DE69732192T2

DE69732192T2 - Fahrzeugwegmessverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE69732192T2
Application number: DE69732192T
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Oaza-Yamada Okamoto; Toshiharu Oaza-Yamada Baba; Motoki Oaza-Yamada Ishiguro; Hitoshi Oaza-Yamada Kaneko; Masahiko Oaza-Yamada Sakaguchi; Junichi Oaza-Yamada Nishida
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1996-05-02
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2017-05-01
Also published as: DE69730263D1; JP3592436B2; JPH09297037A; EP0805338B1; DE69732192D1; EP1340963A1; EP1340963B1; EP0805338A3; US5902348A; EP0805338A2; DE69730263T2

Description

Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Fahrzeugwegmessung eines sich bewegenden Objekts, beispielsweise eines Fahrzeuges, und insbesondere das Verfahren und System, das eine Fahrzeugwegmessung basierend auf dem Empfang von wegerfassenden elektrischen Wellen und der Wegmessung basierend auf einer "Stand-Alone-Art" miteinander kombiniert.
Stand der Technik
Derzeit sind Navigationssysteme bekannt, die als Wegerfassungsgeräte für verschiedene Fahrzeuge, wie Kraftfahrzeuge, Flugzeuge oder Schiffe funktionieren.
Die Navigationssysteme sind im Allgemeinen so konstruiert, dass sie ein Positionszeichen anzeigen, das die gegenwärtige Position des Fahrzeuges eines Fahrers an einer vorher bestimmten Stelle einer Karte anzeigt einschließlich der aktuellen Bewegungsposition des Fahrzeuges in einer überlagernden Art und Weise, um den Fahrer durch Aufspüren von Reiserouten zu einem gewünschten Ziel zu führen.
Im Hinblick auf das Verfahrensprinzip sind Fahrzeugnaviga tionssysteme im Allgemeinen in zwei Typen eingruppiert:
Allein operierende (Stand-Alone) Navigationssysteme und GPS (Globales Positionsbestimmungssystem)-Navigationssysteme.
Bei erstgenannten Navigationssystemen werden die Bewegungsrichtung und die Wegentfernung eines Fahrzeuges festgestellt auf der Basis der Ausgangssignale eines Geschwindigkeitssensors und eines Winkelgeschwindigkeitssensors, die beide in dem Fahrzeug eingebaut sind.
Die daraus ermittelten Daten, die die Richtung und die Entfernung betreffen, werden zu den Daten hinzugefügt, die eine voreingestellte Referenzposition darstellen, um eine gegenwärtige Bewegungsposition zu erhalten, und die Daten der errechneten gegenwärtigen Bewegungsposition werden benutzt, um ein Zeichen in überlagernder Art und Weise auf einer auf einem Monitor dargestellten Karte zu setzen.
Bei den letztgenannten Navigationssystemen werden wegerfassende elektrische Wellen von einer Mehrzahl von GPS-Satelliten (künstliche Erdtrabanten), die im Weltraum stationiert wurden, empfangen, die Daten aus den empfangenen elektrischen Wellen werden benutzt, um eine gegenwärtige Bewegungsposition des Fahrzeuges des Fahrers durch eine dreidimensionale oder zweidimensionale Messtechnik zu berechnen, und die Daten der berechneten Bewegungsposition werden benutzt, um ein Positionszeichen auf einer erforderlichen Karte in überlagernder Art und Weise auf einem Bildanzeigemonitor darzustellen.
Schließlich zeigt eine aktuelle Tendenz, dass ein dritter Typ, ein sogenanntes Hybrid-Typ-Fahrzeugnavigationssystem sich im allgemeinen Gebrauch befindet, das Funktionen beider Systeme, nämlich sowohl des allein operierenden (Stand-Alone), wie des GPS-Typs, aufweist.
Die vorgenannten Fahrzeugnavigationssysteme erlauben dem Nutzer (Fahrer) eine gegenwärtige Bewegungsposition seines Fahrzeuges in Verbindung mit einer Karte rund um die gegenwärtige Bewegungsposition zu erkennen.
Als Ergebnis kann der Fahrer, falls er mit der Umgebung nicht sehr vertraut ist, eine ausreichende Navigationsinformation erhalten, um ein gewünschtes Ziel zu erreichen.
Ergänzend zu dem vorangehenden, wegerfassende elektrischen Wellen gebrauchenden Verfahren können die vorangehenden Fahrzeugnavigationssysteme auch ein anderes Verfahren zur Berechnung der Wegentfernung von Fahrzeugen verwenden.
Speziell wird bei einem solchen anderen Verfahren ein Im pulssignal, das in Abhängigkeit von der Drehung von Rädern (d.h. von Radachsen) ausgegeben wird, benutzt, um eine Bewegungsgeschwindigkeit (km/h), die durch die Benutzung der wegerfassenden elektrischen Wellen gemessen werden, in eine Geschwindigkeit pro Sekunde umzurechnen. Die Geschwindigkeit pro Sekunde, die so erhalten wurde, wird durch die Anzahl der Impulse des Impulssignals geteilt, so dass sich eine Wegentfernung pro Impuls (m/Impuls) ergibt (nachfolgend bezeichnet als "Wegentfernungseinheit"). Multiplizieren der errechneten Wegeentfernungseinheit mit der Gesamtzahl der während der Bewegung festgestellten Impulse ergibt die Wegentfernung in allein operierender (Stand-Alone) Weise.
Jedoch kann die Berechnung der Wegentfernung in aktuellen Anwendungen, die aufgrund der wegerfassenden elektrischen Wellenpositionsmessung erhältlich ist, hinsichtlich ihrer Genauigkeit einige Probleme aufwerfen.
Beispielsweise verhindern eine Vielfalt von Faktoren einschließlich der Änderung der Zahl von GPS-Satelliten, die für die Positionsmessung benutzt werden können, und/oder ein Wechsel im Empfangsstatus der wegerfassenden Wellen aufgrund der Umgebung und die gegenwärtige Bewegungsposition eines Fahrzeuges, manchmal die Berechnung von Wegentfernungen in hoher Genauigkeit.
Noch immer, wenn Fahrzeuge durch abgeschattete Orte, wie beispielsweise Tunnel fahren, in denen wegerfassende elektrische Wellen schlecht empfangen werden, geschieht es häufig, dass Entfernungen die ein Fahrzeug sich bewegt hat, während die positionsmessenden elektrischen Wellen nicht empfangen wurden, nicht gezählt werden, wodurch Fehler bei der Wegentfernung entstehen, wenn solche Ereignisse geschehen.
Deshalb werden im Fall der vorgenannten Hybrid-Typ-Fahrzeugnavigationssysteme beim Normalbetrieb die Wegentfernungseinheit nicht nur auf der Basis der Zahl der Impulse eines Impulssignals, das in Reaktion auf die Fahrzeugbewegung erzeugt wird, sondern auch aufgrund der Wegentfernungseinheit aktualisiert und bereit gehalten, um die Wegentfernung zu berechnen. Soweit erforderlich, wird die Wegentfernungseinheit, die zu dem Zeitpunkt gehalten wird, für eine fehlerfreie Berechnung der Wegentfernung durch den Gebrauch der wegerfassenden elektrischen Wellen korrigiert.
Eine solche Konfiguration, bei der die Wegentfernungen die in allein operierender Art und Weise durch Verwendung einer regelmäßig aktualisierten Wegentfernungseinheit berechnet werden, korrigiert werden durch eine Wegentfernung, die aufgrund wegerfasssender elektrischer Wellen errechnet wird, erzeugt eine höhere Genauigkeit bei der Erreichung der Wegentfernungen von Fahrzeugen.
Es besteht jedoch noch ein anderes Problem bei der Berechnung von Wegentfernungen auf der Grundlage des oben genannten Impulssignals.
Dieses Problem beruht darauf, dass die Berechnung von Wegentfernungen nicht jederzeit sichergestellt werden kann aufgrund der Tatsachen, dass die Wegentfernungseinheit durch Veränderungen im Bewegungsstatus des Fahrzeuges beeinflusst und verändert wird.
Verschiedene Beeinträchtigungen betreffend die Fehler von Wegentfernungen aufgrund Veränderungen im Bewegungsstatus, werden im einzelnen für Kraftfahrzeuge, im Hinblick auf Fahrzeuge, erläutert.
Die erste Beeinträchtigung hängt mit der saisonabhängigen Art von Reifen zusammen. Sommerreifen und Winterreifen weichen im Hinblick auf ihren Durchmesser und ihren Luftdruck voneinander ab. So bewirkt beispielsweise das Fahren in der Wintersaison, wenn die Sommerreifen gegen Winterreifen ausgewechselt werden, unweigerlich eine verschiedene Bewegungsentfernungseinheit. In dieser Situation wird die Wegentfernungseinheit nach dem Reifenwechsel aktualisiert aufgrund der Wegentfernungseinheit, die auf der Basis von Sommerreifen berechnet wurde. Falls ein großer Unterschied in der Wegentfernungseinheit zwischen Sommer- und Winterreifen be steht, bedarf es eines erheblichen Zeitraums, um die Wegentfernungseinheit zu aktualisieren. Im Ergebnis werden erhebliche Fehler an der Wegentfernungseinheit während dieses erheblichen Zeitintervalls erzeugt (bis es endlich beginnt eine Wegentfernungseinheit zu erhalten, die für Winterreifen geeignet ist). Der erste Nachteil besteht also darin, dass eine saubere Berechnung von Wegentfernungen nicht vorgenommen werden kann.
Der zweite Nachteil bezieht sich ebenfalls auf Reifenwechsel. Selbst wenn Wegentfernungseinheiten, die für Winterreifen geeignet sind, erreicht werden, nachdem sie für die Winterreifen ausgewechselt wurden, besteht gelegentlich die Möglichkeit, dass sich der Bewegungsstatus beispielsweise durch das Aufziehen von Ketten auf die Reifen oder das Rutschen von Reifen verändert. In diesem Fall wird die Akualisierung der Wegentfernungseinheit gemäß mit Ketten ausgerüsteten oder rutschenden Reifen ausgeführt. Obgleich ein derartiges Kettenaufziehen oder Rutschen nur ein kurzfristiges Ereignis darstellt, verändern sich Wegentfernungseinheiten nach der Entfernung der Ketten oder dem Ende des Rutschens unstetig. Bis eine genügende Wegentfernungseinheit für die Winterreifen wieder erreicht ist, wird deshalb eine Wegentfernungseinheit mit größeren Fehlern andauern, mit dem Ergebnis des zweiten Nachteils, dass Wegentfernungen nicht ordentlich berechnet werden können.
Der dritte Nachteil zeigt sich, wenn Fahrzeuge rückwärts fahren. Wenn Kraftfahrzeuge normalerweise durch Einlegen des Schalthebels in die Rückwärtsfahrposition im Getriebe rückwärts fahren, wird ein Rückwärtsfahrsignal, das die Rückwärtsbewegung anzeigt (d.h. das Signal zum Einschalten der Rückwärtsfahrleuchte), erzeugt.
Die vorgenannten herkömmlichen Fahrzeugnavigationssysteme überwachen den logischen Zustand des Rückwärtsfahrsignals (üblicherweise den logischen Zustand "H" in der Rückwärtsbewegung), und addieren die Wegentfernung, die während des logischen Zustands von "H" erzielt wird, nicht zu der Wegentfernung des Systems (Wegentfernung für Vorwärtsfahrt).
Im Gegenteil hierzu sind einige Kraftfahrzeuge so konstruiert, dass sie das Rückwärtsfahrsignal "L" erzeugen, wenn sie rückwärts fahren. Bei dem Versuch, die oben genannten konventionellen Navigationssysteme in beide der zwei Kraftfahrzeugtypen einzubauen, ergibt sich ein Nachteil, dass eine Wegentfernung, die bei Rückwärtsfahrbewegung berechnet wurde, automatisch zu der Wegentfernung hinzugerechnet wird, die in Vorwärtsbewegung berechnet wurde, da das System das Rückwärtsfahrsignal "L" in der Weise falsch interpretiert, als es als Vorwärtsfahrsignal wahrgenommen wird. Dies führt also zu dem dritten Nachteil, der geeignet ist, Fehler bei der Berechnung von Wegentfernungen zu erhöhen.
Darüberhinaus besteht ein vierter Nachteil in bezug auf Geräuschfilter. Herkömmliche Fahrzeugnavigationssysteme besitzen einen LPF (Tiefpassfilter) zur Entfernung von Geräuschen in einem Radiofrequenzband des oben genannten Impulssignals. Verschiedene Typen von Kraftfahrzeugen können jedoch verschiedene Arten von Impulssignalen erzeugen, die sich hinsichtlich der Zahl von Impulsen unterscheiden, die sich durch die Rotation der Radachsen ergeben.
Wenn beispielsweise das Frequenzband eines Tiefpassfilters (LPF) so eingestellt ist, um bei Kraftfahrzeugen eingesetzt zu werden, bei denen eine größere Zahl von Impulsen pro Drehung einer Radachse erzeugt wird, kann der Tiefpassfilter (LPF) praktisch keine Geräusche entfernen, die in einem Radiofrequenzband eines Impulssignals existieren, das von einem Kraftfahrzeug erzeugt wurde, dessen Zahl von Impulsen pro Radachsdrehung niedriger ist. Im Ergebnis würden sich Geräusche in den Impulssignalen von Kraftfahrzeugen befinden, die eine geringere Zahl von Impulsen eines Signalimpulses erzeugen, woraus der vierte Nachteil entsteht, dass ungünstigerweise Fehler bei der Berechnung von Wegentfernungen entstehen, die aufgrund von Impulssignalen berechnet werden, bei denen Geräusche in hohem Maße enthalten sind.
JP 02297015 beschreibt eine Fahrzeugpositionsbestimmungseinrichtung zur Navigation bei der für den Fall, dass eine Rückwärtsfahrlampe eingeschaltet ist, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder niedriger ist als ein Referenzwert, entschieden wird, dass ein Fahrzeug sich in einer Rückwärtsfahrbewegung befindet, woraus sich eine Position des Fahrzeuges basierend auf der Vorwärts- oder Rückwärtsbewegungskondition des Fahrzeuges ergibt.
JP 04335110 bezieht sich auf ein Fahrzeugbedienungskontrollsystem. Es untersucht die Rückwärts- oder Vorwärtsbewegung eines Fahrzeuges durch Feststellung des Einschaltzustandes einer Rückwärtsfahrleuchte oder durch die Feststellung, dass der Schalthebel sich in der Rückwärtsfahrposition befindet. Eine aufgerechnete Fahrstrecke wird erhalten durch Differenzierung zwischen Vorwärtsfahrstatus und Rückwärtsfahrstatus eines Fahrzeuges.
JP 57192818 betrifft einen Kilometerzähler/Wegmesser. Wenn ein Schalter für eine Rückwärtsbewegung bedient wird und ein Wegmesser einen Additionsprozess der Wegentfernung ausführt, und ein Tripmeter (Tageskilometerzähler) einen Subtraktionsprozess einer Wegentfernung ausführt.
Zusammenfassung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Verfahren und Systemen zur Fahrzeugwegmessung, die im stande sind, die Wegentfernung genau festzustellen, auch wenn der Bewegungszustand des Fahrzeuges sich ändert und/ oder das System in verschiedenen Fahrzeugtypen installiert wird.
Dementsprechend ist eine Vielzahl von Wegentfernungseinheiten entsprechend einer Vielzahl von Bewegungszuständen individuell gespeichert. Eine Wegentfernungseinheit entsprechend einem Bewegungszustand wird ausgewählt, wenn ein Objekt sich bewegt, und eine Wegentfernung wird in Übereinstimmung mit der ausgewählten Wegentfernungseinheit ausgewählt, ebenso wie die Zahl der Impulse. Dies ermöglicht eine ordnungsgemäße und saubere Berechnung von Wegentfernungen vorzugsweise anwendbar auf verschiedene Bewegungszustände.
Demgemäß wird die Wegentfernungseinheit aktualisiert, nur wenn der Fehler zwischen der Wegentfernungseinheit zu dieser Zeit und dem letzten Zeitpunkt innerhalb einer vordefinierten Schwelle liegt. Die Wegentfernung wird abgeleitet aus der aktualisierten Wegentfernungseinheit und der Zahl von Impulsen, und zwar wird die Wegentfernungseinheit in Fällen, in denen große Fehler aufgrund beispielsweise Veränderungen im Bewegungszustand eines Objektes das ein Nutzer eben bedient, nicht aktualisiert. Dies kann große Fehler bei Wegentfernungseinheiten vermeiden, und große Fehler vermeiden, die aufgrund der Berechnung von Wegentfernungen beein flusst werden. Dies führt also zu einer ordnungsgemäßen Berechnung von Wegentfernungen.
Bezogen auf einen Aspekt der vorliegenden Erfindung, ist ein Verfahren zum Erhalt einer Wegentfernung eines sich bewegenden Objektes vorgesehen, das folgende Schritte umfasst:
Messen der Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit während der Bewegung; Unterscheidung, ob die gemessene Bewegungsgeschwindigkeit größer als eine vorgegebene spezifische Geschwindigkeit ist oder nicht; Feststellung eines Wertes eines Rückwärtsbewegungssignals, das anzeigt, ob sich das Fahrzeug rückwärts bewegt; Einsetzen eines festgestellten wertes des Rückwärtsbewegungssignals als ein spezifischer Wert des Rückwärtsbewegungssignals bei Vorwärtsbewegung, wenn die festgestellte Bewegungsgeschwindigkeit größer ist als die spezifizierte Geschwindigkeit; und Berechnung einer Summe der Bewegungsdistanz des Objekts ohne Zufügen der Bewegungsdistanz des Objekts in dem Fall, dass der festgestellte Wert des Rückwärtsbewegungssignals von dem spezifizierten Wert abweicht.
Entsprechend einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Wegmessung eines sich bewegenden Objektes vorgeschlagen, das umfasst: Eine Messeinheit zum Messen einer Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes während der Be wegung; eine Unterscheidungseinheit zur Unterscheidung, ob oder ob nicht die gemessene Bewegungsgeschwindigkeit größer als eine vorgegebene spezifische Geschwindigkeit ist; eine Feststelleinheit zur Feststellung eines Wertes eines Rückwärtsbewegungssignals, das anzeigt, ob sich das Objekt rückwärts bewegt; Einsetzmittel zum Einsetzen des festgestellten Wertes des Rückwärtsbewegungssignals als spezifischer Wert des Rückwärtsbewegungssignals bei Vorwärtsgeschwindigkeit, wenn die festgestellte Bewegungsgeschwindigkeit größer ist als die spezifizierte Geschwindigkeit; und eine Berechnungseinheit zur Berechnung einer Summe der Bewegungsdistanz des Objektes ohne Hinzufügen der Bewegungsdistanz des Objektes für den Fall, dass ein festgestellter Wert des Rückwärtsbewegungssignals von dem spezifizierten Wert abweicht.
Dementsprechend sind die logischen Zustände des Rückwärtsbewegungssignals im Voraus für den Zustand, dass ein Objekt sich mit einer vorher bestimmten Geschwindigkeit oder mehr vorwärtsbewegt, erfasst worden. Die aktuelle Berechnung einer Wegentfernung wird in derart ausgeführt, dass die Wegentfernungen nicht in die Berechnung einbezogen werden, die erzielt werden, wenn der logische Zustand des Rückwärtsbewegungssignals von dem logischen Zustand abweicht, der bei Vorwärtsfahrbewegung erzielt wird (d.h. die Wegentfernungen, die erzielt werden, wenn das Objekt sich rückwärts bewegt). Dies kann vermeiden, dass die Wegentfernung unter Rückwärts bewegung in die Wegentfernung unter Vorwärtsbewegung einbezogen wird und die Berechnung der ordnungsgemäßen Wegentfernung des Objektes ermöglichen.
Dementsprechend wird bei jeder Berechnung einer Wegentfernungseinheit eine notwendige Filtereinheit ausgewählt, um Geräusche aus dem Impulssignal herauszufiltern und jede Wegentfernung wird auf der Basis des von Geräuschen befreiten Impulssignals und der Wegentfernungseinheit berechnet. Auf diese Art und Weise ist der Einfluss des Geräusches des Impulssignals in effektiver Art und Weise aus der Errechnung der Wegentfernung eliminiert.
Die Beschaffenheit, Nützlichkeit und weitere Einzelheiten der Erfindung werden klarer ersichtlich aus der nachfolgenden ins Einzelne gehenden Beschreibung mit Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, die anschließend beschrieben werden, gelesen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 stellt ein Blockdiagramm dar, das eine Gesamtanordnung eines Fahrzeugnavigationssytems entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist ein Blockdiagramm, das eine detallierte Konfiguration eines Wegentfernungssensors in dem Ausführungsbeispiel darstellt;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf der Wegentfernungsberechnung in dem Ausführungsbeispiel darstellt;
4 ist ein Diagramm, das gleichbleibende Geschwindigkeitsbedingungen darstellt;
5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Toleranzen für die gleichbleibenden Geschwindigkeitsbedingungen und Zähler eines Zählwerks darstellt;
6 ist ein Ablaufdiagramm, das Einzelheiten einer Wegentfernungseinheit-Schaltroutine darstellt;
7A ist ein Ablaufdiagramm, das Einzelheiten einer automatisch Vorwärts-/Rückwärts-Feststellungsroutine darstellt;
7B ist ein Auflaufdiagramm, das eine automatische Geräuschfilter-Umschaltroutine darstellt;
8A ist eine Bilddarstellung, die ein Bespiel von Ta geskilometerfunktionen entsprechend einer Abwandlung darstellt;
8B ist eine Bilddarstellung, die ein anderes Beispiel einer Tageskilometerfunktion entsprechend der Abwandlung darstellt; und
8C ist eine Bilddarstellung, die ein weiteres Beispiel der Tageskilometerfunktion entsprechend der Abwandlung darstellt.
Darstellung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben. In jedem Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung auf ein Fahrzeugnavigationssystem, installiert in Kraftfahrzeugen und dergleichen, angewandt.
[I] Systemkonfiguration
1 zeigt ein Blockdiagramm, das die Konstruktion eines Fahrzeugnavigationssystems entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Fahrzeugnavigationssystem S umfasst einen Winkelgeschwindigkeitssensor 1, einen Wegentfernungssensor 2, einen GPS-Empfänger 3, eine Systemsteuerung 4, eine Eingabeeinheit 10, ein CD-ROM(Compact Disc-Nur-Lesespeicher)-Abspielgerät 11, eine Anzeigeeinrichtung 12, und eine Klangwiedergabeeinheit 17. Der Winkelbeschleunigungssensor 1 stellt eine Winkelbeschleunigung des Fahrzeuges insbesondere fest, wenn ein Fahrzeug seine Bewegungsrichtung ändert, und gibt Winkelbeschleunigungsdaten und diesbezügliche Drehwinkeldaten aus. Der Wegentfernungssensor 2 berechnet eine Wegentfernungseinheit durch Zählen der Impulsanzahl eines Signalsimpulses, das in Abhängigkeit von der Radumdrehung erzeugt wird, und gibt die Wegentfernungseinheit als Entfernungsdaten S_D an die später beschriebene Zentraleinheit (CPU) 6 über eine später beschriebene Busverbindung 9 aus. Der GPS-Empfänger 3 empfängt elektrische Wellen, die von GPS-Satelliten ausgestrahlt werden, zwecks Bereitstellung von GPS-wegerfassungsdaten ebenso wie absoluten Drehwinkeldaten, die die Fahrtrichtung des Fahrzeuges anzeigen.
Die Systemsteuerung 4 hat die Verantwortung für die Steuerung des gesamten Navigationssystems auf der Basis relativer Drehwinkeldaten, Winkelbeschleunigungsdaten, Wegentfernungsdaten, GPS-Wegerfassungsdaten und absoluten Drehwinkeldaten.
Schließlich erlaubt die Eingabeeinrichtung 10, die beispielsweise als Fernbedienungsblock ausgebildet ist, dem Benutzer die Eingabe von verschiedenen notwendigen Daten. Un ter der Kontrolle der Systemsteuerung 4 liest das CD-ROM-Laufwerk 11 von der CD-ROM-Disc DK eine Vielzahl von Daten aus, die Straßendaten betreffen, einschließlich der Zahl von Fahrspuren und der Straßenbreite, und gibt diese Daten aus.
Ebenfalls unter Kontrolle der Systemsteuerung 4 zeigt die Anzeige 12 verschiedene Anzeigedaten an, die eingegeben wurden. Ebenso gibt die Klangwiedergabeeinrichtung 17 unter Kontrolle der Systemsteuerung 4 verschiedene Klangdaten wieder, die eingegeben wurden, und erzeugt ebenso hierzu entsprechende Stimmnachrichten.
Die Systemsteuerung 4 ist mit einer Schnittstelle 5, einer Zentraleinheit (CPU) 6, einem ROM (Nur-Lesespeicher) 7 und einem RAM (Direktzugriffspeicher) 8 ausgestattet.
Eine Busverbindung 9 verbindet die Eingabeeinheit 10, das CD-ROM-Laufwerk 11, die Anzeigeeinheit 12, und die Klangwiedergabeeinheit 17 jeweils miteinander. Die Schnittstelle 5 ist so angeordnet, um eine Schnittstellenoperation mit externen Sensoren, wie beispielsweise dem GPS-Empfänger 3, auszuführen. Die Zentraleinheit (CPU) 6 ist so angeordnet, um die gesamte Systemsteuerung 4 zu steuern. Darüberhinaus speichert der Nur-Lesespeicher (ROM) 7 Daten einschließlich Steuerungsprogrammdaten zur Steuerung der Systemsteuerung 4. Der Direktzugriffspeicher (RAM) 8 besitzt einen nicht dar gestellten, nicht flüchtigen Speicher und speichert in lesbarem Zustand verschiedene Daten einschließlich Streckendaten, die durch Nutzer durch die Eingabeeinrichtung 10 voreingestellt wurden.
Die Anzeigeeinrichtung 12 ist mit einem Grafik-Controller 13, einem Pufferspeicher 14, einer Anzeigesteuerung 15 und einer Anzeige 16 ausgerüstet. Unter diesen steuert der Grafik-Controller 13 die gesamte Anzeigeeinheit 12 basierend auf Steuerungsdaten, die von der Zentraleinheit (CPU) 6 über die Busverbindung 9 bereitgestellt werden. Der Pufferspeicher 14 besteht aus einem Speicher, wie einem Videodirektzugriffspeicher (VideoRAM), der zeitweilig Videoinformationen speichert, die in Echtzeit dargestellt werden. Auf der Grundlage der von dem Grafik-Controller 13 bereitgestellten Videodaten steuert der Display-Controller 15 die Arbeitsweise des Displays 16, das aus einer Flüssigkristalloder CRT (Bildröhre)-Anzeige gebildet ist.
Die Klangwiedergabeeinheit 17 weist einen Digital/Analog-Umwandler 18, einen Verstärker 19, und einen Lautsprecher 20 auf. Der Digital/Analog-Umwandler 18 führt die Digital-zu-Analog-Umwandlung von digitalen Audiodaten durch, die von dem CD-ROM-Laufwerk 11 oder dem Direktzugriffspeicher 18 über die Busverbindung 9 geliefert werden. Der Verstärker 19 verstärkt ein analoges Audiosignal, das von dem Digital/Ana log-Umwandler 18 ausgegeben wird. Der Lautsprecher 20 wandelt das verstärkte Audioanalogsignal in Sprachnachrichten um.
In der obigen Anordnung werden die Entfernungsdaten S_D von dem Wegentfernungssensor 2 an die Zentraleinheit (CPU) 6 bereitgestellt. Im Gegenteil hierzu werden von der Zentraleinheit (CPU) 6 Winkelgeschwindigkeitsdaten an den Wegentfernungssensor 2 bereit gestellt, die von der Zentraleinheit (CPU) 6 errechnet werden auf der Basis der GPS-Positionserfassungsdaten, die von dem GPS-Sensor 3 erhalten werden, und ein Direktzugriffspeicher(RHM)-Schaltsignal S_C zum Umschalten von einem zu einem anderen oder zu einer Vielzahl von Ausgangssignalen aus einer Vielzahl von RAM's, angeordnet in dem später erläuterten Wegentfernungssensor 2 basierend auf wechselnden Informationen, die von der Eingabeeinheit 10 bereit gestellt werden.
Als nächstes wird nun die Anordnung des Wegentfernungssensors 2 entsprechend der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 2 erläutert.
Wie in 2 dargestellt, ist der Wegentfernungssensor 2 ausgestattet mit einem Höher-Pulszahl LPF 30, einem Nieder-Pulszahl LPF 31, Schaltern 32 und 33, einer Unterzentraleinheit (Sub-CPU) 34 und Direktzugriffspeichern (RAM) 35 und 36. Die LPF 30 und 32 sind platziert um Geräusche von dem Impulssignal S_P zu entfernen, die aus der Drehung der Radachsen eines Automobiles herrühren, in das das Fahrzeugnavigationssystem S eingebaut ist. Das Höher-Pulszahl LPF 30 entfernt Geräusche in einem Radiofrequenzband des Impulssignals S_P in Fällen, in denen die Zahl der Impulse des Impulssignals S_P pro Drehung der Radachse höher ist als ein bestimmter Wert, während das Nieder-Pulszahl LPF 31 Geräusche in einem Radiofrequenzband des Impulssignals S_P entfernt, in Fällen in denen die Zahl der Impulse des Impulssignals S_P pro Drehung der Radachse niedriger als ein vorherbestimmter Wert ist. Beide Schalter 32 und 33 schalten von einem zum anderen zwischen dem Höher- und Nieder-Pulszahl LPF 30 und 31 in Reaktion auf ein Schaltkontrollsignal S_SW das von der Unterzentraleinheit (Sub-CPU) 34 geliefert wird. Die Unterzentraleinheit (Sub-CPU) 34 steuert nicht allein den gesamten Wegentfernungssensor 2, sondern versorgt auch die Zentraleinheit (CPU) 6 mit den Entfernungsdaten S_D durch Verarbeitung nach einem später beschriebenen Ablaufdiagramm-Erfordernis durch das Handling der GPS-Geschwindigkeitsdaten S_G und das RAM-Umschaltsignal S_C, die beide von der Zentraleinheit (CPU) 6 geliefert werden. Der Direktzugriffspeicher (RAM) 35 ist ausgestattet, um temporär die Wegentfernungseinheit für Sommerreifen zu speichern und auszugeben. Darüberhinaus ist der Direktzugriffspeicher 36 ausgerüstet, um temporär die Wegentfernungseinheit für Winterreifen zu spei chern und auszugeben. Ergänzend beinhaltet die Unterzentraleinheit (Sub-CPU) 34 ein Zählwerk 34c zum Zählen der aktualisierten Zahl der Wegentfernungseinheit.
[2] Betrieb
Der Betrieb des Fahrzeugnavigationssystem S wird nachstehend beschrieben.
Der Betrieb, dargestellt durch jedes der nachfolgenden Ablaufschemata hauptsächlich ausgeführt von der Unterzentraleinheit (Sub-CPU) 34 und der Zentraleinheit (CPU) 6, wird als Teil eines Hauptnavigationsprogramms ausgeführt, um das gesamte Fahrzeugnavigationssyttem S zu steuern, um die Navigationsarbeit zu erledigen. Dementsprechend wird die Arbeitsweise in Übereinstimmung mit den Ablaufdiagrammen des Ausführungsbeispiels während der Ausführung des Hauptnavigationsprogramms kontinuierlich ausgeführt.
Programme entsprechend den Anlaufdiagrammen in dem vorgenannten Ausführungsbeispiel sind als Steuerungsprogramm in einem Nur-Lesespeicher (ROM, nicht dargestellt) vorab gespeichert, der in dem Nur-Lesespeicher (ROM) 7 oder in der Unterzentraleinheit (Sub-CPU) angeordnet ist und auf Anforderung ausgelesen wird.
Bevor die Berechnung der Wegentfernung entsprechend 3 ausgeführt wird, wird ergänzend durch die Eingabeeinrichtung 10 eine Information eingegeben, die darstellt, dass ein Fahrzeug, in das das Fahrzeugnavigationssystem S eingebaut ist, mit Sommer- oder Winterreifen ausgerüstet ist, wobei dies in einen Direktzugriffspeicher (RAM) gespeichert wird, der in der Unterzentraleinheit (Sub-CPU) 34 (nicht dargestellt) platziert ist.
Zunächst wird der gesamte Ablauf der Berechnung der Wegentfernung unter Benutzung des Ablaufdiagramms, dargestellt in 3, beschrieben. Der Vorgang gemäß 3 wird regelmäßig beispielsweise mit einer Häufigkeit von einem Mal pro ungefähr einer Sekunde ausgeführt. Im Ergebnis wird die Wegentfernung berechnet und ausgegeben als Entfernungsangabe S_D.
Wie in 3 dargestellt, wird das Zählwerk 34c während des Laufs der Berechnung der Wegentfernung inizialisiert, wenn der Zündschalter des Fahrzeuges eingeschaltet wird; insbesondere wird der Zähler auf "0" gesetzt (Schritt S1). Nach Inizialisierung des Schrittes S1 fährt der Ablauf fort mit einer konvergenten Wegentfernungseinheit-Schaltroutine (Schritt S2). Die Schaltroutine gemäß Schritt S2 ist gebildet aus einer Reihe von Schritten zum selektiven Schalten, in Reaktion auf ein Direktzugriffsspeicher (RAM)-Schaltsignal S_C das von der Zentraleinheit (CPU) 6 geliefert wird, zwischen einer Wegentfernungseinheit entsprechend den Sommerreifen und gespeichert in dem Direktzugriffspeicher (RAM) 35 in einem Zustand, dass sie vorherberechnet sind und sich einem Bereich von Richtwerten annähern, und einer Wegentfernungseinheit entsprechend zu den Winterreifen und gespeichert in dem Direktzugriffspeicher 36 in einem Zustand, dass sie vorherberechnet sind und in einem Bereich von Richtwerten sich bewegen. Ein detaillierter Ablauf in der Wegentfernungseinhei-Schaltroutine S2 und die Annäherungsoperation der Wegentfernungseinheit werden später beschrieben.
Nach Abschluss der Wegentfernungseinheit Schaltroutine in Schritt S2 wird unterschieden, ob der Stand des Zählwerks 34c nun "0" ist oder nicht (Schritt S3). Wenn der Zählerstand nicht "0" ist (Schritt S3, NEIN), wird die Wegentfernung zu dieser Zeit berechnet durch Multiplikation des wertes der neuesten Wegentfernungseinheit mit der Zahl von Impulsen aus dem Impulssignal S_P zu der Meßzeit (Schritt S4). Der berechnete Wert wird über die Busverbindung 9 an die Zentraleinheit (CPU) 6 geliefert als Entfernungswert S_D. Dann geht der Ablauf mit Schritt S5 weiter. In Fällen, in denen ein logischer Zustand des Rückwärtsbewegungssignals einen Wert erreicht, der nach einer automatischen Vorwärts-/Rückwärtsbewegungslogik-Unterscheidungsroutine in dem später beschriebenen Schritt S10 bedeutet, dass das Kraftfahrzeug sich in einer Rückwärtsbewegung befindet, wird in Schritt 4 die in einer solchen Situation berechnete Wegentfernung von der Aufrechnung ausgeschlossen.
Im Ablauf des Schrittes S3, wenn der Zähler des Zählwerks 34c auf "0" steht (Schritt S3, JA), basierend auf der Anwesenheit oder Abwesenheit des Impulssignals S_P oder basierend auf der GPS-Geschwindigkeit, geliefert von der Zentraleinheit (CPU) 6, wird festgestellt, ob das Kraftfahrzeug angehalten wurde (Schritt S5). Wenn das Fahrzeug nicht angehalten wurde (Schritt S5, NEIN), wird der Schritt S6 ausgeführt. Wenn das Kraftfahrzeug angehalten wurde (Schritt S5, JA), kehrt der Ablauf andererseits zu dem Hauptnavigationsprogramm zurück.
Wenn bei der Unterscheidung nach der Schritt S5 festgestellt wird, dass das Kraftfahrzeug in Bewegung ist, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S6, wo auf der Basis der von der Zentraleinheit (CPU) 6 gelieferten GPS-Geschwindigkeitsdaten S_G unterschieden wird, dass die Geschwindigkeit, berechnet unter Einsatz von wegerfassenden elektrischen Wellen (nachstehend als "GPS-Geschwindigkeit" bezeichnet), sich innerhalb eines Geschwindigkeitsbereichs befindet, die als eine vorausbestimmte gleichbleibende Geschwindigkeit ausgegeben werden kann.
Insbesondere werden vier aufeinanderfolgende GPS-Geschwin digkeiten in einem Zwischenspeicher (nicht dargestellt) in der Unterzentraleinheit (Sub-CPU) 34 gespeichert, Geschwindigkeitsunterschiede für jedes aller möglichen Paare von zwei GPS-Geschwindigkeiten der vier GPS-Geschwindigkeiten werden berechnet, und es wird unterschieden, ob sich alle Unterschiede innerhalb eines Bereichs von Geschwindigkeiten bewegen, die als eine vorherbestimmte gleichbleibende Geschwindigkeit angesehen werden können, oder nicht. Der vorgenannte Geschwindigkeitsbereich wird eingesetzt entsprechend der Zahl n des Zählwerks 34c (d.h. der Berechnungs-Zahl der Wegentfernungseinheit), beispielsweise wie in der rechten Spalte der Tabelle in 5 dargestellt.
Wie man sieht, steigt die Genauigkeit der Wegentfernungseinheit mit dem Ansteigen der Zahl an, und der Geschwindigkeitsbereich, angesehen als eine gleichbleibende Geschwindigkeit, verengt sich.
Falls die GPS-Geschwindigkeiten sich nicht innerhalb des Geschwindigkeitsbereiches befinden, die als eine gleichbleibende Geschwindigkeit angesehen werden (Schritt S6, NEIN), kehrt der Ablauf zu dem des Ablaufs von Schritt S2 ohne Aktualisierung der Wegentfernungseinheit zurück, während, wenn sich die GPS-Geschwindigkeit innerhalb des oben genannten Geschwindigkeitsbereichs befindet (Schritt S6, JA), weiter unterschieden wird, ob die Zahl der Impulse pro Zeiteinheit (beispielsweise eine Sekunde) des Impulssignals S_P sich innerhalb einer Zahl von Impulsen befindet, die als eine vorherbestimmte gleichbleibende Geschwindigkeit angesehen werden kann (Schritt S7).
Im Einzelnen wird in ähnlicher Weise wie im Fall der an die GPS-Geschwindigkeit nach Schritt S6, die Zahl von vier aufeinanderfolgenden Impulsen pro Zeiteinheit in einem Puffer in der Unterzentraleinheit (Sub-CPU) 34 gehalten, Abweichungen bei den Impulszahlen für jede von allen möglichen Paaren von zwei Impulszahlen pro Zeiteinheit ausgewählt, aus den vier Impulszahlen, werden berechnet, und es wird unterschieden, ob alle die Unterschiede sich innerhalb eines Bereichs von Impulszahlen befinden, die als eine vorherbestimmte gleichbleibende Geschwindigkeit angesehen werden können, oder nicht. Der vorgenannte Bereich von Impulszahlen wird entsprechend in den Zähler n des Zählwerks 34c gesetzt, wie sich beispielhaft aus der linken Spalte der Tabelle in 5 ersehen lässt. Wie ersichtlich, steigt die Genauigkeit der Wegentfernungseinheit mit einer ansteigenden Anzahl an, und der Bereich der Impulszahlen wird schmaler. Wenn die Impulszahlen sich nicht innerhalb des Impulszahlbereiches befinden, der als eine gleichbleibende Geschwindigkeit angesehen wird (Schritt S7, NEIN), wird die Wegentfernungseinheit nicht aktualisiert und der Ablauf kehrt zu Schritt S2 zurück. Falls hingegen die Impulszahl sich inner halb des vorgenannten Impulszahlbereiches bewegt (Schritt S7, JA), zeigt dies, dass die beiden Bewegungsgeschwindigkeiten, sowohl in dem allein operierenden (Stand-Alone) Wegerfassungssystem, das auf der Basis des Impulssignals S_P berechnet wurde, wie auch die GPS-Geschwindigkeit, beide gleichbleibend sind. Dieser Zustand gleichbleibender Geschwindigkeit entspricht dem gleichbleibenden Geschwindigkeitsbereich, so wie er grafisch in 4 dargestellt ist. In dem gleichbleibenden Geschwindigkeitsbereich ist berücksichtigt, dass kein Einfluss durch den Zeitunterschied zwischen dem Berechnungstakt der GPS-Geschwindigkeit und dem Berechnungstakt der Bewegungsgeschwindigkeiten in dem allein operierenden (Stand-Alone) Wegerfassungssystem besteht.
Wenn die Bedingungen, wie in den Schritten S6 und S7 eingestellt, zufriedenstellend sind, teilt die Unterzentraleinheit (Sub-CPU) 34 die GPS-Geschwindigkeit durch die Impulszahl pro Zeiteinheit (1 Sekunde) des Impulssignals S_P, wodurch sie die Wegentfernungseinheit berechnet (Schritt S8). Anschließend wird unterschieden, ob der Zähler des Zählwerks 34c "1" ist oder nicht (Schritt S9). Wenn das Unterscheidungsergebnis "1" ist (Schritt S9, JA), wird es so angesehen, als dass das Fahrzeug sich in einem extrem frühen Bewegungszustand befindet, so wie beispielsweise nach der Abfahrt. In diesem Fall wird, wie später beschrieben, die automatische Vorwärts-/Rückwärtsbewegungslogik-Unterschei dungsroutine (Schritt S 10) ausgeführt, und dann geht der Ablauf weiter zu Schritt S11. Die automatische Vorwärts-/ Rückwärtsbewegungslogik-Unterscheidungsroutine nach Schritt S10 wird benutzt, um zu verhindern, dass Wegentfernungen bei Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges zu der durchgängigen Bewegungsentfernung hinzugerechnet werden, die während der Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges erzielt wurde. Um dies zu gewährleisten, wird der logische Zustand des Rückwärtssignals unter der Vorwärtsbewegung gespeichert, und das Rückwärtsbewegungssignal wird während der Berechnung der Wegentfernung, wie in 3 dargestellt, überwacht. Im Schritt zur Berechnung der Wegentfernung (Schritt S4), wenn ein logischer Zustand anders als der logische Zustand des Rückwärtsbewegungssignals, der während der Vorwärtsbewegung gefordert wird, gefunden wird, wird festgestellt, dass das Kraftfahrzeug sich in der Rückwärtsbewegung befindet. In diesem Fall wird die berechnete Wegentfernung von einer Addition zu dem integrierten Wert ausgeschlossen. Die vorgenannte Unterscheidungsroutine wird ausgeführt, wenn der Zähler n "1" beträgt, da es gewünscht ist, die logischen Zustände bei Rückwärtsbewegung bereits in einem frühestmöglichen Stadium der Bewegung während der Berechnung der Wegentfernung festzustellen. Die vorgenannte Unterscheidungsroutine wird später näher erläutert.
Bei der Unterscheidung nach Schritt S9, wenn der Zählerstand n nicht "1" ist (Schritt S9, NEIN), schreitet der Ablauf zu Schritt S11 weiter, wo unterschieden wird, ob der Zähler n gleich "1" oder "a" ist. Der Zählerstand "a" ist ein Wert einer aktualisierten Zahl, mit der ein Fehler in der Wegentfernungseinheit ungefähr "0" oder darüber sein kann. (Mit anderen Worten: Der Zählerstand "a" wird interpretiert als die aktualisierte Zahl einer Wegentfernungseinheit, mit der festgestellt werden kann, dass die Wegentfernungseinheit voll konvergiert). Der praktische Wert des Zählers "a" beträgt beispielsweise "150".
Bei der Unterscheidung nach Schritt S11, wenn der Zähler n gleich "1" oder "a" (Schritt S11, JA) ist, wird der Ablauf gemäß Schritt S12 ausgeführt, indem die neueste Wegentfernungseinheit in dem Direktzugriffspeicher (RAM) 35 oder 36 gespeichert wird, woraufhin Schritt S13 folgt.
Bei Ablauf des Schrittes S12, im Fall, dass ein Fahrzeug während des Durchlaufens des Ablaufs der Berechnung der Bewegungsentfernung, dargestellt in 3, mit Sommerreifen ausgerüstet ist und eine dementsprechende Information bezüglich dieser Ausrüstung in das System eingegeben ist, wird die Wegentfernungseinheit, die in Schritt S4 aktualisiert wurde, in dem Dirketzugriffspeicher (RAM) 35 gespeichert, während für den Fall, dass das Fahrzeug mit Winterreifen ausgerüstet ist und eine diesbezügliche Information bezüg lich der Ausrüstung in das System eingegeben ist, die aktualisierte Wegentfernungseinheit in dem Direktzugriffspeicher (RAM) 36 gespeichert wird. Der Grund dafür, dass die aktualisierte Wegentfernung in dem Direktzugriffspeicher (RAM) 35 oder 36 für den Fall gespeichert ist, dass der Zähler qn "1" beträgt, liegt darin begründet, dass für letztgezählten Zähler n (Zähler n mehr als 1) eine Berechnung der Wegentfernung basierend auf der anfangs berechneten und gespeicherten Wegentfernungseinheit notwendig ist. Der Grund dafür, dass die Speicherung in dem Direktzugriffspeicher RAM 35 oder 36 in dem Fall ausgeführt wird, dass der Zähler n "a" beträgt, resultiert aus der Tatsache, dass die Speicherung erfolgen sollte, nachdem die Genauigkeit in der Wegentfernungseinheit genügend erhöht worden ist.
Bei Unterscheidung nach Schritt S11, ob der Zähler n "1" oder "a" beträgt (Schritt S11, NEIN), wird der Ablauf des Schrittes S13 durchgeführt, indem unterschieden wird, ob der Zähler n "a" ist oder nicht. Falls der Zähler N "a" ist (Schritt S13, JA), schreitet der Ablauf zu Schritt S14 fort, indem eine später dargestellte automatische Geräuschfilterroutine ausgeführt wird. Danach geht der Ablauf weiter mit Schritt S15. Die automatische Geräuschfilter-Schaltroutine nach Schritt 14 ist ein Vorgang, der gebraucht wird, um die Anzahl von Impulszahlen pro Drehung einer Fahrzeugachse auf der Basis der neuesten Wegentfernungseinheit und Umschaltung zwischen der höheren Pulszahl LPF 30 und niedrigeren Pulszahl LPF 31 festzustellen. Diese Schaltroutine wird ausgeführt im Fall, dass der Zähler n "a" beträgt, da der Prozess nach Schritt S14 ausgeführt werden sollte, wenn festgestellt wurde, dass die Genauigkeit in der Wegentfernungseinheit genügend erhöht wurde, um alternativ die Höher-Pulszahl LPF 30 oder die Nieder-Pulszahl LPF 31 in Übereinstimmung mit einer Frequenzdifferenz zwischen den beiden Filtern 30 und 31 auszuwählen. Diese Schaltroutine wird später genauer erläutert.
Falls der Zähler n bei der Unterscheidung gemäß Schritt S13 (Schritt S13, NEIN) nicht "a" ist, wird dann in Schritt 15 festgestellt, ob der Zähler n "a" oder mehr ist. Falls der Zähler n "a" oder mehr beträgt (Schritt S15, JA) werden die Schritte S16 und S17 als eine automatische Wegentfernungseinheit für jede Feststellungsroutine ausgeführt. Das Ziel dieser Feststellungsroutine in Schritten S16 und S17 ist zu verhindern, dass die Genauigkeit der Wegentfernungseinheit vermindert wird, auch wenn spezielle Fälle, wie die Anbringung von Ketten auf die Räder des Kraftfahrzeuges oder ein Rutschen des Fahrzeuges, geschehen. wenn die vorgenannte Aktualisierung der Wegentfernungseinheit ohne irgendeine Messung in Gang gehalten wurde, wenn solche einzelnen Fälle geschehen, werden temporäre Veränderungen in der Wegentfernungseinheit aufgrund Kettenanbringung, Rutschen oder der gleichen wiedergegeben als Einfluss auf die Aktualisierung der Wegentfernungseinheit, resultierend in einer geringeren Genauigkeit der Wegentfernungseinheit. Das Ziel der Ausführung der automatischen Wegentfernungseinheits-Fehlerfeststellungsroutine in dem Fall, dass der Zähler n "a" oder mehr beträgt, ist darüber hinaus, den Fehler festzustellen, wenn geprüft wurde, dass die Genauigkeit in der Wegentfernungseinheit genügend erhöht wurde um die Fehlererkennung zu vollziehen.
Um genau zu sein, in der automatischen Wegentfernungseinheits-Fehlerfeststellungsroutine, bewertet in Schritt S16, besteht ein Fehler zwischen der Wegentfernungseinheit entsprechend dem Zähler n zu dieser Zeit und der Wegentfernungseinheit entsprechend dem Zähler n – 1 in der vorhergegangenen Zeit (n: Zähler zu dieser Zeit, d.h. laufender Zähler). Danach wird die Größe des Fehlers abgeschätzt (Schritt S17). Wenn der Fehler groß ist (in der Praxis, beispielsweise, wenn der Fehler über 3 % liegt, Schritt S17, JA), wird angenommen, dass spezielle Fälle, wie das Aufziehen von Ketten oder ein Rutschen, stattgefunden haben. In solchen Fällen wird die Aktualisierung der Wegentfernungseinheit verhindert und der Ablauf kehrt zu Schritt S2 zurück.
Im Gegensatz hierzu, wenn der Fehler nicht groß ist (prak tisch, beispielsweise wenn der Fehler 3 % oder weniger beträgt) (Schritt S17, NEIN) geht der Ablauf weiter zu Schritt S18 um den Wert der Wegentfernungseinheit zu aktualisieren.
Auf der anderen Seite, wenn der Zähler n weniger als "a" in der Messung nach Schritt S15 beträgt, wird der Ablauf von Schritt S18 ausgeführt, wobei der in dem Puffer der Unterzentraleinheit (Sub-CPU) 34 gespeicherte Wegentfernungseinheit mit dem in Schritt S8 berechneten Wert aktualisiert wird. Nach dieser Aktualisierung erhöht das Zählwerk 34 seinen Zähler um "1" (Schritt S19). In Übereinstimmung der Überprüfung der Genauigkeit mit der beim nächsten Mal durch die Schritte S6 – S8 berechneten Wegentfernungseinheit werden, in bezug mit dem Anstieg des Zählers in dem Zählwerk 34c, die Bedingungen für die Berechnung der Wegentfernungseinheit beim nächsten Mal (Schritte S6 – S8) geändert (Schritt S20). Genauer wird der Geschwindigkeitsbereich, der bei einer gleichbleibenden Geschwindigkeit beachtet wird, der eine gleichbleibende Geschwindigkeitsbedingung (Schritt S6) für die GPS-Geschwindigkeit darstellt, begrenzt durch eine vorherbestimmte Anzahl (beispielsweise 0,1 km/h, siehe 5).
Darüberhinaus wird der Bereich von Impulszahlen, die als gleichbleibende Geschwindigkeit angesehen werden, was eine gleichbleibende Geschwindigkeitsbedingung (Schritt S7) für das Impulssignal S_P darstellt, ebenfalls durch eine vorherbestimmte Zahl begrenzt (beispielsweise vermindert um einen Impuls, siehe 5) (Schritt S21).
5 zeigt Abwandlungen bei den gleichbleibenden Geschwindigkeitsbedingungen für beide, sowohl die GPS-Geschwindigkeiten und das Impulssignal S_P, die Bedingungen die allmählich genauer gemacht wurden, während der Zähler des Zählwerks 34c ansteigt, durch den Ablauf der Schritte S20 und S21. Der Grund dafür, dass beide gleichbleibenden Geschwindigkeitsbedingungen allmählich durch die Schritte S 20 und S21 strenger gemacht wurden, liegt darin, den Zeitabstand zu vermindern, um zu einem frühen Zeitpunkt die Wegentfernungseinheit zu erhalten. Falls nämlich die Bedingungen bereits in dem Anfangsbereich des Ablaufs streng gestaltet werden, nimmt nämlich die Berechnung der Entfernungsdaten S_D einen vergleichsweise langen Zeitraum ein, in dem die Distanzdaten S_D nicht verfügbar sind.
Nachdem die beiden gleichbleibenden Geschwindigkeitsbedingungen zurückgesetzt wurden, kehrt der Ablauf zu Schritt S2 zurück.
Als nächstes wird die Wegentfernungseinheitsumschaltroutine die in Schritt S2 ausgeführt wird, im Einzelnen mit Bezug zu dem in 6 dargestellten Ablaufdiagramm erläutert.
wie in 6 dargestellt, wird in dieser Routine als erstes unterschieden, ob ein Umschaltkommando für die Wegentfernungseinheit von der Eingabeeinrichtung 10 verlangt wird oder nicht (Schritt S30). Ein Nutzer gibt das vorgenannte Umschaltkommando durch die Eingabeeinrichtung 10 ein, wenn er Sommerreifen gegen Winterreifen getauscht hat und umgekehrt. Wenn das Umschaltkommando eingegeben wurde übergibt die Zentraleinheit (CPU) 6 das Direktzugriffspeicher (RAM)-Umschaltsignal S_C an die Unterzentraleinheit (Sub-CPU) 34. Wenn das Umschaltkommando durch das Direktzugriffspeicher (RAM)-Umschaltsignal S_C von der Zentraleinheit (CPU) 6 erkannt wurde (Schritt S30, JA), gibt die Unterzentraleinheit (Sub-CPU) 34 die Wegentfernungseinheit S "0" an die Direktzugriffsspeicher (RAM) 35 und 36 aus und speichert diese darin, wobei diese Daten die laufend aktualisierte Wegentfernungseinheit anzeigen (Schritt S31).
Danach liest die Unterzentraleinheit 34 aus der entsprechenden Direktzugriffspeichern 35 oder 36 die Wegentfernungseinheitsdaten S0 aus, die die laufende Wegentfernungseinheit korrespondierend zu Sommer- oder Winterreifen, bestimmt durch das Auswahlkommando (Schritt S32), anzeigen. Nach diesem Auslesen kehrt der Ablauf zu dem Schritt in 3 zurück.
Wenn andererseits die Wegentfernungsumschaltanforderung in dem Ablauf des Schrittes S30 nicht gefordert ist (Schritt S30, NEIN), kehrt der Ablauf zu dem Schritt in 3 zurück, ohne Umschalten der Wegentfernungseinheit.
In einem sehr frühen Stadium, in dem die Wegentfernungseinheitsdaten S0, die anzeigen, ob eine Wegentfernungseinheit noch nicht in einem der beiden Direktzugriffsspeicher 35 oder 36 gespeichert wurden, wird die Wegentfernungseinheit, entweder mit Winter- oder Sommerreifen, in einem der beiden Direktzugriffspeicher RAM 35 und 36 gespeichert.
Wenn andere Reifen, als die Reifen, die mit der Wegentfernungseinheit korrespondierend gespeichert sind, auf das Fahrzeug aufgezogen werden, wird die Wegentfernungseinheit, die zu diesem Zeitpunkt gespeichert oder aktualisiert wurde, in die Direktzugriffspeicher 35 oder 36 entsprechend zu den aufgezogenen Reifen gespeichert.
Als nächstes wird nun die automatische Vorwärts-/Rückwärtsbewegungslogikfeststellungsroutine, die in Schritt S10 ausgeführt wird, mit Bezug auf ein Ablaufdiagramm in 7a näher erläutert.
Diese Untersuchungsroutine wird ausgelöst durch die Feststellung des Zählers n = "1" (Schritt S9, JA). Wie in 7a dargestellt wird in Antwort auf die Auslösung festge stellt, dass der laufende logische Zustand des Rückwärtsbewegungssignals "H" oder "L" ist (Schritt S40). Dieses Untersuchungsergebnis wird in den Direktzuqriffspeicher (RAM) in der Unterzentraleinheit (CPU) 34 gespeichert und der Ablauf kehrt zu dem Ablauf in 3 zurück. Da eine Reihe von Abläufen in 3 für gewöhnlich unter Vorwärtsbewegung ausgeführt werden, korrespondiert ein logischer Zustand des Rückwärtsbewegungssignals, das in der Untersuchungsroutine gespeichert wurde, zu einem logischen Zustand des Rückwärtsbewegungssignals unter Vorwärtsbewegung und drückt diesen aus.
Dementsprechend wird bei der Berechnung der Wegentfernung für den Zähler n von "2" oder mehr, wenn der logische Zustand des Rückwärtssignals nicht in Übereinstimmung mit einem logischen Zustand, festgestellt in Schritt S40, ist, die unter einer solchen Bedingung errechnete Wegentfernung nicht zu der Integration all dieser Wegentfernungen hinzugefügt. Mit Blick auf eine ansteigende Genauigkeit in der Feststellung des logischen Zustands des Rückwärtsbewegungssignals in der Untersuchungsroutine wird der Wert einer gleichbleibenden Geschwindigkeit (dargestellt durch "X" in 4), benutzt für die Unterscheidung mit den gleichbleibenden Geschwindigkeitsbedingungen in Schritten S6 und S7, auf einen Wert gesetzt, der unter Rückwärtsbewegung aktuell unmöglich ist (beispielsweise 30 km/h).
Als nächstes wird mit Bezug auf ein Ablaufdiagramm der 7b eine automatische Geräuschfilterumschaltroutine nach Schritt S14 näher erläutert.
Dieser automatische Geräuschfilterumschaltroutine startet in Reaktion darauf, dass der Zähler n als "a" steht (Schritt S13, JA).
Wie in 7b dargestellt, wird die Zahl der neuesten Wegentfernungseinheit bestimmt (Schritt S45) und entsprechend der Beurteilungsmenge wird die Höher-Pulszahl LPF 30 und die Nieder-Pulszahl LPF 31 durch Umschalten der Schalter 32 oder 33 abwechselnd ausgewählt, unter Gebrauch des Schaltsteuersignals S_W, das von der Zentraleinheit (CPU) 34 geliefert wird (Schritt S46). Als Ergebnis dessen wird das Impulssignal S_P der so ausgewählten Höher-Pulszahl LPF 30 oder Nieder-Pulszahl LPF 31 angegeben, und Radiofrequenzgeräusche werden von dem Impulssignal S_P entfernt, um ein geräuschbefreites Signal S_P, zu erhalten, geliefert von dem Schalter 33 an die Unterzentraleinheit (Sub-CPU) 34.
In Schritt S46 ist ein praktischeres Beispiel ein solches, dass die niedrigere Pulszahl LPF 31 ausgewählt wird, wenn die Wegentfernungseinheit über 30 cm liegt (entsprechend zu weniger als annähernd 5 Impulsen der Impulszahl pro Radachsendrehung).
Wie vorstehend beschrieben erlaubt der Ablauf der Wegentfernungsberechnung entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach 3 der Wegentfernungseinheitsschaltroutine (Schritt S2) einer Mehrzahl von Wegentfernungseinheiten entsprechend eine Mehrzahl von Bewegungszuständen oder Konditionen zu speichern, eine Wegentfernungseinheit entsprechend einem Bewegungszustand auszuwählen, wenn ein Fahrzeug sich bewegt, und eine Wegentfernung in Übereinstimmung mit der ausgewählten Wegentfernungseinheit und der Zahl der Impulse zu erhalten. Dies ermöglicht die Berechnung von Wegentfernungen vorzugsweise anwendbar auf verschiedene Bewegungszustände.
Darüber hinaus wird die Wegentfernungseinheit in der automatischen Wegentferungseinheitsfeststellungsroutine (Schritte S16 und S17) nur aktualisisert, wenn der Fehler zwischen der Wegentfernungseinheit assoziert mit dem Zähler n zu dieser Zeit und dem Zähler n aus der vorangegangenen Zeit innerhalb einer vorherbestimmten Bandbreite (beispielsweise 3 %) liegt, und die Wegentfernung wird dann abgeleitet aus der aktuellen Wegentfernungseinheit und der Zahl der Impulse. Namentlich in Fällen, in denen erhebliche Fehler aufgrund beispielsweise Veränderungen im Bewegungszustand des Fahrzeuges, das der Fahrer eben bedient, (entsprechend Schritt S17, JA) existieren, wird die Wegentfernungseinheit nicht aktualisiert. Dies kann große Fehler in der Wegentfernungseinheit vermeiden, und kann weiterhin vermeiden, dass die großen Fehler bei der Berechnung von Wegentfernungen sich auswirken.
Zur Ausführung der automatischen Vorwärts-/Rückwärtslogischen Untersuchungsroutine (Schritt S10) wurde der logische Zustand des Rückwärtsbewegungssignals weiter darüber hinaus vorab festgestellt unter der Bedingung, dass ein Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von mehr als 30 km/h oder mehr fährt. Eine effektive Berechnung der Wegentfernung ist in einer solchen Art und Weise ausgeführt, dass die Wegentfernung, die erhalten wird, wenn der logische Zustand des Rückwärtsbewegungssignals von dem für eine Vorwärtsbewegung erforderlichen logischen Zustand abweicht, nicht in die Berechnung einbezogen wird. Dies kann vermeiden, dass die Wegentfernung unter Rückwärtsbewegung in die Wegentfernung unter Vorwärtsbewegung einbezogen wird, wodurch eine Berechnung der genauen Kraftfahrzeugwegentfernung ermöglicht wird.
Noch weiter wird unter Anwendung der automatischen Geräuschfilter-Schaltroutine (Schritt S14) die notwendige Höher-Pulszahl LPF 30 oder Nieder-Pulszahl LPF 31 abwechselnd ausgewählt, um Radiofrequenz (RF) Geräusche von dem Impulssignal S_P zu entfernen und die Wegentfernung wird auf der Basis des RF-Geräusch-entfernten Impulssignals S_P und der Wegentfernungseinheit berechnet. Auf diese Weise ist der Einfluss des RF-Geräusches auf das Impulssignal S_P wirksam ausgelöscht um die Wegentfernung zu erhalten.
Obwohl das vorhergehende Ausführungsbeispiel nur zwei Arten von LPF's benutzt, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese LPF-Konfiguration beschränkt. Beispielsweise können drei oder mehr LPF's, deren Frequenzbänder das Impulssignal S_P berühren und unterschiedlich voneinander sind, miteinander arrangiert und in genaueren Umschaltzuständen in Antwort auf die Wegentfernungseinheit umgeschaltet werden.
[III] Modifikationen
Verschiedene Modifikationen des Fahrzeugnavigationssystems S zur Berechnung von Wegentfernungen entsprechend zu dem in den 3 – 7 dargestellten Ablauf sollen nun dargestellt werden.
A. Tripmeter/Tageskilometerfunktion
Zunächst wird eine Tageskilometerfunktion, eingebettet in das Fahrzeugnavigationssystem S, das von der vorbezeichneten Wegentfernung Gebrauch macht, auf der Basis der 8A bis 8C beschrieben.
Danach bedeutet die "Tageskilometerfunktion" eine Funktion zur Berechnung der gesamten Wegentfernung pro Tag.
Durch die Tageskilometerfunktion wird eine Wegentfernung im Prinzip wiederholt berechnet durch den Ablauf der 3 – 7 über einen Zeitraum zwischen der Zündschalterstellung "An" und "Aus" (praktisch ein ACC(Zusatz-)Schalter) an einem Tag, begrenzt durch eine Uhrfunktion der Zentraleinheit (CPU) 6, und die gesamte Wegentfernung an einem Tag wird erhalten durch Integration der wiederholt berechneten Wegentfernungen an dem einen Tag.
Die Tageskilometerfunktion wird nun für eine Vielzahl von Bewegungszuständen beschrieben.
(i)
Zündschalter ist "An" zu einem Datumseinstellungszeitpunkt – (l) (Bezug zur 8A):
In diesem Fall wird eine Zeit-periode, während der der Zündschlüssel ununterbrochen "An" gewesen ist als ein Tag angesehen, und die Wegentfernungen werden fortlaufend berechnet. Und die gesamte Wegentfernung an dem Tag wird durch Subtraktion erhalten, von der gesamten Wegungentfernung, die bislang integriert wurde, und der gesamten Wegentfernung, die zu einem Zeitpunkt erhalten wurde, als der Zündschlüssel letztmalig auf "An" gedreht wurde. Die resultierende Gesamtwegentfernung wird dann angezeigt.
Dementsprechend kann 8A durch eine Formel wie folgt zusammengefasst werden:
(Heutige Gesamtwegentfernung) = (Laufende Gesamtwegentfernung B) – (Gesamte Wegentfernung A mit ACC Schalter "An").
(ii)
Zündschalter ist "An" zu einem Datumeingabezeitmoment – (ll) (Bezug zur 8B):
In diesem Fall werden beide Daten, zu denen der Zündschlüssel "Aus" und wieder "Ein" geschaltet wurde, als dasselbe Datum angesehen, und die Wegentfernung wird durch Integration erzielt. Und die gesamte Wegentfernung wird durch Subtraktion erhalten, aus der Gesamtwegentfernung die bislang integriert wurde, die Gesamtwegentfernung erhalten zu einem Zeitmoment, als der Zündschlüssel zum letzten Mal "An" geschaltet wurde. Die Gesamtwegentfernung wird dann angezeigt.
Demgemäß kann 8B durch folgende Formel zusammengefasst werden:
(Heutige Gesamtwegentfernung) = (Laufende Gesamtwegentfernung B) – (Gesamte Wegentfernung A) mit ACC Schalter "An").
(iii)
Zündschalter ist "Aus" zu einem Datumszeitpunkt (Bezug zu 8C; dieser Fall basiert auf den vorangegangenen Prinzipien):
In diesem Fall ist die Integration der Wegentfernungen vervollständigt, wenn der Zündschlüssel "Aus" geschaltet ist, und die Gesamtwegentfernung an diesem Tag ist einmal berechnet. Die Integration der Gesamtwegentfernung des nächsten Tages ist begonnen zu einem Zeitpunkt, wenn der Zündschlüssel am nächsten Tag "An" geschaltet ist.
Und zwar ist die Gesamtwegentfernung am zweiten Tag in 8C wie folgt zusammengefasst:
(Heutige Gesamtwegentfernung) = (Laufende Wegentfernung B) – (Gesamte Wegentfernung S' mit ACC Schalter "An").
B. Benzinverbrauchsanzeigefunktion
Nun wird eine Benzinverbrauchsanzeigefunktion beschrieben, die dem Fahrzeugnavigationssystem S unter Aneignung der vorangegangenen Wegentfernungen hinzugefügt ist. Nachstehend bedeutet die "Benzinverbrauchsanzeigefunktion" eine Funktion, bei der ein wert der die Wegentfernung durch den verbrauchten gesamten Benzinvorrat (eingegeben durch die Einga beeinrichtung 10) teilt, angezeigt wird.
Unter der Arbeitsweise dieser Funktion wird prinzipiell ein Gesamtbenzinverbrauch erreicht durch Division einer laufenden Gesamtwegentfernung durch den verbrauchten Benzinvorrat.
Für den Benzinverbrauch bei jedem Benzin-Tanken, falls die letzte Benzinmenge eingegeben wurde, wird der Benzinverbrauch bei jedem Benzin-Tanken berechnet durch Division der nachgefüllten Benzinmenge durch die Wegentfernung die nach dem letzten Zeitpunkt des Benzin-Tankens berechnet wurde, und wird dann angezeigt. Hinsichtlich der nachgefüllten Benzinmenge in dieser Berechnung wird der letzte Wert unter der zu irgendeinem Zeitpunkt gespeicherten Benzinmenge von Benzinnachtankungen benutzt.
Ein anderes Beispiel betrifft die Korrektur von Benzinmengen, die bei vergangenen Benzinnachfüllungen eingefüllt wurden. Der Benzinverbrauch bei jedem Nachfüllen wird, in derselben Weise wie oben, berechnet durch Division der nachgefüllten Benzinmenge durch die Wegentfernung, berechnet nach dem letzten Zeitpunkt der Benzinnachfüllung, und wird dann angezeigt. Jedoch wird bei diesem Ablauf die Wegentfernung, die berechnet und in dem Direktzugriffspeicher (RAM) 8 bis zum letzten Zeitpunkt des Benzinnachfüllens gespeichert wurde, benutzt. Ebenso wie die Wegentfernung, die nach dem letzten Zeitpunkt des Bezinnachfüllens berechnet wurde, wird die korrigierte Benzinmenge ebenso benutzt wie die nachgefüllte Benzinmenge.
Wie vorstehend aufgeführt, ermöglicht die Bedienung des Tageskilometerzählers und der Benzinverbrauchsfunktion unter Einsatz der Wegentfernungen, die durch die Abläufe der 3 – 7 berechnet wurden, eine genaue Berechnung der Gesamtwegentfernung pro Tag und/oder des Benzinverbrauchs.
In Ergänzung zu den vorgenannten Abwandlungen ist ein anderes Beispiel vorgesehen, in dem eine vorteilhafte Geschwindigkeit pro Stunde eines Fahrzeuges erhalten wird durch Division der Wegentfernung berechnet für 30 Minuten durch die Abläufe der 3 – 7 durch das Zeitintervall (30 Minuten). Es ist verständlich, dass die durch die Abläufe der 3 – 7 errechneten Wegentfernungen bequem in eine weite Vielzahl von Daten aufbereitet werden können, die zum Fahren von Kraftfahrzeugen notwendig sind.
Darüberhinaus kann das Fahrzeugnavigationssystem der vorliegenden Erfindung auch auf Motorräder, Dreiräder und dgl. angewandt werden, obgleich das vorstehende Ausführungsbeispiel und die Abwandlungen hinsichtlich des Fahrzeugnavigationssystems S mit Blick auf Kraftfahrzeuge beschrieben worden ist.

Claims

Fahrzeugwegmeßverfahren, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Messen der Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit während der Bewegung; Unterscheidung, ob die gemessene Bewegungsgeschwindigkeit größer als eine vorgegebene spezifische Geschwindigkeit ist, oder nicht; Feststellung eines Werts eines Rückwärtsbewegungssignals, das anzeigt, ob sich das Fahrzeug rückwärts bewegt; Einsetzen des festgestellten Wertes des Rückwärtsbewegungssignals als spezifischer Wert des Rückwärtsbewegungssignals bei Vorwärtsgeschwindigkeit, wenn die festgestellte Bewegungsgeschwindigkeit größer ist als die spezifizierte Geschwindigkeit; und Berechnung einer Summe der Fahrzeugbewegungsdistanz ohne Zufügen der Fahrzeugbewegungsdistanz in dem Fall, dass der festgestellte Wert des Rückwärtsbewegungssignals von dem spezifizierten Wert abweicht.
Fahrzeugwegmeßvorrichtung, gekennzeichnet durch: Messmittel (2) zum Messen der Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit während der Bewegung; Unterscheidungsmittel (34) zur Unterscheidung, ob die gemessene Bewegungsgeschwindigkeit größer als eine vorgebene spezifische Geschwindigkeit ist, oder ob dies nicht der Fall ist; Feststellmittel (34) zur Feststellung eines Wertes eines Rückwärtsbewegungssignals, das anzeigt, ob sich das Fahrzeug rückwärts bewegt; Einsetzmittel (34) zum Einsetzen des festgestellten Wertes des Rückwärtsbewegungssignals als spezifischer Wert des Rückwärtsbewegungssignals bei Vorwärtsgeschwindigkeit, wenn die festgestellte Bewegungsgeschwindigkeit größer ist als die spezifizierte Geschwindigkeit; und Berechnungsmittel (34) zur Berechnung einer Summe der Fahrzeugbewegungsdistanz ohne Hinzufügen der Fahrzeugbewegungsdistanz für den Fall, dass der festgestellte wert des Rückwärtsbewegungssignals von dem spezifierten Wert abweicht.