用于確定車(chē)輛的涉水深度的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種關(guān)于至少部分地浸沒(méi)在水中時(shí)的車(chē)輛(1)確定涉水深度(dMax)的方法。確定車(chē)輛(1)的姿態(tài)，并且相對(duì)于車(chē)輛(1)上的第一基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量水面的第一高度(dSensed)。基于車(chē)輛(1)的姿態(tài)和所述第一高度(dSensed)確定涉水深度(dMax)。替代性地，或另外地，確定車(chē)輛懸架的行程高度(HS)。本發(fā)明的各方面還涉及一種系統(tǒng)和一種車(chē)輛(1)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于確定車(chē)輛的涉水深度的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于關(guān)于至少部分地浸沒(méi)在水中時(shí)的車(chē)輛確定涉水深度的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的各方面涉及一種系統(tǒng)、一種車(chē)輛、一種方法以及一種計(jì)算機(jī)程序。

【背景技術(shù)】
[0002]越野車(chē)輛行駛通過(guò)水體是很常見(jiàn)的，在此將其稱(chēng)為涉水事件。然而，涉水深度(即，關(guān)于車(chē)輛的水位)不應(yīng)超過(guò)一定的閾值。用于檢測(cè)水的已知技術(shù)包括電阻式或電容式水傳感器的使用。然而，可以證明很難安全地將水傳感器封裝在車(chē)輛周?chē)?，特別是封裝在足夠低以便提供及時(shí)的涉水事件的指示并且不會(huì)累及車(chē)輛的離地間隙的高度處。
[0003]本 申請(qǐng)人:已經(jīng)提交了一系列關(guān)于車(chē)輛涉水事件的申請(qǐng)，包括:2010年2月25 日提交的 GB1021268.6 ；2011 年 12 月 15 日提交的 GB1121625.6 ；2011 年 12 月 15日提交的GB112162L 5 ；2010年2月25日提交的GB1021278.5 ；2011年12月15日提交的GB1121624.9 ；2010年2月25日提交的GB1021272.8 ；2011年12月15日提交的GB1121622.3 ；2010年2月25日提交的GB1021297.5 ；2011年12月15日提交的 GB1121626.4 ；2011 年 12 月 15 日提交的 GB1121629.8 ；2010 年 12 月 15 日提交的 GB1021295.9 ；2011 年 12 月 15 日提交的 GB1121623.1 ；2010 年 12 月 15 日提交的 GB1021296.7 ；2011 年 12 月 15 日提交的 GB1121620.7 ；2011 年 12 月 15 日提交的GB1121619.9 ；2011年12月15日提交的GB1121618.1 ；2011年3月15日提交的GBl 104367.6 ;以及 2011 年 8 月 17 日提交的 GB1114124.9。
[0004]這些申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容明確地通過(guò)弓I用并入本文。
[0005]正是在這種背景下構(gòu)想出本發(fā)明。本發(fā)明的實(shí)施方式可以提供改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)配置的方法、系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)器或車(chē)輛。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)勢(shì)將從下面的描述、權(quán)利要求書(shū)和附圖中變得清楚。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的各方面提供如所附權(quán)利要求所述的方法、系統(tǒng)或車(chē)輛。
[0007]根據(jù)本發(fā)明所要求保護(hù)的另一方面，提供一種關(guān)于至少部分地浸沒(méi)在水中時(shí)的車(chē)輛確定涉水深度的方法；所述方法包括:(a)確定所述車(chē)輛的姿態(tài)；(b)測(cè)量相對(duì)于所述車(chē)輛上的第一基準(zhǔn)點(diǎn)的水面的第一高度；以及(C)基于所述車(chē)輛的姿態(tài)和所述第一高度確定所述涉水深度。
[0008]通過(guò)確定相對(duì)于至少一個(gè)水平基準(zhǔn)軸線的車(chē)輛的姿態(tài)，能夠估計(jì)相對(duì)于車(chē)輛的涉水深度。更具體地，能夠確定最大涉水深度(即，基于諸如發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的高度或者總體車(chē)輛體量以及觸地面積等車(chē)輛的物理特性的、相對(duì)于車(chē)輛的最高水位)。涉水深度可以用于在達(dá)到或超過(guò)閾值涉水深度時(shí)通報(bào)駕駛員。
[0009]所述方法可以包括確定車(chē)輛懸架的行程位置。該行程位置可以通過(guò)例如位移傳感器進(jìn)行測(cè)量。替代性地，或另外地，行程位置可以參照車(chē)輛的懸架設(shè)定來(lái)確定。例如，懸架能夠是針對(duì)不同的運(yùn)行模式可調(diào)節(jié)的，行程位置可以基于所選定的運(yùn)行模式來(lái)確定。
[0010]使用懸架的行程位置來(lái)確定涉水深度被認(rèn)為是單獨(dú)具有可專(zhuān)利性的。因此，在另一方面中，本發(fā)明涉及一種關(guān)于至少部分地浸沒(méi)在水中時(shí)的車(chē)輛確定涉水深度的方法；所述方法包括:(a)確定車(chē)輛懸架的行程位置；(b)測(cè)量相對(duì)于所述車(chē)輛上的第一基準(zhǔn)點(diǎn)的水面的第一高度；以及(C)基于所述行程位置和所述第一高度關(guān)于所述車(chē)輛確定所述涉水深度。
[0011]通過(guò)將行程位置和測(cè)得的第一高度相結(jié)合，能夠更加精確地確定涉水深度。利用懸架的行程位置確定涉水深度的方法可以包括確定車(chē)輛的姿態(tài)。
[0012]車(chē)輛的姿態(tài)可以指車(chē)輛的側(cè)傾(即，繞車(chē)輛的縱向軸線的旋轉(zhuǎn))和/或車(chē)輛的俯仰(即，繞橫向軸線的旋轉(zhuǎn))。車(chē)輛的姿態(tài)通常測(cè)量為相對(duì)于水平軸線或平面的角度。
[0013]可以針對(duì)所述第一基準(zhǔn)點(diǎn)限定第一基準(zhǔn)高度。替代性地，或另外地，第一基準(zhǔn)高度可以在車(chē)輛未處于涉水事件中時(shí)例如作為校準(zhǔn)程序的一部分進(jìn)行測(cè)量。水深可以通過(guò)從第一基準(zhǔn)高度中減去測(cè)得的第一高度計(jì)算出來(lái)。還能夠可選地酌情加上或減去車(chē)輛懸架的行程位置。涉水深度可以基于所述水深以及可選地還可以基于車(chē)輛的姿態(tài)來(lái)確定。
[0014]本文描述的方法可以包括確定在第一位置處的第一豎直偏距以及將所述豎直偏距加至在所述第一基準(zhǔn)點(diǎn)處的測(cè)得的水的高度。第一豎直偏距可以例如使用三角學(xué)計(jì)算出來(lái)。替代性地，第一豎直偏距可以在參考表中查找。第一位置可以相對(duì)于所述第一基準(zhǔn)點(diǎn)縱向地和/或橫向地移位。第一位置可以代表車(chē)輛的末端，比如車(chē)頭或車(chē)尾或者是車(chē)輛的橫向拐角。因此，第一豎直偏距指示最大豎直偏距。該方法可以包括確定一個(gè)以上的豎直偏距，例如確定車(chē)頭和車(chē)尾的豎直偏距。
[0015]確定涉水深度的步驟可以包括應(yīng)用艏波補(bǔ)償因子。艏波補(bǔ)償因子可以起因于車(chē)輛在水中穿行時(shí)形成的艏波的輪廓。艏波會(huì)降低車(chē)輛前輪后方的水位，如果在這個(gè)區(qū)域測(cè)量水的高度，就可能會(huì)確定得到錯(cuò)誤地偏低的涉水深度。艏波補(bǔ)償因子可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析或計(jì)算機(jī)建模來(lái)確定。此外，艏波補(bǔ)償因子可以基于以下運(yùn)行參數(shù)中的一個(gè)或者更多個(gè)進(jìn)行定制，這些運(yùn)行參數(shù)包括:車(chē)輛的前進(jìn)速度、車(chē)輛加速度、車(chē)輛的姿態(tài)(俯仰和/或側(cè)傾)、懸架行程、車(chē)輛轉(zhuǎn)彎角度、水深、水的速度和/或方向、以及所述測(cè)得的第一高度。
[0016]第一高度可以通過(guò)檢測(cè)水面反射的信號(hào)測(cè)得。例如，該信號(hào)可以是超聲波或激光。第一高度能夠通過(guò)測(cè)量信號(hào)從發(fā)送到接收的飛行時(shí)間來(lái)確定。
[0017]檢測(cè)到的信號(hào)可以被放大以解決信號(hào)衰減。信號(hào)的衰減可能會(huì)因?yàn)槔缦鄬?duì)于水面的車(chē)輛姿態(tài)而發(fā)生?？梢曰谲?chē)輛的姿態(tài)對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)應(yīng)用放大作用。
[0018]該方法可以包括測(cè)量相對(duì)于車(chē)輛上的第二基準(zhǔn)點(diǎn)的第二高度。該方法可以包括對(duì)比所述第一高度和第二高度，以確定車(chē)輛的姿態(tài)。如果第一基準(zhǔn)點(diǎn)和第二基準(zhǔn)點(diǎn)是橫向偏置的，那么所述第一和第二高度的對(duì)比可以確定橫向坡度。第一基準(zhǔn)點(diǎn)可以設(shè)在車(chē)輛的第一側(cè)上，第二基準(zhǔn)點(diǎn)可以設(shè)在車(chē)輛的第二側(cè)上。如果該第一和第二基準(zhǔn)點(diǎn)是縱向偏置的，則可以確定縱向坡度。當(dāng)然，該方法可以包括測(cè)量在兩個(gè)以上的基準(zhǔn)點(diǎn)處的高度。
[0019]專(zhuān)用的姿態(tài)傳感器可以被提供用于測(cè)量車(chē)輛的姿態(tài)。該姿態(tài)傳感器可以包括例如陀螺儀和/或加速度計(jì)。姿態(tài)傳感器可以檢測(cè)關(guān)于一個(gè)或更多個(gè)軸線的車(chē)輛姿態(tài)。單軸姿態(tài)傳感器可以例如測(cè)量關(guān)于車(chē)輛的縱向軸線或橫向軸線的車(chē)輛姿態(tài)。雙軸姿態(tài)傳感器可以測(cè)量關(guān)于所述縱向軸線和所述橫向軸線二者的車(chē)輛姿態(tài)。姿態(tài)傳感器通常測(cè)量車(chē)輛的相對(duì)于水平平面的方位角。
[0020]姿態(tài)傳感器可以包括縱向加速度計(jì)。該方法可以包括通過(guò)減去動(dòng)態(tài)車(chē)輛(車(chē)輪轉(zhuǎn)速)加速度來(lái)修正測(cè)得的縱向加速度，以得出由于重力產(chǎn)生的加速度，進(jìn)而得出縱向坡度。該方法可以包括對(duì)來(lái)自于姿態(tài)傳感器的信號(hào)應(yīng)用過(guò)濾器，以將例如由車(chē)輛的制動(dòng)和/或加速導(dǎo)致的加速度變化考慮在內(nèi)。可以監(jiān)測(cè)制動(dòng)壓力和油門(mén)輸入這兩者的變化的大小和速率，以提供改進(jìn)的過(guò)濾。該方法可以輸出計(jì)算出的縱向坡度，以及通過(guò)使用所述至少所述第一傳感器支持在車(chē)輛上的最深的點(diǎn)處的最大深度的計(jì)算。
[0021]在又一方面中，本發(fā)明涉及一種用于關(guān)于至少部分地浸沒(méi)在水中時(shí)的車(chē)輛確定涉水深度的系統(tǒng)；所述系統(tǒng)包括:姿態(tài)傳感器，所述姿態(tài)傳感器用于測(cè)量所述車(chē)輛的相對(duì)于水平軸線的方位角；至少第一傳感器，所述第一傳感器用于測(cè)量相對(duì)于所述車(chē)輛上的第一基準(zhǔn)點(diǎn)的水面的第一高度；以及處理器，所述處理器用于基于所測(cè)量的方位角和所述第一高度關(guān)于所述車(chē)輛確定所述涉水深度。
[0022]該系統(tǒng)可以包括用于確定車(chē)輛懸架的行程位置的裝置。姿態(tài)傳感器可以被構(gòu)造成測(cè)量俯仰(即，繞車(chē)輛的橫向軸線的角旋轉(zhuǎn))和/或側(cè)傾(即，繞車(chē)輛的縱向軸線的角旋轉(zhuǎn))。
[0023]在再一方面中，本發(fā)明涉及一種用于關(guān)于至少部分地浸沒(méi)在水中時(shí)的車(chē)輛確定涉水深度的系統(tǒng)；所述系統(tǒng)包括:用于確定車(chē)輛懸架組件的行程位置的裝置；至少第一傳感器，所述第一傳感器用于測(cè)量相對(duì)于所述車(chē)輛上的第一基準(zhǔn)點(diǎn)的水面的第一高度；以及處理器，所述處理器用于基于所述行程位置和所述第一高度關(guān)于所述車(chē)輛確定所述涉水深度。
[0024]該系統(tǒng)可以包括用于測(cè)量車(chē)輛相對(duì)于水平軸線的方位的姿態(tài)傳感器。該姿態(tài)傳感器可以被構(gòu)造成測(cè)量俯仰(即，繞車(chē)輛的橫向軸線的角旋轉(zhuǎn))和/或側(cè)傾(即，繞車(chē)輛的縱向軸線的角旋轉(zhuǎn))。
[0025]用于確定車(chē)輛懸架的行程位置的裝置可以包括位移傳感器或用于基于車(chē)輛的運(yùn)行模式確定行程位置的參考表。
[0026]本發(fā)明的系統(tǒng)可以被構(gòu)造成提供用于將車(chē)輛的姿態(tài)和/或由該系統(tǒng)確定的涉水深度指示給駕駛員的裝置。
[0027]第一傳感器可以設(shè)在車(chē)輛的第一后視鏡組件中，后視鏡組件通常安裝于駕駛員的視野范圍內(nèi)的車(chē)輛外部。第二傳感器可以被提供用于測(cè)量相對(duì)于車(chē)輛上的第二基準(zhǔn)點(diǎn)的水面的第二高度。第二傳感器可以設(shè)在車(chē)輛的第二后視鏡組件中。至少所述第一傳感器可以包括收發(fā)器，以用于傳輸信號(hào)和檢測(cè)水面反射的信號(hào)。至少所述第一傳感器可以是超聲波的或激光的。
[0028]在另一方面中，本發(fā)明涉及包括在此描述的系統(tǒng)的車(chē)輛。
[0029]本文所描述的方法可以是機(jī)器執(zhí)行的。本文所描述的方法可以在包括一個(gè)或更多個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)設(shè)備上執(zhí)行，其中，處理器例如是電子微處理器。處理器可以被構(gòu)造成執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)裝置中的計(jì)算機(jī)指令。在此描述的設(shè)備可以包括被構(gòu)造成執(zhí)行計(jì)算指令的一個(gè)或更多個(gè)處理器。
[0030]在另一方面，本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括:可編程電路；以及編碼在至少一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的軟件，該軟件用于對(duì)可編程電路進(jìn)行編程以實(shí)施本文所描述的方法。
[0031]根據(jù)又一方面，本發(fā)明涉及一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上具有計(jì)算機(jī)可讀指令，這些指令在被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)會(huì)使計(jì)算機(jī)進(jìn)行本文所描述的方法的所有步驟。
[0032]本文對(duì)車(chē)輛姿態(tài)的提及指的是相對(duì)于水平基準(zhǔn)平面的車(chē)輛的方位。車(chē)輛姿態(tài)可以被限定為車(chē)輛的縱向軸線和/或橫向軸線相對(duì)于水平基準(zhǔn)軸線或豎直基準(zhǔn)軸線的方位角。基準(zhǔn)軸線在附圖中以虛線示出。
[0033]在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)，明確期望在前述段落中、在權(quán)利要求中和/或在下列描述和附圖中陳述的本申請(qǐng)的各個(gè)方面、實(shí)施方式、示例和替代方案并且特別是其各個(gè)特征可以被單獨(dú)地或以任何組合的方式采用。例如，結(jié)合一個(gè)實(shí)施方式描述的特征能夠應(yīng)用于所有實(shí)施方式，除非這些特征不相容。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]現(xiàn)在將參照附圖僅以示例的方式對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述，其中:
[0035]圖1示出標(biāo)有用于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式判斷最大涉水深度的尺寸的車(chē)輛；
[0036]圖2示出了處于水平涉水事件中的圖1的車(chē)輛；
[0037]圖3示出了處于下俯的涉水事件中的圖1的車(chē)輛；
[0038]圖4示出了處于上仰的涉水事件中的圖1的車(chē)輛；以及
[0039]圖5示出了處于側(cè)斜的涉水事件中的圖1的車(chē)輛。

【具體實(shí)施方式】
[0040]圖1中示出了一種能夠涉水的車(chē)輛I。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，車(chē)輛I設(shè)有涉水監(jiān)測(cè)器(未圖示)，該涉水監(jiān)測(cè)器被構(gòu)造成估計(jì)最大涉水深度dMax，涉水深度代表關(guān)于車(chē)輛I的水位。涉水監(jiān)測(cè)器能夠?yàn)轳{駛員輸出涉水信息，并且可選地，如果計(jì)算出的最大涉水深度dMax接近閾值，該涉水監(jiān)測(cè)器能夠通過(guò)顯示器或音響報(bào)警器(未圖示)提供警報(bào)。
[0041]車(chē)輛I包括通過(guò)獨(dú)立的空氣懸架(未圖示)安裝在底盤(pán)上的四個(gè)車(chē)輪W。懸架是可調(diào)節(jié)的以針對(duì)不同的駕駛情形改變車(chē)輛I的底盤(pán)高度。具體而言，空氣懸架能夠?yàn)橐韵逻\(yùn)行模式中的一種或更多種模式提供預(yù)定的底盤(pán)高度:進(jìn)出模式、高速巡航模式、正常模式、半越野模式和越野模式?？諝鈶壹苓€能夠提供擴(kuò)展模式，該擴(kuò)展模式提供定時(shí)充氣以增大底盤(pán)高度，這取決于當(dāng)前的負(fù)載和先前的車(chē)輪位置。懸架動(dòng)態(tài)地測(cè)量懸架高度Hn，并且將懸架高度Hn作為一組預(yù)定值中的一個(gè)進(jìn)行傳送。懸架高度的變化可以作為懸架高度修正值Hn，輸出。
[0042]車(chē)輛I包括前保險(xiǎn)杠3、后保險(xiǎn)杠5、左后視鏡組件7和右后視鏡組件9。第一涉水傳感器11容置在左后視鏡組件7中；以及，第二涉水傳感器13容置在右后視鏡組件9中。該第一和第二涉水傳感器11、13限定第一基準(zhǔn)點(diǎn)和第二基準(zhǔn)點(diǎn)，該第一和第二基準(zhǔn)點(diǎn)與車(chē)輛尺寸相結(jié)合被涉水監(jiān)測(cè)器用來(lái)確定涉水深度dMax。參照?qǐng)D1對(duì)車(chē)輛尺寸概括如下:
[0043]hSmsOT涉水傳感器11、13高于地面高度的高度，其取決于所選定的空氣懸架的運(yùn)行模式。
[0044](本實(shí)施方式:越野模式=1.23m ;標(biāo)準(zhǔn)模式=1.19m ;進(jìn)出模式=1.14m)
[0045]LSensorToFront從車(chē)頭到涉水傳感器11、13的距離。
[0046](本實(shí)施方式:1.8m)
[0047]LSensorToEear從車(chē)尾到涉水傳感器的距離。
[0048](本實(shí)施方式:2.9m)
[0049]最大涉水深度dMax平行于車(chē)輛I的縱向軸線X定位，并由虛線X1示出。在該示例中，當(dāng)空氣懸架被設(shè)定成越野運(yùn)行模式時(shí)，用于車(chē)輛I的可使用的涉水閾值(未圖示)被指定為0.7m。
[0050]第一和第二涉水傳感器11、13分別包括可以與后視鏡腳燈或指示器組件(轉(zhuǎn)向指不燈)(未圖不)相結(jié)合的超聲波收發(fā)器11a、13a。該第一和第二涉水傳感器11、13基本上平行于車(chē)輛I的豎直軸線Z向下定向。在使用中，超聲波收發(fā)器lla、13a發(fā)射超聲波信號(hào)(在附圖中由帶陰影的三角形示出)，超聲信號(hào)被水體的表面S反射。可以理解的是，在正常行駛中，此時(shí)車(chē)輛行駛在干燥的路面上，超聲波信號(hào)會(huì)從路面反射回來(lái)。在這種情況下，由于底盤(pán)高度是已知的，該系統(tǒng)可以被設(shè)置成將干燥的地面用作已知的基準(zhǔn)點(diǎn)周期性地執(zhí)行自我診斷和/或校正循環(huán)。在車(chē)輛行駛通過(guò)水體的情況下，通過(guò)相關(guān)收發(fā)器11a、13a檢測(cè)反射的信號(hào)，并利用超聲波信號(hào)的飛行時(shí)間來(lái)確定涉水傳感器11、13與水體表面S之間的距離
dsensed。
[0051]由于例如因水中的漣漪/波浪/飛濺而導(dǎo)致的水面S的運(yùn)動(dòng)，所測(cè)得的距離可能會(huì)有波動(dòng)。可應(yīng)用電子濾波器從所檢測(cè)到的信號(hào)中去除噪波。此外，如果車(chē)輛I相對(duì)于水面S是傾斜的，可能會(huì)減弱反射信號(hào)(因?yàn)樾盘?hào)不是直接朝向超聲波收發(fā)器11a、13a反射)，涉水監(jiān)測(cè)器可以放大檢測(cè)到的信號(hào)和/或應(yīng)用修正。
[0052]對(duì)涉水傳感器11、13和水體的表面S之間的距離dSensed進(jìn)行測(cè)量使得能夠使用以下公式計(jì)算局部水深dMeasured(即，最接近涉水傳感器11、13的水深):
[0053]測(cè)得的水深=傳感器安裝-測(cè)得的與水的土懸架高度修(dMeasmed)高度(hSensJ距離(dSensed)正值(Hn，)
[0054]涉水監(jiān)測(cè)器通過(guò)加上或減去車(chē)輛懸架高度修正值(Hn,)來(lái)調(diào)節(jié)水深d—以補(bǔ)償用于所選定的懸架運(yùn)行模式的懸架高度上的變化。涉水監(jiān)測(cè)器還能夠應(yīng)用艏波修正值(土ve)，艏波修正值(土ve)允許由艏波的形成導(dǎo)致的變化，在車(chē)輛I行進(jìn)通過(guò)水的時(shí)候，艏波的形成會(huì)使前輪后方的水深減小。艏波修正值能夠關(guān)于車(chē)輛速度和/或水深進(jìn)行校正。
[0055]因此，車(chē)輛I的最大涉水深度dMax以車(chē)輛和懸架高度的信息為基礎(chǔ)，車(chē)輛和懸架高度的信息能夠由通用接近感應(yīng)模塊(GPSM)傳輸通過(guò)車(chē)輛的封閉式區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)傳輸。然后，計(jì)算出的最大涉水深度dMax由GPSM通過(guò)CAN總線傳輸，供其他車(chē)輛系統(tǒng)參考。
[0056]在圖2所示的示例布置中，車(chē)輛I基本上是水平的(即，車(chē)輛I的縱向軸線X基本上是水平的)，并且正在涉水事件中行駛通過(guò)水體。在車(chē)輛I水平的情況下，最大涉水深度dMax等于所測(cè)得的深度d—并且沿著車(chē)輛的長(zhǎng)度基本上一致?？梢岳斫獾氖牵?chē)頭的水深dfMnt基本上等于車(chē)尾的水深dreal.。這可以通過(guò)以下語(yǔ)句(statement)總結(jié):
[0057]最大涉水深=測(cè)得的水深=車(chē)頭水深=車(chē)尾水深度(d
Max) (dMeasured) ^front^ (drear)
[0058]可以理解的是車(chē)輛I不會(huì)總是水平的。為了判斷相對(duì)于水面S的車(chē)輛I的姿態(tài)，涉水監(jiān)測(cè)器還包括用于測(cè)量車(chē)輛I的縱向俯仰角(longitudinal pitch)的姿態(tài)傳感器(未圖示)。姿態(tài)傳感器測(cè)量相對(duì)于車(chē)輛I的縱向軸線X的縱坡角Θ。因此，姿態(tài)傳感器提供車(chē)輛I的縱向俯仰角(即，繞車(chē)輛I的橫向軸線Y的方位角)的指示。姿態(tài)傳感器包括車(chē)輛縱向加速度計(jì)，該縱向加速度計(jì)減去車(chē)輪速度的加速度從而得到由于重力產(chǎn)生的加速度，進(jìn)而得到縱向坡度。涉水監(jiān)視器可以將過(guò)濾器應(yīng)用于來(lái)自姿態(tài)傳感器的信號(hào)，以將由車(chē)輛的制動(dòng)和/或加速導(dǎo)致的加速度擾動(dòng)(accelerat1n perturbat1n)考慮在內(nèi)。對(duì)制動(dòng)壓力和油門(mén)輸入這兩者的變化的大小和速率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以為計(jì)算縱向坡度提供改進(jìn)的過(guò)濾。替代性地或另外地，姿態(tài)傳感器可以是陀螺儀。
[0059]車(chē)輛I在圖3中示出是處于下俯的涉水事件中，由此，車(chē)頭低于車(chē)尾。具體而言，車(chē)輛I被示為處于呈縱坡角Θ的下俯姿態(tài)中。和在第一示例性布置中一樣，第一和第二涉水傳感器11、13確定涉水傳感器11、13和水體的表面S之間的感測(cè)距離dSensedo然后，涉水監(jiān)測(cè)器通過(guò)從傳感器高度hSmsOT中減去感測(cè)距離計(jì)算測(cè)得的水深dMMSUred。
[0060]因?yàn)檐?chē)輛I處于下俯姿態(tài)中，車(chē)頭的水深dfront大于車(chē)尾的水深。姿態(tài)傳感器測(cè)量車(chē)輛I的傾角Θ，涉水傳感器將該數(shù)據(jù)用于計(jì)算車(chē)輛I的車(chē)頭的增大的水深。具體而言，如下計(jì)算車(chē)頭的下俯深度dN_D_:
[0061]dNoseDown — tan Θ *LSensorToFront
[0062]舉例來(lái)說(shuō)，如果縱坡角Θ 是 6。,那么 Tan 6*180cm(LSensorToFront) = 18.9cm。將下俯深度d?wn加至測(cè)得的水深Clfeasured從而提供最大車(chē)頭涉水深度dFMnt，該最大車(chē)頭涉水深度dFront被設(shè)定為涉水深度dMax。
[0063]在圖4中車(chē)輛I被示為處于上仰的涉水事件中。在該布置中，車(chē)輛I的車(chē)頭高于車(chē)輛的車(chē)尾。車(chē)輛I被示為處于呈縱坡角Θ的上仰姿態(tài)中。再次，第一和第二涉水傳感器
11、13確定涉水傳感器11、13和水體的表面S之間的距離dM。
[0064]因?yàn)檐?chē)輛I處于上仰姿態(tài)中，車(chē)尾的水深大于車(chē)頭的水深dfront。姿態(tài)傳感器測(cè)量車(chē)輛I的傾角Θ，涉水傳感器將該數(shù)據(jù)用于計(jì)算車(chē)輛I的車(chē)尾處的增大的水深。涉水傳感器計(jì)算車(chē)輛I的車(chē)尾處的增大的水深。具體而言，如下計(jì)算車(chē)頭的上仰深度cLs_:
[0065]dNoseUp — tan Θ *LSensOTT()Rear
[0066]舉例來(lái)說(shuō)，如果縱坡角Θ 是 6。，那么 Tan 6*290cm(LSensorToEear) = 30.5cm。將上仰深度cLs_加至測(cè)得的水深Clifeasured以提供最大車(chē)尾涉水深度dK_，該最大車(chē)尾涉水深度dEear被設(shè)定為涉水深度dMax。
[0067]為了確定最大涉水深度dMax，涉水監(jiān)測(cè)器能夠基于縱坡角Θ是正的還是負(fù)的來(lái)計(jì)算最大車(chē)頭涉水深度dFMnt或最大車(chē)尾涉水深度dK.。替代性地，涉水監(jiān)測(cè)器能夠?qū)⒆畲筌?chē)頭涉水深度dFMnt和最大車(chē)尾涉水深度dK.作對(duì)比從而將最大涉水深度dMax設(shè)定為較大值。
[0068]在圖5中示出的另一布置，其中車(chē)輛I是在橫坡角α上傾斜的。涉水監(jiān)測(cè)器能夠比較感測(cè)深度dSmsel和感測(cè)深度dSmse2的差別，以判斷車(chē)輛I的哪一側(cè)較低。然后，涉水監(jiān)測(cè)器能夠使用車(chē)輛的該較低一側(cè)的感測(cè)深度ds.來(lái)確定最大涉水深度dMax?？梢蕴峁?zhuān)用的姿態(tài)傳感器，以測(cè)量車(chē)輛I的橫向角度α，從而在三維空間中計(jì)算最大涉水深度dMax。例如，被構(gòu)造成測(cè)量側(cè)傾角速度的變化率的縱向加速度計(jì)和/或陀螺儀可以用于為系統(tǒng)提供適當(dāng)?shù)能?chē)輛姿態(tài)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以另外地顯示給駕駛員，從而使得駕駛員能夠在被告知關(guān)于可能影響車(chē)輛行為的外部因素的同時(shí)安全地完成部署。
[0069]涉水監(jiān)測(cè)器能夠用于在涉水事件的過(guò)程中輸出最大涉水深度dMax。如果最大涉水深度dMax接近或超過(guò)閾值涉水深度，則可以提供警報(bào)，以允許駕駛員采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。
[0070]涉水監(jiān)測(cè)器可以與諸如濕氣傳感器的其他涉水傳感器協(xié)同使用以判斷車(chē)輛I何時(shí)處于涉水事件中。另外地或替代性地，涉水監(jiān)測(cè)器可以設(shè)置成允許駕駛員即使是在最初水深太淺而不被認(rèn)為是涉水事件的境況下仍然能夠手動(dòng)調(diào)用該系統(tǒng)以測(cè)量水深。
[0071]此外，涉水監(jiān)測(cè)器還可以利用車(chē)輛的動(dòng)態(tài)運(yùn)行參數(shù)來(lái)評(píng)估涉水事件。例如，涉水監(jiān)測(cè)器可以使用車(chē)輛的行駛方向(前進(jìn)、后退以及向左轉(zhuǎn)或向右轉(zhuǎn))以預(yù)測(cè)車(chē)輛I的最大涉水深度dMax是否有可能增大或減小。如果車(chē)輛I處于下俯姿態(tài)中，涉水監(jiān)測(cè)器能夠判斷的是:如果車(chē)輛正在向前行駛，則最大涉水深度dMax有可能增大，如果車(chē)輛正在向后行駛，則最大涉水深度dMax有可能減小。如果車(chē)輛I處于上仰姿態(tài)中，涉水監(jiān)測(cè)器能夠判斷的是:如果車(chē)輛正在向前行駛，則最大涉水深度dMax有可能減小,如果車(chē)輛正在向后行駛,則最大涉水深度dMax有可能增大。同樣地，如果車(chē)輛I處于斜坡(縱向斜坡或橫向斜坡)上，涉水監(jiān)測(cè)器能夠根據(jù)車(chē)輛是正要上坡還是正要下坡來(lái)判斷最大涉水深度dMax有可能增大或減小。如果涉水監(jiān)測(cè)器判斷最大涉水深度dMax有可能增大和/或超過(guò)閾值，則可以向駕駛員提供警報(bào)。
[0072]可以理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本文所描述的涉水監(jiān)測(cè)器作出各種修改和變型。例如，姿態(tài)傳感器被描述為單一軸線傳感器，用于測(cè)量車(chē)輛I的縱坡角Θ。該姿態(tài)傳感器可以測(cè)量多于一條軸線上的姿態(tài)，例如，它還可以確定橫坡角
α ο
【權(quán)利要求】
1.一種關(guān)于至少部分地浸沒(méi)在水中時(shí)的車(chē)輛確定涉水深度的方法，所述方法包括: (a)確定所述車(chē)輛的姿態(tài)； (b)測(cè)量相對(duì)于所述車(chē)輛上的第一基準(zhǔn)點(diǎn)的水面的第一高度；以及 (c)基于所述車(chē)輛的姿態(tài)和所述第一高度確定所述涉水深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括確定車(chē)輛懸架的行程位置。
3.一種關(guān)于至少部分地浸沒(méi)在水中時(shí)的車(chē)輛確定涉水深度的方法；所述方法包括: (a)確定車(chē)輛懸架的行程位置； (b)測(cè)量相對(duì)于所述車(chē)輛上的第一基準(zhǔn)點(diǎn)的水面的第一高度；以及 (c)基于所述行程位置和所述第一高度關(guān)于所述車(chē)輛確定所述涉水深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，包括確定所述車(chē)輛的姿態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，確定所述涉水深度包括計(jì)算在相對(duì)于所述第一基準(zhǔn)點(diǎn)縱向地和/或橫向地移位的第一位置處的第一豎直偏距并且將所述豎直偏距與所測(cè)量的在所述第一基準(zhǔn)點(diǎn)處的水的高度相加。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述第一位置位于車(chē)頭或位于車(chē)尾。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，確定所述涉水深度包括基于所述車(chē)輛的前進(jìn)速度和/或加速度應(yīng)用艏波補(bǔ)償因子。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)檢測(cè)水面反射的信號(hào)測(cè)量所述第一高度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，對(duì)所檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行放大或修正以解決信號(hào)衰減。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法包括測(cè)量相對(duì)于所述車(chē)輛上的第二基準(zhǔn)點(diǎn)的第二高度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，包括比較所述第一高度和所述第二高度，以確定所述車(chē)輛的姿態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在所述車(chē)輛的第一側(cè)上，所述第二基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在所車(chē)輛的第二側(cè)上。
13.一種用于關(guān)于至少部分地浸沒(méi)在水中時(shí)的車(chē)輛確定涉水深度的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 姿態(tài)傳感器，所述姿態(tài)傳感器用于測(cè)量所述車(chē)輛的相對(duì)于水平軸線的方位角； 至少第一傳感器，所述第一傳感器用于測(cè)量相對(duì)于所述車(chē)輛上的第一基準(zhǔn)點(diǎn)的水面的第一高度；以及 處理器，所述處理器用于基于所測(cè)量的方位角和所述第一高度關(guān)于所述車(chē)輛確定所述涉水深度。
14.一種用于關(guān)于至少部分地浸沒(méi)在水中時(shí)的車(chē)輛確定涉水深度的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 用于確定車(chē)輛懸架組件的行程位置的裝置； 至少第一傳感器，所述第一傳感器用于測(cè)量相對(duì)于所述車(chē)輛上的第一基準(zhǔn)點(diǎn)的水面的第一高度；以及 處理器，所述處理器用于基于所述行程位置和所述第一高度關(guān)于所述車(chē)輛確定所述涉水深度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，至少所述第一傳感器設(shè)在所述車(chē)輛的后視鏡組件中。
16.一種車(chē)輛，包括如權(quán)利要求13、14或15中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)。
17.基本如文中參照附圖所描述地進(jìn)行構(gòu)造和/或配置的方法、系統(tǒng)或車(chē)輛。
【文檔編號(hào)】G01F23/26GK104169697SQ201380014395
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月15日
【發(fā)明者】西蒙·吉林, 翠-揚(yáng)·德蘭, 愛(ài)德華·霍爾, 奈杰爾·克拉克 申請(qǐng)人:捷豹路虎有限公司