[發明專利]一種車輛加速度及所處坡度的測量裝置與計算方法

在審

• 申請號: 201710441892.2
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107132377A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 李占江;高超;任鋼;黃葳;孫陽
• 申請（專利權）人: 南京越博動力系統股份有限公司
• 主分類號: G01P15/00
• 分類號: G01P15/00;G01P3/00;G01C9/00
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司11282
• 代理人: 白鳳武

1.一種車輛加速度及所處坡度的測量裝置，其特征在于，包括加速度傳感器、陀螺儀傳感器、微控制器、電源模塊和通信模塊，所述加速度傳感器、陀螺儀傳感器、電源模塊和通信模塊分別與微控制器相連，所述加速度傳感器為兩軸式或三軸式。

2.根據權利要求1所述的車輛加速度及所處坡度的測量裝置，其特征在于，所述陀螺儀傳感器為一軸或多軸陀螺儀傳感器。

3.根據權利要求1所述的車輛加速度及所處坡度的測量裝置，其特征在于，所述微控制器還連接有溫度傳感器，所述微控制器內部設有溫度補償芯片。

4.根據權利要求1所述的車輛加速度及所處坡度的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置設有外殼，所述外殼上設有減震器。

5.一種車輛加速度及所處坡度的計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)設定車輛前進方向為y軸，車輛底盤的垂直方向為z軸；

(2)計算加速度實際值a_實際值：

(2.1)通過加速度傳感器沿y軸方向測得實時的加速度測量值a_測量值；

(2.2)通過加速度傳感器沿z軸方向測得實時的坡度測量值的絕對值|θ_測量值|；

(2.3)計算車輛的加速度實際值：

當車輛處于上坡狀態時：加速度實際值a_實際值＝a_測量值-g×sin|θ_測量值|；

當車輛處于下坡狀態時：加速度實際值a_實際值＝a_測量值+g×sin|θ_測量值|；

其中，g為重力加速度；

(3)計算車輛所處的實際坡度值：

(3.1)在車輛啟動時通過加速度傳感器沿y軸測得初始坡度值θ₀，并用加速度傳感器沿z軸的坡度測量值進行校對；

(3.2)通過陀螺儀傳感器沿y軸測得坡度變化的角速度ω，進而計算坡度變化值△θ，計算公式為：

Δθ=∫t0tωdt,]]>

其中，t表示時間，t₀表示初始時間；

(3.3)計算車輛所處的實際坡度值：θ＝θ₀+△θ。

6.根據權利要求5所述的車輛加速度及所處坡度的計算方法，其特征在于，步驟(2.1)中，加速度測量值a_測量值＝g×((Vouty－2.5)/S)，其中，Vouty表示加速度傳感器測量的沿y軸的輸出模擬電壓信號值，S表示加速度傳感器的敏感度常數，g表示重力加速度。

7.根據權利要求5所述的車輛加速度及所處坡度的計算方法，其特征在于，步驟(2.2)中，坡度測量值的絕對值|θ_測量值|＝arc cos((Voutz－2.5)/S)，其中Voutz表示加速度傳感器測量的沿z軸的輸出模擬電壓信號值，S表示加速度傳感器的敏感度常數。

8.根據權利要求5所述的車輛加速度及所處坡度的計算方法，其特征在于，步驟(3.1)中，加速度傳感器沿y軸測得的初始坡度值θ₀＝arcsin((Vouty－2.5)/S)|_t＝0。

9.根據權利要求5所述的車輛加速度及所處坡度的計算方法，其特征在于，步驟(3.1)中，當加速度傳感器沿y軸測得初始坡度值θ₀與沿z軸的坡度測量值之間相差2度以內時，則判定加速度傳感器沿y軸測得的初始坡度值θ₀測量準確；若相差超過2度，則判定加速度傳感器出現故障。

10.根據權利要求6～9任一項所述的車輛加速度及所處坡度的計算方法，其特征在于，所述加速度傳感器的型號為SCA61。