KR20100101650A

KR20100101650A - 자기 유도 차량의 이동을 측정하는 장치

Info

Publication number: KR20100101650A
Application number: KR1020107015265A
Authority: KR
Inventors: 알랭 메르
Original assignee: 지멘스 트란스포르따씨옹 시스뗌 에스아에스
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2007-12-10
Publication date: 2010-09-17
Also published as: CN101939202B; DK2219930T3; TW200930599A; CA2708574C; ATE510746T1; PL2219930T3; US20100324776A1; BRPI0722287A2; ES2366283T3; WO2009074724A1; EP2219930B1; CN101939202A; US8423234B2; CA2708574A1; BRPI0722287B1; EP2219930A1; KR101157752B1

Abstract

본 발명은 자기 유도 차량의 이동을 측정하는 장치에 관한 것으로, 이 장치는 그것의 온보드에, 차량의 잠재적인 주 직선 이동의 종방향으로 배치된 측정 축을 구비한 적어도 하나의 가속도계, 종방향으로 차량으로부터 상류측의 차축 상에 제공된 제1 회전속도계, 종방향으로 차량으로부터의 하류측의 제2 차축 상에 제공된 제2 회전속도계를 포함하고, 가속도계로부터 및 제1 및 제2 회전속도계들로부터의 측정 신호들이 컴퓨팅 유닛에 공급된다. 따라서, 직선으로 유지되지 않고 수평으로 및/또는 수직으로 변화하는 차량 루트에 대한 정확한 경사 및 회전 효과뿐만 아니라 차축들 중 적어도 하나의 부착 손실을 고려하면서 차량 루트 상의 차량의 속도 및 위치를 결정하는 것이 가능하다는 장점이 있다.

Description

자기 유도 차량의 이동을 측정하는 장치{DEVICE FOR MEASURING THE MOVEMENT OF A SELF-GUIDED VEHICLE}

본 발명은 청구항 1의 전문부(preamble)에서 청구된 자기 유도 차량의 이동을 측정하는 장치에 관한 것이다.

오늘날에는 차량, 특히 열차의 객차(carriage), 지하철 열차의 객차, 무궤적 전차(trolleybus), 트램웨이 카(tramway car), 버스 또는 적어도 하나의 가이드 레일에 의한 견인으로 구동되는 임의의 다른 차량과 같은 대중 운송을 위해 의도된 차량들의 이동, 속도 또는 가속도를 측정하는 다수의 방법들 및 장치들이 알려져 있다. 특히, 교통 시스템(철도 신호, 차량의 온보드(on-board) 및/또는 원격 자동 조종 장치(autopilot) 시스템 등)에 의해 자기 유도되는 차량의 경우에는, 그 차량의 루트의 특징이 무엇이든지 (고장에 대하여) 신뢰할 수 있고 (승객 또는 화물에 대하여) 안전한 자기 유도를 제공하는 수단은 없어서는 안 된다. 이 점에서, 특히 차량이, 차축/바퀴의 (차량의 제동 동안의) 잠김(locking) 또는 (차량의 가속/견인 동안의) 미끄러짐(slipping) 동안과 같은, 불가피한 부착의 손실(loss of adhesion)에 처하는 경우에, 차량의 위치, 속도(및 가속도)에 관하여 실시간으로 정확히 통지받는 것은 필수적이다.

유도되는 차량이 어떠한 견인 또는 제동력도 없는 차축을 갖는 경우에, 차량의 이동은 차축(또는 이 차축과 관련된 바퀴들 중 하나)의 회전에 의해 직접 제공된다.

그러나, 이 해결책은 견인 또는 제동력을 감소시키고, 따라서 차량의 성능을 감소시키며, 이것은 대부분의 시스템들이 자유 주행하는(free-running) 차축들을 갖고 있지 않은 이유이다.

자유 주행하는 차축이 없을 경우에 미끄러짐/바퀴 잠김과 관련된, 그것의 바퀴들 중 하나의 부착 손실과 관련된 결과들을 극복하기 위하여, 몇 개의 장치들이 존재하고 다음을 이용한다:

- 광학적 수단에 의한 또는 심지어 도플러 효과 레이더 시스템에 의한 속도의 측정을 허용하는, 바퀴들과 완전히 무관한 측정 수단. 그러나, 이 값비싼 장치들은 일반적으로 저속에서 및 차량이 움직이지 않을 때의 동작을 위한 추가적인 회전속도계(tachometer)를 이용하고, 회전속도계는 단위 시간당 바퀴의 회전의 수 또는 바퀴의 각속도를 획득하는 것을 가능하게 한다;

- 또는 가속도계, 자이로미터(gyrometer) 및 GPS와 같은 지상 위치 측정 시시템(terrestrial localization system)을 조합한 관성 유닛들. 그러나, 시스템들은, 항공 시스템들을 위한 응용들에서 자주 이용되는, 그들의 높은 수준의 기술 때문에 매우 값비싸다;

- 또는, EP 0 716 001 B1에서와 같은, 여전히 너무 근사적이기 때문에 이동을 측정하는 성능을 손상시키는 가능한 미끄러짐/바퀴 잠김의 효과들을 보상하려고 시도하기 위하여 하나의 바퀴에 대하여 또는 바퀴들에 대하여 측정된 값들에 대한 안전 마진을 고려하는 수단 및 차축 상에 배치된 단일 회전속도계. 이것은 또한 차량 및 그의 승객 또는 화물에 대하여 매우 갑작스러울 수 있는 보상으로서의 잠김 방지(anti-lock) 시스템으로 귀결된다. 특히, 그 시스템의 치수결정(dimensioning)은 어디에서나/영구적으로 보상하기 위한 충분한 마진을 고려해야 하기 때문에, 미끄러짐이 일어났건 아니건 간에 운송 능력은 감소된다. 바퀴 잠김에 대한 충분한 범위를 갖지 않는 이 단일 수단을 이용하여 차량을 제어하거나 유도하는 것은 속도 프로그램을 모니터하는 정확도 및 정지 정확도를 사실상 손상시킨다. 이것은 또한 시스템의 운송 능력 및 정지 정확도에 관하여 성능의 감소로 귀결된다.

- 또는, US 2005/0137761 A1에서와 같은, 차량에 설치된 가속도계 및 차축 상의 회전속도계, 이것의 측정 신호들은, 비록 구체적으로 개시되지는 않았을지라도, 부착의 손실의 경우에 일어나는 에러들을 고려하기 위해 그리고 차량의 루트 상의 차량의 속도 및 위치를 제공하기 위해, 적절한 중앙 컴퓨터에 연결된다. 특히, 가속도계는 각각 차량의 궤적의 하나의 방향에서 가속도를 결정하고 및 이동의 계산에서 수평면에 대한 차량의 경사를 결정하고 따라서 그 경사를 고려하기 위한 2개의 측정 축들을 포함한다. 가속도계의 측정 신호들 및 회전속도계의 측정 신호들의 값들은 또한 임계 속도 값들과 비교되고, 만일 그것들이 임계치를 초과한다면, 차량의 부착 손실(미끄러짐/바퀴 잠김)의 존재를 나타내는 것을 가능하게 한다. 비록 차량에 의해 지지되는 경사의 효과들이 고려될지라도, 차량에서의 가속도계의 위치(및 그것의 2개의 측정 축들의 위치결정)에 따라서 차량의 궤적와 관련된 다른 효과들이 불가피하며, 이는 철도 운송 유닛은 길게 된 기하 형상(elongate geometry)을 갖고 그것을 따라서 차량의 상류(upstream)에 배치된 단일 가속도계 및 회전속도계는, 예를 들면, 회전(turn) 또는 횡방향 가속도의 효과와 같은 차량의 완전한 조립체에 작용하는 효과들을 나타내는 측정 수단을 제공하지 않을 수 있기 때문이다.

그러므로, 모든 이들 장치들은, 어떠한 제동 및 견인력도 없는 차축들을 갖지 않고, 임의의 프로파일의 트랙 상에서 주행하는 유도된 차량의 이동을 계산하는 것을 가능하게 하지만 자유 주행하는 차축을 갖는 "이상적인" 시스템의 정확도보다 훨씬 낮은 정확도로 계산하는데, 이는 그것들은 횡방향 가속도 및 심지어 수직 가속도에 의해 야기되는 에러들에 더하여 부착 손실들(견인/제동력들에 의해 야기되는 미끄러짐 및 바퀴 잠김)을 완전히 극복할 수 없기 때문이다.

본 발명의 하나의 목적은 부착 손실의 경우에 향상된 측정 신뢰도를 갖는 자기 유도 차량의 이동을 측정하는 장치를 제안하는 것이다.

그것의 온보드에,

- 차량의 잠재적인 주 직선 이동의 종방향으로 배치된 측정 축을 구비한 적어도 하나의 가속도계,

- 상기 종방향으로 상기 차량으로부터 차축의 상류측에 제공된 제1 회전속도계(tachometer),

- 상기 종방향으로 상기 차량으로부터 제2 차축의 하류측에 제공된 제2 회전속도계를 포함하고,

- 상기 가속도계로부터 및 상기 제1 및 제2 회전속도계들로부터의 측정 신호들이 컴퓨팅 유닛에 공급되는,

자기 유도 차량의 이동을 측정하는 장치에 기초하여,

직선으로 유지되지 않고 수평으로 및/또는 수직으로 변화하는 차량 루트에 대한 정확한 경사 및 회전 효과뿐만 아니라 차축들(자유 주행 차축 또는 구동 차축) 중 적어도 하나의 부착 손실을 고려하면서 차량의 루트 상의 차량의 속도 및 위치를 결정하는 것이 가능하다는 장점이 있다.

종래 기술에 개시된 장치들과는 대조적으로 상기 컴퓨팅 유닛에 의하여, 장치는 2개의 가능한 상보적인 방법으로 부착 손실의 시작을 검출할 수 있다:

- 차량의 궤적의 개별 위치들에, 예를 들면, 차량의 이동의 종방향으로 차량의 양쪽 측면 상에 배치된 2개의 온보드 회전속도계들 중 하나의 측정 신호를 변경하는 것에 기초하는 검출 수단에 의하여,

- 또는 2개의 회전속도계들로부터의 측정 신호들의 상대 차이 측정에 기초하는 검출 수단에 의하여. 또한, 소위 부착 손실이 그것의 끝까지 일어나는 시간 간격을 검출하기 위하여, 두 번째 차이 검출 모드가 첫 번째 것보다 선호될 수 있다.

또한, 회전속도계의 중복은 신뢰성의 관점에서(회전속도계들 중 하나의 고장의 경우에 제공되는 여분) 및 안전의 관점에서(더 이상 다른 개별 잠금 방지 장치에 의해서가 아닌 차량의 자동 구동 시스템(자기 유도)에 의한 미끄러짐/바퀴 잠김의 능동적인 보상의 경우에 승객들의 안락 및 안전을 위해 및/또는 화물의 안전성을 위해 차량에 대해 더 잘 분산되는 부착 손실의 측정 및 검출) 차량의 자기 유도를 상당히 개선한다는 것도 여기서 주목할 만하다. 이 양태는 특히 긴 기하 형상의 차량의 루트의 특성들(경사, 회전, 결빙된 부분/낡은 트랙의 부분 등)에 적합하다.

가속도계는 차량의 루트에 대해 종방향 타입 가속도를 결정하는 것을 가능하게 하는 (예를 들면 일직선에서 변위(displace)될 수 있는 차량의 궤적과 정렬된) 단 하나의 측정 축을 포함할 수 있다는 장점이 있다. 그러므로, 가속도계는 단순하게 유지되고, 따라서 신뢰할 수 있고 복수의 측정 축들을 구비한 가속도계들보다 비용이 덜 든다. 이 시스템에 따르면 차량의 루트 상에서 차량의 (적분에 의한 속도 및 위치에 더하여) 유효 가속도의 측정에 영향을 미치는 경사, 회전 또는 다른 요인들의 효과들을 보상할 수 있기 위하여, 본 발명에 따른 장치는 다음의 점에서 가속도계의 다른 측정 축들을 불필요하게 할 수 있다:

- 그것은 운전 중인 차량의 각 위치에서 적어도 하나의 경사 또는 하나의 회전(또는 차량의 횡방향 방위에 따른 기울기)과 같은 차량의 궤적의 프로파일의 데이터를 제공하는 위치 측정 시스템(지면의 또는 머리 위의 단순한 마커 수단에 연결된 데이터 뱅크)을 이용하고,

- 따라서 하나의 측정 축을 구비한 가속도계는 차량의 총 가속도 중 하나의 측정만을 제공하고,

- 그 후 컴퓨터는 차량의 이동의 종방향에 따라 보정된 가속도를 결정하기 위하여 측정된 총 가속도 및 궤적의 프로파일의 데이터를 처리하고 운전 중인 차량의 행동 및 따라서 또한 그것에 고정된 가속도계의 행동에 영향을 미치는 경사 및 회전의 효과들은 정확히 고려된다.

경사 및 회전 데이터는, 그들의 값들이 느리게 변하기 때문에, 철도 운송 수단에 의해 커버되는 각 미터(meter)에 대하여 정밀하거나 재정의될 필요가 없는 데이터를 나타낸다는 것은 주목할 만하다. 그러므로, 이것은 경사/회전 파라미터들로서 보다 작은 데이터 뱅크, 즉, 그럼에도 불구하고 이동의 측정의 정확도를 결코 감소시키지 않을 단순하고 신뢰할 수 있는 시스템을 이용하는 것을 가능하게 한다.

하위 청구항들의 세트 또한 본 발명의 장점들을 제공한다.

본 발명의 예시적인 실시예들 및 예시적인 응용들은 설명된 도면들을 참조하여 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 자기 유도 차량의 이동을 측정하는 장치를 구비한 차량을 도시한다.
도 2는 장치에 대한 경사의 효과를 고려하는 다이어그램을 도시한다.
도 3은 장치에 대한 회전의 효과를 고려하는 다이어그램을 도시한다.

도 1은 본 발명에 따른 자기 유도 차량의 이동을 측정하는 장치를 구비한 차량 VEH를 도시한다. 차량 VEH는 이 경우, (처음에 단순히 직선(rectilinear)으로 가정되는) 차량의 이동의 종방향 VEx에서 차량 VEH의 상류측 및 하류측의 2개의 차축들(R2a, R2b) 중 적어도 하나가 각각 회전속도계(103a, 103b)를 구비하는 차축들(R1a, R2a, R1b, R2b) 중 한 쌍을 각각이 포함하는 2개의 보기들(bogies)을 포함한다. 또한 동일한 보기의 회전속도계들로부터의 측정을 세련(refine)할 수 있도록, 또는 동일한 보기 상의 다른 회전속도계에 의하여 하나의 회전속도계의 에러의 경우에 안전 수단으로서 모든 차축들에 회전속도계를 제공하는 것도 가능하다. 마찬가지로, 보기의 차축들 중 하나는 자유 주행하는 반면 다른 차축은 구동 차축으로 제공될 수 있다. 차량의 이동의 종방향 VEx에 따른 2개의 반대 방향들에서의 차량 VEH의 이용의 경우에, 그것의 길이의 양쪽 측면 상에 배치된 회전속도계들을 포함하는 장치는, 유리하게도 양쪽 방향으로 중복되는 타키메트릭(tachymetric) 측정들을 허용한다. 마찬가지로, 단일 측정 축을 구비한 단일 온보드 가속도계(101)는 그럼에도 불구하고, 차량 내의 그것의 위치가 알려져 있기 때문에, 그것의 단일 측정 축에 의한 이동의 양방향 측정을 위해 충분하다. 그러나, 여분의 안전을 위하여 차량의 상류측 및 하류측에 배치된 2개와 같은 복수의 가속도계를 이용하는 것이 가능하다.

예시적인 실시예에 의하여 도시된 바와 같이, 자기 유도 차량 VEH의 이동을 측정하는 장치는 그것의 온보드에:

- 이 경우 직선으로 가정되는, 차량의 이동에 대응하는, 종방향 VEx에 따른 측정 축을 구비한 적어도 하나의 가속도계(101),

- 종방향 VEx에서 차량으로부터 상류측의 차축 상에 배치된 제1 회전속도계(103b),

- 종방향 VEx에서 차량으로부터 하류측의 제2 차축 상에 배치된 제2 회전속도계 (103a)를 포함하고,

- 가속도계로부터의 측정 신호들, 제1 및 제2 회전속도계들의 측정 신호들 Gacc, STb, STa는 컴퓨팅 유닛 CALC, DB, CALC1, CALC2, CALC3에 공급된다.

보기들의 2개의 차축들 중 적어도 하나의 회전속도계들(103a, 103b)의 출력에서의 순간적인 및 주기적인 측정 신호들 STa, STb는 (미끄러짐 또는 바퀴 잠김의 경우에) 부착 손실의 검출기 CALC1에 공급된다. 차축들은 독립적으로 자유 주행하거나 또는 자유 주행하지 않을 수(제동되거나 또는 동력화될(motorized)) 있다. 따라서 부착 손실의 검출기는 회전속도계들 각각의 출력 신호들 STa, STb에 연결되고, 각 출력 신호는 관련 차축의 순간 각속도의 측정을 제공한다.

2개의 회전속도계들의 출력 신호들 STa, STb는 또한 부착 손실의 검출기 CALC1으로부터의 부착 손실을 검출하기 위한 지시자 Adh에 대한 신호 입력을 구비한 보조 컴퓨터 CALC3에 공급된다. 이러한 신호의 연결은 부착 손실의 검출기 CALC1의 영역에서 부착 손실이 검출되지 않는 경우에 이용될 수 있다. 대조적으로, 부착 손실의 능동적인 검출의 경우에, 부착 손실의 검출기 CALC1은 지시자 Adh를 활성화하여, 조합되는 것이 가능한 2가지 유형의 부착 손실의 검출에 따른 검출을 표시하는 것을 가능하게 하고, 그에 따라서,

- 특히 적어도 하나의 차축의 부착 손실이 시작하는 경우에, 회전속도계들의 출력 신호들 STa, STb 중 적어도 하나의 순간 각속도의 변동(또는 단위 시간당 바퀴의 회전 펄스들의 수)이 검출되고,

- 또는/및 회전속도계들의 각 출력 신호 STa, STb의 각속도들 사이의 차이(또는 단위 시간당 바퀴의 회전 펄스들의 수)는 특히 부착 손실의 시작의 경우에, 그러나 또한 부착 손실 동안에 그리고 부착 손실이 종료될 때까지 매우 정확하게, 검출된다.

부착 손실의 검출의 경우에, 장치는 다음을 제공한다:

- 위치 측정을 위한 시스템 DB는 운전 중인 차량의 각 위치 DX에서 적어도 하나의 경사 Pte 및 하나의 회전 1/R(그러나 또한 기울기와 같은 다른 가능한 정보)과 같은 차량의 궤적의 프로파일의 데이터를 공급하고,

- 측정 축을 구비한 가속도계(101)는 그것의 측정 축의 방향 VEx에서의 차량의 총 가속도 Gacc의 측정을 제공하고,

- 컴퓨터 CALC는, 이제 경사 및 회전의 효과들이 고려되는 차량의 유효 이동의 종방향 Ox에서, 보정된 가속도 Gx를 결정하기 위하여 측정된 총 가속도 Gacc 및 궤적의 프로파일의 데이터 Pte, 1/R를 처리한다.

도 1의 경우에(경사의 효과를 갖는, 아래 도 2와 같이), 2개의 종방향들 Ox, VEx는 제시된 물리적 모델 및 차량의 프로파일 뷰들로 인해 동일하다. (회전의 효과를 갖는, 차량의 위로부터 본) 도 3에서는, 유효 이동의 종방향 Ox는 직선으로 가정되는 이동에 대한 종방향 VEx와 상당히 다를 수 있다는 것은 명백할 것이다. 확대하면, 방향 VEx는 용어들 "방향 VEx" 및 "유효 방향 Ox"에 의하여 다른 방향 Ox와 구별될 수 있다.

단순한 용어로 본 발명을 설명하기 위하여, 장치의 가능한 모듈식 표현이 제시되었고 여기서 컴퓨터 CALC는,

- 궤적의 프로파일의 데이터 Pte, 1/R, 및 방향 Ox에서 측정된 가속도 Gacc에 대한 신호 입력들 및 유효 방향 VEx에서의 보정된 가속도 Gx에 대한 출력 신호를 구비한 주 컴퓨터 CALC2,

- 부착 손실의 검출기 CALC1으로부터의 부착 손실을 검출하기 위한 지시자 Adh에 대한 신호 입력을 구비한 보조 컴퓨터 CALC3을 포함하고,

- 보조 컴퓨터 CALC3는 차량의 추정된 속도 Vx 및, 통상의 적분에 의해, 차량의 추정된 위치 Dx를 공급하기 위한 출력들을 구비하고,

- 보조 컴퓨터 CALC3는 신호들 STa에 대한 입력들, 차량의 속도 Vx 및 위치 Dx를 추정하는 회전속도계들을 구비하고(이들 입력들은, 지시자 Adh와 병행하여, 부착 손실의 검출기 CALC1이 신호들 STa, STb를 직접 보조 컴퓨터 CALC3에 송신하지 않는 경우에 필요하다),

- 보조 컴퓨터 CALC3는 적어도 부착 손실 동인에 차량의 속도 Vx 및 위치 Dx를 재추정하기 위하여 주 컴퓨터, CALC2로부터의 보정된 가속도 Gx에 대한 신호 입력을 구비하고, 보정된 가속도 Gx의 재추정을 수행하기 위하여 속도 Vx의 이전에 추정된 값이 보조 컴퓨터 CALC3로부터 주 컴퓨터 CALC2로 송신된다.

이런 식으로, 이동을 측정하는 프로세스는 적어도 부착 손실의 검출의 시작으로부터, 반복적으로 시작되고, 필요하다면 연속적으로도 시작된다. 부착 손실 단계 동안에 속도 Vx 및 위치 Dx를 순간적으로 계산하기 위하여, 부착 손실의 검출의 시작에서 속도 및 위치 값을 저장하고, 통상의 적분에 의해 속도 Vx 및 위치 Dx의 값들을 업데이트함으로써 가속도계(101)의 측정 축에 가속도 Gacc로부터 보정된 가속도 Gx의 재추정의 반복 프로세스를 적용하기에 충분하다.

부착 손실의 검출 전에 디폴트 모드로서, 보조 컴퓨터 CALC3는 또한 단순히 차축들 중 적어도 하나의 회전과 관련된 동적인 파라미터들에 의하여 차량의 속도 Vx 및 위치 Dx를 공급할 수 있다. 부착 손실이 검출될 때, 보조 컴퓨터 CALC3는 속도 Vx를 주 컴퓨터 CALC2에 공급하고, 주 컴퓨터는 회답으로 가속도 Gx를 보조 컴퓨터 CALC3에 공급한다. 따라서 보조 컴퓨터 CALC3는 유효 방향 VEx에서 속도들 Vx 및 위치 Dx를 재추정하기 위한 모든 필요한 정보를 갖는다.

도면들에 도시되지는 않았지만, 가속도계는, 특히, 여럿 중에서도, 경사 또는 회전의 효과들로 인한 가속도의 더 많은 성분들을 결정할 수 있도록, 복수의 개별 측정 축들을 포함할 수 있다. 이것은 위치 측정을 위한 시스템 DB로부터의 데이터(경사, 회전 등)의 잘못된 공급을 보상하는 것을 가능하게 한다(예를 들면 원하는 데이터를 포함하는 데이터 뱅크를 활성화하는 마커 수단에 의해, GPS(=Geographical Position System) 등에 의해).

도 2는 도 1에 따른, 직선 하강(rectilinear descent)에서 차량 VEH에 의해 지지되는 수평에 관한 경사 Pte의 효과를 고려하는 (측면으로부터 본) 도면을 도시한다. 가속도계(101)는 경사 Pte로 인한 (직선 방향 VEx에서) 그것의 기울어진 측정 축상에서의 종방향 가속도 Gacc를 측정한다. 종방향 가속도 Gacc는 실제로는 유효 방향 Ox에서의 종방향 가속도 Gx 및 기울기 또는 중력의 효과와 관련된 가속도 Gpte의 합계이다. 본 발명에 따른 장치는 유효 방향 Ox에서의 종방향 가속도 Gx를 정확히 측정하고, 그 후 도 1에 개시된 바와 같이, 속도 Vx 및 위치 Dx를 측정하는 것을 가능하게 한다.

도 3은 도 1에 따른 루트의 횡방향으로 굽은 부분 COURB에 대해 차량 VEH에 의해 지지되는 곡률반경 R을 갖는 회전 1/R의 효과를 고려하는 (위로부터 본) 도면을 도시한다. 가속도계(101)는 차량 VEH의 중심에 관하여 (종방향 VEx에 따른) 주지된 종방향 거리 Lx 및 (종방향 VEx에 수직인 방향 VEy에 따른) 주지된 횡방향 거리 Ly에 배치된다. 선택된 이들 거리들에 따르면, 회전의 효과는 이동의 측정에 대해 가변 영향도를 갖고, 최악의 경우, 그것을 돌이킬 수 없게 왜곡하기 때문에, 이 치수결정 팩터(dimensioning factor)는 회전의 효과를 고려하기 위해 중요하다는 것을 기억하는 것이 중요하다. 이것은 만일 차량이 승객들의 운송을 위한 철도 유닛의 경우에서와 같이, 그것의 이동의 종방향 VEx에서 연장된 것으로 가정된다면 더욱 더 중요하다.

가속도계(101)는 그 가속도계(101)를 통하여 지나가는 곡률반경 상의 곡선 COURB에 접선이 아닌(non-tangential), 직선 방향 VEx에서의 그것의 측정 축 상의 종방향 가속도 Gacc를 측정한다. 종방향 가속도 Gacc는 실제로는 유효 방향 Ox(즉, 가속도계(101)를 통하여 지나가는 곡률반경 상의 곡선 COURB에 접선)에서의 종방향 가속도 Gx 및 횡방향 회전의 효과와 관련된 가속도 Glat(원심력)의 합계이다. 따라서 본 발명에 따른 장치는 유효 방향 Ox에서의 종방향 가속도 Gx를 정확히 측정하고, 그 후 도 1에 개시된 바와 같이, 속도 Vx 및 위치 Dx를 측정하는 것을 가능하게 한다.

따라서 경사 Pte 및 회전 1/R의 순간 데이터를 위해 일반적으로 이용되는 장치를 구현하는 방법을 설명하는 것이 가능하고, 이에 따르면,

- 보정된 가속도 Gx는 총 측정된 가속도 Gacc, 경사의 영향 하의 가속도 Gpte 및 회전의 영향 하의 가속도 Glat의 합계이고,

- 경사의 영향 하의 가속도 Gpte는 중력에 비례하고,

- 회전의 영향 하의 가속도 Glat는,

a) 정점은 곡률 1/R의 중심에 있고, 변들은 차량의 중심 및 가속도계를 통하여 지나가는 순간 각도 A의 사인(sine)과,

b) 속도 Vx를 제곱하여 곡률 1/R의 반경 R과, 차량의 중심에 대한 가속도계의 횡방향 거리 Ly의 합계로 나눈 것

의 곱이고,

- 순간 각도 A는 곡률반경 R과 차량의 중심에 관한 가속도계의 횡방향 거리 Ly의 합계로 나눈, 차량의 중심에 대한 가속도계의 종방향 거리 Lx로 근사되고,

- 종방향 거리 Lx는, 가속도계가 차량의 이동 방향에서 차량으로부터 상류측 또는 하류측에 배치되어 있는지에 따라 양 또는 음이고 횡방향 거리 Ly는, 가속도계가 회전 1/R에 대해 곡선의 바깥쪽 또는 안쪽에 배치되어 있는지의 여부에 따라서 양 또는 음이다.

이 방법은 다음의 수학식들 (1), (2), (3), (4)의 시스템에 의해 모델링될 수 있다:

(1) Gx = Gacc + Gpte + Glat

(2) Gpte = Pte x 중력(9.81 m/s2)

(3) Glat = (Vx² / (R + Ly)) x Sine (A)

(4) A = Lx / (R + Ly)

Claims

자기 유도 차량(self-guided vehicle)(VEH)의 이동을 측정하는 장치로서, 그것의 온보드에,
직선(rectilinear)으로 가정되는, 상기 차량의 주 이동의 종방향(VEx)으로 측정 축을 구비한 적어도 하나의 가속도계(101),
상기 종방향에서 상기 차량으로부터 상류측의 차축에 구비된 제1 회전속도계(tachometer)(103b),
를 포함하고,
제2 회전속도계(103a)가 상기 종방향에서 상기 차량으로부터 하류측의 제2 차축 상에 제공되고,
상기 가속도계 및 상기 제1 및 제2 회전속도계들로부터의 측정 신호들이 컴퓨팅 유닛에 공급되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 2개의 차축들 중 적어도 하나의 부착 손실의 검출기(CALC1)를 포함하고,
상기 부착 손실의 검출기는 상기 회전속도계들 각각의 출력 신호들(STa, STb)에 연결되고,
각각의 출력 신호는 관련된 차축의 순간 각속도의 측정을 제공하는 장치.
제2항에 있어서,
상기 부착 손실의 검출기(CALC1)는 조합될 수 있는 2개의 부착 손실의 검출 모드들의 지시자(Adh)를 포함하고, 그에 따라서 상기 출력 신호들 중 적어도 하나의 순간 각속도의 변동이 검출되거나/검출되고 각 출력 신호의 각속도들 사이의 차이가 검출되는 장치.
제3항에 있어서,
부착 손실의 검출의 경우에,
위치 관리를 위한 시스템(DB)은 운전중인 상기 차량의 각각의 위치(DX)에서의 적어도 하나의 경사(Pte) 및 하나의 회전(1/R)과 같은 상기 차량의 궤적의 프로파일의 데이터를 공급하고,
측정 축을 구비한 가속도계는 상기 종 방향에서 상기 차량의 총 가속도(Gacc)의 측정을 제공하고,
컴퓨터(CALC)는 경사 및 회전의 효과들이 고려되는 상기 차량의 유효 이동의 종방향(Ox)에서 보정된 가속도(Gx)를 결정하기 위하여 상기 측정된 총 가속도(Gacc) 및 상기 궤적의 프로파일의 데이터(Pte, 1/R)를 처리하는 장치.
제4항에 있어서,
상기 컴퓨터(CALC)는,
상기 궤적의 프로파일의 데이터(Pte, 1/R) 및 상기 측정된 가속도(Gacc)에 대한 신호 입력들 및 상기 보정된 가속도(Gx)에 대한 신호 출력을 구비한 주 컴퓨터(CALC2),
상기 부착 손실의 검출기(CALCI)로부터의 부착 손실을 검출하기 위한 상기 지시자(Adh)에 대한 신호 입력을 구비한 보조 컴퓨터(CALC3)를 포함하고,
상기 보조 컴퓨터(CALC3)는 상기 차량의 추정된 속도(Vx) 및 추정된 위치(Dx)를 공급하기 위한 출력들을 구비하고,
상기 보조 컴퓨터(CALC3)는 신호들(STa)에 대한 입력들, 상기 차량의 속도(Vx) 및 위치(Dx)를 추정하는 회전속도계들을 구비하고, 상기 보조 컴퓨터(CALC3)는 상기 보정된 가속도(Gx)의 재추정을 수행하기 위하여 상기 속도(Vx)의 이전에 추정된 값이 상기 보조 컴퓨터(CALC3)로부터 상기 주 컴퓨터(CALC2)로 송신되는 적어도 부착 손실 동안에 상기 차량의 속도(Vx) 및 위치(Dx)를 재추정하기 위하여 상기 주 컴퓨터(CALC2)로부터의 상기 보정된 가속도(Gx)에 대한 신호 입력을 구비하는 장치.
제4항에 있어서,
상기 보정된 가속도(Gx)는 총 측정된 가속도(Gacc), 경사의 영향 하의 가속도(Gpte) 및 회전의 영향 하의 가속도(Glat)의 합계이고,
상기 경사의 영향 하의 가속도(Gpte)는 중력에 비례하고,
상기 회전의 영향 하의 가속도(Glat)는,
a) 그의 정점은 곡률(1/R)의 중심에 있고 그의 변들은 상기 차량의 중심 및 상기 가속도계를 통하여 지나가는 순간 각도(A)의 사인(sine)과,
b) 상기 속도(Vx)를 제곱하여 곡률(1/R)의 반경(R)과 상기 차량의 중심에 대한 상기 가속도계의 횡방향 거리(Ly)의 합계로 나눈 것
의 곱이고,
상기 순간 각도(A)는 상기 차량의 중심에 대한 상기 가속도계의 종방향 거리(Lx)를 상기 곡률의 반경(R)과 상기 차량의 중심에 대한 상기 가속도계의 횡방향 거리(Ly)의 합계로 나눈 것에 의해 근사되고(approximated),
상기 종방향 거리(Lx)는 상기 가속도계가 상기 차량의 이동 방향에서 상기 차량으로부터 상류측 또는 하류측에 배치되어 있는지에 따라 양 또는 음이고, 상기 횡방향 거리(Ly)는 상기 가속도계가 상기 회전(1/R)에 관한 곡선의 바깥쪽 또는 안쪽에 배치되어 있는지에 따라서 양 또는 음인 장치.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
부착 손실의 검출 전에, 상기 보조 컴퓨터(CALC3)는 상기 차축들 중 적어도 하나의 회전과 관련된 동적인 파라미터들에 의하여 상기 차량의 속도(Vx) 및 위치(Dx)를 공급하는 장치.
제7항에 있어서,
부착 손실 동안에 상기 보조 컴퓨터(CALC3)는 상기 속도(Vx)를 상기 주 컴퓨터(CALC2)에 공급하고, 상기 주 컴퓨터는 회답으로 상기 가속도(Gx)를 상기 보조 컴퓨터(CALC3)에 공급하는 장치.
제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가속도계는 (상기 보정된 가속도(Glong)의 결정을 세련(refine)하기 위하여 및/또는 위치 측정 시스템으로부터의 정보의 손실을 보상하여, 오도메트릭 데이터(odometric data)를 제공하기 위하여) 복수의 개별 측정 축들을 포함하는 장치.