[发明专利]用于测量自动引导车辆的位移的装置

说明书

技术领域

本发明涉及如权利要求1前序部分所述的用于测量自动引导车辆的位移的装置。

背景技术

目前已知多种用于测量车辆位移、速度或加速度的方法或装置，尤其是针对用于公共交通的车辆，例如火车的、地铁的车厢单元、无轨电车、有轨电车、公共汽车或例如其他任何由至少一条行驶道或例如引导轨道的轨道牵引驱动的车辆。特别是在由交通系统(铁路信号、车辆的远程和/或车载自动驾驶装置等)自动引导的车辆的情形下，无论车辆的路程性质如何，用于保证可靠(防止故障)和安全(对于乘客或货物而言)的自动引导的预防措施都是必不可少的。在这个意义上，尤其是对于车辆要遭受不可避免的附着性损失(perte d’adhérence)的情况，例如在自由轴或驱动轴抱死(在车辆制动的时候)或打滑(在车辆加速的时候)的时候，实时弄清车辆的位置、速度(和加速度)是极其重要的。

当被引导车辆具有不受任何牵引力或制动力的车轴时，车辆的运动由该车轴(或与该车轴关联的车轮之一)的转动直接提供。

然而，这种解决方案降低了牵引或制动的功率，因此降低了车辆的性能，这就是为什么大部分系统不提供自由车轴。

当不存在自由车轴时，为了摆脱与其车轮之一损失附着性时的打滑/抱死相关的后果，多种装置存在并使用：

-或者完全独立于车轮的测量装置，其允许通过光学的方式或借助于多普勒效应雷达来测量速度。然而，这种昂贵的装置最经常使用额外的转速计，以在车辆停止和低速时下工作，其中所述转速计允许测取车轮的角速度或单位时间的车轮转数；

-或者组合了加速度计、陀螺测试仪和地面定位系统(例如：GPS)的惯性导航装置。然而，这种惯性导航装置由于其高级技术的原因一直很昂贵，最经常用于航空系统的应用中；

-或者如在EP 0716001B1中所述的、布置在车轴上的唯一一个转速计和用于考虑安全裕度的装置，其中安全裕度考虑装置考虑在一个或多个车轮上所测量的值的安全裕度，以试图抵偿(compenser)可能发生的打滑/抱死的影响，但由于还是太粗略，这降低了位移测量的性能。随之也导致了抵偿性防抱死，这对于车辆及其乘客或货物而言可能是突然的；

-或者如在US 2005/0137761 A1中所述的、装在车辆中的加速度计和装在车轴上的转速计，它们的测量信号与中央计算机相连，即使没有明确地描述，所述中央计算机适于考虑在存在附着性损失的情况下引入的误差，并提供车辆在其路程上的位置和速度。特别地，加速度计包括两个测量轴，以分别确定沿车辆路线方向的加速度和确定并因此在位移计算中考虑车辆相对于水平平面的坡度。还将加速度计和转速计的测量信号的值与速度阈值进行比较，若超过阈值，则这些测量信号的值允许指示车辆存在附着性损失(打滑/抱死)。由于铁路运输单元最经常具有细长几何构造，沿该细长几何构造置于车辆上游的唯一一个加速度计和转速计不能提供揭示作用于车辆整体的影响(例如：曲率或横向加速度的影响)的测量装置，所以尽管考虑了车辆所受到的坡度影响，但其他与车辆路线相关的、取决于加速度计在车辆中的位置(及其两个测量轴的布置)的影响还是不可避免的。

因此，所有这些装置允许计算被引导车辆的运动，其中所述车辆不具有不受任何制动力和牵引力的车轴，并在具有任意特征(profil)的车道上通行，但由于这些装置不能完全摆脱附着性损失(由牵引力/制动力造成的打滑或抱死)和由横向加速度(曲率、侧倾度(dévers))甚至竖直加速度(坡度)造成的误差，故其准确性远低于具有自由轴的“理想”系统的准确性。

发明内容

本发明的目的之一在于，提出一种用于测量自动引导车辆的位移的装置，该装置具有增大的测量鲁棒性(robustesse)，尤其是在损失附着性的时候，并且无论就坡度、曲率和侧倾度而言的车辆路线特征如何。

为了这个目的，提出如权利要求1所述的用于测量自动引导车辆的位移的装置，所述装置包括在车上的两个加速度计，这两个加速度计每个都设有两个测量轴，并且其测量信号与位移计算机联接。

可选地，可以在车辆的其中一个车轴上安装至少一个转速计，该转速计也可以与用于处理因此来自于所有传感器(加速度计和转速计)的数据的计算机联接。由转速计输出的测量信号可用于提高所述装置的准确性。

根据本发明的装置根据在测量轴上所测量到的加速度，输出车辆的纵向位移(例如：沿着铁道)和速度的数据。该装置可以与任何类型的车载装置关联，所述车载装置可能需要准确并持续地测量车辆速度和位移，而与轨道/车轮的附着条件无关，并且不论就坡度、曲率和侧倾度而言的路线特征如何。