Глава 5. Спеціалізовані бортові системи автомобілів

5.6.1. Функції, структура і складові компоненти навігаційної системи

На рис. 5.14 показано структура навігаційної системи. Система може здійснювати навігаційне числення, визначати становище автомобіля на карті місцевості по конфігурації пройденого шляху, визначати абсолютні координати з допомогою супутникового системи GPS (глобальна позиціонована система чи GPS — Global Positioning System). З допомогою навігаційного числення визначають відносне становище автомобіля і собі напрямок руху за інформацією, отриманої з датчиків швидкості обертання коліс і азимута. Конфігурація ділянки пройденого шляху, отримана з допомогою навігаційного числення, порівнюється зі конфігурацією доріг, заподіяних карті. Визначивши дорогу, через яку рухається автомобіль, система знаходить та її поточні координати. Більше точне визначення координат автомобіля на карті проводиться за допомогою GPS за широтою і довготі. Вважається, що з практичних цілей досить знати координати автомобілі з точністю до розміру половини кварталу, т. е. ±100 метрів. Автомобільна навігаційна система повинен мати у собі датчики пройденого шляху й напрями руху. Датчик пройденого шляху — це те чи інша конструкція електронного одометра, інформація куди надходить із датчиків швидкості обертання коліс ABS. Одометрам притаманний ряд систематичних похибок, які потрібно коригувати. До них належать: 1. Розбіжність у діаметрах новий одяг і зношеною покришки дає похибку у визначенні пройденої дистанції до 3%. 2. Завдяки збільшенню діаметра покришки від відцентровій сили на кожні 40 км/год швидкості автомобіля похибка у визначенні пройденої дистанції поповнюється 0,1...0,7%.

РИС. 5.14. Структура навігаційної системи

5.6. Навігаційні системи автомобіля 3. Зміна тиску в шинах на 689 кПа (10 psi) збільшує похибка на 0,25...1,1%. Для визначення напрями руху автомобіля зазвичай використовуються датчик азимута, датчики швидкості обертання коліс, гіроскопи.

5.6.2. Датчик азимута (компас) Датчик азимута використовує магнітне полі Землі та є кільцевої сердечник з ферромагнетика, який намотані обмотка порушення та перпендикулярно одна одній дві вихідні обмотки (рис. 5.15). Координата X Обмотка порушення Координата Y

Рис. 5.15. Геомагнітний датчик азимута

До обмотці порушення докладено синусоїдальна напруга. За відсутності зовнішнього магнітного поля була в вихідних обмотках наводять ЭДС взаємоіндукції, також синусоїдальна, із нульовим середнім значенням. За наявності постійного зовнішнього магнітного поля напруженістю // (магнітне полі Землі) відбувається спотворення синусоїдальної форми магнітного потоку в сердечнику з допомогою накладення постійної складової і напруг вихідних обмоток (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Електромагнітні процеси в геомагнітному датчику азимута у присутності зовнішнього магнітного поля М Якщо зовнішнє магнітне полі спрямоване з точки 9 до обмотці X, то середні значення напруг у вихідних обмотках визначаться так:

де k — коефіцієнт пропорційності.

, т. е. собі напрямок руху автомобіля визначено. Сучасні датчики азимута випускаються в інтегральному виконанні. 5.6.3. Датчик швидкості обертання коліс Використовуються датчики швидкості обертання передніх коліс, застосовуються й для ABS. Кут повороту автомобіля визначається по різниці шляхів, прохідних при повороті лівим і правих колесом. Коли автомобіль повертається на кут 0 радіан з радіусом повороту R, шляху, пройдені лівим і правих колесами, описують дуги із загальним центром (рис. 5.17). Шляхи, пройдені лівим і правих 105