CN102910172A - 使用车载加速度计估计车辆移动时的车辆坡度和质量 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及使用车载加速度计估计车辆移动时的车辆坡度和质量，具体提供了一种系统，其包括坡度估计模块，所述坡度估计模块接收加速度计值并基于该加速度计值生成坡度估计量，其中加速度计值对应于车辆的加速度并且坡度估计量对应于车辆的坡度。质量估计模块接收加速度计值并基于该加速度计值生成质量估计量，其中质量估计量对应于车辆的质量。换档控制模块基于坡度估计量和质量估计量中的至少一个而进行选择多种换档规律中的一种和调节多种换档规律中的一种这两种操作中的至少一种并基于该多种换档规律中的这一种而控制车辆的变速器。

Description

使用车载加速度计估计车辆移动时的车辆坡度和质量
技术领域
本公开涉及对车辆的坡度和质量的估计，更具体地涉及利用该估计的坡度和质量来控制车辆的运行。
背景技术
本文提供的背景技术描述仅仅为了从总体上介绍本发明的背景。当前提及的发明人的工作——以在此背景技术部分中所描述的为限——以及在提交时否则可能不构成现有技术的该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为是针对本发明的现有技术。
车辆可以包括车载加速度计。该加速度计向一个或多个车辆系统提供加速度数据。例如，车辆可以应用包括但不限于防抱死制动系统和电子稳定性控制系统的系统。加速度计向防抱死制动系统和电子稳定性控制系统提供加速度数据，防抱死制动系统和电子稳定性控制系统根据加速度数据而运行。
发明内容
本发明涉及一种系统，包括坡度估计模块，坡度估计模块接收加速度计值并基于该加速度计值生成坡度估计量。加速度计值对应于车辆的加速度，坡度估计量对应于车辆的坡度。质量估计模块接收加速度计值并基于该加速度计值生成质量估计量。质量估计量对应于车辆的质量。换档控制模块基于坡度估计量和质量估计量中的至少一个而进行选择多种换档规律（shift schedule）中的一种和调节多种换档规律中的一种这两种操作中的至少一种，并且基于该多种换档规律中的这一种而控制车辆的变速器。
本发明还涉及一种方法，该方法包括：接收加速度计值；基于该加速度计值生成坡度估计量，其中加速度计值对应于车辆的加速度并且坡度估计量对应于车辆的坡度；基于加速度计值生成质量估计量，其中质量估计量对应于车辆的质量；基于坡度估计量和质量估计量中的至少一个而进行选择多种换档规律中的一种和调节多种换档规律中的一种这两种操作中的至少一种；以及基于多种换档规律中的这一种而控制车辆的变速器。
本发明还涉及以下技术方案。
方案1. 一种系统，包括：
坡度估计模块，所述坡度估计模块接收加速度计值并基于所述加速度计值生成坡度估计量，其中，所述加速度计值对应于车辆的加速度并且所述坡度估计量对应于所述车辆的坡度；
质量估计模块，所述质量估计模块接收所述加速度计值并基于所述加速度计值生成质量估计量，其中，所述质量估计量对应于所述车辆的质量；以及
换档控制模块，所述换档控制模块基于所述坡度估计量和所述质量估计量中的至少一个来进行选择多种换档规律中的一种和调节多种换档规律中的一种这两种操作中的至少一种并且基于所述多种换档规律中的所述一种来控制所述车辆的变速器。
方案2. 如方案1所述的系统，还包括：生成所述加速度计值的加速度计。
方案3. 如方案1所述的系统，其中，所述坡度估计模块基于所述加速度计值、车速的变化率、和引力常数而生成所述坡度估计量。
方案4. 如方案1所述的系统，其中，所述坡度估计模块根据                                                
Figure 292507DEST_PATH_IMAGE001
生成所述坡度估计量，其中，grade%对应于所述坡度估计量，acceleration对应于所述加速度计值，rate对应于车速的变化率，grav对应于引力常数。
方案5. 如方案1所述的系统，其中，所述质量估计模块基于所述加速度计值、车辆的牵引力、车辆的空气动力系数、车速、车辆的滚动载荷、和车辆的制动力而生成所述质量估计量。
方案6. 如方案1所述的系统，其中，所述质量估计模块根据
Figure 960380DEST_PATH_IMAGE002
生成所述质量估计量，其中mass对应于所述质量估计量，tractive对应于车辆的牵引力， aerocoeff对应于车辆的空气动力系数，speed对应于车速，rolling对应于车辆的滚动载荷，braking对应于车辆的制动力，acceleration对应于所述加速度计值。
方案7. 如方案1所述的系统，其中，响应于所述坡度估计量大于或等于阈值，所述换档控制模块进行选择所述多种换档规律中的所述一种和调节所述多种换档规律中的所述一种这两种操作中的至少一种。
方案8. 如方案1所述的系统，其中，响应于所述质量估计量大于或等于阈值，所述换档控制模块进行选择所述多种换档规律中的所述一种和调节所述多种换档规律中的所述一种这两种操作中的至少一种。
方案9. 如方案1所述的系统，其中，响应于所述坡度估计量大于或等于第一阈值且所述质量估计量大于或等于第二阈值，所述换档控制模块进行选择所述多种换档规律中的所述一种和调节所述多种换档规律中的所述一种这两种操作中的至少一种。
方案10. 如方案1所述的系统，其中，所述多种换档规律中被选择的那种对应于拖曳/拖拉换档规律和坡度制动换档规律中的一种。
方案11. 一种方法，包括：
接收加速度计值；
基于所述加速度计值而生成坡度估计量，其中，所述加速度计值对应于车辆的加速度并且所述坡度估计量对应于车辆的坡度；
基于所述加速度计值而生成质量估计量，其中，所述质量估计量对应于车辆的质量；
基于所述坡度估计量和所述质量估计量中的至少一个而进行选择多种换档规律中的一种和调节多种换档规律中的一种这两种操作中的至少一种；以及
基于所述多种换档规律中的所述一种而控制车辆的变速器。
方案12. 如方案11所述的方法，还包括：利用加速度计生成所述加速度计值。
方案13. 如方案11所述的方法，还包括：基于所述加速度计值、车速的变化率、和引力常数而生成所述坡度估计量。
方案14. 如方案11所述的方法，还包括：根据
Figure 363286DEST_PATH_IMAGE001
生成所述坡度估计量，其中grade%对应于所述坡度估计量，acceleration对应于所述加速度计值，rate对应于车速的变化率，grav对应于引力常数。
方案15. 如方案11所述的方法，还包括：基于所述加速度计值、车辆的牵引力、车辆的空气动力系数、车速、车辆的滚动载荷、和车辆的制动力而生成所述质量估计量。
方案16. 如方案11所述的方法，还包括：根据
Figure 883129DEST_PATH_IMAGE002
生成所述质量估计量，其中mass对应于所述质量估计量，tractive对应于车辆的牵引力，aerocoeff对应于车辆的空气动力系数，speed对应于车速，rolling对应于车辆的滚动载荷，braking对应于车辆的制动力，acceleration对应于所述加速度计值。
方案17. 如方案11所述的方法，还包括：响应于所述坡度估计量大于或等于阈值，进行选择所述多种换档规律中的所述一种和调节所述多种换档规律中的所述一种这两种操作中的至少一种。
方案18. 如方案11所述的方法，还包括：响应于所述质量估计量大于或等于阈值，进行选择所述多种换档规律中的所述一种和调节所述多种换档规律中的所述一种这两种操作中的至少一种。
方案19. 如方案11所述的方法，还包括：响应于所述坡度估计量大于或等于第一阈值且所述质量估计量大于或等于第二阈值，进行选择所述多种换档规律中的所述一种和调节所述多种换档规律中的所述一种这两种操作中的至少一种。
方案20. 如方案11所述的方法，其中，所述多种换档规律中的所述一种对应于拖曳/拖拉换档规律和坡度制动换档规律中的一种。
基于下文中提供的详细说明本公开的进一步的应用领域将变得显而易见。应当理解的是，详细说明和具体实例只是为了说明的目的，并非意图限制本公开的范围。
附图说明
基于详细说明和附图将更充分地理解本公开。
图1是根据本公开的车辆的功能方框图。
图2是根据本公开的控制模块的功能方框图。
图3是说明根据本公开的坡度和质量估计方法的步骤的流程图。
具体实施方式
下面的描述在本质上只是说明性的，而决不是意图限制本公开及其应用或使用。为了清楚起见，附图中将用相同的附图标记来表示类似的元件。本文中使用的短语“A、B和C中的至少一个”应当理解成利用非排他性逻辑“或”来表示的逻辑(A或B或C)。应当理解的是，在不改变本公开原理的情况下，方法中的各步骤可以按不同顺序执行。
本文中使用的术语“模块”可以指代下列构件、是下列构件的一部分、或者包括下列构件：专用集成电路(ASIC)；电子电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器(共享处理器、专用处理器、或者组处理器)；提供所述功能的其它合适构件；或者部分或全部的上述构件的组合，例如在片上系统（system-on-chip）中。术语“模块”可以包括存储由处理器所执行代码的存储器(共享存储器、专用存储器、或者组存储器)。
上文中使用的术语“代码”可以包括软件、固件、和/或微代码，并且可以指代程序、例行程序、函数、类、和/或对象。上文中使用的术语“共享的”表示可以利用单个(共享的)处理器来执行部分或所有的来自多个模块的代码。另外，部分或所有的来自多个模块的代码可以被单个(共享的)存储器所存储。上文中使用的术语“组”表示可以利用一组处理器或一组执行引擎来执行部分或所有的来自单个模块的代码。例如，处理器的多个核和/或多个线程可以被认为是执行引擎。在各种实施例中，执行引擎可以跨一个处理器、跨多个处理器、以及跨在多个位置的处理器(例如并行处理布置中的多个服务器)而成组。另外，可以利用一组存储器来存储部分或所有的来自单个模块的代码。
可利用由一个或多个处理器所执行的一个或多个计算机程序来实施本文中描述的装置和方法。计算机程序包括存储在非暂时性有形计算机可读介质中的处理器可执行指令。计算机程序也可以包含存储数据。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性例是非易失性存储器、磁存储器、和光存储器。
现在参考图1，车辆100包括发动机104。发动机104在气缸(未图示)中燃烧空气与燃料的混合物以产生驱动转矩。空气经过节气门108被吸入发动机104。变矩器112传递并倍增来自发动机104的转矩并且将转矩提供给变速器116。变速器116在一个或多个传动比下运行从而将转矩传递给传动系120。
加速器踏板124使车辆100的驾驶员能够调节节气门108的位置从而获得期望的速度。加速器踏板位置传感器128生成显示加速器踏板124位置的踏板信号。控制模块132接收踏板信号并相应地调节节气门108的位置，从而调节进入发动机104的空气流量。控制模块132基于空气流量来调节对发动机104的燃料供给。类似地，制动踏板136允许驾驶员控制制动系统140。制动系统140施加制动转矩以对抗驱动转矩。制动踏板传感器144感测制动踏板136的位置并相应地生成制动踏板信号。控制模块132接收该信号并控制车辆100的制动系统140。车速传感器148通过感测车轮(未图示)和驱动轴152中的至少一个的转速而生成车速信号。控制模块132根据车速传感器148和/或车速信号而确定车速。
车辆100包括加速度计模块156。仅仅是举例，加速度计模块156应用纵向加速度计。加速度计模块156测量车辆100的加速力并相应地生成加速度计值。加速度计值对应于车辆的加速度。加速度计模块156根据加速度计值而输出车辆加速度信号。
控制模块132接收车辆加速度信号并且基于该车辆加速度信号以及一个或多个其它值来估计车辆100的坡度(例如由于地形所导致车辆坡度的变化)和质量。例如，所述一个或多个其它值可以对应于测量值(例如控制模块132经由信号160所接收的测量值)和/或预定值(例如控制模块132所存储的预定值)。所述一个或多个其它值包括但不限于：车速、测量的车速变化率、引力常数、车辆100的牵引力、车辆100的空气动力系数、车辆100的滚动载荷、和/或制动力。
控制模块132利用车辆100的坡度估计量和质量估计量来控制各种车辆运行参数。例如，控制模块132可以利用坡度估计量和质量估计量来更准确地控制变速器换档规律(例如在拖曳/拖拉（tow/haul）情况下)和坡度制动。
现在参照图2，根据本公开的控制模块200可以包括坡度估计模块204、质量估计模块 208、和换档控制模块212。尽管图示的控制模块200包括换档控制模块212，但可以包括其它模块，所述其它模块利用坡度估计量和质量估计量来控制一个或多个其它车辆运行参数。
坡度估计模块204接收车辆加速度信号220(例如来自加速度计模块156)以及一个或多个其它信号224。其它信号224可以是从在控制模块200外部的车辆100的部件接收的并且/或者可以是存储在控制模块200内的预定值。其它信号224包括但不限于：引力常数和车速变化率。车速变化率可以是测量值，并且/或者坡度估计模块204可以基于车速测量值计算出车速变化率。
坡度估计模块204基于车辆加速度信号220、车速变化率、和引力常数而生成坡度估计量，并且将该坡度估计量提供给换档控制模块212。仅仅是举例，坡度估计模块204根据以下方程式生成以坡度百分率所表示的坡度估计量：
其中，acceleration对应于车辆加速度信号220，rate对应于车速变化率，grav对应于引力常数。
质量估计模块208 接收车辆加速度信号220以及一个或多个其它信号232。其它信号232可以是从在控制模块200外部的车辆100的部件接收的并且/或者可以是存储在控制模块200内的预定值。其它信号232包括但不限于：发动机转矩、当前变速器档位、变矩器工作状态、桥速比（axle ratio）、轮胎尺寸、空气动力系数、车速、车辆的滚动载荷、和制动力。质量估计模块208基于发动机转矩、变速器档位(例如包括变速器齿轮比和最终传动比)、变矩器工作状态、桥速比、和轮胎尺寸来确定车辆牵引力(例如对应于车辆的轮胎)，并且/或者可以在车辆100中其它地方确定车辆牵引力并将该牵引力经由其它信号232提供给质量估计模块208。
质量估计模块208基于车辆加速度信号220、牵引力、空气动力系数、车速、车辆的滚动载荷、和制动力而生成质量估计量，并将该质量估计量提供给换档控制模块212。仅仅是举例，质量估计模块208根据以下方程式生成质量估计量：
其中，acceleration对应于车辆加速度信号220，tractive对应于牵引力，aerocoeff对应于空气动力系数，speed对应于车速，rolling对应于车辆的滚动载荷，braking对应于制动力。
仅仅是举例，质量估计模块208可以最初生成在相对较低车速下的质量估计量从而使空气动力载荷的任何影响最小化，并且/或者在不施加车辆制动时从而消除制动力项。然后，在某些运行状态(例如在平坦地形上行驶时、在不施加车辆制动时、以及/或者在车辆加速度小于阈值时)期间，可以利用最初质量估计量来改进空气动力系数的值。例如，质量估计模块208可以通过根据以下方程式求出aerocoeff而改进空气动力系数：
。
换档控制模块212 接收坡度估计量和质量估计量以及一个或多个其它信号240，并且基于坡度估计量和质量估计量以及其它信号240来控制变速器116的一个或多个运行参数。其它信号240可以包括但不限于车辆的海拔。例如，换档控制模块212基于坡度估计量和质量估计量来控制换档规律或换档模式，从而在考虑到车辆100的质量和车辆100的当前坡度(例如由于地形)的情况下改善车辆性能和/或燃料经济性。换句话说，换档控制模块212利用坡度估计量和质量估计量使车辆100的性能适应各种载荷条件和地形条件。
在正常运行期间，车辆100可以根据第一换档规律(例如默认的换档规律)而运行。换档控制模块212基于坡度估计量和质量估计量在第一换档规律与一个或多个其它换档规律之间进行选择。例如，当坡度估计量大于或等于第一坡度阈值(即，坡度估计量显示车辆100正在预定的坡度上行驶)时，换档控制模块212选择第二换档规律并根据第二换档规律控制变速器116。换句话说，换档控制模块212将坡度估计量与第一坡度阈值进行比较，并且响应于坡度估计量大于或等于第一坡度阈值而选择第二换档规律。换档控制模块212可以基于其它坡度阈值在另外的换档规律(例如第三换档规律)之间进行选择。
例如，换档控制模块212当坡度估计量小于第一坡度阈值时选择第一换档规律，当坡度估计量大于或等于第一坡度阈值且小于第二坡度阈值时选择第二换档规律，当坡度估计量大于或等于第二坡度阈值时选择第三换档规律。所选择的换档规律确定变速器116的换档点。
换档控制模块212进一步基于质量估计量在第一换档规律与其它换档规律之间进行选择。例如，当质量估计量大于第一质量阈值时，换档控制模块212选择第二换档规律(或者第四换档规律)并且根据第二换档规律控制变速器116。换句话说，换档控制模块212可以在对应于坡度估计量的相同的换档规律之间进行选择，并且/或者可以在对应于质量估计量的一组不同的换档规律之间进行选择。换档控制模块212可以基于相应的另外的质量阈值来选择另外的换档规律。
车辆可以包括拖曳/拖拉特征，该拖曳/拖拉特征允许驾驶员手动地选择拖曳/拖拉换档规律(例如有利于拖曳和/或拖拉的换档规律)。本公开的换档控制模块212可以基于质量估计量和/或坡度估计量自动地选择拖曳/拖拉换档规律(例如当质量估计量大于第一质量阈值时)。仅仅是举例，所述第二、第三或第四换档规律可以对应于拖曳/拖拉换档规律。因此，不要求驾驶员手动地选择拖曳/拖拉换档规律，因为换档控制模块212会自动地检测指示拖曳和/或拖拉的情况并且选择拖曳/拖拉换档规律。
换档控制模块212可以基于坡度估计量和质量估计量选择各换档规律中的一种从而控制坡度制动。在坡度制动期间，换档控制模块212控制变速器116进行降档从而导致发动机制动以减慢车辆100。例如，当坡度估计量显示车辆100处在陡的下坡坡度(例如该坡度是大于或等于第一坡度制动阈值的下坡坡度)上时，换档控制模块212可以选择第一坡度制动换档规律。换档控制模块212可以基于另外的相应坡度制动阈值而选择另外的坡度制动换档规律。仅仅是举例，所述另外的坡度制动换档规律可以对应于用于越来越陡的下坡坡度的更激进的坡度制动。
换档控制模块212也可以进一步基于质量估计量在各坡度制动换档规律之间进行选择。例如，当坡度估计量大于或等于第一坡度制动阈值但小于第二坡度制动阈值时，换档控制模块212可以选择第一坡度制动阈值。当坡度估计量大于第二坡度制动阈值时，换档控制模块212选择比第一坡度制动换档规律更激进的第二坡度制动换档规律。然而，当坡度估计量大于或等于第一坡度制动阈值且小于第二坡度制动阈值并且质量估计量大于坡度制动质量阈值时，换档控制模块212也可以选择第二坡度制动换档规律。换句话说，质量估计量可以影响换档控制模块212如何在各坡度制动阈值之间进行选择。
换档控制模块212可以基于坡度估计量和质量估计量选择各换档规律中的一种从而控制升档(例如延迟升档)。例如，当坡度估计量显示车辆100处在陡的上坡坡度(例如该坡度是大于或等于升档控制坡度阈值的上坡坡度)上时，换档控制模块212可以选择第一升档控制换档规律。因此，换档控制模块212防止将会导致在陡的上坡坡度上的较差性能的升档。类似地，当质量估计量大于升档控制质量阈值时，换档控制模块212可以选择各换档规律中的一种从而控制升档。因此，换档控制模块212防止将会导致由于高的车辆质量(例如高的拖曳或拖拉质量)所造成的较差性能的升档。
换档控制模块212也可以基于坡度估计量和质量估计量来调节当前的换档规律并且/或者在不同的换档规律之间进行逐渐的转换，而不是在不同的换档规律之间进行不连续的切换。例如，换档控制模块212可以根据第一换档规律而运行并且基于坡度估计量和质量估计量来调节第一换档规律，而不是基于坡度估计量和质量估计量在第一换档规律与一个或多个其它换档规律之间进行选择。仅仅是举例，调节第一换档规律包括：给第一换档规律施加一个或多个变量偏移量(例如，换档时间偏移量)。变量偏移量可以基于坡度估计量和质量估计量。变量偏移量可以进一步基于一个或多个其它值，例如车辆的海拔。所述一个或多个其它值可以对应于测量值和/或计算值。这样，换档控制模块212可以根据这些变量偏移量来调节第一换档规律并且/或者利用这些变量偏移量逐步地将第一换档规律逐渐地转换到第二换档规律。
现在参照图3，车辆坡度和质量估计方法300开始于步骤302。在步骤304，方法300根据第一(例如默认的)换档规律而运行。在步骤308，方法300生成车辆加速度信号(例如利用车载加速度计)。在步骤312，方法300基于车辆加速度信号来确定坡度估计量。在步骤316，方法300基于车辆加速度信号来确定质量估计量。在步骤320，方法300将坡度和质量与一个或多个阈值进行比较并且判断坡度估计量或质量估计量是否大于或等于至少一个阈值。如果“是”，方法300继续到步骤324。如果“否”，方法300继续到步骤304并且根据第一换档规律运行。
在步骤324，方法300基于坡度、质量、以及一个或多个阈值来调节当前的换档规律并且/或者在多个换档规律之间进行选择。在步骤328，方法300根据所选择的换档规律运行并且继续到步骤308。从步骤308到步骤328，方法300继续在多个换档规律之间进行选择，直到车辆加速度信号显示质量和坡度条件适于在步骤304返回到第一换档规律。
本公开的广泛教导可以通过多种形态实施。因此，虽然本公开包括具体实例，但本公开的真实范围不应受此限制，因为本领域技术人员在研究了附图、本说明书和所附权利要求之后其它修改将变得显而易见。

Claims (10)

1.一种系统，包括：
坡度估计模块，所述坡度估计模块接收加速度计值并基于所述加速度计值生成坡度估计量，其中，所述加速度计值对应于车辆的加速度并且所述坡度估计量对应于所述车辆的坡度；
质量估计模块，所述质量估计模块接收所述加速度计值并基于所述加速度计值生成质量估计量，其中，所述质量估计量对应于所述车辆的质量；以及
换档控制模块，所述换档控制模块基于所述坡度估计量和所述质量估计量中的至少一个来进行选择多种换档规律中的一种和调节多种换档规律中的一种这两种操作中的至少一种并且基于所述多种换档规律中的所述一种来控制所述车辆的变速器。
2.如权利要求1所述的系统，还包括：生成所述加速度计值的加速度计。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述坡度估计模块基于所述加速度计值、车速的变化率、和引力常数而生成所述坡度估计量。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述坡度估计模块根据                                                生成所述坡度估计量，其中，grade%对应于所述坡度估计量，acceleration对应于所述加速度计值，rate对应于车速的变化率，grav对应于引力常数。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述质量估计模块基于所述加速度计值、车辆的牵引力、车辆的空气动力系数、车速、车辆的滚动载荷、和车辆的制动力而生成所述质量估计量。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述质量估计模块根据
Figure 112006DEST_PATH_IMAGE002
生成所述质量估计量，其中mass对应于所述质量估计量，tractive对应于车辆的牵引力， aerocoeff对应于车辆的空气动力系数，speed对应于车速，rolling对应于车辆的滚动载荷，braking对应于车辆的制动力，acceleration对应于所述加速度计值。
7.如权利要求1所述的系统，其中，响应于所述坡度估计量大于或等于阈值，所述换档控制模块进行选择所述多种换档规律中的所述一种和调节所述多种换档规律中的所述一种这两种操作中的至少一种。
8.如权利要求1所述的系统，其中，响应于所述质量估计量大于或等于阈值，所述换档控制模块进行选择所述多种换档规律中的所述一种和调节所述多种换档规律中的所述一种这两种操作中的至少一种。
9.如权利要求1所述的系统，其中，响应于所述坡度估计量大于或等于第一阈值且所述质量估计量大于或等于第二阈值，所述换档控制模块进行选择所述多种换档规律中的所述一种和调节所述多种换档规律中的所述一种这两种操作中的至少一种。
10.一种方法，包括：
接收加速度计值；
基于所述加速度计值而生成坡度估计量，其中，所述加速度计值对应于车辆的加速度并且所述坡度估计量对应于车辆的坡度；
基于所述加速度计值而生成质量估计量，其中，所述质量估计量对应于车辆的质量；
基于所述坡度估计量和所述质量估计量中的至少一个而进行选择多种换档规律中的一种和调节多种换档规律中的一种这两种操作中的至少一种；以及
基于所述多种换档规律中的所述一种而控制车辆的变速器。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104554276A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 福特全球技术公司 用于拖挂车辆的道路坡度估计方法
CN104773176A (zh) * 2014-01-15 2015-07-15 西门子公司 测定电动车辆的车辆质量或车重的方法、装置和车辆
CN108263385A (zh) * 2017-12-22 2018-07-10 内蒙古青杉汽车有限公司 一种eco智能控制方法及系统
CN108437998A (zh) * 2018-01-09 2018-08-24 南京理工大学 基于纵向动力学的纯电动汽车坡度识别方法
CN108944935A (zh) * 2018-05-31 2018-12-07 重庆大学 一种考虑参数耦合关系的汽车质量和道路坡度估计方法
CN109790924A (zh) * 2016-08-04 2019-05-21 意大利德纳有限责任公司 控制车辆传动系的控制器和校准车辆传动系控制器的方法
CN110167814A (zh) * 2017-01-09 2019-08-23 艾里逊变速箱公司 用于报告由变速器控制电路确定的车辆特性的系统和方法
CN111717214A (zh) * 2019-03-22 2020-09-29 长沙智能驾驶研究院有限公司 整车质量估算方法、装置、电子设备和存储介质
CN111806449A (zh) * 2020-06-23 2020-10-23 西安法士特汽车传动有限公司 一种纯电动车的整车质量和路面坡度的估算方法
CN112752694A (zh) * 2018-09-18 2021-05-04 捷豹路虎有限公司 估计车辆载荷的方法
CN113581192A (zh) * 2021-08-05 2021-11-02 东风汽车集团股份有限公司 一种基于车辆质量识别坡道坡度的车辆质量修正方法
WO2022236529A1 (zh) * 2021-05-10 2022-11-17 威刚科技股份有限公司 电动车的重量估算系统与方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8775041B2 (en) 2010-10-04 2014-07-08 Allison Transmission, Inc. System for selecting a transmission economy-based shift schedule
JP5533903B2 (ja) * 2012-01-27 2014-06-25 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
US8903578B2 (en) * 2012-05-07 2014-12-02 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle control utilizing grade data
US9014931B2 (en) * 2012-12-19 2015-04-21 Caterpillar, Inc. System and method for controlling a transmission
CN103982643B (zh) * 2014-05-27 2016-06-22 盛瑞传动股份有限公司 一种汽车及其自动变速器的坡道换挡控制方法和系统
CN104574957B (zh) * 2014-12-23 2019-03-05 厦门雅迅网络股份有限公司 一种利用风速与角度传感器监控车辆超载的方法及系统
US10208854B2 (en) 2015-09-18 2019-02-19 Ford Global Technologies, Llc Terrain adaptive shift scheduling
KR101807618B1 (ko) * 2016-10-04 2018-01-18 현대자동차주식회사 차량의 변속장치를 제어하는 방법 및 장치
US10040456B2 (en) * 2016-11-18 2018-08-07 Allison Transmission, Inc. System and method for hill climbing gear selection
CN106740870B (zh) * 2016-12-28 2019-10-08 重庆大学 一种考虑换挡因素的车辆质量估计方法
WO2018177496A1 (en) 2017-03-27 2018-10-04 Volvo Truck Corporation A method and a device for controlling gear shifting in a vehicle with a transmission
US10612961B2 (en) 2017-12-20 2020-04-07 Gm Global Technology Operateons Llc Method for real-time mass estimation of a vehicle system
US11377111B1 (en) 2020-08-26 2022-07-05 Allstate Insurance Company Systems and methods for detecting vehicle mass changes
SE2150489A1 (en) * 2021-04-20 2022-10-21 Epiroc Rock Drills Ab Method for controlling a gear-shifting operation of a vehicle
CN114291093A (zh) * 2021-11-30 2022-04-08 安徽海博智能科技有限责任公司 一种车路协同自动驾驶分层修正控制方法及系统
CN114919585B (zh) * 2022-07-22 2022-11-04 杭州宏景智驾科技有限公司 一种基于车辆动力学模型的车重及道路坡度的估算方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070293994A1 (en) * 2006-06-20 2007-12-20 Zerbini Mark A Hybrid road grade determination system
CN101328969A (zh) * 2007-04-09 2008-12-24 通用汽车公司 选择变速器换挡规律的方法
US20090240411A1 (en) * 2006-01-10 2009-09-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control Apparatus and Control Method of a Vehicle
US20090265067A1 (en) * 2006-04-15 2009-10-22 Werner Wolfgang Method for Controlling Shifting of a Stepped Automatic Transmission
CN101844554A (zh) * 2009-03-24 2010-09-29 福特全球技术公司 用于改善坡度上车辆性能的系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61112852A (ja) * 1984-11-08 1986-05-30 Diesel Kiki Co Ltd 車輛用自動変速装置
US6167357A (en) * 1998-04-23 2000-12-26 Cummins Engine Company, Inc. Recursive vehicle mass estimation
JP3955157B2 (ja) * 1998-08-24 2007-08-08 本田技研工業株式会社 自動変速機の制御装置
JP3974279B2 (ja) * 1998-12-16 2007-09-12 本田技研工業株式会社 自動変速機の制御装置
US8014924B2 (en) * 2007-10-12 2011-09-06 Caterpillar Inc. Systems and methods for improving haul road conditions
US8775041B2 (en) * 2010-10-04 2014-07-08 Allison Transmission, Inc. System for selecting a transmission economy-based shift schedule
US8849528B2 (en) * 2011-12-28 2014-09-30 Caterpillar Inc. System and method for controlling a transmission
JP5944199B2 (ja) * 2012-03-30 2016-07-05 本田技研工業株式会社 車両及び車両の制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090240411A1 (en) * 2006-01-10 2009-09-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control Apparatus and Control Method of a Vehicle
US20090265067A1 (en) * 2006-04-15 2009-10-22 Werner Wolfgang Method for Controlling Shifting of a Stepped Automatic Transmission
US20070293994A1 (en) * 2006-06-20 2007-12-20 Zerbini Mark A Hybrid road grade determination system
CN101328969A (zh) * 2007-04-09 2008-12-24 通用汽车公司 选择变速器换挡规律的方法
CN101844554A (zh) * 2009-03-24 2010-09-29 福特全球技术公司 用于改善坡度上车辆性能的系统

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104554276A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 福特全球技术公司 用于拖挂车辆的道路坡度估计方法
CN104554276B (zh) * 2013-10-29 2019-04-19 福特全球技术公司 用于拖挂车辆的道路坡度估计方法
CN104773176A (zh) * 2014-01-15 2015-07-15 西门子公司 测定电动车辆的车辆质量或车重的方法、装置和车辆
CN109790924A (zh) * 2016-08-04 2019-05-21 意大利德纳有限责任公司 控制车辆传动系的控制器和校准车辆传动系控制器的方法
US11584461B2 (en) 2017-01-09 2023-02-21 Allison Transmission, Inc. System and method for reporting on vehicle characteristics determined by transmission control circuit
CN110167814A (zh) * 2017-01-09 2019-08-23 艾里逊变速箱公司 用于报告由变速器控制电路确定的车辆特性的系统和方法
CN110167814B (zh) * 2017-01-09 2024-05-10 艾里逊变速箱公司 用于报告由变速器控制电路确定的车辆特性的系统和方法
CN108263385A (zh) * 2017-12-22 2018-07-10 内蒙古青杉汽车有限公司 一种eco智能控制方法及系统
CN108437998A (zh) * 2018-01-09 2018-08-24 南京理工大学 基于纵向动力学的纯电动汽车坡度识别方法
CN108437998B (zh) * 2018-01-09 2019-09-13 南京理工大学 基于纵向动力学的纯电动汽车坡度识别方法
CN108944935A (zh) * 2018-05-31 2018-12-07 重庆大学 一种考虑参数耦合关系的汽车质量和道路坡度估计方法
CN112752694A (zh) * 2018-09-18 2021-05-04 捷豹路虎有限公司 估计车辆载荷的方法
CN112752694B (zh) * 2018-09-18 2024-04-12 捷豹路虎有限公司 估计车辆载荷的方法
CN111717214B (zh) * 2019-03-22 2021-11-30 长沙智能驾驶研究院有限公司 整车质量估算方法、装置、电子设备和存储介质
CN111717214A (zh) * 2019-03-22 2020-09-29 长沙智能驾驶研究院有限公司 整车质量估算方法、装置、电子设备和存储介质
CN111806449A (zh) * 2020-06-23 2020-10-23 西安法士特汽车传动有限公司 一种纯电动车的整车质量和路面坡度的估算方法
WO2022236529A1 (zh) * 2021-05-10 2022-11-17 威刚科技股份有限公司 电动车的重量估算系统与方法
CN113581192A (zh) * 2021-08-05 2021-11-02 东风汽车集团股份有限公司 一种基于车辆质量识别坡道坡度的车辆质量修正方法
CN113581192B (zh) * 2021-08-05 2023-10-03 东风汽车集团股份有限公司 一种基于车辆质量识别坡道坡度的车辆质量修正方法

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US20130035829A1 (en) 2013-02-07

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