一種用于估計坡度和滾動方向的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本說明涉及用于估計道路坡度和車輛滾動方向的方法。該方法對于包括沒有特定 方向的車輪速度傳感器的車輛是有用的。
【背景技術(shù)】
[0002] 車輛可以在各種道路表面上運行以將乘客送往他們所期望的目的地。車輛也可以 在這些道路表面上被停止并稍后重啟。例如，車輛可以被停止并?？吭谛逼律弦员阋龑?dǎo)車 輛上坡或下坡。如果斜坡具有高坡度，當(dāng)車輛的變速器從駐車脫離時在發(fā)動機啟動后車輛 可以在坡度的幫助下向上坡或向下坡滾動（rolling)。車輛駕駛員可以在變速器從駐車脫 離后通過應(yīng)用車輛制動器阻止或減小車輛加速度。然而，如果車輛是自動停止和啟動的車 輛，當(dāng)駕駛員準(zhǔn)備把車開走時由于發(fā)動機啟動可能依賴于車輛制動器應(yīng)用，因此應(yīng)用車輛 制動器可能引起車輛的發(fā)動機停止。另一方面，如果駕駛員釋放制動器以重啟發(fā)動機，車輛 可以沿下坡方向加速。這樣，當(dāng)駕駛員只想要啟動發(fā)動機時，將自動啟動/停止的車輛停止 在斜坡上可允許車輛移動。因此，可以期望的是確定車輛是否停在斜坡上，以便采取限制車 輛運動的減緩動作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 在此發(fā)明人已經(jīng)意識到上述缺點并已經(jīng)開發(fā)了一種用于運行車輛的方法，包括： 響應(yīng)于根據(jù)基于未標(biāo)記的車輪速度和標(biāo)記的特定車輛縱向加速度的相關(guān)系數(shù)估計的滾動 方向應(yīng)用或調(diào)整致動器。
[0004] 通過響應(yīng)于車輛滾動方向和/或道路坡度調(diào)整致動器，可能在自動發(fā)動機啟動期 間減輕車輛運動的可能性。此外，當(dāng)未標(biāo)記的車輛速度傳感器是用于確定車輛滾動方向和 道路坡度的基礎(chǔ)時，會降低系統(tǒng)成本。例如，如果在基于未標(biāo)記的特定車輪速度的車輛加速 度和基于標(biāo)記的特定的加速計（如，包括標(biāo)記的加速計輸出）的車輛加速度之間被觀察到 存在正相關(guān)，則可以確定車輛正向前方向滾動。如果在基于未標(biāo)記的特定車輪速度的車輛 加速度和基于標(biāo)記的特定的加速計的車輛加速度之間被觀察到存在負(fù)相關(guān)，則可以確定車 輛正以相反的或向后的方向滾動。滾動方向可以被輸入運動學(xué)方程以確立道路坡度，且道 路坡度可以允許致動器調(diào)整發(fā)動機扭矩和車輛制動器以補償重力。
[0005] 在另一個實施例中，一種用于運行車輛的方法包括響應(yīng)于坡度估計值調(diào)整致動 器，坡度估計值基于運動學(xué)方程；并且根據(jù)基于未標(biāo)記的車輪速度和車輛縱向加速度的相 關(guān)系數(shù)而估計滾動方向。
[0006] 在另一個實施例中，致動器是車輛制動器。
[0007] 在另一個實施例中，致動器是變速器檔位離合器。
[0008] 在另一個實施例中，致動器是發(fā)動機扭矩致動器。
[0009] 在另一個實施例中，坡度估計值基于坡度估計值的方差被進一步調(diào)整。
[0010] 在另一個實施例中，該方法還包括經(jīng)由相關(guān)系數(shù)確定車輛滾動方向。
[0011] 在另一個實施例中，該方法還包括確定車輛滾動方向的置信水平/置信度。
[0012] 在另一個實施例中，提供車輛系統(tǒng)。該車輛系統(tǒng)包括：加速計、車輪速度傳感器和 包括儲存在永久性存儲器中用于響應(yīng)道路坡度估計值而調(diào)整致動器的可執(zhí)行指令的控制 器，其中道路坡度估計值根據(jù)相關(guān)系數(shù)確定，相關(guān)系數(shù)從經(jīng)由加速計指示的車輛加速度和 經(jīng)由如車輪速度傳感器確定的車輛加速度推導(dǎo)出。
[0013] 在另一個實施例中，車輛系統(tǒng)還包括附加的可執(zhí)行指令以響應(yīng)于道路坡度估計值 的方差而調(diào)整道路坡度估計值。
[0014] 在另一個實施例中，車輛系統(tǒng)還包括附加的可執(zhí)行指令以基于相關(guān)系數(shù)確定滾動 方向的置信水平。
[0015] 在另一個實施例中，車輛系統(tǒng)還包括附加的可執(zhí)行指令以比較置信水平與閾值置 信水平。
[0016] 在另一個實施例中，車輛系統(tǒng)還包括附加的可執(zhí)行指令以響應(yīng)于置信水平超過閾 值置信水平選擇滾動方向的標(biāo)記。
[0017] 本說明可以提供了若干優(yōu)點。具體地，該方法在車輛停在斜坡上時可以允許發(fā)動 機自動地啟動而不引起車輛移動。進一步地，該方法可以提供滾動方向和道路坡度而不必 使用標(biāo)記的車輪速度傳感器，因此降低系統(tǒng)成本。更進一步地，該方法可以允許發(fā)動機扭矩 致動器被調(diào)整至對抗重力而不產(chǎn)生不必要的發(fā)動機扭矩的水平。
[0018] 當(dāng)單獨或結(jié)合附圖時，本說明的上述優(yōu)點和其他優(yōu)點以及特征將根據(jù)以下的具體 實施方式易于理解。
[0019] 應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在具體實 施方式中被進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保 護的主題的范圍由隨附于【具體實施方式】的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護的主題不 限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0020] 當(dāng)單獨或參考附圖時，通過閱讀本文被稱為【具體實施方式】的示例實施例將更充分 地理解在此所描述的優(yōu)點。其中：
[0021] 圖1示出了車輛的示例發(fā)動機；
[0022] 圖2示出了發(fā)動機在其中運行的示例車輛；
[0023] 圖3示出了示例車輛運行順序；以及
[0024] 圖4示出了用于估計道路坡度和車輛滾動方向的示例方法。
【具體實施方式】
[0025] 本說明涉及用于改善車輛運行而估計道路坡度和車輛滾動方向。車輛可以是如圖 2所示的客車或商用車輛。該車輛可以包括在如圖1中所示的發(fā)動機。該發(fā)動機可以自動 停止和啟動以節(jié)省燃料。圖3示出了用于車輛的示例運行順序，其中車輛滾動方向被確定。 最后，圖4是用于運行車輛的方法的流程圖，其中道路坡度和滾動方向被確定。該方法包括 響應(yīng)于道路坡度和/或車輛滾動方向調(diào)整各種車輛致動器。
[0026] 參考圖1，包括多個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機10由電子發(fā)動機控制器12控制，其中圖1 示出了多個汽缸中的一個汽缸。發(fā)動機10包括燃燒室30和活塞36被布置在其中的汽缸 壁32并且活塞36連接至曲軸40。飛輪97和環(huán)形齒輪99耦接至曲軸40。啟動器96包括 小齒輪軸98和小齒輪95。小齒輪軸98可以選擇地推進小齒輪95以嚙合環(huán)形齒輪99。啟 動器96可以被直接地安裝至發(fā)動機的前面或發(fā)動機的后面。在一些示例中，啟動器96可 以經(jīng)由帶或鏈選擇地向曲軸40供應(yīng)扭矩。在一個示例中，當(dāng)未接合至發(fā)動機曲軸時，啟動 器96處于基本狀態(tài)。啟動器96可以自動地接合以啟動發(fā)動機10,而不需要駕駛員激活具 有唯一的啟動/停止發(fā)動機的功能的裝置（如，點火開關(guān)）。
[0027] 燃燒室30被示出經(jīng)由各自的進氣門52和排氣門54與進氣歧管44和排氣歧管48 連通。每個進氣門和排氣門可以由進氣凸輪51和排氣凸輪53運行。進氣凸輪51的位置 可以由進氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可以由排氣凸輪傳感器57確定。進 氣凸輪51和排氣凸輪53可以經(jīng)由氣門調(diào)整機構(gòu)71和73相對于曲軸40被移動。氣門調(diào) 整機構(gòu)71和73也可使處在閉合位置的進氣和/或排氣門停用，以便在汽缸循環(huán)期間進氣 門52和排氣門54保持關(guān)閉。
[0028] 燃料噴射器66示出被定位成將燃料直接噴入汽缸30,其為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所 熟悉的直接噴射?？商娲?，燃料可以被噴射至進氣道，其為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉進氣 道噴射。燃料噴射器66輸送與來自控制器12的信號的脈沖寬度成比例的液體燃料。燃料 由包括燃料箱、燃料泵和燃油軌道（未示出）的燃料系統(tǒng)（未示出）被輸送至燃料噴射器 66。在一個示例中，可以使用高壓、雙級燃料系統(tǒng)以產(chǎn)生較高的燃料壓力。此外，進氣歧管 44被示出與可選的電子節(jié)氣門62連通，電子節(jié)氣門62調(diào)整節(jié)流板64的位置以控制從空氣 進氣裝置42至進氣歧管44的空氣流。在一些示例中，節(jié)氣門62和節(jié)流板64可以被定位 在進氣門52和進氣歧管44之間，以便節(jié)氣門62是進氣道節(jié)氣門。
[0029] 無分電器點火系統(tǒng)88響應(yīng)于控制器12經(jīng)由火花塞92向燃燒室30提供點火火花。 通用排氣氧（UEGO)傳感器126被示出耦接至催化轉(zhuǎn)化器70上游的排氣歧管48?？商娲?地，雙態(tài)排氣氧傳感器可以代替UEGO傳感器126。
[0030] 在一個示例中，轉(zhuǎn)化器70可以包括多塊催化劑磚。在另一個示例中，可以使用每 個具有多塊磚的多個排放控制裝置。在一個示例中，轉(zhuǎn)化器70可以是三元型催化劑。
[0031] 控制器12在圖1中被示為常規(guī)微型計算機，其包括：微處理器單元（CPU) 102、 輸入/輸出端口（I/O) 104、只讀存儲器（ROM) 106(如，永久性存儲器）、隨機存取存儲器 (RAM) 108、?；畲鎯ζ鳎↘AM) 110以及常規(guī)數(shù)據(jù)總線?？刂破?2被示出，其接收來自被耦接 至發(fā)動機10的傳感器的各種信號，除了之前討論的那些信號外，還包括：來自耦接至冷卻 套管114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻液溫度（ECT);親接至加速器踏板130用于感測由 駕駛員132施加的力的位置傳感器134 ;來自耦接至進氣歧管44的壓力傳感器122的發(fā)動 機歧管壓力（MAP)的測量值；來自感測曲軸40位置的霍爾效應(yīng)傳感器118的發(fā)動機位置傳 感器；來自傳感器120的進入發(fā)動機的空氣質(zhì)量的測量值；當(dāng)駕駛員132施加制動踏板150 時，來自制動踏板位置傳感器154的制動踏板位置；以及來自傳感器58的節(jié)氣門位置的測 量值。大氣壓力也可被感測（傳感器未被示出）用于由控制器12處理。在本說明的一個 優(yōu)先方面，發(fā)動機位置傳感器118在曲軸每旋轉(zhuǎn)一次產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等距脈沖，從而可以 確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速（RPM)。
[0032] 在一些示例中，發(fā)動機在混合動力車輛中可以被耦接至電動馬達(dá)/電池系統(tǒng)。此 外，在一些示例中，也可采用其他發(fā)動機配置，例如柴油發(fā)動機。
[0033] 在運行期間，發(fā)動機10內(nèi)的每個汽缸通常經(jīng)歷四沖程循環(huán)：該循環(huán)包括進氣沖 程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。在進氣沖程期間，通常排氣門54關(guān)閉而進氣門52打 開。空氣經(jīng)由進氣歧管44被引入燃燒室30,并且活塞36移至汽缸的底部以便增加燃燒室 30內(nèi)的體積?；钊?6接近汽缸的底部并且在其沖程結(jié)束（如，當(dāng)燃燒室30處于其最大體 積時）的位置通常被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱為下止點（BDC)。在壓縮沖程期間，進氣門52和 排氣門54均被關(guān)閉。活塞36向汽缸蓋移動以便壓縮在燃燒室30內(nèi)的空氣。活塞36在其 沖程結(jié)束并且離汽缸蓋最近（如，當(dāng)燃燒室30處于其最小體積時）的點通常被本領(lǐng)域的技 術(shù)人員稱為上止點（TDC)。在下文中稱為噴射的過程中，燃料被引入燃燒室。在下文中稱 為點火的過程中，噴射的燃料由已知的點火方式（如火花塞92)點燃，從而導(dǎo)致燃燒。在膨 脹沖程期間，膨脹氣體將活塞36推回BDC。曲軸40將活塞運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。 最后，在排氣沖程期間，排氣門54打開以將燃燒后的空氣燃料混合物釋放至排氣歧管48并 且活