一种用于估计坡度和滚动方向的方法
【技术领域】
[0001] 本说明涉及用于估计道路坡度和车辆滚动方向的方法。该方法对于包括没有特定 方向的车轮速度传感器的车辆是有用的。
【背景技术】
[0002] 车辆可以在各种道路表面上运行以将乘客送往他们所期望的目的地。车辆也可以 在这些道路表面上被停止并稍后重启。例如，车辆可以被停止并停靠在斜坡上以便引导车 辆上坡或下坡。如果斜坡具有高坡度，当车辆的变速器从驻车脱离时在发动机启动后车辆 可以在坡度的帮助下向上坡或向下坡滚动（rolling)。车辆驾驶员可以在变速器从驻车脱 离后通过应用车辆制动器阻止或减小车辆加速度。然而，如果车辆是自动停止和启动的车 辆，当驾驶员准备把车开走时由于发动机启动可能依赖于车辆制动器应用，因此应用车辆 制动器可能引起车辆的发动机停止。另一方面，如果驾驶员释放制动器以重启发动机，车辆 可以沿下坡方向加速。这样，当驾驶员只想要启动发动机时，将自动启动/停止的车辆停止 在斜坡上可允许车辆移动。因此，可以期望的是确定车辆是否停在斜坡上，以便采取限制车 辆运动的减缓动作。
【发明内容】
[0003] 在此发明人已经意识到上述缺点并已经开发了一种用于运行车辆的方法，包括： 响应于根据基于未标记的车轮速度和标记的特定车辆纵向加速度的相关系数估计的滚动 方向应用或调整致动器。
[0004] 通过响应于车辆滚动方向和/或道路坡度调整致动器，可能在自动发动机启动期 间减轻车辆运动的可能性。此外，当未标记的车辆速度传感器是用于确定车辆滚动方向和 道路坡度的基础时，会降低系统成本。例如，如果在基于未标记的特定车轮速度的车辆加速 度和基于标记的特定的加速计（如，包括标记的加速计输出）的车辆加速度之间被观察到 存在正相关，则可以确定车辆正向前方向滚动。如果在基于未标记的特定车轮速度的车辆 加速度和基于标记的特定的加速计的车辆加速度之间被观察到存在负相关，则可以确定车 辆正以相反的或向后的方向滚动。滚动方向可以被输入运动学方程以确立道路坡度，且道 路坡度可以允许致动器调整发动机扭矩和车辆制动器以补偿重力。
[0005] 在另一个实施例中，一种用于运行车辆的方法包括响应于坡度估计值调整致动 器，坡度估计值基于运动学方程；并且根据基于未标记的车轮速度和车辆纵向加速度的相 关系数而估计滚动方向。
[0006] 在另一个实施例中，致动器是车辆制动器。
[0007] 在另一个实施例中，致动器是变速器档位离合器。
[0008] 在另一个实施例中，致动器是发动机扭矩致动器。
[0009] 在另一个实施例中，坡度估计值基于坡度估计值的方差被进一步调整。
[0010] 在另一个实施例中，该方法还包括经由相关系数确定车辆滚动方向。
[0011] 在另一个实施例中，该方法还包括确定车辆滚动方向的置信水平/置信度。
[0012] 在另一个实施例中，提供车辆系统。该车辆系统包括：加速计、车轮速度传感器和 包括储存在永久性存储器中用于响应道路坡度估计值而调整致动器的可执行指令的控制 器，其中道路坡度估计值根据相关系数确定，相关系数从经由加速计指示的车辆加速度和 经由如车轮速度传感器确定的车辆加速度推导出。
[0013] 在另一个实施例中，车辆系统还包括附加的可执行指令以响应于道路坡度估计值 的方差而调整道路坡度估计值。
[0014] 在另一个实施例中，车辆系统还包括附加的可执行指令以基于相关系数确定滚动 方向的置信水平。
[0015] 在另一个实施例中，车辆系统还包括附加的可执行指令以比较置信水平与阈值置 信水平。
[0016] 在另一个实施例中，车辆系统还包括附加的可执行指令以响应于置信水平超过阈 值置信水平选择滚动方向的标记。
[0017] 本说明可以提供了若干优点。具体地，该方法在车辆停在斜坡上时可以允许发动 机自动地启动而不引起车辆移动。进一步地，该方法可以提供滚动方向和道路坡度而不必 使用标记的车轮速度传感器，因此降低系统成本。更进一步地，该方法可以允许发动机扭矩 致动器被调整至对抗重力而不产生不必要的发动机扭矩的水平。
[0018] 当单独或结合附图时，本说明的上述优点和其他优点以及特征将根据以下的具体 实施方式易于理解。
[0019] 应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实 施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保 护的主题的范围由随附于【具体实施方式】的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不 限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0020] 当单独或参考附图时，通过阅读本文被称为【具体实施方式】的示例实施例将更充分 地理解在此所描述的优点。其中：
[0021] 图1示出了车辆的示例发动机；
[0022] 图2示出了发动机在其中运行的示例车辆；
[0023] 图3示出了示例车辆运行顺序；以及
[0024] 图4示出了用于估计道路坡度和车辆滚动方向的示例方法。
【具体实施方式】
[0025] 本说明涉及用于改善车辆运行而估计道路坡度和车辆滚动方向。车辆可以是如图 2所示的客车或商用车辆。该车辆可以包括在如图1中所示的发动机。该发动机可以自动 停止和启动以节省燃料。图3示出了用于车辆的示例运行顺序，其中车辆滚动方向被确定。 最后，图4是用于运行车辆的方法的流程图，其中道路坡度和滚动方向被确定。该方法包括 响应于道路坡度和/或车辆滚动方向调整各种车辆致动器。
[0026] 参考图1，包括多个汽缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中图1 示出了多个汽缸中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和活塞36被布置在其中的汽缸 壁32并且活塞36连接至曲轴40。飞轮97和环形齿轮99耦接至曲轴40。启动器96包括 小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择地推进小齿轮95以啮合环形齿轮99。启 动器96可以被直接地安装至发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，启动器96可 以经由带或链选择地向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，当未接合至发动机曲轴时，启动 器96处于基本状态。启动器96可以自动地接合以启动发动机10,而不需要驾驶员激活具 有唯一的启动/停止发动机的功能的装置（如，点火开关）。
[0027] 燃烧室30被示出经由各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48 连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53运行。进气凸轮51的位置 可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。进 气凸轮51和排气凸轮53可以经由气门调整机构71和73相对于曲轴40被移动。气门调 整机构71和73也可使处在闭合位置的进气和/或排气门停用，以便在汽缸循环期间进气 门52和排气门54保持关闭。
[0028] 燃料喷射器66示出被定位成将燃料直接喷入汽缸30,其为本领域的技术人员所 熟悉的直接喷射。可替代地，燃料可以被喷射至进气道，其为本领域的技术人员所熟悉进气 道喷射。燃料喷射器66输送与来自控制器12的信号的脉冲宽度成比例的液体燃料。燃料 由包括燃料箱、燃料泵和燃油轨道（未示出）的燃料系统（未示出）被输送至燃料喷射器 66。在一个示例中，可以使用高压、双级燃料系统以产生较高的燃料压力。此外，进气歧管 44被示出与可选的电子节气门62连通，电子节气门62调整节流板64的位置以控制从空气 进气装置42至进气歧管44的空气流。在一些示例中，节气门62和节流板64可以被定位 在进气门52和进气歧管44之间，以便节气门62是进气道节气门。
[0029] 无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。 通用排气氧（UEGO)传感器126被示出耦接至催化转化器70上游的排气歧管48。可替代 地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。
[0030] 在一个示例中，转化器70可以包括多块催化剂砖。在另一个示例中，可以使用每 个具有多块砖的多个排放控制装置。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化剂。
[0031] 控制器12在图1中被示为常规微型计算机，其包括：微处理器单元（CPU) 102、 输入/输出端口（I/O) 104、只读存储器（ROM) 106(如，永久性存储器）、随机存取存储器 (RAM) 108、保活存储器（KAM) 110以及常规数据总线。控制器12被示出，其接收来自被耦接 至发动机10的传感器的各种信号，除了之前讨论的那些信号外，还包括：来自耦接至冷却 套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度（ECT);親接至加速器踏板130用于感测由 驾驶员132施加的力的位置传感器134 ;来自耦接至进气歧管44的压力传感器122的发动 机歧管压力（MAP)的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传 感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；当驾驶员132施加制动踏板150 时，来自制动踏板位置传感器154的制动踏板位置；以及来自传感器58的节气门位置的测 量值。大气压力也可被感测（传感器未被示出）用于由控制器12处理。在本说明的一个 优先方面，发动机位置传感器118在曲轴每旋转一次产生预定数量的等距脉冲，从而可以 确定发动机转速（RPM)。
[0032] 在一些示例中，发动机在混合动力车辆中可以被耦接至电动马达/电池系统。此 外，在一些示例中，也可采用其他发动机配置，例如柴油发动机。
[0033] 在运行期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环：该循环包括进气冲 程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，通常排气门54关闭而进气门52打 开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30,并且活塞36移至汽缸的底部以便增加燃烧室 30内的体积。活塞36接近汽缸的底部并且在其冲程结束（如，当燃烧室30处于其最大体 积时）的位置通常被本领域的技术人员称为下止点（BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和 排气门54均被关闭。活塞36向汽缸盖移动以便压缩在燃烧室30内的空气。活塞36在其 冲程结束并且离汽缸盖最近（如，当燃烧室30处于其最小体积时）的点通常被本领域的技 术人员称为上止点（TDC)。在下文中称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文中称 为点火的过程中，喷射的燃料由已知的点火方式（如火花塞92)点燃，从而导致燃烧。在膨 胀冲程期间，膨胀气体将活塞36推回BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。 最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧后的空气燃料混合物释放至排气歧管48并 且活