KR101216446B1 - 차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법 및 배열체 - Google Patents

차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법 및 배열체 Download PDF

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콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
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Abstract

본 발명은 차륜 차량 내에 배치된 측정 장치(1)의 모니터링에 관한 것이다. 상기 측정 장치(1)는 서로 수직인 차륜 차량의 3개의 선형 가속도(유닛 3) 및 3개의 회전 속도(유닛 4)뿐만 아니라 각각의 회전 운동 또는 차륜 차량의 축 둘레의 회전 운동의 성분, 각각 서로에 대해 수직인 3개의 축을 측정하도록 이루어진다. 차량-외부 좌표 시스템 내의 차륜 차량의 방위의 적어도 성분들은 3개의 회전 속도로부터 결정되고(유닛 7), 측정된 선형 가속도 중 하나 이상이 비교 변수(유닛 8) 및 방위의 적어도 성분들을 사용하여 모니터링된다(유닛 9).

Description

차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법 및 배열체{METHOD AND ARRANGEMENT FOR MONITORING A MEASURING DEVICE LOCATED IN A WHEELED VEHICLE}
[기술분야]
본 발명은 차륜 차량 내에 위치하는 측정 장치를 모니터링하는 배열체 및 방법에 관한 것이다.
[배경기술]
예를 들어 가속도 센서, 회전 속도 센서와 협력작용하는 측정 장치는 최근의 차륜 차량(로드 모터 차량, 오프로드 차륜 차량 및 기타 비유도 차륜 차량)의 전기 시스템을 위해 입력 변수를 제공한다. 이러한 전기 시스템은, 안티-록 제동 시스템(ABS; anti-lock braking system), 전기 안정화 프로그램(ESP; electronic stability program), 내비게이션 시스템, 적정 크로스 제어(ACC; adaptive cruise control), 롤-오버 프로텍션(roll-over protection), 차량의 롤링 모션을 안정화하는 시스템, 그리고 상업적 차량에서는 에어백 제어 시스템, 힐-홀더 시스템(hill-holder system), 차량 서스펜션 및/또는 댐핑 제어 시스템, 엔진 제어 시스템, 연료 및 기타 유체 레벨 지시 및 표시 시스템, 차량 적재 상태 및/또는 타이어 압력 탐지 시스템, 도어 로킹 시스템, 도난 방지 시스템, 차량 유체역학 특징 제어 시스템, 사고시 데이터 저장 시스템 및 오프로드 차량의 소정의 경사각을 탐지하거나 및/또는 경고하는 시스템을 포함한다. 본 발명은 이러한 시스템 중 하나 이상의 측정 장치 또는 이러한 시스템의 어떠한 조합된 측정 장치와 조합하는 것과 관련된다.
특히 가속도 센서는 전술한 시스템의 기본적인 정보를 제공한다. 많은 경우, 현재 (실제) 종방향 및/또는 횡방향 차량 가속도가 필요하다. 한편, 가속도 센서는 차량의 방위의 기능으로서 중력에 의해 바뀐 측정된 변수를 측정한다.
DE 196 03 430 A1은 센서에 의해 제공된 데이터를 이용하여 차량을 위한 축 로드를 결정하는 회로 배열체를 기술하며, 상기 센서 데이터를 처리하는 처리 회로를 구비한다. 회로 배열체의 일 실시예에서, 가속도 신호는 제어 컴퓨터 내에서 실행되는 프로그램의 일부로서 중력 센서에 의해 측정된 중력을 사용하여 중력 성분에 의해 보정된다.
DE 198 44 913 A1은 차량-장착 횡가속도 센서를 감지하는 장치를 기재하며, 이에 의해 제 1 횡가속도 변수가 획득된다. 상응하는 탐지 수단을 사용하여 획득된 바퀴 속도 변수로서 결정 수단을 위해 제 2 횡가속도 변수가 직접 결정된다. 횡가속도 센서를 모니터링하도록, 필터링된 횡가속도 변수는 제 2 횡가속도 변수와 모니터링 수단으로 비교된다.
이러한 기재에서, 중력에 의해 수정된 가속도 변수는 유효 가속도 변수로서 명명될 수 있다. 차량이 정지된 경우, 가속도 센서는 오직 중력의 효과만을 측정한다. 실제 가속도는 측정된 변수에 존재하지 않는다. 그러나 (종방향 및/또는 횡방향으로) 경사진 표면 상에서 구동되는 경우, 요구되는 실제 가속도는 직접 측정되지 아니한다. 따라서 가속도 센서의 출력부에서 가용한 측정된 변수는 에러를 가진다. 이것은, 실제 가속도가 제공되어질 시스템이 신뢰성 있게 작동되어야만 하는 임계 구동 상황들이 발생할 수 있는 것이 특히 경사진 표면들 상에서라는 점에서 더욱 불이익하다. 구동 동안 예를 들어 차량의 가속도 위상(횡방향 롤링 및/또는 차량의 종방향 피칭 운동) 동안 차대(chassis)에 대해 기울어진 차량 몸체 내에 위치된 가속도 센서들에 의해서 유사하게 에러를 가지는 측정된 변수들이 제공된다. 5도만큼 작은 롤각은 차량의 횡가속도에 대략 1m/s2의 에러를 야기한다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명의 목적은 차량 운동의 신뢰도 있는 측정값이 제공될 수 있는 전술한 타입의 방법 및 배열체를 특정하는 것이다.
이하가 제안된다: 차륜 차량 내에 배치된 측정 장치를 모니터링하는 배열체에 있어서, 상기 배열체는,
- 측정 장치로서, 상기 측정 장치가 차륜 차량의 서로에 대해 수직 방위인 3개의 선형 가속도들 및 차륜 차량의 축 둘레의 회전 운동의 또는 회전 운동의 성분의 3개의 회전 속도들 - 3개의 축들은 서로에 대한 수직임 - 을 측정하도록 구성된, 측정 장치,
- 차량 외부의 좌표 시스템 내에서 3개의 회전 속도들로부터 차륜 차량의 방위를 결정하도록 구성된 방위 결정 장치, 및
- 상기 방위 결정 장치의 출력 변수를 사용하고 비교 변수를 사용하여 측정된 선형 가속도들 중 하나 이상을 모니터링하도록 구성된 모니터링 장치를 포함한다.
추가로 이하의 방법이 제공되며, 상기 방법은, 차륜 차량 내에 배치된 측정 장치를 모니터링하는 방법으로서, 상기 측정 장치는, 상기 측정 장치가 차륜 차량의 서로에 대해 수직 방위인 3개의 선형 가속도들 및 차륜 차량의 축 둘레의 회전 운동의 성분의 3개의 회전 속도를 측정하도록 디자인되고, 3개의 축은 서로에 대해 수직이며,
- 차륜 차량의 방위의 적어도 성분들이 차량 외부의 좌표 시스템에서 상기 3개의 회전 속도로부터 결정되고,
- 측정된 선형 가속도의 하나 이상의 모니터링은 상기 방위의 적어도 성분들을 사용하고 비교 변수를 사용하여 이루어진다.
본 발명에 따르면, 3개의 비-중복 회전 속도(non-redundant rotation rate) 및 3개의 비-중복 선형 가속도(non-redundant linear accelerations)을 측정하는 측정 장치가 모니터링 된다. 측정 장치는 예를 들어 각각 측정된 변수를 위한 분리된 센서를 구비할 수 있다. 그러나 동시에 전술한 변수들 중 2개를 측정하는 센서가 가능하다. 각각의 경우, 측정 장치는 신뢰성있는 측정값을 제공하기 위해 필요한 측정된 변수를 제공한다. 차량 방위를 결정함으로써, 이는 방위 결정 정치에 의해 회전 속도로부터 수행되며, 유효한 가속도값이 실제 가속도값으로 전환된다.
추가로 하나 이상의 측정된 선형 가속도의 모니터링이 방위 결정 장치를 사용하고 비교 변수를 사용하여 이루어진다. 다시 말해서, 회전 속도로부터 결정된 적어도 하나의 관련 방위 성분이 적어도 하나의 선형 가속도를 모니터링하기 위해 참조 변수와 함께 사용된다. 예를 들어 센서 손상에 의해 모니터링이 선형 가속도가 신뢰성있지 않음을 나타낸다면, 적합한 조치가 이루어질 수 있다. 예를 들어, 측정된 선형 가속도가 여전히 전술한 시스템을 진행시킬지 여부를 결정할 수 있으며, 비교 변수가 사용될 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 특히, 선형 가속도를 입력 변수로서 필요로 하는 시스템은 선형 가속도가 에러가 있음이 가능함을 인지할 수 있고, 또는 시스템이 적어도 순간적으로 작동을 멈출 수 있다.
특히 본 발명에 따른 조합은 차량의 종방향 및 차량의 횡방향 경사가 결정되고 이로부터 획득된 정보가 실제 선형 가속도를 모니터링하거나 및/또는 결정하게 한다.
특히 차륜 차량의 이동 속도가 결정되고 비교 변수가 이동 속도를 계산한다. 특히 이러한 목적에 적합하게 차륜 차량의 적어도 하나의 바퀴의 회전 속도, 특히 차량의 비구동 바퀴의 회전 속도에 관한 정보가 적합하다. 회전 속도에 기초한 정보는 매우 경사진 도로 또는 표면의 경우에도 신뢰할만한 이동 속도를 결정하게 한다. 그러나 이동 속도는 대안적으로 또는 추가적으로 다른 방식으로 결정될 수 있다.
선형 가속도의 적어도 하나의 회전 속도를 결정하기 위한 각각의 센서를 위해, 측정 장치가 특히 아날로그 및/또는 디지털 형식의 측정 신호의 출력을 제어하는 (예를 들어, ASIC 내에) 제어기를 구비할 수 있다. 추가로 제어기는, 테스트 신호를 센서에 전송하여 센서 신호의 생성을 시뮬레이팅하고 이러한 분석에 의해 센서 신호를 검사함으로써 센서 신호의 최초 검사를 수행할 수 있다.
또한, 특히 공통 구조 유닛을 측정 장치와 공유하는 연산 장치가 제안된다. 연산 장치는 측정 장치 센서의 신호를 조건으로 하고 신호들을 타당한지 검토(plausibility check)하도록 한다. 타당성 검토를 위해, 측정된 변수들이 예를 들어 시간에 대해 미분된다. 측정된 변수 및/또는 그 미분값은 한계값과 비교될 수 있으며, 한계값은 특히 차량의 구동 조건에 의존한다. 전술한 제어기는 추가로 연산 장치를 모니터링하거나 그 역이 될 수 있다. 추가로 전술한 측정 장치의 모니터링은, 상세히 후술하겠지만, 특히 연산 장치가 측정 장치의 일부가 아닌 장치로부터의 신호를 사용함으로써 이루어진다. 특히 측정 장치에 의해 측정된 모든 회전 속도 및 선형 가속도를 위한 비교값이 이러한 방식으로 결정되어 측정값을 모니터링하도록 사용될 수 있다. 이는 상세히 후술한다. 바람직하게는, 측정된 값은 다른 계산 변수, 예를 들어 운송 높이 또는 차량 몸체에 대한 차량 바퀴의 스프링 운동, 축 로드 및/또는 바퀴 로드와 같은 변수를 위한 입력 변수로서 사용된다. 이 경우 연산 장치는 다른 변수들의 계산된 값이 다른 장치 및/또는 시스템에 전달되는 인터페이스를 구비한다.
추가로, 측정 장치에 의해 측정된 적어도 하나의 회전 속도가 대안적으로 또는 추가적으로 적어도 하나의 선형 가속도를 감지하도록 모니터링될 수 있다. 적정 참조값 또는 비교값이 예를 들어 측정 장치에 의해 측정된 가속도값 및 적어도 하나의 추가 변수로부터 결정될 수 있으며, 상기 추가 변수는 측정 장치의 측정된 값으로부터 결정되지 않는다.
예를 들어:
- 측정 장치에 의해 측정된 편주율을 위한 참조값이 측정 장치에 의해 측정된 횡가속도으로부터 결정될 수 있으며, 그 역이 가능하며, 이를 위해 적어도 조향 바퀴 각도 또는 적어도 하나의 조향가능한 바퀴의 조향각을 사용한다.
- 측정 장치에 의해 측정된 편주율을 위한 참조값이 측정 장치에 의해 측정된 횡가속도으로부터 결정될 수 있으며, 그 역이 가능하며, 이를 위해 차량의 종방향의 적어도 이동 속도를 사용한다.
- 측정 장치에 의해 측정된 편주율을 위한 참조값이 측정 장치에 의해 측정된 횡가속도으로부터 결정될 수 있으며, 그 역이 가능하며, 이를 위해 적어도 하나의 조향가능 바퀴의 조향각 또는 조향 바퀴 각도를 사용하고, 차량의 종방향의 이동 속도를 사용한다.
- 종가속도를 위한 참조값이 종속도(차량의 종방향으로의 가속도)로부터 결정될 수 있으며, 이를 위해 편주율을 이용하여 계산된 보정 텀(correction term)을 사용한다.
- 편주율을 의한 참조값이 차량의 바퀴의 적어도 하나의 차량의 바퀴의 하나 이상의 회전 속도로부터 결정되고, 이를 위해 적어도 하나의 조향가능한 바퀴의 조향각 및 조향 바퀴 각도를 사용한다.
- 롤율(roll rate)을 위한 참조값이 추가로 종가속도으로부터 결정되고, 이를 위해 차량 종속도 및 편주율을 사용한다.
- 피치율을 위한 참조값이 추가로 종가속도으로부터 결정되고, 이를 위해 차량 종속도 및 롤율을 사용한다.
- 롤율을 위한 참조값이 횡가속도으로부터 결정되고, 이를 위해 차량 몸체 및 차대의 상대적인 움직임을 기술한 차량 모델을 사용한다.
- 피치율을 위한 참조값이 종가속도으로부터 결정되고, 이를 위해 차량 몸체 및 차대의 상대적인 움직임을 기술한 차량 모델을 사용한다. 그리고/또는
- 종가속도, 롤율 및 피치율을 위한 참조값이 차량의 바퀴 상의 운송 높이 센서로부터의 신호를 사용하여 결정된다.
제안된 배열체의 바람직한 형태로서, 배열체는 차륜 차량의 이동 속도를 결정하기 위한 이동 속도 결정 장치를 포함하며, 이는 상기 모니터링 장치에 연결되며, 상기 모니터링 장치는 이동 속도를 사용하여 비교 변수를 결정하도록 디자인된다. 특히, 상기 이동 속도 결정 장치는 차륜 차량의 바퀴의 회전 속도로 측정된 변수를 사용하여 이동 속도를 결정하도록 디자인된다. 상기 이동 속도 결정 장치는 차륜 차량의 하나 이상의 조향가능한 바퀴의 조향각을 결정하도록 조향각 결정 장치에 연결될 수 있으며, 상기 이동 속도 결정 장치는 상기 조향각을 사용하여 이동 속도를 결정하도록 디자인된다. 추가로, 상기 이동 속도 결정 장치는 상기 측정 장치에 연결되고 상기 3개의 회전 속도 중 하나 이상을 사용하여 이동 속도를 결정하도록 디자인된 측정 장치에 연결될 수 있다.
상기 측정 장치는 상기 3개의 선형 가속도를 측정하도록 가속도 센서(31, 32, 33)를 구비하고, 상기 3개의 회전 속도를 측정하도록 회전 속도 센서를 구비하며, 상기 가속도 센서 및 상기 회전 속도 센서는 차륜 차량 내에 장착되도록 디자인된 미리 조립된 구조 유닛의 일부인 것이 바람직하다. 상기 유닛은 IMU(Inertial Measurement Unit)의 특정 실시예이다.
추가로 3개의 선형 가속도가 상호 선형 독립적인 측정된 변수들로서 측정 장치에 의해 측정될 수 있다. 가속도 센서에 의해 탐지되는 가속도 또는 가속도 성분의 방향은 3차원 직각 좌표계의 축을 구성하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 측정 장치는 적어도 상기 3개의 선형 가속도를 측정하기 위한 센서들이 비-중복 측정 변수들을 제공하도록 디자인될 수 있다.
동일한 바람직한 실시예가 회전 운동이 실행되는 3개의 축의 방위에 적용되고, 회전 속도는 측정 장치에 의해 측정된다. 다시 말해서, 상기 측정 장치는, 상기 3개의 축이 서로에 대해 수직인 짝으로 작용하도록 디자인된다.
특히, 적어도 하나의 측정된 선형 가속도의 모니터링은 방위를 사용하고 비교 가속도를 사용하여 수행하도록 디자인되고, 상기 측정 장치에 의해 측정된 모니터링될 선형 가속도를 사용하지 않고 비교 가속도를 결정한다. 그러나 선형 가속도가 다른 변수에 모니터링되고 적정 비교 변수에 비교되도록 전환되는 것 또한 가능하다.
특히, 비교 변수가 상기 측정 장치가 장착되거나 또는 장착될 차량 몸체의 위치를 사용하여 차대에 상대적으로 결정될 수 있다. 차량 몸체 및 차대의 상대적인 위치가 예를 들어 고정된 참조 포인트로부터 휠에 대한 차량 몸체의 순간 높이를 측정하는 소위 운송-높이 센서에 의해 측정된다. 운송 높이는 즉각적인 스프링 운송 및 스프링-서스펜디드 차량 몸체에 상응한다.
방위 결정 장치는 차량의 방위를 3개의 수식의 시스템의 적분으로 계산한다. 이는 상세히 후술된다. 방위는 또한 사원수(quaternion)(WO 01/57474 A1 참조)에 의해 결정될 수 있다. 적분을 위해 오직 참조 위치에 비교한 위치의 변화만이 결정된다. 따라서, 상기 방위 결정 장치가 차륜 차량의 정지 상태를 탐지하고, 상기 정지 상태에서 상기 측정 장치에 의해 측정된 선형 가속도 중 하나 이상을 사용하여 방위의 특정한 장래의 결정을 위한 값들을 결정하며, 절대 텀에서 롤각 및 피치각을 결정하도록 차량의 종방향 및 횡방향의 측정된 유효한 가속도를 사용하는 것이 가능하며, 따라서 지구 좌표계에 상대적인 위치를 고정한다. (수직에 대한 각도인) 편주각은 예를 들어 차량이 정지한 동안 0으로 설정된다.
대안 또는 추가적인 가능성으로서, 수평면상의 차륜 차량의 곧바른 이동이 탐지되고, 이와 같은 이동 조건에서 상기 측정 장치에 의해 측정된 선형 가속도 중 하나 이상을 사용하여 방위의 특정한 장래의 결정을 위한 값들을 결정하는 것이 제안된다. 다시 말해서, 롤각 및 피치각의 제어가 수평면 상의 곧바른 이동 동안에도 가능하다.
추가적인 가능성으로서, 특히 차량이 정적인 움직임인 동안 (즉, 롤링 및/또는 피칭 이동으로부터 자유로운 동안) 측정된 가속도 성분의 적어도 하나 이상으로부터 값들이 결정되고, 짧은 시간 동안 이로 인해 회전 속도 신호로부터 롤각 또는 피치각 신호의 제어가 이루어진다. 이러한 가능성은 특히 차량이 장기간 동안 정적이지 않거나 또는 수평면 상의 곧바른 이동이 아닌 경우 사용될 수 있다.
본 발명은 실시예를 사용하여 이하에서 상세히 설명된다. 참조 번호는 첨부된 간략한 도면 및 바람직한 실시예에 기재된다. 도면에서 동일한 참조번호가 동일한 부분, 기능적으로 동일한 부분, 또는 등가의 유닛 또는 장치를 지시한다.
[도면의 간단한 설명]
각각의 도면은 다음과 같다.
도 1은 차륜 차량 내에 위치하는 측정 장치를 모니터링하는 배열체를 도시하며,
도 2는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 도 1에 도시된 배열체의 일부인 변수 비교 장치의 실시예이며,
도 3은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 도 2에 도시된 변수 비교 장 치와 상기 변수 비교 장치에 정보를 공급하기 위한 장치 및 센서의 조합의 일 실시예이며,
도 4는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 도 1에 도시된 방위 결정 장치와 특정 운행 상황에서 차량의 방위를 위한 출력값을 결정하기 위한 다른 장치의 조합의 일 실시예이며,
도 5는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 1에 도시된 모니터링 장치와 이에 연결되는 다른 장치들의 구성의 일 실시예이며,
도 6은, 방향 및 각도를 설명하기 위한 로드 모터 차량을 도시하며, 그리고
도 7은 도 1에 도시된 모니터링 장치의 구성의 일 실시예이다.
[실시예]
도 1에 도시된 배열체는 측정 장치(1), 필터 장치(5), 방위 결정 장치(7), 변수 비교 장치(8), 및 모니터링 장치(9)를 구비한다. 측정 장치(1)는 가속도 측정 장치(3) 및 회전 속도 측정 장치(4)를 갖는다. 측정 장치(1)는 특히 구조상의 유닛으로, 회전 속도 및 가속도를 측정하기 위한 관련 센서는 상기 유닛 내에서 서로에 대해 고정된 위치로 배치된다. 도 1에서 도시된 바와 달리 구조상의 유닛은 상기 기술에서 언급한 것과 다른 장치 및 유닛을 가질 수 있다. 구조상 유닛은 차량의 무게 중심 상에 또는 그 근처에 장착되도록 디자인되는 것이 바람직하며, 특히 차량의 특정 방위로 향해져야 한다.
특히, 가속도 측정 장치(3)는 3개의 선형 가속도 센서(31, 32, 33)(도 7)를 구비하며, 이들은 가속도 센서들 중 하나가 가속도 및 데카르트 좌표 시스템의 축 방향으로 차량의 가속도 성분을 측정하는 방식으로 배치되며, x-축은 차량의 종방향 전방을 지시하고, y-축은 종방향 축의 직각을 향하며, z-축은 (수평 방향의 차량에서) 상방 수직을 향한다. 이러한 좌표 시스템은 도 6에서 대략적으로 도시된다. 상기 도면은 2개의 조향가능한 앞바퀴(steerable front wheel)(21, 22) 및 2개의 조향가능하지 않은 뒷바퀴(non-steerable rear wheel)(23, 24)을 구비한 차량(20)을 도시한다. 도시된 상태에서, 앞바퀴는 왼쪽으로 회전하고, x-축에 대해 조향각 δL(왼쪽 바퀴(21)) 및 δR(오른쪽 바퀴(22))를 갖는다. 앞바퀴(21, 22) 사이의 공간은 SF이며, 뒷바퀴(23, 24) 사이의 공간은 SR이다. rR은 뒷바퀴(23, 24)의 반지름을 의미한다. 측정 장치(1)는 축방향에서 차량(25)의 거의 중앙에 배치된다. 앞바퀴(21, 22)의 축으로부터 종방향으로 공간 IF을 가지며, 뒷바퀴(23, 24)의 축으로부터 종방향으로 공간 IR을 가진다.
본 발명은 앞바퀴 조향 차륜 차량에 한정되지 않는다. 실제로, 예를 들어 추가로 조향가능한 뒷바퀴일 수 있다.
다시 도 1을 참조하여, 가속도 측정 장치(3)가 필터 장치(5)를 통해서 모니터링 장치(9)에 연결된다. 회전 속도 측정 장치(4)는 필터 장치(5)를 통해 방위 결정 장치(7)에 연결되며, 차례로 모니터링 장치(9)에 연결된다. 변수 비교 장치(8) 또한 모니터링 장치(9)에 연결된다.
도 1에 도시된 필터 장치(5)는 도 1 내지 도 5에 도시된 배열체에 추가로 제공될 수 있는 다른 필터 장치들 또는 그 변형 예들을 대표한다. 필터링 장치에 의 해 수행되는 결정 신호 및/또는 이로부터 전달된 신호들의 필터링은, 특히 예를 들어 차량의 진동에 의해 야기되는 노이즈 및 결정 신호의 고주파 파동을 제거하기 위해 사용된다. 필터 장치는 특히 적어도 하나의 저역 필터 및/또는 적어도 하나의 대역 통과 필터를 가질 수 있다.
도 1에 도시된 필터 장치(5)는 가속도 측정 장치(3)의 가속도 측정 센서에 의해 측정된 가속도 신호 및 회전 속도 측정 장치(4)의 회전 속도 측정 센서에 의해 측정된 회전 속도 신호가 모니터링 장치(9) 또는 방위 결정 장치(7)에 전달되기 전에 상기 신호들을 필터링한다. 변수 비교 장치(8)의 출력부(6)를 통해 수신된 변수 비교를 사용하여, 모니터링 장치(9)가 가속도 측정 장치(3)로부터 측정된 3개의 변수 가속도 중 적어도 하나의 모니터링을 수행한다. 이러한 목적을 위해, 실시예를 참조하여 보다 상세히 후술할 모니터링 장치(9)가 적어도 2개의 각도를 사용하며, 이는 지구-고정 좌표 시스템에서 차량의 방위의 측정이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 정보 장치(15) 및 모니터링 장치(9)에 연결된 변수 비교 장치(8)는 이동 속도 결정 장치(11)를 구비할 수 있다. 정보 장치(15)로부터, 이동 속도 모니터링 장치(11)는 조향가능한 바퀴, 특히 차량의 비-구동 바퀴의 적어도 하나의 조향각 및 바퀴 회전 속도와 같은 정보를 수신한다. 이로부터, 이는 순간적인 이동 속도를 계산하고 출력부(6)를 통해 적정 신호를 모니터링 장치(9)에 전송한다. 그러나 정보 장치(15)로부터 이동 속도 결정 장치(11)에 전달된 정보는 다른 종류일 수 있으며, 바퀴 회전 속도 대신 예를 들어 다른 수단에 의해 결정된 차량의 이동 속도에 관한 정보를 포함할 수 있다. 바퀴 회전 속도 및 조향각에 추가하여 구동 토크 및/또는 제동 토크(및/또는 예를 들면 제동력과 같은 상응하는 변수)에 관한 정보가 가용하다면, 미세한 보정이 수행될 수 있다. 바퀴 회전 속도에 기초하여 결정된 이동 속도는 이 경우 바퀴와 차량 아래의 표면 사이에 미끄러짐이 발생하는 경우에도 사용될 수 있다.
도 3은 도 2에 따른 배열체를 도시하며, 상기 배열체에서 차량의 적어도 하나의 바퀴의 회전 속도를 결정하도록 회전 속도 결정 장치(17)에 의해 그리고 적어도 하나의 조향가능한 바퀴의 조향각을 결정하도록 조향각 결정 장치(18)에 의해 정보 장치(15)가 작동한다. 추가로 이동 속도 결정 장치(11)는 필터 장치(5)를 통해 회전 속도 측정 장치에 연결되며, 이로부터 적어도 3개의 회전 속도(특히 편주율(yaw rate))에 관한 정보를 수용하여 적어도 하나의 회전 속도를 이용하여 이동 속도를 계산한다.
도 4에 따른 배열체는 차량 방위를 결정하도록 방위 결정 장치(7)의 최초 값을 결정하는데 사용된다. 가속도 측정 장치(3) 및 회전 속도 측정 장치(4)는 필터 장치(5)를 통해 방위 결정 장치(7)에 연결된다. 추가로 방위 결정 장치(7)는 이동 속도 결정 장치(11) 및 정보 장치(15)에 연결된다.
방위 측정 장치(7)가 이동 속도가 0임을 입증하면, 보다 상세히 후술하겠지만, 차량의 방위를 결정하여 이로부터 차량이 이동중인 동안 방위의 장래의 계산을 위한 최초 값들을 결정한다. 대안적으로 또는 추가적으로 도 4의 배열체는 수평면 상에 일정한 이동 속도로 곧바로 직진하는 이동 동안 최초값을 결정하는데 사용될 수 있다.
모니터링 장치(9)의 가능한 설정이 도 5에 도시되며, 이에 의해 모니터링 장치(9)는 가속도 결정 장치(13), 이에 연결되는 방위 보정 장치(14) 및 방위 보정 장치(14)에 연결되는 비교 장치(12)를 구비한다. 가속도 결정 장치(13)는 이동 속도 결정 장치(11)에 연결된다. 방위 보정 장치(14)는 방위 결정 장치(7)에 연결된다. 비교 장치(12)는 필터 장치(5)를 통해 가속도 결정 장치(3)에 연결된다.
특히 도 5에 도시된 실시예에서, 가속도 결정 장치(13)는 필터 장치(5)를 통해 회전 속도 결정 장치(4)에 연결되고, 측정된 편주율은 종방향 및 횡방향 차량 가속도를 계산하는데 사용될 수 있다. 그러나 다른 수단에 의해 편주율을 결정하고 가속도를 계산하도록 이를 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 편주율은 종방향 차량 속도 및 조향각로부터 결정될 수 있다. 도 5에 도시된 설정에 대안으로, 예를 들어 비교 장치(12) 및 방위 보정 장치(14)가 상호 교환될 수 있다.
모니터링 장치(9)가 작동하면, 이는 이동 속도 결정 장치(11)로부터 이동 속도값을 수신하여, 이로부터 가속도 결정 장치(13)에서 가속도 측정 장치(3)로부터 또는 (편주율의 가능한 예외에서) 회전 속도 모니터링 장치(4)로부터의 정보를 사용하지 않고 가속도값을 계산하고, 그리고 결정된 가속도값을 방위 결정 장치(7)에 의해 결정된 차량 방위의 적어도 성분들을 사용하여 차량의 결정된 실제 가속도값이 유효한 가속도값으로 전환되는 방위 보정 장치(14)에 전달한다. 다음, 보정 장치(12)에서 유효한 가속도를 위해 결정된 참조값은 가속도 측정 장치(3)에 의해 측정된 값과 비교된다.
특히, 차량이 오랜 시간 정지하거나 이 시간 동안 수평면 상에서 곧바로 이동하지 않는다면, 예를 들어 안정적으로 이동하는 것을 모니터링하는 1 내지 3초의 짧은 시간 동안(즉, 바퀴의 양호한 정지 마찰의 경우) 차량 방위 결정의 제어가 이하의 방법으로 이루어진다: 가속도 결정 장치(13)에 의해 결정된 가속도값이 필터 장치(5)에 의해 필터링된 가속도 측정 장치(3)의 측정값으로부터 감산된다. 차량 방위를 제어하도록, 이러한 차이는 정지된 차량의 경우 필터 장치(5)에 의해 필터링된 가속도 측정 장치(3)의 측정값에서와 동일한 방식으로 다루어진다.
모니터링의 특정 실시예가 상세히 후술된다.
차량 방위를 결정하기 위해, 차량의 순간 방위가 회전 속도 측정 장치에 의해 측정된, 필터링된 회전 속도로부터 계산되는데, 다시 말해서, 롤각(roll angle)(x-축을 중심으로 하는 회전 운동 각도), 피치각(pitch angle)(y-축을 중심으로 하는 회전 운동 각도), 및 편주각(z-축을 중심으로 하는 회전 운동 각도)를 결정하는 것에 의해서 계산된다. 롤각, 피치각 및 편주각은 특히 독일 공업 표준(DIN) 70000에 따라 규정된 각도들이다.
각도들은 특히 아래 연립 방정식의 적분에 의해 결정된다.
Figure 112006049812116-pct00001
= ω x + (ω y sinφ + ω z cosφ)tanθ
Figure 112006049812116-pct00002
= ω y cosφ - ω z sinφ
Figure 112009066201356-pct00003
= (ωy sinφ + ωz cosφ)/cosθ
여기에서 φ는 롤각, θ는 피치각, ψ는 편주각이며, ω는 해당 변수의 아래첨자에 특정된 차량 좌표 시스템의 좌표축을 중심으로 하는 측정된 회전 속도이다.
대안적으로 각도는 3개보다 많은 수의 미분식들로부터 전술한 4원수(quaternions) 방법에 따라 결정된다.
각도값들을 제어하도록, 선택적으로 일관성 테스트(consistency test)가 먼저 수행되어, 3개의 측정된 선형 가속도의 제곱의 합이 지구 인력에 의한 중력 상수g의 제곱 주변의 정해진 범위에 있는지 여부를 테스트한다. 실제 목적은 최대 편차를 위한 한계 임계값이 g = 9.81m/s2을 만족한다. 한계 임계값은 특히 가속도 센서의 신호의 품질에 의하며, 이에 따라 특히 재-필터링된 가속도 신호가 필터 장치(5)에 의해 필터링된 이후 사용될 수 있다. 일관성 테스트가 통과하지 못한다면, 가속도값의 측정에 에러가 관여하여 적정한 조치(예를 들어, 측정 변수로서 적어도 하나의 측정된 가속도값을 사용하는 시스템의 억제)가 취해질 수 있다. 그러나 에러가 초기에 단지 주지되어 일관성 테스트가 반복될 수 있다.
일관성 테스트가 성공적이거나 또는 일관성 테스트가 수행되지 않는다면, 롤각 및 피치각은 아래의 관계식에 따라 계산된다.
θ = arcsin(<α x >/g)
φ = arctan(<α y /α z >)
<...>은 차량 정지된 동안의 시간에 걸친 시간 평균이며, αx, αy, αz 는 차량 좌표계의 x-축, y-축, 또는 z-축의 방향으로 측정 장치에 의해 측정된 유효 가속도값들이다. 편주각은 예를 들어 작동간 제동 이후 차량의 점화에 의해 0으로 설정된다. 이는 차량이 정지인 동안 그대로 유지된다.
차량 정지 상태는 이하의 기준 중 하나에 의해 또는 둘 이상의 기준의 조합 에 의해 성립될 수 있다.
- 차량 바퀴의 측정된 모든 회전 속도가 0이다.
- 차량 회전 속도를 계산 외의 다른 방법에 의해 결정된 차량 속도가 0이다.
추가로 이하의 기준이 결정될 수 있다.
- 모든 구동 바퀴에서 작동중인 구동 토크가 0이다.
- 차량의 이동 운동을 멈추는 차량 제동이 작동된다.
바람직하게는 이러한 모든 기준들이 차량의 정지 상태를 결정하도록 동시에 사용된다.
추가로 차량이 이동하는 동안 차량이 수평면을 곧바로 이동중인지 여부에 대한 검사가 이루어진다. 이러한 구동 상황은 이하의 파라미터를 체크함으로서 탐지된다.
- 차량의 모든 조향가능한 바퀴의 조향각이 0이다. 대안적으로, 예를 들어 조향 바퀴 각도가 0인지 여부를 결정하도록 체크할 수 있다.
- 회전 속도 측정 장치에 의해 측정된 모든 회전 속도가 0이다.
- 가속도 측정 장치에 의해 측정된 횡방향 가속도(y-방향)의 값이 변하지 않는다.
이러한 기준들을 만족한다면, 롤각 및 피치각은 전술한 관계에 따라 다시 계산된다.
정지 상태 및/또는 차량이 수평면을 곧바로 이동하는 동안 결정된 롤각 및 피치각 값은 전술한 3개의 방정식의 시스템의 적분을 위한 초기값으로 사용된다. 결과적으로 롤각 및 피치각을 지구 좌표계에서 특정하는 것이 가능하다. 이는 측정된 유효한 가속도값이 실제 가속도값 및/또는 측정된 값을 모니터링하도록 수행되는 이에 상응하는 전환으로 전환되는 것을 허용하며, 이는 상세히 후술한다.
이하에서, 측정된 횡가속도 및 측정된 종가속도에 대한 참조값들이 차량의 이동 속도(종방향 및 종방향에 수직한 방향으로, 즉 차량 좌표 시스템의 이동 속도의 x-성분 및 y-성분)로부터 어떻게 결정될 수 있는지를 기술한다.
이러한 목적을 위해, 차량의 특징 및 다른 요건들에 따라서 단독으로 또는 조합되어 사용될 수 있는 상이한 가능성들이 있다.
삭제
차량의 앞바퀴가 구동하지 않는다면, 앞바퀴의 회전 속도는 차량 종방향 속도(아래첨자 x) 및 차량 횡방향 속도(아래첨자 y)를 결정하는 이하의 관계식에 따라서 사용되는 것이 바람직하다.
v x = 1/2 r F (n FL cosδ L + n FR cosδ R )
v y = 1/2 r F (n FL sinδ L + n FR sinδ R ) - ω z l F
v는 x-방향 또는 y-방향의 해당 차량 속도이며, rF는 앞바퀴의 반지름이며, n은 해당 바퀴 회전 속도이며(처음 아래첨자 F는 "앞바퀴", 두 번째 아래첨자 L은 "좌측"을 의미하며, 두 번째 아래첨자 R은 "우측"을 의미), δ은 해당 바퀴의 조향각이며(아래첨자 L은 "좌측"을 의미하며, 아래첨자 R은 "우측"을 의미) lF는 차량의 앞 차축으로부터 x-방향으로 측정 장치까지의 도 6에 기재된 바와 같은 간격이며, ωz는 차대의 편주율이다. 차대의 편주율은 예를 들어 이하의 관계식으로부터 계산될 수 있다.
ω z = r F /s F (n FL cosδ L - n FR cosδ R )
sF는 2개의 앞바퀴의 도 6을 참조하여 설명된 간격이다. 선택적으로 이렇게계산된 편주율 값들은 회전 속도 측정 장치에 의해 계산된 편주율 값들과 비교된다. 상기 2개의 변수 사이의 차이가 제한값을 넘는다면, 바퀴 회전 속도가 적어도 일시적으로 차량 속도를 계산하는데 사용될 수 없다는 결론에 이른다. 그 이유는, 예를 들어 바퀴와 그 아래 표면 사이의 과도한 미끄러짐이다. 차량 속도를 결정하는 다른 어떠한 수단도 가용하지 않다면, 측정된 가속도값의 모니터링은 정지된다. 그러나 정지 모니터링의 대안으로 미끄러짐 보정이 이루어져 차량 속도를 보정하는 것이 사용될 수 있다.
안티-록 제동 시스템 또는 다른 시스템이 존재하여 바퀴의 적어도 하나의 부착이 모니터링된다면, 모니터링은 정지될 수 있다. 그러한 시스템이 불층분한 부착 또는 적어도 부착이 순간적으로 정지될 가능성을 지시한다면, 일 실시예에서 바퀴 회전 속도로부터 획득된 정보는 모니터링에 사용되지 않는다. 동일하게 비구동 뒷바퀴를 위한 이동 속도의 결정에 아래와 같은 가능성이 적용될 수 있다. 그러나 이동 속도를 결정하기 위한 다른 정보가 가용하다면, 모니터링은 재개된다. 예를 들어, 이동 속도를 위한 값은 바퀴 구동 토크 및 제동 토크로부터 결정될 수 있다.
차량의 뒷바퀴가 구동되지 않는다면, 이하의 관계식이 차량 속도를 결정한 다.
v x = 1/2 r R (n RL + n PR )
v y = ω z l R
rR은 뒷바퀴의 도 6을 참조하여 설명된 반지름이며, n은 관련 바퀴 회전 속도이며(첫번째 기호 R은 "뒷바퀴", 두 번째 기호 L은 "좌측" 그리고 두 번째 기호 R은 "우측"을 의미), 그리고 lR은 차량의 뒷 차축으로부터 종방향으로 모니터링 장치(1)의 도 6을 참조하여 설명된 공간이다. 측정 장치는 차량의 무게 중심에 놓인다. 차대의 편주율을 위해 아래의 관계식에 따라 값이 계산된다.
ω z = r R /s R (n RL -n BR )
반면, 절차는 전술한 이동 속도 결정과 정확히 동일하다.
대안적으로 다른 미끄러짐 보정이 단일 트랙 모델과 관련 이동 속도 상에서 수행되는 것이 바람직하며, 특히 앞바퀴의 구동 토크 및 제동 토크에 관한 정보가 가용하다면 그러하다. 또한, 회전 속도 측정 장치에 의해 측정된 편주율의 시간 미분을 수행하여 결정되는 편주 가속도가 미끄러짐 보정을 위해 필요하다. 미분 수행을 위해 다른 필터링이 이루어질 수 있다.
차량 속도를 결정하기 위한 다른 선택은, 자동차의 회전 속도에 관한 어떠한 정보도 사용되지 않고, 차량의 횡방향 가속도가 아래의 관계식에 따라 계산된다.
v y = v x tanδ - ω z l f
δ은 평균 조향각이며(특히, 오른쪽 앞바퀴와 왼쪽 앞바퀴의 산술평균), ωz는 회전 속도 측정 장치에 의해 측정된 편주율이다. 다른 정보 소스로부터 획득된 종방향(x-방향) 이동 속도 vx가 이를 위해 사용된다.
이제. 차량의 실제 종방향 가속도 및 실제 횡방향 가속도가 아래의 관계식에 따라 차량의 종방향 속도 및 횡방향 속도로부터 계산된다.
αx =
Figure 112009066201356-pct00004
x - ωzυy
α y =
Figure 112006049812116-pct00005
y + ω z υ x
Figure 112012029867212-pct00006
x 및
Figure 112012029867212-pct00007
y 는 x-방향 및 y-방향에서의 각각의 이동 속도의 1차 시간 미분이다. 시간 미분을 위해, 다른 필터링이 수행된다. 특히, 이러한 관계식에서 회전 속도 측정 장치의 필터링된 측정 신호가 차대 편주율을 위해 사용된다.
이로부터 결정된 실체 종방향 가속도 및 실제 횡방향 가속도를 위해, 순간적인 롤각 및 순간적인 피치각이 유효한 종방향 가속도α(R) x 및 유효한 횡방향 가속도α(R) y 을 위해 아래의 식에 따라 사용될 수 있다.
α (R) x = α x - gsinθ
α (R) y = α y + gsinφcosθ
비교값이 가속도 측정 장치에 의해 측정된 종방향 가속도 및 횡방향 가속도(x-방향 및 y-방향)의 필터링된 신호와 비교된다. 비교값과 측정값 사이의 차이의 절대값이 두 방향 중 적어도 하나의 방향에서 특정한 한계값을 넘지 않는다면 적정한 작동이 취해진다. 특히 에러 카운터(error counter)의 값이 증가하고, 증가하는 값의 양은 차량의 경사 및 종방향 속도 및/또는 다른 변수들에 선택적으로 의존한다. 어떠한 에러도 특정 시간 동안 발생하지 않는다면(즉, 특정한 한계값이 넘지 않는다면, 에러 카운터의 값은 특정양만큼 감소한다. 동시에 에러 카운트 값은 0보다 낮을 수는 없다. 예를 들어 에러 카운터 값이 특정한 한계값에 이르거나 이를 넘는다면, 에러가 존재하는 것으로 간주된다. 특히, 한계값은 특정 구동 조건 및/또는 상기 구동 조건을 특정하는 변수들에 의존할 수 있다.
가속도 측정 장치에 의해 z-측으로 측정되는 가속도를 모니터링하도록, 이하의 절차가 제안된다: 측정값 또는 이로부터 도출된 변수를 비교 변수와 비교하는 것은 차대와 차량 몸체 사이의 차량 좌표 시스템의 z-방향으로의 하나 이상의 상대 위치를 사용하여 수행된다. 상대 위치는 특히 적어도 하나의 운송 높이 센서(ride height sensor)를 사용하여 측정되는 것이 바람직하다.
특정 실시예에서, 차량의 4개의 모든 바퀴의 (전술한) 운송 높이는 이러한 목적으로 사용된다.
먼저, 변수 zM은 아래의 식에 따라 계산된다.
z M = 1/2 [p(h FL + h FR ) + (1-p)(h RL + h RR )]
(제 1) 변수 zM은 운송 높이 h(2개의 첨자 기호는 바퀴 회전 속도를 위한 것과 동일한 것으로 이해된다)의 가중 평균을 도시하며, p는 특정 차량 또는 차량 타입에 따라 특별히 선택된 파라미터이다. 변수는 이제 시간에 의해 이중 미분되며 선택적으로 동시에 필터링된다. 추가로, 제 2 변수 αM은 아래의 식에 따라 계산된다.
α M = -Ω 2 z M - Γ
Figure 112006049812116-pct00008
M
Ω2 및 Γ은 차량 또는 차량 타입에 따라 특별히 선택된 변수이다. 제 1 변수 zM 및 제 2 변수 αM의 제 2 미분은 측정 장치에 의해 측정된 (차량 좌표 시스템의) z-방향 가속도으로부터 계산된 이하의 비교 변수와 비교된다.
α (R) z = α z + gcosφcosθ
α(R) z 는 실제 가속도가며, 측정된 가속도 αz 은 유효한 가속도가다.
가속도 모니터링 장치에 의해 z-방향으로 측정된 가속도를 모니터링하도록 x-방향 및 y-방향으로 측정된 가속도를 사용하는 것이 추가로 가능하다. 차량 속도 벡터의 z-성분을 무시하고 아래의 관계식이 이루어진다.
(α z -υ y ω z +υ x ω y ) 2 = g 2 - (α x -
Figure 112006049812116-pct00009
x +υ y ω z ) 2 - (α y -
Figure 112006049812116-pct00010
y +υ x ω z ) 2
αx,αy,αz 는 측정된 유효한 가속도가며, ωx,ωy,ωz 는 롤, 피치, 및 편주율이다. 상기 식으로 공급된 차량 종방향 속도는 전술한 방법으로 결정된다. 차량 횡방향 속도 υy 는 예를 들어 전술한 방식으로 결정될 수 있다. 특히 비구동 바퀴의 회전 속도에 대한 정보가 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 차량 횡방향 속도가 이미 전술한 방식으로 결정될 수 있으며, 회전 속도 측정 장치에 의해 측정된 평균 조향각 및 편주율이 예를 들어 차량 종방향 속도에 추가하려 사용된다.
특히 시간 및 한계값이 비교를 위해 결정된다. 계산된 유효한 가속도 αz의 절대값이 한계값보다 크다면 그리고 변수 zM의 제 2 미분의 절대값 또는 제 2 변수 αM의 절대값이 한계값보다 크다면, 에러가 존재하는 것으로 간주된다(예를 들어, 에러 카운터의 값이 1 증가한다).
다른 양성에 따라, 차량의 이동 속도가 측정 장치의 측정된 값으로부터 결정된다. 이러한 접근은 특히 차량의 모든 바퀴가 구동되거나 및/또는 특히 구동 조건에서 이동 속도가 비구동 바퀴의 회전 속도로부터 신뢰도있게 결정될 수 없다면(예를 들어, 차량이 옆으로 미끄러지고 있는(skid) 경우) 특히 바람직하다. 이러한 상황은 예를 들어 특히 종방향 가속도과 횡방향 가속도를 위한 필터링된 센서 신호들과 전술한 참조값을 위한 필터링된 센서 신호 사이에서 큰 차이가 발생하는 경우 탐지될 수 있다.
x-방향의 이동 속도 성분 υx과 y-방향의 이동 속도 성분 υy은 아래의 수식 시스템으로 결정될 수 있다.
Figure 112006049812116-pct00011
x = α x + ω z υ y
Figure 112006049812116-pct00012
y = α y - ω z υ x
x-방향 및 y-방향 각각의 가속도인 αx 및 αy 과 편주율 ωz 은 특히 측정 장치에 의해 측정된 변수이다. 이동 속도의 절대값은 이동 속도 성분으로부터 계산될 수 있다. 또한, 이동 속도의 부호(sign)는 측정된 변수로부터 알게 된 부호 정보에 의해 결정될 수 있다. 특히 이러한 접근은 이동 속도를 결정하는데 순간적으로 사용될 수 있다. 이러한 경우 적분은 바람직하게는 구동 조건이 여전히 이동 속도가 다른 수단, 예를 들어 바퀴 회전 속도에 기초하여 결정되도록 하는 시간에 시작하는 것이 바람직하다. 이러한 이동 속도는 적분을 위한 최초값으로 사용될 수 있다.
대안적으로 차량 속도 및 차량 방위는 적합한 칼만 필터(Kalman filter)에 의해 동시에 결정될 수 있으며, 상기 필터에서 차량의 벡터의 x-성분 및 y-성분과 롤 및 피치각이 공급된다. 추가로, 3개의 가속도 성분, 특히 4개의 바퀴 회전 속도 및 조향각(특히 조향 바퀴 각도)가 측정된 변수로서 칼만 필터에 공급된다. 특히 바퀴 회전 속도의 연속적인 평가가 이루어지며, 이는 필터의 영향력있는 피드백 인자로 사용된다.

Claims (23)

  1. 차륜 차량(20) 내에 배치된 측정 장치(1)를 모니터링하는 배열체로서,
    상기 차륜 차량(20)의 서로에 대해 수직 방위인 3개의 선형 가속도들 및 상기 차륜 차량(20)의 축을 중심으로 하는 회전 운동의 또는 회전 운동 성분의 3개의 회전 속도들 - 3개의 축들이 서로에 대해 수직임 - 을 측정하도록 구성된, 측정 장치(1),
    차량 외부의 좌표 시스템 내에서 상기 3개의 회전 속도들로부터 상기 차륜 차량(20)의 방위(orientation)를 결정하도록 구성된 방위 결정 장치(7), 및
    상기 방위 결정 장치(7)의 출력 변수를 사용하고 비교 변수를 사용하여 상기 측정된 선형 가속도들 중 하나 이상을 그리고 상기 측정된 회전 속도들 중 하나 이상을 모니터링하도록 구성된 모니터링 장치(9)
    를 포함하고,
    종방향 가속도를 위한 비교 변수가 바퀴의 회전 속도(n) 및 조향각(δ)에 의해서 결정되고,
    횡방향 가속도를 위한 비교 변수가 바퀴의 회전 속도(n), 조향각(δ), 및 편주율(yaw rate)(ω)에 의해서 결정되고,
    수직 가속도를 위한 비교 변수가 차대 및 차량 몸체 간의 상대 위치에 의해서 결정되고, 그리고
    상기 편주율(ω)을 위한 비교 변수가 바퀴의 회전 속도(n) 및 조향각(δ)에 의해서 결정되는,
    차륜 차량 내 측정 장치를 모니터링하는 배열체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배열체는 상기 차륜 차량(20)의 이동 속도를 결정하기 위한 이동 속도 결정 장치(11)를 포함하고,
    상기 이동 속도 결정 장치(11)는 상기 모니터링 장치(9)에 연결되고,
    상기 모니터링 장치(9)는 상기 이동 속도를 사용하여 비교 변수를 결정하도록 구성되는,
    차륜 차량 내 측정 장치를 모니터링하는 배열체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 속도 결정 장치(11)는 상기 차륜 차량(20)의 바퀴의 회전 속도를 특징지우는 변수를 사용하여 상기 이동 속도를 결정하도록 구성된,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 배열체.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 속도 결정 장치(11)는 상기 차륜 차량(20)의 하나 이상의 조향가능한 바퀴(21, 22)의 조향각을 결정하는 조향각 결정 장치(15)에 연결되고,
    상기 이동 속도 결정 장치(11)는 상기 조향각을 사용하여 상기 이동 속도를 결정하도록 구성된,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 배열체.
  5. 재 2 항에 있어서,
    상기 이동 속도 결정 장치(11)는 상기 측정 장치(1)에 연결되고 상기 3개의 회전 속도들 중 하나 이상을 사용하여 상기 이동 속도를 결정하도록 구성된,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 배열체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 장치(1)는 상기 3개의 선형 가속도들을 측정하는 가속도 센서들(31, 32, 33)과 상기 3개의 회전 속도들을 측정하는 회전 속도 센서들(41, 42, 43)를 구비하며,
    상기 가속도 센서들(31, 32, 33) 및 상기 회전 속도 센서들(41, 42, 43)은 상기 차륜 차량 내에 장착되도록 구성된 미리 조립된(prefabricated) 구조 유닛(1)의 일부인,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 배열체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 3개의 선형 가속도들이 서로 선형 독립적인 3개의 측정된 변수들로서 측정될 수 있도록 상기 측정 장치(1)가 구성된,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 배열체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 3개의 축들이 서로에 대해 수직인 짝으로 연장하도록 상기 측정 장치(1)가 구성된,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 배열체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 모니터링 장치(9)는 방위를 사용하고 비교 가속도를 사용하여 모니터링을 수행하도록 구성되고, 상기 측정 장치(1)에 의해 측정되어서 모니터링될 선형 가속도를 사용하지 하니하면서 상기 비교 가속도를 결정하도록 구성된,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 배열체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 장치(1)가 장착되거나 장착될 차량 몸체(25)의, 차대에 대한, 상대 위치를 사용하여 상기 비교 변수를 결정하도록 상기 모니터링 장치(9)가 구성된,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 배열체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 방위 결정 장치(7)는 상기 차륜 차량(20)의 정지 상태를 탐지하도록 구성되고, 그리고 상기 정지 상태 동안 상기 측정 장치(1)에 의해 측정된 선형 가속도들 중 하나 이상을 사용하여 방위의 특정한 장래의 결정(specifically future determination)을 위한 값들을 결정하도록 구성된,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 배열체.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방위 결정 장치(7)는 수평면 상의 상기 차륜 차량(20)의 곧바른 이동을 탐지하도록 구성되고, 이러한 구동 조건에서 상기 측정 장치(1)에 의해 측정된 선형 가속도들 중 하나 이상을 사용하여 방위의 특정한 장래의 결정을 위한 값들을 결정하도록 구성된,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 배열체.
  13. 차륜 차량(20) 내에 배치된 측정 장치(1)를 모니터링하는 방법으로서,
    상기 측정 장치(1)는, 상기 차륜 차량(20)의 서로에 대해 수직 방위인 3개의 선형 가속도들 및 상기 차륜 차량(20)의 축을 중심으로 하는 회전 운동 또는 회전 운동 성분의 3개의 회전 속도들 - 3개의 축들은 서로에 대해 수직임 - 을 측정하도록 구성되고,
    차량 외부의 좌표 시스템에서 적어도 상기 차륜 차량(20)의 방위의 성분들이 상기 3개의 회전 속도들로부터 결정되고,
    측정된 선형 가속도들 중 하나 이상 그리고 상기 측정된 회전 속도들 중 하나 이상의 모니터링은 적어도 상기 방위 성분들을 사용하고 비교 변수를 사용하여 수행되고,
    종방향 가속도를 위한 비교 변수가 바퀴의 회전 속도(n) 및 조향각(δ)에 의해서 결정되고,
    횡방향 가속도를 위한 비교 변수가 바퀴의 회전 속도(n), 조향각(δ), 및 편주율(ω)에 의해서 결정되고,
    수직 가속도를 위한 비교 변수가 차대 및 차량 몸체 간의 상대 위치에 의해서 결정되고, 그리고
    상기 편주율(ω)을 위한 비교 변수가 바퀴의 회전 속도(n) 및 조향각(δ)에 의해서 결정되는,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 차륜 차량(20)의 이동 속도가 결정되고, 상기 이동 속도를 참작하여 상기 비교 변수가 결정되는,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 이동 속도는 상기 차륜 차량(20)의 바퀴의 화전 속도를 특징지우는 변수를 사용하여 결정되는,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 이동 속도는 상기 차륜 차량(20)의 하나 이상의 조향가능한 바퀴(21, 22)의 조향각을 사용하여 결정되는,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 이동 속도는 상기 측정 장치에 의해 측정된 상기 3개의 회전 속도들 중 하나 이상을 사용하여 결정되는,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 3개의 선형 가속도들이 서로 선형 독립적인 3개의 측정된 변수들로서 측정되는,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 3개의 회전 속도들은, 서로에 대해 수직인 짝으로 연장하는 3개의 축들 중 하나를 중심으로 하는 회전 속도로서 각각 측정되는,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    비교 가속도 및 상기 방위의 성분들 중 하나 이상이 모니터링 동안 사용되고, 상기 비교 가속도는 모니터링될 선형 가속도를 사용하지 아니하고 결정되는,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 측정 장치(1)가 장착되거나 또는 장착될 차량 몸체(25)의, 차대에 대한, 상대 위치를 사용하여 상기 비교 변수가 결정되는,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 방위를 결정하기 위해 상기 차륜 차량(20)의 정지 상태가 탐지되고, 상기 정지 상태 동안, 상기 측정된 선형 가속도들 중 하나 이상을 사용하여 방위의 특정한 장래의 결정을 위한 값들이 결정되는,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법.
  23. 제 13 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방위를 결정하기 위해 수평면 상에서 상기 차륜 차량(20)의 곧바른 이동이 탐지되고, 이러한 구동 조건에서, 상기 측정된 선형 가속도들 중 하나 이상을 사용하여 방위의 특정한 장래의 결정을 위한 값들이 결정되는,
    차륜 차량 내의 측정 장치를 모니터링하는 방법.
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