DE3111131C2

DE3111131C2 -

Info

Publication number: DE3111131C2
Application number: DE19813111131
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr.-Ing. 6922 Meckesheim De Rogge
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1981-03-21
Filing date: 1981-03-21
Publication date: 1988-09-01
Also published as: DE3111131A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Fahr zeug-Navigationsanordnung, die einen Weggeber, der der Fahrzeugbewegung entsprechende Signale erzeugt, eine Krei selanordnung, die fortlaufend die Ausrichtung des Fahrzeugs gegenüber einer Bezugsrichtung erfaßt und eine Auwerte schaltung enthält, die die vom Weggeber und dem Kreisel er haltenden Signale verarbeitet und beim Ausbleiben von die Fahrzeugbewegung anzeigenden Signalen des Weggebers eine Einrichtung wirksam macht, die die bei Stillstand des Fahr zeugs auftretende Drift des Kreisels wenigstens weitgehend unberücksichtigt läßt.

Fahrzeug-Navigationsanlagen der hier angesprochenen Art wei sen beispielsweise als Kreiselanordnung zumindest einen Kurs kreisel auf, mittels dem die augenblickliche Ausrichtung der Fahrzeugachse gegenüber einer Bezugsrichtung, z. B. Nord, be stimmt wird. Hierzu zeigt die Kurskreiselachse entweder selbst nach Nord oder aber in eine beliebige, aber um einen bekannten Winkel α _k von Nord abweichende Richtung. Im erst genannten Fall ist die gemessene Ausrichtung der Fahrzeug achse gegenüber dem Bezugswert (Nord) direkt der Kurs des Fahrzeugs, während im Fall der beliebigen Ausrichtung des Kurskreisels sich der Kurs α aus dem Meßwert α _F der Fahrzeug achse gegen die Ausrichtung des Kurskreisels und dem Winkel α _K nach der Beziehung ergibt:

α = a _K + α _F

Aus dem Kurswinkel α und den Signalen des Weggebers läßt sich in der Auswerteschaltung jeweils der augenblickliche Standort des Fahrzeugs berechnen.

Bekanntlich weist jedoch jeder Kurskreisel auch einen Drift anteil auf, der weder nach Größe noch nach Richtung bekannt ist, jedoch einen von der Güte des Kreisels abhängigen maxi malen Wert aufweist. Um die hierdurch auflaufende Verfäl schung des Kurswerts klein zu halten sind verschiedene Ver fahren bekannt; so die zusätzliche Verwendung eines nord weisenden Kreisels, mit dem die Kurskreiselausrichtung von Zeit zu Zeit neu bestimmt wird, oder das Anfahren von bekann ten Orten und einer Errechnung der Abweichung aus dem fest gestellten Standortfehler.

Aus der DE-OS 28 05 628 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zusätzlich zu einer mit einer unbekannten Drift durchgeführten Koppelrechnung eine weitere Koppelrechnung mit einer vorgegebenen Drift durchgeführt und das Ergebnis der weiteren Koppelrechnung zur Kompensation der unbekannten Drift verwendet wird.

Navigationsanlagen mitführende Fahrzeuge, z. B. militärische Fahrzeuge, insbesondere Panzer, stehen innerhalb eines Ein satzes einen Großteil der Einsatzzeit still. Auch in dieser Stillstandzeit driftet der Kurskreisel. Es ist bekannt (DE-OS 19 15 477), die Drift während des Stands dadurch zu unterdrücken, daß man bei Ausbleiben von die Fahrzeugbewegung anzeigenden Signalen, den Kreisel verriegelt, d. h., seine Drallachse während des Halts in Übereinstimmung mit der bei Beginn des Fahrzeughalts eingenommenen Stellung hält.

Bei dieser Driftunterdrückung bei Fahrzeughalt kann es beim Wiederanfahren zu erheblichen Winkelfehlern kommen, da bis zum Eintreffen von die Fahrzeugbewegungen anzeigenden Signa len, die die Verriegelung wieder aufheben, bereits erhebliche Änderungen der Ausrichtung der Fahrzeugachse und wegen der Verriegelung damit auch der Kurskreiselausrichtung zustande kommen können. Dieser Fehler kann schon bei Anfahren eines Radfahrzeugs mit großem Lenkradeinschlag, insbesondere je doch bei Kettenfahrzeugen, die Drehbewegungen auf der Stelle ausführen können, auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehal tung der Kreiseldriftunterdrückung bei Fahrzeughalt das Auftreten dieses Winkelfehlers zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merk male gelöst.

Bei Navigationssystemen ist die Anwendung von Speichern z. B. aus der DE-OS 29 36 774 an sich bekannt. Dort werden zur Zwischenspeicherung von Weg- und Drehimpulsen zwei getrennte Vorwärts-/Rückwärtszähler benutzt.

Anhand des Ausführungsbeispiels der Zeichnung soll das er findungsgemäße Verfahren näher erläutert werden.

Beim Ausführungsbeispiel der Zeichnung wird davon ausgegan gen, daß ein Kurskreisel 1 vorgesehen ist, der nach jeder kleinen Verdrehung zwischen dem Gehäuse des Kreisels und dem äußeren Kreiselrahmen um dessen Hochachse von z. B. 6 Winkel minuten einen Änderungsimpuls abgibt, der in seiner Polari tät von der Drehrichtung abhängig und der über die Leitung 2 zu einer Auswerteschaltung 2 gelangt, in deren Block 3 a die jeweilige Ausrichtung α der Fahrzeugachse gegenüber der Be zugsrichtung Nord nach der Beziehung

α = α _F + α _K

ermittelt wird. α _F ist die Ausrichtung der Fahrzeugachse ge genüber der Ausrichtung des Kurskreisels, die durch einkom mende Änderungsimpulse laufend geändert wird; α _K ist die zu fällige und von Zeit zu Zeit wegen der Drift neu zu bestim mende Ausrichtung des Kurskreisels gegenüber Nord.

Der Auswerteschaltung 3 werden zusätzlich noch Impulse eines Weggebers 4 zugeführt, der z. B. nach jeweils 0,25 m Fahrt einen Wegimpuls abgibt, dessen Polarität bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt unterschiedlich ist. Aus der Verrechnung von Wegimpulsen und dem Kurs α ist der Standort des Fahr zeugs ermittelbar.

Um die Verfälschung des Kurses durch die Kreiseldrift (ge meint ist der unbekannte und damit nicht kompensierbare Driftanteil) bei Stillstand zu vermeiden, wird in die Zu leitung 2 ein UND-Gatter 5 eingeschaltet, daß bei Fahrzeug halt gesperrt wird. Der Fahrzeughalt ist hierbei durch das Ausbleiben von Wegimpulsen für eine vorgegebene Zeit von einigen Sekunden definiert. Dann gibt das Zeitglied 6 ein Signal ab, das das UND-Gatter 5 sperrt. Der erste neu kom mende Wegimpuls läßt das Ausgangssignal des Zeitglieds 6 wieder verschwinden, so daß die Leitung 2 wieder durchläs sig ist.

Die bis jetzt beschriebene Anordnung, die die Verfälschung des Kurses bei Fahrzeughalt verhindert, wäre ausreichend, wenn sichergestellt wäre, daß bei Fahrtbeginn sofort ein Wegimpuls auftreten würde. Dieser könnte jedoch bei Drehung des Fahrzeugs zu Fahrtbeginn erst auftreten, wenn schon eine beträchtliche Winkeländerung von einigen Winkelgraden aufgrund der Fahrzeugdrehung vorliegt. Diese Winkeländerung ginge dann voll als Fehler ein.

Zur Vermeidung dieses Fehlers wird deshalb von dem Signal des Zeitgliedes 6 auch ein UND-Gatter 7 aufgesteuert, das somit die Änderungsimpulse des Kurskreisels 1 zu zwei Spei chern 8 und 9 gelangen läßt. Gleichzeitig läßt das Signal des Zeitglieds 6 den Impulsgenerator 10 anlaufen, der im Ab stand von T/2 Impulse abgibt. Diese schalten ein Flip-Flop 11 im Abstand T/2 jeweils in eine andere Lage. Durch die Vorderflanken der Ausgangsimpulse dieses Flip-Flops 11, die auf jedem Ausgang des Flip-Flops im Abstand von T, jedoch im Vergleich zu dem anderen Ausgang um T/2 versetzt erschei nen, werden die Speicher 8 und 9 gelöscht.

Hierdurch wird erreicht, daß jeder Speicher jeweils während der Zeit T Änderungsimpulse aufaddiert, dann gelöscht wird und dann sofort wieder während der folgenden Periode T Ände rungsimpulse aufaddiert. Da die Speicher jedoch T/2 ver setzt gelöscht werden, speichern die Speicher 8 und 9 je weils während um T/2 versetzten, sich überlappenden Zeit räumen T ein.

Der Inhalt eines der Speicher 8 und 9 wird bei Auftreten eines neuen Wegimpulses, also bei Verschwinden des Ausgangs signals des Zeitglieds 6 dazu benutzt, den Kurs α um durch Fahrzeugdrehung gegebenenfalls verursachte Kurswinkelände rungen zu korrigieren. Hierzu wird über eines der UND-Gatter 12 oder 13 und das ODER-Gatter 14 der "ältere" Speicherin halt zum Block 3 a übertragen. Unter dem älteren Speicherin halt wird der Inhalt des Speichers 8 oder 9 verstanden, dem seit seiner letzten Löschung schon um T/2 länger als dem an deren Änderungsimpuls zugeführt werden.

Das UND-Gatter 12 wird beispielsweise durchlässig, und damit der Inhalt des Speichers 9 übermittelt, wenn das Ausgangs signal des Zeitglieds 6 verschwindet, und der untere Ausgang des Flip-Flops Signal abgibt. Dies ist der Fall, wenn die Einspeicherung im Speicher 8 seit der letzten Löschung noch nicht T/2 andauert und damit der Inhalt des Speichers 9 der "ältere Speicherinhalt" ist.

Für den geschilderten Vorgang ist es wichtig, die Zeit T so zu wählen, daß T/2 zumindest etwas größer als die maximale Zeitspanne ist, die bei einem gegebenen Fahrzeug zwischen Fahrzeugstart und erstem Wegimpuls auch bei ungünstigen Ver hältnissen auftreten kann. Dann ist sichergestellt, daß bei Auftreten eines Wegimpulses einer der Speicher die Fahrzeug drehung seit Startbeginn auf jeden Fall beinhaltet. Diese Zeit liegt bei einigen Sekunden. Andererseits darf die Zeit spanne nicht zu groß gewählt werden, um nicht mehr als not wendige Änderungen der Kurskreiselausrichtung durch die Drift zu berücksichtigen. Die durch die Drift in nur weni gen Senkungen auflaufende Verfälschung ist jedoch unerheb lich.

Mit dem "älteren Speicherinhalt" wird im Block 3 a der Win kel α _F korrigiert. Günstig ist es, den Winkel α _K zusätz lich und vorzeichengerecht um die in der Haltezeit durch die Drift zustande gekommene Änderung der Kurskreiselaus richtung gegen Nord zu korrigieren.

Claims

Betriebsverfahren für eine Fahrzeug-Navigationsanordnung, die einen Weggeber, der der Fahrzeugbewegung entsprechende Signale erzeugt, eine Kreiselanordnung, die fortlaufend die Ausrichtung des Fahr zeuges gegenüber einer Bezugsrichtung erfaßt und eine Auswerteschal tung enthält, die die vom Weggeber und der Kreiselanordnung erhal tenden Signale verarbeitet und beim Ausbleiben von die Fahrzeugbewe gung anzeigenden Signalen des Weggebers eine Einrichtung wirksam macht, die die bei Stillstand des Fahrzeugs auftretende Drift der Kreiselanordnung wenigstens weitgehend unberücksichtigt läßt, da durch gekennzeichnet, daß bei Ausbleiben von die Fahrzeugbewegung anzeigenden Signalen 1. die von der Kreiselanordnung (1) zur Aus werteschaltung (3) gelieferten Signale unterdrückt werden und 2. diese Signale zwei Speichern (8, 9) zugeführt werden, von denen je der im Abstand einer vorgegebenen Periode T, jedoch gegenüber dem andern um ca. T/2 versetzt, gelöscht wird, wobei T/2 etwas größer als der maximale mögliche Abstand zwischen Fahrtbeginn und dem er sten, die Fahrbewegung anzeigenden Signal ist, und daß bei erneutem Auftreten eines die Fahrt anzeigenden Signals 1. der Inhalt des augenblicklich schon länger als ca. T/2 ohne Löschung mit Kreisel signalen beaufschlagten Speichers (8, 9) zur vorzeichenrichtigen Korrektur des Werts der Ausrichtung des Fahrzeugs gegenüber der Bezugsrichtung verwendet wird und 2. die Unterdrückung der von der Kreiselanordnung (1) zur Auswerteschaltung (3) gelieferten Signale aufgehoben wird.