GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Kalibrierungseinrichtung eines
Drehgeschwindigkeitsgebers (Kreiselgeschwindigkeit),
die in einem Koppelnavigationssystem als einer der
Steuerkursmeßwertgeber verwendet wird.
BESCHREIBUNG DES BISHERIGEN STANDS DER TECHNIK
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Eine Vielfalt an automatischen
Fahrzeugnavigationssystemen wurde entwickelt und
eingesetzt, um Informationen über die tatsächliche
Position eines die Straßen entlangfahrenden Fahrzeugs
zu liefern. Zum Beispiel ist ein genereller Ansatz zu
solchen Navigationssystemen als "Koppelnavigation"
bekannt, wobei das Fahrzeug durch das Annähern an eine
"gekoppelte Position" von den gemessenen Entfernungen
und Richtungen oder Steuerkursen aufgefunden wird. Ein
auf Koppelprinzipien basierendes System kann zum
Beispiel die zurückgelegte Entfernung und den
Steuerkurs des Fahrzeugs anhand der Entfernungs- und
Steuerkursmeßwertgeber an dem Fahrzeug bestimmen.
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Der bei der Koppelnavigation verwendete
Steuerkursmeßwertgeber kann einen magnetischen
Meßwertgeber und einen Drehwinkelmeßwertgeber umfassen.
Bei einem magnetischen Meßwertgeber kommt es aufgrund
der Verschiebung des Erdmagnetismus und des Einflusses
von externen Magnetfeldern gerne zu einem Lesefehler
von mehr als 10º und unerwünschte Magnetfelder, die mit
dem Fahrzeug verbunden sind, müssen auch kompensiert
werden. In dem Drehwinkelmeßwertgeber wird ein
Differentialödometer verwendet, um einen Unterschied
zwischen der Drehung der linken und rechten Reifen
festzustellen. Da der Drehwinkelmeßwertgeber die
Drehung der Reifen feststellt, besteht sein Nachteil
darin, daß Fehler auftreten, die durch eine Veränderung
oder ein Verschieben des Reifenradiuses, Schleudern und
ähnliches entstehen.
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Ein Sichtanzeigegerät für ein im Betrieb befindliches
Fahrzeug wird in Patent Abstracts of Japan, Band 10,
Nummer 247 (P-490) (2303) offenbart und zeigt ein Gerät
zur Anzeige einer Fahrzeugsposition, wobei im voraus
Richtungsdaten durch das Bereitstellen einer Vielzahl
von spezifizierten Punkten auf einer Straßenkarte und
das Differenzieren des Fahrzeugmagnetismus von einem
Richtungsunterschied zwischen den gemessenen
Richtungsdaten und den spezifizierten Punkten, wenn das
Fahrzeug an einem dieser spezifizierten Punkte
vorbeigefahren ist, gespeichert werden.
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Um die Nachteile zu verbessern, wurde vorgeschlagen,
die oben beschriebenen Meßwertgeräte durch
Drehgeschwindigkeitsgeber wie Lichtleitfaserkreisel,
Schwingungskreisel und koma-artige Kreisel, die direkt
die Drehgeschwindigkeiten bestimmen, zu ersetzen. Zum
Beispiel wird in dem Lichtleitfaserkreisel Laserlicht
im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn durch
einen Lichtleitfaserring geschickt. Wenn der
Lichtleitfaserring gedreht wird, verändert sich das
Licht in beide Richtungen bezüglich der Durchtrittszeit
durch die optische Weglänge. Dieser Zeitunterschied
wird als ein Phasenunterschied erfaßt.
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Bei dem Schwingungskreisel wird die Drehgeschwindigkeit
erfaßt, indem eine Veränderung der
Schwingungsverteilung eines in einem Behälter
schwingenden Teilchens bestimmt wird, da das in
Drehkoordinaten angebrachte Teilchen der Coriolis-Kraft
ausgesetzt ist.
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Die Europäische Patentanmeldung EP-A-0302736 offenbart
eine Vorrichtung zur Anzeige einer Fahrstrecke, bei der
die derzeitige Position eines sich bewegenden Körpers,
wie z.B. ein Fahrzeug, auf einer auf einem Bildschirm
erscheinenden Straßenkarte gezeigt wird. Diese Art
Koppelnavigationssystem basiert auf einem
Drehgeschwindigkeitsgeber. Wenn die Integration der
Winkelveränderungen sich in diesem System entsprechend
einer vorgegebenen Menge erhöht, wird angenommen, daß
die Fahrspur ihre Form verändert und ein
Mustervergleich wird durchgeführt. Dieses System
basiert auf der Notwendigkeit, die zum Mustervergleich
benötigte Zeit zu verringern, und das wird durch das
Verringern der Zahl der dem Mustervergleich zu
unterziehenden Straßen erreicht. Das System hat den
Nachteil, daß es über keine Vorrichtung zur Korrektur
des Steuerkurses verfügt.
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Die bei der Drehgeschwindigkeit vorkommenden und durch
den Drehgeschwindigkeitsgeber erfaßten Fehler sind
relativ gering. Wenn jedoch ein Fehler bei einem
Ausgangssteuerkurs vorkommt, der verwendet wird, um die
Drehgeschwindigkeit durch Integration der
Meßwertgeberausgangsdaten zu erhalten, wird dieser
Fehler anschließend behoben. Das heißt, daß sogar wenn
die erfaßte Drehgeschwindigkeit stimmt, die
charakteristischen Eigenschaften des
Drehgeschwindigkeitsgebersnicht verwendet werden
können, wenn der Ausgangssteuerkurs nicht stimmt. Auf
der anderen Seite wird der Fahrzeugsteuerkurs, wenn er
korrigiert wird, um mit dem von dem magnetischen
Meßwertgeber erhaltenen Steuerkurs übereinzustimmen, an
dieser Stelle einer Verzerrung des Magnetfelds der Erde
ausgesetzt sein. Abgesehen davon ist bei einem
Verfahren, wobei ein Fahrzeug auf der Straße
aufgehalten wird, um mit dem Straßensteuerkurs auf
einer Karte übereinzustimmen, das Anhalten des
Fahrzeugs lästig, und es kann keine genaue Kalibrierung
durchgeführt werden, da das Verfahren von der Position
des auf der Straße angehaltenen Fahrzeugs abhängt.
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Weiterhin gibt es einige Fälle, wo ein Fehler in dem
Absolutwert einer erfaßten Drehgeschwindigkeit aufgrund
einer unzureichenden Einstellung und Verschlechterung
der Signalverarbeitungssysteme des
Drehgeschwindigkeitsgebers auftritt. Das heißt, die
Skalenkonstante des Drehgeschwindigkeitsgebers
fluktuiert.
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Der durch diese Fluktuation in der Skalenkonstante
verursachte Fehler taucht nicht auf, wenn das Fahrzeug
geradeaus fährt, taucht aber jedes Mal auf, wenn das
Fahrzeug eine Kurve macht. Wenn deshalb das Fahrzeug
entlang einer sehr kurvigen Straße fährt, akkumulieren
sich die Fehler und stören das Koppeln.
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Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine verbesserte Kalibrierungseinrichtung
bereitzustellen, die automatisch die Ausgangsdaten
eines in einem Koppelnavigationssystem mittels
Kartenvergleich verwendeten Drehgeschwindigkeitsgebers
kalibriert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine
Kalibrierungseinrichtung eines
Drehgeschwindigkeitsgebers in einem
Koppelnavigationssystem zur Bestimmung eines
Steuerkurses eines Fahrzeugs bereitgestellt, bestehend
aus:
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Drehgeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung zum
Berechnen einer Drehgeschwindigkeit anhand eines
Ausgangs signals des Drehgeschwindigkeitsgebers;
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Integrationsvorrichtung zur Berechnung eines
derzeitigen Steuerkurses des Fahrzeugs durch die
Integration der Drehgeschwindigkeit und das
Addieren der integrierten Drehgeschwindigkeit zu
dem vorherigen Steuerkurs des Fahrzeugs;
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Positions- und Steuerkursbestimmungsvorrichtung,
die anhand des derzeitigen Steuerkurses, der von
der Integrationsvorrichtung durch einen
magnetischen Meßwertgeber aus einem Steuerkurs
erhalten wird, und einer von einem
Enfernungsmeßwertgeber angezeigten Entfernung eine
Position des Fahrzeugs schätzt, und die die
geschätzte Position mit den von einem
Straßenkartenspeicher erhaltenen Straßennetzdaten
vergleicht, um einen geschätzten Steuerkurs des
Fahrzeugs zu erhalten;
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin besteht
aus
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einer Steuerkurskorrekturvorrichtung, die eine
erste Veränderung der von der
Integrationsvorrichtung vor und nach einer Drehung
des Fahrzeugs erhaltenen Steuerkursausgangsdaten
und eine zweite Veränderung der von der
Positions- und Steuerkursbestimmungsvorrichtung vor und nach
dem Drehen des Fahrzeugs erhaltenen
Steuerkursausgangsdaten errechnet und die einen
Korrekturwert zur Korrektur der
Drehgeschwindigkeit der
Drehgeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung
errechnet, indem sie einen Unterschied zwischen
der ersten und der zweiten Veränderung errechnet
und den Korrekturwert zurück an den
Drehgeschwindigkeitsgeber sendet, in dem die
Drehgeschwindigkeit mit dem Korrekturwert
korrigiert wird.
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Vorzugsweise, umfaßt die Kalibrierungseinrichtung
weiterhin eine Vorrichtung 25 zur Einstellung des
Ausgangssteuerkurses, um, wenn das Fahrzeug auf einer
Straße zu fahren beginnt, einen Ausgangswert des
magnetischen Meßwertgebers oder einen Steuerkurs der
Straße als einen Ausgangssteuerkurs des Fahrzeugs
einzustellen.
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Entsprechend der Kalibrierungseinrichtung des
Drehgeschwindigkeitsgebers werden die Ausgangsdaten der
Drehgeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung 15 stets
erfaßt, und die Drehgeschwindigkeit dθr/dt wird durch
die Drehgeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung 1
errechnet. Die Drehgeschwindigkeit dθ/dt wird dann
integriert, und die integrierte Drehgeschwindigkeit
wird durch die Integrationsvorrichtung 2 zum vorherigen
Steuerkurs des Fahrzeugs addiert, um einen derzeitigen
Steuerkurs θr des Fahrzeugs zu errechnen.
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Der derzeitige Steuerkurs θr des Fahrzeugs wird als
Ausgangswert für den Kartenvergleich an die
Positions- und Steuerkursbestimmungsvorrichtung 3 geliefert. Der
Steuerkursausgangswert θe, der von der Positions- und
Steuerkursbestimmungsvorrichtung 3 mittels des
Kartenvergleichs erhalten wurde, wird zusammen mit dem
derzeitigen von der Integrationsvorrichtung 2
erhaltenen Steuerkurs θr in die
Steuerkurskorrekturvorrichtung 4 eingegeben.
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Wenn die Steuerkurskorrekturvorrichtung 7 eine Drehung
des Fahrzeugs erfaßt hat, errechnet sie die erste
Veränderung δθr (Drehmenge) des Steuerkursausgangswerts
er und die zweite Veränderung δθe des
Steuerkursausgangswerts θe vor und nach der Drehung.
Wenn nötig wird diese erste und zweite Veränderung mit
den von dem Fahrzeug zurückgelegten Entfernungen
akkumuliert. Der Grund dafür, daß die Veränderungen
akkumuliert werden, liegt darin, daß die Genauigkeit
der Daten verbessert wird, da aus verschiedenen
Faktoren entstehende Fehler in der nicht akkumulierten
Veränderung vorkommen.
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Der Korrekturwert δθ zur Korrektur der
Drehgeschwindigkeit der
Drehgeschwindigkeitbestimmungvorrichtung 1 wird dann
mit Hilfe der ersten und zweiten Veränderung δθr und
δθe oder der akkumulierten Werte der Veränderungen
errechnet und an die
Drehgeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung 1
zurückgesendet.
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Die Drehgeschwindigkeitbestimmungsvorrichtung 1
korrigiert die Skalenkonstante der Drehgeschwindigkeit
mit dem Korrekturwert δθ und die korrigierte
Drehgeschwindigkeit wird an die Integrationsvorrichtung
2 geliefert. Da der Ausgangswert der
Integrationsvorrichtung 2 als Ausgangswert für den
Kartenvergleich an die Positions- und
Steuerkursbestimmungsvorrichtung 3 geliefert wird, kann
die Genauigkeit des Kartenvergleichs verbessert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die oben genannten und weitere Ziele und Vorteile
werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung
klar hervorgehen, wenn diese gemeinsam mit den
beiliegenden Zeichnungen gelesen wird, wobei:
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Figuren 1 und 2 Blockdiagramme sind, die die
Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufzeigen;
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Figur 3 ein Blockdiagramm ist, das ein
Koppelnavigationssystem zeigt, in welches eine
Kalibrierungseinrichtung eines
Drehgeschwindigkeitsgebers entsprechend der
vorliegenden Erfindung eingebaut werden kann;
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Figur 4 ein Blockdiagramm ist, das die Struktur
einer ersten Ausführungsform der
Kalibrierungseinrichtung zeigt;
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Figur 5 ein Flußdiagramm ist, das
Kalibrierungsverfahren aufzeigt, die von der
ersten Ausführungsform in Figur 4 ausgeführt
werden;
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Figur 6 schematisch den Abstand der von dem
Fahrzeug zurückgelegten Entfernungen darstellt;
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Figur 7 ein Blockdiagramm ist, das die Struktur
einer zweiten Ausführungsform der
Kalibrierungseinrichtung zeigt; und
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Figur 8 ein Flußdiagramm ist, das die von der
zweiten Ausführungsform in Figur 7 ausgeführten
Kalibrierungsverfahren aufzeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In bezug auf Fig. 3 wird ein Koppelnavigationssystem
gezeigt, in welches eine Kalibrierungseinrichtung eines
Drehgeschwindigkeitsgebers entsprechend der
vorliegenden Erfindung eingebaut werden kann. Das
Koppelnavigationssystem umfaßt ein Steuerpult 11, eine
Anzeige 12, einen magnetischen Meßwertgeber 13, einen
Entfernungsmeßwertgeber 14, einen
Drehgeschwindigkeitsgeber 15, einen
Straßenkartenspeicher 10 zum Speichern der Kartendaten
und ähnlichem und einem Speicherlaufwerk 16 zum Ablesen
der Daten von dem Straßenkartenspeicher 10. Das
Koppelnavigationssystem besteht außerdem aus einer
Positions- und Steuerkursbestimmungsvorrichtung 17,
welche die Wahrscheinlichkeit einschätzt, mit der ein
Fahrzeug sich auf einer Straße befindet und die
Position und den Steuerkurs des Fahrzeuges von der
Einschätzung berechnet. Weiterhin besteht das
Koppelnavigationssystem aus einer
Navigationskontrollvorrichtung 18, welche einen
vorgegebenen Bereich einer Straßenkarte auffindet und
abliest, die Anzeige 18 betreibt und verschiedene
arithmetische Kontrolloperationen wie die Kontrolle der
Positions- und Steuerkursbestimmungsvorrichtung 17
durchführt.
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Das oben beschriebene Steuerpult 11 weist eine
Eingabetastatur auf (nicht abgebildet), die es dem
Fahrzeugbetreiber ermöglicht, dieses
Koppelnavigationssystem ein- und auszuschalten und
einen Cursor auf dem Bildschirm der Anzeige 1 zu
bewegen und in der auf dem Bildschirm abgebildeten
Straßenkarte zu blättern.
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Der Straßenkartenspeicher 10 umfaßt einen
Massenspeicher mittlerer Speicherkapazität wie ein CD-
ROM, Magnetband und ähnliches. In dem
Straßenkartenspeicher 10 wird die Straßenkarte in
Gitterabschnitte unterteilt und Daten (Kartendaten) von
Straßenkreuzungen (Knoten), um eine Fahrzeugsposition
auf der Einheit jedes Gitterabschnitts zu erfassen,
werden gespeichert. Diese Straßenkartendaten werden für
graphische Anzeige und Streckenberechnung verwendet.
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Die Anzeige 12 umfaßt eine CRT (Kathodenstrahlröhre)
und eine Kristallplatte und zeigt Text- und
Koordinatengraphikinformationen wie Straßenkarten,
Fahrzeugposition, empfohlene Strecken,
Fahrzeugsteuerkurs und Entfernung zum Bestimmungsort
an.
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Der magnetische Meßwertgeber 13 erfaßt den absoluten
Winkel des Steuerkurses des Fahrzeugs, wenn es die
Straßen entlangfährt.
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Der Drehgeschwindigkeitsgeber 15 umfaßt einen
Lichtleitfaserkreisel, kann aber auch einen
Schwingungskreisel oder einen mechanischen Kreisel
umfassen.
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Der Entfernungsmeßwertgeber 14 wird verwendet, um die
von dem Fahrzeug zurückgelegten Entfernungen zu
erfassen. Zum Beispiel kann der Entfernungsmeßwertgeber
14 einen Fahrzeugsgeschwindigkeitsmeßwertgeber
umfassen, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs abfühlt
oder einen oder mehrere Reifenmeßwertgeber, die die
Drehung der Fahrzeugreifen abfühlen.
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Die Navigationskontrollvorrichtung 18 empfängt die
Information über die Fahrzeugpositionen von der
Positions- und Steuerkursbestimmungsvorrichtung 17 und
zeigt die derzeitige Position und den derzeitigen
Bestimmungsort des Fahrzeugs an. Genauer gesagt wird
die Navigationskontrollvorrichtung 18 von einem
Mikrocomputer (nicht abgebildet), einem
Graphikprozessor (nicht abgebildet) und einem
Bildverarbeitungsspeicher (nicht abgebildet) ausgemacht
und führt die Anzeige der Menüs, das Abrufen von
Karten, das Schalten des Kontraktionsumfangs, das
Einund Auszoomen, die Anzeige der derzeitigen Position und
des derzeitigen Steuerkurses eines Fahrzeugs, die
Anzeige des Bestimmungsorts oder der Richtpunkte und
die Anzeige des Steuerkurses und der Entfernung zu
einem Bestimmungsort durch.
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Die Positions- und Steuerkursbestimmungsvorrichtung 17
integriert die von dem Entfernungsmeßwertgeber 14
erfaßten Entfernungen und die von dem magnetischen
Meßwertgeber 13 und dem Drehgeschwindigkeitsgeber 15
erfaßten Steuerkurse und errechnet die Position des
Fahrzeugs, indem sie die integrierten Daten mit den von
dem Speicherlaufwerk 16 abgelesenen Kartendaten
vergleicht und sendet die Position und den Steuerkurs
des Fahrzeugs weiter.
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Fig.4 zeigt die Struktur der Kalibrierungseinrichtung
des Drehgeschwindigkeitsgebers 15.
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Die Kalibrierungseinrichtung umfaßt eine
Drehgeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung 21 zum
Erfassen der Drehgeschwindigkeit von dem
Drehgeschwindigkeitsgeber 15 und eine
Integrationsvorrichtung 22 zur Integration der
einzelnen Probedrehgeschwindigkeitszeiten, um einen
Steuerkurswinkel zu errechnen und den Steuerkurswinkel
zu dem von der vorherigen Probezeit erhaltenen
Steuerkurs zu addieren, um den derzeitigen Steuerkurs
θr zu errechnen.
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25 Die Kalibrierungseinrichtung umfaßt weiterhin eine
Positions- und Steuerkursbestimmungsvorrichtung 23,
eine Vorrichtung zum Zählen der Steuerkursfehlermenge
24, Vorrichtung zur Einstellung des
Ausgangssteuerkurses 25 und eine
Driftkalibrierungseinrichtung 26.
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Die Positions- und Steuerkursbestimmungsvorrichtung 23
berechnet wiederholt die Ähnlichkeit zwischen den
Kartendaten und der geschätzten Position, die von dem
Steuerkursausgangswert des magnetischen Meßwertgebers
13 und dem Entfernungsausgangswert des
Entfernungsmeßwertgebers 14 erhalten wurde, und
bestimmt mittels Kartenvergleichs die wahrscheinlichste
Fahrzeugposition und den wahrscheinlichsten Steuerkurs
auf der Straße.
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Die Vorrichtung zum Zählen der Steuerkursfehlermenge 24
vergleicht den Steuerkursausgangswert θr von der
Integrationsvorrichtung 22 mit dem geschätzten
Steuerkursausgangswert θe (oder Steuerkurs der
geschätzten Straße) von der Positions- und
Steuerkursbestimmungsvorrichtung 23 der in Fig. 6
gezeigten zurückgelegten Einheitsstreckenentfernungen
δ1. Wenn die Akkumulation der Differenz zwischen dem
Steuerkursausgangswert θr und dem geschätzten
Steuerkursausgangswert θe über einem vorgegebenen Wert
liegt, gibt die Vorrichtung zum Zählen der
Steuerkursfehlermenge 24 einen
Steuerkurskorrekturausgangswert zurück an die
Integrationsvorrichtung 22.
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Die Vorrichtung zur Einstellung des
Ausgangssteuerkurses 25 stellt mit Hilfe des
Ausgangswerts des magnetischen Meßwertgebers oder des
Steuerkurses der Straße einen Ausgangssteuerkurs θo
eines Fahrzeugs ein, wenn das Fahrzeug zu fahren
beginnt.
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Die Driftkalibrierungseinrichtung 26 kalibriert einen
Drehgeschwindigkeitsdriftfehler des
Drehgeschwindigkeitsgebers 15.
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Der Kalibrierungsvorgang des, wie in Fig. 4 gezeigten,
angeordneten Drehgeschwindigkeitsgebers 15 wird im
folgenden in bezug auf Fig. 5 beschrieben.
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Der Ausgangswert dθr/dt der
Drehgeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung 21 wird in
Schritt S1 berechnet und in Schritt 52 in vorgegebenen
Zeitabständen δt integriert. Der integrierte
Ausgangswert wird zu dem vorherigen Steuerkurs θr'
(Ausgangssteuerkurs ist θo) addiert, um den folgenden
derzeitigen Steuerkurs θr zu erhalten:
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Anschließend wird in Schritt S3 die Differenz zwischen
dem Steuerkurs θe (li), der jedes Mal wenn das Fahrzeug
die Einheitsstreckenentfernung θ1 zurücklegt und an
einer Streckenposition li (i = 1,2..., und n) ankommt,
durch die Positions- und
Steuerkursbestimmungsvorrichtung 23 erhalten wird, in
Fig. 6 abgebildet, und dem Steuerkurs θr (li), der in
Schritt S2 und in Schritt S4 erhalten wurde,
herausgefunden, wobei die Differenz durch die folgende
Gleichung akkumuliert wird:
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Die Akkumulation (δθj(n)) wird über eine vorgegebene
Entfernung durchgeführt. Vor allem die Akkumulation
(δθj(n)) wird durchgeführt, bis sie einen vorgegebenen
Wert beträgt. Wenn die Akkumulation (δθj(n)) über dem
vorgegebenen Wert liegt, wird sie gestoppt. Das
Fahrzeug legt eine bestimmte Entfernung zurück bis die
Akkumulation (δθj(n)) den vorgegebenen Wert beträgt.
Die bestimmte Entfernung kann als vorgegebene
Entfernung angesehen werden.
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In Schritt S5 wird festgestellt, ob δθj(n) über dem
vorgegebenen Wert liegt. Wenn ja, dann wird ein Fehler
pro Einheitsstreckenentfernung δ1 anhand der folgenden
Gleichung errechnet:
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δθj(n)/n
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Der Fehler wird von dem über die
Integrationsvorrichtung 22 erhaltenen Steuerkurs θr
abgezogen. Dieser Steuerkurs (θr-δθj(n)/n) wird als θr
an die Positions- und Steuerkursbestimmungsvorrichtung
23 geliefert, und der Kartenvergleich wird fortgesetzt.
Wenn jedoch θj(n) nicht über dem vorgegebenen Wert
liegt, dann kehrt der Schritt S5 zurück zu Schritt S1,
und die oben beschriebene Akkumulation wird wiederholt.
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Wenn deshalb die Akkumulation der Differenz (Fehler)
zwischen dem Ausgangswert des Drehgeschwindigkeitgebers
15 und des von dem Kartenvergleich erhaltenen
Steuerkurses den vorgegebenen Wert beträgt, kann durch
das Subtrahieren des Fehlers von dem von der
Integrationsvorrichtung 22 erhaltenen Steuerkurs der
Drehgeschwindigkeitsgeber 15 kalibriert werden, so daß
jederzeit ein richtiger Steuerkurs erhalten wird.
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Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform der
Kalibrierungseinrichtung des Drehgeschwindigkeitsgebers
entsprechend der vorliegenden Erfindung.
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Wie in Fig. 7 gezeigt, ist diese Ausführungsform
identisch mit der Ausführungsform in Fig. 4, abgesehen
davon, daß eine Vorrichtung zum Zählen der
Drehwinkelfehlermenge 27 anstatt der Vorrichtung zum
Zählen der Steuerkursfehlermenge 24 eingesetzt wird und
daß der Ausgangswert der Vorrichtung zum Zählen der
Drehwinkelfehlermenge 27 zurück an die
Drehgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 21 gesendet
wird.
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Wenn die Vorrichtung zum Zählen der
Drehwinkelfehlermenge 27 herausfindet, daß das Fahrzeug
über einem vorgegebenen Winkel gedreht wird, wird das
folgende Verhältnis errechnet:
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wobei δθr ein Absolutwert des aus dem
Steuerkursausgangswert θr der Integrationsvorrichtung
22 errechneten Drehwinkels δθr, und δθe ein
Absolutwert des aus dem Steuerkursausgangswert θe der
Positions- und Steuerkursbestimmungsvorrichtung 23
errechneten Drehwinkels δθr ist. Das oben beschriebene
Verhältnis wird jedes Mal wenn der Winkel über einem
vorgegebenen Wert festgestellt wird, akkumuliert. Wenn
das akkumulierte Verhältnis über dem vorgegebenen Wert
liegt, wird es als Ausgangswert zur Korrektur der
Skalenkonstanten zurück zu der
Drehgeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung 21 gesendet.
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Der Korrekturvorgang der Skalenkonstante des
Drehgeschwindigkeitsgebers 15 wird anschließend in
bezug auf Fig. 8 beschrieben.
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Der Ausgangswert dθr/dt der
Drehgeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung 21 wird in
Schritt S11 errechnet und in Schritt S12 in
vorgegebenen Zeitabständen δt integriert. Der
integrierte Ausgangswert wird zu dem vorherigen
Steuerkurs θr' (Ausgangssteuerkurs ist θo) addiert, um
den folgenden derzeitigen Steuerkurs θr zu berechnen:
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Anschließend werden in Schritt S13 Drehwinkel θr(t - 1)
und θe(t - 1) zu der Zeit erhalten, wenn der Anfang
einer Kurve in einer Straße erfaßt wird. Der Anfang
einer Kurve kann zum Beispiel erfaßt werden, wenn
herausgefunden wird, daß der Ausgangswert dθr/dt der
Drehgeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung 21 oder der
differenzierte Wert d²θr/dt² über dem Schwellenwert
liegt. Drehwinkel θr(t) und θe(t) werden auch erhalten,
wenn das Ende der Kurve erfaßt wurde. Das Ende der
Kurve kann zum Beispiel erfaßt werden, wenn
herausgefunden wird, daß der Ausgangswert dθr/dt der
Drehgeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung 21 oder der
differenzierte Wert d²θr/dt² unter dem Schwellenwert
liegt. Die Differenz zwischen θr(t) und θr(t - 1) und
die Differenz zwischen θe(t) und θe(t - 1) wird wie
folgt erhalten:
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Wenn δθr und δθe über einem vorgegebenen Wert liegen,
wird das Verhältenis der Differenz zwischen den
Absolutwerten durch die folgende Gleichung berechnet:
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Man bemerke, daß die Absolutwerte in der Berechnung des
oben beschriebenen Verhältnises verwendet werden, um zu
verhindern, daß die Fluktuationen der Skalenkonstanten
einander bei den rechten und linken Kurven aufheben.
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In Schritt S14 wird die Berechnung des Verhältnisses
jedes Mal wenn das Fahrzeug eine Kurve macht wiederholt
und durch die folgende Gleichung akkumuliert:
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In Schritt S15 wird festgestellt, ob δφ(m) über dem
vorgegebenen Wert liegt. Wenn ja, dann geht Schritt S15
über auf Schritt S16, in dem die Skalenkonstante
korrigiert wird. Die Skalenkonstante wird korrigiert,
indem dθr/dt durch die folgende Gleichung dividiert
wird:
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wobei δφ(m)/m ein Mittelwert von δφ(m) bezüglich einer
Kurve ist. Die Skalenkonstante kann auch korrigiert
werden, indem ein durch die Multiplikation von dθr/dt
mit δφ(m)/m erhaltener Wert von dθr/dt substrahiert
wird. Wenn δφ(m)/m weit unter 1 liegt, ist das Ergebnis
der ersten Berechnung fast das gleiche wie das der
letzteren Berechnung.
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Es kann deshalb sogar wenn die Skalenkonstante des
Drehgeschwindigkeitsgebers 15 fluktuiert, die
Fluktuation automatisch kalibriert werden, indem sie
mit dem Drehwinkel angeglichen wird, der jedes Mal wenn
das Fahrzeug auf der Straße in eine Kurve fährt, von
dem Kartenvergleich erhalten wird
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Die Erfindung wird in Ansprüchen 1,2 definiert.