DE69508471T2

DE69508471T2 - Vorrichtung zur Berechnung des Fahrzeugkurses

Info

Publication number: DE69508471T2
Application number: DE69508471T
Authority: DE
Inventors: Eiji Iwata; Hiroyuki Maeda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1999-10-07
Anticipated expiration: 2015-07-01
Also published as: JP3423418B2; EP0690289A1; JPH0814934A; EP0690289B1; EP0844463B1; CA2152988A1; EP0844463A1; DE69530426D1; DE69508471D1; DE69530426T2; CA2152988C; US5644082A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Berechnen eines Drehwinkels oder eines Fahrtrichtungsänderungswinkels eines sich bewegenden Objektes, wie eines Kraftfahrzeugs, und insbesondere eine Fahrzeugdrehwinkelberechnungsvorrichtung, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist.

Beschreibung des Standes der Technik

Einige Fahrzeugnavigationssysteme (Automobilnavigationssysteme) umfassen Sensoren zum Detektieren von Winkelraten oder Winkelgeschwindigkeiten von Autokarosserien (Fahrzeugkarosserien). Beispiele von derartigen Winkelgeschwindigkeitssensoren sind faseroptische Gyroskope, mechanische Gyroskope und Schwingungsgyroskope. Im allgemeinen weist das Ausgangssignal eines Winkelgeschwindigkeitssensors Offset-Komponenten zusätzlich zu Komponenten der detektierten Information auf. Um aus dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors detektierte Information genau abzuleiten, ist es notwendig, die Offset-Komponenten in dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors auszulöschen.
Bei einem Autonavigationssystem driftet die Größe des Offsets im Ausgangssignal eines Winkelgeschwindigkeitssensors aus verschiedenen Ursachen leicht. Eine Vorrichtung nach den Stand der Technik zum Auslö schen des Signal-Offsets kann bestimmten Typen von Drift des Signal- Offsets nicht geeignet folgen.
Eine Drehwinkelberechnungsvorrichtung der oben erwähnten Art ist aus der EP-A-0 567 268 bekannt. Diese Schrift offenbart eine Fahrzeugrichtungskorrekturvorrichtung, umfassend einen Kreisel, ein Integrationsmittel zum Integrieren von Ausgangsdaten des Kreisels, einen Empfänger des Global Positioning Systems, ein Beschaffungsmittel zum Beschaffen von Richtungsdaten eines Fahrzeugs, die von dem Empfänger des Global Positioning Systems zugeführt werden, ein erstes Berechnungsmittel zum Berechnen eines ersten Fahrtrichtungsänderungswinkels des Fahrzeuges auf der Grundlage von zwei aufeinanderfolgenden Datenelementen der Richtungsdaten, die von dem Beschaffungsmittel beschafft werden, ein zweites Berechnungsmittel zum Berechnen eines zweiten Fahrtrichtungsänderungswinkels des Fahrzeuges auf der Grundlage eines integrierten Wertes der Ausgangsdaten des Kreisels, der von dem Integrationsmittel während einer Zeitdauer erhalten wird, bei der die beiden aufeinanderfolgenden Datenelemente beschafft werden, ein Offset-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Differenz zwischen dem ersten und den zweiten Fahrtrichtungsänderungswinkel und zum Berechnen eines Offset-Wertes der Ausgangsdaten des Kreisels durch Dividieren der Differenz durch die Zeitdauer, und ein Offset-Korrekturmittel zum Korrigieren der Ausgangsdaten des Kreisels mit dem Offset-Wert, der von dem Offset-Berechnungsmittel berechnet wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel dieser Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Berechnen eines Drehwinkels (eines Fahrtrichtungsänderungswinkels) eines sich bewegenden Gegenstandes, wie eines Kraftfahrzeuges, zu schaffen.
Bei einem ersten Aspekt dieser Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, ist eine Vorrichtung zum Berechnen des Drehwinkels eines Fahrzeugs vorgesehen, umfassend einen ersten Sensor, der ein Signal ausgibt, das eine Winkelgeschwindigkeit einer Fahrzeugkarosserie darstellt, einen zweiten Sensor, der ein Signal ausgibt, das eine Richtung der Fahrzeugkarosserie darstellt, ein mit dem ersten Sensor verbundenes erstes Mittel zum Integrieren des Ausgangssignals des ersten Sensors, um ein Signal zu erzeugen, das einen vorläufigen Drehwinkel der Fahrzeugkarosserie darstellt, ein mit dem zweiten Sensor verbundenes zweites Mittel zum Erzeugen erster Datenelemente, die jeweils zeitlich beabstandete Abtastungen des Ausgangssignals des zweiten Sensors darstellen, ein mit dem ersten Mittel verbundenes drittes Mittel zum Erzeugen zweiter Datenelemente, die jeweils zeitlich beabstandete Abtastungen des Signals darstellen, das von dem ersten Mittel erzeugt wird, ein mit dem zweiten Mittel verbundenes viertes Mittel zum Auswählen eines ersten Paares erster Datenelemente und eines zweiten Paares erster Datenelemente unter den ersten Datenelementen, die von dem zweiten Mittel erzeugt werden, ein mit dem dritten Mittel verbundenes fünftes Mittel zum Auswählen eines ersten Paares zweiter Datenelemente und eines zweiten Paares zweiter Datenelemente unter den zweiten Datenelementen, die von dem dritten Mittel erzeugt werden, wobei die beiden zweiten Datenelemente in dem ersten Paar mit Auftritts- oder Ereignismomenten in Beziehung stehen, die jeweils den Auftrittsmomenten der ersten Datenelemente in dem ersten Paar entsprechen, und die beiden zweiten Datenelemente in dem zweiten Paar mit Auftrittsmomenten in Beziehung stehen, die jeweils den Auftrittsmomenten der ersten Datenelemente in dem zweiten Paar entsprechen, ein mit dem vierten Mittel verbundenes sechstes Mittel zum Berechnen einer ersten Richtungsdifferenz zwischen Richtungen, die durch die beiden ersten Datenelemente in dem ersten Paar dargestellt sind, und einer zweiten Richtungsdifferenz zwischen Richtungen, die durch die beiden ersten Datenelemente in dem zweiten Paar dargestellt sind, ein mit dem fünften Mittel verbundenes siebtes Mittel zum Berechnen einer ersten. Drehwinkeldifferenz zwischen vorläufigen Drehwinkeln, die durch die beiden zweiten Datenelemente in dem ersten Paar dargestellt sind, und einer zweiten Drehwinkeldifferenz zwischen vorläufigen Drehwinkeln, die durch die beiden zweiten Datenelemente in dem zweiten Paar dargestellt sind, ein mit dem sechsten Mittel verbundenes achtes Mittel zum Berechnen einer Differenz zwischen der ersten Richtungsdifferenz und der zweiten Richtungsdifferenz, die von dem sechsten Mittel berechnet werden, ein mit dem siebten Mittel verbundenes neuntes Mittel zum Berechnen einer Differenz zwischen der ersten Drehwinkeldifferenz und der zweiten Drehwinkeldifferenz, die von dem siebten Mittel berechnet werden, ein mit dem achten Mittel und dem neunten Mittel verbundenes zehntes Mittel zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten, der mit dem Ausgangssignal des ersten Sensors in Beziehung steht, in Ansprechen auf die von dem achten Mittel berechnete Differenz und die von dem neunten Mittel berechnete Differenz, ein mit dem ersten Sensor und dem zehnten Mittel verbundenes elftes Mittel zum Korrigieren einer Größe des Ausgangssignals des ersten Sensors in Ansprechen auf den von dem zehnten Mittel berechneten Empfindlichkeitskoeffizienten, um das Ausgangssignal des ersten Sensors in ein verstärkungskorrigiertes Signal umzuwandeln, und ein mit dem elften Mittel verbundenes zwölftes Mittel zum Integrieren des verstärkungskorrigierten Signals, um ein Signal zu erzeugen, das einen Enddrehwinkel der Fahrzeugkarosserie darstellt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Flußdiagramm der Funktion einer Vorrichtung nach den Stand der Technik zum Berechnen eines Drehwinkels eines Kraftfahrzeugs.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Fahrzeugdrehwinkelberechnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm der Funktion der Fahrzeugdrehwinkelberechnungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
Fig. 4 ist ein Diagramm eines Beispiels einer Zeit-Bereich-Änderung des Azimuts einer Fahrzeugkarosserie.
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm eines Teils der Funktion der Fahrzeugdrehwinkelberechnungsvorrichtung von Fig. 3.
Fig. 6 ist ein Diagramm eines weiteren Beispiels einer Zeit-Bereich- Änderung des Azimuts einer Fahrzeugkarosserie.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm der Funktion einer Fahrzeugdrehwinkelberechnungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm der Funktion eines Teils einer Fahrzeugdrehwinkelberechnungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung.
Fig. 9 ist ein Diagramm eines Teils der Fahrzeugdrehwinkelberechnungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zuerst wird zum besseren Verständnis dieser Erfindung eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik zum Berechnen eines Drehwinkels (eines Fahrtrichtungsänderungswinkels) eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Drehwinkelberechnungsvorrichtung nach dem Stand der Technik.
Nach Fig. 1 umfaßt die Vorrichtung nach den Stand der Technik einen Winkelgeschwindigkeitssensor 1, der an einer Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) angebracht ist. Der Winkelgeschwindigkeitssensor 1 gibt ein Signal aus, das die Winkelgeschwindigkeit oder Winkelrate der Fahrzeugkarosserie darstellt.
Ein Abschnitt zur Berechnung eines vorläufigen Drehwinkels 2, der dem Winkelgeschwindigkeitssensor 1 folgt, berechnet den vorläufigen Wert eines Drehwinkels (eines Fahrtrichtungsänderungswinkels) der Fahrzeugka rosserie durch Integrieren des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 1.
Ein Abschnitt zum Detektieren von Stop/Geradeausbewegung 3, der mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, detektiert, ob die Fahrzeugkarosserie steht oder nicht, und detektiert auch, ob sich die Fahrzeugkarosserie geradeaus bewegt oder nicht.
Ein Offset-Berechnungsabschnitt 4, der dem Abschnitt zum Berechnen eines vorläufigen Drehwinkels 2 und dem Abschnitt zum Detektieren von Stop/Geradeausbewegung 3 folgt, schätzt oder berechnet eine Größe eines Offsets im Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 1 aus Ausgangssignalen des Abschnittes zum Berechnen eines vorläufigen Drehwinkels 2 und dem Abschnitt zum Detektieren von Stop/Geradeausbewegung 3. Der Offset-Berechnungsabschnitt 4 erzeugt ein Signal, das die berechnete Größe des Offsets im Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 1 darstellt, und gibt dieses aus. Das Signal, das die Offset-Größe darstellt, wird das Offset-Darstellungssignal genannt.
Ein Offset-Korrekturabschnitt 5 folgt dem Winkelgeschwindigkeitssensor 1 und dem Offset-Berechnungsabschnitt 4 und empfängt deren Ausgangssignale. Der Offset-Korrekturabschnitt 5 subtrahiert das Ausgangssignal des Offset-Berechnungsabschnitts 4 von dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 1, wodurch Offset-Komponenten vom Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 1 entfernt werden und das Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 1 zu einem offset-freien Winkelgeschwindigkeitssignal korrigiert wird. Der Offset-Korrekturabschnitt 5 gibt das offset-freie Winkelgeschwindigkeitssignal aus.
Ein Abschnitt zum Berechnen eines Enddrehwinkels 6, der dem Offset- Korrekturabschnitt 5 folgt, berechnet den Endwert des Drehwinkels (des Fahrtrichtungsänderungswinkels) der Fahrzeugkarosserie, indem das offset-freie Winkelgeschwindigkeitssignal, das von dem Offset-Korrekturabschnitt 5 ausgegeben wird, integriert wird. Der Abschnitt zum Berechnen eines Enddrehwinkels 6 gibt ein Signal aus, das den berechneten Endwert des Drehwinkels (des Fahrtrichtungsänderungswinkels) der Fahrzeugkarosserie darstellt.
Der Offset-Berechnungsabschnitt 4 wird in Ansprechen auf das Ausgangssignal des Abschnitts zum Detektieren von Stop/Geradeausbewegung 3 freigegeben und gesperrt. Insbesondere wird der Offset-Berechnungsabschnitt 4 freigegeben, wenn das Ausgangssignal des Abschnitts zum Detektieren von Stop/Geradeausbewegung 3 nahebringt, daß die Fahrzeugkarosserie steht oder sich geradeaus bewegt. Sonst ist der Offset- Berechnungsabschnitt 4 gesperrt.
Wenn die Fahrzeugkarosserie steht oder sich geradeaus bewegt, werden Winkelgeschwindigkeitskomponenten (Information anzeigende Komponenten) des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 1 auf Null gesetzt, jedoch bleiben Offset-Komponenten in diesen. Während anderer Zustände der Fahrzeugkarosserie sind sowohl Winkelgeschwindigkeitskomponenten (Information anzeigende Komponenten) als auch Offset- Komponenten in dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 1 vorhanden.
Wenn die Fahrzeugkarosserie steht oder sich geradeaus bewegt, wird der Offset-Berechnungsabschnitt 4 freigegeben und berechnet somit die Größe eines Offsets in dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 1 aus dem Ausgangssignal des Abschnitts zum Berechnen eines vorläufigen Drehwinkels 2. Während anderer Zustände der Fahrzeugkarosserie bleibt der Offset-Berechnungsabschnitt 4 gesperrt.
Das Offset-Darstellungssignal wird von einem Speicher innerhalb des Offset-Berechnungsabschnitts 4 gehalten. Das Offset-Darstellungssignal kann kontinuierlich von dem Offset-Berechnungsabschnitt 4 in den Offset-Korrekturabschnitt 5 eingespeist werden. Im allgemeinen aktualisiert der Offset-Berechnungsabschnitt 4 das Offset-Darstellungssignal jedesmal dann, wenn die Fahrzeugkarosserie stoppt oder sich geradeaus bewegt.
So lange die Fahrzeugkarosserie ihre Fahrtrichtung ändert oder hin- und herschlängelt, wird das Offset-Darstellungssignal weiterhin nicht aktualisiert. Deshalb wird in dem Fall, daß die Fahrzeugkarosserie für eine lange Zeit eine Fahrtrichtungsänderung oder ein Hin- und Herschlängeln beibehält, das Aktualisieren des Offset-Darstellungssignal weiterhin nicht ausgeführt. Da die Offset-Komponenten des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 1 dazu neigen, in einer derart langen Zeit beträchtlich zu driften, nimmt die Genauigkeit des Offset-Darstellungssignals im Laufe der Zeit während des anhaltenden Nichtausführens von deren Aktualisierung signifikant ab. Die Abnahme der Genauigkeit des Offset- Darstellungssignals führt zu einer Abnahme der Genauigkeit des Ausgangssignals des Abschnitts zum Berechnen eines Enddrehwinkels 6, das den Endwert des Drehwinkels der Fahrzeugkarosserie darstellt.

Erste Ausführungsform

Nachstehend wird eine erste Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben. Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zum Berechnen eines Fahrzeugdrehwinkels gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung.
Nach Fig. 2 umfaßt die Vorrichtung zum Berechnen eines Fahrzeugdrehwinkels einen Winkelgeschwindigkeitssensor 11, der an einer Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) angebracht ist. Der Winkelgeschwindigkeitssensor 1 gibt ein Signal aus, das die Winkelgeschwindigkeit oder die Winkelrate der Fahrzeugkarosserie darstellt. Der Winkelgeschwindigkeitssensor 11 verwendet eines von verschiedenen Gyroskopen, wie faseroptische Gyroskope, mechanische Gyroskope und Schwingungsgyroskope.
Ein Azimut-Sensor (ein Richtungssensor) 12, der an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, gibt ein Signal aus, das den Azimut (die Zeigerichtung) der Fahrzeugkarosserie darstellt. Daher stellt das Ausgangssignal des Azimut-Sensors 12 die Richtung dar, in die die Fahrzeugkarosserie zeigt, oder die Richtung, in die das Fahrzeug fortschreitet. Der Azimut-Sensor 12 verwendet einen GPS(Global Positioning System)-Richtungssensor oder einen Erdmagnetsensor.
Ein Signalprozessor oder ein Mikroprozessor 80, der an den Winkelgeschwindigkeitssensor 11 und den Azimut-Sensor 12 angeschlossen ist, empfängt deren Ausgangssignale. Der Signalprozessor 80 erzeugt ein Signal, das einen Drehwinkel (einen Fahrtrichtungsänderungswinkels) der Fahrzeugkarosserie darstellt, in Ansprechen auf die Ausgangssignale des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 und des Azimut-Sensors 12. Das erzeugte Signal, das den Drehwinkel darstellt, wird das Drehwinkelsignal genannt. Der Signalprozessor 80 gibt das Drehwinkelsignal aus.
Der Signalprozessor 80 umfaßt eine Kombination aus einer Schnittstellenschaltung (eine Eingabe/Ausgabe-Schaltung), einer CPU, einem RAM und einem ROM. Die Schnittstellenschaltung weist Analog/Digital-Wandler auf, um die Ausgangssignale des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 und des Azimut-Sensors 12 in entsprechende digitale Signale (Daten) umzuwandeln. Insbesondere tastet ein erster Analog/ Digital-Wandler das Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 periodisch ab und ändert jede resultierende Abtastung zu einem entsprechenden digitalen Datenelement. Zusätzlich tastet ein zweiter Analog/ Digital-Wandler das Ausgangssignal des Azimut-Sensors 12 periodisch ab und ändert jede resultierende Abtastung zu einem entsprechenden digitalen Datenelement. Der Zeitpunkt der Abtastung des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 stimmt im wesentlichen mit dem Zeitpunkt der Abtastung des Ausgangssignals des Azimut-Sensors 12 überein. Der Signalprozessor 80 arbeitet gemäß einem in dem ROM gespeicherten Programm.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm der Funktion des Signalprozessors 80, die durch das vorstehend erwähnte Programm festgelegt ist. Es ist festzustellen, daß Fig. 3 nicht direkt die Bauteile des Signalprozessors 80 zeigt. Es ist in der Technik übliche Praxis, ein derartiges Funktionsflußdiagramm bei der Erläuterung der Arbeitsweise eines Signalprozessors zu verwenden.
Nach Fig. 3 berechnet ein Abschnitt zum Berechnen eines vorläufigen Drehwinkels 13 periodisch den vorläufigen Wert eines Drehwinkels (eines Fahrtrichtungsänderungswinkels) der Fahrzeugkarosserie, indem das Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 integriert wird. Die Integration wird beispielsweise ausgeführt, indem digitalisierte Abtastungen des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 addiert oder angesammelt werden.
Ein Abschnitt zum Sammeln von Drehdaten 14 sammelt Datenelemente, die die letzten und vorhergehenden vorläufigen Drehwinkelwerte darstellen, die von dem Abschnitt zum Berechnen eines vorläufigen Drehwinkels 13 berechnet werden. Insbesondere werden die gesammelten Datenelemente, die die letzten und vorhergehenden vorläufigen Drehwinkelwerte darstellen, in dem RAM innerhalb des Signalprozessors 80 gespeichert. Zusätzlich sammelt der Abschnitt zum Sammeln von Drehdaten 14 Datenelemente, die die letzten und vorhergehenden Azimute der Fahrzeugkarosserie darstellen, die durch das Ausgangssignal des Azimut-Sensors 12 dargestellt werden. Auftrittsmomente in bezug auf die letzten und vorhergehenden Azimute stimmen im wesentlichen mit Auftrittsmomenten überein, die mit den letzten bzw. vorhergehenden vorläufigen Drehwinkelwerten in Beziehung stehen. Die gesammelten Datenelemente, die die letzten und vorhergehenden Azimute darstellen, werden in dem RAM innerhalb des Signalprozessors 80 gespeichert. Die gesammelten Datenelemente, die die letzten und vorhergehenden vorläufigen Drehwinkelwerte darstellen, werden Drehdatenelemente vom ersten Typ genannt. Die gesammelten Datenelemente, die die letzten und vorhergehenden Azimute darstellen, werden Drehdatenelemente vom zweiten Typ genannt.
Es ist bevorzugt, daß die Anzahl der Drehdatenelemente vom ersten Typ und die Anzahl der Drehdatenelemente vom zweiten Typ, die von dem RAM innerhalb des Signalprozessors 80 gehalten werden, auf eine gegebene Anzahl begrenzt werden. In diesem Fall werden die ältesten Drehdatenelemente vom ersten Typ und vom zweiten Typ aus dem RAM jedesmal dann gelöscht, wenn neue Drehdatenelemente vom ersten Typ und vom zweiten Typ in den RAM geschrieben werden. Deshalb ist die Zeit, während der jedes Drehdatenelement vom ersten Typ und jedes Drehdatenelement vom zweiten Typ in dem RAM gespeichert bleibt, auf ein gegebenes Intervall begrenzt.
Ein Offset-Berechnungsabschnitt 15 empfängt die Drehdatenelemente vom ersten Typ und vom zweiten Typ, die von dem Abschnitt zum Sammeln von Drehdaten 14 gesammelt werden. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 schätzt oder berechnet eine Größe eines Offsets im Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 aus den Drehdatenelementen des ersten Typs und des zweiten Typs. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 erzeugt ein Signal, das die berechnete Größe eines Offsets im Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 darstellt. Das erzeugte Signal, das die berechnete Größe eines Offsets darstellt, wird das Offset-Darstellungssignal genannt.
Ein Offset-Korrekturabschnitt 16 empfängt eine digitalisierte Version des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 11. Der Offset-Korrekturabschnitt 16 wird von dem Offset-Darstellungssignal benachrichtigt, das von dem Offset-Berechnungsabschnitt 15 erzeugt wird. Der Offset- Korrekturabschnitt 16 subtrahiert das Offset-Darstellungssignal von der digitalisierten Version des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeits sensors 11, wodurch Offset-Komponenten aus der digitalisierten Version des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 entfernt werden und die digitalisierte Version des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 zu einem offset-freien Winkelgeschwindigkeitssignal korrigiert wird.
Ein Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten (ein Abschnitt zum Berechnen eines Verstärkungsfaktors) 17 empfängt die Drehdatenelemente vom ersten Typ und vom zweiten Typ, die von dem Abschnitt zum Sammeln von Drehdaten 14 gesammelt werden. Der Abschnitt zum Berechnen eines Empindlichkeitskoeffizienten 17 schätzt oder berechnet einen Empfindlichkeitskoeffizienten (einen Verstärkungsfaktor), der mit dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 in Beziehung steht, aus den Drehdatenelementen vom ersten Typ und vom zweiten Typ. Der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 erzeugt ein Signal, das den berechneten Empfindlichkeitskoeffizienten darstellt und mit dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 in Beziehung steht. Das erzeugte Signal, das den berechneten Empfindlichkeitskoeffizienten darstellt, wird das Empfindlichkeitskoeffizientensignal genannt.
Ein Abschnitt zum Korrigieren eines Empfindlichkeitskoeffizienten (ein Abschnitt zum Korrigieren eines Verstärkungsfaktors) 18 empfängt das offset-freie Winkelgeschwindigkeitssignal, das von dem Offset-Korrekturabschnitt 16 erzeugt wird. Der Abschnitt zum Korrigieren eines Empfindlichkeitskoeffizienten 18 empfängt auch das Empfindlichkeitskoeffizientensignal, das von dem Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 erzeugt wird. Der Abschnitt zum Korrigieren eines Emp findlichkeitskoeffizienten 18 korrigiert das offset-freie Winkelgeschwindigkeitssignal in Ansprechen auf das Empfindlichkeitskoeffizientensignal zu einem verstärkungskorrigierten Winkelgeschwindigkeitssignal. Im besonderen resultiert das verstärkungskorrigierte Winkelgeschwindigkeitssignal aus einem Dividieren des offset-freien Winkelgeschwindigkeitssignals durch den Empfindlichkeitskoeffizienten, der durch das Empfindlichkeitskoeffizientensignal dargestellt wird.
Ein Abschnitt zum Berechnen eines Enddrehwinkels 19 empfängt das verstärkungsgesteuerte Winkelgeschwindigkeitssignal, das von dem Abschnitt zum Korrigieren eines Empfindlichkeitskoeffizienten 18 erzeugt wird. Der Abschnitt zum Berechnen eines Enddrehwinkels 19 berechnet den Endwert des Drehwinkels (des Fahrtrichtungsänderungswinkels) der Fahrzeugkarosserie, indem das verstärkungskorrigierte Winkelgeschwindigkeitssignal integriert wird. Der Abschnitt zum Berechnen eines Enddrehwinkels 19 erzeugt ein Signal, das den berechneten Endwert des Drehwinkels der Fahrzeugkarosserie darstellt, und gibt dieses aus. Das Ausgangssignal des Abschnitts zum Berechnen eines Enddrehwinkels 19 bildet das Drehwinkelsignal.
Es wird weiter der Offset-Berechnungsabschnitt 15 beschrieben. Es wird nun angenommen, daß, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, die Fahrzeugkarosserie nacheinander Azimute (Zeigerichtungen) 21, 22, 23, 24 und 25 annimmt. Die Azimute 21, 22, 23, 24 und 25 sind auch durch θa, θb, θc, θd bzw. θe bezeichnet. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 betrifft die Azimute θa, θb, θc, θd und θe, die durch die Drehdatenelemente vom zweiten Typ dargestellt sind, die von dem Abschnitt zum Sammeln von Drehdaten 14 gesammelt werden. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 verwendet auch die Drehdatenelemente vom ersten Typ, die von dem Abschnitt zum Sammeln von Drehdaten 14 gesammelt werden. Die Drehdatenelemente vom ersten Typ stellen die vorläufigen Drehwinkelwerte φa, φb, φc, φd und φe dar, die bei Auftrittsmomenten den Azimuten θa, θb, θc, θd bzw. θe entsprechen.
Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 berechnet die Zeit Tea zwischen dem Moment des Auftritts des Azimuts θa und dem Moment des Auftritts des Azimuts θe. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 berechnet die Differenz φea zwischen dem vorläufigen Drehwinkelwert φa und dem vorläufigen Drehwinkelwert φe, die mit Auftrittsmomenten in Beziehung stehen, die im wesentlichen gleich den Momenten des Auftretens der Azimute θa bzw. θe sind. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 schätzt oder berechnet eine erste Größe Aofs eines Offsets im Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11, indem auf die folgende Gleichung Bezug genommen wird.
Aofs = φea/Tea
Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 bewertet die berechnete erste Offset- Größe Aofs. Insbesondere vergleicht der Offset-Berechnungsabschnitt 15 die Zeit Tea mit einer vorherbestimmten Bezugszeit, die einem voreingestellten kürzesten Intervall entspricht. Zusätzlich berechnet der Offset- Berechnungsabschnitt 15 die Differenz θea zwischen dem Azimut θa und dem Azimut θe. Hier ist die Azimut-Differenz θea gegeben als θea = θe - θa. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 vergleicht die Azimut-Differenz θea mit einer vorherbestimmten Bezugsazimutdifferenz, die einer voreingestellten maximalen Azimut-Differenz entspricht. In dem Fall, daß die Zeit Tea gleich oder länger als die vorherbestimmte Bezugszeit ist und die Azimut-Differenz θea gleich oder kleiner als die vorherbestimmte Bezugsazi mutdifferenz ist, aktualisiert der Offset-Berechnungsabschnitt 15 eine zweite Größe Bofs eines Offsets in dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 oder berechnet diese neu, indem auf die folgende Gleichung Bezug genommen wird.
Bofs = Aofs
Wenn andererseits die Zeit Tea kürzer als die vorherbestimmte Bezugszeit ist, oder wenn die Azimut-Differenz θea größer als die vorherbestimmte Bezugsazimutdifferenz ist, verwirft der Offset-Berechnungsabschnitt 15 die berechnete erste Offset-Größe Aofs und hält eine zweite Offset-Größe Bofs unverändert. Ein Signal, das die zweite Offset-Größe Bofs angibt, bildet das Offset-Darstellungssignal.
Fig. 5 zeigt den Offset-Berechnungsabschnitt 15 und den Offset-Korrekturabschnitt 16. Es ist anzumerken, daß Fig. 5 ein Funktionsflußdiagramm ist, daß nicht direkt die Bauteile zeigt. Nach Fig. 5 schätzt oder berechnet der Offset-Berechnungsabschnitt 15 eine Größe eines Offsets in dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 aus den Drehdatenelementen vom ersten Typ und vom zweiten Typ, die von dem Abschnitt zum Sammeln von Drehdaten 14 gesammelt werden. Der Offset- Berechnungsabschnitt 15 erzeugt ein Signal, daß die berechnete Offset- Größe in dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 darstellt. Das erzeugte Signal, das die berechnete Größe eines Offsets darstellt, wird das Offset-Darstellungssignal genannt. Der Offset-Korrekturabschnitt 16 umfaßt einen Subtrahierabschnitt, der eine digitalisierte Version des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 empfängt. Der Subtrahierabschnitt 16 wird von dem Offset-Darstellungssignal benachrichtigt, das von dem Offset-Berechnungsabschnitt 15 erzeugt wird. Der Subtrahierabschnitt 16 subtrahiert das Offset-Darstellungssignal von der digitalisierten Version des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 11, wodurch Offset-Komponenten von der digitalisierten Version des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 beseitigt werden und die digitalisierte Version des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 zu einem offset-freien Winkelgeschwindigkeitssignal korrigiert wird. Das offset-freie Winkelgeschwindigkeitssignal, das von dem Subtrahierabschnitt 16 erzeugt wird, wird in den Abschnitt zum Korrigieren eines Empindlichkeitskoeffizienten 18 eingespeist.
Es wird weiter der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 beschrieben. Es wird nun angenommen, daß, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, die Fahrzeugkarosserie nacheinander Azimute (Zeigerichtungen) 41, 42, 43 und 44 annimmt. Die Azimute 41, 42, 43 und 44 werden auch jeweils mit θa, θb, θc bzw. θd bezeichnet. Der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 bezieht sich auf die Azimute θa, θb, θc und θd, die durch die Drehdatenelemente vom zweiten Typ dargestellt werden, die von dem Abschnitt zum Sammeln von Drehdaten 14 gesammelt werden. Der Offset-Berechnungsabschnitt 17 verwendet auch die Drehdatenelemente vom ersten Typ, die von dem Abschnitt zum Sammeln von Drehdaten 14 gesammelt werden. Die Drehdatenelemente vom ersten Typ stellen die vorläufigen Drehwinkelwerte φa, φb, φc und φd dar, die bei Auftrittsmomenten jeweils den Azimuten θa, θb, θc bzw. θd entsprechen.
Der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 berechnet die Differenz θba zwischen dem Azimut θa und dem Azimut θb. Hier ist die Azimut-Differenz θba gegeben als θba = θb - θa. Der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 berechnet die Differenz θdc zwischen dem Azimut θc und dem Azimut θd. Hier ist die Azimut-Differenz θdc gegeben als θdc = θd - θc. Der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 berechnet eine synthetische Azimut-Differenz θsns durch Bezugnahme auf die folgende Gleichung.
θsns = θdc - θba
Der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 berechnet die Differenz φba zwischen dem vorläufigen Drehwinkelwert φa und dem vorläufigen Drehwinkelwert φb, die mit Auftrittsmomenten in Beziehung stehen, die im wesentlichen gleich den Momenten des Auftretens der Azimute θa bzw. θb sind. Der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 berechnet die Differenz φdc zwischen dem vorläufigen Drehwinkelwert φc und dem vorläufigen Drehwinkelwert φd, die mit Auftrittsmomenten in Beziehung stehen, die im wesentlichen gleich den Momenten des Auftretens der Azimute θc bzw. θd sind. Der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 berechnet eine synthetische Winkeldifferenz φsns durch Bezugnahme auf die folgende Gleichung.
φsns = φdc - φba
Der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 schätzt oder berechnet einen ersten Empfindlichkeitskoeffizienten (einen ersten Verstärkungsfaktor) Gf, der mit dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 in Beziehung steht, indem auf die folgende Gleichung Bezug genommen wird.
Gf = φsns/θsns
Der berechnete erste Empfindlichkeitskoeffizient Gf gibt einen relativen Empfindlichkeitsfehler an. Wenn der relative Empfindlichkeitsfehler beispielsweise gleich +3% (+0,03) ist, wird der erste Empfindlichkeitskoeffizient Gf als 1,03 ausgedrückt. Der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 bewertet den errechneten ersten Empfindlichkeitskoeffizienten Gf. Der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 vergleicht insbesondere die berechnete synthetische Azimut-Differenz θsns mit einer vorherbestimmten Bezugsazimutdifferenz, die einer voreingestellten minimalen Azimut-Differenz entspricht. In dem Fall, daß diese synthetische Azimut-Differenz θsns gleich oder größer als die vorherbestimmte Bezugsazimutdifferenz ist, aktualisiert der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 einen zweiten Empfindlichkeitskoeffizienten (einen zweiten Verstärkungsfaktor) Hf, der mit dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 in Beziehung steht, oder berechnet diesen neu, indem auf die folgende Gleichung Bezug genommen wird.
Hf=Gf
Wenn andererseits die synthetische Azimut-Differenz θsns kleiner als die vorherbestimmte Bezugsazimutdifferenz ist, verwirft der Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 17 den berechneten ersten Empfindlichkeitskoeffizienten Gf und hält einen zweiten Empfindlichkeitskoeffizienten Hf unverändert. Ein Signal, das den zweiten Empfindlichkeitskoeffizienten Hf angibt, bildet das Empfindlichkeitskoeffizientensignal.
Die Vorrichtung zum Berechnen eines Fahrzeugdrehwinkels dieser Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden. Eine modifizierte Vorrichtung zum Berechnen eines Fahrzeugdrehwinkels umfaßt einen Beurteilungsabschnitt, um zu entscheiden, ob eine Offset-Größe, die von dem Offset-Berechnungsabschnitt 15 berechnet wird, in einem vorherbestimmten Bereich liegt oder nicht, und einen Einstellungsabschnitt, um die Korrektur durch den Offset-Korrekturabschnitt 16 in Ansprechen auf das Ergebnis der Entscheidung durch den Beurteilungsabschnitt zu steuern.
Die Vorrichtung zum Berechnen eines Fahrzeugdrehwinkels dieser Ausführungsform hat die folgenden Vorteile. In einem weiten Bereich von Zuständen der Fahrzeugkarosserie wird das Offset-Darstellungssignal, das von dem Offset-Berechnungsabschnitt 15 erzeugt wird, periodisch aktualisiert. Selbst in dem Fall, daß beispielsweise die Fahrzeugkarosserie für eine lange Zeit seine Fahrtrichtung ändert oder sich hin- und herschlängelt, kann das Offset-Darstellungssignal periodisch aktualisiert werden. Deshalb folgt das Offset-Darstellungssignal geeignet einer Drift der Offset- Komponenten des Ausgangssignals des Winkelgeschwindigkeitssensors 11. Diese Tatsache bewirkt eine hohe Genauigkeit des offset-freien Winkelgeschwindigkeitssignals, das von dem Offset-Korrekturabschnitt 16 er zeugt wird, und auch eine hohe Genauigkeit des Drehwinkelsignals, das von dem Abschnitt zum Berechnen eines Enddrehwinkels 19 erzeugt wird. Die Empfindlichkeitszustände, die mit dem offset-freien Winkelgeschwindigkeitssignal oder dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 in Beziehung stehen, werden von Zeit zu Zeit durch den Abschnitt zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten 18 korrigiert. Diese Korrektur ermöglicht eine hohe Genauigkeit des Drehwinkelsignals, das von dem Abschnitt zum Berechnen eines Enddrehwinkels 19 erzeugt wird.

Zweite Ausführungsform

Eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung ist der ersten Ausführungsform ähnlich, mit der Ausnahme, daß der Offset-Berechnungsabschnitt 15 (siehe Fig. 3) wie folgt modifiziert ist.
Nun wird der Offset-Berechnungsabschnitt 15 bei der zweiten Ausführungsform beschrieben. Es wird nun angenommen, daß, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, die Fahrzeugkarosserie nacheinander Azimute (Zeigerichtungen) 21, 22, 23 und 24 annimmt. Die Azimute 21, 22, 23 und 24 sind auch durch θa, θb, θc bzw. θd bezeichnet. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 bezieht sich auf die Azimute θa, θb, θc und θd, die durch die Drehdatenelemente vom zweiten Typ dargestellt werden, die von dem Abschnitt zum Sammeln von Drehdaten 14 gesammelt werden. Der Offset- Berechnungsabschnitt 15 verwendet auch die Drehdatenelemente vom ersten Typ, die von dem Abschnitt zum Sammeln von Drehdaten 14 gesammelt werden. Die Drehdatenelemente vom ersten Typ stellen die vorläufigen Drehwinkelwerte φa, φb, φc und φd dar, die jeweils bei Auftrittsmomenten den Azimuten θa, θb, θc bzw. θd entsprechen.
Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 berechnet die Zeit Tba zwischen den Momenten des Auftretens des Azimuts θa und dem Moment des Auftretens des Azimuts θb. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 berechnet die Zeit Tdc zwischen dem Moment des Auftretens des Azimuts θc und dem Moment des Auftretens des Azimuts θd. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 berechnet die Differenz φba zwischen dem vorläufigen Drehwinkelwert φa und dem vorläufigen Drehwinkelwert φb, die mit Auftrittsmomenten in Beziehung stehen, die im wesentlichen gleich den Momenten des Auftretens der Azimute θa bzw. θb sind. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 berechnet die Differenz φdc zwischen dem vorläufigen Drehwinkelwert φc und dem vorläufigen Drehwinkelwert φd, die mit Auftrittsmomenten in Beziehung stehen, die im wesentlichen gleich den Momenten des Auftretens der Azimute θc bzw. θd sind. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 schätzt oder berechnet eine erste Größe Aofs eines Offsets im Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11, indem auf die folgende Gleichung Bezug genommen wird.
Aofs = (φba + φdc) / (Tba + Tdc)
Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 bewertet die berechnete erste Offset- Größe Aofs. Insbesondere vergleicht der Offset-Berechnungsabschnitt 15 die Zeit Tba + Tdc mit einer vorherbestimmten Bezugszeit, die einem voreingestellten kürzesten Intervall entspricht. Zusätzlich berechnet der Offset-Berechnungsabschnitt 15 die Differenz θba zwischen dem Azimut θa und dem Azimut θb. Hier ist die Azimut-Differenz θba als θba = θb - θa gegeben. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 berechnet die Differenz θdc zwischen dem Azimut θc und dem Azimut θd. Hier ist die Azimut-Differenz θdc als θdc = θd - θc gegeben. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 berechnet die Gesamtazimutdifferenz θofs, indem auf die folgende Gleichung Bezug genommen wird.
θofs = θba + θdc
Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 vergleicht die berechnete Gesamtazimutdifferenz θofs mit einer vorherbestimmten Bezugsazimutdifferenz, die einer voreingestellten maximalen Azimut-Differenz entspricht. In dem Fall, daß die Zeit Tba + Tdc gleich oder länger als die vorherbestimmte Bezugszeit ist und die Gesamtazimutdifferenz θofs gleich oder kleiner als die vorherbestimmte Bezugsazimutdifferenz ist, aktualisiert der Offset-Berechnungsabschnitt 15 eine zweite Größe Bofs eines Offsets in dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors 11 oder berechnet diesen neu, indem auf die folgende Gleichung Bezug genommen wird.
Bofs = Aofs
Wenn andererseits die Zeit Tba + Tdc kürzer als die vorherbestimmte Bezugszeit ist, oder wenn die Gesamtazimutdifferenz θofs größer als die vorherbestimmte Bezugsazimutdifferenz ist, verwirft der Offset-Berechnungsabschnitt 15 die berechnete erste Offset-Größe Aofs und hält eine zweite Offset-Größe Bofs unverändert. Ein Signal, das die zweite Offset- Größe Bofs angibt, bildet das Offset-Darstellungssignal.

Dritte Ausführungsform

Fig. 7 zeigt eine dritte Ausführungsform dieser Erfindung, die der ersten Ausführungsform ähnlich ist, mit Ausnahme von Konstruktionsänderungen, die nachstehend angegeben sind. Die Ausführungsform von Fig. 7 umfaßt einen Abschnitt zum Detektieren einer Azimut-Genauigkeit 20.
Der Abschnitt zum Detektieren einer Azimut-Genauigkeit 20 erzeugt Information von Genauigkeiten von Azimut-Datenelementen, die von einem Abschnitt zum Sammeln von Drehdaten 14 gesammelt werden. Der Abschnitt zum Detektieren einer Azimut-Genauigkeit 20 benachrichtigt den Abschnitt zum Sammeln von Drehdaten 14 und einen Offset-Berechnungsabschnitt 15 über die Genauigkeiten der Azimut-Datenelemente. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 bestimmt die Genauigkeiten der Azimut-Differenzen in Ansprechen auf die Genauigkeiten der Azimut- Datenelemente. Azimut-Differenzen mit höheren Genauigkeiten wird eine höhere Priorität gegeben, während Azimut-Differenzen mit geringeren Genauigkeiten eine niedrigere Priorität gegeben wird. Im allgemeinen werden die Azimut-Differenzen mit höherer Priorität bei der Berechnung einer Offset-Größe verwendet, während die Azimut-Differenzen mit niedrigerer Priorität nicht beachtet werden.

Vierte Ausführungsform

Eine vierte Ausführungsform dieser Erfindung ist der ersten Ausführungsform ähnlich, mit der Ausnahme von Konstruktionsänderungen, die nachstehend angegeben sind. Nach den Fig. 8 und 9 berechnet ein Abschnitt zum Berechnen eines Differenz-Azimuts 51 einen Differenz-Azimut DAn für jede gegebene Periode (die beispielsweise gleich 1 Sekunde ist), indem auf die folgende Gleichung Bezug genommen wird.
DAn = φn - θn,
wobei φn den letzten vorläufigen Drehwinkelwert bezeichnet, der von einem Abschnitt zum Berechnen eines vorläufigen Drehwinkels 13 berechnet wird, und θn den letzten Azimut-Winkel bezeichnet, der durch das Ausgangssignal eines Azimut-Sensors 12 dargestellt wird. Der Abschnitt zum Berechnen eines Differenz-Azimuts 51 legt sechs Gruppen fest, die Azimut-Winkelbereichen von 0º-60º, 60º-120º, 120º-180º, 180º-240º, 240º-300º bzw. 300º-360º entsprechen. Der Abschnitt zum Berechnen eines Differenz-Azimuts 51 wählt eine der sechs Gruppen gemäß dem letzten Azimut-Winkel θn aus und setzt ein Datenelement des berechneten Differenz-Azimuts DAn in die ausgewählte Gruppe. Auf diese Weise werden die letzten und vorhergehenden Differenz-Azimuts DAn, DAn-1, DAn-2, ... in die sechs Gruppen getrennt.
Die sechs Gruppen sind in Puffern #1, #2, #3, #4, #5 bzw. #6 vorgesehen. Differenz-Azimute, die durch Datenelemente in jeder der sechs Gruppen dargestellt sind, werden von einem Mittelungsabschnitt 52 zu einem mittleren Differenz-Azimut für jedes gegebene Intervall (beispielsweise 20 Sekunden) gemittelt. Durch den Mittelungsabschnitt 52 werden Datenelemente des mittleren Differenz-Azimuts, die mit den sechs Gruppen in Beziehung stehen, aus den Puffern #1, #2, #3, #4, #5 und #6 jeweils in entsprechende Puffer in einem Speicher 53 übertragen. Der Mittelungsabschnitt 52 vergleicht die Anzahl von wirksamen Datenelementen in jeder der sechs Gruppen mit einer gegebenen Anzahl (die beispielsweise gleich 7 ist). Im Hinblick auf eine Gruppe, in der die Anzahl von wirksamen Datenelementen gleich oder größer als die gegebene Anzahl ist, wird das Datenelement des mittleren Differenz-Azimuts in den entsprechenden Puffer in dem Speicher 53 als ein wirksames Datenelement übertragen. Im Hinblick auf eine Gruppe, in der die Anzahl von wirksamen Datenelementen kleiner als die gegebene Anzahl ist, wird das Datenelement des mittleren Differenz-Azimuts in den entsprechenden Puffer in dem Speicher 53 als ein ungültiges Datenelement übertragen.
Jeder der Puffer in dem Speicher 53 umfaßt ein Schieberegister mit einer gegebenen Anzahl an Stufen. Jedesmal dann, wenn die neuen Datenelemente des mittleren Differenz-Azimuts in die ersten Stufen der Puffer geschrieben werden, werden die ältesten Datenelemente aus den letzten Stufender Puffer entfernt. Die mittleren Differenz-Azimute, die durch die Datenelemente in jedem der Puffer dargestellt werden, stehen jeweils mit den vorhergehenden oder rückwirkenden Intervallen von beispielsweise 20-40 Sekunden, 40-60 Sekunden, 60-80 Sekunden, ... in Beziehung.
Ein Offset-Berechnungsabschnitt 15 (siehe Fig. 3) greift auf die Puffer #1, #2, #3, #4, #5 und #6 und die Puffer in dem Speicher 53 zu. Der Offset- Berechnungsabschnitt 15 prüft, ob die Datenelemente des letzten mittleren Differenz-Azimuts, die mit den jeweiligen Gruppen in Beziehung stehen, wirksam oder ungültig sind. Im Hinblick auf jedes der wirksamen Datenelemente der letzten mittleren Differenz-Azimute durchsucht der Offset-Berechnungsabschnitt 15 den entsprechenden Puffer in dem Speicher 53 nach einem wirksamen Datenelement eines vorhergehenden mittleren Differenz-Azimuts. Wenn ein derartiges wirksames Datenelement eines vorhergehenden mittleren Differenz-Azimuts gefunden wird, berechnet der Offset-Berechnungsabschnitt 15 die Differenz Δt zwischen dem Auftrittsintervall, das mit dem letzten wirksamen Datenelement in Beziehung steht, und dem Auftrittsintervall, das mit dem vorhergehenden wirksamen Datenelement in Beziehung steht. Der Offset-Berechnungsabschnitt 15 vergleicht die berechnete Zeitdifferenz Δt mit einer vorherbestimmten Bezugszeit (beispielsweise 180 Sekunden). In dem Fall, daß die Zeitdifferenz Δt gleich oder größer als die vorherbestimmte Bezugszeit ist, berechnet der Offset-Berechnungsabschnitt 15 eine Größe Cofs eines Offsets im Ausgangssignal eines Winkelgeschwindigkeitssensors 11 (siehe Fig. 3), indem auf die folgende Gleichung Bezug genommen wird.
Cofs = (θneu - θalt)/Δt,
wobei θneu den mittleren Differenz-Azimut bezeichnet, der durch das letzten wirksame Datenelement dargestellt wird, und θalt den mittleren Differenz-Azimut bezeichnet, der durch das vorhergehende wirksame Datenelement dargestellt wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Berechnen des Drehwinkels eines Fahrzeugs, umfassend:

einen ersten Sensor (11), der ein Signal ausgibt, das eine Winkelgeschwindigkeit einer Fahrzeugkarosserie darstellt,

einen zweiten Sensor (12), der ein Signal ausgibt, das eine Richtung der Fahrzeugkarosserie darstellt,

ein mit dem ersten Sensor (11) verbundenes erstes Mittel (13) zum Integrieren des Ausgangssignals des ersten Sensors (11), um ein Signal zu erzeugen, das einen vorläufigen Drehwinkel der Fahrzeugkarosserie darstellt,

ein mit dem zweiten Sensor (12) verbundenes zweites Mittel (14) zum Erzeugen erster Datenelemente, die jeweils zeitlich beabstandete Abtastungen des Ausgangssignals des zweiten Sensors darstellen,

ein mit dem ersten Mittel (13) verbundenes drittes Mittel (14) zum Erzeugen zweiter Datenelemente, die jeweils zeitlich beabstandete Abtastungen des Signals darstellen, das von dem ersten Mittel (13) erzeugt wird,

ein mit dem zweiten Mittel verbundenes viertes Mittel (17) zum Auswählen eines ersten Paares erster Datenelemente und eines zweiten Paares erster Datenelemente unter den ersten Datenelementen, die von dem zweiten Mittel erzeugt werden,

dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner umfaßt:

ein mit dem dritten Mittel (14) verbundenes fünftes Mittel (17) zum Auswählen eines ersten Paares zweiter Datenelemente und eines zweiten Paares zweiter Datenelemente unter den zweiten Datenelementen, die von dem dritten Mittel (14) erzeugt werden, wobei die beiden zweiten Datenelemente in dem ersten Paar mit Auftrittsmomenten in Beziehung stehen, die jeweils den Auftrittsmomenten der ersten Datenelemente in dem ersten Paar entsprechen, und die beiden zweiten Datenelemente in dem zweiten Paar mit Auftrittsmomenten in Beziehung stehen, die jeweils den Auftrittsmomenten der ersten Datenelemente in dem zweiten Paar entsprechen,

ein mit dem vierten Mittel (17) verbundenes sechstes Mittel (17) zum Berechnen einer ersten Richtungsdifferenz zwischen Richtungen, die durch die beiden ersten Datenelemente in dem ersten Paar dargestellt sind, und einer zweiten Richtungsdifferenz zwischen Richtungen, die durch die beiden ersten Datenelemente in dem zweiten Paar dargestellt sind,

ein mit dem fünften Mittel (17) verbundenes siebtes Mittel (17) zum Berechnen einer ersten Drehwinkeldifferenz zwischen vorläufigen Drehwinkeln, die durch die beiden zweiten Datenelemente in dem ersten Paar dargestellt sind, und einer zweiten Drehwinkeldifferenz zwischen vorläufigen Drehwinkeln, die durch die beiden zweiten Datenelemente in dem zweiten Paar dargestellt sind,

ein mit dem sechsten Mittel (17) verbundenes achtes Mittel (17) zum Berechnen einer Differenz zwischen der ersten Richtungsdifferenz und der zweiten Richtungsdifferenz, die von dem sechsten Mittel berechnet werden,

ein mit dem siebten Mittel (17) verbundenes neuntes Mittel (17) zum Berechnen einer Differenz zwischen der ersten Drehwinkeldifferenz und der zweiten Drehwinkeldifferenz, die von dem siebten Mittel (17) berechnet werden,

ein mit dem achten Mittel (17) und dem neunten Mittel (17) verbundenes zehntes Mittel (17) zum Berechnen eines Empfindlichkeitskoeffizienten, der mit dem Ausgangssignal des ersten Sensors (11) in Beziehung steht, in Ansprechen auf die von dem achten Mittel (17) berechnete Differenz und die von dem neunten Mittel (17) berechnete Differenz;

ein mit dem ersten Sensor (11) und dem zehnten Mittel (17) verbundenes elftes Mittel (18) zum Korrigieren einer Größe des Ausgangssignals des ersten Sensors (11) in Ansprechen auf den von dem zehnten Mittel (17) berechneten Empfindlichkeitskoeffizienten, um das Ausgangssignal des ersten Sensors (11) in ein verstärkungskorrigiertes Signal umzuwandeln, und

ein mit dem elften Mittel (18) verbundenes zwölftes Mittel (19) zum Integrieren des verstärkungskorrigierten Signals, um ein Signal zu erzeugen, das einen Enddrehwinkel der Fahrzeugkarosserie darstellt.