TW200931308A - Device to measure the displacement of the vehicle auto-navigated - Google Patents

Description

200931308 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 根據申請專利範圍第1項之前言，本發明係有關測量自 動導航車輛之移動之裝置。 【先前技術】 用以測量車輛之移動之多種方法及裝置，特別是用於諸 如貨用火車、地鐵、無軌電車、有軌電車、公車或經由至 少一車行路面或像是導軌之軌牽引驅動之所有其他車輛者 業已周知。特別是在經由交通系統（鐵路信號、車上及/或 車外遠距導航等）自動導航之車輛情況下，爲確保確實（防 止拋錨）及安全（對乘客或貨物）的自’動導航，不管車輛之路 況如何，預防措施不可或缺。就此意義而言，特別是在車 輛遭致像是當車輛打滑時（當車輛加速時）或空擋或發動期 間車軸之故障時（當煞車時）不可避免的抓地力喪失情況 下，首要的是即時充份了解車輛之位置、速度（加速）。 當被導引車輛設有不受驅動或煞車之所有應力拘束之 自由車軸時，車輛之運動經由車軸（或與該車軸連結之諸車 輪之一）之旋轉直接傳動。 然而，此種解決方案減少驅動力或煞車力，亦即減少車 輛之性能，這是大多數系統不提供自由車軸的原因。 在無自由車軸下，爲免除因車輪之抓地力喪失而造成打 滑/故障的相關後果，存在且使用以下裝置： -完全與車輪無關之測量裝置，其容許經由光學方法或 利用都普勒（Doppler)效應雷射，測量速度。此等裝置所費 -4 - 200931308 不貲’惟往往使用用於車輛之低速及停止之輔助轉速表， 後者以時間單位析出車輪之角速度或車輪之轉數； -或與加速計、陀螺儀及諸如GPS之地球定位系統組合 之慣性中央處理裝置。然而，此等裝置因其高水平之技術 而成本極高，往往用於航空系統之用途； -或如於歐洲專利E P 0 7 1 6 0 0 1 B 1所揭示，配置於車軸 上之單一轉速表以及以在一或更多車輪上之測量値計算安 全係數之裝置，以試圖補償可能打滑及故障之效應，其再 度因過於槪略而降低測量移動之性能。由此亦說明其係對 車輛及乘客或貨品可能不精細之補償用防故障裝置。 -或如於美國專和j US 2005/0 1 3 7 76 1 A1中，一種設在車 輛內之加速計以及一種裝在車軸上之轉速儀，該轉速儀之 測量信號與所裝中央計算機聯繫，該中央計算機雖未詳細 說明，卻是計算於因抓地力喪失和速度釋放時導致的錯誤 以及車輛在其車道上之位置。特別是該加速計包括二測量 φ 軸，以分別決定沿車輛軌跡之方向之加速以及在移動之運 算中決定並計算車輛相對於水平面之傾斜度。此等加速計 及轉速儀之測量信號均與速度臨限値相比較，若超過該臨 限値，即可指出有車輛的抓地力喪失（打滑/故障）。儘管計 算傾斜度對車輛的影響，卻無法避免和取決於車輛內加速 計之位置之車輛軌跡有關的其他影響，此乃因爲鐵路運輸 裝置經常具有車身很長特徵，沿其縱長安置於車輛上游之 單一加速計及轉速儀無法確保測量裝置發揮對車輛全體的 200931308 作用，例如彎度或橫向加速之作用。 所有此等裝置同樣可能以遠低於具有自由車軸之理想 系統的精密度計算不使用免於煞車及驅動之所有應力拘束 之自由車軸的被導引車輛環繞在任何輪廓之道路上的移 動，原因在於其無法完全免於抓地力之喪失（煞車及驅動之 應力所造成之打滑及故障）以及橫向（彎曲、傾斜）甚至於縱 向（上下坡）之加速所造成錯誤。 【發明內容】 本發明之目的在於提議一種測量自動導航車輛之移動 之裝置，其特別是在就上下坡、彎曲及傾斜而言，不管車 輛之^軌跡輪廓如何，抓地力喪失時，提供增進的測量可靠 度。 因此，沿側緣具有兩個加速計之測量自動導航車輛之移 動之裝置如申請專利範圍第1項所提議，各加速計設有兩 個測量軸，且測量信號與移動計算機聯繫。 任選地，至少一轉速儀可安裝在車軸上，亦與處理發自 例如所有感測器（加速計及轉速儀）之資料的計算機連結。 透過轉速儀傳送之測量信號可用來改進裝置之精密度。 本發明之裝置自於測量軸上測得的加速送出車輛之速 度及縱向（例如鐵路之縱長）移動資料’無論軌道/車輪附著 力的條件如何，且不管坡度、彎度及彎度如何，其可與需 要對車輛速度及移動之精密及連續測量之所有車裝裝置結 合。 200931308 加速計及其測量軸設成可從在不同測量軸上進行測量 開始，計算車輛之縱向加速、橫向加速及坡度加速，俾接 著藉由積分決定車輛之加速、速度及縱向移動相對於時間 的比値。 本發明之裝置亦可有利地以安全方式偵測其軌跡上之 車輛停止不動，並因此產生非自感測器送來之資訊的速度 資訊。 本裝置包括自動校準及自動測試裝置，當車輛停止不動 Ο 時，其可檢驗感測器之良好運作，並因此以極大的可靠性 保證其他車裝系統所用之資料。 適於本發明裝置之用途涵蓋車輛導引之領域（機械或非 機械者，亦即和地面與車輛間的機械作用無關），不管導引 類型如何，特別是火車、地鐵、有軌電車或公車，不管具 有鐵製或輪胎車輪（車軸、轉向架）的輪轉類型如何。在此， 須知’根據車側加速計之位置（或偏離，彎度及坡度）的作 〇 用不可忽視。本發明可有利地免受此等作用以更精密決定 車輛之移動。 本發明裝置不配置免受所有制動及牽引之力量拘束之 自由車軸，同樣可計算在任何輪廓之道路上被導引車輛之 運動’仍維持與自由車軸之系統相等之精密度，完全消除 ί爪地力喪失（牽引/制動之作用力所造成打滑及故障）以及橫 向（彎度）及縱向（坡度）加速所造成之錯誤。 以下所有申請專利範圍亦呈現本發明之優點。 200931308 【實施方式】 第1圖顯示設有本發明測量自動導航車輛之移動之裝置 的車輛VEH，其可配合第2圖，此第2圖清楚說明與移動 中車輛有關之平面如何根據車輛所接受及兩加速計101， 102所測得之加速，界定有關移動車輛之加速。第3及4 圖顯示根據加速計上正交中心標誌〔X，Y，Z〕中按車輛之 加速功能類型Gx，Glat，Gpes(縱向移動、彎度及/或坡度之 作用）所選平面，加速計之測量軸Accl, Acc2, Acc3及Acc4 ❹ 之配置，且該X軸表示車輛之縱向軌跡方向。 測量自動導航車輛VEH之移動（瞬間位置DX)之裝置於 其側緣包括： -一加速計101，於假設沿車輛直線之主移動Vex之縱向 第一軸X及垂直於車輛地板之第二軸Z所界定之縱平面 Py中設有兩測量軸Accl, Acc2; -一計算機103,與輸出端SI，S2之信號連繫，此等輸出 〇 端S1，S2與測量軸Accl，Acc2之每一者連結，其中輸出端 S1，S2之每一信號包括在有關Accl，Acc2測量軸上之車輛 總加速的直角投影測量値Gaccl，Gacc2 ; 第二加速計102,於第一軸X及垂直於第一及第二軸 X、Z之第三軸Y所界定之水平面PZ中設有至少兩測量軸 A c c 3 , A c c 4 ； -計算機103與輸出端S3，S4之信號連繫，此等輸出端 S3，S4與測量軸Acc3，Acc4之毎一者連結，其中輸出端S3, 200931308 S4之每一者包括在有關Acc 3, Ac c4之測量軸上之車輛總加 速的投影Gacc3， Gacc4; _第一及第二加速計1〇1、1〇2之測量軸入(^1，八(^2;八(^3, Acc4全體在其個別平面Py、Pz中呈現可調整之相對角度 A1+A2，A3+A4，因此，予以調整，俾計算機自四個投影 Gaccl，Gacc2，Gacc3, Gacc4發出於包含坡度及彎度之軌跡 各點上車輛之至少瞬間縱向加速値Gx。換言之，縱向加速 値Gx係計算坡度及彎度之作用之正確加速値。同樣地，抓 ❹ 地力喪失意指會減少車軸旋轉之加速裝置失控，在此其可 被理想地補償。 因此，本發明裝置主要使用固定於車體上，並用#測量 車輛之縱向及橫向加速之兩個雙軸加速計101、102。車輛 受制於產生縱向加速Gx (受制於牽引/制動之作用之車輛 移動）、橫向加速Glat(軌跡斜率引發離心加速）及因出現坡 度而施加之垂直加速（軌跡之坡度）三種力量。兩個軸Acc 1， φ Acc2位於垂直平面Py中之第一加速計101以及兩個軸 Acc3, Acc4位於水平面Pz中之第二加速計1 02容許對投影 於四個測量軸之每一者上的加速合成（縱向、橫向及垂直加 速）加以測量。加速計1 0 1、1 02之不同測量軸間之角度在 調整後已知並固定。計算機103解算由四個方程式構成之 系統，以決定車輛之位置Dx之四個未知數，解出軌跡坡度 Αχ之角度、橫向加速角度Ay(由車輛加速而向心之力量造 成，並依如同相對於車輛中心偏離加速計軌跡之彎度半徑 200931308 R而定）、橫向加速値Glat及縱向加速値Gx。藉由相對於 軌跡期間依次積分，計算機103決定車輛VEH於其不論是 坡度及彎度COURB之軌跡上的縱向速度Vx及縱向移動 Dx 〇 必要的話，本發明裝置藉轉速表108使之完整，以改進 先前速度Vx及行駛距離Dx 。轉速表108固定於車輛VEH 之車軸Rla、R2a、Rib、R2b，且其輸出端STb之信號傳 送至計算機103。計算機103從轉速表之測量信號評估移 〇 動DxT及速度VxT。計算機進行轉速表所發出移動測量結 果與加速計所發出者間的比較。當就測量値而言，測量偏 差低於臨限値時，相對於轉速表所發’出者再調整此等測量 値。於相反情況下（値大於臨限値），無需來自加速計之測 量之結果的校正。 如第1圖所示，零速資訊Op亦可安全地藉計算機103 從來自車輛設備之資訊Im(不動信號，零速表等）開始發送 〇 或藉本發明裝置本身決定。爲此決定，計算機103處理來 自轉速表及加速計之資訊。 當該裝置決定零速時，該裝置因此等加速計提議之安裝 特點而同樣具有運用自動測試的有利能力。此自動測試功 能容許評估提供加速計測量（自動校準後）及辨識加速計之 功能缺點所需校正。測量軸之多數提供複數測量之極有利 冗餘（因兩個雙軸加速計），並藉加速計可靠性的周期檢驗 (例如於車站中的各個停止），保證具有極小錯誤可能之測 -10- 200931308 試（並因而此後的移動）之測量，此等冗餘可如於鐵路領域 中所要求，符合確實系統安全之要求。 於後面說明中參考第3及4兩圖。 考慮第一加速計101之測量軸Ac cl，Ace2(參考第3圖， 其中爲清楚起見，自動省略坡度之加速Glat )，藉由與加 速計101之各軸Accl，Acc2上之加速投影Gx，Glat，Gpes， 投影之測量分量Gaccl, Gacc2爲： -於軸Acc 1 〇

Gaccl=投影（Gx)-投影（Gpes)-投影（Glat) (1) Gacc 1 = Gx cos (Ay) cos (A 1)+ Gpes sin (Al-Ax)- Glat sin (Ay) cos (A 1) -於軸A c c 2

Gacc2 =投影（Gx)-投影（Gpes)-投影（Glat) (2) Gacc2= Gx cos (Ay) cos (A2)- Gpes sin (A2 + Ax)- Glat sin (Ay) cos (A2) ❾ 同樣考慮第二加速計102之測量軸Acc3, Acc4(參考第4 圖，其中爲清楚起見，自動省略坡度之加速Gpes )，藉由 與加速計102之各軸Acc3，Acc4上之加速投影Gx，Glat， Gpes，投影之測量分量Gacc3, Gacc4爲： -於軸A c c 3

Gacc3 =投影（Gx)-投影（Glat)-投影（Gpes) (3 ) G a c c 3 = Gx cos (A3+Ay)+ Glat sin (A3+Ay)- Gpes s i n (Ax) cos (A3) 200931308 -於軸Acc4

Gacc4 =投影（Gx)-投影（Glat)-投影（Gpes) (4) Gacc4= Gx cos (A4-Ay)+ Glat sin (A4-Ay)- Gpes sin (Ax) cos (A4) 其包含此等方程式（1)至（4): -A1:平面Py內軸X與軸Accl間之角度A1 -A2 :平面Py內軸X與軸Acc2間之角度A2 -A3:平面Pz內軸X與軸Acc3間之角度A3 ❹ -A4 :平面Pz內軸X與軸Acc4間之角度A4 •Αχ:平面Py內車輛軌跡之角度（亦即水平線與軸X間之角 k) -Lx :車輛中心與裝載於車輛上之加速計101、102之固定 點間之偏離距離 -Ay:與平面Py內彎度半徑R有關之角度。 有鑑於彎度半徑 R通常較偏離距離Lx大，Ay由 Q Arctg(Lx/R)，也就是第一近似値Lx/R算出。 由四個方程式 （1)至（4)構成之系統之解決方法取決於 數學方法，該數學方法在此未說明，其目的在於根據使用 計算機103 對加速値Gaccl，Gacc2，Gacc3及Gacc4之計 量，計算四個變數Gx，Glat，Αχ及Ay。 然而，該系統之解決方法在特別是加速計1〇1、102之 使用之某些假設上有利地簡化。 於此等假設中，可選擇各界定直角之相對角度A1+A2 -12- 200931308 及A3 + A4’亦即Al+A2 = 90。及A3+A4 = 90。。如此，本發明 裝置可預定相對角度A1+A2及A3+A4之至少一者爲直角。 本發明裝置以事實上各相對角度A1+A2，A3+A4分成（或 可分成）第一及第二角度A1，A2及A3,A4之方式實施， 此第一及第二角度Al，A2及A3, A4分別對應於第一及 第二加速計101,102之四個測量軸八(；(：1，八(：〇2，八(^3,八<;〇4 及第一軸X(根據假設沿車輛之直線之主移動之縱軸）。 於此態樣下，亦極有利地選擇諸如A1=A2及A3=A4，特 ❹ 別是諸如 A1=A2 = A3 = A4 = 45° 之 A1，A2，A3，A4。 有關Al，A3之選擇，其同樣可自此等角度給予可調整 之値，此等値容許以最佳方式評估坡度及彎度之作用而無 損於縱向加速測量之精密度。 舉例來說，若任意選擇各加速計之投影角度A1，A2; A3, A4相等，亦即A1=A2及A3=A4,前述方程式系統即變成： (1) Gaccl=Gx cos (Ay) cos (Al) + Gpes sin (Al-Ax) - Glat ❾ sin (Ay) cos (Al) (2) Gacc2= Gx cos (Ay) cos (Al) · Gpes sin (A 1 + Ax) - Glat sin (Ay) cos (Al) (3) G ac c 3 = Gx cos (A3+Ay)- Glat sin (A3+Ay) - Gpes sin (Ax) cos (A3) (4) G ac c 4 = Gx cos (A3-Ay)+ Glat sin (A3 - Ay) - Gpes sin (Ax) cos (A3) 該系統之方程式解可容易決定透過變數Gx，Glat，Ax， -13- 200931308

Ay求算及界定之四個未知數，其次透過對移動期間之積 分，導出與車輛軌跡有關之縱向速度Vx及位置Dx:

Vx= $ (Gx dt)

Dx= S (Vx dt) 因此，本發明容許計算機103發送包括坡度及彎度之軌 跡各點上坡度Αχ之角度値、橫向加速之角度Ay(亦即表示 加速計安裝固定點相對於彎度半徑R之車輛中心之橫向加 速旋轉）。 藉由擴充，計算機103發送依次與車輛之縱向加速GX 値整合之包括坡度及彎度之軌跡各點上的速度Vx及位置 D X。 如前述，該裝置亦可包括： -一轉速表104設在一車軸上，並發出車輛之速度VxT 及位置DxT之轉速値； -將所得轉速値VxT, DxT及分別自該計算機103發出之 〇 速度及位置値Vx，Dx供至比較器106; -該比較器1 06決定速度別與位置別間的差異，且若其低 於預定臨限，該計算機103於包括坡度及彎度之軌跡各點 所得速度Vx及位置Dx之再調整即對該等轉速値VxT，DxT 起作用。若此等差異低於臨限値，即制止再調整。 此再調整之可能性提供基於與車輪半徑成比例之移動 速度之簡單補充測量，對速度及移動測量精密度的增補。 本發明裝置亦可包括車輛之零速偵測裝置1〇7，其包含 -14- 200931308 於或連結於計算機103及連結於轉速表104。該裝置包括 至少一個處理計算機103所發出速度及位置値Vx，Dx與對 應VxT，DxT之轉速値間之相互關係之相關性處理器。 實際上，極安全之零速偵測功能如下實施： -計算供車輛裝置處理（例如藉不動車輛之內部信號裝置） 之裝置外資訊。

-透過計算機103所送出速度及移動資訊Vx，Dx之過 濾，決定車輛之停止。此決定亦可對應之轉速資料VxT，DxT Ο 互有關係。 -在處理後，若車輛事實上確定停止，該裝置即處置該零 速偵測資訊。 β 自動偵測之功能可有利地使用該零速偵測資訊。當此資 訊有效地提供時，其意指車輛不動，並因此，縱向及橫向 加速在當時爲零。 該結合之測試構成同樣確認加速計1 0 1、1 02所送出測 ❾ 量値核對過先前給予之方程式系統（1)，（2)，(3)，（4)，此系 統如下變換： (1) Gaccl = Gpes sin (A 1 - Αχ) (2) Gacc2 = -Gpes sin (A2 + Ax) (3) Gacc3 = -Gpes sin (Ax) cos (A3) (4) Gacc4 = -Gpes sin (Ax) cos (A4) 在此。該系統之方程式解例子於特別是爲加速計之處置 的假設中給予，其中投影角度A1，A2，A3，A4於平面Py，pz -15- 200931308 之每一者中成對相等’亦即，A1=A2及A3=A4: 可從後面兩個方程式（3)及（4)導出以下關係（5)及（6): (5) Gacc3 = Gacc4 (6) Sin (Ax) = - Gacc3/(Gpes Cos (A3)) 藉由將Sin (Ax)代入方程式（1)及（2)中，即可驗算具有 以下計算結果之第一加速計101之加速投影Gaccl，Gacc2 之加速測量値。 第二加速計102之加速投影Gacc3，Gacc4藉方程式（5) 驗算，於第一槪算中，合理地認爲在一般例如車庫的停車 場及車站之站牌情下，彎度對測量有些微影響。 爲檢驗第二加速計102之加速投影0acc3,Gacc4，亦可 自資料庫讀取彎度値。 藉由檢驗及選擇過濾臨限値，可決定校正係數以提供加 速計所發出之測量。於第二加速計1 02情況下，可有利地 獲得在更改校正係數之前，加速計衍生之緩慢進程的益 〇 處。校正係數用在緊接複數次停止獲得確認之後。停止次 數可根據預定精密度調整。這容許本發明裝置之自動校準。 亦界定所選大於第一臨限値的第二臨限値，其指出本發 明裝置超出功能。 爲實現自動測試之功能，本發明之裝置包括： -此等第一及第二加速計101, 102之自動校準裝置 105，若此零速偵測裝置確認車輛停止，此自動校準裝置 1 0 5即可作動； -16- 200931308 -此自動校準裝置處理此等第一及第二加速計101，102 所發出之測量値及此計算機103所包含加速計算單元104 提供之資料； -此自動校準裝置校準對應車輛之縱向加速Gx及橫向加 速Glat之零値之測量値。 自動校準裝置105具有用以檢驗第二加速計102上之測 量値Gacc3, Gacc4相等之第一控制模式，以及坡度角度Αχ 之再計算裝置，自此，藉第二控制模式檢驗第一加速計101 上之測量値Gaccl，Gacc2。因此，該檢驗極可靠，且若坡 度角度可藉裝置外部之已知資訊額外地評估及確認，即更 可靠。 。 爲上述自動測試功能之實施，超過來自自動校準裝置 105之結果的第一錯誤臨限値，即將自自動校準裝置發來 的校正係數再度傳至加速計算單元1〇4(較普遍的是傳至移 動計算機1 〇 3 )。 Q 同樣地，超過較來自自動校準裝置之結果的第一錯誤臨 限値更不安全之第二臨限値，即啓動位於側緣之測量固障 指示器。 自動測試之上述功能故障可能性評估之一簡化模式同 樣考慮於車輛停止時實施，於加速計101，102之測量軸 accl，acc2，acc3, acc4上進行之測量以冗餘方式取得。 假設兩車輛停止時刻間之時間間隔T :應用於平面Py 中兩測量軸 A c c 1，A c C 2之自動測試功能之故障可能性 -17- 200931308 被界定爲：

Pr = Xacc1 * Xacc2 * T 其中雙軸加速計之測量軸Accl及Ac c2之個別故障百分 比Xaccl及Xacc2假設各等於以下計算例中之一般容許値 10·5 : T = 60 秒，pr=l 〇'10*0.017 = 1 .7* 1 Ο'12 Τ=10 分，Pr=l 0*10*0. 17=17*10'12 因此，顯然若車輛周期地及經常停止，本裝置即可保證 ❹ 於鐵路領域中必要安全性所要求測量資料的可靠。 根據上述自動測試功能之故障可能性評估，本發明裝置 可包括故障可能性評估裝置，其對可在車輛之兩個停止時 刻間起作用之故障的可能性進行評估，並於加速計之測量 軸上使用冗餘測量裝置。該評估裝置整合在上述自動校準 裝置1 0 5中。 最後，本發明裝置亦可任選地包括連結於該第一及第二 Q 雙軸加速計1 〇 1，1 〇 2之至少一者的車輛抓地力喪失偵測器 (於打滑或故障情況隙），其可與外部的値（資料庫之坡度、 彎度或軌跡標誌系統之資料等）結合。在與此等資料不一致 情況下，即可偵測出有抓地力喪失之虞，並透過擴充補足 零速偵測系統所供應之資訊（制動之車輪，不過，卻是移動 中的車輛） 車輛抓地力喪失偵測器亦可於必要時除連結於該第一 及第二加速計101，102外，連結於車輛車軸之至少—轉速 -18- 200931308 表1 〇 8，以其比較角度運動與個別縱向移動間的資料。從 這方面看來，零速偵測功能可更加安全。 【圖式簡單說明】 諸實施例及本申請案藉所繪圖式提供。 第1圖係根據本發明，具備測量自動導航車輛之移動之 裝置的車輛； 第2圖係有關交通車輛之平面界定之示意圖； ❾ 第3圖係計算坡度對裝置之作用之裝置的示意圖； 第4圖係計算斜率對裝置之作用之的示意圖。 【主要元件符號說明】 10 1 第一加速計 102 第二加速計 103 計算機 104 r u 1計算單元 105 自動校準裝置 106 比較器 107 零速偵測裝置 108 轉速表 X 車輛之縱（移動）軸 Υ 垂直於軸X及在車輛地板之平面內之軸 Ζ 垂直於車輛地板之軸 Ρχ 垂直於軸X及由軸γ，ζ決定之平面 Py 垂直於軸Υ及由軸χ，ζ決定之平面 -19- 200931308

P z G p e s Gx Glat Vx Dx VxT DxT A c c 1 A c c 2 A c c 3 A c c 4 A 1 A2 A3 A4 Ax

Lx

Ay

Vx 垂直於軸z及由軸X，Y決定之平面重力加速度=9.81m/s2 根據軸X之車輛縱向速度 達到車輛內之加速計之車輛 根據軸X之縱向速度 根據軸X之縱向位置/移動 轉速表所提供之縱向速度 轉速表所提供之縱向移動 加速計1 01之測量之第一軸 加速計1 01之測量之第二軸 加速計1 〇 2之測量之第一軸 · 加速計1 〇 2之測量之第二軸2 平面Py內軸X與軸Accl間之角度 平面Py內軸X與軸Acc2間之角度 平面Pz內軸X與軸Acc3間之角度 平面Pz內軸X與軸Acc4間之角度 平面 Py內車輛軌跡之角度（亦即水平線與 軸X間之角度） 車輛中心與加速計1 〇 1、1 〇 2之固定點間之 偏離距離 與平面Py內彎度半徑有關之角度，Ay由 Arctg(Lx/R)，也就是第一近似値Lx/R算出 根據軸X之車輛縱向速度 -20-

Claims (1)

1. 200931308 七、申請專利範圍： 1 .一種測量自動導航車輛（VEH)之移動之裝置，於其側緣包 括： -一加速計（101)，於根據假設沿車輛直線之主移動之縱向 第一軸（X)及垂直於車輛地板之第二軸（Z)所界定之縱 平面（Py)中設有兩測量軸（Accl，Acc2); 計算機（103)，與輸出端（Sl，S2)之信號連繫，此等輸 出端（S1，S2)與測量軸（Accl，Acc2)之每一者連結，其中 輸出端（Sl，S2)之每一者包括在有關（Accl, Acc2)之測量 軸上之車輛總加速的正投影測量裝置（Gaccl，Gacc2); 其特徵在於， -一第二加速計（102)於第一軸（X)及垂直於第一及第二軸 (X，Z)之第三軸（Y)所界定之水平面（Pz)中設有至少兩 測量軸（Acc3，Acc4); -計算機（103)與輸出端（S3，S4)之信號連繫，此等輸出端 〇 (S3，S4)與測量軸（Acc3，Acc4)之每一者連結，其中輸出 端（S3，S4)之每一者包括在有關（Acc3, Acc4)之測量軸上 之車輛總加速的投影（Gacc3，Gacc4); -第一及第二加速計（1〇1，102)之測量軸（Accl，Acc2; Acc3，Acc4)全體在其個別平面（Py，Pz)中呈現可調整之 相對角度（A1+A2，A3 + A4)，因此’予以調整，俾計算機 自四個投影（Gaccl, Gacc2，Gacc3，Gacc4)發出於包含坡 度及彎度之軌跡各點上車輛之至少瞬間縱向加速値 -21- 200931308 (Gx)。 2.如申請專利範圍第1項之裝置，其中該等相對角度 (A1+A2，A3+A4)之至少一者爲直角。 3 .如申請專利範圍第1或2項之裝置’其中各相對角度 (A1 + A2，A3+A4)分成第一及第二角度（Al，A2;A3，A4)’ 該等第一及第二角度（Al，A2;A3，A4)對應於該等第一及 第二軸（101，102)之四個測量軸（Accl，Acc2; Acc3，Acc4) 與該第一軸（X)間投影角度。 ❹ 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之裝置，其中各加 速計之該等投影角度（A1=A2; A3 = A4)相等。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之’裝置’其中該計 算機（103)自包括坡度及彎度之軌跡之各點發出橫向加速 値（G1 at)、坡度之角度（Αχ)、起因於車輛速度必有之離心 力及依軌跡之彎度半徑（R)而定的橫向加速角度（Ay)，該 軌跡之彎度半徑（R)係諸如相對於車輛中心之加速計偏 ❿ 離。 6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之裝置，其中該計 算機（103)發出連續對車輛之縱向加速値（Gx)積分之包括 坡度及彎度之軌跡各點的速度（Vx)及位置（Dx)。 7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之裝置，包括： -一轉速表（104)設在一車軸上，並發出車輛之速度（VxT) 及位置（DxT)之轉速値； -將所得轉速値（VxT，DxT)及自該計算機（1〇3)發出之速 -22- 200931308 度及位置値（Vx，Dx)供至比較器（106); -該比較器（1 0 6)決定速度別與位置別間的差異，且若其低 於預定臨限，該計算機（103)於包括坡度及彎度之軌跡 各點所得速度（Vx)及位置（Dx)之再調整即對該等轉速 値（VxT，DxT)起作用。 8. 如申請專利範圍第7項之裝置，包括車輛之零速偵測裝 置（107)，其與該計算機（103)以及該轉速表（104)連結，並 ^ 包括處理該計算機（103)所發出速度與位置値（Vx, Dx)與 ❹ 該等轉速値（VxT，DxT)間相關性之至少一相關性處理器。 9. 如申請專利範圍第5及8項之裝置，包括： -該等第一及第二加速’計（101，102)之自動校準裝置 (105)，若該零速偵測裝置確認車輛停止，該自動校準 裝置（105)即可作動； -該自動校準裝置處理該等第一及第二加速計（101，102) 所發出之測量値及該計算機（103)所包含加速計算單元 ❹ (104)提供之資料； -該自動校準裝置校準對應車輛之縱向加速（Gx)及橫向加 速（Glat)之零値之測量値。 10. 如申請專利範圍第4及9項之裝置，該自動校準裝置 (1 〇 5 )具有用以檢驗第二加速計（1 0 2)上之投影測量値 (Gacc3, Gacc4)相等之第一控制模式，以及坡度角度（Αχ) 之再計算裝置，自此，藉第二控制模式檢驗第一加速計 (10 1)上之投影測量値（Gaccl，Gacc2)。 -23- 200931308 11. 如申請專利範圍第9或10項之裝置，其中超過來自該 自動校準裝置之結果的第一錯誤臨限値，即將自該自動 校準裝置發來的校正係數傳至該計算機（103)。 12. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中超過較來自該自 動校準裝置之結果的第一錯誤臨限値更不安全之第二臨 限値，即啓動位於側緣之測量固障指示器。 13. 如申請專利範圍第7至12項中任一項之裝置，包括故 障可能性評估裝置，其對可在車輛之兩個停止時刻間起 〇 作用之故障的可能性進行評估，並於加速計之測量軸上 使用冗餘測量裝置。 14. 如申請專利範圍第1至13項中任一項之裝置，包括車 輛抓地力喪失偵測器，其連結於該第一及第二加速計之 至少一者。 15. 如申請專利範圍第14項之裝置，其中該車輛抓地力喪 失偵測器除連結於該第一及第二加速計之至少一者外， 〇 連結於至少一轉速表。 -24-