包括在车辆运行期间的动态车辆质量和道路坡度估计的车辆控件制造技术

本发明专利技术公开了包括车辆质量动态估计和道路坡度估计的设备、方法和系统。一个示例性实施方案是一种方法，所述方法包括：操作车辆系统以推进车辆；利用控制器来确定车辆质量估计值和所述车辆质量估计值的不确定性；利用所述控制器相对于至少一个标准来评估所述车辆质量估计值的所述不确定性；如果所述车辆质量估计值的所述不确定性满足所述标准，利用所述控制器来确定道路坡度估计值；以及利用所述控制器根据所述道路坡度估计值来控制车辆速度和发动机输出中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本申请总体涉及用于在车辆运行期间估计车辆质量和/或道路坡度的设备、方法和系统以及包括所述设备、方法和系统的车辆控件。车辆质量和道路坡度可能对车辆运行具有显著影响并且可能影响燃料经济性以及感知到的对操作员控件的响应性，所述响应性有时被称为驾驶性能。可利用对这些和其他参数的估计来改进车辆运行的许多方面。用于估计或确定车辆质量和/或道路坡度的现有方法具有许多缺点和不足。仍然存在对本文所公开的独特且具有创造性的设备、方法、系统以及控件的显著需求。公开内容出于清楚、简明且准确地描述本专利技术的示例性实施方案、制造和使用本专利技术的方式和过程的目的并且为了能够实践、制造和使用本专利技术，现将参考某些示例性实施方案，包括图中示出的那些，并且将使用特定语言来描述所述示例性实施方案。然而应当理解，并不由此形成对本专利技术范围的限制，并且本专利技术包括并保护如本领域的技术人员将想出的所述示例性实施方案的此类替换、修改以及其他应用。专利技术概要一个示例性实施方案是一种方法，所述方法包括：操作车辆系统以推进车辆；利用控制器确定车辆质量估计值和所述车辆质量估计值的不确定性；如果所述车辆质量估计值的所述不确定性满足至少一个标准，利用所述控制器相对于所述标准来评估所述车辆质量估计值的不确定性；利用所述控制器确定道路坡度估计值；以及利用所述控制器根据所述道路坡度估计值来控制车辆速度和发动机输出中的至少一个。根据以下描述和附图，其他实施方案、形式、目标、特征、优点、方面和益处将变得显而易见。附图说明图1是示例性车辆系统的示意图。图2是示出用于车辆系统的示例性控件的框图。图3是示出用于车辆系统的示例性控制过程的流程图。图4是示出用于基于道路负载方差估计值来调整发动机速度和/或发动机转矩的示例性过程的流程图。图5是示出用于车辆系统的示例性控制过程的流程图。图6是示出用于车辆系统的示例性控制过程的流程图。图7是示出用于车辆系统的示例性控件的框图。图8是示出用于车辆系统的示例性控件的框图。具体实施方式参照图1，示出了示例性车辆系统100的示意图，所述车辆系统100包括被构造来产生用于车辆系统100的功率的发动机102，如内燃发动机。车辆系统100还包括变速器104，所述变速器104可操作地连接到发动机102以便调节发动机102的输出转矩并且将输出转矩传送到驱动轴106。图1所示的车辆系统100包括具有最终驱动108的后轮驱动配置，所述最终驱动108具有将驱动轴106连接到后轮轴112a和112b的后差速器110。所设想的是，可将车辆系统100的组件定位在整个车辆系统100中的不同位置。在一个非限制性实例中，在具有前轮驱动配置的车辆中，变速器可以是变速驱动桥并且最终驱动可驻留在车辆前部以便通过变速驱动桥将前轮轴连接到发动机。在所示的实施方案中，车辆系统100还包括两个前制动器116a和116b，所述前制动器116a和116b各自分别定位在前轮118a与前轮轴114a以及前轮118b与前轮轴114b之间并且可操作地连接到两个前轮118a和118b以及两个前轮轴114a和114b。车辆系统100还包括两个后制动器120a和120b，所述后制动器120a和120b各自分别定位在后轮122a与后轮轴112a以及后轮122b与后轮轴112b之间。所设想的是，车辆系统100可具有比图1中所示的更多或更少的轮胎和/或制动器。在某些实施方案中，车辆系统100还可包括未示出的各种组件，举例来说，如燃料系统(包括燃料箱)、制动系统、发动机进气系统以及发动机排气系统，所述发动机排气系统可包括排气后处理系统。车辆系统100包括电子或发动机控制单元(ECU)130，有时被称为电子或发动机控制模块(ECM)等，所述ECU130被引导用于调节和控制发动机102的运行。在车辆系统100中示出变速器控制单元(TCU)140，其被引导用于调节和控制变速器104。ECU130和TCU140各自彼此电通信并且通过控制器局域网(CAN)155与多个传感器、致动器以及车辆系统100的另外组件电通信。ECU130和TCU140可被构造来接收与车辆系统100相关的各种运行信息，包括：例如，发动机速度、变速器速度、发动机转矩、发动机功率、档位选择、加速器位置、制动踏板位置、环境温度、涡轮增压器增压压力、进气歧管压力、进气歧管温度、排气歧管压力、排气歧管温度、本地地平线预测信息、倾斜计信息以及GPS或远程信息处理信息。前述信息可由物理传感器、虚拟传感器或其组合提供。在某些实施方案中，ECU130和TCU140可组合成单个控制模块，通常被称为动力系控制模块(PCM)或动力系控制单元(PCU)等。所设想的是，可将ECU130整合在发动机102内和/或可将TCU140整合在变速器104内。用于车辆子系统的其他各种电子控制单元(例如像制动系统电子控制单元和巡航控制电子控制单元)通常存在于车辆系统100中，但是为了保持清晰，在车辆系统100中未示出用于车辆子系统的此类其他各种电子控制单元。车辆系统100还包括发动机功率管理(EPM)控制器150，所述EPM控制器150可操作地连接到用于接收车辆系统100传感器数据和条件的ECU130。EPM控制器150，其可专用于下文进一步详细公开的控件和过程中的一些或全部以及用于在车辆系统100中调节和控制发动机的另外控件。在所示的实施方案中，EPM控制器150与ECU130电通信。所设想的是，在某些实施方案中，EPM控制器可与TCU140电通信。在某些实施方案中，可将EPM控制器150的至少一部分整合在ECU130和/或TCU140内。EPM控制器150可进一步与车辆系统100中的用于接收和传送车辆系统100条件(例如像温度和压力条件)的多个车辆传感器中的一个或多个电通信。在图1所示的示例性实施方案中，导航和定位系统160，如安装在车辆系统100的外部的全球定位系统(GPS)装置和/或连接到车辆系统100的电子地平线装置，可电连接到EPM控制器150以便提供道路坡度信息。在某些实施方案中，可将来自导航和定位系统160的另外信息(例如像交通、海拔和/或天气条件)传送到EPM控制器150。所设想的是，在某些实施方案中，尤其是在导航和定位系统160未连接到EPM控制器150的情况下，当车辆沿着行进路线行进时，可将道路坡度信息编程到存储器中并可由EPM控制器150访问。所设想的是，可将本文所公开的控件、控制系统和控制装置与智能交通系统和服务(ITS)结合起来利用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制包括发动机和控制器的车辆系统的方法，所述方法包括：操作所述车辆系统以推进所述车辆；在所述车辆系统运行期间：利用所述控制器来确定车辆质量估计值和所述车辆质量估计值的不确定性，利用所述控制器相对于至少一个标准来评估所述车辆质量估计值的所述不确定性，如果所述车辆质量估计值的所述不确定性满足所述标准，利用所述控制器通过基于所述车辆系统的模型和所述车辆质量估计值递归地预测道路坡度、基于所述车辆系统运行的测量值校正所述预测值、以及提供所述校正的预测值作为所述道路坡度估计值来确定道路坡度估计值；以及利用所述控制器根据所述道路坡度估计值来控制车辆速度和发动机输出中的至少一个。

【技术特征摘要】
2014.09.23 US 62/054050;2015.08.31 US 14/8408611.一种控制包括发动机和控制器的车辆系统的方法，所述方法包括：
操作所述车辆系统以推进所述车辆；
在所述车辆系统运行期间：
利用所述控制器来确定车辆质量估计值和所述车辆质量估计值的不确定性，
利用所述控制器相对于至少一个标准来评估所述车辆质量估计值的所述不确定性，
如果所述车辆质量估计值的所述不确定性满足所述标准，利用所述控制器通过基于所
述车辆系统的模型和所述车辆质量估计值递归地预测道路坡度、基于所述车辆系统运行的
测量值校正所述预测值、以及提供所述校正的预测值作为所述道路坡度估计值来确定道路
坡度估计值；以及
利用所述控制器根据所述道路坡度估计值来控制车辆速度和发动机输出中的至少一
个。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述标准包括不确定性阈值，并且重复利用所述控制
器来确定所述车辆质量估计值和所述车辆质量估计值的所述不确定性以及利用所述控制
器相对于所述标准来评估所述车辆质量估计值的所述不确定性的动作，直到所述车辆质量
估计值的所述不确定性低于所述不确定性阈值。
3.如权利要求2所述的方法，其中在所述车辆质量估计值的所述不确定性被评估为低
于所述不确定性阈值之后，在运行期间固定所述车辆质量估计值。
4.如权利要求2所述的方法，其中在所述车辆质量估计值的所述不确定性被评估为低
于所述不确定性阈值之后，重复地确定所述车辆质量估计值。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述车辆质量估计值的所述重复确定是部分地基于
所述车辆坡度估计值。
6.如权利要求1所述的方法，其中提供为所述道路坡度估计的所述校正的预测值与至
少一个另外估计值相组合，并且所述组合的估计值被提供为用于所述道路坡度估计值的后
续递归确定的输入。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述至少一个另外估计值包括基于传感器信息的估
计值、基于将道路坡度数据拟合到预先确定的曲线的局部预测的估计值、以及至少部分地
基于从ITS系统接收的信息的道路坡度信息中的至少一个。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述传感器是倾斜计。
9.如权利要求6所述的方法，其中提供为所述道路坡度估计值的所述校正的预测值与
基于传感器信息的估计值和基于将道路坡度数据拟合到预先确定的曲线的局部预测的估
计值相组合。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述利用所述控制器确定所述道路坡度估计值利用
扩展卡尔曼滤波器。
11.一种系统，其包括：
车辆系统，所述车辆系统包括被构造来推进所述车辆的发动机；以及
控制器，所述控制器被构造来接收来自所述车辆系统的输入信号并且提供用于控制所
述车辆系统的输出信号，所述控制器被构造来：
在所述车辆系统运行期间重复地确定车辆质量估计值和所述车辆质量估计值的不确
定性，
当所述车辆质量估计值的所述不确定性低于不确定性阈值时，通过操作数字滤波器使
用所述车辆质量估计值和所述车辆系统的模型重复地预测道路坡度来确定道路坡度估计
值，
使用所述车辆系统的实际运行信息来校正所述预测值，并且将所述校正的预测值设定
为所述道路坡度估计值，并且
使用所述道路坡度估计值来控制车辆速度和发动机输出中的至少一个。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述控制器被构造来：一旦所述车辆质量估计值的
所述不确定性低于所述不确定性阈值，就停止所述重复确定所述车辆质量估计值和所述车
辆质量估计值的所述不确定性，直到满足重新起动条件。
13.如权利要求11所述的系统，其中所述数字滤波器被构造来动态地改变用于所述预
测的第一加权因子和用于所述实际运行信息的第二加权因子。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述数字滤波器被构造来：基于随着所述滤波器操
作的持续时间的变化减小所述第二加权因子与所述第一加权因子的相对权重的时间表而
动态地改变所述第一加权因子和所述第二加权因子。
15.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：A楚诺卡，T普罗克托尔，VA苏简，K富伦，G萨尔姆，P瓦加佩亚祖拉，A吴，
申请(专利权)人：卡明斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US