KR940007539A - 경사각 및 가속도 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분동(26),(66), 제1신호를 발생시키도록 중력으로 인한 분동의 제1파라미터를 측저하는 제1센서(46),(48), 제2신호를 발생시키도록 센서(10)가 설치된 차량의 중력 및 가속도로 인한 분동의 제2파라미터를 측정하는 제2센서(50),(88), 제1 및 제2신호에 따라 경사각도(θ)를 발생시키는 경사각도 발생기(48),(84) 및 제1 및 제2신호에 따라 차량의 가속도에 해당하는 값을 갖는 신호를 발생시키는 가속도 발생기(32),(96)을 포함한다.

제1실시예에서, 분동은 진자(20)의 추(26)이고, 제1파라미터는 가속도 및 중력으로 인한 후(26)의 변위각도이고, 제2파라미터는 제1축에 수직인 제2축에 따라 가속도 및 중력으로 인한 분동(66)에 의해 발생된 힘이다.

Description

경사각 및 가속도 센서

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제2도는 경사 및 가속도 센서의 측면도,

제3도는 제2도에 도시된 경사 및 가속도센서의 정면도,

제4도는 제1실시예의 전기소자를 도시한 블록 회로도.

Claims (21)

1. 차량(12),(14)이 이동하는 도로경사의 각과 차량가속도를 측정하는 경사 및 가속도센서(10)는 소정의 질량(m)을 한 분동(26)과; 분동(26)에 미치는 중력에 따라 분동이 발생시킨 제1파라미터를 나타내는 제 1신호를 발생시키는 제1센서(46)와; 이 분동(26)에 미치는 차량(12),(14)의 중력과 가속도의 합성력이 따라 분동(26)이 발생시킨 제2파라미터를 표시하는 제2신호를 발생시키는 제2센서(50)와; 제1 및 제2신호에 응답하고, 차량(12),(14)에 의해 이동되는 경사각(θ)에 해당하는 값을 갖는 경사각 신호를 발생시키는 경사각도 논리수단(48),(49)과; 제1 및 제2신호에 응답하고 차량의 가속도(a)에 해당하는 값을 갖는 가속도 신호를 발생시키는 가속도 논리수단(52),(58)을 포함하는 것을 특징으로하는 경사 및 가속도 센서.
2. 제1항에 있어서, 이 분동은 아암(30)에 의해 설치구조(32),(34),(36)에 피벗할 수 있게 연결된 진자(20)의 추(26)이고; 상기 제1센서는 제1신호를 발생하도록 차량의 중력 및 가속도로 인한 아암(30)의 추(26)가 미치는 힘(F)를 측정하는 힘센서(46)이고; 상기 제2센서는 각도변위의 각(α)에 해당하는 값을 가진 제2신호를 발생하도록 설치구조에 대해 소정의 위치에서 아암(30)의 각 변위에 응답하는 각도센서(50)인 것윽 특징으로 하는 경사 및 가속도 센서.
3. 제2항에 있어서, 힘센서(46)는 아암(30)에 부착된 변형게이지(44)인 것을 특징으로 하는 경사 및 가속도센서.
4. 제2항에 있어서, 상기 각도센서(50)는 설치구조에 부착되어 있으며, 아암(30)의 각도변위에 수직한 광비임을 발생시키는 광원(40)과; 설치구조에 부착되어 있으며, 제2신호를 발생시키는 광검출기(42)와; 아암(30)에 피벗가능하게 부착되어 있으며, 광원(40)과 광검출기(42) 사이에 연장되어 있고, 아암(30)의 각도변워의 함수로 광비임을 변조하는 회전광학 엔코더를 포함하며, 상기 광검출기(42)는 각(2)에 해당하는 값을 갖는 제2신호를 발생하도록 광비임의 변조에 따라 제2신호를 발생하며, 상기 아암은 각으로 변위하는 것을 특징으로 하는 경사 및 가속도 센서.
5. 제4항에 있어서, 경사 및 가속도센서(10)는 차량의 세로축에 평행인 수평축과, 이 수평축에 수직인 수직축을 지니며, 상기 각도(α)는 전자(20)의 아암(30)과 수평축 사이의 각도인 것을 특징으로 하는 경사 및 가속도센서.
6. 제5항에 있어서, 상기 경사논리 수단은 θ=90°―arc sin(F sinα/㎎)의 식에 따라 각도(α)와 힘(F)의 값에 응답하게 경사각(θ)를 발생시키는 제1계산수단(48)을 포함하는 것을 특징으로 하는 경사 및 가속도 센서, 여기서 θ는 추의 질량, g는 중력 가속도.
7. 제6항에 있어서, 가속도 논리수단은 식에 따라 각(α) 및 힘(F)의 값에 응답하게 가속도를 발생시키는 제2계산수단(52)을 포함하는 것을 특징으로 하는 경사 및 가속도 센서 여기서, β=arc sin이고 중력 방향과, 센서의 수평축 사이의 각이고, g는 중력가속도이고, m은 추의 질량.
8. 제6항에 있어서, 경사 논리수단에 의해 발생한 각(θ)은 두개의 해를 가지며, 각(θ)과 가속도 (a)의 전에 발생한 값을 축적하는 수단(49)과; 각 (θ)과 가속도 (a)의 전에 발생한 값에 응답하여 각 (θ)에 대한 두개의 가능한 해중 하나를 선택하는 제1논리수단 (49)을 포함하며, 상기 가속도 논리수단에 의해 발생된 상기 가속도 (a)는 두개의 해를 가지며, 상기 가속도 논리수단은 각 (θ)와 (a)의 전에 발생한 값을 축척하는 수단(58)과; 각(θ) 및 가속도 (a)의 전에 발생한 값에 응답하여 가속도 (a)에 대한 두개의 가능한 해중 하나를 선택하는 제2논리수단 (58)을 포함하는 것을 특징으로하는 경사 및 가속도 센서.
9. 제6항에 있어서, 경사 논리수단에 의해 발생된 각 (θ)은 두개의 상이한 값을 가지며, 상기 가속도 (a)는 두개의 값을 갖는 것에 있어서, 상기 센서는 차량을 표시하는 제1 신호를 발생시키는 가속도센서 수단 (54)을 가속하고 있고, 차량을 나타내는 제2신호는 차량의 회전부재에 따라 감속하고 있으며; 상기 경사 논리수단은 가속도 센서(54)에 의해 발생된 제1 및 제2신호에 따라 두개의 상이한 값중 하나를 선택하는 제1선택논리를 포함하며; 상기 가속도 논리수단은 가속도 센서(54)에 의해 발생한 제1 및 제2신호에 따라 가속도 (a)의 두개의 상이한 값중 하나를 선택하는 제2 선택 논리 (58)를 포함하는 거을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 경사 및 가속도센서.
10. 제1항에 있어서, 제1센서는 분동에 미치는 중력에 따라 제1신호를 발생하도록 제1축을 따라 분동 (60)에 의해 맞물린 제1힘센서 (80)이고; 상기 제2센서는 분동에 미치는 중력 및 가속도에 따라 제2신호를 발생하도록 제1축에 수직인 제2축을 따라 분동(66)에 의해 맞물린 제2힘 센서(88)이고; 경사각 발생기(84)는 제1신호에 따라 경사각도(θ)를 발생시키고; 가속도치 발생수단 (96)은 제2신호 및 경사각 (θ)에 따라 가속도 (a)의 값을 발생시키는 것을 특징으로 하는 경사 및 가속도 센서.
11. 제10항에 있어서, 경사각 발생기는따라 경사각을 발생시키는 계산수단을 지니고; 여기서 F₁은 제1축이 수평위치에 대한 각으로 위치해 있고, F₀은 제1축이 수평위치에 수직일때 제1힘센서에 의해 발생된 힘이고; 상기 가속도치 발생수단은 경사각 발생기에 의해 발생된 각 (θ)에 따라 중력으로 인한 제2센서에 으해 감지된 제2신호의 부분에 해당하는 값을 갖는 신호 (F₃)를 발생시키는 F₃발생기(92)를 포함하며; 합증푹기(94)는 가속도로 인한 제2센서의 분동에 의해 발생된 힘에 해당하는 값을 갖는 신호(F₂)를 발생하도록 신호(F₃)를 제2시호에서 감산하며; 가속도치 발생기(96)는 신호(F₂)에 따라 가속도(α)을 값을 발생하는 것을 특징으로 하는 경사 및 가속도 센서.
12. 제11항에 있어서, 가속도치발생기는 a=F₂/m을 따르는 가속도의 값을 발생시키는 계산수단을 갖고; 여기서, F₃발생기는 F₃=㎎ sinθ에 따르는 신호(F₃)를 발생하고, 여기서 m은 분동의 질량이고, g는 중력인 것을 특징으로하는 경사 및 가속도 센서.
13. 제12항에 있어서, 분동을 제2축을 따라 제2센서쪽으로 치우치게 하는 제1바이어싱 수단(70)과; 분동을 제2축을 따라 제2센서쪽으로 치우치게 하는 제1바이어싱 수단(68)과; 제1신호에서 제1바이어싱 수단에 의해 발생된 힘에 해당하는 힘을 감산하는 수단(94)과; 제2신호에서 제2바이어싱 수단에 의해 발생한 힘에 해당하는 힘을 감산하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경사 및 가속도 센서.
14. 제10항에 있어서, 제1 및 제2힘센서는 분동(66)에 의해 맞물려 있고, 분동이 미치는 힘의 함수로 변하는 전기특성을 지닌 압전결정(72),(74)과; 압전결정에 의해 제어되는 발진회로 (76),(78)를 포함하며, 이 발진회로의 주파수는 압전결정의 분동이 미치는 힘의 함수로서 가변하며, 또한 발진회로에 의해 발생한 주파수를 분동에 의해 압전결정에 가해진 힘에 해당하는 값을 갖는 아날로그 신호로 변환시키는 주파수/아날로그 변환수단 (102),(110)을 포함하며; 상기 경사치 발생기는 경사각도 (θ)에 대해 두개의 상이한 값을 발생시키며; 상기 센서는 전에 발생한 가속도 (α)의 값 및 경사각도(θ)에 따라 두개의 상이한 경사각 중 하나를 선택하는 경사각도 논리수단 (86)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경사 및 가속도 센서.
15. 제11항에 있어서, 상기 가속도치 발생기는 가속도 (a)에 대한 두개의 상이한 값을 발생시키고; 상기 센서는 전에 발생한 경사각(θ) 및 전에 발생한 가속도와 값에 따라 가속도의 두개의 상이한 값중 하나를 선택하는 가속/감속 논리수단(98)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경사 및 가속도 센서.
16. 제11항에 있어서, 경사각 발생기는 두개의 상이한 값(θ) 및 (180°-θ)갖는 경사각도(θ)를 발생시키고 상기 가속도치 발생기는 두개의 상이한 가속도 즉, +a 및 -a를 발생시키고; 상기 센서는 차량이 가속하고 있을 경우 검출에 따라 제1신호를 발생하고, 차량이 감속일 경우 제2신호를 발생시키는 가속도 방향 센서(100); 두개의 상이한 값 중 하나를 선택하도록 경사각 발생기, 상기 제1신호 및 제2신호에 의해 발생된 경사각도에 따르는 경사각도 논리수단(86)과; 두개의 상이한 가속도 값중 하나를 선택하도록 가속도치 발생기. 제1 및 제2신호에 의해 발생된 가속도 값에 응답하는 가속도/감속도 논리회로(98)를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사 및 가속도 센서.
17. 차량 (12),(14)의 경사각(θ)와 가속도 값을 발생시키는 방법은 제1신호를 발생시키도록 분동에 미치는 중력에 따라 분동(26)에 의해 발생한 제1파라미터를 검출하는 단계; 제2신호를 발생하도록 분동이 미치는 중력과 가속도의 합성력에 따라 분동에 의해 발생한 제2파라미터를 검출하는 단계; 제1 및 제2신호에 따라 차량의 가속도에 상응하는 가속도 신호 (a)를 발생시키는 단계를 포함하며, 제1 파라미터를 검출하는 상기 단계는 파라미터에서 아암의 각 변위 (a)를 검출하는 단계와; 전자의 가속도 및 중력으로 인한/아암의 힘(F)을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사각과 가속도 값을 발생시키는 방법.
18. 제17항에 있어서, 경사각(θ)를 발생시키는 상기 단계는 θ=90°―arc sin(Fsinα/㎎)를 두 단계를 포함하고; 여기서, m은 추의 질량이, g는 중력이고, 가속도 신호(a)를 발생시키는 상기 단계는를 푸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사값과 가속도 값을 발생시키는 방법, 여기서
19. 제17항에 있어서, 제1파라미터를 검출하는 상기 단계는 제1축을 따라 중력으로 인한 분동(26)이 미치는 힘(F´)을 검출하는 단계를 포함하고, 제2파라미터를 검출하는 상기 단계는 제1축에 수직한 제2축을 따라 중력 및 가속도로 인한 분동이 미치는 힘(F˝)을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사값과 가속도 값을 발생시키는 방법.
20. 제19항에 있어서, 경사각(θ)을 발생시키는 상기 단계는

    을 푸는 단계를 포함하며, F₀는 제1힘이 중력에 평행일때 F´의 값이고, 가속도의 값을 발생시키는 상기 단계는 a=F₂/m을 푸는 단계를 포함하며, 여기서 F₂=F˝―mgsinθ, m은 분동질량, θ는 경사각인 것을 특징으로 하는 경사값과 가속도 값을 발생시키는 방법.
21. 알려진 크기힘장의 방향과 방향힘장의 크기를 결정하는 장치는 알려진 크기힘장에 따라 제1파라미터를 나타내고, 알려진 크기함장과 알려진 방향힘방에 따라 제2파라미터를 나타내는 소자(46),(50)와; 제1 및 제2파라미터에 응답하며, 알려진 크기힘장의 방향을 결정하고, 알려진 방향힘장의 크기를 결정하는 수단 (48),(49),(52),(58)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.

    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.