道路傾斜度的估計(jì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種通過使用傳感器融合估計(jì)道路坡度α的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明檢測(cè)是否至少一個(gè)動(dòng)態(tài)過程正影響所述車輛。憑借傳感器融合通過到所述傳感器融合的至少兩個(gè)輸入信號(hào)的聯(lián)合加權(quán)來估計(jì)所述坡度α。所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)包括基于加速計(jì)的輸入信號(hào)和基于至少一個(gè)力方程的輸入信號(hào)。基于是否所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)過程正影響所述車輛的所述檢測(cè)來確定針對(duì)所述傳感器融合的至少一個(gè)加權(quán)參數(shù)和/或所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)的至少一個(gè)。
【專利說明】道路傾斜度的估計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分估計(jì)道路坡度α的方法、根據(jù)權(quán)利要求23的前序部分實(shí)施該方法的計(jì)算機(jī)程序、以及根據(jù)權(quán)利要求26的前序部分估計(jì)道路坡度α的系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]道路(例如，國(guó)道和高速公路)延伸穿過具有特定地形的地貌，該特定地形會(huì)導(dǎo)致在每個(gè)道路路段上的不同坡度α。在機(jī)動(dòng)車輛的各種應(yīng)用中，能夠計(jì)算出該坡度α并由此獲取相關(guān)值是重要的。這種應(yīng)用的示例是自動(dòng)擋位選擇，即在自動(dòng)操作的手動(dòng)變速箱中的應(yīng)用，其中能夠確定當(dāng)前行駛阻力且因此在給定時(shí)間選擇哪個(gè)擋位是重要的。應(yīng)用的另一示例是巡航控制系統(tǒng)，其在確定需要來自車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)多少轉(zhuǎn)矩時(shí)將考慮坡度α。道路坡度α還用在例如制動(dòng)系統(tǒng)中以及其它駕駛輔助系統(tǒng)中。[0003]目前，估計(jì)道路坡度α常?；诩铀儆?jì)，其在車輛運(yùn)動(dòng)的方向上測(cè)量加速度。這在圖1中示意性示出，其中機(jī)動(dòng)車輛100正行進(jìn)在具有坡度α的道路路段上。車輛具有加速度av，車輛中的加速計(jì)101測(cè)量加速度as，加速度as為水平方向上的加速度。加速計(jì)測(cè)量并因此產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于下式的信號(hào)[0004]as=av+gsin ( α )(方程 I)[0005]其中g(shù)是由于重力而產(chǎn)生的加速度。[0006]該信號(hào)可隨后用于確定道路坡度α。在α為較小值時(shí)，sin ( α )可近似為α， 這意味著道路坡度α可被確定為
【權(quán)利要求】
1.一種在車輛中通過使用傳感器融合來估計(jì)道路坡度α的方法， 其特征在于， -檢測(cè)是否至少一個(gè)動(dòng)態(tài)過程正在影響所述車輛，以及 -通過以下方式來估計(jì)所述坡度a，即，對(duì)到所述傳感器融合的至少兩個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合加權(quán)，從而使 -所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)包括基于加速計(jì)的輸入信號(hào)和基于至少一個(gè)力方程的輸入信號(hào)；并且 -基于是否所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)過程正在影響所述車輛的所述檢測(cè)來確定對(duì)于所述傳感器融合的至少一個(gè)加權(quán)參數(shù)和/或所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)中的至少一個(gè)輸入信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中借助卡爾曼濾波器來進(jìn)行所述傳感器融合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)用作到所述卡爾曼濾波器的輸入信號(hào)，并且所述至少一個(gè)加權(quán)參數(shù)是所述卡爾曼濾波器的模型噪聲Q的至少一個(gè)協(xié)方差矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述卡爾曼濾波器使用在下一狀態(tài)中的道路坡度將等于在當(dāng)前狀態(tài)中的道路坡度的預(yù)測(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中影響所述車輛的所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)過程至少包括急轉(zhuǎn)彎。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述急轉(zhuǎn)彎呈半徑小于預(yù)定值的轉(zhuǎn)彎的形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求5和6中的任一項(xiàng)所述的方法，其中如果所述檢測(cè)表明當(dāng)前存在所述急轉(zhuǎn)彎，則對(duì)所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)中的所述至少一個(gè)輸入信號(hào)加權(quán)，從而在所述傳感器融合中使基于所述力方程的所述輸入信號(hào)的影響大于基于所述加速計(jì)的所述輸入信號(hào)的影響。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)過程包括實(shí)質(zhì)性加速度變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)過程發(fā)生在以下情況之一中: -從靜止開始的加速，以及 -在擋位改變期間的加速。
10.根據(jù)權(quán)利要求8和9中的任一項(xiàng)所述的方法，其中如果所述檢測(cè)檢測(cè)到所述實(shí)質(zhì)性加速度變化，則 -對(duì)所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)的所述至少一個(gè)輸入信號(hào)加權(quán)，從而在所述傳感器融合中使基于所述加速計(jì)(207)的所述輸入信號(hào)的影響大于基于所述力方程的所述輸入信號(hào)的影響，并且 -將所述至少一個(gè)加權(quán)參數(shù)確定為一值，以使得在所述傳感器融合中對(duì)于所述輸入信號(hào)的靈敏度低于沒有動(dòng)態(tài)過程影響所述車輛的情況。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)過程包括實(shí)質(zhì)性減速變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)過程發(fā)生在以下情況之一中: -在擋位改變期間的減速， -制動(dòng)，以及-制動(dòng)到停止。
13.根據(jù)權(quán)利要求11和12中的任一項(xiàng)所述的方法，其中如果所述檢測(cè)檢測(cè)到所述實(shí)質(zhì)性減速變化，則-對(duì)所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)中的所述至少一個(gè)輸入信號(hào)加權(quán)，從而使基于加速計(jì) (207)的所述輸入信號(hào)的影響大于基于所述力方程的所述輸入信號(hào)的影響，并且-將所述至少一個(gè)加權(quán)參數(shù)確定為一值，以使得在所述傳感器融合中對(duì)于所述輸入信號(hào)的靈敏度低于沒有動(dòng)態(tài)過程影響所述車輛的情況。
14.根據(jù)權(quán)利要求8-13中的任一項(xiàng)所述的方法，其中至少所述一個(gè)動(dòng)態(tài)過程影響機(jī)動(dòng)車輛(100)的底盤和/或懸掛相對(duì)于水平面的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)過程包括在轉(zhuǎn)彎期間的制動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)過程包括啟動(dòng)和關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15和16中的任一項(xiàng)所述的方法，其中如果檢測(cè)到所述動(dòng)態(tài)過程，則確定所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述道路坡度的先前的相應(yīng)估計(jì)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，如果所述檢測(cè)表明沒有動(dòng)態(tài)過程影響所述車輛，則-對(duì)所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)中的所述至少一個(gè)輸入信號(hào)加權(quán)，從而使基于加速計(jì)(207)的所述輸入信號(hào)的影響大于基于所述力方程的所述輸入信號(hào)的影響，并且-將所述至少一個(gè)加權(quán)參數(shù)確定為一值，以使得將在所述傳感器融合中對(duì)于所述輸入信號(hào)的靈敏度調(diào)整至所述加速計(jì)(207)的噪聲級(jí)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-15中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述檢測(cè)基于以下信號(hào)中的至少一個(gè):-制動(dòng)信號(hào)，-與車輛速度有關(guān)的信號(hào)，-與曲率半徑有關(guān)的信號(hào)，以及-與擋位選擇有關(guān)的信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-19中的任一項(xiàng)所述的方法，`其中所述傳感器融合進(jìn)行具有所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)的模型的聯(lián)合加權(quán)，以使得-所述模型用在與所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的值的預(yù)測(cè)中，以及-具有所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)的所述模型的所述聯(lián)合加權(quán)基于與所述至少一個(gè)輸入信號(hào)有關(guān)的測(cè)量噪聲的大小。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-20中的任一項(xiàng)所述的方法，其中通過所述至少一個(gè)輸入信號(hào)基于與所述至少一個(gè)輸入信號(hào)有關(guān)的測(cè)量噪聲的大小的加權(quán)，來進(jìn)行所述至少一個(gè)輸入信號(hào)的所述確定。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-21中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)過程包括以下中的一個(gè)或多個(gè):-急轉(zhuǎn)彎，-實(shí)質(zhì)性加速度變化，-實(shí)質(zhì)性減速變化， -在轉(zhuǎn)彎期間的制動(dòng)， -發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，以及 -發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉。
23.一種用于機(jī)動(dòng)車輛中擋位選擇的方法， 其特征在于， -通過根據(jù)權(quán)利要求1-22中的任一項(xiàng)所述的方法來估計(jì)道路坡度α，以及 -基于所述坡度α的所述估計(jì)選擇擋位。
24.一種計(jì)算機(jī)程序，包括程序代碼，且當(dāng)所述程序在計(jì)算機(jī)中被執(zhí)行時(shí)，所述計(jì)算機(jī)程序使所述計(jì)算機(jī)應(yīng)用根據(jù)權(quán)利要求1-23中的任一項(xiàng)所述的方法。
25.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含根據(jù)權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)程序。
26.一種在車輛中通過使用傳感器融合來估計(jì)道路坡度α的系統(tǒng)， 其特征在于， -檢測(cè)裝置，其適于檢測(cè)是否至少一個(gè)動(dòng)態(tài)過程正在影響所述車輛，以及-估計(jì)裝置，其適于通過以下方式來估計(jì)所述坡度a，g卩，對(duì)到所述傳感器融合的至少兩個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合加權(quán)，從而使 -所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)包括基于加速計(jì)的輸入信號(hào)和基于至少一個(gè)力方程的輸入信號(hào)；并且 -所述估計(jì)裝置適于基于是否所述至少一個(gè)動(dòng)態(tài)過程正在影響所述車輛的所述檢測(cè)來確定對(duì)于所述傳感器融合的至少一個(gè)加權(quán)參數(shù)和/或所述至少兩個(gè)輸入信號(hào)中的至少一個(gè)輸入信號(hào)。
27.一種用于機(jī)動(dòng)車輛中擋位選擇的系統(tǒng)， 其特征在于， -根據(jù)權(quán)利要求26所述的估計(jì)道路坡度α的系統(tǒng)，以及 -擋位選擇裝置，其適于基于所述坡度α的所述估計(jì)來選擇擋位。
【文檔編號(hào)】B60T8/172GK103502075SQ201280021714
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2012年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月4日
【發(fā)明者】M·尼爾森, E·奧朗德 申請(qǐng)人:斯堪尼亞商用車有限公司