DE3203853A1

DE3203853A1 - Traeger fuer einen erdmagnetismus-sensor zur verwendung in einem automobil

Info

Publication number: DE3203853A1
Application number: DE19823203853
Authority: DE
Inventors: Masaru Wako Saitama Hisadomi; Takashi Iwanaga; Norimitsu Wako Saitama Kurihara; Toshiyasu Tokyo Suzuki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1981-02-04
Filing date: 1982-02-04
Publication date: 1982-10-14
Also published as: GB2095406A; DE3203853C2; US4535547A

Description

^v* Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Wii/JK*i£AN^_v^|yL.-£jiY§iX>R. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska

D/80

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA 27-8, Jingumae 6-chome, Shibuya-ku, Tokyo
JAPAN

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TELEGRAMM PATENTWEJCKMANN MÖNCHEN

. Feb, 1982

Träger für einen Erdmagnetismus-Sensor zur Verwendung in einem Automobil

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung der Montage eines Erdmagnetismus-Sensors oder eines Sensors für den terrestrischen Magnetismus zur Verwendung in einem·Richtungsdetektor für ein Fahrzeug, insbesondere auf eine verbesserte Montage eines Erdmagnetismus-Sensors zur Verwendung in einer Richtungserken ηungseinrichtung, din in einem Automobil untergebracht werden kann, welche Richtungserkennungseinrichtung derart ausgelegt ist, daß sie eine bestehende Richtung oder einen bestehenden Richtungswinkel des Fahrzeuges, während dieses eine gewünschte Fahrtroute des Fahrtweges abfährt, durch Bestimmung einer relativen Beziehung (beispielsweise einer Winkelbeziehung) zwisehen einem gerade bestehenden Abtastergebnis der horizontalen Komponente des Erdmagnetismus, wie er von Zeit zu Zeit abgetastet wird, und einer bestehenden Fahrtrichtung, die von dem Fahrzeug auf seiner Fahrt entlang der gewünschten Fahrtroute einnimmt, sichtbar anzeigen kann.

Es ist allgemein bekannt, daß - wie typisch in Fig. 1 ge-

HO zeigt - normalerweise eine magnetisehe Abweichung oder Deklination, d. i. eine magnetische Deklination "Θ", die in Übereinstimmung mit einem gegebenen Punkt auf der Erde zwischen einem Richtungswinkel oder einer Richtungsablesung, die durch einen magnetischen Richtungsfinder, der an diesem Punkt aufgestellt ist (wie durch eine gestrichelte Linie angedeutet) und einer gegebenen Richtung oder Orientierung, wie sie mittels einer Landkarte aufgenommen wird (wie durch eine ausgezogene Linie angedeutet), auftritt, variiert. Beispielsweise ist bekannt, daß in Japan ein derartiger typischer Betrag der magnetischen Deklination in einem Bereich von 6-10 beobachtet wird, der von Ort zu Ort über mehrere zehn Grad in Übereinstimmung mit dem betreffenden Ort der Erde variiert. Aus diesem Grunde ist es unvermeidlich, daß ein bestimmtes Ausmaß einer Winkelabweichung auftritt, die mit einer gegebenen magnetischen Deklination • "Θ" speziell mit einem Punkt der Beobachtung von einer gewünschten Orientierung mittels einer Landkarte korrespon-

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diert, wenn eine gerade bestehende Fahrtrichtung, die von einem Automobil eingehalten wird, durch Verwendung eines magnetischen Richtungsfinders, der einen Erdmagnetismus-Sen· sor benutzt, welcher derart ausgelegt ist, daß er in einem Automobil untergebracht werden kann, erkannt wird.

Es ist bekannt, daß Vorrichtungen zur Bestimmung und visuellen Anzeige für den Fahrer einer bestehenden Fahrtrichtung eines Automobils entwickelt worden sind, die eine Richtungserkennungseinheit enthalten, welche einen Erdmagnetismus-Sensor verwenden, der dazu bestimmt ist, eine gerade bestehende Orientierung und einen Betrag der Richtungswinkel-Abweichung des Fahrzeuges zu erkennen. Im allgemeinen ist die typische Konstruktion einer derartigen Richtungserkennungseinheit, die einen Erdmagnetismus-Sensor enthält, von einer Art, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist und welche ein Element, das dazu bestimmt ist, eine magnetische Komponente zu erfassen, die längs der Richtung der X-Achse (beispielsweise der terristrisehen Ostrichtung) - nur ausgedrückt durch die X-Y-Koordinatenebene - erkennt, und ein anderes Element, das dazu bestimmt ist, eine magnetische Komponente, die sich längs der Richtung der Y-Achse (beispielsweise der terristrisehen Nordrichtung) erstreckt, zu erfassen, enthält, wobei die derart erkannten magnetischen Komponenten in Richtung der X-Achse und in Richtung der Y-Achse vektormäßig kombiniert werden, woraus eine dann passende Orientierung des Erdmagnetismus - nun genau durch die horizontale X-Y-Ebene auszudrücken - erfaßt werden kann.

Zur Verwendung einer Richtungserkennungsvorrichtung, die einen Erdmagnetismus-Sensor enthält, ist im allgemeinen konstruktiv vorgesehen, wie dies schematisch in Fig. 3 gezeigt ist, daß ein elektrisches Signal zur Erfassung der Fahrtrichtung eines Automobils, das von dem Erdmagnetismus-Sensor 1 abgegeben wird, durch eine Signalverarbeitungseinheit 2 verarbeitet wird, woraufhin eine Anzeigeeinheit 3 dahingehend angesteuert wird, daß sie eine entsprechende

Anzeige einer bestehenden Richtung des Fahrzeuges durchführt.

Für den Fall, daß eine Richtungserkennungsvorrichtung einer derartigen Konstruktion in ein Automobil eingebaut ist, wird bevorzugt, daß der Erdmagnetismus-Sensor 1 einer derartigen Vorrichtung in einer Weise angeordnet ist, daß er von einem möglichen Einfluß einer Magnetisierung des Fahrzeuykörpers durch Einwirkung des Magnetfeldes einer Stahlkonstruktion oder beispielsweise einer gleichstromgetriebenen Eisenbahn, durch welches das Fahrzeug fährt, wenn es beispielsweise eine derartige Eisenbahnlinie überquert, wie dies im folgenden erläutert wird, ausgenommen bleibt, wozu er mit seiner Y-Achse (seiner X-Achse), die sich horizontal erstreckt, in Koinzidenz mit der Fahrtrichtung des Fahrzeuges eingebaut ist, um so eine bestehende Vorwärtsrichtung oder den Richtungswinkel des Fahrzeuges mittels der Anzeigeeinheit 3, die aTs visuelle Anzeigeeinheit ausgeführt sein kann, sichtbar anzeigen zu können. In einer derartigen An-Ordnung würde indessen unvermeidbar ein bestimmter Fehler in der Anzeige der gerade vorgenommenen Richtungsbestimmung zwischen einem gerade bestehenden Richtungswinkel des Fahrzeuges, wie er mittels der Anzeigeeinheit 3 angezeigt wird, und einer auf der Landkarte gegebenen Richtung in einem solchen Ausmaß der winkelmäßigen Abweichung entstehen, wie er durch eine bestimmte magnetische Deklination "$" eingebracht wird, die spezifisch für einen Beobachtungspunkt ist, wie dies oben ausgeführt wurde, falls die Y-Achse des Erdmagnetismus-Sensors 1 in Koinzidenz mit der Fahrtrichtung des Fahrzeuges gebracht ist.

Wenn das Fahrzeug unter diesen Bedingungen fährt, ist es für den Fahrer des Fahrzeuges praktisch sehr schwierig oder sogar unmöglich, zu bestimmen, ob die angezeigte Information' auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit falsch ist oder ob sein Fahrzeug tatsächlich in einer unterschiedlichen oder falschen Richtung fährt, wodurch die Richtungsanzeige

problematisch gemacht wird.

Im Hinblick darauf ist die vorliegende Erfindung im wesentlichen darauf gerichtet, diesen Unvollkommenheiten und Schwierigkeiten, wie sie sich durch herkömmliche Richtungserkennungsvorrichtungen zur Verwendung in Automobilen ergeben und wofür keine passenden Gegenmaßnahmen getroffen wurden , zu begegnen .

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Montagemöglichkeit für eine Richtungserkennungsvorrichtung zur Verwendung in einem Automobil zu schaffen, die eine wirksame Verhinderung einer winkelmäßigen Abweichung zwischen einer gerade bestehenden Richtung einer horizontalen Komponente der Erdmagnetismuswirkung, wie sie von dem Erdmagnetismus-Sensor erfaßt wird, und einer gegebenen Richtung, wie sie auf einer Landkarte beobachtet wird, im Hinblick auf eine notwendige Kompensation einer möglichen magnetischen Deklination, die speziell für den Beobachtungspunkt zutrifft, erreichen kann, wenn der Erdmagnetismus-Sensor der Richtungserkennungsvorrichtung in Übereinstimmung damit installiert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist - kurz zusammenfassend 5 ausgedrückt - eine verbesserte Montagemöglichkeit eines Erdmagnetismus-Sensors zur Verwendung in einer Richtungserkennungsvorrichtung, welche auf oder in einem Automobil anzubringen ist, vorgesehen, der dafür bestimmt ist, eine horizontale Komponente des Erdmagnetismus zu erfassen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Erfassung einer Hauptrichtung des Erdmagnetismus-Sensors in der horizontalen Richtung in Koinzidenz mit einem Betrag einer magnetischen Deklination bei einem gegebenen Beobachtungspunkt mit Rücksicht auf eine gewünschte Orientierung mittels einer Landkarte versetzt ist.

Das Prinzip, das Wesen und die Einzelheiten der vorliegen-

den Erfindung sowie deren Vorteile werden aus der im folgenden gegebenen, ins einzelne gehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung ersichtlich. Die Beschreibung erfolgt anhand der Figu· ren, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Fig. 1 zeigt schematisch die allgemeine Beziehung zwischen einer Richtungsbeobachtung, wie sie durch eine Rieh-TO tungserfassungseinrichtung erkannt wird, und einer gegebenen Richtung, wie sie mittels einer Landkarte beobachtet wird.

Fig. 2 zeigt schematisch die Richtungsanzeige eines Erdmagnetismus-Sensors.

Fig. 3 zeigt schematisch eine. al 1gemeine Anordnung einer

Richtungserkennungsvorri chtun.g , die einen Erdmagnetismus-Sensor verwendet.

Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht, aus der die Anordnung des Erdmagnetismus-Sensors hervorgeht, der auf einem Automobil gemäß der vorliegenden Erfindung
montiert ist.

Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht der Art und Weise,
in der eine Vielzahl von Erdmagnetismus-Sensoren
über den Körper des Automobil verteilt angeordnet
sind, um so den Zustand der Magnetisierung des Fahrzeugkörpers darstellen zu können, wenn das Fahrzeug eine Eisenbahnlinie kreuzt.

Fig. 6 zeigt eine ähnliche schematische Ansicht, aus der
die allgemeine Orientierung des Magnetfeldes über
dem Fahrzeugkörper hervorgeht.

Fig. 7 zeigt schematisch die allgemeine Verteilung der magnetischen Kraftlinien eines äquivalenten Magneten, wenn dieser längs des Fahrzeugkörpers magnetisiert

ware ·

Fig. 8 zeigt eine fragmentarische schematische Ansicht der Beobachtungspunkte für eine Orientierung der Magneti· sierung oberhalb der Motorhaube eines Fahrzeuges.

Fig. 9 zeigt schematisch ein Richtungsdiagramm, das typisch die Art und Weise des Fahrzeugeintritts anzeigt, wenn das Fahrzeug eine Eisenbahnlinie kreuzt. 10

Fig. 10 zeigt eine schematische Ansicht, aus der die optimalen Anordnungspunkte für Erdmagnetismus-Sensoren auf dem Fahrzeugkörper hervorgehen.

Fig. ll(a) und ll(b) zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht typischer Mittel zur Montage des Erdmagnetismus-Sensors auf dem Fahrzeugkörper.

Fig. 12(a) und Fig. 12(b) zeigen eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht im Schnitt, die andere typische Mittel zur Montage des Erdmagnetismus-Sensors darstellen.

Die vorliegende Erfindung wird nun im einzelnen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den betreffenden Figuren beschrieben.

Fig. 4 zeigt, wie bereits erläutert, eine typische grundsätzliche Konstruktion einer verbesserten Montageanordnung einer Erkennungsvorrichtung für eine bestehende Richtung oder eines Erdmagnetismus-Sensors zur Verwendung in einem Automobil gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Erdmagnetismus-Sensor 1, von Anfang an mit seiner Y-Achse in der horizontalen Ebene um den Betrag einer winkelmäßigen Abweichung oder magnetischen Deklination "&" mit Rücksicht auf eine gerade bestehende Fahrtrichtung Y' des Fahrzeuges versetzt angeordnet ist.

Als Folge daraus stimmt nun, wenn das Ergebnis einer gerade erfolgten Richtungsbestimmung des Automobils visuell mittels der Anzeigeeinheit 3 in Übereinstimmung mit dem Richtungserkennungssignal des Erdmagnetismus-Sensors 1 die Riehtung oder der Richtungswinkel des Fahrzeuges, wie er aus einer derartigen speziellen Anordnung erhalten wird, mit der Orientierung auf der Landkarte überein.

Nebenbei bemerkt ist es allgemein bekannt, daß der Fahrzeugkörper infolge eines starken magnetischen Feldes, wie es durch einen großen Strom, der durch den Fahrdraht und die Schienen einer gleichstrombetriebenen Eisenbahnstrecke fließt, dann, wenn das Fahrzeug diese Eisenbahnstrecke kreuzt, magnetisiert wird, was einen wesentlichen Einfluß auf die Richtungserkennungsvorrichtung in dem Fahrzeug ausüben würde, wodurch die Wirkungsweise dieser Vorrichtung beeinträchtigt würde. Insbesondere ist es durchaus möglich, daß der Fahrzeugkörper ein Magnetfeld erzeugen würde, das eine Intensität von einigen Bruchteilen bis zu einigen Vielfachen des Erdmagnetismus hätte, wenn der Fahrzeugkörper unter derartigen Bedingungen magnetisiert würde, was zu einem wesentlichen Fehler in dem Ausgangssignal des Erdma-.gnetismus-Sensors der Richtungsserkennungsvorrichtung , die dazu bestimmt ist, ausschließlich dem Erdmagnetismus zu folgen, in einem solchen Ausmaß führen würde, daß diese keine genaue Funktion ausüben könnte.

Es werden nun in einzelne gehend die Charakteristika der Magnetisierung des Fahrzeugkörpers unter der Einwirkung des erwähnten starken magnetischen Feld betrachtet, das beispielsweise durch das Kreuzen einer Eisenbahnstrecke oder dergl . verursacht wird, wenn das Fahrzeug diese durchfährt. Es wurden dabei die im folgenden wiedergegebenen Erkenntnisse gewonnen.

Zum ersten wurde herausgefunden, daß der Fahrzeugkörper nicht gleichmäßig über alles magnetisiert wird, sondern in

seinem Bereich, der näher seinem Boden liegt, stärker magnetisiert wird. Es wird angemerkt, daß ein wesentlich starkes Magnetfeld in Richtung quer zu der Eisenbahnstrecke oder den Eisenbahnschienen existiert, das von einem Gleichstrom erzeugt wird, der durch den Fahrdraht und die Schienen fließt und der einige hundert oder tausend A beträgt. Es werden nun, während die Schienen gekreuzt werden, die Unterschiede in den Distanzen zwischen dem oberen Bereich eines Fahrzeuges und einem Fahrdraht oberhalb des Fahrzeugkörpers und zwischen dem unteren Bereich des Fahrzeuges und den Eisenbahnschienen betrachtet. Die erste Distanz beträgt im allgemeinen ungefähr 3 m, und die letztere Distanz beträgt im allgemeinen ungefähr 0.20 m, wobei natürlich ist, daß ein wesentliches Magnetfeld an dem unteren Bereich des Fahrzeugkörpers erzeugt wird, das über die Magnetisierung in den oberen Bereichen des Fahrzeugkörpers dominiert. Aus dieser Betrachtungsweise heraus wurde eine Messung vorgenommen, um das Ausmaß der magnetischen Deklination in jedem der Erdmagnetismus-Sensoren, die über unterschiedliche Positionen um den Fahrzeugkörper herum angeordnet waren, zu beobachten, die durch die Wirkung der Magnetisierung durch das externe Magnetfeld - beispielsweise hervorgerufen durch das Kreuzen einer Eisenbahnstrecke - zu erwarten waren, wobei eine Vielzahl von Erdmagnetismus-Sensoren längs unter-5 schiedlicher vertikaler Linien A, B und C,- die, wie in Fig. 5 gezeigt, in unterschiedlichen Abständen verlaufen, angeordnet waren, wobei jeder von ihnen sorgfältig in seiner Orientierung mit Rücksicht auf die terrestrische "Nordrichtung" bzw. "Westrichtung" kompensiert wurde und wobei Ergebnisse erhalten wurden, wie sie in der unten gezeigten Tabelle 1 eingetragen sind. Aus Tabelle 1 ist zu entnehmen, daß jeweils einer dieser Erdmagnetismus-Sensoren, die näher bei dem unteren Bereich des Fahrzeugkörpers angeordnet waren, unter einem stärkeren Einfluß der Magnetisierung des Fahrzeugkörpers standen.

Tabelle 1

Ort	1	A	B	C
Magnetische Deklination (Winkelabweichung)	CVJ	—	29° Rich- , tung N	30° Rich tung S
3	24° Rich tung S	30° Rich tung Pl	33° Rich tung S
4	34° Rich tung S	36° Rich tung N	39° Rich tung S
5	41° Rich tung S	41° Rich tung N	45° Rich tung S
6	43° Rich tung S	48° Rich tung N	50° Rich tung S
43° Rich tung S	48° Rich tung N	50° Rich tung S

Zum zweiten wurde herausgefunden, daß ein wesentliches Ausmaß der Magnetisierung allgemein in indentischer Polarität und Orientierung in Übereinstimmung mit den Orten des Fahrzeugkörpers unabhängig vom Ausmaß der Magnetisierung an verschiedenen Punkten davon auftritt. Insbesondere wurde nun bei Betrachtung des Motorhaubenbereiches und des Kofferraumbereiches an der Rückseite des Fahrzeugkörpers - wie typisch in Fig. 6 gezeigt - herausgefunden, daß die magnetischen Inklinationen derartiger magnetischer Felder, wie sie über die vorderen und hinteren Bereiche, nämlich den Bereich der Motorhaube und den Bereich des Kofferraumdeckels des Fahrzeugkörpers verteilt sind, dahin tendieren, unabhön-

U w O 3 O

gig von der Intensität ihrer Magnetisierung allgemein einander gleich zu sein. Dies kann so betrachtet werden, als bestünde der untere Bereich des Fahrzeugkörpers als Ganzes allgemein aus einem äquivalenten Magneten, wie dies schematisch in Fig. 7 gezeigt ist, und zwar aus der Tatsache heraus, gemäß der der untere Bereich des Fahrzeugkörpers gegenüber dessen anderen Bereichen dominierend magnetisiert wird, wie dies zuvor festgestellt wurde, wobei magnetische Kraftlinien existieren, die sich rund um den Fahrzeugkörper verteilen, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. In Tabelle 2 sind die typischen Orientierungen jeder der Magnetfeldlinien, wie sie längs von Meßpunkten A bis G über den Bereich der Motorhaube des Fahrzeuges verteilt sind und wie dies typisch in Fig. 8 gezeigt ist, eingetragen. Übereinstimmend mit dieser Messung sei angemerkt, daß alle Orientierungen der individuellen magnetischen Feldlinien in der vertikalen Ebene, die die Längsachse des Fahrzeugkörpers enthält, liegen. Sie sind als Winkel angegeben, die in Übereinstimmung mit der horizontalen Ebene definiert sind.

Tabelle 2

. Ort	A	B	ς	P	E	F	G
Orientierung des Magnetfeldes	38°	62°	76°	85°	90°	93°	96°

Nebenbei bemerkt treten die an zweiter Stelle genannten Charakteristika der Magenetisierung über den Körper des Fahrzeugs tatsächlich insbesondere dann auf, wenn das Fahrzeug eine Eisenbahnstrecke senkrecht in bezug auf diese kreuzt. Insbesondere ist allgemein dann, wenn das Fahrzeug die Eisenbahnstrecke schräg oder diagonal in bezug auf die Kreuzung passiert, zu beobachten, daß die größere Winkelabweichung der magenetisehen Feldlinien, wie sie auf dem Fahrzeugkörper erzeugt werden, um so größer ist, je größer der

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Winkel des diagonalen Weges beim Passieren in bezug auf die Kreuzung der Eisenbahnstrecke ist - dies im Gegensatz zu dem Fall, in dem das Fahrzeug die Eisenbahnstrecke allgemein unter einem rechten Winkel in bezug auf diese kreuzt. Andererseits ist bei solchen Orten der Magnetisierung zu beobachten, daß die Orientierung des magnetischen Feldes in eine allgemein rechtwinkelige Beziehung zu der horizontalen Ebene (z. B. bei dem Punkt "E", wie in Fig. 8 gezeigt), eintritt, während das Fahrzeug die Eisenbahnstrecke unter einen rechten Winkel kreuzt. Es ist auch zu beobachten, daß die Orientierung solcher Magnetfelder dann eine Inklination erfährt - sogar unter einem geringeren Winkel der Inklination oder in einer nahezu vertikalen Richtung - im selben Augenblick, wenn das Fahrzeug die Eisenbahnstrecke diagonal in bezug auf diese kreuzt.

Allgemein ist der Erdmagnetismus-Sensor zur Benutzung in einer RichtungserkennungsVorrichtung dazu bestimmt, den Erdmagnetismus in der horizontalen Ebene, die durch die X-Y-Ebene in Fig. 2 dargestellt ist, jedoch nicht irgendwelche Erdmagnetismuskomponenten in vertikaler Richtung in bezug auf die horizontale Ebene zu erfassen. In diesem Zusammenhang besteht für den Erdmagnetismus-Sensor, wenn er derart angeordnet ist, daß seine vertikale Richtung Z in Koinzidenz mit der Richtung der magnetischen Kraftlinien des Fahrzeugkörpers orientiert ist, kein weiterer Einfluß des magnetischen Feldes über dem Fahrzeugkörper. Um eine einwandfreie oder genaue Beobachtung einer bestehenden Richtung eines Fahrzeugs mittels einer Richtungserkennungsvorrichtung zu erhalten, wird bevorzugt, einen Erdmagnetismus-Sensor in einer RichtungserkennungsVorrichtung vorzusehen, der in einer parallelen Beziehung zu der Erdoberfläche angeordnet ist, so daß nur die horizontale Komponente des Erdmagnetismus erfaßt wird.

In Anbetracht des zuvor Ausgeführten sei angemerkt, daß ein Erdmagnetismus-Sensor dann gut vor irgendwelchen störenden

Einflüssen des auf den Fahrzeugkörper einwirkenden Magnetfeldes geschützt ist, während das Fahrzeug eine Eisenbahnstrecke kreuzt, wenn der Erdmagnetismus-Sensor an einem solchen speziellen Punkt horizontal angeordnet ist, in dem die Orientierung des Magnetfeldes senkrecht in bezug auf die horizontale Ebene wirkt, sogar dann, wenn das Fahrzeug die Eisenbahnstrecke diagonal oder unter einem bestimmten Winkel kreuzt.

In Tabelle 3 sind die Ergebnisse der Messung einer Winkelabweichung "φ" in dem Winkel der Anzeige des Zeigers der Richtungserkennungsvorrichtung, die in dem Fahrzeug installiert ist, dargestellt, während dieses eine Eisenbahnstrecke unter einem Winkel von "0" in bezug auf die Kreuzung passiert, wie dies schematisch in Fig. 9 gezeigt ist, eingetragen, wobei der Erdmagnetismus-Sensor horizontal in dem Punkt "E" im Motorhaubenbereich des Fahrzeuges installiert ist, wo die Orientierung des Magnetfeldes unter einem rechten Winkel in bezug auf die horizontale Ebene ausgerichtet ist, wie.dies typisch in Fig. 8 gezeigt ist. Beiläufig wurde, in dem Fall, in dem daß der Erdmagnetismus-Sensor in dem Punkt "C" im Motorhaubenbereich des Fahrzeuges angeordnet ist und unter einem Winkel von 14 in bezug auf die Horizontale, d. h. unter einem rechten Winkel in bezug auf die 76 -Orientierung des Magnetfeldes dann, wenn das Fahrzeug eine Eisenbahnstrecke unter einem Winkel "$" gleich 45° kreuzt, beobachtet, daß der Winkel "φ" gleich 180° ist. In diesem Zusammenhang wurde ebenfalls beobachtet, daß mit einer derartigen Winkelbeziehung in der Stellung des Fahr-' zeuges bezüglich des Kreuzens der Eisenbahnstrecke eine Komponente des Ausgangssignals, das von dem Sen.sor in der Richtung gewonnen wird, in der sich das Fahrzeug fortbewegt, d. h. die Ausgangssignal-Komponente des Sensors in der X-Achse, um einen Betrag multipliziert mit dem trigonometrischen Wert von cos 14 reduziert würde. Daher ist es unter einem derartigen Umstand wesentlich, die X-Achsen-Komponente des Erdmagnetismus-Sensors durch Multiplizieren mit

l/cos 14 in Übereinstimmung damit zu erhöhen. Andererseits ist es, da auch die vertikale Komponente des Erdmagnetismus in dem Beobachtungspunkt abgetastet wird, notwendig, eine dafür erforderliche Kompensation in Übereinstimmung damit vorzunehmen.

Tabelle 3

Winkel θ
Winkel φ

CD CD
CD CD

—» OJ
00 CD
O CD

45°
45°

Bei dieser Betrachtungsweise wird bevorzugt, daß der Erdmagnetismus-Sensor zur Verwendung in einer Richtungserkennungsvorrichtung, die in einem Automobil untergebracht ist, horizontal an dem Ort angeordnet ist, wo die Orientierung des Magnetfeldes über den Fahrzeugkörper bei Kreuzen einer gleichströmgetriebenen Eisenbahnstrecke allgemein unter einem rechten Winkel in bezug auf die horizontale Ebene ausgerichtet ist. Mit einer derartig vorteilhaften Anordnung ist· es praktisch möglich, daß der Erdmagnetismus-Senv sor nun derart arbeitet, daß er die Erdmagnetismuskomponente, die in der horizontalen Richtung besteht, ohne wesentliche Störungen durch das Magnetfeld des Fahrzeugkörpers akku· rat erfassen kann.

In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß diejenigen Punkte, in denen die Orientierung des Magnetfeldes allgemein einen rechten Winkel in bezug auf die horizontale Ebene bildet, folgende sind: Für einen typischen Personenwagen die Position I in dem Motorhaubenbereich des Fahrzeuges, die Position II, die sich gerade unterhalb der Position I befindet, die Position III in dem Bereich des Kofferraumdeckel bzw. die Position IV, die direkt unterhalb der Posi ton III liegt. In der Praxis ist es allgemein üblich, den

-H-

Erdmagnetismus-Sensor in einer dieser Positionen zu montieren, beispielsweise durch Vorsehen einer Öffnung in der Motorhaube, in dem Kofferraumdeckel oder in einem vergleichbaren Teil des Fahrzeuges. Indessen ist es in Beachtung der Montagefreundlichkeit bei der Montage des Erdmagnetismus-Sensors an einen wie zuvor erläuterten, gewünschten Platz des Fahrzeugkörpers und außerdem in Beachtung einer möglichen unmittelbaren Beeinflussung des Sensors von derartigen magnetisieren Hindernissen, wie einer Eisenbahnschiene oder einem Stück Stahl, das auf der Erdoberfläche liegt, usw. ratsam, daß der Erdmagnetismus-Sensor an solchen Plätzen, wie oberhalb oder unterhalb der Motorhaube bei Punkt I, oder solchen, wie oberhalb oder unterhalb des Kofferraumdeckels bei Punkt III montiert wird. In diesem Zusammenhang ist jedoch anzumerken, daß, sollte der Erdmagnetismus-Sensor an einer der Seiten neben der Position I oder III der Motorhaube oder des Kofferraumdeckels des Fahrzeuges montiert werden, dies sehr wahrscheinlich einen unerwünschten Einfluß magnetischer Störungen von derartigen magnetisierten Hindernissen herbeigeführt würde. Folglich ist es erforderlich, daß der Erdmagnetismus-Sensor entweder bei oder nahe der-Längsmittellinie des Fahrzeugkörpers in solchen geeigneten Positionen I und III, wie oben ausgeführt, montiert wird.

Fig. 11(a) bzw. Fig. ll(b) zeigen ein typisches Beispiel für praktische Mittel, die dazu bestimmt sind, den Erdmagnetismus-Sensor oberhalb der Motorhaube oder des Kofferraumdeckels des Fahrzeuges zu montieren. Die Konstruktion dieser Mittel ist derart, daß der Erdmagnetismus-Sensor 1 in einer horizontalen Position oberhalb einer Basis 5, die in Übereinstimmung mit der allgemeinen Formgebung und der Abschrägung der Konstruktion der Haube oder des Deckels 4, auf der oder dem eine Abdeckung 6 in Position zu bringen ist, angebracht wird. Die Abdeckung wird jeweils mit einem Anguß 7 integral an dem Deckel 4 durch Verwendung von Schrauben 8, die sich von unten durch den Deckel 4 er-

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strecken , befestigt.

Fig. 12(a) und Fig. 12(b) zeigen eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht der allgemeinen Konstruktion eines Trägers für einen Erdmagnetismus-Sensor gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das die Verwendung eines Zieraufbaus oder eines Embiemaufsatzes auf der Motorhaube eines Automobils vorsieht, wozu der Zieraufbau oder der Emblemaufsatz 9 mit einer Öffnung zur Aufnahme und zum Halten des Erdmagnetismus-Sensors 1 in horizontaler Position, wenn der Zieraufbau oder' Emblemaufsatz 9 in Position auf der Motorhaube (nicht gezeigt) montiert ist, mit Hilfe eines Kunstharzgußkörpers 10, der um den Erdmagnetismus-Sensor 1 herum innerhalb der Öffnung ausgebildet ist, vorgesehen ist. Insbesondere ist es selbstverständlich praktisch möglich, daß der Emblemaufsatz 9 vorzugsweise mit einem Montagesitz zum Halten des Erdmagnetismus-Sensors unter einem gewünschten Winkel ausgebildet ist, um den Sensor so endgültig in der gewünschten horizontalen Position in dem Emblemaufsatz montieren zu können, und daß der Erdmagnetismus-Sensor sicher mittels Schrauben oder eines Klebers in Position innerhalb des Emblemaufsatzes befestigt werden kann, wie dies erforderlich ist.

Wie zuvor ausführlich erklärt, ist gemäß der.vor!iegenden Erfindung ein verbesserte Träger für einen Erdmagnetismus-Sensor zur Verwendung in einer Richtungserkennungsvorrichtung oder einem Richtungsfinder, welcher in oder auf einem Automobil installiert ist, vorgesehen, mit dem wirksam eine Verhinderung einer Winkelabweichung zwischen einer gerade bestehenden Richtung einer horizontalen Komponente des Erdmagnetismus, wie sie von dem Erdmagnetismus-Sensor erfaßt wird, und einer gegebenen Richtung, wie sie aus der Landkarte erkannt wird, erreicht wird, und zwar mittels einer notwendigen Kompensation einer möglichen magnetischen Dekli nation durch eine absichtliche Versetzung um einen notwendi gen Betrag entsprechend einer derartigen magnetischen Dekli

nation, welche speziell auf denjenigen Beobachtungspunkt in der horizontalen Richtung in bezug auf eine gerade bestehende Fahrtrichtung oder einen gerade bestehenden Richtungswinkel des Fahrzeuges zutrifft. Diese Versetzung erfolgt dann, wenn der Erdmagnetismus-Sensor der Richtungserkennungsvorrichtung eingebaut wird, so daß eine genaue Richtungsanzeige des Fahrzeuges ohne Rücksicht auf irgendwelche magnetische Störungen von einer starken externen Magnetismusquel1e sichergestellt wird, welche einwandfrei mit einer gegebenen gewünschten Orientierung auf einer Landkarte übereinstimmt.

Aus den Ausführungen wird klar, daß die Aufgaben, wie sie
zuvor erläutert wurden, neben solchen, die aus der vorangegangenen Beschreibung ersichtlich sind, wirksam gelöst werden können. Da bestimmte Änderungen und Modifikationen des Gegenstandes der oben angegebenen technischen Lehre durchführbar sein sollen, ohne daß dazu der allgemeine Erfindungsgedanke und der Schutzumfang für die Erfindung verlassen werden müßte, ist bestimmt,daß alle Merkmale, die in

der vorangegangenen Beschreibung enthalten sind oder in den beigefügten Figuren gezeigt sind, als illustrativ und nicht, in irgendeiner Weise beschränkend zu betrachten sind.

Es ist ebenfalls ersichtlich, daß der Patentanspruch dazu
bestimmt ist, alle entsprechenden gattungsmäßigen und speziellen Merkmale, die für die Erfindung offenbart sind, und
alle Feststellungen, die sich auf den Schutzumfang für die Erfindung beziehen, welche eine Frage der Sprache sind,
abzudecken und unter diesen fallen zu lassen.

Leerseite

Claims

Patentanspruch:

Träger für einen Erdmagnetismus-Sensor zur Verwendung in einer Richtungserkennungsvorrichtung, die in einem Automobil unterzubringen ist und dazu bestimmt ist, eine horizontale Komponente des Erdmagnetismus zu erfassen, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Erfassungsachbc einer Hauptrichtung des Erdmagnetismus-Sensors (1) in horizontaler Richtung in Übereinstimmung mit dem Ausmaß einer magnetischen Deklination an einem gegebenen Beobachtungspunkt in bezug auf eine gewünschte Orientierung mit Hilfe einer Landkarte versetzt ist.