftreten einer "Sensorstörung "und das Auftreten einer logischen Null dem "Normalbetrieb" entspricht.

In dem über dem Gattersignal wiedergegebenen Diagramm ist über der Zeit die Geschwindigkeit ν eines Rades aufgetragen, wobei die durchgezogene Linie die echte Raddrehzahl, die gestrichelten Linien das jeweils beim Auftreten einer Sensorstörung erzeugte extrapolierte Signal und die senkrecht verlaufenden Linien Störungen wiedergeben, wie sie beispielsweise durch einen Wackelkontakt in der vom Radsensor zur Nachlaufregelschaltung führenden Leitung oder durch die Einstreuung einer hochfrequenten Störung erzeujt werden.

Wie der Fig. 5 zu entnehmen ist, steigt die Geschwindigkeit des betrachteten Rades zunächst an, um dann auf eine horizontale Tangente einzuschwenken. Kurz nach dem Erreichen dieser "konstanten" Geschwindigkeit tritt eine Störung auf, die das tatsächliche Raddrehzahlsignal scharf nach unten abfallen läßt. Dies würde nun einer Beschleunigungsänderung, d.h. einem Ruck entsprechen, wie er an physikalisch möglichen Systemen nicht auftreten kann. Dies wird durch die Totzonen-Schaltung 21 der Detektor- und Steuerschaltung 20 erkannt, was in Fig. 5 durch den Fächer 50 angedeutet ist. Dieser Fächer wird durch die zweiten oberen und unteren Grenzen, d.h. die durch die Totzonen-Schaltung 21 definierten Grenzen OG 2 und UG 2 für das Ruck-Signal aufgespannt und definiert einen "Erw.artungsbereich" ,innerhalb dessen sich allein das untersuchte Signal in physikalisch sinnvoller Weise hätte weiterbewegen können, wenn keine Störung aufgetreten wäre.

Die Tatsache, daß das tatsächlich am Eingang der Nachlaufregelschaltung auftretende Signal aus dem Bereich dieses Erwartungsfächers herausläuft wird durch die erfindungsgemäße

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Nachlaufregelschaltung als Störung interpretiert, und es wird das Filter 7 durch die Detektor- und Steuerschaltung auf ein langsameres Ansprechverhalten umgeschaltet, so daß am Geschwindigkeitsausgang 14 des Filters statt eines dem gestörten Eingangssignal entsprechenden Signals ein extrapoliertes Signal erscheint, das in Fig. 5 durch die gestrichelte Linie dargestellt ist.

Diese gestrichtelte Linie hat zunächst eine von der durch den Oszillator 41 vorgegebenen festen Beschleunigung verschiedene Steigung, da die nunmehr vom Oszillator 41 über den Multiplizierer 40, das UND-Gatter 36, die ODER-Gatter 37 und 38 und die Summierstufe 25 zum Beschleunigungs-Integrator 26 gelangenden Zahlenwerte zu dem im Integrator 26 bereits vorhandenen Beschleunigungswert addiert werden, dessen Beitrag erst nach und nach abklingt. Hierdurch wird erfindungsgemäß erreicht, daß die gestrichelte Kurve in Fig. 5 zunächst immer dieselbe Steigung beibehält, die das noch ungestörte echte Raddrehzahlsignal kurz vor dem Auftreten der Störung hatte und dann erst langsam in eine Kurve mit der durch den Oszillator 41 vorgebbaren positiven oder negativen Neigung übergeht.

Der zweite in Fig. 5 dargestellte Erwartungsfächer 51, der sich wegen des noch immer anhaltenden Störfalls am extrapolierten Signal orientiert, kennzeichnet eine Stelle, an der das gestörte Eingangssignal der Nachlaufregelschaltung eine sehr hohe positive Steigung besitzt, die nur durch das Auftreten eines übermäßigen, d.h. physikalisch nicht sinnvollen positiven Rucks interpretiert werden kann. Hier wird nun also die zweite obere Grenze von unten nach oben überschritten, so daß der steuerbare Tmpulsfolgengeber 13 ohne in den "normalen" Arbeitszustand zurückzukehren so umgeschaltet wird, daß er statt der bisher abgegebenen, einer negativen Beschleunigung entsprechenden Impulsfolge nunmehr eine Impulsfolge liefert, die einer entsprechenden positiven Beschleunigung entspricht.

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Dies spiegelt sich in Fig.' 5 durch ein nach oben gerichtetes Umbiegen der gestrichelten Linie wieder, die dann beim Fächer 52 wieder nach unten umbiegt, da nunmehr wieder eine Störung auftritt, die zu einem überschreiten der zweiten unteren Grenze UG 2 führt.

Im weiteren Verlaufe ist das am Eingang der Nachlaufregelschaltung auftretende Signal für einen längeren Zeitraum nicht gestört und durchläuft zunächst ein Minimum, um dann wieder anzusteigen.

Da aber im Bereich des Fächers 52 der Abstand zwischen den» in diesem Zeitraum vom Filter 7 erzeugten extrapolierten Signal und dem echten Raddrehzahlsignal sehr groß ist, wird die erste untere Grenze UG 1 zunächst nicht von unten nach oben überschritten, so daß das Filter 7 weiterhin im "Störbetrieb" gehalten wird.

Da das Filter in diesem Arbeitszustand ein wesentlich langsameres Ansprechverhalten als im Normalzustand besitzt, vermag das von ihm erzeugte extrapolierte Signal den in diesem Zeitraum auftretenden Geschwindigkeitsverlauf des betrachteten Rades nicht mit allen Einzelheiten nachzuzeichnen, sondern es nimmt solange stetig mit einer vorgebbaren Neigung ab, bis sich die beiden Signale soweit aneinander angenähert haben, daß die erste untere Grenze UG 1 wieder überschritten wird. Dies geschieht bei der Darstellung von Fig. 5 im Bereich des Fächers 53.

Im Bereich der Fächer 54 und 55 ist eine Störung dargestellt, die nur zu einem kurzen Abkoppeln des extrapolierten Signals vom echten Raddrehzahlsignal führt, während die bei den Fächern 56 und 57 auftretende Störung wieder zu einer länger andauernden Abweichung zwischen echtem Raddrehzahlsignal und extrapoliertem Signal führt.

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Insgesamt läßt sich der Darstellung nach Fig. 5 entnehmen, daß der Globalverlauf des echten Raddrehzahlsignals trotz außerordentlich starker Störeinwirkungen durch die erfindungsgemäße Nachlaufregelschaltung im wesentlichen richtig wiedergegeben wird, und daß gleichzeitig die Störungen nahezu vollständig unterdrückt werden. Das auf diese Weise am Ausgang 14 des Filters 7 gewonnene Geschwindigkeitssignal stellt eins Optimierung hinsichtlich der beiden einander widersprechenden Forderungen, nämlich einer guten Störungsunterdrückung einerseits und einem möglichst raschen Ansprechverhalten bzw. einem möglichst guten Auflösungsvermögen andererseits dar und läßt sich in äußerst vorteilhafter Weise einer weiteren Verarbeitung durch die elektronische Schaltung zuführen, die den Bremsdruck an den einzelnen Rädern so steuert, daß es nicht zu einem Blockieren eines oder mehrerer Räder kommt und das Fahrzeug auf optimale Weise abgebremst wird.

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Leerseite

Claims

ALFRED TEVES GMBH

Frankfurt 2 P 4633

H. Bleckmann - 8 H. Loreck - 4

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Umwandlung von in Fahrzeugen vorliegenden und als Frequenz dargestellten veränderlichen physikalischen Größen in zur Frequenz proportionale Zahlenwerte bzw. Signale

Patentansprüche

!Verfahren zur Umwandlung von in Fahrzeugen vorliegenden und als Frequenz dargestellten, zumindest zeitweise störungsbehafteten, veränderlichen physikalischen Größen in zur Frequenz proportionale, zur unmittelbaren Weiterverarbeitung geeignete Zahlenwerte bzw. Signale, dadurch gekennzeichnet , daß das als Frequenz dargestellte Signal in mit Grenzwerten vergleichbare, einer zeitlichen Ableitung der physikalischen Größe entsprechende Signale umgeformt und durch mit Signalrückführung verbundene Integration dieser umgeformten Signale die zur Weiterverarbeitung geeigneten Werte gebildet werden, und daß immer dann, wenn die der zeitlichen Ableitung entsprechenden Signale außerhalb vorgebbarer

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ORIGINAL INSPECTED

Grenzwerte liegen, ausgehend von dem momentanen Wert die neuen zur Weiterverarbeitung bestimmten Werte bei geänderter Übertragungscharakteristik im Integrationskreis gebildet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zeitliche Ableitung die erste Ableitung der physikalischen Größe verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zeitliche Ableitung die zwei to Ableitung der physikalischen Größe verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die neuen zur Weiterverarbeitung bestimmten Werte durch mindestens einmalige Integration von fest vorgebbaren Größen als Ersatz für die tatsächlich vorliegenden, außerhalb der Grenzwerte liegenden Werte der ersten bzw. zweiten Ableitung entsprechenden Signale gebildet werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß aus den einer Ableitung der physikalischen Größe entsprechenden Signalen vor ihrer Integration Störsignale geringer, zulässiger Größe ausgeblendet werden.
6. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Vergleicher, der aus einem von einer Subtrahierschaltung angesteuerten Integrator und einer Totzonen-Schaltung besteht, wobei dem einen Eingang der Subtrahierschaltung eine Pulsfolge, die in ihrer Frequenz einer zu messenden physikalischen

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Größe entspricht, zugeführt ist, während an ihrem anderen Eingang das Ausgangssignal eines dem Vergleicher nachgeschalteten Filters n-ter Ordnung anliegt und die Totzonen-Schaltung drei verschiedene Ausgangssignale in Abhängigkeit davon abgibt, ob das Ausgangssignal des Integrators unter einem vorgegebenen unteren ersten Grenzwert, über einem vorgegebenen oberen ersten Grenzwert oder zwischen diesen beiden Grenzwerten liegt, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Filter (7) n-ter Ordnung wenigstens ein in seiner übertragungscharakteristik veränderbares Organ (13) vorgesehen ist und daß eine Detektor- und Steuerschaltung (20) ein eine zeitliche Ableitung (AS2 bzw. AS3) des zur veränderlichen physikalischen Größe proportionalen Wertes (ASD darstellendes Signal erfaßt und an das Organ (13) ein dessen Übertragungscharakteristik vorübergehend änderndes Ansteuersignal abgibt, wenn das von der Detektor- und Steuerschaltung (20) erfaßte Signal einen Bereich zwischen einer vorgegebenen zweiten unteren und einer vorgegebenen zweiten oberen Grenze verläßt, wobei die ersten Grenzwerte der Totzonen-Schaltung (5) innerhalb der zweiten Grenzwerte der Detektorschaltung (20) liegen.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Ordnungszahl η des Filters (7) größer oder gleich 1, insbesondere gleich 2 ist und daß das von der Detektor- und Steuerschaltung (20) erfaßte Signal die erste bzw. zweite zeitliche Ableitung des zur veränderlichen physikalischen Größe proportionalen Wertes (AS1) ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Änderung der übertragungscharakteristik des Organs (13) die eingehenden Werte geringer wichtet, so daß das Ansprechverhalten des

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Filters (7) n-ter Ordnung verlangsamt wird.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Zeitpunkt der Rückstellung des Organs (13) auf die ursprüngliche übertragungscharakteristik mit der Rückkehr des zu steuernden Signals in den zwischen den Grenzen der Detektorschaltung (20) gelegenen Bereich gekoppelt ist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Zeitpunkt der Rückstellung des Organs (13) auf die ursprüngliche Übertragungscharakteristik mit der Unterschreitung der durch die Totzonen-Schaltung (5) vorgegebenen ersten Grenzen gekoppelt ist.
11. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die übertragungscharakteristik des Organs (13) durch das von der Detektor- und Steuerschaltung (20) abgegebene Ansteuersignal quasi-kontinuierlich veränderbar ist.
12. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,dadurch gekennzeichnet , daß die übertragungscharakteristik des Organs (13) durch das von der Detektor- und Steuerschaltung (20) abgegebene Ansteuersignal sprungartig auf eine andere übertragungscharakteristik umschaltbar ist.
13. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Organ (13) mit veränderbarer Übertragungscharakteristik als steuerbarer Impulsgeber ausgebildet und einem Integrator (8) des Filters (7) vorgeschaltet ist.

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14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der steuerbare Impulsgeber (13) ein im Normalzustand wirksames Proportionalglied und einen bei Ansteuerung durch die Detektor- und Steuerschaltung (20) wirksamen Konstantsignal-Generator aufweist.
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Proportionalglied den Verstärkungsfaktor1 besitzt.
16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch g e kennzeichne . daß dem Konstantsignal-Generator (41) Multiplizierer (39, 40) zugeordnet sind, die jedem der Impulse mit fester Impulsfolgefrequenz einen positiven oder negativen Wert in Abhängigkeit davon zuordnen, ob die obere oder die untere Grenze der Detektor- und Steuerschaltung (20) überschritten wurde.
17. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die veränderliche physikalische Größe die Drehgeschwindigkeit eines Fahrzeugrades ist.

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