用于估計道路坡度的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于估計道路坡度的系統(tǒng)包括：信號處理器，接收原始信號，該原始信號包括從6自由度（6DOF）慣性傳感器傳送的關(guān)于加速度和旋轉(zhuǎn)速度的信息；車輛運(yùn)動估計器，基于來自6DOF慣性傳感器的經(jīng)信號處理器濾波的信號和從車輛傳感器傳送的車輛測量信息，計算車輛的整體角度。該系統(tǒng)還包括：車輛懸架角度估計器，基于來自6DOF慣性傳感器的信號和車輛測量信息計算車輛懸架角；以及道路坡度估計器，確定車輛整體角度與車輛懸架角之間的差值以便計算道路坡度。
【專利說明】用于估計道路坡度的系統(tǒng)
[0001] 相關(guān)申請的奪叉參考
[0002] 本申請要求2013年4月15日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第 10-2013-0040864號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其公開內(nèi)容全部引入本文以供參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本公開涉及用于估計道路坡度的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0004] 通常，車輛穩(wěn)定性控制裝置基于利用二自由度（D0F)慣性傳感器的橫向加速度和 橫擺角速度，或基于利用3D0F慣性傳感器的縱向加速度、橫向加速度、和橫擺角速度來估 計道路坡度。
[0005] 在這些情形下，僅在有限條件下例如當(dāng)車輛在一般條件下轉(zhuǎn)彎（corner)時，可有 效地計算道路的橫向坡角。然而，當(dāng)車輛在橫向坡角急劇變化的情況下轉(zhuǎn)彎時，難于精確估 計橫向坡角。
[0006] 進(jìn)一步，上述方法很大程度受車輛參數(shù)例如質(zhì)量、輪胎、以及道路摩擦系數(shù)的變化 的影響，因為其取決于車輛的物理模型。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，作出本公開以解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，同時現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn) 保持不變。
[0008] 本公開提供通過利用6D0F慣性傳感器來實時估計道路坡角的系統(tǒng)。
[0009] 本公開的一方面是用于估計道路坡度的系統(tǒng)，包括接收原始信號并對其執(zhí)行濾波 的信號處理器，該原始信號包括從6自由度（6D0F)慣性傳感器傳送的關(guān)于加速度和旋轉(zhuǎn)速 度的信息。車輛運(yùn)動估計器基于來自6D0F慣性傳感器的經(jīng)信號處理器濾波的信號并基于 從車輛傳感器傳送的車輛測量信息來計算車輛的整體角度。車輛懸架角估計器基于來自 6D0F慣性傳感器的信號和車輛測量信息計算車輛懸架角。道路坡度估計器確定車輛的整體 角度與車輛懸架角之間的差值，從而計算道路坡度。
[0010] 車輛傳感器可包括轉(zhuǎn)向角傳感器和輪速傳感器。車輛測量信息可包括轉(zhuǎn)向角測量 信息和車速測量信息。
[0011] 信號處理器可包括偏移補(bǔ)償器，其對車輛的旋轉(zhuǎn)速度和加速度進(jìn)行偏移補(bǔ)償。非 對準(zhǔn)誤差補(bǔ)償器補(bǔ)償6D0F慣性傳感器自身的誤差。
[0012] 偏移補(bǔ)償器可使用式1執(zhí)行車輛的旋轉(zhuǎn)速度校正，并使用等式2執(zhí)行車輛的加速 度校正，
[0013] 【等式1】
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于估計道路坡度的系統(tǒng)，包括： 信號處理器，接收原始信號并對其執(zhí)行濾波，所述原始信號包括從6自由度（6D0F)慣 性傳感器傳送的關(guān)于加速度和旋轉(zhuǎn)速度的信息； 車輛運(yùn)動估計器，基于來自所述6D0F慣性傳感器的經(jīng)所述信號處理器濾波的信號并 基于從車輛傳感器傳送的車輛測量信息，計算車輛整體角度； 車輛懸架角估計器，基于來自所述6D0F慣性傳感器的信號和所述車輛測量信息，計算 車輛懸架角；以及 道路坡度估計器，確定所述車輛整體角度和所述車輛懸架角之間的差值以便計算道路 坡度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述車輛傳感器包括轉(zhuǎn)向角傳感器和輪速傳感 器；并且 所述車輛測量信息包括轉(zhuǎn)向角測量信息和車速測量信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述信號處理器包括： 偏移補(bǔ)償器，對車輛的所述旋轉(zhuǎn)速度和所述加速度進(jìn)行偏移補(bǔ)償；以及 非對準(zhǔn)誤差補(bǔ)償器，補(bǔ)償所述6D0F慣性傳感器自身的誤差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述偏移補(bǔ)償器使用等式1執(zhí)行車輛的旋轉(zhuǎn)速度 校正，并使用等式2執(zhí)行車輛的加速度校正： 【等式1】
其中ωχ、coy、和ωζ分別表示側(cè)傾角速度、俯仰角速度、以及橫擺角速度；并且 【等式2】
其中αχ、ay、和αζ分別表示縱向加速度、橫向加速度和垂直加速度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述非對準(zhǔn)誤差補(bǔ)償器補(bǔ)償制造所述6D0F慣性傳 感器時的正交誤差、所述6D0F慣性傳感器自身的靈敏度誤差、以及橫軸靈敏度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述車輛運(yùn)動估計器包括： 靜態(tài)側(cè)傾/俯仰計算器，使用預(yù)定的加速度等式計算車輛的靜態(tài)側(cè)傾角和俯仰角； 初始側(cè)傾/俯仰計算器，確定車輛在靜態(tài)時的車輛的初始側(cè)傾角和俯仰角； 側(cè)傾/俯仰增益計算器，基于所述車輛測量信息計算所述側(cè)傾角和俯仰角的加權(quán)增益 值；以及 整體車輛側(cè)傾/俯仰估計器，基于由所述靜態(tài)側(cè)傾/俯仰計算器、所述初始側(cè)傾/俯仰 計算器、以及所述側(cè)傾/俯仰增益計算器計算的信息，計算車輛的整體側(cè)傾角和俯仰角。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)傾/俯仰增益計算器通過將來自所述6D0F 慣性傳感器的信號和所述車輛測量信息與俯仰角查詢表和側(cè)傾角查詢表進(jìn)行比較，將權(quán)重 分配給所述靜態(tài)側(cè)傾角和俯仰角。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)傾/俯仰增益計算器包括： 俯仰角權(quán)重確定器，確定縱向加速度、俯仰角速度、后輪的橫向滑動角以及橫擺角速度 的信號水平是否等于或高于參考水平的動態(tài)條件，并基于所述俯仰角查詢表將靜態(tài)俯仰角 增益值調(diào)節(jié)為較小值；以及 側(cè)傾角權(quán)重確定器，確定轉(zhuǎn)向角的變化率、橫向加速度、偽車輛側(cè)傾、以及后輪的橫向 滑動角信號的信號水平是否等于或高于參考水平的動態(tài)條件，并基于所述側(cè)傾角查詢表將 靜態(tài)側(cè)傾角增益值調(diào)節(jié)為較小值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中在通過將所述縱向加速度、所述俯仰角速度、所述 后輪的橫向滑動角、以及所述橫擺角速度的信號應(yīng)用到預(yù)定的陀螺積分方程而計算的值增 加時，所述俯仰角權(quán)重確定器將所述靜態(tài)俯仰角增益值調(diào)節(jié)為相對小的值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中在通過將所述轉(zhuǎn)向角的變化率、所述橫向加速 度、所述偽車輛側(cè)傾、以及所述后輪的橫向滑動角的信號應(yīng)用到預(yù)定的陀螺積分方程而計 算的值增加時，所述側(cè)傾角權(quán)重確定器將所述靜態(tài)側(cè)傾角增益值調(diào)節(jié)為相對小的值。
【文檔編號】B60W40/109GK104097641SQ201310418591
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月15日
【發(fā)明者】柳承翰, 申煐浩 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社