DE4137674A1

DE4137674A1 - Fahrentfernungsberechnungsvorrichtung fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE4137674A1
Application number: DE19914137674
Authority: DE
Inventors: Atsuhiko Fukushima
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1991-01-09
Filing date: 1991-11-15
Publication date: 1992-07-23
Also published as: JPH04250313A

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrentfernungsberechnungsvor richtung für ein Fahrzeug.

Es ist ein am Fahrzeug vorgesehenes Navigationssystem schon bekannt, das Landkartendaten umfassend Straßendaten aufweist, die durch Digitalisierung von individuellen Punkten auf Straßen einer Landkarte gewonnen und in ein Speichermedium abgespeichert werden, wie z. B. in ein CD-ROM. Das Naviga tionssystem liest Gruppen von Landkartendaten aus einer Region in einem bestimmten Bereich umfassend die momentane Position des Fahrzeuges, während die momentane Position erkannt wird, und zeigt sie als eine Landkarte um die momentane Fahrzeug position auf einer Anzeige an, während automatisch die momen tane Position auf der Landkarte gezeigt wird. Solch ein Navi gationssystem ist zum Beispiel in dem ungeprüften japanischen Patent mit der Veröffentlichungsnummer 63-12 096 offenbart. Diese Art von Navigationssystem ist in einer solchen Art und Weise ausgelegt, daß es die Fahrentfernung des Fahrzeuges, das mit dem System ausgerüstet ist, mittels eines Entfernungs sensors und die Fahrrichtung oder die Peilung bzw. Ortung des Fahrzeuges mittels eines Richtungssensors aufnimmt und die momentane Fahrzeugposition auf der dargestellten Landkarte vorhersagt oder sie berechnet.

Gemäß dem JIS (japanischer Industriestandard) sind 637 Um drehungen der Antriebswelle des Fahrzeuges als Äquivalent zu einem Kilometer Fahrentfernung definiert. Die Fahrentfernung eines Fahrzeuges, der bedeutende Wert für die Berechnung in einem solchen Navigationssystem, wird deshalb durch Zählen der Anzahl der Umdrehungen wahrgenommen. Das heißt, ein Puls generator, der Pulse synchron mit der Umdrehung der Antriebs welle des Fahrzeuges erzeugt, wird als Entfernungssensor verwendet, so daß die Fahrentfernung durch das Aufnehmen der Anzahl von Umdrehungen der Antriebswelle durch Zählen der Anzahl von Pulsen des Pulsgenerators berechnet wird.

Ebenso wie der Pulsgenerator als Entfernungssensor dient, kann jedoch manchmal der im vornherein eingebaute Entfernungssensor in einem Fahrzeug direkt verwendet werden. In diesem Fall können sich die Anzahl der Pulse, die durch die Umdrehung der Antriebswelle erzeugt werden, von einem Fahrzeug zum anderen unterscheiden. Dies verhindert bei anderen Fahrzeugen als solchen, die eine vorbestimmte Anzahl von Pulsen erzeugen, ein genaues Berechnen der Fahrentfernung.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrentfernungsberechnungsvorrichtung vorzusehen, die genau die Fahrentfernungen sogar von anderen Fahrzeugen als solchen, die geeignet sind, eine vorbestimmte Anzahl von Pulsen pro Um drehung der Antriebswelle zu erzeugen, berechnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Fahrentfernungs berechnungsvorrichtung für ein Fahrzeug, das mit einer Puls erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Pulses gemäß eines bestimmten Drehwinkels der Antriebswelle, zum Zählen der Anzahl von Pulsen, die von der Pulserzeugungseinrichtung erzeugt werden und zum Berechnen einer Fahrentfernung aus einer Beziehung zwischen der Anzahl der gezählten Pulse und einer Einheit der Fahrentfernung pro erzeugtem Puls versehen ist, Einrichtungen zum Aufnehmen von numerischen Daten in Überein stimmung mit einem Anfangseinstellungs- bzw. Anfangsnull stellungsbefehl, Halteeinrichtungen zum Halten der aufgenommenen Daten als Anzahl von Pulsen pro Umdrehung der Antriebswelle, Berechnungseinrichtungen zum Berechnen der Einheit der Fahr entfernung auf Grundlage der numerischen Daten, die in den Halteeinrichtungen festgehalten sind.

Mit dem obengenannten Aufbau nimmt die Fahrentfernungsberech nungsvorrichtung für ein Fahrzeug, das gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, numerische Manipulationseingabedaten auf und hält sie, die eine Anzahl von Pulsen pro Umdrehung der Antriebswelle gemäß dem Anfangseinstellungsbefehl darstellen, und berechnet eine Einheit der Fahrentfernung gemäß der Erzeu gung eines jeden Pulses auf Grundlage der Anzahl der Pulse pro Umdrehung der Antriebswelle. Der richtige Anfangswert für die Anzahl von Pulse, die durch die Umdrehung der Antriebswelle erzeugt werden, kann deshalb für solche Fahrzeuge, die nicht eine vorbestimmte Anzahl von Pulsen mittels einer Puls erzeugungseinrichtung erzeugen, gleich gesetzt werden. Dies macht eine genaue Berechnung der Fahrentfernung aus der Beziehung der gezählten Pulse und der Fahrentfernungseinheit pro erzeugtem Puls möglich.

Anhand der folgenden Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das ein Navigationssystem veranschaulicht, bei dem eine Fahrentfernungsbe rechnungsvorrichtung verwendet wird, und

Fig. 2 ein Flußdiagramm, das die Betriebsschritte der Fahrentfernungsberechnungsvorrichtung zeigt.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines an einem Fahrzeug angebrachten Navigationssystem ver anschaulicht, bei dem eine Fahrentfernungsberechnungsvorrich tung verwendet wird. In diesem Navigationssystem nimmt ein Richtungssensor 1 die Fahrrichtung des Fahrzeuges auf, ein Winkelgeschwindigkeitssensor 2 eine Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges, ein Entfernungssensor 3 die Fahrentfernung des Fahrzeuges und eine GPS-Einheit 4 (Global Positioning System) die absolute Position des Fahrzeuges auf Grundlage einer Breiten-und Längeninformation. Die erfassten Ausgaben dieser Sensoren und der GPS-Einheit werden an eine Systemsteuerung 5 geliefert. Zum Beispiel wird ein geomagnetischer Sensor, der die Fahrrichtung durch Geomagnetismus (Ausnutzen des Geoma gnetischen Feldes) wahrnimmt, als Richtungssensor 1 verwendet. Der Entfernungssensor 3 umfaßt einen Pulsgenerator der einen Puls in Abhängigkeit eines vorbestimmten Drehwinkels der Antriebswelle (nicht dargestellt) erzeugt. Der Pulsgenerator ist eine herkömmliche Ausführung, die magnetisch oder optisch die Drehwinkelstellung der Antriebswelle wahrnimmt und einen Puls in Abhängigkeit von jeder Wahrnehmung erzeugt.

Die Systemsteuerung 5 umfaßt eine Schnittstelle 6 (Interface), eine Zentraleinheit (CPU) 7, einen Festspeicher (ROM) 8, und einen Schreib-Lesespeicher (RAM) 9. Die Schnittstelle 6 nimmt die Ausgaben der Sensoren 1 bis 3 und der GPS-Einheit 4 auf, um eine Analog/Digitalwandlung (A/D) oder dgl. auszuführen. Die CPU 7 führt verschiedene Abbildungsdatenverarbeitungs schritte aus und berechnet die Fahrentfernung, Fahrrichtung und die momentanen Koordinaten (Breite und Länge) des Fahr zeuges auf Grundlage der Ausgabedaten der Sensoren 1 bis 3 und der GPS-Einheit 4, die eine nach dem anderen von der Schnitt stelle 6 gesandt werden. Im ROM 8 sind unterschiedliche Ar beitsprogramme für die CPU 7 und die notwendigen Informationen vorher geschrieben worden. Informationen, die notwendig sind, ein Programm zu betreiben, werden in und aus dem RAM 9 ge schrieben.

Als externe Speicher werden z. B. eine CD-ROM als ein nicht flüchtiger ROM und ein DAT (Digital Audio Tape) als ein nicht flüchtiger RAM verwendet. Andere nichtflüchtige Speicherme dien, wie z. B. eine IC-Karte, können auch als externe Spei chermedien neben der CD-ROM und dem DAT verwendet werden.

Landkartendaten, die durch Digitalisierung individueller Punkte auf Straßen einer Landkarte gewonnen werden, werden vorher in den CD-ROM gespeichert. Die Landkartendaten werden aus dem CD-ROM durch ein CD-ROM-Gerät 10 gelesen. Die aus dem CD-ROM-Gerät 10 ausgelesenen Daten werden durch einen CD-ROM- Dekodierer 11 dekodiert und auf eine Busverbindung L gesandt.

Das DAT dient als sogenannter "Backup-Speicher" und das Schreiben von Informationen und das Lesen der Informationen aus dem DAT werden durch eine DAT-Einheit 12 ausgeführt. Wenn das Fahrzeug ausgeschaltet wird, werden die zuletzt gespei cherten Informationen in dem RAM 9, wie z. B. die Koordinaten der momentanen Position des Fahrzeuges, als Backup-Daten über einen DAT-Enkodierer/Dekodierer 13 an die DAT-Einheit 12 geliefert, um auf dem DAT gespeichert zu werden. Wenn das Fahrzeug eingeschaltet wird, werden die Informationen durch die DAT-Einheit 12 aus dem DAT gelesen. Die so gelesenen Informationen werden über den DAT-Enkodierer/Dekodierer 13 auf die Busverbindung L gesandt, über welche sie in dem RAM 9 gespeichert werden.

Ob das Fahrzeug ein- oder ausgeschaltet ist, wird durch einen Detektor 14 wahrgenommen, der den Ausgangswert des sogenannten Nebenschalters (ASW, ACCESSORY SWITCH) eines Fahrzeuges über wacht. Die elektrische Leistung des Fahrzeuges, die durch den Nebenschalter ASW von einer Batterie (nicht dargestellt) abgegeben wird, wird durch einen Regulator 15 reguliert und als Leistung zu den einzelnen Abschnitten der Fahrentfernungs berechnungsvorrichtung geliefert. Die Ausgangsspannung des Regulators 15 fällt wegen der Zeitkonstante des Stromkreises nicht sofort ab. Während dieses Zurückgehens der Spannung werden Backup-Daten auf das DAT gespeichert, das als Backup- Speicher dient.

Wenn das Fahrzeug fährt, berechnet die CPU 7 die Fahrrichtung des Fahrzeuges in einem vorbestimmten Zyklus nach einem Timer Interrupt auf Grundlage der Ausgabedaten von dem Richtungs sensor 1, nimmt die Fahrkoordinaten des Fahrzeuges von der Fahrentfernung und der Fahrrichtung durch einen Interrupt auf, der jedesmal nach einer bestimmten Fahrentfernung auftritt, sammelt Landkartendaten einer Region in einem bestimmten Bereich umfassend die momentanen Koordinaten des CD-ROM und speichert vorübergehend die gesammelten Daten in den RAM 9 als Pufferspeicher, während sie zu einer Anzeigeeinrichtung 16 geliefert werden.

Die Anzeigeeinrichtung 16 umfaßt eine Anzeige 17 wie z. B. ein CRT, einen Graphikspeicher 18, der als V (Video)-Speicher oder dgl. dargestellt wird, eine Graphiksteuerung 19 und eine Anzeigensteuerung 20. Die Graphiksteuerung 19 zeichnet Land kartendaten, die von der Systemsteuerung 5 als Bilddaten in den Graphikspeicher 18 gesandt werden und gibt die Bilddaten davon aus. Die Anzeigensteuerung 20 führt die Steuerung zum Anzeigen einer Landkarte auf der Anzeige 17 aus, auf Grundlage der Bilddaten von der Graphiksteuerung 19. Eine Eingabeeinheit 21 umfassend eine Tastatur oder dgl., die durch einen Bediener bedient werden kann, gibt unterschiedliche Arten Befehle an die Systemsteuerung 5.

In Bezug auf das Flußdiagramm aus Fig. 2 wird nun der Ablauf der Verfahrensschritte zum Berechnen der Fahrentfernung, der durch die CFU 7 ausgeführt wird, beschrieben. Dieses Unter programm wird aufgerufen und ausgeführt ansprechend auf den Anfangseinstellbefehl, der abgegeben wird, wenn ein Menü zum Setzen der Anzahl von Pulsen pro Umdrehung der Antriebswelle durch die Bedienung der Tastatur der Eingabeeinheit 21 während der Ausführung eines Hauptprogramms (nicht dargestellt) ausgeführt wird, um Verfahrensschritte auszuführen, wie z. B. das Auslesen einer Gruppe von Landkartendaten aus einer Region in einen bestimmten Bereich, umfassend die momentane Position auf Grundlage der Ausgabedaten des Richtungssensors 1 und Entfernungssensors 3, die als eine Landkarte um die momentane Fahrzeugsposition auf der Anzeige 17 angezeigt werden und die die momentane Position der Landkarte anzeigen, oder während der Ausführung des Anfangsprogramms, nachdem das Navigations system in dem Fahrzeug installiert ist.

Zuerst unterscheidet die CPU 17, ob eine Nummer, die die Anzahl der Pulse darstellt, die von dem Entfernungssensor 3 pro Drehung der Antriebswelle erzeugt werden oder ob Manipula tionseingabedaten über die Tastatur eingegeben worden sind (Schritt S1). Wenn eine Nummer eingegeben worden ist, nimmt die CPU 7 sie auf (Schritt S2) und speichert sie als die Anzahl der Pulse n, die pro Umdrehung der Antriebswelle er zeugt werden in den RAM 9, der als Halteeinrichtung dient (Schritt S3). Ferner berechnet die CPU 7 eine Fahrentfernungs einheit für jedes erzeugte Fulssignal und speichert die Daten in den RAM 9 (Schritt S4). Da der JIS-Standard jede Einheit von 637 Umdrehungen der Antriebswelle des Fahrzeuges als einen Kilometer in Fahrentfernung spezifiziert, kann die Fahrentfer nungseinheit D pro Erzeugung eines Pulses berechnet werden, wie sie aus der Anzahl von erzeugten Pulsen während einer Umdrehung des Antriebsschaftes folgt, n:

D=1000/(n×637) (m) (1)

Die CPU 7 beginnt die Pulse von einer gegebenen Position an zu zählen, z. B. dem Fahrtantrittspunkt oder irgendeinem Schnitt punkt, durch einen Interruptvorgang gemäß jeder Erzeugung eines Pulses des Entfernungssensors 3. Insbesondere die Anzahl der gezählten Pulse C wird an der vorbestimmten Position auf 0 (C = 0) gesetzt und die CPU 7 erhöht den Zählwert C um "1" jedesmal, wenn ein Fuls vom Entfernungssensor 3 erzeugt wird, und hält den neuen Zählwert fest. Zum Aufnehmen der Fahr entfernung RL in das Hauptprogramm oder dgl. liest die CPU 7 die Fahrentfernungseinheit D aus, die aus der Gleichung (1) von dem RAM 9 erhalten wurde, und führt folgende Berechnung aus:

RL=C×D (m) (2)

Während der Entfernungssensor 3 als ein einfacher Fulsgenera tor in der vorhergehenden Beschreibung der Ausführungsform be schrieben worden ist, kann der Sensor 3 mit einem Zähler zusätzlich zu einem Pulsgenerator versehen sein, so daß er einen Zählwert des Zählers ausgeben kann. In diesem Fall muß der Zähler durch ein Reset-Signal von der CPU 7 zurückgesetzt werden. Wahlweise kann solch ein Zähler in der Schnittstelle 6 vorgesehen sein, um die Anzahl der erzeugten Pulse zu zählen.

Während die Anzahl der Pulse in diesem Ausführungsbeispiel gezählt wird, kann die Fahrentfernungseinheit D entsprechend der Erzeugung eines jeden Pulses auf die Fahrentfernung gemäß jeder Erzeugung der Pulse addiert werden, um immer die Fahr entfernung RL vorzusehen.

Ferner ist die Anwendung der Erfindung nicht auf ein in einem Fahrzeug vorgesehenes Navigationssystem begrenzt, sondern kann auch als eine Vorrichtung, die einfach die Fahrentfernung des Fahrzeuges anzeigt, angewendet werden.

Wie oben beschrieben, nimmt die Fahrentfernungsberechnungsvor richtung für ein Fahrzeug numerische Daten auf, und hält die im Speicher, die die Anzahl von Pulsen pro Umdrehung der Antriebswelle auf einen Anfangseinstellbefehl darstellen, und berechnet eine Fahrentfernungseinheit gemäß der Erzeugung eines jeden Pulses auf Grundlage der Anzahl der Pulse pro Umdrehung der Antriebswelle. Der richtige Anfangswert der Anzahl der Pulse, der pro Umdrehung der Antriebswelle berech net wird, kann deshalb als Wert selbst für solche Fahrzeuge gesichert werden, die keine Einrichtung zum Erzeugen einer vorbestimmten Anzahl von Pulsen aufweisen. Dies ermöglicht die genaue Berechnung der Fahrentfernung aus der Beziehung zwi schen der Anzahl von gezählten Pulsen und der Fahrentfernungs einheit pro erzeugtem einem Puls.

Claims

1. Fahrentfernungsberechnungsvorrichtung für ein Fahrzeug, das mit einer Pulserzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Pulses ausgerüstet ist, gemäß eines vorbestimmten Drehwinkels der Antriebswelle, zum Zählen einer Anzahl von Pulsen, die von der Pulserzeugungseinrichtung erzeugt werden und zum Berechnen einer Fahrentfernung auf Grund lage der Beziehung zwischen der Anzahl der gezählten Pulse und einer Fahrentfernungseinheit pro erzeugtem Puls, umfassend
Einrichtungen zum Aufnehmen numerischer Daten gemäß eines Anfangseinstellbefehls,
Halteeinrichtungen zum Halten der aufgenommenen numeri schen Daten als eine Anzahl Pulse pro Umdrehung der Antriebswelle und
Berechnungseinrichtungen zum Berechnen der Fahrentfer nungseinheit auf Grundlage der numerischen Daten, die in den Halteeinrichtungen gehalten werden.

2. Fahrentfernungsberechnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtungen die Fahrentfernungsein heit aus einer Beziehung zwischen der Anzahl der pro Umdrehung erzeugten Pulse der Antriebswelle und einer vorbestimmten Fahrentfernung pro Umdrehung der Antriebs welle berechnet, die Fahrentfernung speichert und die Anzahl der gezählten Pulse mit der gespeicherten Fahr entfernungseinheit multipliziert, wodurch eine Fahrent fernung erhalten wird.