專利名稱：車速檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車速檢測裝置，特別是利用檢測汽車電源噪聲頻率與汽車加速值，求得估測的即時車速的車速檢測裝置。
背景技術(shù)：
一般汽車導(dǎo)航裝置利用遍布于天空的衛(wèi)星所傳送的訊號，經(jīng)由運算后以得知汽車的經(jīng)緯度，然后將汽車的位置定位于車上的電子地圖上，藉以實時來指引駕駛者行駛的方向；但是此習(xí)知汽車導(dǎo)航裝置常因地形地物或道路建筑的關(guān)系，而發(fā)生訊號接收不良或斷訊的情況，例如隧道里、高架橋下或在都會中兩旁夾著高樓的巷道中，此時的導(dǎo)航裝置因衛(wèi)星訊號無法滿足定位的需求，以致無法作動；為解決此一缺失，有些較高級的導(dǎo)航裝置11會使用陀螺儀12與車速線13的檢測來推算車輛行駛的位置(如圖1所示)，以彌補在衛(wèi)星14訊號消失時該導(dǎo)航裝置11無法定位的缺失。
不同車輛的車速線13位置與訊號格式都不相同，因而造成安裝上的困擾，且一般使用者購買較高級的導(dǎo)航裝置卻因無法自行安裝，而必需另外再負擔(dān)一筆安裝費用請專業(yè)的技師來裝設(shè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種車速檢測裝置，使其可在汽車導(dǎo)航遇到GPS訊號失聯(lián)的空窗期，能夠及時提供車速訊號以供汽車導(dǎo)航的繼續(xù)執(zhí)行，以及能進一步克服導(dǎo)航系統(tǒng)連接汽車車速訊號的安裝困擾，使在不需假手專業(yè)人員的安裝下，即可達到隨插即用的方便性。
本發(fā)明的車速檢測裝置至少包含一汽車電源噪聲檢測單元，利用該汽車電源噪聲檢測單元來檢測車上電源噪聲頻率，通過積分計算以求得估測的即時車速，以供汽車導(dǎo)航裝置在GPS訊號失聯(lián)時能夠繼續(xù)執(zhí)行導(dǎo)航。
本發(fā)明的車速檢測裝置還包含一加速計，利用該汽車電源噪聲檢測單元來檢測車上電源噪聲頻率，以及利用該加速計檢測汽車的加速值，通過積分計算以求得估測的即時車速，以供汽車導(dǎo)航裝置在GPS訊號失聯(lián)時能夠繼續(xù)執(zhí)行導(dǎo)航。
本發(fā)明的車速檢測裝置，可經(jīng)由插接于車上點煙器，以取得汽車電源噪聲頻率訊號，同時其電源利用與該點煙器的連接，以提供該車速檢測裝置與導(dǎo)航裝置所需的電源供應(yīng)，以達到隨插即用的方便性。
本發(fā)明的車速檢測裝置，還包含一導(dǎo)航裝置，以利在原無裝設(shè)導(dǎo)航裝置，可以連同本發(fā)明一起安裝。
本發(fā)明的汽車電源噪聲檢測單元設(shè)有一運算單元，該運算單元亦可內(nèi)含于該導(dǎo)航裝置內(nèi)。
本發(fā)明能提供解決已知導(dǎo)航系統(tǒng)連接汽車的車速訊號不容易的安裝困擾，使經(jīng)由點煙器的插接，通過本發(fā)明以達到安裝的便利性；同時，又可經(jīng)由本發(fā)明解決汽車導(dǎo)航裝置在GPS訊號失聯(lián)空窗期中無法執(zhí)行的問題，藉以改善陀螺儀定位校正的誤差。
本發(fā)明的上述和其它目的、效果和特征可以通過下面的結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的詳細說明而變得更加清楚。


圖1是傳統(tǒng)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)方塊示意圖；圖2是本發(fā)明電路方塊示意圖；圖3是本發(fā)明另一實施例的電路方塊示意圖；圖4是本發(fā)明的引擎轉(zhuǎn)速與車速關(guān)系曲線特性圖；圖5是本發(fā)明文件位與引擎轉(zhuǎn)速的車速查照表；圖6是本發(fā)明的作動流程圖。
附圖標記說明11導(dǎo)航裝置；12陀螺儀；13車速線；14衛(wèi)星；2、2’車速檢測裝置；21、21’汽車電源噪聲檢測單元；211、211’第一低通電路；212、212’第一高通電路；213、213’第一放大電路；214、214’窗形比較電路；215、215’第二低通電路；216、216’第二高通電路；217、217’第二放大電路；218、218’樞密特電路；219、41’運算單元；22、22’加速計；3點煙器；4、4’導(dǎo)航裝置；42’導(dǎo)航系統(tǒng)；5衛(wèi)星；G1、G2、G3、G4、G5固定比例；NF頻率；CS車速；ES引擎轉(zhuǎn)速；r參數(shù)；Vt即時車速；a加速值；a0設(shè)定值；T時間間隔；T0設(shè)定時間。
具體實施例方式
參見圖2所示的本發(fā)明較佳實施例的電路方塊示意圖，本發(fā)明的車速檢測裝置2包含一汽車電源噪聲檢測單元21及一加速計22，其中該汽車電源噪聲檢測單元21用以檢測汽車電源既有的噪聲頻率NF(noisefrequency)，并換算為引擎轉(zhuǎn)速ES(engine speed)，進而求得一估測的即時車速；該加速計22(accelerometer)用以檢測汽車的加速值a。
上述本發(fā)明的汽車電源噪聲檢測單元21包含第一低通電路211，是用以濾掉噪聲頻率NF中高頻部分的噪聲；第一高通電路212，是用以濾掉噪聲頻率NF中低頻部分的噪聲；第一放大電路213，將噪聲頻率NF訊號放大以利比較之用；窗形比較電路214，將噪聲頻率NF中的訊號波形部分運用窗形比較電路產(chǎn)生一數(shù)字波形；第二低通電路215，再次濾掉噪聲頻率NF中訊號高頻部分的噪聲；第二高通電路216，再次濾掉噪聲頻率NF中低頻部分的噪聲；第二放大電路217，將噪聲頻率NF訊號再作放大以利比較之用；施密特電路218，是將噪聲頻率NF訊號中的波形部分運用施密特電路整理產(chǎn)生一數(shù)字波形；運算單元219，將檢測到的發(fā)電機所產(chǎn)生的噪聲頻率NF轉(zhuǎn)換成一數(shù)字訊號，再加上加速計所檢測的加速值a，經(jīng)由交互運算后，計算出一估測的即時車速Vt。
藉由以上組件的組成，利用本發(fā)明直接插接于一汽車點煙器3，經(jīng)由該該點煙器3以取得汽車電源噪聲頻率NF訊號，同時該點煙器3亦提供本發(fā)明所需的電源供應(yīng)，因而可達到安裝插接的便利性。
本發(fā)明利用該汽車電源噪聲檢測單元21來檢測出車上電源噪聲頻率NF(noise frequency)，由于該噪聲的來源可能是發(fā)電機或是引擎點火所致，而發(fā)電機的轉(zhuǎn)速因與引擎轉(zhuǎn)速ES相連結(jié)，所以這個噪聲頻率NF與引擎轉(zhuǎn)速ES(engine speed)有以下關(guān)系ES＝NFxr即引擎轉(zhuǎn)速ES為噪聲頻率NF的r倍(r是為一參數(shù)值)；同時在本發(fā)明檢測汽車引擎轉(zhuǎn)速ES與車速CS的相對關(guān)系中，我們可以歸類以下幾種情況(請參閱圖4所示)1、空檔時只有引擎轉(zhuǎn)動，此時車速CS維持在零的狀態(tài)。
2、當汽車檔位在一檔時車速CS會與引擎轉(zhuǎn)速ES成一固定比例G1的關(guān)系，即CS＝ESxG1。
3、當汽車檔位在二檔時車速CS會與引擎轉(zhuǎn)速ES成一固定比例G2的關(guān)系，即CS＝ESxG2。
4、當汽車檔位在三檔時車速CS會與引擎轉(zhuǎn)速ES成一固定比例G3的關(guān)系，即CS＝ESxG3。
5、當汽車檔位在四檔時車速CS會與引擎轉(zhuǎn)速ES成一固定比例G4的關(guān)系，即CS＝ESxG4。
6、在換檔時無論由低檔切入高檔或由高檔切入低檔，此時離合器會開啟或形成半咬合狀態(tài)，噪聲頻率NF會驟變，而引擎轉(zhuǎn)速ES與車速CS沒有一定的關(guān)系，此時汽車通常是在加速或減速的狀態(tài)，可從加速計22測得加速值a的變化。
上述汽車引擎轉(zhuǎn)速ES及車速CS的相互關(guān)系，除了停車與換檔加、減速的狀態(tài)外，引擎轉(zhuǎn)速ES與車速CS會形成數(shù)段不連續(xù)的等比關(guān)系(如圖4所示)，而這些關(guān)系可在衛(wèi)星5訊號良好時，藉由導(dǎo)航裝置4可以準確測得車速CS，并由加速計22得知汽車沒有明顯加、減速的狀況下，測得車速CS與引擎轉(zhuǎn)速ES的關(guān)系，其步驟(如圖6所示)為1、檢測電源噪聲頻率利用該電源噪聲檢測單元21檢測噪聲頻率NF并換算為引擎轉(zhuǎn)速ES。
2、檢測加速值利用該加速計22檢測汽車的加速值a。
3、檔位學(xué)習(xí)在收得到GPS的訊號下，當加速時引擎轉(zhuǎn)速ES會發(fā)生轉(zhuǎn)速差(忽然劇烈的下降又持續(xù)的上升，加速計22則呈現(xiàn)一加速狀態(tài))，此時所抓到的GPS速度便是文件位的換算點，經(jīng)過多次的學(xué)習(xí)記憶后(其次數(shù)可依需求而設(shè)定，原則上以5～6次為宜)，便以這些學(xué)習(xí)值作平均，便可計算出適切的換算點，其后當取得的速度高于或低于此點時，便可作出檔位的判斷，而取得趨近實際值的比對速度。
4、建立車速查照表汽車引擎轉(zhuǎn)速ES與車速CS相互的關(guān)系，除了停車與換檔加減速的狀態(tài)外，引擎轉(zhuǎn)速ES與車速CS形成數(shù)斷不連續(xù)的等比關(guān)系，而這些關(guān)系可以在衛(wèi)星5訊號良好時，準確測得車速CS，并由加速計22測得汽車沒有明顯的加減速下，正確測得車速CS與引擎轉(zhuǎn)速ES的關(guān)系，進而算出這些不連續(xù)的直線(如圖4所示)，并建立一適切檔位的車速查照表(例如圖5所示)，以作為衛(wèi)星5訊號失聯(lián)時，能以汽車電源噪聲頻率NF換算出引擎轉(zhuǎn)速ES，再根據(jù)此車速查照表作為推算出車速CS的依據(jù)。
5、根據(jù)加速值a判定是否為有效的檢測車速使用該車速查照表的條件需要在汽車的離合器確實咬合的狀態(tài)下，這個車速查照表的條件才會成立，而要確定離合器的咬合狀態(tài)可以根據(jù)汽車的加速狀況來判定，而汽車的車速狀況又可以由加速計22的加速值a來估計，所以當加速計22的讀值小于設(shè)定值a0(例如15以下)設(shè)定時間T0(例如三秒)，便可判定車輛沒有作明顯的加速，汽車不會進行換檔，離合器已確實咬合，所以汽車噪聲頻率NF與車速CS有固定關(guān)系，可以作為使用車速查照表來推算車速；反之，汽車不符合上述條件時，我們認定汽車電源噪聲NF不一定與車速CS有絕對的關(guān)系。
6、估測出即時車速根據(jù)車速查照表推算車速CS后，最后確認的車速是透過加速計22的加速值a所得的積分總和來推算即時車速Vt，即Vt(即時車速)＝Vt-1(上個時點推算或確認的車速)+a(加速值)T(時間間隔)根據(jù)上述的步驟，而達到在衛(wèi)星5訊號不佳，車速無法由衛(wèi)星5訊號測得的情況下，可以估計出約略的即時車速Vt，提供導(dǎo)航裝置4來繼續(xù)使用。
7、導(dǎo)航執(zhí)行(1)在衛(wèi)星接收訊號正常時，可透過取得的GPS訊號，以演算車速來提供導(dǎo)航執(zhí)行。
(2)在衛(wèi)星接收訊號失聯(lián)時，利用本發(fā)明所估測的即時車速Vt來提供導(dǎo)航執(zhí)行。
參見圖3所示的本發(fā)明另一實施例的電路方塊示意圖，本發(fā)明的車速檢測裝置2’包含一汽車電源噪聲檢測單元21’及一加速計22’，其中該汽車電源噪聲單元21’中的第一低通電路211’、第一高通電路212’、第一放大電路213’、窗形比較電路214’、第二低通電路215’、第二高通電路216’、第二放大電路217’、施密特電路218’等組件大致與圖2的實施例相同，不同之處在于，該運算單元41’設(shè)置于一導(dǎo)航裝置4’內(nèi)，即由該運算單元41’所計算出的即時車速Vt提供一導(dǎo)航系統(tǒng)42’的使用。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，即凡依本發(fā)明權(quán)利要求及說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬于本發(fā)明專利的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種車速檢測裝置，包含一汽車電源噪聲檢測單元，用以檢測汽車電源既有的噪聲頻率，并換算為引擎轉(zhuǎn)速，以求得一估測的即時車速。
2.如權(quán)利要求1所述的車速檢測裝置，其中該汽車電源噪聲檢測單元內(nèi)含有一運算單元。
3.如權(quán)利要求1所述的車速檢測裝置，還包括一導(dǎo)航裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的車速檢測裝置，還包括一加速計，用以檢測汽車的加速值。
5.如權(quán)利要求1所述的車速檢測裝置，其中，該車速檢測裝置是電源連接于點煙器，提供該汽車電源噪聲檢測單元電源與檢測噪聲頻率。
6.如權(quán)利要求1所述的車速檢測裝置，其中該汽車電源噪聲檢測單元包含第一低通電路，用以濾掉噪聲頻率中高頻部分的噪聲；第一高通電路，用以濾掉噪聲頻率中低頻部分的噪聲；第一放大電路，將噪聲頻率的訊號放大以利比較之用；窗形比較電路，將噪聲頻率訊號的波形部分運用窗形比較電路產(chǎn)生一數(shù)字波形。
7.如權(quán)利要求6所述的車速檢測裝置，其中，該汽車電源噪聲檢測單元還包含第二低通電路，用以濾掉噪聲頻率中高頻部分的噪聲；第二高通電路，用以濾掉噪聲頻率中低頻部分的噪聲；第二放大電路，將噪聲頻率訊號部份放大以利比較之用；施密特電路，將噪聲頻率訊號的波形部分利用樞密特電路產(chǎn)生一數(shù)字波形。
8.一種車速檢測裝置，包括一汽車電源噪聲檢測單元，用以檢測汽車電源既有的噪聲頻率，并換算為引擎轉(zhuǎn)速，以求得一估測的實時車速；以及一導(dǎo)航裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的車速檢測裝置，其中該導(dǎo)航裝置設(shè)有一運算單元。
10.如權(quán)利要求8所述的車速檢測裝置，還包括一加速計，用以檢測汽車的加速值。
11.如權(quán)利要求8所述的車速檢測裝置，其中該車速檢測裝置是電源連接于點煙器，提供該汽車電源噪聲檢測單元電源與檢測電源噪聲頻率。
12.如權(quán)利要求8所述的車速檢測裝置，其中該汽車電源噪聲檢測單元包含第一低通電路，用以濾掉噪聲頻率中高頻部分的噪聲；第一高通電路，用以濾掉噪聲頻率中低頻部分的噪聲；第一放大電路，將噪聲頻率訊號部份放大以利比較之用；窗形比較電路，將噪聲頻率訊號的波形部分運用窗形比較電路產(chǎn)生一數(shù)字波形。
13.如權(quán)利要求12所述的車速檢測裝置，其中該汽車電源噪聲檢測單元還包含第二低通電路，用以濾掉噪聲頻率中高頻部分的噪聲；第二高通電路，用以濾掉噪聲頻率中低頻部分的噪聲；第二放大電路，將噪聲頻率訊號放大以利比較之用；施密特電路，將噪聲頻率訊號的波形部分利用樞密特電路產(chǎn)生一數(shù)字波形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車速檢測裝置，利用檢測汽車電源既有噪聲頻率以及加速計所測出的汽車加速值，經(jīng)由交互運算后，以估測該汽車的即時車速，其包含一汽車電源噪聲檢測單元，用以檢測車上電源噪聲頻率，以及一加速計，用以檢測汽車加速值，通過積分計算以求得估測的即時車速，藉此提供汽車導(dǎo)航裝置在GPS訊號失聯(lián)的空窗期，仍可繼續(xù)執(zhí)行導(dǎo)航，并具有隨插即用的方便性。
文檔編號G01C21/26GK1588093SQ20041007802
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月20日
發(fā)明者陳錫勛 申請人:怡利電子工業(yè)股份有限公司