[发明专利]基于纵向加速度传感器输出来估算道路坡度的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

此申请要求2014年4月1日提交的第61/973,573号美国临时申请的权益。上述申请的公开内容在此通过引用全部并入本文。

技术领域

本公开涉及内燃发动机，更具体地，涉及基于车辆中的纵向加速度传感器的输出来估算道路坡度的系统和方法。

背景技术

这里所提供的背景描述用于总地说明本公开的内容的目的。署名发明人的工作（就此背景技术部分描述的程度而言）、以及在递交申请时尚不属于现有技术的描述的各个方面，既非明确、也非暗示可作为破坏本公开的现有技术。

一些传动系控制系统估算车辆正在其上行驶的道路的坡度并基于估算出的道路坡度控制发动机和变速器。举例来说，在正常情况下，传动系控制系统可以在发动机空转时自动停止发动机且在制动踏板被释放或加速踏板被施力时自动重新启动发动机。但是，当估算出的道路坡度大于预定坡度，表明车辆在陡坡上时，传动系控制系统可以阻止自动停止发动机。在另一示例中，传动系控制系统可以基于估算出的道路坡度调整变速器的换档形式。

道路坡度典型地使用例如以下关系来估算

（1）

其中α是道路坡度，F_g是由于重力作用在车辆上的力，F_α是由于道路坡度作用在车辆上的力，m是车辆的质量，且a_g是车辆由于重力产生的加速度。车辆的质量可以基于乘客的假设数量和假设的有效载荷来预定。车辆由于重力产生的加速度可以是预定值（例如9.8米每平方秒）。

由于道路坡度作用在车辆上的力典型地使用例如以下关系来估算

（2）

其中∑F是作用在车辆上的纵向力的总和，F_ENG是由于发动机的扭矩输出作用在车辆上的力，F_AD是作用在车辆上的气动力，F_α是由于道路坡度作用在车辆上的力，m是车辆的质量，且a_L是车辆的纵向加速度。由于发动机的扭矩输出作用在车辆上的力可以基于测量出的发动机工作状况来估算。作用在车辆上的气动力可以基于假设的风力来估算。车辆的纵向加速度可以基于测量出的车辆速度来确定。

传动系控制系统典型地假设，当基于发动机的工作状况来估算车辆中的发动机的扭矩输出时车辆正在移动。另外，典型地用于估算由于道路坡度作用在车辆上的力的关系不计入由于制动作用在车辆上的力。由此，如果车辆停止或如果制动器被施力，则传动系控制系统典型地不会由于估算出的道路坡度中的可能的不准确性来估算道路坡度。进一步，即使当车辆正在移动且制动器未被施力，估算出的道路坡度也可能由于在估算道路坡度时做出的其他假设而不准确。这些其他假设可以包括假设的乘客数量、假设的有效载荷和/或假设的风力。

估算出的道路坡度中的不准确性可能对传动系控制系统基于估算出的道路坡度来控制发动机和变速器的能力产生不利影响。举例来说，估算出的道路坡度可能错误地指示车辆在陡坡上。从而，传动系控制系统可能不会如所期望地在发动机空转时自动地停止发动机，这可能不利地影响到燃料经济性。

发明内容

根据本公开的原理的系统包括纵向加速度估算模块、车辆纵向加速度传感器、道路坡度估算模块和致动器控制模块。纵向加速度估算模块基于变速器输出速度和轮速中的至少一个来估算车辆的纵向加速度。车辆纵向加速度传感器测量车辆的纵向加速度。道路坡度估算模块基于估算出的纵向加速度和测量出的纵向加速度来估算车辆所行驶道路的坡度。致动器控制模块基于估算出的道路坡度来控制车辆的致动器。

本发明还公开了以下技术方案。

1、一种系统，其包括：

纵向加速度估算模块，其基于变速器输出速度和轮速中的至少一个来估算车辆的纵向加速度；

车辆纵向加速度传感器，其测量所述车辆的所述纵向加速度；

道路坡度估算模块，其基于估算出的纵向加速度和测量出的纵向加速度来估算所述车辆所行驶道路的坡度；以及

致动器控制模块，其基于估算出的道路坡度来控制所述车辆的致动器。

2、如方案1所述的系统，其进一步包括传感器偏移确定模块，所述传感器偏移确定模块确定所述测量出的纵向加速度中的偏移，其中所述道路坡度估算模块进一步基于所述偏移来估算所述道路坡度。

3、如方案2所述的系统，其中所述道路坡度估算模块基于所述测量出的纵向加速度与所述估算出的纵向加速度和所述偏移的总和之间的差来估算所述道路坡度。