专利名称：车速检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车速检测装置，特别是利用检测汽车电源噪声频率与汽车加速值，求得估测的即时车速的车速检测装置。
背景技术：
一般汽车导航装置利用遍布于天空的卫星所传送的讯号，经由运算后以得知汽车的经纬度，然后将汽车的位置定位于车上的电子地图上，藉以实时来指引驾驶者行驶的方向；但是此习知汽车导航装置常因地形地物或道路建筑的关系，而发生讯号接收不良或断讯的情况，例如隧道里、高架桥下或在都会中两旁夹着高楼的巷道中，此时的导航装置因卫星讯号无法满足定位的需求，以致无法作动；为解决此一缺失，有些较高级的导航装置11会使用陀螺仪12与车速线13的检测来推算车辆行驶的位置(如图1所示)，以弥补在卫星14讯号消失时该导航装置11无法定位的缺失。
不同车辆的车速线13位置与讯号格式都不相同，因而造成安装上的困扰，且一般使用者购买较高级的导航装置却因无法自行安装，而必需另外再负担一笔安装费用请专业的技师来装设。

发明内容
本发明的目的是提供一种车速检测装置，使其可在汽车导航遇到GPS讯号失联的空窗期，能够及时提供车速讯号以供汽车导航的继续执行，以及能进一步克服导航系统连接汽车车速讯号的安装困扰，使在不需假手专业人员的安装下，即可达到随插即用的方便性。
本发明的车速检测装置至少包含一汽车电源噪声检测单元，利用该汽车电源噪声检测单元来检测车上电源噪声频率，通过积分计算以求得估测的即时车速，以供汽车导航装置在GPS讯号失联时能够继续执行导航。
本发明的车速检测装置还包含一加速计，利用该汽车电源噪声检测单元来检测车上电源噪声频率，以及利用该加速计检测汽车的加速值，通过积分计算以求得估测的即时车速，以供汽车导航装置在GPS讯号失联时能够继续执行导航。
本发明的车速检测装置，可经由插接于车上点烟器，以取得汽车电源噪声频率讯号，同时其电源利用与该点烟器的连接，以提供该车速检测装置与导航装置所需的电源供应，以达到随插即用的方便性。
本发明的车速检测装置，还包含一导航装置，以利在原无装设导航装置，可以连同本发明一起安装。
本发明的汽车电源噪声检测单元设有一运算单元，该运算单元亦可内含于该导航装置内。
本发明能提供解决已知导航系统连接汽车的车速讯号不容易的安装困扰，使经由点烟器的插接，通过本发明以达到安装的便利性；同时，又可经由本发明解决汽车导航装置在GPS讯号失联空窗期中无法执行的问题，藉以改善陀螺仪定位校正的误差。
本发明的上述和其它目的、效果和特征可以通过下面的结合附图对优选实施例的详细说明而变得更加清楚。


图1是传统汽车导航系统方块示意图；图2是本发明电路方块示意图；图3是本发明另一实施例的电路方块示意图；图4是本发明的引擎转速与车速关系曲线特性图；图5是本发明文件位与引擎转速的车速查照表；图6是本发明的作动流程图。
附图标记说明11导航装置；12陀螺仪；13车速线；14卫星；2、2’车速检测装置；21、21’汽车电源噪声检测单元；211、211’第一低通电路；212、212’第一高通电路；213、213’第一放大电路；214、214’窗形比较电路；215、215’第二低通电路；216、216’第二高通电路；217、217’第二放大电路；218、218’枢密特电路；219、41’运算单元；22、22’加速计；3点烟器；4、4’导航装置；42’导航系统；5卫星；G1、G2、G3、G4、G5固定比例；NF频率；CS车速；ES引擎转速；r参数；Vt即时车速；a加速值；a0设定值；T时间间隔；T0设定时间。
具体实施例方式
参见图2所示的本发明较佳实施例的电路方块示意图，本发明的车速检测装置2包含一汽车电源噪声检测单元21及一加速计22，其中该汽车电源噪声检测单元21用以检测汽车电源既有的噪声频率NF(noisefrequency)，并换算为引擎转速ES(engine speed)，进而求得一估测的即时车速；该加速计22(accelerometer)用以检测汽车的加速值a。
上述本发明的汽车电源噪声检测单元21包含第一低通电路211，是用以滤掉噪声频率NF中高频部分的噪声；第一高通电路212，是用以滤掉噪声频率NF中低频部分的噪声；第一放大电路213，将噪声频率NF讯号放大以利比较之用；窗形比较电路214，将噪声频率NF中的讯号波形部分运用窗形比较电路产生一数字波形；第二低通电路215，再次滤掉噪声频率NF中讯号高频部分的噪声；第二高通电路216，再次滤掉噪声频率NF中低频部分的噪声；第二放大电路217，将噪声频率NF讯号再作放大以利比较之用；施密特电路218，是将噪声频率NF讯号中的波形部分运用施密特电路整理产生一数字波形；运算单元219，将检测到的发电机所产生的噪声频率NF转换成一数字讯号，再加上加速计所检测的加速值a，经由交互运算后，计算出一估测的即时车速Vt。
藉由以上组件的组成，利用本发明直接插接于一汽车点烟器3，经由该该点烟器3以取得汽车电源噪声频率NF讯号，同时该点烟器3亦提供本发明所需的电源供应，因而可达到安装插接的便利性。
本发明利用该汽车电源噪声检测单元21来检测出车上电源噪声频率NF(noise frequency)，由于该噪声的来源可能是发电机或是引擎点火所致，而发电机的转速因与引擎转速ES相连结，所以这个噪声频率NF与引擎转速ES(engine speed)有以下关系ES＝NFxr即引擎转速ES为噪声频率NF的r倍(r是为一参数值)；同时在本发明检测汽车引擎转速ES与车速CS的相对关系中，我们可以归类以下几种情况(请参阅图4所示)1、空档时只有引擎转动，此时车速CS维持在零的状态。
2、当汽车档位在一档时车速CS会与引擎转速ES成一固定比例G1的关系，即CS＝ESxG1。
3、当汽车档位在二档时车速CS会与引擎转速ES成一固定比例G2的关系，即CS＝ESxG2。
4、当汽车档位在三档时车速CS会与引擎转速ES成一固定比例G3的关系，即CS＝ESxG3。
5、当汽车档位在四档时车速CS会与引擎转速ES成一固定比例G4的关系，即CS＝ESxG4。
6、在换档时无论由低档切入高档或由高档切入低档，此时离合器会开启或形成半咬合状态，噪声频率NF会骤变，而引擎转速ES与车速CS没有一定的关系，此时汽车通常是在加速或减速的状态，可从加速计22测得加速值a的变化。
上述汽车引擎转速ES及车速CS的相互关系，除了停车与换档加、减速的状态外，引擎转速ES与车速CS会形成数段不连续的等比关系(如图4所示)，而这些关系可在卫星5讯号良好时，藉由导航装置4可以准确测得车速CS，并由加速计22得知汽车没有明显加、减速的状况下，测得车速CS与引擎转速ES的关系，其步骤(如图6所示)为1、检测电源噪声频率利用该电源噪声检测单元21检测噪声频率NF并换算为引擎转速ES。
2、检测加速值利用该加速计22检测汽车的加速值a。
3、档位学习在收得到GPS的讯号下，当加速时引擎转速ES会发生转速差(忽然剧烈的下降又持续的上升，加速计22则呈现一加速状态)，此时所抓到的GPS速度便是文件位的换算点，经过多次的学习记忆后(其次数可依需求而设定，原则上以5～6次为宜)，便以这些学习值作平均，便可计算出适切的换算点，其后当取得的速度高于或低于此点时，便可作出档位的判断，而取得趋近实际值的比对速度。
4、建立车速查照表汽车引擎转速ES与车速CS相互的关系，除了停车与换档加减速的状态外，引擎转速ES与车速CS形成数断不连续的等比关系，而这些关系可以在卫星5讯号良好时，准确测得车速CS，并由加速计22测得汽车没有明显的加减速下，正确测得车速CS与引擎转速ES的关系，进而算出这些不连续的直线(如图4所示)，并建立一适切档位的车速查照表(例如图5所示)，以作为卫星5讯号失联时，能以汽车电源噪声频率NF换算出引擎转速ES，再根据此车速查照表作为推算出车速CS的依据。
5、根据加速值a判定是否为有效的检测车速使用该车速查照表的条件需要在汽车的离合器确实咬合的状态下，这个车速查照表的条件才会成立，而要确定离合器的咬合状态可以根据汽车的加速状况来判定，而汽车的车速状况又可以由加速计22的加速值a来估计，所以当加速计22的读值小于设定值a0(例如15以下)设定时间T0(例如三秒)，便可判定车辆没有作明显的加速，汽车不会进行换档，离合器已确实咬合，所以汽车噪声频率NF与车速CS有固定关系，可以作为使用车速查照表来推算车速；反之，汽车不符合上述条件时，我们认定汽车电源噪声NF不一定与车速CS有绝对的关系。
6、估测出即时车速根据车速查照表推算车速CS后，最后确认的车速是透过加速计22的加速值a所得的积分总和来推算即时车速Vt，即Vt(即时车速)＝Vt-1(上个时点推算或确认的车速)+a(加速值)T(时间间隔)根据上述的步骤，而达到在卫星5讯号不佳，车速无法由卫星5讯号测得的情况下，可以估计出约略的即时车速Vt，提供导航装置4来继续使用。
7、导航执行(1)在卫星接收讯号正常时，可透过取得的GPS讯号，以演算车速来提供导航执行。
(2)在卫星接收讯号失联时，利用本发明所估测的即时车速Vt来提供导航执行。
参见图3所示的本发明另一实施例的电路方块示意图，本发明的车速检测装置2’包含一汽车电源噪声检测单元21’及一加速计22’，其中该汽车电源噪声单元21’中的第一低通电路211’、第一高通电路212’、第一放大电路213’、窗形比较电路214’、第二低通电路215’、第二高通电路216’、第二放大电路217’、施密特电路218’等组件大致与图2的实施例相同，不同之处在于，该运算单元41’设置于一导航装置4’内，即由该运算单元41’所计算出的即时车速Vt提供一导航系统42’的使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属于本发明专利的保护范围。
权利要求
1.一种车速检测装置，包含一汽车电源噪声检测单元，用以检测汽车电源既有的噪声频率，并换算为引擎转速，以求得一估测的即时车速。
2.如权利要求1所述的车速检测装置，其中该汽车电源噪声检测单元内含有一运算单元。
3.如权利要求1所述的车速检测装置，还包括一导航装置。
4.如权利要求1所述的车速检测装置，还包括一加速计，用以检测汽车的加速值。
5.如权利要求1所述的车速检测装置，其中，该车速检测装置是电源连接于点烟器，提供该汽车电源噪声检测单元电源与检测噪声频率。
6.如权利要求1所述的车速检测装置，其中该汽车电源噪声检测单元包含第一低通电路，用以滤掉噪声频率中高频部分的噪声；第一高通电路，用以滤掉噪声频率中低频部分的噪声；第一放大电路，将噪声频率的讯号放大以利比较之用；窗形比较电路，将噪声频率讯号的波形部分运用窗形比较电路产生一数字波形。
7.如权利要求6所述的车速检测装置，其中，该汽车电源噪声检测单元还包含第二低通电路，用以滤掉噪声频率中高频部分的噪声；第二高通电路，用以滤掉噪声频率中低频部分的噪声；第二放大电路，将噪声频率讯号部份放大以利比较之用；施密特电路，将噪声频率讯号的波形部分利用枢密特电路产生一数字波形。
8.一种车速检测装置，包括一汽车电源噪声检测单元，用以检测汽车电源既有的噪声频率，并换算为引擎转速，以求得一估测的实时车速；以及一导航装置。
9.如权利要求8所述的车速检测装置，其中该导航装置设有一运算单元。
10.如权利要求8所述的车速检测装置，还包括一加速计，用以检测汽车的加速值。
11.如权利要求8所述的车速检测装置，其中该车速检测装置是电源连接于点烟器，提供该汽车电源噪声检测单元电源与检测电源噪声频率。
12.如权利要求8所述的车速检测装置，其中该汽车电源噪声检测单元包含第一低通电路，用以滤掉噪声频率中高频部分的噪声；第一高通电路，用以滤掉噪声频率中低频部分的噪声；第一放大电路，将噪声频率讯号部份放大以利比较之用；窗形比较电路，将噪声频率讯号的波形部分运用窗形比较电路产生一数字波形。
13.如权利要求12所述的车速检测装置，其中该汽车电源噪声检测单元还包含第二低通电路，用以滤掉噪声频率中高频部分的噪声；第二高通电路，用以滤掉噪声频率中低频部分的噪声；第二放大电路，将噪声频率讯号放大以利比较之用；施密特电路，将噪声频率讯号的波形部分利用枢密特电路产生一数字波形。
全文摘要
本发明公开了一种车速检测装置，利用检测汽车电源既有噪声频率以及加速计所测出的汽车加速值，经由交互运算后，以估测该汽车的即时车速，其包含一汽车电源噪声检测单元，用以检测车上电源噪声频率，以及一加速计，用以检测汽车加速值，通过积分计算以求得估测的即时车速，藉此提供汽车导航装置在GPS讯号失联的空窗期，仍可继续执行导航，并具有随插即用的方便性。
文档编号G01C21/26GK1588093SQ20041007802
公开日2005年3月2日 申请日期2004年9月20日 优先权日2004年9月20日
发明者陈锡勋 申请人:怡利电子工业股份有限公司