用于确定有效道路坡度特性的系统和方法
【专利说明】用于确定有效道路坡度特性的系统和方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求美国临时专利申请号为61/915, 365,申请日为2013年12月12日 (案卷号为83391397)，标题为"基于规则的智能巡航控制（Rule Based Smart Cruise Control) "的优先权，其完整内容以其整体通过参考合并于此。
【背景技术】
[0003] 车辆控制操作，比如汽车巡航控制，可以取决于环境条件和影响车辆运动的有关 的力。例如，道路坡度是可以阻碍或推动车辆纵向运动的环境条件，并且，因此，比如巡航控 制这样的控制操作可以根据来自于车辆上的特定道路坡度的合力作用来调整。可能影响车 辆运动的其它条件，单独或与道路坡度结合以及彼此结合等，包括来自于逆风作用于车辆 上的力，车辆质量的改变，以及其它的空气动力效应。对于车辆控制系统来说，对这样的作 用于车辆上的力的总数精确地和有效地建模是值得期望的，但目前是困难的。
【发明内容】
[0004] 根据本发明，提供一种车辆系统，包含车辆内的计算机，计算机包含处理器和存储 器，其中计算机配置为：
[0005] 确定车辆的操作状态；
[0006] 从来自于第一传感器的数据中计算道路坡度值；
[0007] 从扭矩需求值中计算有效坡度值；
[0008] 更新建模变量以便当操作状态确定是稳定状态条件时，将道路坡度值实质上映射 到有效坡度值；以及
[0009] 采用道路坡度值和建模变量计算道路坡度特性。
[0010] 根据本发明的一个实施例，其中计算机进一步配置为从收集数据中估计扭矩需求 值。
[0011] 根据本发明的一个实施例，其中收集数据包括车辆速度数据，需求扭矩数据，以及 加速度数据中的至少一个。
[0012] 根据本发明的一个实施例，其中第一传感器是加速度计传感器。
[0013] 根据本发明的一个实施例，其中道路坡度值从来自于第一传感器和车辆速度传感 器的数据中计算。
[0014] 根据本发明的一个实施例，其中建模变量采用最小二乘计算来更新。
[0015] 根据本发明，提供一种方法，包含：
[0016] 确定车辆的操作状态；
[0017] 从来自于第一传感器的数据中计算道路坡度值；
[0018] 从扭矩需求值中计算有效坡度值；
[0019] 更新建模变量以便当操作状态确定是稳定状态条件时，将道路坡度值实质上映射 到有效坡度值；以及
[0020] 采用道路坡度值和建模变量计算道路坡度特性。
[0021 ] 根据本发明的一个实施例，进一步包含从收集数据中估计扭矩需求值。
[0022] 根据本发明的一个实施例，其中收集数据包括车辆速度数据，需求扭矩数据，以及 车辆加速度数据中的至少一个。
[0023] 根据本发明的一个实施例，其中第一传感器是加速度计传感器。
[0024] 根据本发明的一个实施例，其中道路坡度值从来自于第一传感器和车辆速度传感 器的数中计算。
[0025] 根据本发明的一个实施例，其中建模变量采用最小二乘计算来更新。
[0026] 根据本发明，提供一种永久的计算机可读介质，其有形地体现了使处理器执行操 作的计算机可执行指令，其中所述操作包含：
[0027] 确定车辆的操作状态；
[0028] 从来自于第一传感器的数据中计算道路坡度值；
[0029] 从扭矩需求值中计算有效坡度值；
[0030] 更新建模变量以便当操作状态确定是稳定状态条件时，将道路坡度值实质上映射 到有效坡度值；以及
[0031] 采用道路坡度值和建模变量计算道路坡度特性。
[0032] 根据本发明的一个实施例，操作进一步包含从收集数据中估计扭矩需求值。
[0033] 根据本发明的一个实施例，其中收集数据包括车辆速度数据，需求扭矩数据，以及 车辆加速度数据中的至少一个。
[0034] 根据本发明的一个实施例，其中第一传感器是加速度计传感器。
[0035] 根据本发明的一个实施例，其中道路坡度值从来自于第一传感器和车辆速度传感 器的数据中计算。
[0036] 根据本发明的一个实施例，其中建模变量采用最小二乘计算来更新。
【附图说明】
[0037] 图1说明了用于确定有效道路坡度特性的示例性车辆系统。
[0038] 图2是可以通过车辆系统实施的一个示例性程序的流程图。
【具体实施方式】
[0039] 道路坡度是许多具有可能会阻碍或推动车辆的纵向运动的相关的力的条件中的 一个。为了说明除了道路坡度以外的不可测量的力一一比如逆风，车辆质量的改变，未知的 空气动力效应等，可以计算或建模有效道路坡度。在比如巡航控制这样的应用中，阻碍车辆 运动的未知阻力的知识对于速度分布规划至关重要。
[0040] 根据本发明，在稳定状态接通电源的操纵中，有效坡度可以从测量的，感测的或估 计的扭矩和保持车辆在平坦道路上处于稳定状态所需的已知扭矩之间的差值中计算。在瞬 时扭矩或关闭电源操纵期间，力平衡不为零，因此，有效坡度不能有效地从估计的扭矩中计 算，例如，这样的计算将需要复杂得多的模型来捕获所有的动态效应，因此，那会相对更容 易受到误差和/或通过相对更复杂的计算机操作一一比如数字区别车辆的速度一一的车辆 加速度的估计的影响。根据本发明，道路坡度也可以计算，在所有的条件下，通过基于加速 度计的测量值，并且基于加速度计的道路坡度和测量的基于扭矩的有效坡度都通过道路坡 度特性的在线映射或更新得到使用，这个模型是基于在稳定状态，通电操纵期间的有效坡 度计算更新的。
[0041] 图1示意性地说明了示例性车辆100。示例性系统可以采取许多不同的形式，并且 包括多个和/或可选择的组件和设施。应当理解的是，所示的示例性组件不旨在限制，且可 以使用额外的或可选择的组件和/或实施方式。例如，车辆100可以是任何乘客或商用车 辆，比如汽车，卡车，运动型多用途车，公共汽车，火车，船，或飞机。
[0042] 进一步参照图1，一种示例性车辆100包括车辆计算装置或一般包括处理器和存 储器的计算机105,存储器包括一个或多个形式的计算机可读介质并且存储通过处理器可 执行的用于执行各种操作的指令，包括作为本文所公开的。车辆100的计算机105接收信 息，例如，来自一个或多个与车辆100的各种组件或条件有关的数据采集器110的收集数 据，例如，比如加速度计传感器系统，扭矩传感器系统，制动系统，转向系统，动力传动系统 等这样的组件和/或比如车辆100的扭矩需求，速度，加速度，齿距，偏航，摇摆等这样的条 件。计算机105可以包括多个计算装置，例如，控制器或类似物一一其包括在车辆100内用 于监测和/或控制各种车辆组件，例如，控制器模块106,发动机控制单元（E⑶)，传输控制 单元（TCU)等。计算机一般配置用于在控制器局域网（CAN)总线或类似物上通信。计算机 还可以具有与车载诊断连接器（OBD-II)的连接。通过CAN总线，OBD-II和/或其它有线 或无线的机构，计算机可以传递消息到车辆内的各种装置和/或从各种装置一一例如，控制 器，致动器，传感器等一一接收消息。可选地或另外，在计算机实际上包含多