TW201910776A - 車速估算裝置、車速估算方法、及其電腦程式產品 - Google Patents

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Abstract

一種車速估算裝置，乘載於車輛上，車速估算裝置包含記憶單元及微處理器，記憶單元儲存有電腦程式，微處理器電連接於記憶單元並能讀取電腦程式以執行車速估計方法。車速估計方法滑差值計算步驟、輪速權重值計算步驟、加速度權重值計算步驟、以及車速估計值計算步驟，透過計算滑差值、排除過大滑差值的輪胎、並賦予輪速感測值及加速度感測值權重，而能更精確地估算車速。從而，估計的車速能符合各種行駛情境，並能提供給自動駕駛，以防止因為車速估計之誤差造成的傷害。

Description

車速估算裝置、車速估算方法、及其電腦程式產品
本發明涉及車輛領域，尤其是一種車速估算裝置、車速估算方法、及其電腦程式產品。
目前車輛儀表板的車速錶，通常是引用複數車輪輪速的平均值來計算當時之車速，以提供駕駛人加速、剎車、轉彎的判斷。然而，實際上這樣計算車速的方式並不夠準確，例如，在碎石或是含沙量較高的路面，全體輪胎會有不同程度的些微打滑，平均輪速將比實際的車速快。或者於一般路面行駛時，各輪胎因路面跳動不均，當某一輪胎因特別跳動而產生打滑時，打滑的輪胎的輪速很快，導致以輪速的平均值計算出之車速受其影響而不準確。車上需要較高精度車速計算結果的車載裝置，例如安全氣囊引爆器等，為能正確運作就無法直接採用上述輪速平均值以粗略計算出的車速。
此外，隨著自動駕駛汽車的發展，自動駕駛系統依據前方物件、道路周遭狀況來對加減速或轉彎做出適當的判斷時，對於精確計算車速的依賴越來越高，上述習用技術以複數輪胎轉速平均值僅提供以粗略計算車速的計算方式，逐漸不敷使用。尤其是，自動駕駛車將無駕駛者的人為判斷，若因車速的估計判斷錯誤，容易造成衝撞，而導致乘客的傷亡。因此，對於車速的精密估算，更有賴新的計算車速技術的改良。
車速的估算方法，目前也發展出以加速度規來計算車速，然而，目前的加速度規限於直線行駛方向，且其計算方式透過積分，微量的誤差都可能導致車速的計算隨著時間累加而產生顯著的誤差。另外，亦有透過GPS的方式來進行車速的量測。唯，一般型GPS導航裝置的定位精度有其先天性的誤差限制，導致計算車速誤差仍然很大，而高精度GPS的設備，其價格可能超出車輛的價格，不符配置成本，且仍然可能受到天氣、或是隧道等地形的影響而有失能或不準確的時候。
為了解決習用技術上面臨的技術問題，本發明在此提供一種車速估算裝置及車速估計方法、以及其電腦程式產品。本發明之車速估算裝置乘載於車輛上，車輛包含複數個輪胎，車速估算裝置包含微處理器。微處理器能執行車速估計方法；亦可於記憶單元內儲存有電腦程式，微處理器電連接於記憶單元並能讀取電腦程式以執行車速估計方法。本發明之車速估計方法包含滑差值計算步驟、輪速權重值計算步驟、加速度權重值計算步驟、以及車速估計值計算步驟。
本發明之滑差值計算步驟，是根據複數個輪速感測值、以及前次車速估計值分別計算對應於該些輪胎之複數個滑差值，其中，各輪速感測值是指其對應輪胎之當時輪胎轉速。輪速權重值計算步驟，是依據該些滑差值、以及滑差平均值計算對應各該輪胎的一輪速權重值，其中，滑差平均值是指該些滑差值的平均值。加速度權重值計算步驟，是根據加速度感測值計算加速度權重值，其中，加速度感測值是指車輛當時直行方向加速度值。車速估計值計算步驟，是根據該些輪速感測值、前次車速估計值、加速度感測值、該些輪速權重值、加速度權重值、以及時間差以計算出當時車速估計值。
本發明之上述步驟所組成之車速估計方法可以將之撰寫成電腦程式以儲存於儲存媒介、或是透過網路平台提供下載，作為電腦程式產品以利銷售。本發明之電腦程式產品能被電腦裝置載入以執行並計算車輛之當時車速估計值。電腦程式產品至少包含第一程式碼、第二程式碼、第三程式碼、以及第四程式碼，以分別執行滑差值計算步驟、輪速權重值計算步驟、加速度權重值計算步驟、以及車速估計值計算步驟。
本發明藉由滑差值計算步驟及輪速權重值計算步驟以篩除滑差值過大的輪胎，以及藉由輪速權重值計算步驟及加速度權重值計算步驟，以分別透過賦予輪速權重值以及加速度權重值的技術方法，以更精確地估算車輛當時的車速，更能適用於各種情境模式下估算出精確車速之需要。因而，車速估算裝置以及車速估計方法能提供自動駕駛車輛的定車距、定車速、自動剎車、情境判斷上達到更精確車速的需要，避免因為車速粗略估計的誤差產生的傷亡。因此，本發明只採用車輛現有配備所提供的輪速感測值、加速度感測值、角速度感測值，就能進行精確的估算，無須再另行加裝其他特殊的量測元件或高精度GPS設備，故無須額外添置的設備成本。
圖1為本發明一實施例之車速估算裝置的單元方塊示意圖。本實施例之車速估算裝置100係乘載於車輛1上，並與車輛1之車輛訊號匯流排20電連接或是通訊連接。如圖1所示，本實施例之車速估算裝置100包含微處理器110及記憶單元120，記憶單元120儲存有電腦程式121。微處理器110電性連接於記憶單元120，並能讀取及執行其中之電腦程式121。在此僅為示例，並不限於此，例如，電腦程式121也可以儲存於微處理器110中，由微處理器110直接執行車速估算方法S1。
在此實施例中，車輛1以四輪的車輛為示例，車輛1包含複數個輪胎，具體而言是左前輪10LF、左後輪10LB、右前輪10RF、右後輪10RB。然而此僅為示例，實際上車輛1可以為包含更多輪胎，例如六個、八個、或十二個。此外，車輛1上配備的車輛訊號匯流排20電連接有各種車裝電子裝置，例如，輪速接收單元21、加速度規23、以及偏航角速度儀25。輪速接收單元21接收各輪胎上當時的輪速感測值Vij (t)，其中，Vij (t)中的i表示左、右的輪胎代號，而j表示前、後的輪胎代號，亦即Vij (t)可代表為左前輪胎轉速VLF (t)、左後輪胎轉速VLB (t)、右前輪胎轉速VRF (t)、或右後輪胎轉速VRB (t)。在此僅為示例，而不限於此，具有更多輪胎的車輛亦可依其他方式編排。
本實施例之加速度規23量測加速度感測值acc(t)並輸出至車輛訊號匯流排20，加速度感測值acc(t)是指於車輛1當時直行方向，例如，前進方向X之加速度值。本實施例之偏航角速度儀25量測偏航角速度Y(t) 並輸出至車輛訊號匯流排20，偏航角速度Y(t)是指對應於車輛1在前進方向X的偏航角速度(Yaw Rate)。
本實施例之車速估算裝置100與車輛訊號匯流排20進行通訊，以接收輪速感測值Vij (t)、加速度感測值acc(t)、以及偏航角速度Y(t)。微處理器110電連接於記憶單元120並能讀取電腦程式121進而執行下列車速估算方法S1之各個步驟。
圖2為本發明一實施例之車速估算方法的流程圖。如圖2所示，本實施例之車速估算方法S1至少包含下列步驟：滑差值計算步驟S10、輪速權重值計算步驟S20、加速度權重值計算步驟S30、以及車速估計值計算步驟S40。
在本實施例中，滑差值計算步驟S10是根據複數個輪速感測值Vij (t)、以及一前次車速估計值VCG (t-1)以分別計算對應於各輪胎之複數個滑差值Sij (t)。在此，滑差值Sij (t)的物理意義是代表該輪胎當時的打滑程度，當輪胎打滑越嚴重，則滑差值Sij (t)越大。在滑差值計算步驟S10中，本實施例之滑差值Sij (t)是依下列算式計算： 當，………（算式1）；以及 當，………（算式2）。
在本實施例中，輪速權重值計算步驟S20是根據前述滑差值計算步驟S10中計算出的該些滑差值Sij (t)、以及該些滑差值Sij (t)的平均值，即滑差平均值Smean (t)，來計算各輪胎的輪速權重值Kij (t)。在本實施例之輪速權重值計算步驟S20中，輪速權重值Kij (t)是依下列算式計算： 當，………（算式3）；以及 當，………（算式4）， 其中，；較佳地，a、b的數值條件為，。
上述算式3之物理意義是在透過輪速權重值計算步驟S20，先篩除滑差值Sij (t)大於滑差平均值Smean (t)的輪胎，而能讓後續的車速估算不會受到打滑過大的輪胎影響而產生過大的偏差。此外，上述算式4的物理意義是依據滑差值Sij (t)小於滑差平均值Smean (t)的輪胎，依據其輪速感測值Vij (t)對於整體車速的貢獻賦予權重值Kij (t)。
在本實施例中，加速度權重值計算步驟S30根據加速度感測值acc(t)計算加速度權重值Kacc (t)。在本實施例之加速度權重值計算步驟S30中，加速度權重值Kacc (t)是依下列算式計算：………（算式5）， 其中，較佳地，c的數值條件為。
上述算式5之物理意義是在透過加速度權重值計算步驟S30，對於車輛1在前進方向X的加速度，對於整體車速的貢獻賦予權重值Kacc (t)。
在本實施例中，車速估計值計算步驟S40根據該些輪速感測值Vij (t)、前次車速估計值VCG (t-1)、加速度感測值acc(t)、該些輪速權重值Kij (t)、加速度權重值Kacc (t)、以及時間差T以計算出當時車速估計值VCG (t)。本實施例之車速估算是每隔一固定的時間間隔(interval)作為時間差T以量測並計算一次，前次車速估計值VCG (t-1)是指前一次所計算出的車速估計值。在車速估計值計算步驟S40中，本實施例之當時車速估計值VCG (t)是依下列算式計算：………（算式6）。
上述算式6之物理意義是將每一輪速感測值Vij (t)藉由其輪速權重值Kij (t)分別調整之，並將前次車速估計值VCG (t-1)藉由加速度權重值Kacc (t)調整之，並再加上當時加速度感測值acc(t)所造成之車速增減之後，除以上述全部權重值，藉以排除了各種極端的狀況。例如，在碎石路面急加速的情況滑差值過大的輪胎能被排除，並降低了輪速權重值Kij (t)、增加了加速度權重值Kacc (t)，從而以加速度感測值acc(t)作為整體車速估計的主要貢獻、但也不忽略輪速感測值Vij (t)對於車速的貢獻。從而，本實施例之車速估計裝置所估算出來的當時車速估計值VCG (t)能更接近實際的車速。又例如，在坡道上加減速的情況，加速度感測值acc(t)易受到影響，因而可以增加輪速權重值Kij (t)、降低加速度權重值Kacc (t)，從而以輪速感測值Vij (t)作為整體車速估計的主要貢獻、但也不忽略加速度速感測acc(t)對於車速的貢獻。從而，本實施例之車速估計裝置所估算出來的當時車速估計值VCG (t)能更接近實際的車速。
由於本實施例所採用之車速估算方法S1也能估算出較精確之車速，故可適用於自動駕駛車的定車距、定車速、自動剎車等精確車速之需要場合。解決了現有技術上粗略以輪速平均值或加速度值計算的偏差。
進一步地，在另一些實施例中，車速估算方法S1其更包含一模式判斷步驟S50，其可早於前述各步驟以預先決定究以何模式進行車速估算。在此圖2之實施例中，模式判斷步驟S50是根據輪速感測值Vij (t)、輪速閥值Vth 、前次車速估計值VCG (t-1)、以及車速閥值VCGth 進行比對。當比對所有的輪速感測值Vij (t)皆小於輪速閥值Vth 、並且比對前次車速估計值VCG (t-1)小於車速閥值VCGth 時，則判斷車輛1處於一起步模式，並將加速度權重值計算步驟中之加速度權重值Kacc (t)依下列算式計算：………（算式7）。
上述算式7之物理意義是當輪速感測值Vij (t)及前次車速估計值VCG (t-1)都低於閥值時，判定車輛1在剛起步的狀態，因此，賦予加速度感測值acc(t)的權重為零，表示於此狀態下可忽略不計算加速度感測值acc(t)的影響。由於排除了加速度感測值acc(t)所造成之起步狀態的車速偏差，車速估算方法S1能避免隨時間而使得車速估計的偏差值增加，並使得車速的估算更為精確。
在一些實施例中，輪速閥值Vth 可介於0至5公里/小時之間。較佳地，輪速閥值Vth 為設定0.05至3公里/小時之間。由於一般輪速判斷上可能有偵測的誤差，以此區間能更為精確。更加地，輪速閥值Vth 設定為0.1至1公里/小時之間，以此區間更能排除誤差所造成的問題。
車速閥值VCGth 介於1至10公里/小時之間。較佳地，車速閥值VCGth 為2至6公里/小時之間，以此區間更能排除車速在低速狀態的誤差，更加地，車速閥值VCGth 為3至5公里/小時之間。以此區間更能排除車速在低速狀態的誤差。
另外，當處於起步模式中有任一輪胎之輪速感測值Vij (t)大於一輪速啟動值Vst 時，則判斷車輛1離開起步模式，並將加速度權重值計算步驟中之加速度權重值Kacc (t)回到前述算式5進行計算：，其中………（算式5） 。
上述所表示的之物理意義是當車輛1離開起步模式後，則回歸先前加速度權重值計算步驟S30的方式計算，在一些實施例中，輪速啟動值Vst 介建議設定於0至5公里/小時之間。
在另一些實施例中，模式判斷步驟S50可更比對車輛1當時的偏航角速度Y(t)以及預定的偏航角速度閥值Yth ，當偏航角速度Y(t)大於偏航角速度閥值Yth 時，判斷車輛1處於彎道模式，並將滑差值計算步驟S20中之滑差值Sij (t)依下列算式計算： 當，………（算式8）；以及 當，………（算式9）， 其中輪速平均值Vmean (t)是指當時輪速感測值Vij (t)的平均值。
上述算式8、9之物理意義是當車輛1處於轉彎狀態時，若以直線前進方向X行駛的前次車速估計值VCG (t-1)可能會造成失準，因此，以輪速平均值Vmean (t)作為判斷的基礎，其計算能更為精確。在一些實施例中，偏航角速度閥值Yth 建議設定介於2至8度/秒之間。
在另一些實施例中，判斷車輛1是否處於轉彎狀態也可以根據方向盤的產生的轉彎信號是否持續一特定時間，例如，10秒來做為判斷的基礎。而當方向盤回正，即轉彎信號停止時，滑差值計算步驟S20則回到一般計算滑差值Sij (t)的算式1、2進行計算。
在判斷步驟S50中，當模式判斷步驟S10判斷車輛1非處於起步模式、亦非彎道模式的其他狀態，則稱為一般模式。一般模式下，依循前述滑差值計算步驟S10、輪速權重值計算步驟S20、加速度權重值計算步驟S30、以及車速估計值計算步驟S40的方式，以算式1至6進行車速估計。
在一些實施例中，記憶單元120可以為記憶體或硬碟等，電腦程式121可以透過儲存媒介，例如，硬碟、光碟片、記憶卡、隨身碟等而轉存至記憶單元120中。在另一些實施例中，電腦程式121亦可以透過網際網路或無線網路下載而儲存於記憶單元120中。微處理器110電連接於記憶單元120並能讀取電腦程式121以進行上述車速估算方法S1的各個步驟。
在一些實施例中，前述的滑差值計算步驟S10、輪速權重值計算步驟S20、加速度權重值計算步驟S30、以及車速估計值計算步驟S40，甚或再加上模式判斷步驟S50，皆可以整合為一或一種以上之車速估算方法以利實行。該些車速估算方法可由一般車載之行車電腦或如上述車速估計裝置10來實施以估算車速，亦可利用智慧型手機、平板電腦、車用導航裝置等可攜式裝置帶上車後，透過有線或無線通訊與車輛上之車輛訊號匯流排20連接以取得輪速、加速度等資料後據以實施以估算車速。
上述車速估算方法可以將之撰寫成電腦程式，並儲存於儲存媒介、或是透過網路平台提供下載，而作為電腦程式產品以供銷售。儲存媒介可以是前述車載裝置之記憶單元120、或其他硬碟機、光碟片、記憶卡、隨身碟等。電腦程式產品亦可以寄存於雲端伺服器，或網路平台，係可供網路連線以無線或有線方式下載封包。本發明之電腦程式產品可以被電腦裝置載入而執行。
在一實施例中，電腦程式產品包含了第一程式碼、第二程式碼、第三程式碼、第四程式碼。第一程式碼執行上述的滑差值計算步驟S10。第二程式碼執行上述的輪速權重值計算步驟S20。第三程式碼執行上述的加速度權重值計算步驟S30。第四程式碼執行上述的車速估計值計算步驟S40。
在另一些實施例中，電腦程式產品更包含了第五程式碼，第五程式碼執行模式判斷步驟S50中比對輪速感測值Vij (t)與輪速閥值(Vth )、以及比對前次車速估計值VCG (t-1)於與車速閥值(VCGth )。當比對符合起步模式時，對第三程式碼要求加速度權重值Kacc (t)依下列算式計算：。
另一些實施例中，電腦程式產品更包含了第六程式碼，第六程式碼執行模式判斷步驟S50中，比對偏航角速度Y(t)與偏航角速度閥值Yth ，當比對符合彎道模式時，要求第一程式碼中計算滑差值Sij (t)依前述的算式8、9進行計算： 當，………（算式8）； 當，………（算式9）。
以下將透過實際的實驗，來驗證前述車速估算方法。圖3(a)及圖3(b)分別為第一情境下的量測曲線比較圖及差值比較圖；圖4(a)及圖4(b)分別為第二情境下的量測曲線比較圖及差值比較圖；圖5(a)及圖5(b)分別為第三情境下的量測曲線比較圖及差值比較圖；以及圖6(a)及圖6(b)分別為第四情境下的量測曲線比較圖及差值比較圖。在此，圖3(a)、圖4(a)、圖5(a)及圖6(a)中，虛線的曲線是表示用以習用技術以輪速平均值所計算出之車速對應時間的曲線、直線是以VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速對應時間的曲線、圓點曲線是表示習用技術以加速度規推算出來之車速對應時間的曲線、米字曲線為以前述車速估算方法所估計之車速對應時間的曲線。另外，圖3(b)、圖4(b)、圖5(b)及圖6(b)中，虛線的曲線是表示用以習用技術以輪速平均值所計算出之車速與VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速之差值對應時間的曲線。圓點曲線是表示習用技術以加速度規推算出來之車速與VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速之差值對應時間的曲線。米字曲線為以前述車速估算方法所估計之車速與VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速之差值對應時間的曲線。
如圖3(a)及圖3(b)所示，第一情境是指在碎石路面急加速的情境。可以理解的是，碎石路面加速會造成輪胎打滑，因此輪胎的滑差值較大，因此，以習用技術的輪速平均值所計算出之車速對應時間的曲線與VBOX高精密GPS裝置量測出的實際車速的曲線，有明顯的差異，尤其是在4 至 7秒期間。在此情境下，習用技術以加速度規推算出來之車速相較下與VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速較為接近，但在較長時間下，由於誤差的逐漸累積，以加速度規推算出來之車速逐漸與VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速偏離。前述車速估算方法S1所估計之車速透過權重的分配，在整個時間區間所估計之車速都接近於VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速。
如圖4(a)及圖4(b)所示，第二情境是指平地直線加減速情境。由此情境可見習用技術以加速度規推算出來之車速對應時間的曲線，隨著時間積分會造成誤差累積，因而在一定時間後，誤差會逐漸升高。習用技術以輪速平均值所計算出之車速對應時間的曲線，在此狀態下較與VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速較為接近，但是在高速時亦有約2公里/小時誤差。前述車速估算方法所估計之車速透過權重的分配，在整個時間區間所估計之車速都接近於VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速。
如圖5(a)及圖5(b)所示，第三情境是平地彎道加減速的情境。由於在彎道行駛時，車輛的加速度包含了縱向(前進方向X)及橫向加速度，由於並非每個車輛都配有橫向的加速度規，因此，習用技術以縱向加速度規推算出來之車速對應時間的曲線，與VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速具有明顯的偏差，且隨著時間累積，偏差量會隨時間逐步增加。在此情境下，習用技術以輪速平均值所計算出之車速對應時間的曲線，在此狀態下較與VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速較為接近，但仍維持著一定的偏差量。前述車速估算方法所估計之車速透過權重的分配，在整個時間區間所估計之車速都接近於VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速。
如圖6(a)及圖6(b)所示，第四情境是在坡度約30%的下坡加速情境的情境。由於加速度感測值acc(t)受坡度影響，因此，習用技術以加速度規推算出來之車速對應時間的曲線，與VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速有明顯的偏差，且隨著時間累積，偏差量隨著時間逐步增加。此情境下，習用技術以輪速平均值所計算出之車速對應時間的曲線，在此狀態下較與VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速較為接近，但仍維持著一定的偏差量。前述車速估算方法所估計之車速透過權重的分配，在整個時間區間所估計之車速都接近於VBOX高精密GPS裝置量測出的參考車速。
在上述實驗中證實車速估算方法透過滑差值計算步驟及輪速權重值計算步驟篩除滑差值Sij (t)過大的輪胎，並透過輪速權重值計算步驟及加速度權重值計算步驟，賦予輪速權重值Kij (t)以及加速度權重值Kacc (t)，此技術手段能精確地估計車輛當時的車速，更能適用於各種情境下。因而，車速估算裝置所執行之的車速估計方法提供自動駕駛的定車距、定車速、自動剎車等精確的車速之需要，能達到更精確的車速估計，以避免因為車速估計的誤差產生的傷亡。此外，車速估算方法採用車輛現有的設備所感測之輪速感測值、加速度感測值、角速度感測值，就能進行精確的估計、無須加裝其他特殊的量測元件，不須增加額外的設備成本。
雖然已經結合目前被認為是實用的示例性實施例描述了本發明，但是應當理解，本發明不限於所公開的實施例，而是相反，旨在適用於各種修改和等同佈置包括在所附權利要求的精神和範圍內。
1‧‧‧車輛
10LB‧‧‧左後輪胎
10LF‧‧‧左前輪胎
10RB‧‧‧右後輪胎
10RF‧‧‧右前輪胎
20‧‧‧車輛訊號匯流排
21‧‧‧輪速接收單元
23‧‧‧加速度規
25‧‧‧偏航角速度儀
100‧‧‧車速估計裝置
110‧‧‧微處理器
120‧‧‧記憶單元
121‧‧‧電腦程式
acc(t)‧‧‧加速度感測值
Kacc(t)‧‧‧加速度權重值
Kij(t)‧‧‧輪速權重值
S1‧‧‧車速估計方法
S10‧‧‧滑差值計算步驟
S20‧‧‧輪速權重值計算步驟
S30‧‧‧加速度權重值計算步驟
S40‧‧‧車速估計值計算步驟
S50‧‧‧模式判斷步驟
Sij(t)‧‧‧滑差值
Smean(t)‧‧‧滑差平均值
VCG(t)‧‧‧當時車速估計值
VCG(t-1)‧‧‧前次車速估計值
Vij(t)‧‧‧輪速感測值
Vmean(t)‧‧‧輪速平均值
X‧‧‧前進方向
Y(t)‧‧‧偏航角速度
通過參照附圖進一步詳細描述本發明的示例性實施例，本發明的上述和其他示例性實施例，優點和特徵將變得更加清楚，其中： 圖1為本發明一實施例之車速估算裝置的單元方塊示意圖； 圖2為本發明一實施例之車速估算方法的流程圖； 圖3(a)及圖3(b)分別為第一情境下的量測曲線比較圖及差值比較圖； 圖4(a)及圖4(b)分別為第二情境下的量測曲線比較圖及差值比較圖； 圖5(a)及圖5(b)分別為第三情境下的量測曲線比較圖及差值比較圖； 圖6(a)及圖6(b)分別為第四情境下的量測曲線比較圖及差值比較圖。

Claims (33)

  1. 一種車速估算方法，用於計算一車輛之一當時車速估計值，該車輛包含複數個輪胎；其中，上述方法包含以下步驟： 一滑差值計算步驟，根據複數個輪速感測值(Vij (t))、以及一前次車速估計值(VCG (t-1))分別計算對應於該些輪胎之複數個滑差值(Sij (t))，其中，各該輪速感測值(Vij (t))是指其對應輪胎之當時輪胎轉速； 一輪速權重值計算步驟，根據該些滑差值(Sij (t))、以及一滑差平均值(Smean (t))，計算對應各該輪胎的一輪速權重值(Kij (t))，其中，該滑差平均值(Smean (t))是指該些滑差值(Sij (t))的平均值； 一加速度權重值計算步驟，根據一加速度感測值(acc(t))計算一加速度權重值(Kacc (t))，其中，該加速度感測值(acc(t))是指該車輛當時直行方向加速度值；以及 一車速估計值計算步驟，根據該些輪速感測值(Vij (t))、該前次車速估計值(VCG (t-1))、該加速度感測值(acc(t))、該些輪速權重值(Kij (t))、該加速度權重值(Kacc (t))、以及一時間差(T)計算出一當時車速估計值(VCG (t))。
  2. 如請求項1所述之車速估算方法，其中在該滑差值計算步驟中，該些滑差值(Sij (t))是依下列算式計算： 當，；以及 當，。
  3. 如請求項2所述之車速估算方法，其中在該輪速權重值計算步驟中，該些輪速權重值(Kij (t))是依下列算式計算： 當，；以及 當，，其中，。
  4. 如請求項1所述之車速估算方法，其中在該加速度權重值計算步驟中，該加速度權重值(Kacc (t))是依下列算式計算：，其中。
  5. 如請求項1的所述之車速估算方法，其中在該車速估計值計算步驟中，該當時車速估計值(VCG (t))是依下列算式計算：。
  6. 如請求項1所述之車速估算方法，其更包含一模式判斷步驟，當比對該些輪速感測值(Vij (t))皆小於一輪速閥值(Vth )、並且比對該前次車速估計值(VCG (t-1))小於一車速閥值(VCGth )時，則判斷該車輛處於一起步模式，並將該加速度權重值計算步驟中之該加速度權重值(Kacc (t))依下列算式計算：。
  7. 如請求項6所述之車速估算方法，其中該輪速閥值(Vth )介於0至5公里/小時之間，該車速閥值(VCGth )介於1至10公里/小時之間。
  8. 如請求項6所述之車速估算方法，其中當處於該起步模式中有任一輪胎之輪速感測值(Vij (t))大於一輪速啟動值(Vst )時，則判斷該車輛離開該起步模式，並將該加速度權重值計算步驟中之該加速度權重值(Kacc (t))依下列算式計算：，其中。
  9. 如請求項8所述之車速估算方法，其中該輪速啟動值(Vst )介於0至5公里/小時之間。
  10. 如請求項1所述之車速估算方法，其更包含一模式判斷步驟，當比對該車輛的一偏航角速度(Y(t))大於一偏航角速度閥值(Yth )時，則判斷該車輛處於一彎道模式，並將該滑差值計算步驟中之該些滑差值(Sij (t))依下列算式計算，其中一輪速平均值(Vmean (t))是指當時該些輪速感測值(Vij (t))的平均值： 當，；以及 當，。
  11. 如請求項10所述之車速估算方法，其中該偏航角速度閥值(Yth )介於2至8度之間。
  12. 一種車速估算裝置，乘載於一車輛上，該車輛包含複數個輪胎，該車速估算裝置包含一記憶單元及一微處理器，該記憶單元儲存有一電腦程式，該微處理器電連接於該記憶單元並能讀取該電腦程式以執行以下步驟： 一滑差值計算步驟，根據複數個輪速感測值(Vij (t))、以及一前次車速估計值(VCG (t-1))分別計算對應於該些輪胎之複數個滑差值(Sij (t))，其中，各該輪速感測值(Vij (t))是指其對應輪胎之當時輪胎轉速； 一輪速權重值計算步驟，依據該些滑差值(Sij (t))、以及一滑差平均值(Smean (t))，計算對應各該輪胎的一輪速權重值(Kij (t))，其中，該滑差平均值(Smean (t))是指該些滑差值(Sij (t))的平均值； 一加速度權重值計算步驟，根據一加速度感測值(acc(t))計算一加速度權重值(Kacc (t))，其中，該加速度感測值(acc(t))是指該車輛當時直行方向加速度值；以及 一車速估計值計算步驟，根據該些輪速感測值(Vij (t))、該前次車速估計值(VCG (t-1))、該加速度感測值(acc(t))、該些輪速權重值(Kij (t))、該加速度權重值(Kacc (t))、以及一時間差(T)計算出一當時車速估計值(VCG (t))。
  13. 如請求項12所述之車速估算裝置，其中在該滑差值計算步驟中，該些滑差值(Sij (t))是依下列算式計算： 當，；以及 當，。
  14. 如請求項13所述之車速估算裝置，其中在該輪速權重值計算步驟中，該些輪速權重值(Kij (t))是依下列算式計算： 當，；以及 當，，其中，。
  15. 如請求項12所述之車速估算裝置，其中在該加速度權重值計算步驟中，該加速度權重值(Kacc (t))是依下列算式計算：，。
  16. 如請求項12的所述之車速估算裝置，其中在該車速估計值計算步驟中，該當時車速估計值(VCG (t))是依下列算式計算：。
  17. 如請求項12所述之車速估算裝置，其中更包含一模式判斷步驟，當比對該些輪速感測值(Vij (t))皆小於一輪速閥值(Vth )、並且比對該前次車速估計值(VCG (t-1)小於一車速閥值(VCGth )時，則判斷該車輛處於一起步模式，並將該加速度權重值計算步驟之該加速度權重值(Kacc (t)) 依下列算式計算：。
  18. 如請求項17所述之車速估算裝置，其中該輪速閥值(Vth )介於0至5公里/小時之間，該車速閥值(VCGth )介於1至10公里/小時之間。
  19. 如請求項17所述之車速估算裝置，其中當處於該起步模式中有任一輪胎之輪速感測值(Vij (t))大於一輪速啟動值(Vst )時，則判斷該車輛離開該起步模式，並將該加速度權重值計算步驟中之該加速度權重值(Kacc (t))依下列算式計算：，其中。
  20. 如請求項19所述之車速估算裝置，其中該輪速啟動值(Vst )介於0至5公里/小時之間。
  21. 如請求項12所述之車速估算裝置，其更包含一模式判斷步驟，當比對該車輛的一偏航角速度(Y(t))大於一偏航角速度閥值(Yth )時，則判斷該車輛處於一彎道模式，並將該滑差值計算步驟中之該些滑差值(Sij (t))依下列算式計算，其中一輪速平均值(Vmean (t))是指當時該些輪速感測值(Vij (t))的平均值： 當，；以及 當，。
  22. 如請求項21所述之車速估算裝置，其中該偏航角速度閥值(Yth )介於2至8度之間。
  23. 一種電腦程式產品，能被一電子裝置載入以執行並計算一車輛之一當時車速估計值，該車輛包含複數個輪胎；其中，上述電腦程式產品包含： 一第一程式碼，能根據複數個輪速感測值(Vij (t))、以及一前次車速估計值(VCG (t-1))分別計算對應於該些輪胎之複數個滑差值(Sij (t))，其中，各該輪速感測值(Vij (t))是指其對應輪胎之當時輪胎轉速； 一第二程式碼，能根據該些滑差值(Sij (t))、以及一滑差平均值(Smean (t))，計算對應各該輪胎的一輪速權重值(Kij (t))，其中，該滑差平均值(Smean (t))是指該些滑差值(Sij (t))的平均值； 一第三程式碼，能根據一加速度感測值(acc(t))計算一加速度權重值(Kacc (t))，其中，該加速度感測值(acc(t))是指該車輛當時直行方向加速度值；以及 一第四程式碼，能根據該些輪速感測值(Vij (t))、該前次車速估計值(VCG (t-1))、該加速度感測值(acc(t))、該些輪速權重值(Kij (t))、該加速度權重值(Kacc (t))、以及一時間差(T)計算出該當時車速估計值(VCG (t))。
  24. 如請求項23所述之電腦程式產品，其中在該第一程式碼中，該些滑差值(Sij (t))是依下列算式計算： 當，；以及 當，。
  25. 如請求項24所述之電腦程式產品，其中在該第二程式碼中，該些輪速權重值(Kij (t))是依下列算式計算： 當，；以及 當，，其中，。
  26. 如請求項23所述之電腦程式產品，其中在該第三程式碼中，該加速度權重值(Kacc (t))是依下列算式計算：，其中。
  27. 如請求項23的所述之電腦程式產品，其中在該第四程式碼中，該當時車速估計值(VCG (t))是依下列算式計算：。
  28. 如請求項23所述之電腦程式產品，更包含一第五程式碼，該第五程式碼能根據該些輪速感測值(Vij (t))、一輪速閥值(Vth )、該前次車速估計值(VCG (t-1)、以及一車速閥值(VCGth )進行比對，當比對該些輪速感測值(Vij (t))皆小於一輪速閥值(Vth )、並且比對該前次車速估計值(VCG (t-1)小於該車速閥值(VCGth )時，則判斷該車輛處於一起步模式，並將該第三程式碼中該加速度權重值(Kacc (t)) 依下列算式計算：。
  29. 如請求項28所述之電腦程式產品，其中該輪速閥值(Vth )介於0至5公里/小時之間，該車速閥值(VCGth )介於1至10公里/小時之間。
  30. 如請求項29所述之電腦程式產品，其中在該第五程式碼比對處於起步模式中有任一輪胎之輪速感測值(Vij (t))大於一輪速啟動值(Vst )時，則判斷該車輛離開該起步模式，在該加速度權重值計算之該加速度權重值(Kacc (t))依下列算式計算：，其中。
  31. 如請求項30所述之電腦程式產品，其中該輪速啟動值(Vst )介於0至5公里/小時之間。
  32. 如請求項23所述之電腦程式產品，更包含一第六程式碼，該第六程式碼能根據該車輛的一偏航角速度(Y(t))及一偏航角速度閥值(Yth )進行比對，當比對該車輛的該偏航角速度(Y(t))大於該偏航角速度閥值(Yth )時，則判斷該車輛處於一彎道模式，並在該第一程式碼中之該些滑差值(Sij (t))依下列算式計算，其中一輪速平均值(Vmean (t))是指當時該些輪速感測值(Vij (t))的平均值： 當，；以及 當，。
  33. 如請求項32所述之電腦程式產品，其中該偏航角速度閥值(Yth )介於2至8度之間。
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