通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度的裝置和方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2014年4月14日提交的韓國專利申請第10-2014-0044240號的優(yōu)先 權，該申請的全部內(nèi)容結合于此用于通過該引用的所有目的。
技術領域
[0003] 本發(fā)明涉及一種通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度的裝置和方法。更具體 而言，本發(fā)明涉及這樣的一種通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度的裝置和方法，其 通過使用全球定位系統(tǒng)（GPS)傳感器和道路信息，修正根據(jù)重力加速度傳感器的安裝角度 誤差。
【背景技術】
[0004] -般而言，估計道路坡度的方法分為使用驅動扭矩的方法和使用重力加速度傳感 器的方法。
[0005] 車輛的負載依據(jù)道路坡度而改變，所以關于驅動扭矩的車輛速度的增加率根據(jù)道 路坡度而改變。從而，通過使用驅動扭矩估計道路坡度的方法通過使用車輛速度的增加率 的差異來估計道路坡度。通過使用驅動扭矩估計道路坡度的方法可以不需額外傳感器地估 計道路坡度。然而，通過使用驅動扭矩估計道路坡度的方法由于驅動扭矩的改變而不能正 確地估計道路坡度。因此，由于驅動扭矩的改變，出現(xiàn)了過多的道路坡度的誤差。另外，通 過使用驅動扭矩估計道路坡度的方法不能區(qū)分道路坡度的負載與運載貨物或牽引的負載。
[0006] 另一方面，通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度的方法在車輛位于坡道上時 檢測縱向加速度。從而，通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度的方法通過將縱向加速 度與車輛速度的增加率比較來計算車輛的傾斜坡度。因為如果車輛的車輪具有固定的高度 則該傾斜坡度即道路坡度，所以通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度的方法可以不顧 驅動扭矩地估計道路坡度。同樣，即使車輛運載貨物或被牽引，通過使用重力加速度傳感器 估計道路坡度的方法也可以估計道路坡度。
[0007] 相比于通過使用驅動扭矩估計道路坡度的方法，通過使用重力加速度傳感器估計 道路坡度的方法具有高精確度和快速響應性。然而，出現(xiàn)了根據(jù)重力加速度傳感器的安裝 角度的誤差。
[0008] 公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應 當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的各個方面致力于提供一種通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度的 裝置和方法，其具有下述益處：通過使用全球定位系統(tǒng)（GPS)傳感器和道路信息，根據(jù)重力 加速度傳感器的安裝角度修正誤差。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的各個方面，一種通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度的裝置可 以包括：數(shù)據(jù)檢測器，所述數(shù)據(jù)檢測器配置為檢測用于估計道路坡度的數(shù)據(jù)；導航設備，所 述導航設備配置為根據(jù)車輛的位置輸出道路信息；以及控制器，所述控制器配置為根據(jù)從 所述導航設備接收的道路信息，通過使用所述數(shù)據(jù)檢測器檢測出的海拔值以及車輛的當前 海拔，修正所述重力加速度傳感器的誤差。
[0011] 所述數(shù)據(jù)檢測器可以包括：重力加速度傳感器，所述重力加速度傳感器配置為檢 測車輛的水平加速度和縱向加速度；以及全球定位系統(tǒng)（GPS)傳感器，所述全球定位系統(tǒng) (GPS)傳感器配置為檢測車輛的當前海拔值。
[0012] 數(shù)據(jù)可以包括關于下述各項中的至少一個的信息：車輛的速度、車輛的換擋速度 以及車輛的轉向角度。
[0013] 所述導航設備可以以預定時間間隔根據(jù)車輛的位置輸出道路信息。
[0014] 根據(jù)從所述導航設備接收的道路信息，通過使用由所述數(shù)據(jù)檢測器檢測出的海拔 與車輛的當前海拔之間的差異，所述控制器可以計算偏差值。
[0015] 所述控制器可以在車輛行駛了多于預定距離時通過更新所述偏差值來修正所述 重力加速度傳感器的誤差。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的各個方面，通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度的方法可以包 括：從導航設備接收海拔信息；基于所接收的海拔信息計算車輛的當前海拔；基于全球定 位系統(tǒng)（GPS)傳感器檢測出的海拔值與車輛的當前海拔之間的差異計算偏差值；以及通過 使用所述偏差值修正所述重力加速度傳感器的誤差。
[0017] 通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度的方法可以進一步包括，當車輛行駛了 多于預定距離時，更新所述偏差值。
[0018] 根據(jù)上述本發(fā)明的各個實施方式，通過使用全球定位系統(tǒng)（GPS)傳感器和道路信 息，根據(jù)重力加速度傳感器的安裝角度的誤差可以得到修正。因此，通過使用該重力加速度 傳感器，道路坡度得到了正確的估計。
[0019] 應當理解，此處所使用的術語"車輛"或"車輛的"或其它類似術語一般包括機動 車輛，例如包括運動型多用途車輛（SUV)、公共車輛、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括 各種舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電 動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛（例如源于非石油的能源的燃料）。本文所指 的混合動力車輛為具有兩個或更多個動力源的車輛，例如汽油動力和電動車輛。
[0020] 通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體實 施方式，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點將更為具體地變得清楚或得以闡 明。
【附圖說明】
[0021] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度的示例性裝置的 框圖。
[0022] 圖2為根據(jù)本發(fā)明的通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度的示例性方法的 流程圖。
[0023] 圖3為描述根據(jù)本發(fā)明的通過使用重力加速度傳感器的道路坡度的估計原理的 示意圖。
[0024] 圖4為描述根據(jù)本發(fā)明的修正重力加速度傳感器的誤差的原理的示意圖。
[0025] 應當了解，所附附圖并非按比例地顯示了本發(fā)明的基本原理的圖示性的各種特征 的略微簡化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和 形狀將部分地由具體所要應用和使用的環(huán)境來確定。
【具體實施方式】
[0026] 現(xiàn)在將具體參考本發(fā)明的各個實施方式，在附圖中和以下的描述中示出這些實施 方式的實例。雖然本發(fā)明與示例性實施方式相結合進行描述，但是應當了解，本說明書并非 旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方式。相反，本發(fā)明旨在不僅涵蓋示例性具體實施方 式，也涵蓋包含于如權利要求書限定的本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)的各種變化、改變、等同和其 他【具體實施方式】。
[0027] 在下面的整個說明書和權利要求書中，除了明確地說明意思相反，否則詞語"包 括"以及諸如"包括"的第三人稱形式或者"包括"的現(xiàn)在分詞形式將被理解為意指包括聲 明的元件，但不排除任何其他的元件。
[0028] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的各個實施方式的通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度 的裝置的框圖。
[0029] 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的通過使用重力加速度傳感器估計道路坡度的裝置包括 數(shù)據(jù)檢測器10、導航設備20、控制器30、發(fā)動機40和變速器50。
[0030] 數(shù)據(jù)檢測器10檢測關于道路坡度估計的數(shù)據(jù)以確定車輛的行駛狀態(tài)并控制車輛 的換擋，由數(shù)據(jù)檢測器10檢測到的數(shù)據(jù)會傳送到控制器30。數(shù)據(jù)檢測器10包括加速器踏 板位置傳感器11、制動踏板位置傳感器12、換擋速度傳感器13、車輛速度傳感器14、車輪速 度傳感器15、重力加速度傳感器16、轉向角度傳感器17和全球定位系統(tǒng)（GPS)傳感器18。
[0031] 加速器踏板位置傳感器11檢測駕駛員推動加速器踏板的程度。這就是說，加速器 踏板位置傳感器11檢測關于駕駛員的加速意愿的數(shù)據(jù)。
[0032] 制動踏板位置傳感器12檢測制動踏板是否被推動。這就是說，制動踏板位置傳感 器12以及加速器踏板位置傳感器11檢測駕駛員的加速意愿。
[0033] 換擋速度傳感器13檢測當前接合的換擋速度。
[0034] 車輛速度傳感器14檢測車輛速度并且裝備在車輛的車輪上。或者，車輛速度可以 基于由車輪速度傳感器15接收的信號計算。
[0035] 同時，通過使用基于加速器踏板位置傳感器11的信號以及車輛速度傳感器14的 信號的換擋模式可以計算目標換擋速度，而且從而控制了向目標換擋速度的換擋。這就是 說，在設置了多個行星齒輪組以及多個摩擦元件的自動變速器中，供給到多個摩擦元件或 從多個摩擦元件釋放的液壓受到了控制。另外，施加到多個同步設備和致動器的電流在雙 離合器變速器中受到了控制。
[0036] 車輪速度傳感器15檢測車輛的車輪旋轉速度，并且安裝在車輛的車輪上。根據(jù)快 速制動，當車輛的車輪滑動時，車輪速度傳感器15控制制動液壓。
[0037] 重力加速度傳感器16檢測車輛的加速度。重力加速度傳感器16可以另外安裝到 車輛速度傳感器14,并且可以直接檢測車輛的加速度，或者重力加速度傳感器16可以通過 將車輛速度傳感器14檢測到的車輛速度微分來計算車輛的加速度。
[0038] 另外，當車輛位于坡道上時，重力加速度傳感器16可以檢測縱向加速度。
[0039] 轉向角度傳感器17檢測車輛的轉向角度。這就是說，轉向角度傳感器17檢測車 輛行駛的方向。
[0040] 全球定位系統(tǒng)（GPS)傳感器18是用于獲取車輛位置的傳感器。根據(jù)現(xiàn)有技術， GPS傳感器18可以根據(jù)三個或更多個衛(wèi)星來計算關于距離的信息和時間信息，并且將三角 法應用到所計算的信息以便基于煒度、經(jīng)度和海拔來精確地計算3D的當前位置信息。通過 使用三個衛(wèi)星計算位置和時間信息以及通過使用單一衛(wèi)星來修正所計算的位置和時間信 息的方法是常用的。同樣，GPS傳感器18可以通過連續(xù)地實時計算車輛的當前位置來計算 關于車輛的速度的信息。
[0041] 導航設備20是向駕駛員提供關于通向目的地的路線的信息的設備。導航設備20 可以包括存儲器22和導航控制器24,所述存儲器22存儲關于前方道路的經(jīng)壓縮的信息，導 航控制器24執(zhí)行導航設備20的一般控制。
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