用於處理源自機動車輛控制構件的位置傳感器信號的方法
2023-06-13 01:28:36
專利名稱：用於處理源自機動車輛控制構件的位置傳感器信號的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於機動車輛的斜坡起步的輔助設備，並且具體地涉及一種用於
處理來自車輛的控制構件的位置信號的方法，該位置信號在該輔助設備中使用。
背景技術：
從申請FR 2， 828， 450中知道這種輔助設備，在此引入其內容作為參考。這種設備 主要包括用於估算車輛位於的坡度的裝置、用於解釋駕駛員動作的裝置、用於確定該車輛 的離合器特性曲線(這就是說，使離合器踏板的位置與可以由離合器傳遞的扭矩相對應的 曲線)的裝置、以及用於自動地解除車輛的制動裝置的裝置。由於這些裝置，機動車輛能夠 以這樣一種狀態在斜坡上保持在適當的位置中即驅動輪與發動機脫離接合併且通過駕駛 員在加速器和離合器踏板上的單個動作(即無需操作駐車制動器)即可以移動(在上坡方 向上)。實際上，該輔助設備的操作策略是當傳遞到車輪上的發動機扭矩足以補償施加於該 車輛上的由斜坡和重力所引起的力時釋放制動器。 由於釋放制動系統需要反應時間，所以由離合器傳遞的扭矩不是基於離合器踏板
的瞬間位置來確定的，而是基於離合器踏板的預期位置來確定的，這就是說對於制動器釋
放時刻離合器踏板所處位置的估算。這個預期位置是通過使用離合器踏板位置值的即時導
數(將它乘以預定的時間常數)來計算的，該結果與離合器踏板瞬時位置值相加。 這種設備具有幾個缺點。它缺乏魯棒性。實際上，源於離合器踏板位置傳感器的
信號中存在的噪聲使得該噪聲在相當大的程度上幹擾了預期的離合器踏板位置值。這種幹
擾會使制動系統的釋放發生得太早或太晚。此外，該設備在處理離合器踏板快速運動時存
在許多困難。
發明內容
本發明的目的是提供一種用於處理離合器踏板位置信號的方法，該方法克服了上 述缺陷並且改進了現有技術的已知確定過程。具體地講，本發明提出了一種確定方法，該方 法能夠防止過早或過晚地釋放制動系統。 根據本發明，該方法可用於處理源自機動車輛控制構件的位置傳感器的信號，其
旨在產生與該控制構件的位置相關的處理信號。該方法的特徵在於，包括-濾波階段，其中由第一濾波器對源自該傳感器的信號進行濾波以獲得第一濾波
信號，-替換階段，其中如果該第一濾波信號的即時值大於第一閾值參數的值則作為處 理信號而提供添加了第二信號的第一濾波信號，並且在相反的情況下作為處理信號而提供 源自該傳感器的信號。 所述第二信號可以取決於第三信號，該第三信號是通過由第二濾波器對源自該傳
感器的信號進行濾波並且然後通過求所產生信號時間導數而獲得的。 所述第二信號可能受限於第二參數以及第三參數的值。
所述第二以及第三參數的值可以是相反的。 所述第二信號可以通過將第三信號乘以第四參數的值而獲得。 所述第四參數的值可以是預定的常數。 所述第四參數的值可以是可變的。 所述第一參數的值可以是預定的常數。 所述第一參數的值可以由所述控制構件的特性量值來推導。 根據本發明的數據載體包括一種用於實施上述處理方法的算法。 根據本發明，用於處理源自機動車輛控制構件的位置傳感器的信號、旨在產生與
該控制構件的位置有關的處理信號的設備的特徵在於，包括用於實施上述處理方法的硬體
和軟體裝置。 所述硬體裝置可以包括第一濾波器、第二濾波器、計算裝置、存儲器以及求導裝置。 根據本發明，用於機動車輛的斜坡起步的輔助設備的特徵在於，它包括上述處理 設備。
附圖作為例子而示出了根據本發明的輔助設備的實施例以及根據本發明的用於
確定離合器踏板的預期位置的方法的執行模式。
圖1示出了配備有根據本發明的輔助設備的車輛； 圖2示意性流程圖，它示出了根據本發明的輔助設備的總體操作； 圖3是示意性流程圖，它示出了在以上附圖中所示的"駛離"塊的詳細操作； 圖4是根據本發明的用於確定離合器踏板的預期位置的方法的執行模式的流程圖。
具體實施例方式
圖1所示的機動車輛7包括斜坡起步的輔助設備8。這個設備連接到車輛的其餘
部分6，該設備經由CAN總線連接4與車輛的這個其餘部分交換信息。 該輔助設備主要包括-連接到CAN總線連接的計算機1 ，以及-車輛所處坡度的傳感器2、離合器踏板位置傳感器以及駐車制動系統5，它們都 連接到所述計算機。 參見圖1至圖8、從法國專利申請FR 2，828，450-Al說明書第12頁第23行到第 33頁第27行詳細說明了該輔助裝置的結構和操作。具體地講，參見圖1和圖2從第12頁 第23行到第16頁第16行、並且參見圖4從第20頁第4行到第22頁第23行說明了其結 構。 具體地講，參見圖2，從上述公開文件的第14頁第10行到第15頁第11行說明了 駐車制動系統。 車輛的其餘部分包括現代車輛的常規構件，特別是用於確定和傳遞車輛信息(如 發動機速度、加速器踏板的速度或位置)的裝置。
本說明書的其餘部分將使用不同的物理量值以及它們的符號，以下是對應列表 CT-由離合器傳遞的扭矩， e 加速器踏板位置信號， e cluteh-離合器踏板位置信號， e' 。lut。h-離合器踏板位置的信號的導數， e tilt-車輛所處斜坡的坡度， m-車輛的質量，
b-換檔杆的位置， r(b)-給出在發動機輸出軸與隨換檔杆位置而變的驅動輪軸之間的倍減比率關 系， p wheels-負載下的驅動輪的半徑，
"f發動機速度。 如上所述，在斜坡e tm上停止的質量為m的車輛的發動機必須提供大於CTswil的 扭矩以使得車輛向前移動。 CTseuil = r(b) X p wheelsXmX gX sin ( e tilt)，其中g是重力加速度。 如所解釋的，根據該輔助設備所使用的策略，當車輛在接合階段中靜止時一旦估
算出由離合器傳遞的扭矩大於扭矩CTSMil便釋放制動系統。對於傳遞扭矩的這種估算要求
由該輔助設備執行複雜的操作。為此，該輔助設備特別地使用離合器踏板的預期位置信息
以及離合器特性曲線。 以下參考圖2解釋該輔助設備的總體操作。 來自這些裝配到車輛上的不同傳感器的信號是在第一功能塊10中獲得和整形
的。例如，特別地經由CAN總線連接來傳遞這些信號。 離合器特性曲線是在第二功能塊11中確定的。該塊包括-子塊12，其中確定了當前所選的傳動比，-子塊14，其中獲得了特別是關於離合器踏板位置以及由該離合器傳遞的扭矩的 數據，以及-子塊15，其中來自塊10以及來自子塊12和14的信息被用來更新該離合器特性 曲線。 在第三功能塊16中，在塊11中所確定的離合器特性曲線以及來自塊10的信息被 用來確定應當在輸出17獲得的、控制駐車制動系統的釋放這一狀態。 塊10和11的結構及其操作與申請FR 2 828 450-A1的公開文本中所說明的相 同。 以下參考圖3詳細說明這個第三功能塊16的操作。 在第一比較器20中，根據發動機轉速以及車輛所處坡度來遞送加速器踏板的閾 值位置，低於該閾值位置則不得釋放制動系統。該閾值位置是通過一個圖來確定的，即儲存 在該輔助設備的存儲器中的數據針對橫坐標上的發動機轉速值以及縱坐標上的坡度值而 對應於一個閾值位置。 在比較器21中，將加速器踏板9 aee的即時位置與在塊20的輸出端得到的閾值進 行比較。如果該即時加速器踏板位置的值大於在比較器20的輸出端得到的閾值，則比較器21的輸出被激活或處於高狀態。 在信號處理設備22中使用與離合器踏板位置有關的數據以及時間參數AT^，從 而在輸出端提供與離合器踏板的預期位置9 。lut。h—mt有關的信號。 為此，將源自離合器踏板位置傳感器3的位置信號e^t。h提供給第一濾波器27。 這個第一濾波器是低通濾波器。例如，如果使用一階濾波器，則時間常數可以設置為0. 03
秒。於是在該第一濾波器的輸出端獲得了已濾波的位置信號e。luteh—f。例如，該第一濾波器
的截止頻率可以是10Hz並且在該系統被設置時被參數化。 源自離合器踏板位置傳感器3的位置信號9 。luteh還被提供給第二濾波器28。這 個第二濾波器是低通濾波器。例如，如果使用一階濾波器，則時間常數可以設置為0. 05秒。 該第二濾波器的截止頻率可以(例如)是10Hz並且在該系統被設置時可以被參數化。於 是在該第二濾波器的輸出端獲得了已濾波的位置信號，並且這個信號被應用於求導裝置 30。源自該求導裝置的信號是與已濾波的離合器踏板位置的導數有關的信號，該信號表示
為9 clutch—f。 上述所獲得的兩個信號以及源自離合器踏板位置傳感器的信號以及時間參數值 AT^被提供給計算裝置29，在該計算裝置中對這些信號執行一系列的數學運算(這在下 文詳述)以獲得預期的離合器踏板位置信號e。lut。h—mt。 製造這些低通濾波器的一種非常簡單的方式的一個實例是使用具有串聯的電容 和電阻的無源電路，待濾波的信號被施加於該電路的串聯繫統的端子上並且在電容器的端 子處獲得濾波的信號。還可以提供一階數字濾波器，例如 Y(K) = -，" Y(K-1) + t TS， [X(K)-X(K-1)] Ts + 2 r Ts + 2 r 其中，Ts是採樣周期並且t是濾波器的時間常數。 使用相同類型的電路可以製造求導裝置30，將有待求導的信號施加於該電路的串 聯組件的端子上並且在電阻端子處獲得所求導的信號。該裝置的數字形式也是可能的，例 如 Y(K) = [X (K)-X (K-n) ]/n Ts 其中，Ts是採樣周期並且n是用於求導的元素的數目。 這些不同的濾波器、求導裝置以及計算裝置可以被容納在同一個電子元件中，如 輔助設備8的計算機1。 在內插/外插裝置24中，使用離合器特性曲線以及預期的離合器踏板位置以通過 內插法或外插法來獲得由離合器傳遞的扭矩的估算值ECT 。 該估算扭矩在比較器25中與為使車輛向前移動而必需的扭矩CTswil相比較。如 果傳遞到離合器的扭矩的估算值大於使車輛向前移動所必需的扭矩CT，u，則比較器25的 輸出是激活的或處於高狀態。 比較器21以及25的輸出被傳送到邏輯與門26以在輸出端在其處於激活或高狀 態時致使制動系統被釋放。 以下參考圖4說明根據本發明的處理方法的執行模式的實例。 在第一步驟100中，藉助於傳感器3來確定離合器踏板位置信號e 。lutch。 在第二步驟110中，藉助於濾波器27對該信號濾波以產生已濾波的位置信號clutch—f13 在第三步驟115中，位置信號9 dut。h藉助於濾波器28被濾波，然後被求導以產生
已求導且已濾波的位置信號e' 。luteh—f。 由於所有這些信號均被提供給計算裝置29，因此在步驟120中測試已濾波的信號
9 。lut。h—f的即時值是否小於參數值e 。luteh—ant m。如果是這種情況，則進行到步驟130，在該 步驟130中該計算裝置在其輸出端作為預期的離合器踏板位置信號e 。lut。h mt而提供源自 傳感器3的信號e。lut。h。如果不是這種情況，則進行到步驟140。 在這個步驟140中，測試時間參數值AT^與已求導且已濾波的位置信號9 '。lutch
f的即時值的乘積的絕對值是否小於參數值a e。lut。hantmax。如果是這種情況，則進行到步 驟160，在該步驟160中該計算裝置在其輸出端作為預期的離合器踏板位置信號e 。lut。h mt 而提供信號e^t。h與通過將時間參數值AT^乘以已求導且已濾波的位置信號e' 。lutchf
而獲得的信號之和，即 9 Clutch—ant =9 clutch—f+ △ Tant X 9 ， clutch—f 如果不是這種情況，則進行到步驟150。 在這個步驟150中，測試時間參數值AT^與已求導且已濾波的位置信號9 '。lutch f的即時值的乘積是否為正。如果是這種情況，則進行到步驟170，在該步驟170中該計算
裝置在其輸出端作為預期的離合器踏板位置信號e 。lut。h—mt而提供信號e^t。h與參數值
△ 9 clutch—ant—max之禾口 ，艮卩 9 clutch—ant 9 clutch—f+△ 9 clutch—ant—max 。 如果不是這種情況，則進行到步驟180，在該步驟180中該計算裝置在其輸出端作
為預期的離合器踏板位置信號e 。lut。h—f而提供信號e^t。h與參數值a e。lut。h—ant—_之間的 差值，即 9，" +=9，"，— a9，" + 。
LVV""」 clutch—ant clutch—f clutch—ant—max 0 以上提到的這些不同參數的值被存儲在該輔助設備的存儲器中，例如計算機1的 存儲器中。這些參數的值可以是常數並且是預定義的。可選地，它們可以是可變的並且可 以特別地根據車輛所處位置而被確定。因此，參數e 。lutehant m可以在車輛使用壽命期間例如藉助於參數a e 。lut。h mt m來
導出，其中該參數的預定值被存儲在存儲器中。在車輛的使用壽命期間，可以確定在離合器
片剛剛接觸時的離合器踏板位置值，然後從該位置值中減去參數值a e。lut。h—muB。因此，參 數值e。lut。h—^m是隨著離合器的磨損而變化的。 參數值A e 。lut。h mt max以及ATmt可以隨著由車輛傳感器測量的其他參數的變化 而變化。它們可以特別地隨著車輛所處坡度的變化而改變。參數值AT^優選地小於0.2 秒。如果參數ATant的值為零，則不存在預期值。 由於這種處理方法，預期的離合器踏板位置值的估算是魯棒的。不同的幹擾對於 這個值的影響很小，並且可以在正確的時刻釋放制動系統。
權利要求
用於處理源自機動車輛(7)的控制構件的位置傳感器(3)的信號(θclutch)的方法，該方法旨在產生與該控制構件的位置相關的已處理信號(θclutch_ant)，其特徵在於，包括-濾波階段，其中由第一濾波器(27)對源自該傳感器的信號進行濾波以獲得第一濾波信號(θclutch_f)，-替換階段，其中如果該第一濾波信號的即時值大於第一閾值參數(θclutch_ant LB)的值則作為已處理信號而提供添加了第二信號的第一濾波信號，並且在相反的情況下作為已處理信號而提供源自該傳感器的信號。
2. 如權利要求i所述的處理方法，其特徵在於，所述第二信號取決於第三信號(e '。lut。h—f)，該第三信號是通過由第二濾波器(28)對源自該傳感器的信號進行濾波然後求所產生信號的時間導數而獲得的。
3. 如權利要求2所述的處理方法，其特徵在於，所述第二信號受限於第二參數(_△ 9 dutch—ant—隨)以及第三參數(△ 9 cluteh—ant—隨)的值。
4. 如權利要求3所述的處理方法，其特徵在於，所述第二和第三參數的值是相反的。
5. 如權利要求2至4中任一項所述的處理方法，其特徵在於，所述第二信號是通過將所 述第三信號(9 ' 。lutehf)乘以第四參數的值(ATmt)而獲得的。
6. 如權利要求5所述的處理方法，其特徵在於，所述第四參數的值是預定義的常數。
7. 如權利要求5所述的處理方法，其特徵在於，所述第四參數的值是可變的。
8. 如前述權利要求之一所述的處理方法，其特徵在於，所述第一參數的值是預定義的 常數。
9. 如權利要求1至7中任一項所述的處理方法，其特徵在於，所述第一參數的值是從所 述控制構件的特性量值中導出的。
10. —種數據載體，包括用於實施如前述權利要求之一所述的處理方法的算法。
11. 一種用於處理源自機動車輛(7)的控制構件的位置傳感器的信號(e 。luteh)的處理 設備(22)，該處理設備旨在產生與該控制構件的位置相關的已處理信號，其特徵在於，包括 用於實施如權利要求1至9中任一項所述的處理方法的硬體(1， 27， 28， 29， 30)裝置以及軟
12. 如權利要求ll所述的處理設備，其特徵在於，所述硬體裝置包括第一濾波器(27)、 第二濾波器(28)、計算裝置(29)、存儲器以及求導裝置(30)。
13. —種用於機動車輛(7)的斜坡起步輔助設備(8)，其特徵在於，包括如權利要求11 或12所述的處理設備。
全文摘要
本發明涉及一種用於處理源自機動車輛(7)控制構件的位置傳感器(3)的信號(θclutch)的方法，該方法旨在產生與該控制構件的位置相關的已處理信號。本發明的特徵在於，該方法包括濾波階段，其中由第一濾波器(27)對源自該傳感器的信號進行濾波以獲得第一濾波信號(θclutch_f)；以及替換階段，其中如果該第一濾波信號的即時值大於第一閾值參數(θclutch_antLB)的值則作為已處理信號而提供添加了第二信號的第一濾波信號，並且在相反的情況下作為已處理信號而提供源自該傳感器的信號。
文檔編號F16D48/06GK101755141SQ200880025256
公開日2010年6月23日 申請日期2008年6月30日 優先權日2007年7月6日
發明者A·蒙蒂, C·德弗裡什, R·波廷 申請人:雷諾股份公司