DE3115215A1

DE3115215A1 - Verfahren zur bestimmung des augenblicklichen driftwerts eines kurskreisels

Info

Publication number: DE3115215A1
Application number: DE19813115215
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr.-Ing. 6922 Meckesheim Rogge
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1981-04-15
Filing date: 1981-04-15
Publication date: 1982-11-11
Also published as: DE3115215C2

Description

H	b H
TELDIX Gm	08
Postfach 10 56	36
Grenzhöfer Weg	1
6900 Heidelberg

Heidelberg, 14. April 1931 PT-Ka/Ba E-436

Verfahren zur Bestimmung des augenblicklichen Driftwerts eines Kurskreisels

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des augenblicklichen Driftwerts D eixies in sinem Fahrzeug n>itgeführten Kurskreisels durch Addieren der bei Fahrzeughalt in einem vorgegebenen Meßintervall T bei aufeinanderfolgenden Messungen festgestellten Änderungen der Ausrichtung der Kurskreiselspinachse gegenüber einer fahrzeugfesten Achse.

Ss ist bekannt, da.B jeder Kurskreisel neben einem breitengradabhängigen Anteil einen Driftanteil D^. aufweist, der weder nach Richtung noch nach Größe bekannt ist, jedoch einen vom Kreisel abhängigen Maximalwert aufweist. Es ist weiter bekannt, die Änderung der Ausrichtung der .Kreiselspinachse während des Fahrzeughalts zu messen, um dann bei Fahrt mit diesem Meßwert die Kreiseldrift zu kompensieren.

Wichtig dabei ist es, das Anfahren des Fahrzeugs rechtzeitig zu erkennen, um durch Richtungsänderungen des Fahrzeugs hervorgerufe^ie Änderungen nicht in die KreiseldriftbeStimmung eingehen zu lassen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, gemäß dem zur Bestimmung des ?£::rs eughalt s nur kreisel signale verwendet werden, also gesonderte We.- ^eber nicht erforderlich sind.

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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.

Bei diesem Verfahren kann das Meßintervall T einige z,3. vier Minuten dauern, und aufeinanderfolgende Messungen von CL können z.B. im Abstand von 50 msec, erfolgen. Ist z.B. die maximale KreiseLdrift i2°/h und ist die kleinste feststellbare Änderu'ig der Kreiselausrichtung 360°/2 r^j 5' , und soll diese Änderung als Differenzwert Δ benutzt v/erden, so ergibt sich für Δι eine Zeit von ca. 25 see, d.h., es werden um 500 Messungen auseinander liegender Meßwerte verglichen. Der Wert für Δ Τ muß bei vorgegebenem <& so gewählt werden, daß einerseits das Δ im Stand bei ungünstiger Situation, d.h. max.Drift, nicht überschritten werden kann; -andererseits muß A T so groß wie möglich gewählt werden, um nicht tatsächliche Driftwerte zu unterdrücken.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß selbst bei exakter Geradeausfahrt eines Fahrzeugs die auftretenden Winkeländerungen deutlich größer sind, so daß man das "Fahren" durch den Vergleich sicher erkennen kann.

Um Störungen, die trotz Fahrzeughalt eine größere Änderung der Kreiselausrichtung verursachen können, auszuschliessen, ist es vorteilhaft, die Unterdrückung des Driftvrerts D erst dann zu veranlassen, wenn innerhalb des Intervalls T wenigstens eine vorgegebene Zahl a von Vergleichen mit dem Ergebnis, daß die Differenz Δ überschritten wird, auftritt. Umgekehrt kann man auch eine Zahl b der Fälle bestimmen, bei denen diese Differenz nicht überschritten wird, und in Abhängigkeit von diesem Kriterium die Unterdrückung steuern.

Außerdem ist es vorteilhaft, solche Änderungen nicht in

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die Driftbestimmung eingehen zu lassen, die eine vorgegebene Größe überschreiten. Y/ird die Drift bestimmung dadurch durchgeführt, daß man in der ersten Hälfte des Zeitintervalls T die gemessenen Winkel OCj_ (oder die Änderungen) addiert und in der zweiten Hälfte subtrahiert und den verbleibenden Rest als Driftwert D verarbeitet, so wird bei Auftreten einer zu großen Änderung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Winkeln Oi ^_-1 und Ql ^ der V/inkel Od₁ unterdrückt und dafür nochmals OC , -,in die Driftbestimmung ein-

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oezogen. Um jedoch zu vermeiden, daß ein falscher Anfangswinkel Oi verhindert, daß eine richtige Vergleichsgröße gewonnen wird, ist es sinnvoll, diese Unterdrückung starker Änderungen am Anfang eines Meßintervalls auszusetzen.

Vorzugsweise wire mit den nacheinander gewonnenen Driftwerten D. eine Mittelwertbildung durchgeführt, und zwar nach der folgenden Beziehung:

Dj ₁ = a₁ D. + (1-a.) D- (1)

Dabei ist &. ein Faktor kleiner 1, D₁ der gemittelte Driftwert nach dem i-ten Ließ int ervall und D₁₁ der Driftwert des (i+i)ter_ Intervalls. In diesen Werten steckt aber noch die breitengradabhän£:ige Drift D₇. Will man nur die kreiselspezifische Drift D_T , so müßte man gemäß folgender Beziehung vorgehen:

Diesen Driftwert D-, könnte man aus Tabellen entnehmen oder

jeweils für die !reite des Standorts berechnen und dann berücksichtigen. Er läßt sich jedoch auch dadurch näherungsweise gewinnen, daß man :ait den Driftwerten D- eine I,Iitteluiig gemäß der Beziehung (i) durchführt, jedoch den Faktor S-p iis-lie bei 1 wählt. Dann erhält man einen remittelten V/ert für D-, gemäß folgender Peziehung:

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_{± +} d-a₂) D₁₊₁ (3)

■und kann diesen V/ert U_7n für den Wert Dr-, in der Beziehung

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(2) einsetzen.
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Anhand der Zeichnung wird eil Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung dos erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.

Liit 1 ist der Kurskreisel bezeichnet, dessen Spinachsausrichtung OC · gegenüber dem Fahrzeug z.B. alle 50 msec durch einen Meßwertgeber 2 festgestellt und als elektrisches Signal ausgegeben wird. Der Meßwertgeber 2 wird von einem Taktgeber 3 gesteuert. An der Klemme 4 wird der Lleßwert z.3. zur Anzeige ausgegeben. Wie dieser Winkel auf eine Bezugsrichtung, z.B. Nord, bezogen werden kann, ist bekannt -und braucht hier nicht erläutert werden.

Die Drift des Kreisels wird hier dadurch bestimmt, daß diese Winkelvverta oL. in einem Zeitintervall T/2 von z.3.

zwei läimiten in einem Addierer 5 aufaddiert werden und daß sie anschließend zwei Minuten lang von der Summe abgezogen werden. Arn Ende de? Zeitintervalls von vier Minuten girt der Addierer einen Restwert ab, der den Driftwert D- darstellt. Aus den Driftwerten D. wird dann durch I.littelwertbildung die Drift D bestimmt.

Dem Addierer 5 ist eine Schaltung vorgeschaltet, die bei Auftreten von Änderungen des Winkels (X ₁ gegenüber den vorher gemessenen Winkel OC ^_-1, die größer als ein vorgegebener Wert sind, diesen Winkelwert oC > unterdrückt und dafür nochmals den Winkelwert Oi_1-1 in den Addierer eingibt. Hierzu sind ein Zeitglied 12, ein Vergleicher 11, ein Speicher -13 sowie zwei Tore 14 und 15 vorgesehen. I:n Speieher 13 ist jeweils der letzte Winkelwert OC- eingespeichert. Damit werden bei Auftreten des nächsten Lleßwerts

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diese beiden Winkelwerte miteinander iia Verglei-

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cher 11 verglichen. Weicht der neue Ivleßwert OC · . um mehr als eine vorgegebene Größe von Ci^ ab, so wird ein Fehler unterstellt, und der Vergleicher 11 nacht das Tor •j 14 durchlässig und hält das Tor 15 undurchlässig, so daß der gespeicherte Wert Qi- zum Addieren gelangt. Liegt die Abweichung unterhalb der vorgegebenen Größe, εο wird Tor 15 durchlässig gemacht und Tor 14 undurchlässig gehalten, so daß der Wert C^^-i zum Addieren gelangt. Das Verscgeruiigsglied 12 bevarkt, daß erst nach die sein Vergleich der neue Wert c£ ■ , .. in dem Speicher eingespeichert v.'ird.

Bei Zahrzeugbeivegung können Driftwerte nicht bestimmt v/erden. Die Fahrseugbewegung wird hier dadurch festgestellt, daß z»vei Ii'e3\verfce o(. ^ und (X ^j__c, die in einem Seitabstand AT ermittelt werden, miteinander verglichenwerden. Diese Zeit sei 25 see (d.h. c = 500). Zur Durchführung wird ein Schieberegister mit 500 Speicherplätzen für die Signale für-OC- verwendet, in das diese Signale eingegeben und nach jeder Messung um einen Platz weitergeschoben werden. Der sin längsten gespeicherte Jleßwert entfällt dann jeweils. Die Meßwerte im 1. und iir 500. Speicher werden in einem Komparator 7 verglichen. Ubersteigt die Abweichung eine Größe Δ , se gibt eine ■Schwellwertstufe 6 ein Signal ab. Dieses Signal gelangt zu einem Zähler 9? der ein Signal abgibt, wenn innerhalb des Zeitintervalls ¹T eine vorgegebene Seit von solchen Überschreitungen aufgetreten sind. Dieses Signal zeigt Fahrzeugbewegung an und macht das Tor 10 undurchlässig, so daß der ar.: Ende des Intervalls T vorhandene Driftwert D.. nicht in die Driftwertbestimmur.g eir.be se gen wird.

Der äurchgslassene Driftwert D^ gelang" dann su einer "¹^ IIinricl~tun.~ 15 die nach Iia3~;tb~ ic^ GIs" c"'-"·"¹" ' ») g-^a«

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Mittelwert D-J₇ (·_.·> bildet, der ein I.ial2 für die breitengraaabhängige Drift ist. Diener Driftwcrt D^₁ / . -, wird dann einem Subtrahierer 17 zugeführt, dem auch der Driftwert D^^₁ zugeführt wird» Dio erzeugte Differenz (-ί'-·^-} ~ ^t? f · · -ι Ί) wird dann der Einrichtung zur Ivlittelr/er^bildung 1ό zugeführt, die eine lüttelwertbildung ge- rzä.2. der Beziehung (2) bildet= Als Ergebnis erhält man die l-rreiselabhängige Drift ü_v, d.h., nach der (i+i)ten Bestimmung des Driftwerts D- den Driftwert D_r ,^+-)· Diese Drift wird einem Block 19 zur v/eiteren Verwertung und zur !Compensation der kreis el abhängigen Drift zugeführt.

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Verfahren zur Bestimmung des augenblicklichen Driftwert d D eines in einem Fahrzeug mit ge führt en Kurskreisels durch Addieren der bei Fahrzeughalt in einem vorgegebenen ließ interval! Ϊ bei aufeinanderfolgenden 1-Jessungen festgestellten Änderungen der Ausrichtung der Kurskreiselspinachse gegenüber einer fahrzeugfesten Achse, dadurch gekennzeichnet, daß die Driftmeiseinrichtung fortlaufend (auch bei Fahrt) die Änderungen mißt, daß außerdem fortlaufend die Liebwerte z-.vei.er um eine vorgegebene Zeitspanne Δ™, die kleiner als ein 1,'eßint ervall T sein muß, auseinanderliegenden Messungen miteinander verglichen werden und daß bei Abweichen dieser Meßwerte voneinander um mehr als eine vorgegebene Differenz /\. der zugehörige, ermittelte Driftwert D unterdrückt wird, wobei die vorgegebene Zeitspanne A· T und die vorgegebene Differenz /X derart gewählt werden, daß bei einer gegebenen maximalen Drift D_,_ov des Kreisels diese Differenz Δ in der gegebenen Zeitspanne A T nicht überschritten werden kann.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während eines KeßIntervalls T die Zahl a der Fälle bestimmt wird, bei denen die Differenz Δ überschritten wird und daß die Unterdrückung des ermittelten Driftwerts D erfolgt, wenn die ermittelte Zahl a der Fälle einen Grenzwert a* überschreitet.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ließ Intervalls T die Zahl b der Fälle bestimmt wird, bei denen die Differenz Δ nicht überschritten wird und daß die Unterdrückung des ermittelten Driftwerts D unterbleibt, wenn die ermittelte Zahl b der Fälle einen Grenzwert b* überschreitet.

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4. Verfahren nach, einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Addieren der Änderungen aufeinander folgender Kessungen solche Änderungen unberücksichtigt bleiben, die eine vorgegebene Größe überschreiten.

ö. Verfahren nach Anspruch 4 unter Verwendung einer Driftbestimmimg, bei der die bei aufeinanderfolgenden Liessungen ermittelten V'inkelwerte (X, _s während der Hälfte des Meßintervalls aufaddiert und in der zweiten Hälfte davon abgezogen werden, wobei der ar:i Ende verbleibende Rest den Eriftwert D darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten einer gegenüber einem vorgegebenen V.'ert größeren Änderung eines gemessenen 7/inkelwertes o£ . gegenüber dem vorher gemessenen Yiinkelwert 06 ·__.. dieser Winkelwert QL- unterdrückt und dafür der Winkelwert Oi ^- nochmals eingegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn eines ließ Intervalls die unterdrückung von Änderungen bzw. winkelwerten unterbleibt.

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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 unter Einsatz eines Verfahrens zur Driftbestimmung, bei dem aus den nacheinander ermittelten Driftwerteii D- eine kreiselbedingte Lriftgrüße D nach !,.aßgabe des Ausdrucks

gewonnen wird, wobei a. ein Faktor kleiner 1, D- der nach der i-tcn Driftwertbestimmung ermittelte laittelwcrt, ü. . . ccr nach der (i-i-i)ten Drift'.vertbestimr;r.ing ermittelte Ilittelvvert und U„ eine breitongrudabhänrige Driftgröße ist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich aus den ermittelten Driftv;erten D.- die breitengradabhängige Lriftgröße !.-_, nach der Maßgabe aes Ausdrucks

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gewonnen wird, v/obei a.,, größer als a. \.uia nahe bei 1 grewälilt wird uiic. sur Gewinnvaig der Izroiselbedingten ^Tift IL- benutzt wird.

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