DE3115215C2 - - Google Patents

Description

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

Es ist bekannt, daß jeder Kurskreisel neben einem breitengradabhängigen Anteil einen Driftanteil D _K 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 hervorgerufene 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 Fahrzeughalts nur Kreiselsignale verwendet werden, also gesonderte Weggeber nicht erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei diesem Verfahren kann das Meßintervall T einige, z. B. vier Minuten dauern, und aufeinanderfolgende Messungen von α _i können z. B. im Abstand von 50 msec. erfolgen. Ist z. B. die maximale Kreiseldrift 12°/h und ist die kleinste feststellbare Änderung der Kreiselausrichtung 360°/2¹²∼5′, und soll diese Änderung als Differenzwert Δ benutzt werden, so ergibt sich für Δ T eine Zeit von ca. 25 sec., d. h., es werden um 500 Messungen auseinander liegender Meßwerte verglichen. Der Wert für Δ T muß bei vorgegebenem Δ so gewählt werden, daß einerseits das Δ im Stand bei ungünstiger Situation, d. h. max. Drift, nicht überschritten werden kann; andererseits muß Δ 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 Driftwerts 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 die Driftbestimmung eingehen zu lassen, die eine vorgegebene Größe überschreiten. Wird die Driftbestimmung dadurch durchgeführt, daß man in der ersten Hälfte des Zeitintervalls T die gemessenen Winkel α _i (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 α _i-1 und α _i der Winkel α _i unterdrückt und dafür nochmals α _i-1 in die Driftbestimmung einbezogen. Um jedoch zu vermeiden, daß ein falscher Anfangswinkel α₁ verhindert, daß eine richtige Vergleichsgröße gewonnen wird, ist es sinnvoll, diese Unterdrückung starker Änderungen am Anfang eines Meßintervalls auszusetzen.

Vorzugsweise wird mit den nacheinander gewonnenen Driftwerten D _i eine Mittelwertbindung durchgeführt, und zwar nach der folgenden Beziehung:

_i+1 = a₁ _i +(1-a₁) D _i+1 (1)

Dabei ist a₁ ein Faktor kleiner 1, _i der gemittelte Driftwert nach dem i-ten Meßintervall und D _i+1 der Driftwert des (i+1)-ten Intervalls. In diesen Werten steckt aber noch die breitengradabhängige Drift D _E . Will man nur die kreiselspezifische Drift D _K , so müßte man gemäß folgender Beziehung vorgehen:

_Ki+1 = a₁ _Ki +(1-a₁) (D _i+1-D _E ) (2)

Diesen Driftwert D _E könnte man aus Tabellen entnehmen oder jeweils für die Breite des Standorts berechnen und dann berücksichtigen. Er läßt sich jedoch auch dadurch näherungsweise gewinnen, daß man mit den Driftwerten D _i eine Mittelung gemäß der Beziehung (1) durchführt, jedoch den Faktor a₂ nahe bei 1 wählt. Dann erhält man einen gemittelten Wert für _E gemäß folgender Beziehung:

_Ei+1 = a₂ _i +(1-a₂) D _i+1 (3)

und kann diesen Wert _E für den Wert D _E in der Beziehung (2) einsetzen.

Anhand dieser Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.

Mit 1 ist der Kurskreisel bezeichnet, dessen Spinachsausrichtung α _i 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 Meßwert z. B. 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 Winkelwerte α _i in einem Zeitintervall T/2 von z. B. zwei Minuten in einem Addierer 5 aufaddiert werden und daß sie anschließend zwei Minuten lang von der Summe abgezogen werden. Am Ende der Zeitintervalls von vier Minuten gibt der Addierer einen Restwert ab, der den Driftwert D _i darstellt. Aus den Driftwerten D _i wird dann durch Mittelwertbildung die Drift bestimmt.

Dem Addierer 5 ist eine Schaltung vorgeschaltet, die bei Auftreten von Änderungen des Winkels α _i gegenüber dem vorher gemessenen Winkel α _i-1, die größer als ein vorgegebener Wert sind, diesen Winkelwert a _i unterdrückt und dafür nochmals den Winkelwert α _i-1 in den Addierer eingibt. Hierzu sind ein Zeitglied 12, ein Vergleicher 11, ein Speicher 13 sowie zwei Tore 14 und 15 vorgesehen. Im Speicher 13 ist jeweils der letzte Winkelwert α _i eingespeichert. Damit werden bei Auftreten des nächsten Meßwerts α _i+1 diese beiden Winkelwerte miteinander im Vergleicher 11 verglichen. Weicht der neue Meßwert a _i+1 um mehr als eine vorgegebene Größe von α _i ab, so wird ein Fehler unterstellt, und der Vergleicher 11 macht das Tor 14 durchlässig und hält das Tor 15 undurchlässig, so daß der gespeicherte Wert α _i zum Addieren gelangt. Liegt die Abweichung unterhalb der vorgegebenen Größe, so wird Tor 15 durchlässig gemacht und Tor 14 undurchlässig gehalten, so daß der Wert α _i+1 zum Addieren gelangt. Das Verzögerungsglied 12 bewirkt, daß erst nach diesem Vergleich der neue Wert α _i+1 in dem Speicher eingespeichert wird.

Bei Fahrzeugbewegung können Driftwerte nicht bestimmt werden. Die Fahrzeugbewegung wird hier dadurch festgestellt, daß zwei Meßwerte α _i und α _i+c , die in einem Zeitabstand Δ T ermittelt werden, miteinander verglichen werden. Diese Zeit sei 25 sec (d. h. c = 500). Zur Durchführung wird ein Schieberegister mit 500 Speicherplätzen für die Signale für α _i verwendet, in das diese Signale eingegeben und nach jeder Messung um einen Platz weitergeschoben werden. Der am längsten gespeicherte Meßwert entfällt dann jeweils. Die Meßwerte im 1. und im 500. Speicher werden in einem Komparator 7 verglichen. Übersteigt die Abweichung eine Größe Δ, so gibt eine Schwellwertstufe 6 ein Signal ab. Dieses Signal gelangt zu einem Zähler 9, der ein Signal abgibt, wenn innerhalb des Zeitintervalls T eine vorgegebene Zeit von solchen Überschreitungen aufgetreten sind. Dieses Signal zeigt Fahrzeugbewegung an und macht das Tor 10 undurchlässig, so daß der am Ende des Intervalls T vorhandene Driftwert D _i nicht in die Driftwertbestimmung einbezogen wird.

Der durchgelassene Driftwert D _i gelangt dann zu einer Einrichtung 16, die nach Maßgabe der Gleichung (3) einen Mittelwert _{E (i-1)} bildet, der ein Maß für die breitengradabhängige Drift ist. Dieser Driftwert D _{E (i+1)} wird dann einem Subtrahierer 17 zugeführt, dem auch der Driftwert D _i+1 zugeführt wird. Die erzeugte Differenz (D _(i+1)-D _{E (i+1)}) wird dann der Einrichtung zur Mittelwertbildung 18 zugeführt, die eine Mittelwertbildung gemäß der Beziehung (2) bildet. Als Ergebnis erhält man die kreiselabhängige Drift _K , d. h., nach der (i+1)-ten Bestimmung des Driftwerts D _i den Driftwert _{K (i+1)}. Diese Drift wird einem Block 19 zur weiteren Verwertung und zur Kompensation der kreiselabhängigen Drift zugeführt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Bestimmung des augenblicklichen Driftwerts D eines in einem Fahrzeug mitgeführten Kurskreisels durch Addieren der bei Fahrzeughalt in einem vorgegebenen Meßintervall T bei aufeinanderfolgenden Messungen festgestellten Änderungen der Ausrichtung der Kurskreiselspinachse gegenüber einer fahrzeugfesten Achse, dadurch gekennzeichnet, daß die Driftmeßeinrichtung fortlaufend (auch bei Fahrt) die Änderungen mißt, daß außerdem fortlaufend die Meßwerte zweier um eine vorgegebene Zeitspanne Δ T, die kleiner als ein Meßintervall T sein muß, auseinanderliegenden Messungen miteinander verglichen werden und daß bei Abweichen dieser Meßwerte voneinander um mehr als eine vorgegebene Differenz Δ der zugehörige, ermittelte Driftwert D unterdrückt wird, wobei die vorgegebene Zeitspanne Δ T und die vorgegebene Differenz Δ derart gewählt werden, daß bei einer gegebenen maximalen Drift D _max des Kreisels diese Differenz Δ in der gegebenen Zeitspanne Δ T nicht überschritten werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während eines Meßintervalls 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.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Meßintervalls 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.

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

5. Verfahren nach Anspruch 4 unter Verwendung einer Driftbestimmung, bei der die bei aufeinanderfolgenden Messungen ermittelten Winkelwerte α _i während der Hälfte des Meßintervalls aufaddiert und in der zweiten Hälfte davon abgezogen werden, wobei der am Ende verbleibende Rest den Driftwert D darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten einer gegenüber einem vorgegebenen Wert größeren Änderung eines gemessenen Winkelwertes α _i gegenüber dem vorher gemessenen Winkelwert α _i-1 dieser Winkelwert α _i unterdrückt und dafür der Winkelwert α _i-1 nochmals eingegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn eines Meßintervalls die Unterdrückung von Änderungen bzw. Winkelarten unterbleibt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 unter Einsatz eines Verfahrens zur Driftbestimmung, bei dem aus den nacheinander ermittelten Driftwerten D _i eine kreiselbedingte Driftgröße D _K nach Maßgabe des Ausdrucks _Ki+1 = a₁ · _Ki +(1-a₁) (D _Ki +1- _E) gewonnen wird, wobei a₁ ein Faktor kleiner 1, _i der nach der i-ten Driftwertbestimmung ermittelte Mittelwert, _Ki+1 der nach der (i+1)-ten Driftwertbestimmung ermittelte Mittelwert und _E eine breitengradabhängige Driftgröße ist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich aus den ermittelten Driftwerten D _i die breitengradabhänigige Driftgröße D _E nach der Maßgabe des Ausdrucks _Ei+1 = a₂ · _i +(1-a₂) D _i+1gewonnen wird, wobei a₂ größer als a₁ und nahe bei 1 gewählt wird und zur Gewinnung der kreiselbedingten Drift D _K benutzt wird.