CN102336169B - 用于确定车辆速度的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于确定车辆速度的系统和方法。具体地，一种用于车辆的系统包括速度确定模块、缓存器模块和速度预测模块。该速度确定模块确定所测得的车辆速度的变化。该缓存器模块存储所确定的所测得的车辆速度的变化。该速度预测模块在所测得的车辆速度小于预定阈值时预测车辆速度，其中，该预测车辆速度是基于所存储的所测得的车辆速度的变化的平均值。

Description

用于确定车辆速度的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年6月16日提交的美国临时申请No.61/355,299的权益。上述申请的公开内容作为参考全部并入本文。

技术领域

本发明涉及车辆并且更具体地涉及一种用于确定车辆速度的系统和方法。

背景技术

这里提供的背景技术描述用于总体上介绍本发明的背景。当前所署名发明人的在本背景技术部分中所描述的程度上的工作，以及本描述中在申请时不构成现有技术的各方面，既非明示也非默示地被承认为与本发明相抵触的现有技术。

内燃发动机在气缸内燃烧空气/燃料（A/F）混合物来驱动活塞，这可旋转地转动曲轴并且产生驱动转矩。变速器把来自曲轴的驱动转矩传递到车辆的动力系（例如车轮）。变速器输出轴速度（TOSS）传感器测量变速器的输出轴的转速（例如以每分钟转数或RPM为单位）。可以根据TOSS确定车辆的速度。

发明内容

一种用于车辆的系统包括速度确定模块、缓存器模块和速度预测模块。该速度确定模块确定所测得的车辆速度的变化。该缓存器模块存储所确定的所测得的车辆速度的变化。该速度预测模块在所测得的车辆速度小于预定阈值时预测车辆速度，其中，所预测的车辆速度是基于所存储的所测得的车辆速度的变化的平均值。

一种用于确定车辆速度的方法包括：确定所测得的车辆速度的变化、在缓存器中存储所确定的所测得的车辆速度的变化、以及在所测得的车辆速度小于预定阈值时预测车辆速度，其中，所预测的车辆速度是基于所存储的所测得的车辆速度的变化的平均值。

在另一些特征中，上述系统和方法是由一个或多个处理器所执行的计算机程序实现的。该计算机程序能驻留在有形计算机可读介质例如但不限于存储器、非易失性数据存储器和/或其它合适的有形存储介质中。

从下面提供的详细描述中将更明显地看出本发明的更广的适用范围。应当理解，本详细描述和特定例子只是起到举例的作用，而不意图限制本发明的范围。

本发明还提供如下方案：

1.一种用于车辆的系统，其包括：

速度确定模块，其确定所测得的车辆速度的变化；

缓存器模块，其存储所确定出的所测得的车辆速度的变化；和

速度预测模块，其在所测得的车辆速度小于预定阈值时预测车辆速度，其中，所预测的车辆速度是基于所存储的所测得的车辆速度的变化的平均值。

2.如方案1所述的系统，其特征在于，其还包括：

重置模块，其在所述缓存器模块包括多于Y个具有小于预定值的存储变化时重置所述缓存器模块，其中，Y是大于或等于0的整数。

3.如方案2所述的系统，其特征在于，所述重置模块在所述所测得的车辆速度小于所述预定阈值达长于预定时段时重置所述缓存器模块。

4.如方案3所述的系统，其特征在于，在最开始或在所述缓存器模块被重置之后，所述速度预测模块在预测车辆速度之前等待N个大于所述预定阈值的所测得的车辆速度或等待预定时段，其中，N是大于或等于1的整数。

5.如方案1所述的系统，其特征在于，其还包括：

拐点检测模块，其在所测得的车辆速度的变化的反向性变化达长于预定时段时检测车辆速度拐点。

6.如方案5所述的系统，其特征在于，所述拐点检测模块在检测到车辆速度拐点时重置所述缓存器模块。

7.如方案6所述的系统，其特征在于，在重置所述缓存器模块之后，所述拐点检测模块使用所测得的车辆速度的X个变化的平均值装载所述缓存器模块，其中，所述所测得的车辆速度的X个变化对应于检测到所述车辆速度拐点之后的时段。

8.如方案7所述的系统，其特征在于，在装载了所述缓存器模块之后，所述速度预测模块重新开始所述车辆速度的预测。

9.如方案1所述的系统，其特征在于，其还包括：

部件控制模块，其根据所述所预测的车辆速度控制变速器的换档。

10.如方案1所述的系统，其特征在于，所述所测得的车辆速度是基于来自变速器输出轴速度（TOSS）传感器和防抱死制动系统（ABS）车轮传感器之一的测量值。

11.一种用于确定车辆速度的方法，其包括：

确定所测得的车辆速度的变化；

将所确定的所测得的车辆速度的变化存储在缓存器中；以及

在所述所测得的车辆速度小于预定阈值时预测所述车辆速度，其中，所预测的车辆速度是基于所存储的所测得的车辆速度的变化的平均值。

12.如方案11所述的方法，其特征在于，其还包括：在所述缓存器包括多于Y个具有小于预定值的存储变化时重置所述缓存器，其中，Y是大于或等于0的整数。

13.如方案12所述的方法，其特征在于，其还包括在所述所测得的车辆速度已经小于所述预定阈值达长于预定时段时重置所述缓存器。

14.如方案13所述的方法，其特征在于，其还包括：在最开始或在所述缓存器模块重置之后，在预测车辆速度之前等待N个大于所述预定阈值的所测得的车辆速度或等待预定时段，其中，N是大于或等于1的整数。

15.如方案11所述的方法，其特征在于，其还包括：在所述所测得的车辆速度的所述变化的极性已经变化了达长于预定时段时检测车辆速度拐点。

16.如方案15所述的方法，其特征在于，其还包括在检测到车辆速度拐点时重置所述缓存器。

17.如方案16所述的方法，其特征在于，其还包括：在重置所述缓存器之后，使用所测得的车辆速度的X个变化的平均值装载所述缓存器模块，其中，所述所测得的车辆速度的X个变化对应于检测到所述车辆速度拐点之后的时段。

18.如方案17所述的方法，其特征在于，其还包括：在装载了所述缓存器之后，重新开始所述车辆速度的预测。

19.如方案11所述的方法，其特征在于，其还包括根据所预测的车辆速度控制变速器的换档。

20.如方案11所述的方法，其特征在于，其还包括使用变速器输出轴速度（TOSS）传感器和防抱死制动系统（ABS）车轮传感器之一测量车辆速度。

附图说明

通过详细说明和附图将更完整地理解本发明，其中：

图1是根据本发明的示例性车辆的功能框图；

图2是根据本发明的示例性控制模块的功能框图；以及

图3A-3B是根据本发明的用于确定车辆速度的示例性方法的流程图。

具体实施方式

下面的描述本质上仅是示范性的并且绝不是要限制本发明及其应用或使用。清楚起见，在附图中使用相同的附图标记标识相似的元件。如这里所使用的，短语A、B和C中的至少一个应当被解释为使用非排他逻辑或的逻辑（A或B或C）。应当理解在不改变本发明的原则时，可以以不同顺序执行方法内的步骤。

如在此所使用，术语模块是指专用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器（共享的、专用的或成组的）和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其它的适当部件。

车辆速度可以是根据来自变速器输出轴速度（TOSS）传感器的信号（"TOSS信号"）确定的。然而，该TOSS信号可能易受噪声影响，特别是在低车辆速度（例如小于预定速度）时。例如，当车辆穿过不平整地时，该TOSS信号可能包含噪声。因此，传统的车辆可能设置不同类型的TOSS传感器（例如具有更多齿的TOSS传感器）以提高TOSS信号并因此所确定的车辆速度的准确度。然而，设置不同类型的TOSS传感器可能增加成本和/或复杂性。

因此，提出一种用于改进确定车辆速度的系统和方法。该系统和方法根据该TOSS信号（即来自TOSS传感器的脉冲）测量车辆速度。该系统和方法然后确定并存储所测得的车辆速度的变化。例如：所测得的车辆速度的变化可以包括两个连续所测得的车辆速度之间的斜率。该系统和方法将所测得的车辆速度的变化存储在缓存器中。例如，该缓存器可以包括存储器，例如非易失性存储器（NVM）。

该系统和方法然后可以根据所存储的所测得的车辆速度变化的平均值预测车辆速度。因此，所预测的车辆速度与所测得的车辆速度相比更少受到TOSS传感器噪声的影响。例如，当没有车辆速度被测量到时（例如TOSS信号为零，或者具有小于预定阈值的幅值），该系统和方法可以预测车辆速度。

然而，当所测得的车辆速度小于预定阈值达预定时段时，该系统和方法可以重置缓存器直到测量到大于预定阈值的车辆速度。仅仅举例来说，该预定阈值可以对应于为零的所测得的车辆速度。另外，在预测车辆速度之前，该系统和方法可以等待N个大于预定阈值的所测得的车辆速度。例如，在初次起动之后或在重置之后，该系统和方法可以等待N个大于预定阈值的所测得的车辆速度。

该系统和方法还可以检测拐点（即，车辆在加速与减速之间转变时的点）。例如，对于M个连续所测得的车辆速度，该系统和方法可以在所测得的车辆速度的变化方向（即反向性）改变时检测到拐点。当已经检测到拐点时，该系统和方法可以重置缓存器并且把用检测到拐点之后的所测得的车辆速度所计算出的新的平均斜率装载入缓存器中。换句话说，在装载缓存器和重新开始车辆速度的预测之前，该系统和方法等待X个所测得的车辆速度。例如，较大的X可以提高预测准确度同时增大超调，然而，较小的X可以降低预测准确度同时减小超调。

现在参照图1，车辆10包括发动机12。例如，发动机12可以包括火花点火（SI）发动机、压缩点火（CI）发动机（例如柴油机）或均质充量压缩点火（HCCI）发动机。然而，车辆10还可以包括不同类型的发动机和/或其它部件（例如电动机、电池系统、发电机等)，就像在电动车辆或混合动力电动车辆中的那样。

发动机12通过可由节气门18调节的进气系统16把空气吸入进气歧管14。例如，节气门18可以是电控的（例如电子节气门控制或ETC）。质量空气流量（MAF）传感器20测量进入进气歧管14的空气流率。进气歧管14中的空气被分配给多个气缸22。尽管示出六个气缸，但是发动机12可以包括其它数量的气缸。

空气与来自多个燃料喷射器24的燃料结合形成空气/燃料（A/F）混合物。例如，燃料喷射器24可以各自将燃料喷入气缸22的进气端口（例如端口燃料喷射），或各自直接喷入气缸22（例如直接燃料喷射）。另外，例如，燃料喷射器24可以根据发动机的类型在不同时间喷射燃料。气缸22中的A/F混合物可以分别被活塞（未示出）压缩并且由多个火花塞26点燃（例如使用火花辅助的HCCI发动机或SI发动机）。然而，气缸22中的空气还可以被活塞（未示出）压缩并且通过向压缩空气中喷射燃料而燃烧（例如CI发动机，诸如柴油机）。

A/F混合物的燃烧驱动活塞（未示出），由此可旋转地转动曲轴28，从而产生驱动转矩。发动机速度传感器30测量曲轴28的转速（例如，以每分钟转数或RPM为单位）。驱动转矩通过变速器34传递到车辆10的动力系32。换句话说，变速器34可以使曲轴28处的驱动转矩倍增多个传动比中的一个。例如，变速器34可以通过液力耦合器例如变矩器与曲轴28相连。

TOSS传感器36测量变速器34的输出轴的转速（例如以RPM为单位）。TOSS传感器36的测量值可以指示车辆速度。例如，TOSS传感器36可以产生具有与曲轴28的转速相对应的频率的信号（例如脉冲宽度调制或PWM信号）。换句话说，来自TOSS传感器36的信号的频率随着TOSS增大而增大。另外，例如，TOSS传感器36可以包括方向性TOSS传感器。

燃烧得到的排气从气缸22排向排气歧管38。在把排气释放到大气中之前，排气处理系统40处理排气歧管中的排气以降低排放。例如，排气处理系统40可以包括催化转化器、氮氧化物（NOx）吸收器/吸附器、选择性催化还原（SCR）催化剂和微粒（PM）过滤器中的一种或多种。车辆10还可以包括其它系统，包括但不限于涡轮增压器或增压机、和排气再循环（EGR）系统。另外，车辆10还可以包括其它传感器或致动器。

控制模块50与车辆10的各个部件相通讯和/或控制它们。具体地说，控制模块50从节气门18、MAF传感器20、燃料喷射器24、火花塞26、发动机速度传感器30、变速器34、TOSS传感器36和/或排气处理系统40接收信号。控制模块50控制节气门（例如，ETC）、燃料喷射器24、火花塞26、变速器34和/或排气处理系统40。控制模块50还可以实施本发明的系统或方法。

现在参照图2，更详细地示出控制模块50。控制模块50包括速度确定模块70、缓存器模块72、速度预测模块74、重置模块76、拐点检测模块78和部件控制模块80。控制模块50还可以包括存储器（未示出）用于存储确定的和/或预定的参数。例如，存储器（未示出）可以包括非易失性存储器（NVM）。

速度确定模块70从TOSS传感器36接收TOSS信号。例如，TOSS信号可以包括多个具有基于TOSS的频率的脉冲。因此，TOSS信号可指示所测得的车辆速度。速度确定模块70可以确定所测得的车辆速度的变化。例如，所测得的车辆速度的变化可以包括所测得的车辆速度之间的斜率。缓存器模块72从速度确定模块70接收所测得的车辆速度的变化。缓存器模块72存储所测得的车辆速度的变化。仅仅举例来说，缓存器模块72可以将所测得的车辆速度的变化存储在存储器中。

速度预测模块74与缓存器模块72相通讯。具体地说，速度预测模块74可以从缓存器模块72检索所存储的所测得的车辆速度的变化。速度预测模块74可以根据所存储的所测得的车辆速度的变化确定所测得的车辆速度的平均变化。速度预测模块74然后可以根据所存储的所测得车辆速度的变化的平均值预测车辆速度。因此，所预测的车辆速度可以更少受到TOSS传感器噪声（例如超调）的影响。另外，当所测得的车辆速度小于预定阈值时，速度预测模块74可以预测车辆速度。

当所测得的车辆速度小于预定阈值达预定时段时，重置模块76可以重置缓存器模块72直到测量到大于预定阈值的车辆速度。换句话说，在重新开始车辆速度的预测之前，速度预测模块74然后可能要等待N个大于预定阈值的所测得的车辆速度。另外，拐点检测模块78可以检测到车辆在加速与减速之间转变时的点（"拐点"）。例如，对于M个连续所测得的车辆速度，拐点检测模块78可以在所测得的车辆速度的变化的反向性改变时检测到拐点。

当已经检测到拐点时，拐点检测模块78可以重置并且然后使用基于检测到拐点之后的所测得的车辆速度所计算出的新的平均斜率装载缓存器72。换句话说，速度预测模块74可能要等待X个所测得的车辆速度直到缓存器模块72被装载并且可以重新开始车辆速度的预测。例如，较大值的X可以提高预测准确度但也增大超调，然而，较小值的X可以降低预测准确度但也减小超调。

部件控制模块80从速度预测模块74接收所预测的车辆速度。部件控制模块80可以根据确定车辆速度控制车辆10的各个部件。具体地说，部件控制模块80可以根据所预测的车辆速度控制变速器34。例如，部件控制模块80可以根据所预测的车辆速度产生用于变速器34的换档控制信号。然而，部件控制模块80还可以根据所预测的车辆速度控制车辆10的其它部件和/或与它们相通讯。例如，部件控制模块80可以输出所预测的车辆速度到速度计。

图3A-3B说明了用于确定车辆速度的方法。现在参照图3A，方法从100开始。在100，控制模块50可以确定是否使用所预测的车辆速度。例如，当没有检测到TOSS信号脉冲时，可以在低车辆速度使用所预测的车辆速度。如果为真，则控制可以继续到104。如果为假，则控制可以结束并且可以使用所测得的车辆速度。

在104，控制模块50可以计算所测得的车辆速度（例如当前所测得的车辆速度与在前所测得的车辆速度之间）的变化。在108，控制模块50可以存储所测得的车辆速度的变化（例如在缓存器中）。在112，控制模块50可以计算所存储的所测得的车辆速度的变化的平均值。在116，控制模块50可以确定所计算的平均值是否超出预定义限值。如果为真，则控制可以继续到120。如果为假，则控制可以继续到124。

在120，控制模块50可以把所计算的平均值限制为预定义限值中的一个（即预定义上限和下限中最接近的一个）。在124，控制模块50可以确定缓存器是否装满了预定数量。如果为真，则控制可以继续到132。如果为假，则控制可以继续到128。在128，控制模块50可以把所测得的车辆速度的平均变化设置为零（例如由于不够的数据）。在132，控制模块50可以更新缓存器。控制然后可以继续到136。

现在参照图3B，控制可以从132继续到136。在136，控制模块50可以确定采样周期是否已经结束。如果为真，则控制可以继续到160。如果为假，则控制可以继续到140。在140，控制模块50可以存储所测得的车辆速度（例如在第二缓存器中）。在144，控制模块50可以确定是否已经检测到拐点。如果为真，则控制可以继续到148。如果为假，则控制可以结束。

在148，控制模块50可以重置缓存器。在152，控制模块50可以计算检测到拐点之后的所测得的车辆速度的平均变化。在156，控制模块50可以根据所测得的车辆速度的变化的新的计算平均值装填缓存器。例如，控制模块50可以用新的计算平均值装填缓存器。控制然后可以结束。

在160，控制模块50可以设置在前车辆速度。在164，控制模块50可以确定是否出现超时。例如，当所测得的车辆速度为零（即低于预定车辆速度）达到超过预定时段时会出现超时。如果为真，则控制可以继续到164。如果为假，则控制可以继续到168。在164，控制模块50可以把当前车辆速度设置为零。控制然后可以结束。

在168，控制模块50可以使计数器增量并且计算当前车辆速度。在172，控制模块50可以确定所计算的车辆速度是否大于最大车辆速度。换句话说，控制模块50可以确定所计算的车辆速度是否不正确（例如超调）。如果为真，则控制可以继续到176。如果为假，则控制可以结束。在176，控制模块50可以把所计算的车辆速度设置为最大速度。控制然后可以结束。

本发明的宽泛教导能够以多种形式实施。因此，尽管本发明包括特定例子，但是本发明的真实范围将不会受到如此限制，因为本领域技术人员在研读附图、说明书和随附权利要求之后就将明显得到其它改型。

Claims (18)

1.一种用于车辆的系统，其包括：

速度确定模块，其确定所测得的车辆速度的变化；

缓存器模块，其存储所确定出的所测得的车辆速度的变化；

速度预测模块，其在所测得的车辆速度小于预定阈值时预测车辆速度，其中，所预测的车辆速度是基于所存储的所测得的车辆速度的变化的平均值；和

重置模块，其在所述缓存器模块包括多于Y个具有小于预定值的存储变化时重置所述缓存器模块，其中，Y是大于或等于0的整数。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述重置模块在所述所测得的车辆速度小于所述预定阈值达长于预定时段时重置所述缓存器模块。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，在最开始或在所述缓存器模块被重置之后，所述速度预测模块在预测车辆速度之前等待N个大于所述预定阈值的所测得的车辆速度或等待预定时段，其中，N是大于或等于1的整数。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其还包括：

拐点检测模块，其在所测得的车辆速度的变化的反向性变化达长于预定时段时检测车辆速度拐点。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述拐点检测模块在检测到车辆速度拐点时重置所述缓存器模块。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，在重置所述缓存器模块之后，所述拐点检测模块使用所测得的车辆速度的X个变化的平均值装载所述缓存器模块，其中，所述所测得的车辆速度的X个变化对应于检测到所述车辆速度拐点之后的时段。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，在装载了所述缓存器模块之后，所述速度预测模块重新开始所述车辆速度的预测。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其还包括：

部件控制模块，其根据所述所预测的车辆速度控制变速器的换档。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述所测得的车辆速度是基于来自变速器输出轴速度（TOSS）传感器和防抱死制动系统（ABS）车轮传感器之一的测量值。

10.一种用于确定车辆速度的方法，其包括：

确定所测得的车辆速度的变化；

将所确定的所测得的车辆速度的变化存储在缓存器中；

在所述所测得的车辆速度小于预定阈值时预测所述车辆速度，其中，所预测的车辆速度是基于所存储的所测得的车辆速度的变化的平均值；以及

在所述缓存器包括多于Y个具有小于预定值的存储变化时重置所述缓存器，其中，Y是大于或等于0的整数。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其还包括在所述所测得的车辆速度已经小于所述预定阈值达长于预定时段时重置所述缓存器。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，其还包括：在最开始或在所述缓存器模块重置之后，在预测车辆速度之前等待N个大于所述预定阈值的所测得的车辆速度或等待预定时段，其中，N是大于或等于1的整数。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其还包括：在所述所测得的车辆速度的所述变化的极性已经变化了达长于预定时段时检测车辆速度拐点。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，其还包括在检测到车辆速度拐点时重置所述缓存器。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，其还包括：在重置所述缓存器之后，使用所测得的车辆速度的X个变化的平均值装载所述缓存器模块，其中，所述所测得的车辆速度的X个变化对应于检测到所述车辆速度拐点之后的时段。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，其还包括：在装载了所述缓存器之后，重新开始所述车辆速度的预测。

17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其还包括根据所预测的车辆速度控制变速器的换档。

18.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其还包括使用变速器输出轴速度（TOSS）传感器和防抱死制动系统（ABS）车轮传感器之一测量车辆速度。