道路傾斜度的估計的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種通過使用傳感器融合估計道路坡度α的方法和系統。本發明檢測是否至少一個動態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輸入信號的聯合加權來估計所述坡度α。所述至少兩個輸入信號包括基于加速計的輸入信號和基于至少一個力方程的輸入信號。基于是否所述至少一個動態過程正影響所述車輛的所述檢測來確定針對所述傳感器融合的至少一個加權參數和/或所述至少兩個輸入信號的至少一個。
【專利說明】道路傾斜度的估計【技術領域】[0001]本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分估計道路坡度α的方法、根據權利要求23的前序部分實施該方法的計算機程序、以及根據權利要求26的前序部分估計道路坡度α的系統。【背景技術】[0002]道路(例如，國道和高速公路)延伸穿過具有特定地形的地貌，該特定地形會導致在每個道路路段上的不同坡度α。在機動車輛的各種應用中，能夠計算出該坡度α并由此獲取相關值是重要的。這種應用的示例是自動擋位選擇，即在自動操作的手動變速箱中的應用，其中能夠確定當前行駛阻力且因此在給定時間選擇哪個擋位是重要的。應用的另一示例是巡航控制系統，其在確定需要來自車輛的發動機多少轉矩時將考慮坡度α。道路坡度α還用在例如制動系統中以及其它駕駛輔助系統中。[0003]目前，估計道路坡度α常常基于加速計，其在車輛運動的方向上測量加速度。這在圖1中示意性示出，其中機動車輛100正行進在具有坡度α的道路路段上。車輛具有加速度av，車輛中的加速計101測量加速度as，加速度as為水平方向上的加速度。加速計測量并因此產生對應于下式的信號[0004]as=av+gsin ( α )(方程 I)[0005]其中g是由于重力而產生的加速度。[0006]該信號可隨后用于確定道路坡度α。在α為較小值時，sin ( α )可近似為α， 這意味著道路坡度α可被確定為
【權利要求】
1.一種在車輛中通過使用傳感器融合來估計道路坡度α的方法， 其特征在于， -檢測是否至少一個動態過程正在影響所述車輛，以及 -通過以下方式來估計所述坡度a，即，對到所述傳感器融合的至少兩個輸入信號進行聯合加權，從而使 -所述至少兩個輸入信號包括基于加速計的輸入信號和基于至少一個力方程的輸入信號；并且 -基于是否所述至少一個動態過程正在影響所述車輛的所述檢測來確定對于所述傳感器融合的至少一個加權參數和/或所述至少兩個輸入信號中的至少一個輸入信號。
2.根據權利要求1所述的方法，其中借助卡爾曼濾波器來進行所述傳感器融合。
3.根據權利要求2所述的方法，其中所述至少兩個輸入信號用作到所述卡爾曼濾波器的輸入信號，并且所述至少一個加權參數是所述卡爾曼濾波器的模型噪聲Q的至少一個協方差矩陣。
4.根據權利要求2和3中的任一項所述的方法，其中所述卡爾曼濾波器使用在下一狀態中的道路坡度將等于在當前狀態中的道路坡度的預測。
5.根據權利要求1-4中的任一項所述的方法，其中影響所述車輛的所述至少一個動態過程至少包括急轉彎。
6.據權利要求5所述的方法，其中所述急轉彎呈半徑小于預定值的轉彎的形式。
7.根據權利要求5和6中的任一項所述的方法，其中如果所述檢測表明當前存在所述急轉彎，則對所述至少兩個輸入信號中的所述至少一個輸入信號加權，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的影響大于基于所述加速計的所述輸入信號的影響。
8.根據權利要求1-4中的任一項所述的方法，其中所述至少一個動態過程包括實質性加速度變化。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述動態過程發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.根據權利要求8和9中的任一項所述的方法，其中如果所述檢測檢測到所述實質性加速度變化，則 -對所述至少兩個輸入信號的所述至少一個輸入信號加權，從而在所述傳感器融合中使基于所述加速計(207)的所述輸入信號的影響大于基于所述力方程的所述輸入信號的影響，并且 -將所述至少一個加權參數確定為一值，以使得在所述傳感器融合中對于所述輸入信號的靈敏度低于沒有動態過程影響所述車輛的情況。
11.根據權利要求1-4中的任一項所述的方法，其中所述動態過程包括實質性減速變化。
12.根據權利要求11所述的方法，其中所述動態過程發生在以下情況之一中: -在擋位改變期間的減速， -制動，以及-制動到停止。
13.根據權利要求11和12中的任一項所述的方法，其中如果所述檢測檢測到所述實質性減速變化，則-對所述至少兩個輸入信號中的所述至少一個輸入信號加權，從而使基于加速計 (207)的所述輸入信號的影響大于基于所述力方程的所述輸入信號的影響，并且-將所述至少一個加權參數確定為一值，以使得在所述傳感器融合中對于所述輸入信號的靈敏度低于沒有動態過程影響所述車輛的情況。
14.根據權利要求8-13中的任一項所述的方法，其中至少所述一個動態過程影響機動車輛(100)的底盤和/或懸掛相對于水平面的位置。
15.根據權利要求1-4中的任一項所述的方法，其中所述動態過程包括在轉彎期間的制動。
16.根據權利要求1-4中的任一項所述的方法，其中所述動態過程包括啟動和關閉發動機。
17.根據權利要求15和16中的任一項所述的方法，其中如果檢測到所述動態過程，則確定所述至少兩個輸入信號對應于所述道路坡度的先前的相應估計。
18.根據權利要求1-7中的任一項所述的方法，其中，如果所述檢測表明沒有動態過程影響所述車輛，則-對所述至少兩個輸入信號中的所述至少一個輸入信號加權，從而使基于加速計(207)的所述輸入信號的影響大于基于所述力方程的所述輸入信號的影響，并且-將所述至少一個加權參數確定為一值，以使得將在所述傳感器融合中對于所述輸入信號的靈敏度調整至所述加速計(207)的噪聲級。
19.根據權利要求1-15中的任一項所述的方法，其中所述檢測基于以下信號中的至少一個:-制動信號，-與車輛速度有關的信號，-與曲率半徑有關的信號，以及-與擋位選擇有關的信號。
20.根據權利要求1-19中的任一項所述的方法，`其中所述傳感器融合進行具有所述至少兩個輸入信號的模型的聯合加權，以使得-所述模型用在與所述至少兩個輸入信號相對應的值的預測中，以及-具有所述至少兩個輸入信號的所述模型的所述聯合加權基于與所述至少一個輸入信號有關的測量噪聲的大小。
21.根據權利要求1-20中的任一項所述的方法，其中通過所述至少一個輸入信號基于與所述至少一個輸入信號有關的測量噪聲的大小的加權，來進行所述至少一個輸入信號的所述確定。
22.根據權利要求1-21中的任一項所述的方法，其中所述至少一個動態過程包括以下中的一個或多個:-急轉彎，-實質性加速度變化，-實質性減速變化， -在轉彎期間的制動， -發動機啟動，以及 -發動機關閉。
23.一種用于機動車輛中擋位選擇的方法， 其特征在于， -通過根據權利要求1-22中的任一項所述的方法來估計道路坡度α，以及 -基于所述坡度α的所述估計選擇擋位。
24.一種計算機程序，包括程序代碼，且當所述程序在計算機中被執行時，所述計算機程序使所述計算機應用根據權利要求1-23中的任一項所述的方法。
25.一種計算機程序產品，包括計算機可讀介質，所述計算機可讀介質包含根據權利要求24所述的計算機程序。
26.一種在車輛中通過使用傳感器融合來估計道路坡度α的系統， 其特征在于， -檢測裝置，其適于檢測是否至少一個動態過程正在影響所述車輛，以及-估計裝置，其適于通過以下方式來估計所述坡度a，g卩，對到所述傳感器融合的至少兩個輸入信號進行聯合加權，從而使 -所述至少兩個輸入信號包括基于加速計的輸入信號和基于至少一個力方程的輸入信號；并且 -所述估計裝置適于基于是否所述至少一個動態過程正在影響所述車輛的所述檢測來確定對于所述傳感器融合的至少一個加權參數和/或所述至少兩個輸入信號中的至少一個輸入信號。
27.一種用于機動車輛中擋位選擇的系統， 其特征在于， -根據權利要求26所述的估計道路坡度α的系統，以及 -擋位選擇裝置，其適于基于所述坡度α的所述估計來選擇擋位。
【文檔編號】B60T8/172GK103502075SQ201280021714
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年4月3日 優先權日:2011年4月4日
【發明者】M·尼爾森, E·奧朗德 申請人:斯堪尼亞商用車有限公司