通过使用重力加速度传感器估计道路坡度的装置和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2014年4月14日提交的韩国专利申请第10-2014-0044240号的优先 权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种通过使用重力加速度传感器估计道路坡度的装置和方法。更具体 而言，本发明涉及这样的一种通过使用重力加速度传感器估计道路坡度的装置和方法，其 通过使用全球定位系统（GPS)传感器和道路信息，修正根据重力加速度传感器的安装角度 误差。
【背景技术】
[0004] -般而言，估计道路坡度的方法分为使用驱动扭矩的方法和使用重力加速度传感 器的方法。
[0005] 车辆的负载依据道路坡度而改变，所以关于驱动扭矩的车辆速度的增加率根据道 路坡度而改变。从而，通过使用驱动扭矩估计道路坡度的方法通过使用车辆速度的增加率 的差异来估计道路坡度。通过使用驱动扭矩估计道路坡度的方法可以不需额外传感器地估 计道路坡度。然而，通过使用驱动扭矩估计道路坡度的方法由于驱动扭矩的改变而不能正 确地估计道路坡度。因此，由于驱动扭矩的改变，出现了过多的道路坡度的误差。另外，通 过使用驱动扭矩估计道路坡度的方法不能区分道路坡度的负载与运载货物或牵引的负载。
[0006] 另一方面，通过使用重力加速度传感器估计道路坡度的方法在车辆位于坡道上时 检测纵向加速度。从而，通过使用重力加速度传感器估计道路坡度的方法通过将纵向加速 度与车辆速度的增加率比较来计算车辆的倾斜坡度。因为如果车辆的车轮具有固定的高度 则该倾斜坡度即道路坡度，所以通过使用重力加速度传感器估计道路坡度的方法可以不顾 驱动扭矩地估计道路坡度。同样，即使车辆运载货物或被牵引，通过使用重力加速度传感器 估计道路坡度的方法也可以估计道路坡度。
[0007] 相比于通过使用驱动扭矩估计道路坡度的方法，通过使用重力加速度传感器估计 道路坡度的方法具有高精确度和快速响应性。然而，出现了根据重力加速度传感器的安装 角度的误差。
[0008] 公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应 当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0009] 本发明的各个方面致力于提供一种通过使用重力加速度传感器估计道路坡度的 装置和方法，其具有下述益处：通过使用全球定位系统（GPS)传感器和道路信息，根据重力 加速度传感器的安装角度修正误差。
[0010] 根据本发明的各个方面，一种通过使用重力加速度传感器估计道路坡度的装置可 以包括：数据检测器，所述数据检测器配置为检测用于估计道路坡度的数据；导航设备，所 述导航设备配置为根据车辆的位置输出道路信息；以及控制器，所述控制器配置为根据从 所述导航设备接收的道路信息，通过使用所述数据检测器检测出的海拔值以及车辆的当前 海拔，修正所述重力加速度传感器的误差。
[0011] 所述数据检测器可以包括：重力加速度传感器，所述重力加速度传感器配置为检 测车辆的水平加速度和纵向加速度；以及全球定位系统（GPS)传感器，所述全球定位系统 (GPS)传感器配置为检测车辆的当前海拔值。
[0012] 数据可以包括关于下述各项中的至少一个的信息：车辆的速度、车辆的换挡速度 以及车辆的转向角度。
[0013] 所述导航设备可以以预定时间间隔根据车辆的位置输出道路信息。
[0014] 根据从所述导航设备接收的道路信息，通过使用由所述数据检测器检测出的海拔 与车辆的当前海拔之间的差异，所述控制器可以计算偏差值。
[0015] 所述控制器可以在车辆行驶了多于预定距离时通过更新所述偏差值来修正所述 重力加速度传感器的误差。
[0016] 根据本发明的各个方面，通过使用重力加速度传感器估计道路坡度的方法可以包 括：从导航设备接收海拔信息；基于所接收的海拔信息计算车辆的当前海拔；基于全球定 位系统（GPS)传感器检测出的海拔值与车辆的当前海拔之间的差异计算偏差值；以及通过 使用所述偏差值修正所述重力加速度传感器的误差。
[0017] 通过使用重力加速度传感器估计道路坡度的方法可以进一步包括，当车辆行驶了 多于预定距离时，更新所述偏差值。
[0018] 根据上述本发明的各个实施方式，通过使用全球定位系统（GPS)传感器和道路信 息，根据重力加速度传感器的安装角度的误差可以得到修正。因此，通过使用该重力加速度 传感器，道路坡度得到了正确的估计。
[0019] 应当理解，此处所使用的术语"车辆"或"车辆的"或其它类似术语一般包括机动 车辆，例如包括运动型多用途车辆（SUV)、公共车辆、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括 各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电 动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆（例如源于非石油的能源的燃料）。本文所指 的混合动力车辆为具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动车辆。
[0020] 通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实 施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐 明。
【附图说明】
[0021] 图1为根据本发明的通过使用重力加速度传感器估计道路坡度的示例性装置的 框图。
[0022] 图2为根据本发明的通过使用重力加速度传感器估计道路坡度的示例性方法的 流程图。
[0023] 图3为描述根据本发明的通过使用重力加速度传感器的道路坡度的估计原理的 示意图。
[0024] 图4为描述根据本发明的修正重力加速度传感器的误差的原理的示意图。
[0025] 应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征 的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和 形状将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
【具体实施方式】
[0026] 现在将具体参考本发明的各个实施方式，在附图中和以下的描述中示出这些实施 方式的实例。虽然本发明与示例性实施方式相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非 旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性具体实施方 式，也涵盖包含于如权利要求书限定的本发明的实质和范围内的各种变化、改变、等同和其 他【具体实施方式】。
[0027] 在下面的整个说明书和权利要求书中，除了明确地说明意思相反，否则词语"包 括"以及诸如"包括"的第三人称形式或者"包括"的现在分词形式将被理解为意指包括声 明的元件，但不排除任何其他的元件。
[0028] 图1为根据本发明的各个实施方式的通过使用重力加速度传感器估计道路坡度 的装置的框图。
[0029] 如图1所示，根据本发明的通过使用重力加速度传感器估计道路坡度的装置包括 数据检测器10、导航设备20、控制器30、发动机40和变速器50。
[0030] 数据检测器10检测关于道路坡度估计的数据以确定车辆的行驶状态并控制车辆 的换挡，由数据检测器10检测到的数据会传送到控制器30。数据检测器10包括加速器踏 板位置传感器11、制动踏板位置传感器12、换挡速度传感器13、车辆速度传感器14、车轮速 度传感器15、重力加速度传感器16、转向角度传感器17和全球定位系统（GPS)传感器18。
[0031] 加速器踏板位置传感器11检测驾驶员推动加速器踏板的程度。这就是说，加速器 踏板位置传感器11检测关于驾驶员的加速意愿的数据。
[0032] 制动踏板位置传感器12检测制动踏板是否被推动。这就是说，制动踏板位置传感 器12以及加速器踏板位置传感器11检测驾驶员的加速意愿。
[0033] 换挡速度传感器13检测当前接合的换挡速度。
[0034] 车辆速度传感器14检测车辆速度并且装备在车辆的车轮上。或者，车辆速度可以 基于由车轮速度传感器15接收的信号计算。
[0035] 同时，通过使用基于加速器踏板位置传感器11的信号以及车辆速度传感器14的 信号的换挡模式可以计算目标换挡速度，而且从而控制了向目标换挡速度的换挡。这就是 说，在设置了多个行星齿轮组以及多个摩擦元件的自动变速器中，供给到多个摩擦元件或 从多个摩擦元件释放的液压受到了控制。另外，施加到多个同步设备和致动器的电流在双 离合器变速器中受到了控制。
[0036] 车轮速度传感器15检测车辆的车轮旋转速度，并且安装在车辆的车轮上。根据快 速制动，当车辆的车轮滑动时，车轮速度传感器15控制制动液压。
[0037] 重力加速度传感器16检测车辆的加速度。重力加速度传感器16可以另外安装到 车辆速度传感器14,并且可以直接检测车辆的加速度，或者重力加速度传感器16可以通过 将车辆速度传感器14检测到的车辆速度微分来计算车辆的加速度。
[0038] 另外，当车辆位于坡道上时，重力加速度传感器16可以检测纵向加速度。
[0039] 转向角度传感器17检测车辆的转向角度。这就是说，转向角度传感器17检测车 辆行驶的方向。
[0040] 全球定位系统（GPS)传感器18是用于获取车辆位置的传感器。根据现有技术， GPS传感器18可以根据三个或更多个卫星来计算关于距离的信息和时间信息，并且将三角 法应用到所计算的信息以便基于炜度、经度和海拔来精确地计算3D的当前位置信息。通过 使用三个卫星计算位置和时间信息以及通过使用单一卫星来修正所计算的位置和时间信 息的方法是常用的。同样，GPS传感器18可以通过连续地实时计算车辆的当前位置来计算 关于车辆的速度的信息。
[0041] 导航设备20是向驾驶员提供关于通向目的地的路线的信息的设备。导航设备20 可以包括存储器22和导航控制器24,所述存储器22存储关于前方道路的经压缩的信息，导 航控制器24执行导航设备20的一般控制。
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