用于测量车辆倾斜度的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种使用加速度传感器来测量车辆倾斜度的系统和方法，其可通过调节车辆的驱动状态来改善倾斜度测量的响应性能。该系统包括：高通滤波器，配置成对感测车辆行驶加速度的加速度传感器的输出信号进行高通滤波；以及控制单元，配置成从加速度传感器的原始输出信号中扣减由高通滤波器滤波后的加速度传感器的输出信号，计算预设的截止频率以下的加速度传感器的扣减后输出信号，并基于加速度传感器的截止频率以下的扣减后输出信号来计算倾斜度。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2012年7月30日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-0083192号优先权及其权益，其全部内容通过引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及一种用于测量车辆的倾斜度的系统和方法，更具体地，涉及一种，其能够通过调节车辆的驱动状态来测量倾斜度。
技术介绍
通常而言，当车辆在相对于基准面的倾斜面上驱动时，该车辆在倾斜状态下行驶。沿着车辆驱动方向的倾斜度被用于多种目的。例如，倾斜度可用来改善燃油效率并确定车辆的换挡模式。此外，道路的倾斜度可用于在车辆启动时防止打滑。而且，车辆的倾斜度可用于确定导航的行驶路径、控制车辆的位置、改善车辆的燃油效率、检测车辆的实时能耗坐寸ο可通过多种方法测量倾斜度，例如大气压力传感器、加速度传感器、电子罗盘以及陀螺仪传感器，但加速度传感器最常用。当通过使用加速度传感器来测量倾斜角时，可使用低通滤波器(LPF)对加速度传感器的信号进行滤波。通过使用加速度传感器和低通滤波器来测量倾斜度的方法实例在图1中示出。参见图1，监测(例如，接收)加速度传感器的信号来测量倾斜度，并基于加速度传感器的信号来计算车辆的加速度。此外，为消除加速度传感器的传感器中的高频分量和信号噪声，通过低通滤波器对加速度传感器的信号进行滤波。当加速度传感器的信号使用低通滤波器滤波时，基于滤波后的加速度传感器信号来计算倾斜度，并且通过低通滤波器对计算出的倾斜度值的信号进行滤波来消除在计算出的倾斜度值中的噪声信号，以输出最终倾斜度值。但是，根据前述测量倾斜度的方法，低通滤波器被用来消除加速度传感器信号中的高频分量和/或噪声信号，可能引起以下问题。如图2所示，当增大低通滤波器的增益值来改善车速稳定区间的性能时，可能会产生响应时间的延迟。当响应时间被延迟时，会以之前测量的倾斜度值来操作在无倾斜度的地点处的车辆。与之相反，当减小低通滤波器的增益值来改善响应性能时，高频分量可能反映在倾斜度中，从而降低测量出的倾斜度的可靠性。此外，根据相关技术中测量倾斜度的方法，由于在每个滤波步骤中使用多个滤波器来获得稳定的倾斜度，相比较于实际的倾斜度值，测量出的倾斜度值可能会减小。以上在该章节公开的信息仅为加强对本专利技术背景的理解，因此其可能包含不构成该国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术致力于提供，其优点在于，通过使用高通滤波器(HPF)和低通滤波器(LPF)的独特特性来有效去除加速度传感器的噪声信号和高频分量，以根据车辆的行驶状态来改善倾斜度测量的响应性能。此外，本专利技术致力于提供，其优点在于，通过施加率限制(rate limit)来防止倾斜度的突然变化并且根据车辆行驶速度来区分(differentiate)滤波增益值,从而根据车辆的行驶状态来改善倾斜度测量的响应性能。本专利技术的示例性实施方式提供一种使用加速度传感器来测量车辆倾斜度的系统，包括:高通滤波器，配置成对感测车辆行驶加速度的加速度传感器的输出信号进行滤波；扣减单元，配置成扣减加速度传感器的输出信号并计算预设截止频率以下的加速度传感器的输出信号；以及计算单元，配置成基于加速度传感器的截止频率以下的输出信号来计算倾斜度。系统还可包括:低通滤波器，配置成对计算单元计算出的倾斜度信号进行滤波；以及倾斜度输出单元，配置成将低通滤波器滤波后的信号输出为倾斜度信号。系统还可包括倾斜度变化率限制处理单元，配置成当由低通滤波器滤波后的倾斜度信号值的变化率等于或大于预设值时，将信号值输出为限制到预设值的倾斜度信号值。系统还可包括:车速传感器，配置成感测车速；以及过滤器增益调节单元，配置成设定与车速传感器感测到的车速相对应的高通滤波器或低通滤波器的增益并将所设的增益施加至高通滤波器或低通滤波器。本专利技术的另一示例性实施方式提供一种通过使用加速度传感器来测量车辆倾斜度的方法，包括:使用高通滤波器对感测车辆行驶加速度的加速度传感器的输出信号进行滤波；从加速度传感器的原始输出信号扣减加速度传感器的高通滤波后输出信号，并计算预设截止频率以下的加速度传感器的输出信号；以及，基于加速度传感器的截止频率以下的输出信号来计算倾斜度。该方法还可包括:使用低通滤波器对计算出的倾斜度信号进行滤波；以及当倾斜度的低通滤波后信号值的变化率等于或大于预设值时，将倾斜度的低通滤波后信号值输出为限制到预设值的倾斜度信号值。该方法还可包括:感测车速；以及设定与车速相应的高通滤波器或低通滤波器的增益并将所设定的增益施加至高通滤波器或低通滤波器。如上所述，根据本专利技术的示例性实施方式，通过利用高通滤波器(用PF)和低通滤波器(LPF)的独特特性而大体除去加速度传感器的噪声信号和高频分量，可以根据车辆的行驶状态而改善倾斜度测量的响应性能。此外，根据本专利技术的示例性实施方式,根据倾斜度变化率的识别，当倾斜度的变化率超过预设变化率时，可以通过限制倾斜度的变化率来防止倾斜度的突然变化。另外，根据本专利技术的示例性实施方式，可以根据车速区分滤波增益值，从而根据车辆的行驶状态来改善倾斜度测量的响应性能和可靠性。【附图说明】图1是根据相关技术的使用加速度传感器来测量车辆倾斜度的方法的示例性流程图。图2是描述图1中方法的问题的示例图。图3是根据本专利技术示例性实施方式的使用加速度传感器来测量车辆倾斜度的系统的示例图。图4A到4C是示出根据本专利技术示例性实施方式的图3所示系统的操作的示例图。图5到7是示出根据本专利技术另一示例性实施方式的使用加速度传感器来测量车辆倾斜度的系统的示例图。图8是根据本专利技术示例性实施方式的使用加速度传感器来测量车辆倾斜度的方法的示例性流程图。图9是示出根据本专利技术示例性实施方式的使用加速度传感器来测量车辆倾斜度的系统和方法的改善性能的示例图。【具体实施方式】应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元以执行示例性进程，但应明白的是，示例性进程还可由一个或多个模块执行。另外，应当理解的是，术语“控制器”是指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器被配置成存储模块/单元，处理器被具体配置成执行该模块以进行将在以下进一步描述的一个或更多进程。此外，本专利技术的控制逻辑可以具体表现为，在含有由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光数据存储装置。计算机可读记录介质也可以在连接网络的计算机系统中分布，从而计算机可读媒体可以通过例如远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)以分布方式存储并执行。本文使用的术语仅仅是为了说明【具体实施方式】，而不是意在限制本专利技术。如本文所使用的，单数形式“一个、一种、该”也意在包括复数形式，除非上下文中另外清楚指明。还应当理解的是，在说明书中使用的术语“包括、包含、含有”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用加速度传感器来测量车辆的倾斜度的系统，包括：高通滤波器，配置成对所述加速度传感器的输出信号进行高通滤波，所述加速度传感器感测所述车辆的行驶加速度；控制器，配置成从所述加速度传感器的原始输出信号中扣减由所述高通滤波器滤波后的所述加速度传感器的输出信号；计算预设截止频率以下的所述加速度传感器的扣减后输出信号；并且基于所述加速度传感器的截止频率以下的扣减后输出信号来计算倾斜度。

【技术特征摘要】
2012.07.30 KR 10-2012-00831921.一种使用加速度传感器来测量车辆的倾斜度的系统，包括: 高通滤波器，配置成对所述加速度传感器的输出信号进行高通滤波，所述加速度传感器感测所述车辆的行驶加速度； 控制器，配置成 从所述加速度传感器的原始输出信号中扣减由所述高通滤波器滤波后的所述加速度传感器的输出信号； 计算预设截止频率以下的所述加速度传感器的扣减后输出信号；并且 基于所述加速度传感器的截止频率以下的扣减后输出信号来计算倾斜度。2.根据权利要求1所述的系统，还包括: 低通滤波器，配置成对计算出的信号进行低通滤波，其中，所述控制器还配置成将由所述低通滤波器滤波后的信号输出为倾斜度信号。3.根据权利要求2所述的系统，其中， 所述控制器还配置成: 输出所述倾斜度信号的信号值，其中当所述倾斜度信号的值的变化率等于或大于预设值时，将该值限制到所述预设值。4.根据权利要求1所述的系统，还包括: 车速传感器，配置成感测车速，其中，所述控制器还配置成设定与所述车速传感器感测到的车速相对应的所述高通滤波器的增益，并将所设定的增益应用于所述高通滤波器。5.根据权利要求4所述的系统，其中， 所述控制器还配置成，设定与所述车速传感器感测到的车速相对应的所述低通滤波器的增益，并将所设定的增益应用于所述低通滤波器。6.一种使用加速度传感器来测量车辆的倾斜度的方法，包括: 通过高通滤波器，对所述加速度传感器的输出信号进行滤波，所述加速度传感器感测所述车辆的行驶加速度； 通过控制器，从所述加速度传感器的原始输出信号中扣减所述加速度传感器的高通滤波后的输出信号； 通过所述控制器，计算预设截止频率以下的所述加速度传感器的扣减后输出信号；以及 通过所述控制器，基于所述加速度传感器的截止频率以下的扣减后输出信号来计算倾斜度。7.根据权利要求6所述的方法，还包括: 通过低通滤波器，对计算出的倾斜度信号进行滤波；以及 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔榕珏，朴逸权，赵镇国，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：