DE1235051B

DE1235051B - Device for the digital determination of changes in the movement of vehicles over time

Info

Publication number: DE1235051B
Application number: DE1962S0081557
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Ingo Pritsching
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1962-09-20
Filing date: 1962-09-20
Publication date: 1967-02-23

Description

Vorrichtung zur digitalen Ermittlung zeitlicher Bewegungsänderungen von Fahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur digitalen Ermittlung zeitlicher Bewegungsänderungen von Fahrzeugen, z. B. der Geschwindigkeit in der Zeiteinheit - jt, d. h. also der Beschleunij£. gung, aus einer geschwindigkeitsabhängigen Impulsfolgefrequenz; sie ermöglicht es, in periodisch schnell aufeinanderfolgenden Zeitmornenten die Beschleunigung bzw. Verzögerung oder die Größe (b=Beschleunigung, t=Zeit) ermitteln zu können. In Abhängigkeit von diesen Größen können Schalt- und Steuermaßnahmen ausgelöst werden, die dieTriebkräfte bzw. die Bremskräfte des Fahrzeuges beeinflussen.Device for the digital determination of changes in movement over time of vehicles The invention relates to a device for digital determination temporal changes in the movement of vehicles, e.g. B. the speed in the Time unit - jt, d. H. hence the acceleration £. movement, from a speed-dependent Pulse repetition rate; it makes it possible to quickly follow one another periodically The acceleration or deceleration or the size (b = acceleration, t = time). Depending on these variables, switching and Control measures are triggered that reduce the driving forces or the braking forces of the vehicle influence.

Wie bekannt, lassen sich sowohl Geschwindigkeit als auch Beschleunigung durch elel;tnsche Integration der Impulse in proportionale Spannungen umwandeln, welche durch schreibende Meßinstrumente wahrnehmbar gemacht werden können. As is known, both speed and acceleration can be used convert the pulses into proportional voltages through electronic integration, which can be made perceptible by writing measuring instruments.

Es sind auch elektronische Verfahren zur digitalen Ermittlung von Beschleunigung und zurückgelegtem Weg bei Bewegungsvorgängen bekannt, bei welchem die Anzahl der in vorgegebene Zeitintervalle auftretenden Impulse zur Bestimmung des zurück gelegten Weges gezählt wird und zur Bestimmung der Beschleunigung die Differenz der in aufeinanderfolgende Zeitintervalle gezählten Impulszahlen gebildet wird. Hierbei werden die von einem Meßfühler ausgehenden Impulse über einen Impulsformer und zwei von einem Zeittaktgeber wechselweise geöffneten und geschlossenen Torschaltungen jeweils einer von zwei Zählschaltungen zugeführt, die über eine weitere, ihr nachgeschaltete Torschaltung das Zählergebnis dem Speicher eines Schieberregisters zuführt und danach gelöscht wird. There are also electronic methods for the digital determination of Acceleration and distance covered in motion processes known, in which the number of pulses occurring in specified time intervals for determination of the distance covered is counted and to determine the acceleration the Difference between the number of pulses counted in successive time intervals is formed will. The impulses emanating from a sensor are transmitted via a pulse shaper and two gate circuits alternately opened and closed by a timer in each case one of two counting circuits are supplied, which are connected via a further, downstream Gate circuit feeds the counting result to the memory of a shift register and then is deleted.

Auch die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zur digitalen Ermittlung der Bewegungsände rungen von Fahrzeugen durch Bildung der Differenz zeitlich hintereinander ausgewerteter geschwindigkeitsproportionaler Impulsfolgen, die von einem mit dem Fahrzeugantrieb kraftschlüssig gekuppelten Geber abgeleitet werden. Bei einer solchen Vorrichtung besteht die Erfindung darin, daß der Geb erausgang unmittelbar mit dem Vorwärtszähleingang und über Verzögerungsmittel außerdem mit dem Vorwärtszähleingang eines Zw ei richtungs-Differenzzählers verbunden ist, dessen Ausgangsimpuisfolge während einer von einem Taktgeber bestimmten Meßperiode einem lediglich in einer Richtung fortsçhaltbaren Zähler eingegeben wird, dessen Stand in. der Zeiteinheit ein Maß für die Beschleunigung oder Verzögerung ist. The invention is also concerned with a device for digital Determination of changes in the movement of vehicles by calculating the difference over time speed-proportional pulse sequences evaluated one after the other, from be derived from an encoder that is positively coupled to the vehicle drive. In such a device, the invention consists in that the encoder output directly with the up-counting input and also with delay means the up count input of a two-direction differential counter is connected, the Output pulse sequence during a measurement period determined by a clock Enter the counter that can be continued in one direction only, its reading in. the unit of time is a measure of the acceleration or deceleration.

Zur digitalen Ermittlung zeitlicher Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsänderungen wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Impulsfolge am Ausgang des vorerwähnten, in einer Richtung fortschaltbaren Zählers unmittelbar dem Vorwärtszähleingang und über entsprechende Verzögerungsmittel dem Rückwärtszähleingang eines weiteren Zweirichtungs-Differenzzählers eingegeben, dessen Ausgangsimpulsfolge während der vom Taktgeber bestimmten Meßperiode einen weiteren, ebenfalls lediglich in einer Richtung fortschaltbaren Zähler beeinflußt. For the digital determination of changes in acceleration or deceleration over time is according to a further feature of the invention, the pulse train at the output of the aforementioned, counter which can be incremented in one direction directly to the up count input and the down counting input of a further bidirectional difference counter via appropriate delay means entered, its output pulse sequence during the measuring period determined by the clock affects another counter, which can also be incremented in one direction.

Jedem der in einer Richtung fortschaltbaren Zähler kann ein Speicher zugeordnet sein, der den Zählerstand des zugehörigen Zählers auf Grund einer Steuersignalfolge des Taktgebers übernimmt; jeder Speicher kann dabei aus einer der Anzahl der Zählstufen des Zäblwerks angepaßten Anzahl von Registerstufen bestehen. Each of the counters, which can be incremented in one direction, can have a memory be assigned to the count of the associated counter on the basis of a control signal sequence the clock takes over; each memory can choose from one of the number of counting levels the number of register levels adapted to the fence.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend an Hand von vier Figuren näher erläutert. An exemplary embodiment of the invention is given below with reference to FIG four figures explained in more detail.

Die Fig. 1 veranschaulicht eine bekannte, an ihrer Peripherie mit Permanentmagneten besetzte ScheibeSch, die mit dem Antrieb eines (nicht dargestellten,\ Fahrzeuges kraftschlüssig verbunden ist Der Scheibe Sch ist feststehend der Rallgenerator II zugeordnet, der in üblicher Weise von einem konstanzen Steuerstrom durchflossen ist, so daß jeweils beim Vorbeilaufen eines Magneten an der Hallsonde vom Ausgang der Hallsonde ein Halispannungsimpuls abgegeben wird. Der Impulsgenerator IG, der von dieser Hallspannung gesteuert ist, gibt dann ausgangsseitig eine Impulsfolge ab, deren Folgefrequenz durch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt ist. Ist die Scheibe Sch beispielsweise an ihrer Peripherie mit 500 Permanentmagneten besetzt, so gibt der Impulsgenerator während jeder Radumdrehung des Fahrzeuges 500 Impulse ab. Diese Impulse, deren Abstand voneinander nur bei gleichbleibender Geschwindigkeit des Fahrzeuges äquidistant sind, werden dem Vorwärtszähleingang eines DifferenzzählersDZ zugeführt. Über einen zweiten Weg werden die geschwindigkeitsabhängigen Impulse über eine Verzögerungsstufe V dem Rückwärtszähleingang des Zählers zugeführt. Die Impulsdifferenz erscheint am Ausgang dieses Zählers. Die Impulsfolge am Vorwärtszähleingang des Zählers DZ ist in der Fig. 2 mit I1, die gleiche um die Verzögerungszeit T 1 der Verzögerungsstufe V verzögerte Impulsfolge mit 12 bezeichnet. In die Meßzeit T2 fallen drei Impulse der Impulsfolge I1, aber sechs Impulse der Impulsfolge 12. Während der Zeit T2 erscheinen also am Ausgang des Differenz zählers DZ nach Fig. 1: 6-3=3 Impulse. Fig. 1 illustrates a known, on its periphery with DiscSch fitted with permanent magnets, which is driven by a (not shown, \ The vehicle is positively connected. The disk Sch is the stationary ring generator II assigned, through which a constant control current flows in the usual way is, so that each time a magnet passes the Hall probe from the exit the Hall probe emits a Hali voltage pulse. The pulse generator IG, the is controlled by this Hall voltage, there is then a pulse train on the output side from whose repetition rate by the speed of the vehicle is determined. For example, if the disk Sch has 500 permanent magnets on its periphery occupied, the pulse generator gives 500 during each wheel revolution of the vehicle Impulses. These impulses, their distance from each other only at constant speed of the vehicle are equidistant, the up-counting input of a differential counter DZ fed. The speed-dependent impulses are transmitted via a second path fed via a delay stage V to the down counting input of the counter. the The pulse difference appears at the output of this counter. The pulse train at the up count input of the counter DZ is in FIG. 2 with I1, the same by the delay time T 1 the delay stage V denotes delayed pulse train with 12. In the measuring time T2 there are three pulses of the pulse train I1, but six pulses of the pulse train 12. During the time T2 appear at the output of the difference counter DZ according to Fig. 1: 6-3 = 3 pulses.

Die F i g. 3 veranschaulicht in schematischer Darstellung eine Anordnung zur Ermittlung der Größen Ab bzw. A t Die geschwindigkeitsabhängigen A Impulsfolgen werden von dem Impulsgenerator IG in Verbindung mit der Hallsonde H und der SteuerscheibeSch erzeugt. Die Impulsfolgen werden dem Eingang 1 des Differenzzählers DZ 1 direkt eingegeben und dem Eingang 2 über die Verzögerungsstufe V 1 zugeführt. Mit 1 ist der Vorwärtszähleingang, mit 2 der Rückwärtszähleingang dieses Zählers bezeichnet. The F i g. 3 illustrates an arrangement in a schematic representation to determine the quantities Ab and A t The speed-dependent A pulse sequences are from the pulse generator IG in connection with the Hall probe H and the control disk Sch generated. The pulse trains are sent directly to input 1 of the difference counter DZ 1 entered and fed to input 2 via the delay stage V 1. With 1 is the up-counting input, with 2 the down-counting input of this counter.

Dem DifferenzzählerDZ1 ist ein weiterer Zähler Z1 nachgeschaltet, der nur in der Vorwärtszählrichtung zu zählen braucht. Der Ausgang des Differenzzählers DZ1 beeinflußt den Eingang des Zählers Z1 über ein von einem Taktgeber T gesteuertes Sperrgatter SPG 1. Dem Zähler Z 1 ist ein SpeicherSpl zugeordnet, der jeweils den Zählerstand aus dem Zähler1 zu übernehmen und zu speichern vermag. The difference counter DZ1 is followed by a further counter Z1, who only needs to count in the up counting direction. The output of the difference counter DZ1 influences the input of the counter Z1 via a timer T controlled Lock gate SPG 1. The counter Z 1 is assigned a SpeicherSpl, each of the Is able to take over the counter reading from the counter 1 and save it.

Der SpeicherSpl kann aus einer Anzahl von Registerstufen bestehen, deren Anzahl der Anzahl der Zählstufen des Zählers1 angepaßt ist. Der elektronische Taktgeber T veranlaßt über die veranschaulichten Ausgänge in durch seine Eigenzeit bestimmten Zeitmomenten die Öffnung und Sperrung des Zählers Z1, die Übernahme des Zählerstandes dieses Zählers in den Speicher Spl, die Löschung des Zählers und das Löschen bzw. Setzen des Speichers Sp 1.The SpeicherSpl can consist of a number of register levels, the number of which is adapted to the number of counting levels of counter1. The electronic Clock T causes over the illustrated outputs in by its own time certain moments of time the opening and locking of the counter Z1, the takeover of the Counter reading of this counter in the memory Spl, the deletion of the counter and the Deleting or setting the memory Sp 1.

Im Zeitmoment A (Fig.2) wird der durch den Taktgeber zuvor gelöschte Zähler ei durch Öffnung des SperrgattersSpG1 für den Impulsempfang aus dem Differenzzähler DZ 1 vorbereitet, so daß die Impulse des Differenzzählwerks DZ 1 in den Zähler Z 1 für die Dauer der Meßperiode T 2 (Fig. 2) eingezählt werden können. Im Zeitpunkt (Fig. 2) wird das Gatter SPG 1 durch den Taktgeber T gesperrt, und am Ausgang des Sperrgatters SpGl bzw. am Eingang des Zählers Z 1 kommen keine Zählimpulse aus dem Differenzzählwerk DZ 1 mehr an. At the moment A (Fig. 2) the previously deleted by the clock Counter ei by opening the blocking gate SpG1 for receiving impulses from the differential counter DZ 1 prepared so that the pulses of the differential counter DZ 1 in the counter Z 1 for the duration of the measuring period T 2 (Fig. 2) can be counted. At the time (Fig. 2) the gate SPG 1 is blocked by the clock T, and at the output of the Lock gate SpGl or at the input of the counter Z 1 no counting pulses come from the DZ 1 differential counter.

Nach dem Sperren des SperrgattersSpG1 wird der Speicher Sp 1 zur Übernahme des Zählerstandes veranlaßt, worauf der Zähler Z1 gelöscht wird. Die zeitliche Steuerung des SperrgattersSpG1 des Zählers Z1 und des Speichers Sp 1 durch den Taktgeber T ist in der F i g. 4 veranschaulicht.After blocking the blocking gate SpG1, the memory Sp 1 becomes the takeover of the count, whereupon the counter Z1 is cleared. The timing of the blocking gate SpG1 of the counter Z1 and the memory Sp 1 by the clock T is in FIG. 4 illustrates.

Die Folge a ist die Haupttaktfolge des Taktgebers T, der Rechteckimpulse von einer Zeitdauer von etwa 10 msec abgibt. Aus dieser werden Hilfsimpulsfolgen der angegebenen Zeitdauer mittels Kippstufen abgeleitet. Die Folge b veranschaulicht hierbei die aus der Haupttaktfolge abgeleiteteImpulg folge zur Sperrung bzw. Entsperrung des Zählers1. The sequence a is the main clock sequence of the clock generator T, the square-wave pulses gives off a period of about 10 msec. This becomes auxiliary pulse trains derived from the specified duration by means of flip-flops. Sequence b illustrates here the pulse sequence derived from the main clock sequence for blocking or unblocking of the counter 1.

Die Folge c zeigt die Löschimpulse für die Löschung des Speichers Sp 1, die Folge d die Steuerimpulse, die den Speicher zur Übernahme des Zählerstandes veranlassen, während die Folge e die Impulsfolge veranschaulicht, die den Zähler1 löscht, d. h. jeweils auf Null zurückstellt.The sequence c shows the erase pulses for erasing the memory Sp 1, the sequence d the control pulses that the memory to take over the counter reading cause, while the sequence e illustrates the pulse train that the counter1 clears, d. H. resets each time to zero.

Der digitale Signalstand am Ausgang des Spei-Av chers Sp1 ist demnach ein Maß für die Größe Ab (v = Geschwindigkeit, t = Zeit), also ein Maß für die Größe b (Beschleunigung, Verzögerung). Zur Ermittlung der Größe xb aus der Größer wird die Impulsfolge des Zählers Z1 dem Vorwärtszähleingang eines weiteren Differenzzählers DZ2 zugeführt, dessen Rückwärtszähleingang von der gleichen Impulsfolge über das Verzögerungsglied V2 gesteuert ist. Dem Differenzzähler DZ2 ist der Zähler Z2 zugeordnet, zwischen beiden ist das SperrgatterSpG2 vorgesehen. Der Zählerstand des Zählers, kann von dem Speicher Sp 2 übernommen werden, wobei die Steuerung des Sperrgatters SpG 2, des Zählers Z 2 und des Speichers Sp 2, wie zuvor beschrieben, durch den Taktgeber T erfolgt. Am Ausgang des Speichers Ab Sp2 ist demnach die Große - erfaßbar. The digital signal level at the output of the Spei-Av chers Sp1 is accordingly a measure of the quantity Ab (v = speed, t = time), i.e. a measure of the quantity b (acceleration, deceleration). To determine the size xb from which is larger the pulse train of the counter Z1 to the up-counting input of another differential counter DZ2, whose downward counting input is fed by the same pulse train via the Delay element V2 is controlled. The counter Z2 is assigned to the difference counter DZ2, the blocking gate SpG2 is provided between the two. The count of the counter, can be taken over from the memory Sp 2, with the control of the locking gate SpG 2, the counter Z 2 and the memory Sp 2, as described above, by the Clock T takes place. At the output of the memory Ab Sp2, the size is therefore - detectable.

Claims

Claims: 1. Device for digitally determining the changes in movement of vehicles evaluated one after the other by forming the difference speed-proportional pulse sequences that are generated by a vehicle output frictionally coupled encoder are derived, characterized in that the encoder output (IG) directly with the up-counting input and via delay means (V1) also with the down counting input of a bidirectional difference counter (DZ 1) is connected, its output pulse sequence during one of a clock (T) determined measuring period to a counter which can only be incremented in one direction (Z 1) is entered, its status in the time unit a measure of the acceleration or delay is.

2. Device according to claim 1 for the digital determination of time Acceleration or deceleration changes, characterized in that the pulse train at the output of the counter (Z1) directly with the up-counting input and via delay means (V2) also with the down counting input of a further bidirectional difference counter (DZ 2) is connected, the output pulse sequence of which is determined by the clock (T) Measuring period to another counter (Z2) which can only be incremented in one direction is entered.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that each counter (Z 1, Z2) is assigned a memory (Sp 1, Sp2) which the Counter reading of the associated counter based on a control signal sequence from the clock generator (T) takes over.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that each Memory (Sp 1, Sp 2) from one of the number of counting levels of the counter (Z1, Z2) adapted number of register levels exists.

Publications considered: German Auslegeschriften No. 1,119,025, 1,124,278; "Archives for Technical Measurement", sheet V 172-1, from June 1941; "Swiss Archives" from October 1959, pp. 381 to 383; "Siemens-Zeitschrift", issue 10/1960, P. 669.