WO1990004151A1 - Verfahren zur ermittlung des störeinflusses von verbrauchern auf navigationssysteme - Google Patents

Verfahren zur ermittlung des störeinflusses von verbrauchern auf navigationssysteme Download PDF

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WO1990004151A1
WO1990004151A1 PCT/DE1989/000627 DE8900627W WO9004151A1 WO 1990004151 A1 WO1990004151 A1 WO 1990004151A1 DE 8900627 W DE8900627 W DE 8900627W WO 9004151 A1 WO9004151 A1 WO 9004151A1
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WO
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magnetic field
switched
vector
consumers
consumer
Prior art date
Application number
PCT/DE1989/000627
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English (en)
French (fr)
Inventor
Reinhard HELLDÖRFER
Ulrich Kanzler
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO1990004151A1 publication Critical patent/WO1990004151A1/de

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses

Definitions

  • the invention is based on a method for determining the interference of consumers and assemblies in vehicles that can be switched on and off in electronic navigation systems according to the preamble of patent claim 1.
  • the magnetic field sensor is first attached to various possible installation locations to determine its final installation location in the motor vehicle and then the interference field present there is determined.
  • the interference field present there should be so small that the two probes of the magnetic field sensor, which are offset by 90 ° from one another, do not reach their saturation range due to the superimposed earth field. If such an installation location is found, larger electrical consumers in the vicinity of the installation location, such as window heating, fans, are switched on or Adjacent aggregates of the vehicle such as sunroof, gear shift and the like are actuated to determine whether an interference field change caused is so great that the probes of the magnetic field sensor can now reach saturation.
  • the magnetic field probe is permanently installed at the installation location found in this way and the locus of the overall field effective there is recorded and stored in a known manner. During subsequent navigation runs, the respective direction of the earth's magnetic field is then determined via this locus.
  • the aim of the method according to the invention is to determine in a simple manner the maximum angular error caused by the switching on and off of consumers and units at the intended installation location of the magnetic field sensor.
  • the method according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the vehicle does not have to be rotated or set up in certain directions to determine maximum angular fields, but that it only has to stand to carry out the method, the orientation being freely selectable .
  • Another advantage is that the maximum angular error can be calculated by the computer of the navigation system and can be shown on the display and evaluated on the display using the location curve of the overall field effective at the magnetic field sensor, which has been previously determined and stored in a known manner . In this way, those consumers can be determined in a relatively short time that cause the greatest maximum angle error in the directional display of the navigation system.
  • the method according to the invention can be used to determine the optimal installation location relatively quickly and easily by moving the magnetic field sensor slightly to the side.
  • the measures listed in the subclaims result in advantageous developments and improvements of the features specified in claim 1.
  • the maximum angular errors calculated for each consumer are advantageously stored temporarily and compared with a predetermined tolerance value.
  • This tolerance value becomes the first time due to a maximum angle error exceeded, the angle error caused by the consumer switched on can be eliminated by using this consumer to determine and store a further locus of the total field present on the magnetic field sensor in a known manner, via which the computer always determines the direction of the earth's field during subsequent navigation runs when this consumer is switched on. If the navigation computer has multiple inputs for such location curve switching, this method can also be provided for different consumers if the tolerance value is exceeded several times. Appropriately, however, if the tolerance value is exceeded several times, the method according to the invention is repeated with the magnetic field probe attached at another possible installation location.
  • FIG. 1 shows an electronic compass for motor vehicles in a block diagram with a two-axis magnetic field sensor
  • FIG. 2 shows a vector diagram for the measured values determined on the magnetic field sensor with a first consumer switched on and off
  • FIG. 3 shows the corresponding measured values for a second consumer
  • FIG. 4 shows 4 shows a flow chart of the navigation computer for determining and displaying the maximum angular error in each case
  • FIG. 5 an addition to the flow chart according to FIG. 4.
  • the block diagram of a navigation system for a motor vehicle shown in FIG. 1 comprises an electronic compass which indicates the north direction or the direction of travel of the vehicle in relation to the north direction or the direction to a destination in relation to the current direction of travel.
  • the navigation system exists essentially from a microcomputer 10 as a navigation computer, which processes the signals of a magnetic field sensor 11 and a displacement sensor 12 and which activates a liquid crystal display (LCD) 13.
  • the microcomputer 10 is connected to a keyboard 14 which comprises a plurality of key switches 15 which, when actuated, transmit corresponding electrical commands to the microcomputers 10 which call up different programs there. With the help of these pushbutton switches 15, both the display of the direction of travel, the north direction and the direction to one can be displayed via the LCD 13.
  • the LCD 13 also includes other information displays about the particular stage destination called up and about scales when entering distances of a stage destination by means of a road map.
  • the magnetic field sensor 11 shown in FIG. 1 consists of a two-axis magnetometer, the two windings 11a of which are arranged in a known manner on magnetizable cores 11b, which lie closely above one another and are rotated 90 ° relative to one another.
  • the two coils 11a are connected to a power supply, not shown, and to a signal shaping stage, not shown, arranged within the magnetic field sensor 11, so that the microcomputer 10 of the magnetic field sensor 11 has the X and Y components of the magnetic field H present on the sensor 11 in the form of digital signals with the values H x and H y are supplied.
  • the vector or the magnitude of the magnetic field H can be determined and displayed therefrom.
  • the magnetic field sensor 11 In order to ensure that the magnetic field H measured at the magnetic field sensor 11 does not differ from the saturation field strengths at the cores 11b of the Magnetic field sensor 11 exceeds predetermined maximum values, the magnetic field sensor 11 must be mounted in the motor vehicle at a location where the interference field generated by the body of the vehicle and composed of other external fields, which is superimposed on the actual earth's magnetic field, is kept as low as possible.
  • such a suitable installation location is determined by first attaching the magnetic field sensor 11 to various possible installation locations in the vehicle, then rotating the vehicle through 360 ° in each case and thereby the largest and the smallest amount of Magnetic field vector H is determined and the size of the interference field at this location is calculated.
  • the location with the smallest interference field is now provided as the installation location for the magnetic field sensor 11, in which the location curve of the total field effective at the magnetic field sensor 11 is stored in a rewritable memory of the microcomputer 10 in a manner known per se.
  • This locus curve which is determined when the vehicle rotates, has the shape of an ellipse, which is shifted from the coordinate origin by the vector of the hard magnetic interference field at the installation location of the magnetic field sensor 11 and has an axis rotation caused primarily by the rolling direction of the body panel.
  • the magnetic field sensor 11 measures an overall field in this position whose vector ends at a point P on the locus 0.
  • a first consumer is now switched on, which exerts a disturbing influence on the navigation system, in which the total field now measured at the magnetic field sensor 1 from the previously measured total field around the vector of the interference field change ⁇ s differs.
  • the vector of the interference field change ⁇ s can be obtained from the difference between these two vectors form.
  • the locus 0 is thereby around the vector of the interference field change ⁇ s shifted, which is shown in Figure 2 by the dashed locus Ov1 with the center Mv1.
  • the maximum angle error ⁇ ⁇ caused thereby can now be carried out by the microcomputer 10 via an algorithm as a function of the interference field change vector s calculated and displayed.
  • the direction of the vector is first used the interference field rotation by the microcomputer 10 rotated by 90 ° and through the center M of the stored locus 0 with this angle one perpendicular to the vector of the interference field standing normal N, which results on the locus 0 as the intersection P N to which the magnetic field vector H heard.
  • the calculated value is shown on the numerical display 17 of the LCD 13. In the example shown in FIG. 2, it should be below a permissible limit of 2 °.
  • the microcomputer 10 can now immediately determine the maximum angle error according to the equation
  • FIG. 4 shows in a flowchart a program routine of the microcomputer 10 with which the interference of a consumer or an aggregate that can be switched on and off on the navigation system is determined and evaluated.
  • a program routine of the microcomputer 10 with which the interference of a consumer or an aggregate that can be switched on and off on the navigation system is determined and evaluated.
  • the first program step 31 it is checked in the first program step 31 whether a locus 0 is stored for the intended installation location of the magnetic field sensor 11 when the consumers are switched off. If this is not the case, a subroutine 32 is called up, with which the locus 0 is recorded and stored. As soon as the vehicle comes to a standstill again, the program routine jumps back to program step 31.
  • step 33 the switching on of one or more of the consumers 18, 19, 20 in the motor vehicle is signaled to the microcomputer 10, for example, by means of an acknowledgment switch to be actuated on the keyboard 14.
  • the magnetic field sensor 11 in the vehicle position taken up becomes the total field vector H effective there is measured and this vector is first stored in program step 35.
  • step 36 it is checked whether a second total field vector is already stored. If this is not the case, the program jumps back to step 33 and continues through steps 34, 35 and 36 until a switch-on or switch-on of a consumer is signaled via the aforementioned acknowledgment button.
  • step 37 the new total field vector is now
  • Hv1 or Hv2 measured, which after switching on the consumer on
  • Magnetic field sensor 11 is effective. This vector is also stored in step 38. As in program step 35, the vector measured in each case is also saved in step 38, so that field changes during subsequent cyclical program runs of the respective loop are no longer taken into account. In step 36 it is now determined that an overall field vector is now present when switched off and 1 or was saved when the consumer was switched on. In program step 39, the vector ⁇ s of the interference field change is then formed from the two stored magnetic field vectors by forming the difference. In program step 40, the maximum angle error ⁇ is then calculated using an algorithm, for example according to one of equations (1) and (2). This is displayed on the LCD 13 in step 41. In addition, this maximum angle error ⁇ is compared in step 42 with the entered limit value GW.
  • the maximum angular errors ⁇ calculated at a place of installation of the magnetic field sensor 11 for the various consumers are temporarily stored, so that the largest maximum angular error ⁇ ⁇ o is subsequently determined therefrom.
  • the consumer switched on in the example shown in FIG. 1, the consumer 20 now becomes 0 with the locus curve and the interference field change s a further locus of the total field effective at the magnetic field sensor 11 in the example according to FIG. 3, the locus curve Ov2 is determined and stored.
  • the Einzw. Switching off the consumer 20 monitors.
  • later Navigation trips are then always switched to the locus curve Ov2 assigned to the consumer 20 by a corresponding signal at the input 21 and the direction of the earth's magnetic field is determined via this locus curve when the consumer 20 is switched on.
  • the storage of a second locus curve can inevitably take place by an addition according to FIG. 5 of the flow chart from FIG. 4 when the limit value for the maximum angle error ⁇ ⁇ is exceeded.
  • the maximum angular error ⁇ ⁇ calculated and temporarily stored in program steps 40 and 41 in the flowchart according to FIG. 4 is compared with the limit value GW in program step 42 and that if the limit value GW is exceeded in program step 46, a check is made as to whether one second locus Ov2 is stored in the navigation computer. This is not the case when the limit value is exceeded for the first time, so that a second locus curve is then determined and stored in subroutine 47 in a known manner with consumer 20 switched on.
  • program step 48 input 21 of microcomputer 10 must now be assigned the on-off signal of consumer 20.
  • program step 44 a good indication is output on the display 13, since the previously determined maximum angle error ⁇ is now eliminated by switching to the second locus when the consumer 20 is switched on. If the limit value is exceeded again or several times in the course of the further checking of consumers and aggregates, the storage of further locus curves is not provided for these consumers.
  • program step 46 the storage of a second locus that has already taken place is consequently determined, and then, in program step 43, a blackout indicator is shown on display 13. This display means that a better installation location is now to be sought for the magnetic field sensor 11. Kick on the other hand, none when checking all consumers and aggregates that interfere with the navigation system
  • the magnetic field sensor 11 can be permanently mounted at the installation location found.
  • the input 21 of the microcomputer 10 can then be occupied by one of the consumers checked.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Ermittlung des Störeinflusses von ein- und ausschaltbaren Verbrauchern und Aggregaten in Fahrzeugen an elektronischen Navigationssystemen mit einem Display, einem Rechner und Magnetfeldsensor vorgeschlagen, mit dem die Richtung des Erdmagnetfeldes aus dem am Magnetfeldsensor gemessenen Gesamtfeld (H) ermittelt wird. Zu diesem Zweck wird bei ausgeschalteten Verbrauchern im Rechner eine elliptische Ortskurve (O) abgelegt, deren Mittelpunkt (M) um den Vektor (Hs) des am Magnetfeldsensor vorhandenem hartmagnetischem Störfeldes aus dem Nullpunkt des Vektordiagramms verschoben ist. Zur Überprüfung der Größe von Störeinflüssen durch zusätzliche Verbraucher wird bei stehendem Fahrzeug zunächst das am Magnetfeldsensor wirksame Gesamtfeld (H, Hv1) jeweils bei ein- bzw. ausgeschaltetem Verbraucher gemessen, daraus der Vektor (Δs) der Störfeldänderung gebildet sowie über die Ortskurve (O) mit einem Algorithmus der maximale Winkelfehler (Δζ) als Funktion der Störfeldänderung (Δs) errechnet. Diese Schritte werden mit weiteren Verbrauchern wiederholt, bis alle Verbraucher bzw. Aggregate ermittelt sind, die einen vorgegebenen Grenzwert überschreitenden Fehler verursachen.

Description

Verfahren zur Ermittlung des Störeinflusses
von Verbrauchern auf Navigationssysteme
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Ermittlung des Störeinflusses von ein- und ausschaltbaren Verbrauchern und Aggregaten in Fahrzeugen auf elektronische Navigationssysteme nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE 35 34 480-A1) wird der Magnetfeldsensor zur Ermittlung seines endgültigen Einbauortes im Kraftfahrzeug zunächst an verschiedenen möglichen Einbauorten angeheftet und dann das dort vorhandene Störfeld ermittelt. Für den vorgesehenen Einbauort des Magnetfeldsensors soll das dort vorhandene Störfeld so gering sein, daß die zwei um 90° gegeneinander versetzten Sonden des Magnetfeldsensors durch das überlagerte Erdfeld nicht in ihren Sättigungsbereich gelangen. Ist ein solcher Einbauort gefunden, so werden größere elektrische Verbraucher in der Nähe des Einbauortes wie Scheibenheizung, Lüfter, eingeschaltet bzw. benachbarte Aggregate des Fahrzeugs wie Schiebedach, Getriebeschaltung und dergleichen werden betätigt, um festzustellen, ob eine dadurch verursachte Störfeldänderung so groß ist, daß nun die Sonden des Magnetfeldsensors bis in die Sättigung gelangen können. Sofern auch dies nicht der Fall ist, wird die Magnetfeldsonde an den so gefundenen Einbauort fest installiert und in bekannter Weise die Ortskurve des dort wirksamen Gesamtfeldes aufgenommen und gespeichert. Bei nachfolgenden Navigationsfahrten wird dann über diese Ortskurve die jeweilige Richtung des Erdmagnetfeldes ermittelt.
Bei diesem bekannten Verfahren ist außerdem vorgesehen, eine zweite Ortskurve bei eingeschaltetem Verbraucher aufzunehmen und zu speichern, sofern die dadurch verursachte Störfeldänderung innerhalb der zulässigen Grenzen im Hinblick auf die Stättigung der Sonden des Magnetfeldsensors liegt. Bei Navigationsfahrten wird dann mit dem Einschalten des Verbrauchers auf die für ihn gespeicherte Ortskurve umgeschaltet.
Da in aller Regel weitere elektrische Verbraucher oder Aggregate des Fahrzeuges Störeinflüsse auf das Navigationssystem ausüben, die nicht durch Umschalten auf verschiedene Ortskurven eliminiert werden, muß sichergestellt werden, daß derartige Störeinflüsse nur zu Winkelfehlern innerhalb vorgegebener Grenzen führen. Da diese Winkelfehler sich aber nicht nur durch das Zuschalten bzw. Abschalten von Verbrauchern oder Aggregaten im Kraftfahrzeug ändern, sondern auch von der Fahrrichtung abhängig sind, können die dabei auftretenden maximalen Winkelfehler mit dem bisherigen Verfahren nicht genau genug ermittelt und bewertet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird angestrebt, in einfacher Weise den maximalen Winkelfehler zu ermitteln, den das Ein- und Ausschalten von Verbrauchern und Aggregaten an dem vorgesehenen Einbauort des Magnetfeldsensors verursacht. Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß das Fahrzeug zur Ermittlung maximaler Winkelfelder nicht gedreht bzw. nicht in bestimmte Richtungen aufgestellt werden muß, sondern daß es zur Durchführung des Verfahrens lediglich stehen muß, wobei die Ausrichtung frei wählbar ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß über die zuvor in bekannter Weise ermittelte und gespeicherte Ortskurve des am Magnetfeldsensor wirksamen Gesamtfeldes für jeden Verbraucher bzw. für mehrere Verbraucher gemeinsam jeweils der maximale Winkelfehler vom Rechner des Navigationssystemes errechnet und auf dem Display angezeigt wird und bewertet werden kann. Auf diese Weise können in relativ kurzer Zeit diejenigen Verbraucher ermittelt werden, die den größten maximalen Winkelfehler bei der Richtungsanzeige des Navigationssystems verursachen. Abhängig davon kann dann entschieden werden, ob der Magnetfeldsensor an dem vorgesehenen Einbauort montiert werden soll oder ob das Verfahren an einem anderen möglichen Einbauort mit dem Magnetfeldsensor wiederholt werden muß. Da für jeden Fahrzeugtyp durch empirische Untersuchungen bestimmte, bevorzugte Einbauorte für den Magnetfeldsensor bereits vorbekannt sind, läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durch geringes seitliches Verschieben des Magnetfeldsensors der optimale Einbauort relativ schnell und einfach ermitteln.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Dabei werden in vorteilhafter Weise die für jeden Verbraucher errechneten maximalen Winkelfehler zwischengespeichert und mit einem vorgegebenen Toleranzwert verglichen. Wird dieser Toleranzwert durch einen maximalen Winkelfehler erstmals überschritten, so kann der durch den dabei eingeschalteten Verbraucher verursachte Winkelfehler dadurch eliminiert werden, daß mit diesem Verbraucher in bekannter Weise eine weitere Ortskurve des am Magnetfeldsensor vorhandenen Gesamtfeldes ermittelt und abgespeichert wird, über die bei nachfolgenden Navigationsfahrten der Rechner die Richtung des Erdfeldes immer dann ermittelt, wenn dieser Verbraucher zugeschaltet wird. Falls der Navigationsrechner für solche Ortskurven-Umschaltungen mehrere Eingänge aufweist, kann dieses Verfahren auch bei mehrfacher Überschreitung des Toleranzwertes für verschiedene Verbraucher vorgesehen werden. Zweckmäßigerweise wird jedoch bei mehrfacher Überschreitung des Toleranzwertes das erfindungsgemäße Verfahren mit der an einem anderen möglichen Einbauort angebrachten Magnetfeldsonde wiederholt.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen elektronischen Kompaß für Kraftfahrzeuge im Blockschaltbild mit einem Zweiachsen-Magnetfeldsensor, Figur 2 zeigt ein Vektordiagramm für die am Magnetfeldsensor ermittelten Meßwerte mit einem ersten ein- und ausgeschalteten Verbraucher, Figur 3 die entsprechenden Meßwerte bei einem zweiten Verbraucher, Figur 4 zeigt ein Flusdiagramm des Navigationsrechners zur Ermittlung und Anzeige des jeweils maximalen Winkelfehlers und Figur 5 eine Ergänzung des Flußdiagramms nach Figur 4.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles
Das in Figur 1 dargestellte Blockschaltbild eines Navigationssystems für ein Kraftfahrzeug umfaßt einen elektronischen Kompaß, der die Nordrichtung oder die Fahrtrichtung des Fahrzeugs in bezug zur Nordrichtung bzw. die Richtung zu einem Fahrziel in bezug auf die augenblickliche Fahrtrichtung anzeigt. Das Navigationssystem besteht dabei im wesentlichen aus einem Mikrocomputer 10 als Navigationsrechner, der die Signale eines Magnetfeldsensors 11 und eines Weggebers 12 verarbeitet und der eine Flüssigkristallanzeige (LCD) 13 aktiviert. Außerdem ist der Mikrocomputer 10 an eine Tastatur 14 angeschlossen, die mehrere Tastschalter 15 umfaßt, welche bei Betätigung entsprechende elektrische Befehle an die Mikrocomputer 10 übermitteln, die dort unterschiedliche Programme aufrufen. Mit Hilfe dieser Tastschalter 15 kann über die LCD 13 sowohl die Anzeige der Fahrtrichtung, der Nordrichtung, als auch die Richtung zu einem . Fahrziel aufgerufen werden. Außerdem können über die Tastschalter 15 einzelne Etappenziele eingegeben werden und über die LCD 13 kann in einer Windrose 15 die Richtungsanzeige für ein anzufahrendes Etappenziel und zusätzlich auf einer 7-Segment-Anzeige 17 die Entfernung zu dem Etappenziel dargestellt werden. Daneben umfaßt die LCD 13 noch weitere Informationsanzeigen über das jeweils aufgerufene Etappenziel sowie über Maßstäbe bei der Eingabe von Entfernungen eines Etappenzieles mittels einer Straßenkarte.
Der in Figur 1 dargestellte Magnetfeldsensor 11 besteht aus einem Zweiachsen-Magnetometer, dessen zwei Wicklungen 11a in bekannter Weise auf magnetisierbare Kerne 11b angeordnet sind, die dicht übereinander liegen und 90° gegeneinander verdreht sind. Die beiden Spulen 11a sind an einer nicht dargestellten Stromversorgung sowie an eine innerhalb des Magnetfeldsensors 11 angeordnete, nicht dargestellte Signalformerstufe angeschlossen, so daß dem Mikrocomputer 10 vom Magnetfeldsensor 11 jeweils die X- und Y-Komponenten des am Sensor 11 vorhandenen Magnetfeldes H in Form von digitalen Signalen mit den Werten Hx und Hy zugeführt werden. Durch ein entsprechendes
Programm des Mikrocomputers 10 kann daraus jeweils der Vektor bzw. der Betrag des Magnetfeldes H ermittelt und angezeigt werden. Um sicherzustellen, daß das am Magnetfeldsensor 11 gemessene Magnetfeld H nicht die durch die Sättigungsfeldstärken an den Kernen 11b des Magnetfeldsensors 11 vorgegebenen Maximalwerte überschreitet, muß der Magnetfeldsensor 11 im Kraftfahrzeug an einem Ort angebracht werden, an dem das von der Karosserie des Fahrzeugs erzeugte und von sonstigen Fremdfeldern zusammengesetzte Störfeld, welches dem eigentlichen Erdmagnetfeld überlagert ist, möglichst gering gehalten wird. Mit einem aus der DE 35 34 480-A1 bekannten Verfahren wird ein solcher geeigneter Einbauort dadurch ermittelt, daß der Magnetfeldsensor 11 an verschiedenen möglichen Einbauorten im Fahrzeug zunächst angeheftet, dann jeweils das Fahrzeug um 360° gedreht und dabei der größte und der kleinste Betrag des Magnetfeldvektors H ermittelt und daraus die Größe des Störfeldes an diesem Ort berechnet wird. Der Ort mit dem kleinsten Störfeld wird nun als Einbauort für den Magnetfeldsensor 11 vorgesehen, in dem die Ortskurve des am Magnetfeldsensors 11 wirksamen Gesamtfeldes in einem überschreibbaren Speicher des Mikrocomputers 10 in an sich bekannter Weise abgelegt wird. Diese Ortskurve, die bei der Fahrzeugdrehung ermittelt wird, hat die Form einer Ellipse, die aus dem Koordinatenursprung um den Vektor des hartmagnetischen Störfeldes am Einbauort des Magnetfeldsensors 11 verschoben ist und eine, in erster Linie durch die Walzrichtung des Karosseriebleches verursachte Achsendrehung hat.
Mit einem weiteren, erfindungsgemäßen Verfahren, das mit Hilfe der Figuren 2, 3 und 4 näher erläutert wird, kann nunmehr geprüft werden, ob ein- und ausschaltbare Verbraucher und Aggregate 18, 19, 20 auf das Navigationssystem einen Störeinfluß ausüben, der zu einem unzulässig hohen Winkelfehler bei der Ermittlung der Erdfeldrichtung führen kann. Zu diesem Zweck ist in Figur 2 und 3 in einem Koordinatensystem die am vorgesehenen Einbauort bei ausgeschalteten Verbrauchern und Aggregaten aufgenommene elliptische Ortskurve 0 dargestellt, deren Mittelpunkt M aus dem Koordinatenursprung um den Stör feldvektor verschoben ist. Das Fahrzeug ist dabei in einer belie
Figure imgf000009_0015
bigen, möglichst waagerechten Position aufzustellen. Der Magnetfeldsensor 11 mißt in dieser Position ein Gesamtfeld
Figure imgf000009_0013
, dessen Vektor an einem Punkt P auf der Ortskurve 0 endet. Es wird nun ein erster Verbraucher eingeschaltet, der auf das Navigationssystem einen Störeinfluß ausübt, in dem das am Magnetfeldsensor nunmehr gemessene Gesamtfeld
Figure imgf000009_0012
1 von dem zuvor gemessenen Gesamtfeld
Figure imgf000009_0014
um den Vektor der Störfeldänderung Δ
Figure imgf000009_0009
s abweicht. Durch Zwischenspeieherung der gemessenen Vektoren
Figure imgf000009_0010
und H
Figure imgf000009_0011
1 im Mikrocomputer 10 kann dieser aus der Differenz dieser beiden Vektoren den Vektor der Störfeldänderung Δs
Figure imgf000009_0007
bilden. Die Ortskurve 0 wird dadurch um den Vektor der Störfeldänderung Δ
Figure imgf000009_0008
s verschoben, was in Figur 2 durch die gestrichelte Ortskurve Ov1 mit dem Mittelpunkt Mv1 dargestellt ist. Der dadurch verursachte maximale Winkelfehler Δ φ kann nunmehr vom Mikrocomputer 10 über einen Algorithmus als Funktion des Störfeldänderungsvektors
Figure imgf000009_0006
s errechnet und angezeigt werden.
Zur exakten Berechnung des maximalen Winkelfehlers Δ φ wird zunächst die Richtung des Vektors
Figure imgf000009_0005
der Storfeldanderung vom Mikrocomputer 10 um 90° gedreht und durch den Mittelpunkt M der gespeicherten Ortskurve 0 mit diesem Winkel eine senkrecht zum Vektor
Figure imgf000009_0004
der Storfeldanderung stehende Normale N gelegt, die auf der Ortskurve 0 den Schnittpunkt PN ergibt, zu dem der vom Koordinatenursprung ausgehende Magnetfeldvektor H
Figure imgf000009_0003
gehört. Nunmehr wird die Lange der
Normalen N bzw. der Radius der Ortskurve 0 am Punkt PN ermittelt, indem die Differenz zwischen dem bekannten hartmagnetischen Störfeldvektor
Figure imgf000009_0002
bei ausgeschalteten Verbrauchern vom Magnetfeldvektor im Punkt PN der Ortskurve 0 berechnet und zwischengespeichert wird. Schließlich wird der maximale Winkelfehler Δ φ nach der Gleichung berechnet:
(1) Δ φ = arc tan
Figure imgf000009_0001
Der errechnete Wert wird über die Ziffernanzeige 17 der LCD 13 angezeigt. Er soll im Beispielsfall nach Figur 2 unterhalb eines zulässigen Grenzwertes von 2° liegen.
Das anhand der Figur 2 beschriebene Verfahren wird nunmehr mit weiteren Verbrauchern und Aggregaten durchgeführt, die einen Störeinfluß auf das Navigationssystem des Fahrzeugs haben bzw. haben könnten.
Mit Hilfe der Figur 3 soll nunmehr die Berechnung des maximalen Winkelfehlers Δφ durch Einschalten eines weiteren Verbrauchers 19 bzw. 20 mit Hilfe einer vereinfachten Rechnungsmethode erläutert werden, mit der sich der maximale Winkelfehler Δφ näherungsweise berechnen läßt. Bei dieser Berechnung wird davon ausgegangen, daß die gespeicherte Ortskurve 0 neben dem hartmagnetischen Störfeldvektor
Figure imgf000010_0002
nur einen geringen weichmagnetischen Störanteil hat, d. h. daß die elliptische Ortskurve 0 am Magnetfeldsensor 11 nur geringfügig von der kreisförmigen Ortskurve Oe des Erdmagnetfeldes
Figure imgf000010_0003
abweicht. In diesem Fall wird der jeweils am Magnetfeldsensor 11 gemessene Gesamtfeldvektor
Figure imgf000010_0004
bzw. H jeweils bei aus- und eingeschaltetem Ver
Figure imgf000010_0005
braucher 20 zwischengespeichert und aus ihrer Differenz der Vektor Δ der Störfeldanderung gebildet. Mit Hilfe des Betrages des Storfeldänderungsvektors Δ
Figure imgf000010_0006
und des aus der Ortskurve 0 sich ergebenden horizontalen Anteiles des Erdmagnetfeldes
Figure imgf000010_0007
kann der Mikrocomputer 10 nunmehr unmittelbar den maximalen Winkelfehler nach der Gleichung
(2) Δφ = are tan
Figure imgf000010_0001
errechnen. In weiterer Ausgestaltung des Ausführungsbeispieles nach Figur 1 ist es auch möglich, über das Tastenfeld 14 einen Grenzwert GW für den zulässigen maximalen Winkelfehler Δφ in den Mikrocomputer 10 einzugeben. Figur 4 zeigt in einem Flußdiagramm eine Programmroutine des Mikrocomputers 10, mit der der Störeinfluß eines ein- und ausschaltbaren Verbrauchers bzw. eines Aggregates auf das Navigationssystem ermittelt und bewertet wird. Nach dem Start 30 wird im ersten Programmschritt 31 geprüft, ob für den vorgesehenen Einbauort des Magnetfeldsensors 11 eine Ortskurve 0 bei ausgeschalteten Verbrauchern gespeichert ist. Ist dies nicht der Fall, so wird ein Unterprogramm 32 aufgerufen, mit dem die Ortskurve 0 aufgenommen und gespeichert wird. Sobald das Fahrzeug danach wieder stillsteht, springt die Programmroutine wieder auf den Programmschritt 31 zurück. Im nachfolgenden Programmschritt 33 wird nun beispielsweise durch einen zu betätigenden Quittungsschalter auf der Tastatur 14 dem Mikrocomputer 10 das Einschalten eines oder mehrerer der Verbraucher 18, 19, 20 im Kraftfahrzeug signalisiert. Solange kein Verbraucher eingeschaltet ist, wird im Programmschritt 34 mit dem Magnetfeldsensor 11 in der eingenommenen Fahrzeugposition der dort wirksame Gesamtfeldvektor H
Figure imgf000011_0002
gemessen und im Programmschritt 35 wird dieser Vektor zunächst abgespeichert. Im folgenden Programmschritt 36 wird geprüft, ob bereits ein zweiter Gesamtfeldvektor gespeichert ist. Ist dies nicht der Fall, so springt das Programm auf den Schritt 33 zurück und durchläuft die Schritte 34, 35 und 36 solange, bis über die vorerwähnte Quittungstaste das Einschalten bzw. Zuschalten eines Verbrauchers signalisiert wird. Im Schritt 37 wird nun der neue Gesamtfeldvektor
Hv1 bzw.
Figure imgf000011_0001
Hv2 gemessen, der nach dem Einschalten des Verbrauchers am
Magnetfeldsensor 11 wirksam ist. Im Schritt 38 wird auch dieser Vektor gespeichert. Ebenso wie im Programmschritt 35 wird auch im Schritt 38 der jeweils gemessene Vektor gesichert, so daß Feldänderungen bei nachfolgenden zyklischen Programmdurchläufen der jeweiligen Schleife nicht mehr berücksichtigt werden. Im Schritt 36 wird nun festgestellt, daß nunmehr je ein Gesamtfeldvektor
Figure imgf000012_0001
bei ausgeschaltetem und
Figure imgf000012_0003
1 bzw.
Figure imgf000012_0002
bei eingeschaltetem Verbraucher gespeichert wurde. Im Programmschritt 39 wird nun aus den beiden gespeicherten Magnetfeldvektoren durch Differenzbildung der Vektor Δs der Störfeldänderung gebildet. Im Programmschritt 40 wird anschließend über einen Algorithmus z.B. nach einer der Gleichungen (1) und (2) der maximale Winkelfehler Δφ errechnet. Dieser wird im Schritt 41 über die LCD 13 angezeigt. Außerdem wird dieser maximale Winkelfehler Δφ im Schritt 42 mit dem eingegebenen Grenzwert GW verglichen. Ist der errechnete maximale Winkelfehler Δ φ größer als der Grenzwert, so erfolgt im Programmschritt 43 auf dem Display 13 eine Schlechtanzeige. Ist er dagegen gleich oder kleiner als der Grenzwert, so erfolgt im Programmschritt 44 eine Gut-Anzeige auf dem Display 13. Das Programm bleibt am Ende 45 dieser Routine stehen, so daß nunmehr der Störeinfluß eines weiteren Verbrauchers mit einem neuen Start des Flußdiagramms überprüft werden kann.
Es ist vorgesehen, daß die an einem Einbauort des Magnetfeldsensors 11 für die verschiedenen Verbraucher jeweils errechneten maximalen Winkelfehler Δφ zwischengespeichert werden, so daß daraus anschließend der größte maximale Winkelfehler Δ φo ermittelt wird. Mit dem dabei eingeschalteten Verbraucher, im Beispielsfall nach Figur 1 der Verbraucher 20, wird nunmehr mit der Ortskurve 0 und der Störfeldänderung
Figure imgf000012_0004
s eine weitere Ortskurve des am Magnetfeldsensor 11 wirksamen Gesamtfeldes
Figure imgf000012_0005
im Beispielsfall nach Figur 3 die Ortskurve Ov2 ermittelt und abgespeichert. Über einen entsprechend programmierten Eingang 21 des Mikrocomputers 10 wird dabei das Einbzw. Ausschalten des Verbrauchers 20 überwacht. Bei späteren Navigationsfahrten wird dann durch ein entsprechendes Signal am Eingang 21 immer dann auf die dem Verbraucher 20 zugeordnete Ortskurve Ov2 umgeschaltet und die Richtung des Erdmagnetfeldes über diese Ortskurve ermittelt, wenn der Verbraucher 20 eingeschaltet ist.
Zur weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Abspeichern einer zweiten Ortskurve auch durch eine Ergänzung gemäß Figur 5 des Flußdiagramms aus Figur 4 zwangsläufig beim Überschreiten des Grenzwertes für den maximalen Winkelfehler Δ φ erfolgen.
Dabei ist vorgesehen, daß jeweils der im Flußdiagramm nach Figur 4 im Programmschritt 40 und 41 errechnete und zwischengespeicherte maximale Winkelfehler Δ φ im Programmschritt 42 mit dem Grenzwert GW verglichen wird und daß bei eine Überschreitung des Grenzwertes GW im Programmschritt 46 geprüft wird, ob bereits eine zweite Ortskurve Ov2 im Navigationsrechner abgelegt ist. Bei einer ersten Überschreitung des Grenzwertes ist dies nicht der Fall, so daß dann in dem Unterprogramm 47 in bekannter Weise mit dem eingeschalteten Verbraucher 20 eine zweite Ortskurve ermittelt und abgespeichert wird. Im Programmschritt 48 muß nun der Eingang 21 des Mikrocomputers 10 mit dem Ein-Aus-Signal des Verbrauchers 20 belegt werden. Danach wird im Programmschritt 44 über das Display 13 eine Gut-Anzeige ausgegeben, da nunmehr der zuvor ermittelte maximale Winkelfehler Δφ durch Umschalten auf die zweite Ortskurve beim Einschalten des Verbrauchers 20 eliminiert wird. Wird nun im Zuge der weiteren Überprüfung von Verbrauchern und Aggregaten der Grenzwert nochmals bzw. mehrfach überschritten, so ist die Abspeicherung weiterer Ortskurven für diese Verbraucher nicht vorgesehen. Im Programmschritt 46 wird folglich die bereits erfolgte Abspeicherung einer zweiten Ortskurve festgestellt und es erfolgt dann im Programmschritt 43 auf dem Display 13 eine Schleeht-Anzeige. Diese Anzeige besagt, daß nunmehr für den Magnetfeldsensor 11 ein besserer Einbauort zu suchen ist. Tritt dagegen bei der Überprüfung aller Verbraucher und Aggregate, die einen Störeinfluß auf das Navigationssystem ausüben, keine
Schleeht-Anzeige auf so kann der Magnetfeldsensor 11 an dem gefundenen Einbauort fest montiert werden. Der Eingang 21 des Mikrocomputers 10 kann dann von einem der überprüften Verbraucher belegt werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung des Störeinflusses von ein- und ausschaltbaren Verbrauchern und Aggregaten in Fahrzeugen bei elektronischen Navigationssystemen mit einem Display, einem Rechner und einem Magnetfeldsensor, mit dem die Richtung des Erdmagnetfeldes aus dem am Magnetfeldsensor gemessenen Gesamtfeld ermittelt wird, welches im Vektordiagramm eine elliptische, im Rechner gespeicherte Ortskurve beschreibt, deren Mittelpunkt um den Vektor des am Einbauort des Magnetfeldsensors vorhandenen hartmagnetischen Störfeldes aus dem Nullpunkt verschoben ist, wobei das Ein- oder Ausschalten einzelner oder mehrerer störender Verbraucher jeweils eine bestimmte Verschiebung der Meßpunkte auf der gespeicherten Ortskurve bewirkt, welche bei der Ermittlung der Richtung des Erdmagnetfeldes zu Winkelfehlern führt, dadurch gekennzeichnet a) daß bei stehendem Fahrzeug mit der Magnetfeldsonde (11) an ihrem vorgesehenen Einbauort der Vektor des an ihr wirkenden Gesamtfeldes (
Figure imgf000015_0001
H, Hv1 bzw.
Figure imgf000015_0002
)jeweils bei ein- bzw. ausgeschaltetem
Verbraucher (18, 19, 20) gemessen wird, b) daß im Rechner (10) aus der Differenz dieser Vektoren(
Figure imgf000015_0003
1 bzw.
Figure imgf000015_0004
der Vektor (
Figure imgf000015_0005
s der Storfeldanderung gebildet wird, c) daß über die zuvor in bekannter Weise ermittelte und gespeicherte Ortskurve 0 mit der Störfeldänderung (Δs) über einen Algorithmus (Δ φ = f (Δ s)) der maximale Winkelfehler (Δφ ) errechnet und angezeigt wird und d) daß diese Schritte mit weiteren Verbrauchern zumindest solange wiederholt werden, bis der den größten maximalen Winkelfehler ( Δφo ) verursachende Verbraucher ermittelt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berechnung des maximalen Winkelfehlers (Δφ) bei mindestens einem eingeschalteten Verbraucher (18, 19, 20) mit dem dann ermittelten Vektor
Figure imgf000016_0001
der Störfeldänderung über eine darauf senkrecht stehende
Normale N der gespeicherten Ortkurve 0 ein Punkt PN auf der Ortskurve 0 und der vom Koordinatenursprung zu diesem Punkt PN führende Magnetfeldvektor
Figure imgf000016_0002
ermittelt wird und daß schließlich der maximale Winkelfehler (Δφ ) nach der Gleichung Δφ = are tan
Figure imgf000016_0003
berechnet wird, wobei Hs der hartmagnetische Störfeldvektor bei ausgeschaltetem Verbraucher (18, 19, 20) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei nahezu kreisförmiger Ortskurve 0 zur Berechnung des maximalen Winkelfehlers (Δφ) bei mindestens einem eingeschalteten Verbraucher (18, 19, 20) mit dem Betrag des dann ermittelten Vektors (
Figure imgf000016_0004
s der Storfeldanderung und dem mittleren Radius der gespeicherten Ortskurve 0 als waagerechte Komponente des Erdmagentfeldes( ) der maximale Winkelfehler
(Δφ) nach der Gleichung Δφ= are tan s berechnet wird.
Figure imgf000016_0005
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für mehrere Verbraucher (18, 19, 20) jeweils errechneten maximalen Winkelfehler (Δφ ) zwischengespeichert und daraus der größte maximale Winkelfehler (Δφ ) ermittelt wird, daß mit dem dabei eingeschalteten Verbraucher (20) eine weitere Ortskurve (Ov2) des am Magnetfeldsensor (11) wirksamen Gesamtfeldes
Figure imgf000017_0001
ermittelt und abgespeichert wird und daß über diese weitere Ortskurve Ov2 bei nachfolgenden Navigationsfahrten immer dann die Richtung des Erdmagnetfeldes ermittelt wird, wenn dieser Verbraucher eingeschaltet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils errechneten maximalen Winkelfehler (Δφ) mit einem vorgegebenen Grenzwert (GW) verglichen werden und daß bei einer ersten Überschreitung des Grenzwertes mit dem dabei eingeschalteten Verbraucher (20) eine weitere Ortskurve (Ov2) des am Magnetfeldsensor (11) vorhandenen Gesamtfeldes (Hv2) ermittelt und abgespeichert wird, über die bei nachfolgenden Navigationsfahrten der Rechner (10) die Richtung des Erdmagnetfeldes immer dann ermittelt, wenn dieser Verbraucher (20) zugeschaltet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrfacher Überschreitung des Grenzwertes (GW) die vorherigen Verfahrensschritte mit dem an einem anderen möglichen Einbauort angebrachten Magnetfeldsensor (11) wiederholt werden.
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