JPS60238712A - 加速度補償機能を備えた電子傾斜計およびその補償方法 - Google Patents
加速度補償機能を備えた電子傾斜計およびその補償方法Info
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- JPS60238712A JPS60238712A JP60048084A JP4808485A JPS60238712A JP S60238712 A JPS60238712 A JP S60238712A JP 60048084 A JP60048084 A JP 60048084A JP 4808485 A JP4808485 A JP 4808485A JP S60238712 A JPS60238712 A JP S60238712A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
- G01C9/02—Details
- G01C9/08—Means for compensating acceleration forces due to movement of instrument
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Steroid Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
° (イ)発明の技術分野
本発明は傾斜感知装置として使用する11w4加速度酎
の技術に関し、より詳細には運動する乗物において使用
する際加速度エラーの補償を行なう手段を備えているこ
のタイプの電子傾斜計およびその補償方法に関するもの
である。
の技術に関し、より詳細には運動する乗物において使用
する際加速度エラーの補償を行なう手段を備えているこ
のタイプの電子傾斜計およびその補償方法に関するもの
である。
(ロ)従来技術と問題点
本発明は傾斜の変化を感知および測定する装置に関して
いる。このような装置には多くの用途があり、例えば1
つの形式では装置を使用して水平等の基準位置からの曲
の傾斜の変化を感知または測定することができる。従っ
て本発明を使用して横切りつつある路盤の勾配を正確に
測定することができる。横向の重いトラックは所定勾配
を越える道路を通り抜けることができず、従って運動中
で停止する前に勾配を測定ずぶことができる装置は有用
である。主要道路管理部ではこのような装置は建設中の
主要道路の勾配を測定したり近代化しようとしている道
路を測量するのに有用である。
いる。このような装置には多くの用途があり、例えば1
つの形式では装置を使用して水平等の基準位置からの曲
の傾斜の変化を感知または測定することができる。従っ
て本発明を使用して横切りつつある路盤の勾配を正確に
測定することができる。横向の重いトラックは所定勾配
を越える道路を通り抜けることができず、従って運動中
で停止する前に勾配を測定ずぶことができる装置は有用
である。主要道路管理部ではこのような装置は建設中の
主要道路の勾配を測定したり近代化しようとしている道
路を測量するのに有用である。
運動する乗物は前方向に加速または減速する際感知装置
に縦方向加速度を感知させるので、道路勾配を正確に読
取るためこのような加速度の影響を補償することが必要
であった。しかしながら従来使用されているような装置
の特徴は、重力基準感知装置が水平基準軸からの乗物の
実際の#4斜と加速度の水平成分のそれに対する影響と
を区別することができないことである。乗物、従って感
知装置は頻繁な加速に遭遇するので、高価で*雑なジャ
イロスコープ装置が路盤の瞬時勾配を測定するため従来
使用されている。
に縦方向加速度を感知させるので、道路勾配を正確に読
取るためこのような加速度の影響を補償することが必要
であった。しかしながら従来使用されているような装置
の特徴は、重力基準感知装置が水平基準軸からの乗物の
実際の#4斜と加速度の水平成分のそれに対する影響と
を区別することができないことである。乗物、従って感
知装置は頻繁な加速に遭遇するので、高価で*雑なジャ
イロスコープ装置が路盤の瞬時勾配を測定するため従来
使用されている。
これにはShigeo Kuboによる米国特許第4,
219゜940号「角加速度計安定ペンデュラム(An
gu I a rAccelerC>meter 3t
abilized Pendulum)Jに記載されて
いるような従来のジャイロスコープ装置が含まれ、前記
特許は水平加速度から独立して局部重力ベクトルとのそ
の整列を保持することができるペンデュラムを提供した
。垂直角度測知に使用する別の加速度計はKlasR。
219゜940号「角加速度計安定ペンデュラム(An
gu I a rAccelerC>meter 3t
abilized Pendulum)Jに記載されて
いるような従来のジャイロスコープ装置が含まれ、前記
特許は水平加速度から独立して局部重力ベクトルとのそ
の整列を保持することができるペンデュラムを提供した
。垂直角度測知に使用する別の加速度計はKlasR。
Wicklundによる米国特許第4,277.895
号[垂直方向の角位置を指示する装置ilt (App
aratusfnr Indicating Angu
lar Po5ition in aVertical
Direction ) Jに記載されており、該特
許は垂直基準位置に対するペンデュラムの回転度を示す
電流出力を供給することができる磁界において回転可能
なコイルを駆動するペンデュラムを提供した。しかしな
がらこれらの装置は機械的にも複雑で高価であり乗物の
運行に必要な丈夫さに欠けている。液体レベルタイプの
別の加速度計はC,G、Buck ley、 0. A
、 Hha tおよびHarold L、 Swart
zによる米国特許第4゜028.815号に記載されて
いる。角度変位を測定することができる比較的簡単で頑
丈な感知装置を提供する一方で、このレベルは角度変位
と縦方向加速度とを区別することができない。
号[垂直方向の角位置を指示する装置ilt (App
aratusfnr Indicating Angu
lar Po5ition in aVertical
Direction ) Jに記載されており、該特
許は垂直基準位置に対するペンデュラムの回転度を示す
電流出力を供給することができる磁界において回転可能
なコイルを駆動するペンデュラムを提供した。しかしな
がらこれらの装置は機械的にも複雑で高価であり乗物の
運行に必要な丈夫さに欠けている。液体レベルタイプの
別の加速度計はC,G、Buck ley、 0. A
、 Hha tおよびHarold L、 Swart
zによる米国特許第4゜028.815号に記載されて
いる。角度変位を測定することができる比較的簡単で頑
丈な感知装置を提供する一方で、このレベルは角度変位
と縦方向加速度とを区別することができない。
1/1発明の目的
本発明は速度の独−i、感知をオ0用し侍られた値を処
理することによって液体レベル感知装置重力基準の加速
度感応応答を補償するゲージを提供して、感知装置の出
力を補償して加速度の影響が無い道路勾配の測定をもた
らす。有オリなことにこの方法によって機械的ギア装置
および連結装置が排除されコストが実質的に低減すると
ともに有効性および相変が向上する。
理することによって液体レベル感知装置重力基準の加速
度感応応答を補償するゲージを提供して、感知装置の出
力を補償して加速度の影響が無い道路勾配の測定をもた
らす。有オリなことにこの方法によって機械的ギア装置
および連結装置が排除されコストが実質的に低減すると
ともに有効性および相変が向上する。
に)発明の構成
本開明は、加速度および重力の場に対する基準軸に沿っ
た変換器の角度および方向に対応する出力を有する傾斜
感応変換器を設けることによって、加速度を受ける運動
する乗物において路盤傾斜を測定する先行技術のtt器
の上述の欠点を排除する。装置は乗物に結合されて基準
軸に沿った乗物の速度成分に対応する出力を発生する迷
匿感辿装置、および速度信号を処理して基準軸に沿った
加速度の成分に対応する信号を発生する回路を備えてい
る。加速度信号は変換器出力信号から代数学的に減算さ
れ、よって加速度信号成分を零化し乗物の加速度から独
立した重力の場に対する基準軸の傾斜を表わす出力を発
生する。補正出力は次いで出力指示装置に与えられて乗
物およびそれが移動する路盤の傾斜を示す読取りを与え
る。
た変換器の角度および方向に対応する出力を有する傾斜
感応変換器を設けることによって、加速度を受ける運動
する乗物において路盤傾斜を測定する先行技術のtt器
の上述の欠点を排除する。装置は乗物に結合されて基準
軸に沿った乗物の速度成分に対応する出力を発生する迷
匿感辿装置、および速度信号を処理して基準軸に沿った
加速度の成分に対応する信号を発生する回路を備えてい
る。加速度信号は変換器出力信号から代数学的に減算さ
れ、よって加速度信号成分を零化し乗物の加速度から独
立した重力の場に対する基準軸の傾斜を表わす出力を発
生する。補正出力は次いで出力指示装置に与えられて乗
物およびそれが移動する路盤の傾斜を示す読取りを与え
る。
好適な実施例においては、#4斜変換器は2極性倍号諒
によって対称的に励起される液体レベル電位差計を備え
ており、該電位差計は位相および振幅が1力の場に対す
るレベルの傾斜に対応する出力を発生する。2&性出力
は次いで贅流され計器の傾斜に対応する可変指幅および
極性の単方向信号を発生する。乗物中の速度計は乗物の
速度に応答する出力信号を発生する感知装置に結合され
、該出力信号は次いで微分されて移動方向の力V速度成
分を発生する。傾斜変換器は乗物の加速度にも感応する
ので、速度計から発生される加速度成分を変換器出力信
号から減算することによって乗物の加速度から独立して
おり感知装置の傾斜にのみ基く結果の出力が発生される
。
によって対称的に励起される液体レベル電位差計を備え
ており、該電位差計は位相および振幅が1力の場に対す
るレベルの傾斜に対応する出力を発生する。2&性出力
は次いで贅流され計器の傾斜に対応する可変指幅および
極性の単方向信号を発生する。乗物中の速度計は乗物の
速度に応答する出力信号を発生する感知装置に結合され
、該出力信号は次いで微分されて移動方向の力V速度成
分を発生する。傾斜変換器は乗物の加速度にも感応する
ので、速度計から発生される加速度成分を変換器出力信
号から減算することによって乗物の加速度から独立して
おり感知装置の傾斜にのみ基く結果の出力が発生される
。
(剰発明の実施例
上述のように運動する乗物に増刊けた計器類により水平
からの路盤の角度変位を測定する加速度計感知素子を使
用している先行技術の装置は、乗物が速度を増加または
低減する際加速度エラーを受ける。これらのエラーは、
重力基準として使用する加速度計変換器が水平力)ら変
位した軸線まわりの乗物の実際の傾斜と乗物が前方向に
加速または減速する際加速度の前後の成分のその影響と
を区別することができないという理由により生じる。本
発明によれば、改良された装置はエラー誘起加速度成分
を補償する手段を備えており、従って傾斜指示計器は見
掛けの垂直ではなく実際の垂直重力加速度に応答する。
からの路盤の角度変位を測定する加速度計感知素子を使
用している先行技術の装置は、乗物が速度を増加または
低減する際加速度エラーを受ける。これらのエラーは、
重力基準として使用する加速度計変換器が水平力)ら変
位した軸線まわりの乗物の実際の傾斜と乗物が前方向に
加速または減速する際加速度の前後の成分のその影響と
を区別することができないという理由により生じる。本
発明によれば、改良された装置はエラー誘起加速度成分
を補償する手段を備えており、従って傾斜指示計器は見
掛けの垂直ではなく実際の垂直重力加速度に応答する。
加速度エラーを補償するここで設けた手段は乗物の運動
を第1用して速度信号を発生し該イ百号は次いで処理さ
れて縦方向加速度成分を発生する。乗物の加速度成分は
変換器の加速度成分から代数学的に減算されよって、水
平からの路盤の角度傾斜にのみ比例し移動方向の乗物の
加速度から独立した出力を発生する。
を第1用して速度信号を発生し該イ百号は次いで処理さ
れて縦方向加速度成分を発生する。乗物の加速度成分は
変換器の加速度成分から代数学的に減算されよって、水
平からの路盤の角度傾斜にのみ比例し移動方向の乗物の
加速度から独立した出力を発生する。
第1図は水平面18から傾斜角αだけ1頃斜した1lS
fi12に沿って移動する乗物10を示す。
fi12に沿って移動する乗物10を示す。
乗物10内に殻けた計器類から路盤の1頃斜角αを測定
したい。乗物内に設けた重力基準は地球の重力加速度ベ
クトルaGと乗物の前後の速度変化による加速度ベクト
ルayのベクトル狽である全加速厩ベクトルaTを受け
る。傾斜感知装置は重力ベクトルa(3に基準をとった
乗物の実際の傾斜を見掛けの傾斜とを区別することがで
きないため全加速度を測定するので、角βに等しい量た
けピッチ角エラーを表示する。例えば乗物は55m/時
で移動しており10秒間に渡って速度を45m/時に低
減すると仮定しよう。
したい。乗物内に設けた重力基準は地球の重力加速度ベ
クトルaGと乗物の前後の速度変化による加速度ベクト
ルayのベクトル狽である全加速厩ベクトルaTを受け
る。傾斜感知装置は重力ベクトルa(3に基準をとった
乗物の実際の傾斜を見掛けの傾斜とを区別することがで
きないため全加速度を測定するので、角βに等しい量た
けピッチ角エラーを表示する。例えば乗物は55m/時
で移動しており10秒間に渡って速度を45m/時に低
減すると仮定しよう。
結果の減速度は
に短い間隔に渡って測定した場合の結果の加速度を表わ
す。本例に対する上記の値を代入して下記の式が倚られ
る。すなわち および および乗物は1,47フイート/抄2の率で減超してい
るのがわかる。第2図において、これは一定の比率で描
いたものではなく明瞭にするため誇張しているが、指示
されたエラー角βは正接か式(3)のように定められる
角度から見出される。
す。本例に対する上記の値を代入して下記の式が倚られ
る。すなわち および および乗物は1,47フイート/抄2の率で減超してい
るのがわかる。第2図において、これは一定の比率で描
いたものではなく明瞭にするため誇張しているが、指示
されたエラー角βは正接か式(3)のように定められる
角度から見出される。
但し1.47は乗物の前方向減速度を表わし32.2は
地球の重力の場の垂直加速度ベクトルを表わす。
地球の重力の場の垂直加速度ベクトルを表わす。
2.6°の結果の個は約4.6%の勾配のエラーに等し
い。通常測置装置は10%勾配の変化を測定することが
でき路盤は6%勾配を越えない。従って単に乗物が保々
に減速することによってはは5%の勾配のエラーが生じ
た。
い。通常測置装置は10%勾配の変化を測定することが
でき路盤は6%勾配を越えない。従って単に乗物が保々
に減速することによってはは5%の勾配のエラーが生じ
た。
重力基準感知装置の出力はそれに対する加速度によって
彩管を受けて著しい効果を生じることは明らかである。
彩管を受けて著しい効果を生じることは明らかである。
本発明は加速度の縦方向成分を感知しその効果を補償し
て路盤の真の勾配を指示する。これはガラス容器、1倹
および導電流体を備えているバブルタイプの液体レベル
から成る傾斜変換器を設けることによって達成される。
て路盤の真の勾配を指示する。これはガラス容器、1倹
および導電流体を備えているバブルタイプの液体レベル
から成る傾斜変換器を設けることによって達成される。
ガラス容器は好ましくは重力の場に対して基準軸に沿っ
て竪列したハウジング内に増刊ける。各1は交流電源に
よって励起され、容器の対向端に配設した励起接点およ
び中央に配設した共通接点に対して可変インピーダンス
を与える電解液を含んでいる。よって変換器は平衡重圧
源によって励起された際電位差計として動作して大きさ
および位相において変換器の傾斜の方向および程度に応
答する出力を発生し、よって重力の場に対する基準軸の
傾斜の指示を与える。しかしながら装置の出力は前述の
加速度エラーを受け該エラーを補正されなければならな
い。変換器出力を桶正に適当な形式に東件村けるため、
交流出力は2極性パルス出力を発生する過当な復調器で
!1流され積分されて変換器の傾斜に従って変化可能な
極性を有する単方向または直流出力を発生する。加速度
補正は速度信号によって行ない、該信号は乗物の従来の
速度計に結合し微分回路を介して結果の速度信号を処理
しよって乗物の加速度に比例する出力電圧を発生するこ
とによって発生することができる。直流形式で適正に較
正されたこの出力は積分変換器出力から減算され、よっ
て基準軸の傾斜を示し乗物の加速度から独立した結果の
出力を発生する。
て竪列したハウジング内に増刊ける。各1は交流電源に
よって励起され、容器の対向端に配設した励起接点およ
び中央に配設した共通接点に対して可変インピーダンス
を与える電解液を含んでいる。よって変換器は平衡重圧
源によって励起された際電位差計として動作して大きさ
および位相において変換器の傾斜の方向および程度に応
答する出力を発生し、よって重力の場に対する基準軸の
傾斜の指示を与える。しかしながら装置の出力は前述の
加速度エラーを受け該エラーを補正されなければならな
い。変換器出力を桶正に適当な形式に東件村けるため、
交流出力は2極性パルス出力を発生する過当な復調器で
!1流され積分されて変換器の傾斜に従って変化可能な
極性を有する単方向または直流出力を発生する。加速度
補正は速度信号によって行ない、該信号は乗物の従来の
速度計に結合し微分回路を介して結果の速度信号を処理
しよって乗物の加速度に比例する出力電圧を発生するこ
とによって発生することができる。直流形式で適正に較
正されたこの出力は積分変換器出力から減算され、よっ
て基準軸の傾斜を示し乗物の加速度から独立した結果の
出力を発生する。
第3図において、本発明のブロック図を概略的に示す。
従来の無安定マルチバイブレータ20を使用して矩形波
パルス列22を発生する。振動の周期は王として後述の
ような関連構成要素の時足数によって決矩される。パル
ス出力22を使用して増幅器26を駆動し該増幅器は電
圧gII整装@24によってバイアスされ、て電源のア
ース27に対して正電位になっている毎号バス25を村
努する。信号のアースおよび線29上の調繁装置24に
よって発生される直流電源基準′重圧は共に本質的にバ
ッテリー供給電圧から独立しているので、増幅器26の
結果の出力28は供帽笥圧の変化から実質的に独立した
極めて安定した矩形波である。
パルス列22を発生する。振動の周期は王として後述の
ような関連構成要素の時足数によって決矩される。パル
ス出力22を使用して増幅器26を駆動し該増幅器は電
圧gII整装@24によってバイアスされ、て電源のア
ース27に対して正電位になっている毎号バス25を村
努する。信号のアースおよび線29上の調繁装置24に
よって発生される直流電源基準′重圧は共に本質的にバ
ッテリー供給電圧から独立しているので、増幅器26の
結果の出力28は供帽笥圧の変化から実質的に独立した
極めて安定した矩形波である。
増@器26のパルス出力28は従来の液体レベル感知装
置56の端1&54に印加される。
置56の端1&54に印加される。
信号28は反転装置30にも印加され、該装置は感知装
置360対向端に配設した電極58に信号28と180
度位相ずれした信号32を与える。感知装置出力は中央
電極40から発生され位相復調器42に与えられる。
置360対向端に配設した電極58に信号28と180
度位相ずれした信号32を与える。感知装置出力は中央
電極40から発生され位相復調器42に与えられる。
本発明は電解感知装置の使用に駆足されるものではなく
、電位差計タイプの偏向感知装置の他のタイプも過当で
ある。例えば前記米国特許第4.277.895号に記
載の磁気結合揺動加速度計が過当である。1唄斜の程良
および方向に従って抵抗が大きさおよび方向において変
化する抵抗素子を備えた他の電位差社感知装置も使用す
ることができる。
、電位差計タイプの偏向感知装置の他のタイプも過当で
ある。例えば前記米国特許第4.277.895号に記
載の磁気結合揺動加速度計が過当である。1唄斜の程良
および方向に従って抵抗が大きさおよび方向において変
化する抵抗素子を備えた他の電位差社感知装置も使用す
ることができる。
交流電源26は感知装置36に共通信号/ XIス25
に対する等振幅の2つの位相ずれ父流亀圧を与えるよう
に構成されているので、重惨40によって与えられる信
号は振幅および位相において感知装置36の傾斜の程度
および方向に基いている。発振器2Gの出力22および
蕨44上の感知装置出力は位相復調器42に与えられる
。復調器は発振器20からの信号22に位相回期してお
り電極40からの感知装置出力の振幅を検出して直流電
圧を発生し、該電圧の大きさは基準からの傾斜の角度に
比例しており該(圧の方向(正または負)は感知装置6
6の傾斜の方向に基いている。
に対する等振幅の2つの位相ずれ父流亀圧を与えるよう
に構成されているので、重惨40によって与えられる信
号は振幅および位相において感知装置36の傾斜の程度
および方向に基いている。発振器2Gの出力22および
蕨44上の感知装置出力は位相復調器42に与えられる
。復調器は発振器20からの信号22に位相回期してお
り電極40からの感知装置出力の振幅を検出して直流電
圧を発生し、該電圧の大きさは基準からの傾斜の角度に
比例しており該(圧の方向(正または負)は感知装置6
6の傾斜の方向に基いている。
復調器42の出力″電圧はバッファ増幅器46に与えら
れ次いで感知装置36を既卸の角度標準傾斜に較正する
′電位差計48に与えられる。
れ次いで感知装置36を既卸の角度標準傾斜に較正する
′電位差計48に与えられる。
増幅器64は佐述の態様で電位差計48の出力と加運度
相正信号を粘合させるのに使用する。
相正信号を粘合させるのに使用する。
速度感知装置50を般は乗物中の/”tウジング中に増
刊けてもよい。感知装置は速度計または乗物の駆動キヤ
列に連結された他の素子に結合され、従って乗物の速度
に比例する出力をパルス発生装置52に与える。適当な
連間感知装置はシャッターを速度社軸に結合しシャッタ
ーを使用してホトトランジスタに邑たる光の源を遮断す
ることによって構成することができる。従ってシャッタ
ーが動作して光源からの光線を遮断する際ホトトランジ
スタの出力は対応するパルスシーケンスとして境れる。
刊けてもよい。感知装置は速度計または乗物の駆動キヤ
列に連結された他の素子に結合され、従って乗物の速度
に比例する出力をパルス発生装置52に与える。適当な
連間感知装置はシャッターを速度社軸に結合しシャッタ
ーを使用してホトトランジスタに邑たる光の源を遮断す
ることによって構成することができる。従ってシャッタ
ーが動作して光源からの光線を遮断する際ホトトランジ
スタの出力は対応するパルスシーケンスとして境れる。
パルス発生装置52は固にパルス時面幅およびパルス幅
の矩形波出力を発生するようになっており、該出力の出
力周波数は速度感知装置50からの入力周波数に対応す
る。パルス発生装置52の出力はフィルタリングされ増
幅器54に印加され次いでコンデンサ56に印加される
。増幅654と結合したコンデンサ56および抵抗58
は簡単な微分回路を形成し、該回路はパルス発生装置5
27 から速成入力を受け微分によって式(11のよう
に反転装@60に速度の変化率すなわち加速度に比例す
る電圧を与える。後述の第4図(C1に示した刊加回路
は反転装置60の〕b渡応答を感知装置36の対応する
時定数に整合させる。従って感知装置36がプリセット
基準レベルからオフセットしよって増幅器64に直流出
力を与える除、反転装置60からの対応する加速度出力
はt位差計62によって調豊され奄位差計48からの検
出感知装置出力と混合され、従って電解感知装置56に
よって忌卸された加速力をちょうど打消し、従って感知
装置36からの加速度出力を打消し乗物の加連間から独
立した角度勾配読取りのみを反映する直流出力を端子6
8で発生する。
の矩形波出力を発生するようになっており、該出力の出
力周波数は速度感知装置50からの入力周波数に対応す
る。パルス発生装置52の出力はフィルタリングされ増
幅器54に印加され次いでコンデンサ56に印加される
。増幅654と結合したコンデンサ56および抵抗58
は簡単な微分回路を形成し、該回路はパルス発生装置5
27 から速成入力を受け微分によって式(11のよう
に反転装@60に速度の変化率すなわち加速度に比例す
る電圧を与える。後述の第4図(C1に示した刊加回路
は反転装置60の〕b渡応答を感知装置36の対応する
時定数に整合させる。従って感知装置36がプリセット
基準レベルからオフセットしよって増幅器64に直流出
力を与える除、反転装置60からの対応する加速度出力
はt位差計62によって調豊され奄位差計48からの検
出感知装置出力と混合され、従って電解感知装置56に
よって忌卸された加速力をちょうど打消し、従って感知
装置36からの加速度出力を打消し乗物の加連間から独
立した角度勾配読取りのみを反映する直流出力を端子6
8で発生する。
勾配胱叡りを与えるように較正された場合適当な@流指
示装置を出力装置として使用することができる。例えば
これはプラスマイナス0〜10度等の角度読取りの有効
範囲を与えるように較正したデジタル重圧H1菫たはア
ナログ電圧計にしてもよい。
示装置を出力装置として使用することができる。例えば
これはプラスマイナス0〜10度等の角度読取りの有効
範囲を与えるように較正したデジタル重圧H1菫たはア
ナログ電圧計にしてもよい。
第4図囚において、/i!!?卸装置66に励起パルス
を印加する詳細な回路を示し、矩形波発熾器20は12
ポルト乗物用バッテリーにすることができる1つの直流
電源からパワーを供給される。発撮商20はデヅタル集
積回路(:’J)4047型等の無安定マルチバイブレ
ータで構成されている。出カフ0で発生される矩形波の
周期は外部構成要素R,およびC1の関数である。この
回路は広い混成範囲に渡って動作可能な良好な周波数安
定を有する50%デユーティサイクルを与える。この出
逢には500Hzの周波数が適当であるが他の周波数を
選択してもよい。図の回路は増幅回路26を駆動するト
ランジスタ増幅器72のベースに対してm1Mアースに
ついて12ボルトビーク出力を発生する。増幅器72は
2N2462型等の従来のトランジスタタイプの増幅器
にすることができる。増幅器72は抵抗R7に密″i1
圧調企装屓24からバイアスされている。
を印加する詳細な回路を示し、矩形波発熾器20は12
ポルト乗物用バッテリーにすることができる1つの直流
電源からパワーを供給される。発撮商20はデヅタル集
積回路(:’J)4047型等の無安定マルチバイブレ
ータで構成されている。出カフ0で発生される矩形波の
周期は外部構成要素R,およびC1の関数である。この
回路は広い混成範囲に渡って動作可能な良好な周波数安
定を有する50%デユーティサイクルを与える。この出
逢には500Hzの周波数が適当であるが他の周波数を
選択してもよい。図の回路は増幅回路26を駆動するト
ランジスタ増幅器72のベースに対してm1Mアースに
ついて12ボルトビーク出力を発生する。増幅器72は
2N2462型等の従来のトランジスタタイプの増幅器
にすることができる。増幅器72は抵抗R7に密″i1
圧調企装屓24からバイアスされている。
TtilE調整装置24は基準ツェナダイオード76で
構成されており、該ダイオードは好ましくは温度補償さ
れここで(464ボルトの直流出力を発生するように選
択されている。抵抗R4はダイオード76を12ポヤレ
ト電源に結合している。
構成されており、該ダイオードは好ましくは温度補償さ
れここで(464ボルトの直流出力を発生するように選
択されている。抵抗R4はダイオード76を12ポヤレ
ト電源に結合している。
ダイオード76の直流帰路は直流帰路すなわち電源のア
ースを構成するバス27に印加される。
ースを構成するバス27に印加される。
LM148型等の従来の集積回路演算増@器で構成する
ことができる電圧フォロアー80は、信号のアースバス
25に印加される低インピーダンス6.4ボルト出力を
発生する。これによって入力電源の0ポルトおよび+1
2ボルト電位の闇のほぼ中間で信号のアースが生じ、信
号のアースバス25に基準をとったプラスおよびマイナ
ス重圧によって装置と関連した回路を駆動することが可
能になる。コンデンサC1は従来の態様でこの供帽電源
をフィルタリンクする。従って電圧調整回路24は1つ
の12ボルト電源から信号のアースに対して正および負
の供給1圧を発生する。
ことができる電圧フォロアー80は、信号のアースバス
25に印加される低インピーダンス6.4ボルト出力を
発生する。これによって入力電源の0ポルトおよび+1
2ボルト電位の闇のほぼ中間で信号のアースが生じ、信
号のアースバス25に基準をとったプラスおよびマイナ
ス重圧によって装置と関連した回路を駆動することが可
能になる。コンデンサC1は従来の態様でこの供帽電源
をフィルタリンクする。従って電圧調整回路24は1つ
の12ボルト電源から信号のアースに対して正および負
の供給1圧を発生する。
増幅器80からの+64ボルト出力は直列接紛抵抗R6
と結合した分圧器ル、九を弁して演算増幅器84の負(
−)入力に印加される。どの直流レベルは分圧器R7,
ROを介して正(+)の差入力にも結合されている。抵
抗RIGは増r@6saの利得を制御する。増幅器84
は一74上で電源アース27に対しでや+9ボルトを発
生するようにiA整したオU得を有しており、該増幅器
はよってアース25に対して約2.6ボルトの電圧基準
を発生する。アース25に印加される電位および線74
上の電圧基準項は共に調整6.4ボルト電源80から発
生されるので、増幅器7″2に印加される走電圧は+1
2ボルト直流バツテリー電源中の変化から本質的に独立
している。これはバッテリー電圧が周囲温度およびエン
ジン速度東件に基いて比較的広い範囲内で変化し備る目
動単において特に重要である。jllllI器84はL
M11型等の従来の演算増幅器にすること力Sできる。
と結合した分圧器ル、九を弁して演算増幅器84の負(
−)入力に印加される。どの直流レベルは分圧器R7,
ROを介して正(+)の差入力にも結合されている。抵
抗RIGは増r@6saの利得を制御する。増幅器84
は一74上で電源アース27に対しでや+9ボルトを発
生するようにiA整したオU得を有しており、該増幅器
はよってアース25に対して約2.6ボルトの電圧基準
を発生する。アース25に印加される電位および線74
上の電圧基準項は共に調整6.4ボルト電源80から発
生されるので、増幅器7″2に印加される走電圧は+1
2ボルト直流バツテリー電源中の変化から本質的に独立
している。これはバッテリー電圧が周囲温度およびエン
ジン速度東件に基いて比較的広い範囲内で変化し備る目
動単において特に重要である。jllllI器84はL
M11型等の従来の演算増幅器にすること力Sできる。
増幅回路26はさらに謝2段演31!壇幅器86を備え
ており、従来の態様で1人力は直列抵抗R11を弁して
増@市72によって駆動され第2人力は抵抗Rttを介
してアースに′接続されている。
ており、従来の態様で1人力は直列抵抗R11を弁して
増@市72によって駆動され第2人力は抵抗Rttを介
してアースに′接続されている。
抵抗RI’3は過当な利得係数を与えるようにfA整さ
れ、従って増幅器86の出力はコンデンサC3の両端に
約2.6ポルトビークーピーク値の矩形波パルスとして
現れ、そこから感知装置36の市憔34に与えられる。
れ、従って増幅器86の出力はコンデンサC3の両端に
約2.6ポルトビークーピーク値の矩形波パルスとして
現れ、そこから感知装置36の市憔34に与えられる。
増UMr WM 86の出力は抵抗 ′RI4を介して
反転装置88にも与えられ抵抗R1iおよびR16によ
ってバイアスされてコンデンサC4の両端で出力電圧を
発生し、線電圧はコンデンサC8の両端の電圧と振幅は
等しいが180度位相すれしている。コンデンサC4は
電極58に結合されている。従って@極54および58
は電圧は等しいが極性が反対の矩形波イa号によってバ
イアスされる。
反転装置88にも与えられ抵抗R1iおよびR16によ
ってバイアスされてコンデンサC4の両端で出力電圧を
発生し、線電圧はコンデンサC8の両端の電圧と振幅は
等しいが180度位相すれしている。コンデンサC4は
電極58に結合されている。従って@極54および58
は電圧は等しいが極性が反対の矩形波イa号によってバ
イアスされる。
第4図の)において、引続き第4図囚も診照して、各々
Naおよびb上の基準発振器20および感知装置56カ
)らの信号出力は復調回路42に与えられる。各々2N
2945および2N2432型にすることができるトラ
ンジスタ90および92は谷々p−n−pおよびn−p
−n型の2極性トランジスタである。トランジスタはア
ースされたコレクタ構成で接続され飽和切替モードで動
作する。発振器20からの矩形波基準線は各々抵抗R4
およびRtoを介して関連したトランジスタ90.92
のベースに結合されている。同様に感知装置56からの
信号出力は抵抗R1?を介してトランジスタ90のエミ
ッタに与えられ、抵抗R1@を介してトランジスタ92
のエミッタに与えられる。抵抗R,1および抵抗R3,
はトランジスタ90およびトランジスタ92のエミッタ
を各々差動増幅器94の2人力に結合している。増幅器
94を介して結合されたフィードバック抵抗Rt4は増
幅器利得を決定する。
Naおよびb上の基準発振器20および感知装置56カ
)らの信号出力は復調回路42に与えられる。各々2N
2945および2N2432型にすることができるトラ
ンジスタ90および92は谷々p−n−pおよびn−p
−n型の2極性トランジスタである。トランジスタはア
ースされたコレクタ構成で接続され飽和切替モードで動
作する。発振器20からの矩形波基準線は各々抵抗R4
およびRtoを介して関連したトランジスタ90.92
のベースに結合されている。同様に感知装置56からの
信号出力は抵抗R1?を介してトランジスタ90のエミ
ッタに与えられ、抵抗R1@を介してトランジスタ92
のエミッタに与えられる。抵抗R,1および抵抗R3,
はトランジスタ90およびトランジスタ92のエミッタ
を各々差動増幅器94の2人力に結合している。増幅器
94を介して結合されたフィードバック抵抗Rt4は増
幅器利得を決定する。
増幅器94の出力はフィルタRzs 、 Cs 、 R
ta6(−印加される。増幅器94の出力波形は、J[
0装置36の傾斜の角度の方向に対応する基準軸に対す
る負または正の極性、および基準軸からの感知装置の偏
走に対応する像幅のパルス列である。
ta6(−印加される。増幅器94の出力波形は、J[
0装置36の傾斜の角度の方向に対応する基準軸に対す
る負または正の極性、および基準軸からの感知装置の偏
走に対応する像幅のパルス列である。
パルス列はRxs+ CIl+ Rtaによってフィル
タリングされそこから%生された直流電圧は電流駆動装
置46に印加される。駆動装置46の出力1ま基準軸か
らの感知装置56の傾斜の方向および大きさに対応する
ilI流または電圧を表わす。この信号は次いで電位差
計48に印加されて角度偏差の標準に対して較正を可能
にする。1実施例においては、較正はo、 1V 7%
勾配に対応してo、17sVL4で設定した。電位差計
48の出力は抵抗27を弁して演算増@器96の入力に
結合され、該増幅器の機能は)記のように発生される加
速度成分内の角度変位を表わす信号成分を合成すること
である。フィードバック回路C6+Rtaは増幅器96
に印加され従って感知装置36の応答と互換性があるよ
うに利得および過渡応答を制御する。
タリングされそこから%生された直流電圧は電流駆動装
置46に印加される。駆動装置46の出力1ま基準軸か
らの感知装置56の傾斜の方向および大きさに対応する
ilI流または電圧を表わす。この信号は次いで電位差
計48に印加されて角度偏差の標準に対して較正を可能
にする。1実施例においては、較正はo、 1V 7%
勾配に対応してo、17sVL4で設定した。電位差計
48の出力は抵抗27を弁して演算増@器96の入力に
結合され、該増幅器の機能は)記のように発生される加
速度成分内の角度変位を表わす信号成分を合成すること
である。フィードバック回路C6+Rtaは増幅器96
に印加され従って感知装置36の応答と互換性があるよ
うに利得および過渡応答を制御する。
第4図1cIの回路は加速度電圧補正成分を発生するの
に必要な素子を備えている。回路50は乗物の速度に比
例する電圧を発生する速度感知装置を備えている。LE
Dにしてもよい光源100は制限抵抗R30を介して適
当な電源に結合されている。ホトトランジスタ104等
の光感卸装置は光源100に近接して取付ける。光源と
ホトトランジスタの間に光の鮭路を遮断するためシャッ
ター102を般け、該シャッターはそれから径方向に延
長するフィンを有する円形板で構成することができる。
に必要な素子を備えている。回路50は乗物の速度に比
例する電圧を発生する速度感知装置を備えている。LE
Dにしてもよい光源100は制限抵抗R30を介して適
当な電源に結合されている。ホトトランジスタ104等
の光感卸装置は光源100に近接して取付ける。光源と
ホトトランジスタの間に光の鮭路を遮断するためシャッ
ター102を般け、該シャッターはそれから径方向に延
長するフィンを有する円形板で構成することができる。
シャッター102は乗物の駆動軸または速度計ケーブル
に結合する。乗物が運動する際シャッターは対応して回
転され、よって乗物の速度に比例する周波数で周期的に
光源を遮断する。回転する磁気部材と共働する磁気応答
検出装置等の他の適当な感知装置も適当であり、当該技
術において周知である。ホトダイオード104は乗物の
電源かり抵抗Rjlを介してバイアスされ従って光源1
00によって付勢された際出力寒流を発生する。この出
力は抵抗R3mに印加され増幅器106に与えられて乗
物の速度に応答する可変パルス幅およびパルス繰返し速
度の信号を発生する。演算増幅器106は抵抗R83゜
R34によってバイアスされて負に駆動されることがな
い@流約1ボルトの平均値を有する出力パルス列を発振
回路52に与える。発振器108は所定時間物および振
幅および乗物の速度に比例する繰返し速度のパルスを出
力する単安定マルチバイブレータである。抵抗Rssお
よびコンデンサC1は従来の態様でパルス幅および時間
幅を決定する。発振器108の出力は回路R36、Rs
l、C6によってフィルタリングされ増幅器110に与
えられる。回路R6゜、C9は増幅器110の利得およ
び過渡応答を決定し句加的なフィルタリングを行なう。
に結合する。乗物が運動する際シャッターは対応して回
転され、よって乗物の速度に比例する周波数で周期的に
光源を遮断する。回転する磁気部材と共働する磁気応答
検出装置等の他の適当な感知装置も適当であり、当該技
術において周知である。ホトダイオード104は乗物の
電源かり抵抗Rjlを介してバイアスされ従って光源1
00によって付勢された際出力寒流を発生する。この出
力は抵抗R3mに印加され増幅器106に与えられて乗
物の速度に応答する可変パルス幅およびパルス繰返し速
度の信号を発生する。演算増幅器106は抵抗R83゜
R34によってバイアスされて負に駆動されることがな
い@流約1ボルトの平均値を有する出力パルス列を発振
回路52に与える。発振器108は所定時間物および振
幅および乗物の速度に比例する繰返し速度のパルスを出
力する単安定マルチバイブレータである。抵抗Rssお
よびコンデンサC1は従来の態様でパルス幅および時間
幅を決定する。発振器108の出力は回路R36、Rs
l、C6によってフィルタリングされ増幅器110に与
えられる。回路R6゜、C9は増幅器110の利得およ
び過渡応答を決定し句加的なフィルタリングを行なう。
従って増幅器110の出力は乗物の速度に比例するアナ
ログ電圧である。ここに示した実施例においては回路定
数は約0.17 sy/m、p、 hを発生するように
選択した。アナログ速度出力は直列接続抵抗也、および
コンデンサC3゜を介して演算増幅器112に与えられ
る。増@器112と結合した直列コンデンサC+oおよ
び分岐抵抗R4!は微分動作を行ない、従って抵抗R4
3に対する入力は速度の変化率すなわち加速度に比例す
る電圧を表わす。利得が抵抗R44およびR4,によっ
て制御される増幅器114は抵抗R4mから印加される
信号を反転する。コンデンサC11を使用して増l19
iI器114の応答の時定数を感知装置36の過渡応答
に企合するように調整する。この補正の目的はバッファ
増幅@96に印加される結果の加速度電圧の不足補正ま
たは過剰補正を回避することである。増幅器114から
の出力霜圧は電位差計146に印加される。R66を調
査して1i13iC上で増幅器96に印加される加速度
電圧を較正する。加速度補正電圧は適当にバイアスされ
、従って増幅器96で角度電圧成分と合成された際乗゛
物と整列した基準軸からの感知装置36の方向および角
度偏差を示す合成電圧を発生する。この出力は測定方向
に沿った乗物の加速度から独立している。
ログ電圧である。ここに示した実施例においては回路定
数は約0.17 sy/m、p、 hを発生するように
選択した。アナログ速度出力は直列接続抵抗也、および
コンデンサC3゜を介して演算増幅器112に与えられ
る。増@器112と結合した直列コンデンサC+oおよ
び分岐抵抗R4!は微分動作を行ない、従って抵抗R4
3に対する入力は速度の変化率すなわち加速度に比例す
る電圧を表わす。利得が抵抗R44およびR4,によっ
て制御される増幅器114は抵抗R4mから印加される
信号を反転する。コンデンサC11を使用して増l19
iI器114の応答の時定数を感知装置36の過渡応答
に企合するように調整する。この補正の目的はバッファ
増幅@96に印加される結果の加速度電圧の不足補正ま
たは過剰補正を回避することである。増幅器114から
の出力霜圧は電位差計146に印加される。R66を調
査して1i13iC上で増幅器96に印加される加速度
電圧を較正する。加速度補正電圧は適当にバイアスされ
、従って増幅器96で角度電圧成分と合成された際乗゛
物と整列した基準軸からの感知装置36の方向および角
度偏差を示す合成電圧を発生する。この出力は測定方向
に沿った乗物の加速度から独立している。
第5図は速度感知装置50の概念上の機械的実施を示す
。円筒状ハウジング120は適当な支持軸受(図示せず
)上でその中に同心上に取付けた軸122を有している
。軸の第1端部124は速度計ケーブルを駆動する伝動
部材に結合されている。出力継手126は感知装置5o
を既存の速に訂および速度計ケーブルの間に般けた際速
度計を駆動するのに使用することができる。軸122に
は次数の規則的な周囲スロット129を有するホイール
128が取Uけられている。ケーブル136を介して乗
物のバッテリーによってパワーを与えられる元画150
はハウジンク内に取付けられスロット刊ホイールを照光
する。ホトトランジスタをその上に取付けたブロック1
52もハウジング内に取付けられ光源130およびスロ
ット句ホイール128と整列している。軸122が運動
する乗物の動作によって駆動された際ホイール128は
光源150からの光のビームを同期的に遮断し、よって
周期的にホトトランジスタブロック152を旬勢する。
。円筒状ハウジング120は適当な支持軸受(図示せず
)上でその中に同心上に取付けた軸122を有している
。軸の第1端部124は速度計ケーブルを駆動する伝動
部材に結合されている。出力継手126は感知装置5o
を既存の速に訂および速度計ケーブルの間に般けた際速
度計を駆動するのに使用することができる。軸122に
は次数の規則的な周囲スロット129を有するホイール
128が取Uけられている。ケーブル136を介して乗
物のバッテリーによってパワーを与えられる元画150
はハウジンク内に取付けられスロット刊ホイールを照光
する。ホトトランジスタをその上に取付けたブロック1
52もハウジング内に取付けられ光源130およびスロ
ット句ホイール128と整列している。軸122が運動
する乗物の動作によって駆動された際ホイール128は
光源150からの光のビームを同期的に遮断し、よって
周期的にホトトランジスタブロック152を旬勢する。
結果のパルス出力は処理および読取りのためケーブル1
64上で第4図(0の外部電子回路に与えられる。
64上で第4図(0の外部電子回路に与えられる。
適当な装置構成を第6図に示す。速度感知装置141に
は駆動軸からの機械入力が与えられ次いで速度計ケーブ
ルを駆動する出力を発生するように結合することができ
る。装置に対するパワーは乗物のバッテリーによって与
えられる。
は駆動軸からの機械入力が与えられ次いで速度計ケーブ
ルを駆動する出力を発生するように結合することができ
る。装置に対するパワーは乗物のバッテリーによって与
えられる。
但し専用1ki6’、も過当である。傾斜変換器140
は所定基準軸に対して乗物フレームに*nけそれに整列
させることができる過当なハウジングを備えている。変
換器140は゛その中に第4図面のような感知装置36
等の過当な傾斜変換器を収容している。感知装置出力信
号はケーブル142上で容器144に送られ、該容器は
感知装置141と関連した回路以外の第4図面、(a、
(Oの電子回路を収容している。速度感知装M141か
らの速度信号はケーブル146によって容器144に与
えられる。容器144は測定勾配の可視指示を与える過
当な読取り装置も収容している。
は所定基準軸に対して乗物フレームに*nけそれに整列
させることができる過当なハウジングを備えている。変
換器140は゛その中に第4図面のような感知装置36
等の過当な傾斜変換器を収容している。感知装置出力信
号はケーブル142上で容器144に送られ、該容器は
感知装置141と関連した回路以外の第4図面、(a、
(Oの電子回路を収容している。速度感知装M141か
らの速度信号はケーブル146によって容器144に与
えられる。容器144は測定勾配の可視指示を与える過
当な読取り装置も収容している。
動作時、角度傾斜および加速度の両方に応答する傾斜感
知装置36は安定した基準電圧源20から発生されるパ
ルス源26および位相反転パルス源30に粘合されてい
る。基準軸に対して傾斜した際■解液と接触している電
極の凹槓が不均一であるため感知装置の1[極54−4
0およ1 び38−40を介して差電圧が発生し、電極
40での出力信号が感知装置から発生され、該信号はそ
の極性および振幅によって基準軸に刻する感知装置の傾
斜の角度および方向を表わす。結果の出力は乗物の縦方
向加速度にも応答する、位相復調器42は感知装置から
の出力信号およびパルス源20からの基準信号22を受
け、該出力信号は整流されて振幅および位相が感知′装
置の傾斜の角度および方向に比例する2極性信号を発生
する。乗物中に取付けた感知装置141は駆動軸または
速度計ケーブルに結合されて。
知装置36は安定した基準電圧源20から発生されるパ
ルス源26および位相反転パルス源30に粘合されてい
る。基準軸に対して傾斜した際■解液と接触している電
極の凹槓が不均一であるため感知装置の1[極54−4
0およ1 び38−40を介して差電圧が発生し、電極
40での出力信号が感知装置から発生され、該信号はそ
の極性および振幅によって基準軸に刻する感知装置の傾
斜の角度および方向を表わす。結果の出力は乗物の縦方
向加速度にも応答する、位相復調器42は感知装置から
の出力信号およびパルス源20からの基準信号22を受
け、該出力信号は整流されて振幅および位相が感知′装
置の傾斜の角度および方向に比例する2極性信号を発生
する。乗物中に取付けた感知装置141は駆動軸または
速度計ケーブルに結合されて。
装置が取付けられている乗物の縦方向速度を表わすパル
ス信号出力を増幅器54に与える。速度信号は増幅器5
4で微分されて乗物の縦方向加速度を表わす信号を発生
する。
ス信号出力を増幅器54に与える。速度信号は増幅器5
4で微分されて乗物の縦方向加速度を表わす信号を発生
する。
(へ)発明の効果
感知装置36からの復調信号および増幅器54からの加
速度信号は適当なバッファリングの飲代数学的に合成さ
れて、感知装置信号出力中の加速度成分を打消す。鳴子
68での合成出力は重力の場に対する乗物の基準軸の傾
斜を示し、乗物の加速によって誘起されるエラーが無い
。
速度信号は適当なバッファリングの飲代数学的に合成さ
れて、感知装置信号出力中の加速度成分を打消す。鳴子
68での合成出力は重力の場に対する乗物の基準軸の傾
斜を示し、乗物の加速によって誘起されるエラーが無い
。
絶対読取りは加速度および角度変位成分の適当な較正に
よって得ることができる。
よって得ることができる。
本発明の好適な実施例を説明したが、使用した用語は説
明のためで限定するものではなく、広い見地から本発明
の真の範囲と精神から逸脱することなく特許請求の範囲
内で変更例が可能であることを理解されたい。
明のためで限定するものではなく、広い見地から本発明
の真の範囲と精神から逸脱することなく特許請求の範囲
内で変更例が可能であることを理解されたい。
第1図は勾配を登っている乗物の概略図で縦方向加速度
によって導入されるエラーを示し、第2図は重力による
加速度成分および乗物の運動による縦方向成分の代数学
的合成がどの−ようにして結果の傾斜エラーを発生する
かを示し、95図は本発明の装置を示すブロック図、第
4図A)は本発明で使用する変換器励起回路の回、略図
、第4図(Blは本発明で使用する復調回路の回路図、
第4図tC+は本発明で使用する速度感知装置および積
分装置の概略図、第5図は速度出力信号を発生する速度
計感知装置の斜視図、第6図は本発明の素子が乗物の機
備のためどのように実装されているかを示す斜視概念図
である。 図中、20・・・矩形波発撮器、24・・電圧論整装置
、56・・・液体レベル感知装置、42・・・位相復調
器、50・・・速度感知装置、52゛・・パルス発生装
置。
によって導入されるエラーを示し、第2図は重力による
加速度成分および乗物の運動による縦方向成分の代数学
的合成がどの−ようにして結果の傾斜エラーを発生する
かを示し、95図は本発明の装置を示すブロック図、第
4図A)は本発明で使用する変換器励起回路の回、略図
、第4図(Blは本発明で使用する復調回路の回路図、
第4図tC+は本発明で使用する速度感知装置および積
分装置の概略図、第5図は速度出力信号を発生する速度
計感知装置の斜視図、第6図は本発明の素子が乗物の機
備のためどのように実装されているかを示す斜視概念図
である。 図中、20・・・矩形波発撮器、24・・電圧論整装置
、56・・・液体レベル感知装置、42・・・位相復調
器、50・・・速度感知装置、52゛・・パルス発生装
置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 加速度を受ける運動する乗物において使用する加
速度補償機能を備えた電子傾斜計において、上記加速度
および重力の場に対する基準軸に沿った変換器の角度お
よび方向に対応する出力を発生する傾斜感応変換器と、
上記乗物によって駆動されて上記基準軸に沿った上記乗
物の速度成分に対応する出力信号を発生する速度感知装
N(!:、上記速度出力を受けるように結合されて上記
基準軸に沿った上記加速度の成分を弄ゎす信号を発生す
る手段と、上記加速度信号成分および上記変換器出力を
代数学的に合成して上記力ロ速度の成分から独立した上
記重力の場に対する上記基準軸の割斜を表わす信号を発
生する手段と、上記合成信号に応答して上記傾斜を示す
出力を発生する手段とを俯えていることを%徴とする上
記傾斜H1゜ 2、特許請求の範囲第1JJJこ記載の傾斜z1におい
て、さらに、上記基準軸と帳方向に整列したハウシング
と;上記重力の場に対する上記基準軸の傾斜は上6ピハ
ウジングが上記加速度を受ける間に測定し、上記変換器
は上記ハウジングに増刊けた重力感昶1位走討を備えて
Bす、上記を位差計に平衡励起電圧を印加する回路手段
と、上記電位差計に結合されてそこから上記変換器出力
を発生する手段とを備えており、上記出力は上記重力の
場に対する上記基fPh軸の傾斜に基く損輻および慣性
を有していることを%徴とする上記傾斜計。 6、 特許請求の範囲第1項に記載の類が)唱において
、上記速度感知装置は上記ハウジングの速度を感知して
上記基準軸に沿った上記ハウジンクの速度成分に対応す
る上記出力信号を%生する手段を備えており、加速度の
上記1百号成分を発生する上記+段は上記速度信号を微
分する回路手段を備えていることを特徴とする上記傾馴
耐。 4、 特許請求の範囲第5項に記載の1…斜社において
、上記速度感知装置はさらに、照射ビームを発生する光
学的光源と、上記ビームを連断して上記ハウジングの上
記速度成分に対応する周期的周波数信号を発生する手段
を備えている上記照射を受け上記照射の少なくとも1部
を発生する光′iM過手段と、上記周期的周波数信号に
応答して周波数が上記周期的周波数に対応するノ櫂ルス
1気信号を発生する上記光透過手段に結合された感知手
段と、上記感知手段に応答して上記パルス電気信号の繰
返し速度に比例する単方向11fiを発生するフィルタ
手段とを備えていることを特徴とする上記傾斜計。 5.4?許稍求の範囲第4XIに記載の傾斜計において
、上記速度感知装置はさらに、上記パルス電2信号を発
生する単安定マルチバイブレータ手段を備えており、上
記マルチバイブレータ手段は本質的に一定のパルス幅お
よび本質的に一定のピーク撮暢を発生することを特徴と
する上記傾斜計。 & 特許請求の範囲第5項に記載の浄斜訂において、上
記フィルタ手段は上記パルス電気信号からの俵数のパル
スを加算する回路手段を備えており、上記単方向’II
流成分成分記和の平均値に比例することを特徴とする上
記傾斜計。 2、特許請求の範囲第4項に記載のm、al′tにおい
て、上記速度信号を微分する上記回路手段はさらに、上
bピ単方向電流を受信するように結合された手段と、上
記電流の時間の変化率に応答する上記受信手段に結合さ
れた回路手段とを備えていることを特徴とする上記傾斜
計。 a 特許請求の範囲w−2項に記載の傾斜計において、
上記重力感知電位差計は、容器の長手方向軸の方向に延
長した室を定めている壁を有している弧状ガラス容器と
;上記ガラス容器は上記長手方向軸および上記基準軸が
共通平面にあるように取付けられており、バブルが上記
重力の場に対する上記長手方向軸の傾斜に従って上記室
内で上記長手方向軸の方向で自由に運動するように上記
室内に閉込められているバブルを形成している液体とを
備えており、上記室は上記重力の場に対して上向きに凸
状になっており従って上記長手方向軸が上記1力の場に
垂直であるとき上記バブルは上記室内で零細斜位置にな
り、上記液体は′串解液手段から成っており、上記ガラ
ス容器は第1および第2端部およびその中央部を屋めて
おり、上記端部および上記中央部はさらに谷り対応する
第1および第2電憔セグメントおよび上記液体と連絡し
ている弧状中央電極を備えている接点手段を定めており
、上記接点手段は上記中央電極が上記液体と常に保合し
ており上記第1および第2電極が上記液体の少なくとも
1部に係合するように配設され、従って上記第1および
第2電極は上記ガラス容器が上記重力の場に対して零傾
斜になっているとき上記中央電極に対して等しい抵抗を
与え上記ガラス容器が上記重力の場に対して調料してい
るとき不等抵抗を与え、液浸した電極間の液体の分布は
傾斜に基いていることを%徴とする上記頂斜計。 9 %t!f請求の範囲第2項に記載の傾@社において
、上記電位差計に平4#励起を印加する上記回路手段は
さらに、安定した基準1)庄原と、上記基準電圧からパ
ルス源を発生する手段と、上記源に結合されて上記パル
スの少なくとも1部を位相反転する手段と、上記パルス
源および上記位相反転パルスを各々上記第1および第2
電極セグメントの各々の1つに結合する手段と、上記中
央電極からの上記信号および上記パルス源を上記変゛換
器出力を発生する上記手段に結合しよって振幅および位
相が上記ガラス容器の傾斜の角度および方向に比例する
2極性化号を発生する手段とを備えていることを特徴と
する上記惟斜計。 10、@許稍求の範囲第9項に記載の傾斜計において、
上記回路手段はさらに上記パルス源に応答して上記2極
性化号を復調して可変珈幅および極性の単方向信号を発
生する手段を備えていることを特徴とする上記傾M+計
。 11、速度計を備えた原動機式乗物の路盤上の動作中核
路盤の瞬時勾配を連続指示する傾斜計において、光学的
光源と、上記速度計の駆動素子に結合されて上記光源を
通断するシャッターと、上記シャッターに結合され上記
連断された光源に応答すると共に上記乗物の速度に対応
するパルス信号を発生する光感知装置と、上記パルス信
号を受けて所定パルス幅および時間幅の複数の単極性パ
ルスを発生する回路手段と、上記複数の単極性パルスを
積分して振幅が上記速度に比例する直流信号を発生する
積分回路手段と、時間に関して上記直流信号を微分しよ
って時間に関して上記速度の変化率を表わす速度信号を
発生する微分回路手段と、上記速度信号に結合されて上
記信号を較正するm11!位差酎手段とを備えている上
記速度計に結合されて上記乗物の速度に比例する信号を
発生する手段と;共通アース電位に対して平衡した正お
よび負電圧を発生するようになっている能動分圧手段を
備えている安定した基準電圧源と、上記基準電圧から2
極性パルス像を発生する手段と、上記源に結合されて所
定振幅、極性およびデユーティサイクルの複数のパルス
を発生ずるパルス発振手段と、上dピ俵数のパルスから
上記所定振幅およびデユーティサイクルだが反対極性の
位相反転パルスを発生ずる手段とを備えている2極性励
起信号を発生する発生回路手段と;上記2極性励起信号
を受けるように結合され上記乗物の縦方向軸と整列した
#4斜軸を有しており、位相および倣幅が重力の場に対
する上記傾斜軸の傾斜を示す出力信号を発生すると共に
上記軸が上記車力の場に垂直な平向で整列しているとき
零出力毎号を発生するバブルレベル電位差計手段と;上
記出力信号および上記パルス発振手段からの基II!信
号を受けるように結合され上記基準信号lこよってバイ
アスされ上記出力信号に応答して可変振幅および極性の
単方向信号を発生するようになっている位相感知整流手
段を備えている同期復調手段と;上記較正速度信号を受
けるように結合された上記単方向信号を較正する第2電
位走射手収と;上記較正単方向信号および上記較正速度
信号の代数和に応答して、指示装置を駆動しよって上記
乗物の加速によって鋳起されるエラーが無い上記重力の
場に対する上記乗物の上記縦方向軸の傾斜を示す出力を
発生する手段とを備えていることを特徴とする傾斜計。 12、単極性電源から脚奎2極性電圧出力を発生し第1
および第2端子の両端に出力重圧を発生する傾斜計にお
いて、上記第1または第2端子の一方に結合されたアー
スバスと、上1icEt源から調整基準電圧を発生する
上記第1および第2端子の上記一方以外の一方および上
記アースバスに結合された手段と;上記電圧は上記出力
重圧の少なくとも1部を含んでおり、上記基準電圧を受
けるように結合され上記アースバスに結合されよって上
記出力電圧の上記部分を表わす上記アースバスに対する
調整出力電圧を発生する電圧フォロア一手段と、上記調
整出力電圧を信号バスに結合しよって上adアースバス
と上記信号バスの間に所定調整電位差を発生する手段さ
を備えていることを特徴とする傾斜市。 1五特許請求の範囲第12′JJ4に記載の傾斜計にお
いて、さらに上記所定゛電位に応答し上記電源アースに
対してさらに別のv@整出力電圧を発生するように結合
された増幅手段を備えており、上記さらに別の電圧は上
記信号のアースおよび上記電源アースに刈して所定電位
差を有していることを特徴とする上記回路。 14、%許請求の範囲815項に記載の傾斜計において
、上記アースバスおよび上記信号バスの間の上記電位は
上記さらに別の調整出力電圧の少なくとも一部であるこ
とを特徴とする傾斜計。 15、特許請求の範囲第14項に記載の傾斜計において
、上記信号のアース電位は上記さらに別の出力電圧およ
び上記電源アースの間のほぼ中間であることを特徴とす
る傾斜計 16、運動する乗物にj12句けた加速度感卸額斜耐を
補償する方法において、重力の場に対する上記乗物の加
速度および傾斜に応答する出力を有する#il斜感昶加
速度酎を耐ける段階き、上記乗物に結合されて上記重力
の場に対する#l斜軸に沿った上記乗物の加速度成分に
対応する出力を発生する速度感知装置を殻ける段階と、
上記出力を代数学的に合成して上記重力の場に対する上
記乗物の傾斜を表わす信号を発生する段階と、上記傾斜
を示す出力を発生ずる段階とを含んでいることを特徴と
する傾斜計の補償方法。
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