CN101750103A - 用于确认来自传感器的输出的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于确认来自传感器的输出的方法和设备。本发明公开了一种确认来自变速器状态传感器7的输出是否可信的方法和设备，该输出用于确定变速器3的啮合状态。该方法包括比较来自变速器状态传感器7的输出和变速器状态的指示，且如果信号输出与该指示一致，则将其用作变速器状态传感器7可信的指示。
Description
技术领域
本发明涉及用于确认来自传感器的输出的方法，并具体涉及确定来自变速器状态传感器的输出是否可信，该输出被用来确定装配到微混合动力车辆的手动变速器的啮合状态。
背景技术
已知微混合动力技术装配到手动变速车辆使得能够在车辆静止时，通过调用自动的发动机停止和起动来减少燃料消耗。可利用不同的发动机关闭(shut down)和再起动策略，如空档停车(SIN)和挂档停车(SIG)。在SIN和SIG配置中，有这样的情形，即要求指示变速器处于空档的可靠信号。该信号被发动机管理系统停止-起动逻辑用作确定是否允许发动机关闭或再起动的条件。这是避免由于开动(crank)发动机的同时传动系统啮合而引起的无意的车辆移动的安全关键要求。
在SIN系统中，发动机通常在车辆静止时关闭，变速器处于空档而离合器踏板松开。为了在关闭后再起动发动机，如果检测到变速器处于空档，则驾驶员通常通过压下离合器踏板来触发再起动。
如果离合器和刹车踏板被压下，还有可能变速器被挂在档位上，则通常调用SIG停止，如果刹车踏板松开而离合器保持被压下，则通常调用SIG再起动。
此外，当变速器处于空档时，对于SIN和SIG应用都可能要求系统引发的再起动，从而防止驾驶员由于低电池电压而陷入困境，或确保在延长的停车事件中驾驶室的舒适。
因此，一般地，变速器空档感测是操作SIN策略的基本要求，且如果利用系统引发的再起动，则对于SIG系统来说也是要求的。
强健且可靠的变速器空档感测不是容易实施的概念，这是由于存在变速器中所用的机械部件的公差累积/公差链(tolerance chain)，传感器和磁公差，以及不精确性和外部噪声因素的结合。此外，空档的定义不是直观的概念。如果空档被定义为变速器换档杆转动架转动区，其中传输的扭矩为零，则在给定公差累加、测量不精确性和噪声因素的情况下，该转动区通常太小而不能精确感测。此外，变速器机械部件公差累加影响换档杆转动架转动空档停靠位置。换档杆的转动移动是从零度转动开始测量的，零度是特定变速器中的空档停靠位置。这使得校准固定阈值以确定任何空档窗口(neutral window)或挂档区(in-gear zones)的边界变得复杂，该边界对所有变速器都是有效的。虽然可以通过完成某些形式的传输线(transmission-line)零偏移学习或车辆线(vehicle-line)零偏移学习来掌握变速器在空档停靠位置上的差别，但该过程带来了风险，即学习可能不被正确执行，或者当变速器在使用中更换时，学习不能被更新，且因此会在所掌握的偏移中引入误差。这可能会导致严重后果，即在停止-起动操作中意外的车辆移动，因此必须避免。
可能有利的是提供一种确认来自变速器状态传感器的输出的方法，该输出用于确定手动变速器的啮合状态。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种确认来自传感器的输出的方法，该输出用于确定车辆的手动变速器的啮合状态，所述方法包括比较基于来自所述传感器的输出所指示的状态和变速器状态的独立指示，以及将该比较用作关于来自所述传感器的输出是否有效的指示，其中所述方法进一步包括确定变速器状态的所述独立指示在与来自所述传感器的输出进行比较之前已经稳定预定时间段。
该方法可进一步包括在预定时间段内比较来自所述传感器的输出和变速器状态的所述独立指示，以及如果变速器状态的所述独立指示保持不变，且在测试期间来自所述传感器的输出与变速器状态的所述独立指示不一致，则将其用于确认来自所述传感器的输出无效。
该方法可进一步包括每次出现变速器状态的独立指示时，仅比较基于来自所述传感器的输出所指示的状态和变速器状态的独立指示一次。
该方法可进一步包括每次出现新的变速器状态的独立指示时，重复比较基于来自所述传感器的输出所指示的状态和变速器状态的所述独立指示，且如果从该比较获得预定数目的无效传感器结果，则将其用于确认来自所述传感器的输出是错误的且不能使用。
变速器状态的所述独立指示可以是所述变速器处于空档的指示。
如果来自所述传感器的输出指示所述变速器的状态在测试期间处于奇档位，且所述变速器处于奇档位的指示在测试期间持续，则来自所述传感器的输出被确认为有效。
如果来自所述传感器的输出指示所述变速器的状态在测试期间的任何时间都不处于奇档位，且所述变速器处于奇档位的指示在测试期间持续，则来自所述传感器的输出被确认为无效。
作为替代，变速器状态的所述独立指示可以是所述变速器处于挂档的指示。
如果来自所述传感器的输出指示所述变速器的状态在测试期间处于奇档位，且所述变速器处于奇档位的指示在测试期间持续，则来自所述传感器的输出被确认为有效。
如果来自所述传感器的输出指示所述变速器的状态在测试期间的任何时间都不处于奇档位，且所述变速器处于奇档位的指示在测试期间持续，则来自所述传感器的输出被确认为无效。
如果来自所述传感器的输出指示所述变速器的状态在测试期间处于偶档位，且所述变速器处于偶档位的指示在测试期间持续，则来自所述传感器的输出被确认为有效。
如果来自所述传感器的输出指示所述变速器的状态在测试期间的任何时间都不处于偶档位，且所述变速器处于偶档位的指示在测试期间持续，则来自所述传感器的输出被确认为无效。
该方法可进一步包括不确认来自所述传感器的输出是有效的，直到已经针对奇档位和偶档位的独立指示测试所述输出，且两个测试都已通过。
依照本发明的第二方面，提供一种控制微混合机动车量的操作的设备，所述车辆具有：驱动地连接到具有换挡杆的手动变速器的发动机，所述换挡杆的位置确定所述变速器是否处于奇档位、偶档位和空档中的一种；用于监视所述换档杆的位置的传感器；接收来自所述传感器的信号并提供输出信号到停止-起动控制器的变速器状态模块，其中所述变速器状态模块可操作地监视来自所述传感器的输出，比较来自所述传感器的输出和变速器状态的独立于选档杆的指示，并基于该比较来确认来自所述传感器的输出是否有效。
所述选档杆是选档杆柱，所述选档杆柱的旋转位置确定所述变速器是否处于奇档位、偶档位或空档，且所述传感器监视所述选档杆柱的旋转位置。
所述变速器状态模块可操作地在预定时间段内比较所述输出和变速器状态的所述独立于选档杆的指示，从而确立来自所述传感器的输出是否有效。
所述变速器状态模块可操作地接收来自所述车辆上大量传感器的、指示所述车辆的当前操作状态的输入，并使用来自两个或更多个所述传感器的输入来确定变速器状态的独立指示。
附图说明
下面通过示例并参考附图说明本发明，其中：
图1是依照本发明的微混合动力车辆的示意图；
图2A是图1中所示的机动车辆的变速器部件的局部图，其示出变速器状态传感器和磁性对象的位置；
图2B是示出变速器转动架换档杆柱的运动的示意图，该变速器转动架换档杆柱的转动位置由变速器状态传感器感测；
图3A是转动架换档杆柱随动器的第一示意图；
图3B是图3A中所示的转动架换档杆柱随动器的第二示意图；
图4是图1中所示的变速器状态传感器和微混合动力停止-起动模块之间的数据流的框图；
图5是示出来自变速器状态传感器的输出信号和转动架轴柱转动之间的关系的图表；
图6是示出影响确定图1中所示变速器的空档和挂档阈值的各种因素的图表；
图7是确认变速器状态传感器的输出的方法的流程图，该输出用来确定图1中所示变速器的啮合状态；
图8A和图8B是确定图1中所示变速器的空档阈值的方法的流程图；
图9A和图9B是确定图1中所示变速器的挂档阈值的方法的流程图；
图10是依照本发明的空档信号检查测试的时间线(time line)；
图11是依照本发明的挂档信号检查测试的时间线；
图12是示出用来确认空档信号是否可信的逻辑的表；以及
图13是示出用来确认挂档信号是否可信的逻辑的表；
具体实施方式
首先参考图1-5，其示出一种微混合机动车辆1，其具有经离合器(未示出)驱动地连接到手动变速箱/变速器3的发动机2。电子控制器4被提供来控制发动机2的操作并包括用于自动停止和起动发动机2的停止-起动控制器6以及用于确定变速器3的操作状态的变速器状态模块5。
电子控制器4被设置为接收来自传感器9的大量输入或信号，包括来自发动机速度传感器的发动机速度、来自车辆速度传感器的车辆速度、来自踏板传感器的离合器踏板位置、来自踏板传感器的加速器踏板位置、来自踏板传感器的刹车踏板位置中的一个或多个，并可接收关于车辆上其他组件的信息，如电池(未示出)的充电状态和空调单元(未示出)的操作状态。
来自传感器9的部分输入或所有输入可被停止-起动控制器6用于确定何时停止和起动发动机2是安全的。可以理解，停止-起动控制器6和变速器状态模块5可以是独立单元或可以形成为单个电子控制器4的一部分，如图所示。
变速器状态模块5被设置为接收来自连接到变速器3的壳体3B的变速器状态传感器7的信号。变速器状态传感器7是磁性PWM传感器并基于变速器状态传感器7和与转动架换档杆柱3A相关联的磁性对象8之间的通量变化来提供信号。
图2A示出典型的“H门”变速器配置，其由位于主变速器壳体3B内的换档转动架换档杆柱3A构成。当变速杆(未示出)前后移动以分别选择奇档位和偶档位时，换档转动架换档杆柱3A转动，并且当变速杆左右移动以改变变速杆在其中移动的平面时，换档转动架换档杆柱3A进行轴向移动。根据变速器3的配置，倒档可以配置成奇档位或偶档位。
磁性对象8连接到换档转动架换档杆柱3A，且在图示的示例中，变速器状态传感器7位于变速器外壳(housing)3B的外部并检测磁性对象8的转动移动。然而，可以理解，变速器状态传感器7可以安装在变速器壳体3B内。
图2B示出不同档位被选择时磁性对象8的移动。虽然在该情形中，磁性对象物体8固定在换档杆柱3A上，以便其与换档杆柱3A一起移动，但这不是必须的，且在某些应用中，可以连接磁性对象8以便其仅转动而不轴向移动。
此外，在换档杆在挂档和空档位置之间的移动是线性的应用中，线性移动而非转动移动可被感测到。
图3A和图3B示出随动器3C，该随动器3C通过换档杆柱3A的转动而转动，随动器3C有三个棘爪3E，中央棘爪对应于空档位置，奇档位棘爪位于空档棘爪一侧，而偶档位棘爪位于空档棘爪的另一侧。所示弹簧加载球体3D与棘爪3E中的一个啮合，球体3D直接或经支架由变速器壳体3B滑动支撑。可以理解，球体3D可由具有半球端的弹簧偏置栓取代。棘爪3E为变速器3定义空档位置和挂档位置，特别是位于空档棘爪和挂档棘爪之间的顶端(peaks)确定在松开变速杆后变速器3是否将移动进入挂档(推入)或进入空档(未推入)，这将在下面更详细说明。
图4更详细地示出变速器3、磁性对象8、变速器状态传感器7、变速器状态模块5和停止-起动模块6之间的关系，特别是其间的数据流。
从变速器3开始，可以看出存在到磁性对象8的物理连接和到变速器状态传感器7的物理连接，前者表现为磁性对象8到换档杆柱3A的机械连接，后者表现为变速器状态传感器7到变速器外壳3B的机械连接。
变速器状态传感器7和磁性对象8之间存在通量连接，从而通量变化可被变速器状态传感器7感测以提供信号，该信号指示换档杆柱3A的转动位置，并因此指示变速器3是否处于奇档位、偶档位或空档。注意变速器状态传感器7仅能够区分变速器是否处于奇档位(如1、3、5)、偶档位(如2、4、6)或空档，但不能确定变速器3所处的准确档位。
变速器状态传感器7输出指示变速器处于奇档位或偶档位或空档的信号，并输出由变速器状态传感器7自身产生的指示变速器状态传感器7是否有故障的质量信号。也就是说，变速器状态传感器7是智能传感器并具有自诊断能力，其产生指示是否存在与变速器状态传感器7关联的任何故障的质量信号。
在图4中，这些信号已经被分成四个输入，但实际上仅有两个到变速器状态模块5的输入、一个感测位置信号和一个质量信号。为了更精确，变速器状态传感器7输出PWM信号，该信号在范围内(10％到90％之间)或在范围外(＞90％或＜10％)。当有故障时，变速器状态传感器7产生范围外的信号，因此实际上仅有一个来自变速器状态传感器7的物理输出。变速器状态模块5中的输入驱动器软件解释该PWM，且如果PWM在范围外(＞90％或＜10％)，则输入驱动器软件设定质量信号为FAULT(有故障)。如果PWM信号在范围内(10％到90％之间)，则输入驱动器软件设定质量信号为OK(良好)。然后变速器状态模块5比较PWM信号和阈值，以设定指示空档是否被选择、奇档位是否被选择、偶档位是否被选择的标记。
变速器状态模块5输出指示变速器3的啮合状态的信号和指示该输出的质量的信号到停止-起动模块。注意在实践中，变速器状态模块5比较PWM信号和阈值，以设置指示空档是否被选择、奇档位是否被选择、偶档位是否被选择的标记。
图5示出相对于换档转动架换档杆柱在x轴上的角转动所绘出的典型传感器信号。在该情形中，所示PWM传感器信号的范围在10％到90％的PWM占空比之间。在零度转动时，变速器3位于空档，则相应的标称传感器信号为50％。当变速杆向前移入奇档位之一时，传感器信号减小到50％以下，并且相反地，当偶档位之一被选择时，传感器信号增加到50％以上。
在10％-90％的范围之外的传感器信号被用于变速器状态传感器7的超范围故障模式以辅助发动机管理系统诊断。因此，例如，5％的信号水平可以指示变速器状态传感器7有故障。
应该理解，也可布置变速器状态传感器7以便当变速器3处于空档时，相应的标称传感器信号为50％，当变速杆向前移入奇档位之一时，传感器信号增加到50％以上，且当偶档位之一被选择时，传感器信号减小到50％以下。
现在参考图8A和图8B，其示出用于确定奇空档边界和偶空档边界的方法100。
在开始后，该方法进入步骤101，在这里计算可能影响信号输出的与变速器3相关联的机械公差。机械公差Tmech是由不随时间变化的噪声构成的机械变速器公差，当变速器3处于其空档停靠位置且不随换档杆柱转动变化时，这些噪声影响传感器信号。由此从累加的变速器机械公差和噪声因素分析推导出机械公差Tmech，二者的组合影响变速器空档停靠位置。如果学习被认为是必须的，则这些是可通过零偏移学习掌握的噪声。Tmech在图6中绘出并表示变速器3的空档停靠位置的可能范围。
然后该方法进入步骤102，在这里标称空档窗口边界被定义。要求传递零扭矩的一般空档定义不用在该方法中，而是变速器“推入”的限制标准被用来定义空档。
推入界限是这样的位置，即如果发动机2由起动机开动，离合器踏板释放，且变速器换档杆柱3A处于小于推入界限的位移位置，则变速器3将被迫返回空档位置，但如果变速器换档杆柱3A位于推入界限之外的位置，则变速器3将被“推”入档位且车辆1易于断续运动和移动。
因此，推入界限被视为安全阈值而用作标称空档窗口边界。本领域技术人员可以理解，当变速器3在推入前被定位时有可能传递扭矩，但仅在下面的条件下：发动机运转，离合器没有被压下，然后驾驶员对变速杆施加相当大的力。在这些条件下，车辆1适于慢行。然而，在停止-起动操作的背景下，这些条件在开动事件中是难于满足的，因为如果发动机2是静止的，则在不用离合器踏板的情况下不用对变速杆施加大的作用力来选择档位。这意味着变速器3将非常容易地被移动通过推入界限，且变速器状态传感器7将检测该事件。因此在发动机开动开始后不久，驾驶员必须对变速杆施加大力，而不用离合器踏板，因为车辆移动的可能性极小。此外，为了符合当前的安全标准，如果加速度小于0.25m/s2，车辆1向前移动是可接受的，也就是说，车辆1在2秒内移动小于0.5米，这是因为该移动对驾驶员来说足够慢而使其能够在不损害安全性的情况下做出反应。
参考图6，假定最糟情形的变速器，ΔminPIeven和ΔminPIodd分别表示在偶档位方向和奇档位方向上从空档停靠位置到最早可能推入的最小轴转动。
再参考图8A，下一步是计算偶档位方向上的推入测量公差PITOLeven和奇档位方向上的推入测量公差PITOLodd。
PITOLeven和PITOLodd是由影响传感器信号的噪声构成的公差，这些噪声随换档杆柱3A的转动而变化，而且包括影响信号梯度且不随时间变化的噪声和随时间变化的噪声。这些噪声不能通过零偏移学习掌握。
PITOLeven和PITOLodd是最早可能推入和给定所有噪声因素情况下变速器状态传感器7所能测量的精度之间的必要缓冲。
然后该方法进入步骤104，该步骤是确定是否要求生产线后端(end of line)零偏移学习或是否可使用来自变速器状态传感器7的信号而无需零偏移学习的检查。
如果
Tmech＜(ΔminPIeven-PITOLeven)/2和
Tmech＜(ΔminPIodd-PITOLodd)/2
则可使用来自变速器状态传感器7的信号而无需零偏移学习，且该方法进入步骤106。
然而，如果步骤104中的测试之一不能满足，则该方法进入步骤105，在这里必须在使用来自变速器状态传感器7的信号而无需生产线后端零偏移学习之前降低变速器3、磁性对象8和变速器状态传感器7的公差、规范和噪声因素。减小公差叠加(stack)可能涉及紧缩构件或组件规范，或者减小或消除外部噪声因素如温度。在步骤105后，该方法返回步骤101，然后在再次执行步骤104之前重复步骤101到103。
如果步骤104的两个条件再次不能满足，则表明不可能充分紧缩构件或组件规范或者减小或消除外部噪声因素如温度，则该方法进入步骤107。在步骤107中，该方法结束，并要求生产线后端偏移学习。然而，如果步骤104的条件满足，则该方法进入步骤106。
注意实际上步骤104包含不等式条件，其实际上检查空档窗口校准边界PIEvenThresh和PIOddThresh落在由奇档位机械公差Tmechodd和偶档位机械公差Tmecheven限定的区域之外(图6中仅示为Tmech)。这是因为如果不是这样，则空档位置不能被精确地从变速器状态传感器信号直接确定。
在步骤106中，空档窗口边界PIEvenThresh和PIOddThresh用下面的等式计算：
PIEvenThresh＝ΔminPIeven-PITOLeven-Tmech odd
PIOddThresh＝ΔminPIodd-PITOLodd-Tmech even
PIEvenThresh和PIOddThresh是最终安全空档窗口边界，其被存储在变速器状态模块5中，用来和来自变速器状态传感器7的信号比较以确定变速器3是否处于空档。
现在参考图9A和9B，其示出用于确定奇挂档边界和偶挂档边界的方法200。
在开始后，该方法进入步骤201，在这里计算可能影响信号输出的与变速器3关联的机械公差。机械公差Tmechodd和Tmecheven是由不随时间变化的噪声构成的机械变速器公差，当变速器3处于其空档停靠位置时，该公差影响传感器信号且不随换挡杆柱旋转变化。因此从累加的变速器机械公差和噪声因素分析推导出机械公差Tmechodd和Tmecheven，其组合影响变速器空档停靠位置。如果学习被认为是必须的，则这些是可通过零偏移学习掌握的噪声。Tmechodd和Tmecheven在图6中示为Tmech，并表示变速器3的空档停靠位置的可能范围。
然后该方法进入步骤202，在这里确定变速器3在奇档位挂档方向和偶档位挂档方向上的最小换挡杆柱旋转。
假定最糟情形的变速器，图6中的ΔminIGeven和ΔminIGodd分别表示在偶档位方向和奇档位方向上从空档停靠位置到最早可能挂档的最小轴旋转。注意，奇挂档位置和偶挂档位置是弹簧加载球体3D处于随动器3C的奇棘爪和偶棘爪3E的底部时的位置。
再参考图9A，下一步是计算偶档位方向上的挂档测量公差IGTOLeven和奇档位方向上的挂档测量公差IGTOLodd。
IGTOLeven和IGTOLodd是由影响传感器信号的噪声构成的，这些噪声随换挡杆柱3A的旋转而变化，而且包括影响信号梯度且不随时间变化的噪声和随时间变化的噪声。这些噪声不能通过零偏移学习掌握。
该方法然后进入步骤204，这里偶挂档阈值IGEvenThresh和奇挂档阈值IGoddThresh用下面的等式确定：
IGEvenThresh＝ΔminIGeven-IGTOLeven-Tmech odd
IGOddThresh＝ΔminIGodd-IGTOLodd-Tmech even
IGEvenThresh和IGoddThresh是最终安全挂档窗口边界，其被存储在变速器状态模块5中作为等效信号电平，并用于和来自变速器状态传感器7的信号比较以确定变速器3是否挂档。
也就是说，如果：
来自变速器状态传感器7的信号低于IGoddThresh等效信号电平；或
来自变速器状态传感器7的信号高于IGEvenThresh等效信号电平。
则将挂档存在信号(In-Gear present signal)从变速器状态模块5发送到停止-起动控制器6。
注意，上面的逻辑针对的是奇档位的信号电平走低，而偶档位的信号电平走高的情形，如图6所述和所示，可以理解，如果使用相反的传感器布置，如高信号电平相应于奇档位，而低信号电平相应于偶档位，那么上面的挂档状态测试将变为：
如果来自变速器状态传感器7的信号高于IGoddThresh等效信号电平或来自变速器状态传感器7的信号低于IGEvenThresh等效信号电平，那么变速器被确认为处于挂档状态。
再参考图9B，在步骤204后，该方法进入步骤205，该步骤是确定来自变速器状态传感器7的信号是否可被安全地用作挂档状态指示的检查。
如果
IGEvenThresh＞PIEvenThresh
和
IGOddThresh＞PIOddThresh
则可使用来自变速器状态传感器7的信号，且方法进入步骤207并终止，挂档奇档位阈值和挂档偶档位阈值可用来根据变速器状态传感器7确定变速器3的啮合状态。
注意，上面的测试涉及阈值与换挡杆柱3A的停靠位置或零度位置的距离，且如果转置成信号电平测试，则可改写为：
信号电平IGEvenThresh＞信号电平PIEvenThresh
和
信号电平IGOddThresh＜信号电平PIOddThresh
和前面一样，如图6所示的来自变速器状态传感器7的信号电平对偶档位走高且对奇档位走低仍然适用。
然而，如果在步骤205中的测试之一不能被满足，则该方法进入步骤206，在这里必须在使用来自变速器状态传感器7的信号而无需生产线后端零偏移学习之前降低变速器3、磁性对象8和变速器状态传感器7的公差、规范和噪声因素。减小公差叠加可能涉及紧缩构件或组件规范或者减小或消除外部噪声因素如温度。在步骤206后，该方法返回到步骤201，然后在再次执行步骤205之前重复步骤201到204。
如果步骤205的两个条件再次不能满足，表明不可能充分紧缩构件或组件规范或者减小或消除外部噪声因素如温度，则该方法进入步骤208。在步骤208中，该方法结束，且挂档阈值不能安全地用于根据变速器状态传感器7判断变速器是否挂档。然而，如果步骤205的条件满足，则如前所述，该方法进入步骤207。
注意，步骤205检查挂档阈值位于空档阈值外，因为如果不是这样，则来自变速器状态传感器7的信号不能提供变速器3何时挂档的指示。
现在参考图7A，其示出依照本发明用于确认来自变速器状态传感器7的输出的方法500，该输出被用来提供变速器3的啮合状态指示。
在开始后，该方法继续执行方法步骤100，其中为变速器3确定奇档位空档阈值和偶档位空档阈值，如上面参考图8A和8B的说明。如前面所述，如果偶档位的信号电平走高而奇档位的信号电平走低，则奇档位空档阈值是奇档位方向上可保证存在空档的最小安全信号电平，而偶档位空档阈值是偶档位方向上可保证存在空档的最大安全信号电平。
在步骤100后是步骤510，其中变速器状态模块5监视来自变速器状态传感器7的输出。也就是说，来自变速器状态传感器7的信号被提供给变速器状态模块5。
奇档位空档阈值和偶档位空档阈值被存储在变速器状态模块5中，且从变速器状态传感器7接收的信号被重复地与这些阈值比较从而确定其是否落入这些阈值界限内，如步骤512指示的那样。如果来自变速器状态传感器7的信号在奇档位空档阈值和偶档位空档阈值之间，则这表明变速器3处于空档。在步骤512之后，该方法进入步骤520。
在步骤520中，检查是否出现推断的空档检查条件，如果出现，则该方法进入步骤522，否则该方法再次进入步骤520从而再检查是否出现推断的空档条件。
推断的空档检查涉及使用来自几个其他独立于选档杆的传感器9的输入，其可用来建立空档状态是否存在的条件。例如，如果感测到离合器踏板松开，因此离合器是啮合的，则感测不到关于离合器踏板故障的信号，发动机速度超过阈值，没有关于发动机速度信号已知故障，车辆速度在阈值以下，且没有关于车辆速度信号的已知故障，则出现推断的空档检查条件。
然后在步骤522中，检查推断的空档条件在预定时间段内(如0.5秒)是否是稳定的。如果在预定时间段内这些条件稳定，则该方法进入步骤524，否则该方法返回到步骤520。在步骤524中，可以在进入步骤526前确定推断的空档状态是否存在，在步骤526中，来自步骤524的推断的空档状态与步骤512中确定的变速器状态比较预定时间段(如0.5秒)。如果在测试期间的任何时间，来自变速器状态传感器7的输出与推断的空档状态不同，且推断的空档状态保持稳定，则这表明来自变速器状态传感器7的输出当前无效，且该方法进入指示误差的步骤540，然后在步骤552中误差计数器加1。
然后该方法进入步骤554，在这里检查存储的值是否大于预定限。如果计数器值在预定限以上，则该方法进入步骤560并指示变速器状态传感器故障，且使用变速器状态传感器7的自动停止-起动控制被阻止。
然而，如果计数器小于预定限，则该方法返回步骤510，且再次进入空档时重复步骤510到526。
也就是说，每次车辆1处于空档时，该测试仅完全运行一次(通过和失败)。这是为了防止误差计数器在长怠速(idle)期间高速运转或停止。
如果在步骤526，推断的空档状态和来自变速器状态传感器7的输出在测试期间一致，则测试通过，且该方法进入步骤528，在这里确认有效的传感器输出，且该方法进入步骤529，在这里计数器递减，然后进入上述的步骤554。
注意，步骤100是一次校准步骤，一旦完成就不需要重复，各阈值被存储在变速器状态模块5中供以后使用。
每次运行测试时(其在每次空档怠速时执行一次)，测试是独立处理的，没有前面运行的记忆。然后测试的每次通过或失败都用来递增或递减故障计数器，且故障计数器被用来存储故障“历史”。只要故障计数器在阈值以下，传感器输出就被视为是好的。当故障计数器超过阈值时，传感器输出被视为是有故障的，确认的故障标记升高(raised)，且停止-起动特征将禁止停止-起动。
然而，每次检测到空档怠速时继续运行空档测试，故障库(faultbucket)将适当递增或递减。如果故障计数器随后减退到阈值以下，则确认的故障标记降低(lowered)，但停止-起动特征不被再次使能直到下一次接通。
图12示出在步骤526中用来确定变速器状态传感器7的输出是否有效或无效的逻辑表的示例。
前两行示出当稳定的推断空档信号在整个测试期间不存在时的输出。也就是说，推断的状态在测试期间改变。在这种情况下，来自变速器状态传感器7的输出被假定是有效的，因为没有独立措施来检查它。
在第三行，测试期间存在推断的稳定空档，但来自变速器状态传感器7的输出指示在至少部分测试期间内状态不处于空档。在该情况下，来自变速器状态传感器7的输出被视为是无效的。
在第四行，测试期间存在推断的稳定空档，且来自变速器状态传感器7的输出指示在测试期间内状态处于空档。在该情况下，变速器状态传感器7的输出被视为是有效的。
现在参考图7B，其示出依照本发明的方法500的第二部分，该方法用于确认来自变速器状态传感器7的输出，该输出被用来提供变速器3的啮合状态指示。
开始后，该方法进入步骤200，其中为变速器3确定奇挂档阈值和偶挂档阈值，如上面参考图9A和图9B所示。
在步骤200后是步骤510，其中变速器状态模块5监视来自变速器状态传感器7的输出。也就是说，来自变速器状态传感器7的信号被提供给变速器状态模块5(该步骤对图7A和图7B是共用的，因为仅有一个来自变速器状态传感器7的输出被监视)。
奇档位空档阈值和偶档位空档阈值被存储在变速器状态模块5中，且从变速器状态传感器7接收的信号与这些阈值重复比较从而确定变速器是否被感测到处于奇档位、偶档位和步骤513所示的某些其他状态。在步骤513后，该方法进入步骤530。
在步骤530，检查是否出现稳定挂档检查条件，如果存在，则该方法进入步骤532，否则该方法再次进入530从而再检查是否出现稳定挂档条件。
稳定挂档检查涉及使用来自几个其他独立于选档杆的传感器9的输入，其可用来建立奇挂档状态或偶挂档状态是否存在的条件。例如，如果确定离合器踏板松开，且发动机速度和车辆速度之间存在已知关系，车辆速度超过阈值，发动机速度超过阈值，不存在关于离合器踏板信号的已知故障，不存在关于发动机速度信号的已知故障，不存在关于车辆速度信号的已知故障，则出现稳定挂档检查条件。应该理解，可以根据发动机速度和车辆速度之间的关系确定当前档位，且因此可以确定变速器3是否处于奇档位或偶档位。
在步骤532中，检查预定时间段(如0.5秒)内独立于选档杆的挂档条件是否稳定。也就是说，是否存在独立于选档杆的稳定挂档状态。如果预定时间段内这些条件稳定，则该方法可进入步骤534，否则该方法返回到步骤530。
在步骤534中，在进入步骤536前确定稳定的挂档状态(奇/偶)，在步骤536中，步骤534的稳定挂档状态与步骤513中确定的变速器状态比较预定时间段(如0.5秒)。如果在测试期间的任何时间，来自变速器状态传感器7的输出与稳定的挂档状态不同，同时稳定的挂档状态保持不变，这表明变速器状态传感器7的输出不是当前有效的，且该方法进入指示错误的步骤550，且在步骤552中错误计数器增加1。
然后该方法进入步骤554，在这里检查存储的值是否大于预定限。如果计数器值在该限以上，则该方法进入步骤560，并指示变速器状态传感器故障，且使用变速器状态传感器7的自动停止-起动控制将被阻止。
然而，如果计数器小于该限，则该方法返回到步骤510，然后下次出现稳定挂档条件时重复步骤510到536。
也就是说，每次车辆1处于稳定档位时，该测试仅完全运行一次(通过和失败)。该方法的思想是测试不再次执行，直到驾驶员选择另一个或同一档位。这是为了防止误差计数器在长怠速期间高速运转或停止。
如果在步骤536，稳定的挂档状态和来自变速器状态传感器7的输出在测试期间一致，则测试通过，且该方法进入步骤538，在这里确认有效的传感器输出，且该方法进入步骤539，在这里计数器递减，然后进入上述的步骤554。
注意，步骤200是一次校准步骤，一旦完成就不需要重复，各阈值被存储在变速器状态模块5中供以后使用。
每次运行测试时(其在每次出现稳定挂档条件时执行一次)，测试是独立处理的，没有前面运行的记忆。然后测试的每次通过或失败都用来递增或递减故障计数器，且故障计数器被用来存储故障“历史”。只要故障计数器在阈值以下，传感器输出就被视为是好的。当故障计数器超过阈值时，传感器输出被视为是有故障的，确认的故障标记升高，且停止-起动特征将禁止停止-起动。
然而，每次检测到稳定的挂档时继续运行挂档测试，故障库将适当递增或递减。如果故障计数器随后减退到阈值以下，则确认的故障标记降低，但停止-起动特征不被再次可用直到下一次接通。
虽然未示出，该方法可以进一步包括执行步骤510到536，直到对奇档位和偶档位都获得有效结果。
除了图7A中的步骤552、554和560，图7B中的步骤552、554和560也可以是公共步骤，因此，如果由于失配的空档判断或失配的挂档判断而导致测试失败，则步骤552中的计数器加1。
图13示出逻辑表的示例，该逻辑表在步骤536中用来确定来自变速器状态传感器7的输出是否是有效的或无效的。
在第一行，测试期间存在稳定的奇挂档状态，且来自变速器状态传感器7的输出也指示选择了奇档位。在该情况下，来自变速器状态传感器7的输出被认为是有效的。
在第二行，测试期间存在稳定的奇挂档状态，且来自变速器状态传感器7的输出指示选择的不是奇档位。在该情况下，来自变速器状态传感器7的输出被认为是无效的。
在第三行，测试期间存在稳定的偶挂档状态，且来自变速器状态传感器7的输出指示选择的不是偶档位。在该情况下，来自变速器状态传感器7的输出被认为是无效的。
在第四行，测试期间存在稳定的偶挂档状态，且来自变速器状态传感器7的输出也指示选择了偶档位。在该情况下，来自变速器状态传感器7的输出被认为是有效的。
利用方法500，可执行变速器状态传感器7的有效性检查以确保传感器信号没有被固定在空档，因为如果变速器状态传感器7固定在空档，则挂档测试将失败。可以理解，如果传感器信号被固定在空档，则存在一种风险，即停止-起动控制器6可能认为变速器3处于空档，而实际上驾驶员可能已经选择档位，且随后自动再起动可能被启动而引起意外的车辆移动。
因此，作为总结并首先参考图10，该方法包括比较来自变速器状态传感器7的输出和空档阈值以确定空档是否被选择。最终的空档/非空档指示的有效性是通过与“推断的空档”信号比较而发现的，该“推断的空档”信号在下列条件下指示空档被选择：离合器踏板松开，发动机速度超过阈值，车辆速度低于阈值，不存在关于离合器踏板信号的故障，且不存在关于车辆速度信号的故障。
一旦推断的空档信号是稳定的，也就是说该信号在设定的时间段上稳定地指示空档，则该信号与来自变速器状态传感器7的空档指示比较。如果推断的空档指示选择了空档，但变速器状态传感器7没指示选择了空档，则空档失配被指示并被锁存。该锁存信号在推断的空档不再稳定时复位。一旦推断的空档信号稳定，则“测试期间(testperiod)”计时器起动。如果推断的空档信号在该测试期间改变，则“测试期间”和“稳定期间(stable period)”计时器被复位。因此，在测试期间，稳定的推断空档信号被搜寻并与变速器状态传感器7的空档指示比较。在测试期间结束时，锁存的空档失配指示被检查，如果在测试期间发生失配，则瞬时空档故障被指示。
其次参考图11，变速器状态传感器输出与阈值比较以识别何时选择奇档位或偶档位。最终的奇档位指示和偶档位指示的有效性是通过与独立的“估计档位”信号比较确定的，该“估计档位”信号通过比较发动机速度/车辆速度比和每个档位的预期值来识别所选档位。当离合器被压下或空档被选择时，该信号将不能用于档位确定，因此在下列情况下，其仅用于变速器状态传感器7的有效性检查：估计的档位不是空档，不存在关于估计档位信号的故障或其输入，离合器踏板松开，不存在关于离合器踏板状态信号的故障，车辆速度超过阈值，且发动机荷载或推进转矩超过阈值。
一旦估计档位稳定，也就是说，其在设定的稳定时间段上不变地满足这些条件，则其与变速器状态传感器奇档位指示和偶档位指示比较。如果估计档位指示奇档位或偶档位，但变速器状态传感器7不指示，则挂档失配被指示和锁存。一旦估计档位不再稳定，该锁存信号复位。
一旦估计档位稳定，则测试期间计时器起动，且如果估计档位信号在该测试期间改变，则测试期间计时器和稳定期间计时器被复位。因此在测试期间，稳定估计档位信号被搜寻并与变速器状态传感器的奇/偶档位指示比较。
在测试期间结束时，锁存的挂档失配指示被检查，且如果失配在测试期间发生，则瞬时挂档故障被指示。
一旦空档或挂档测试运行完成，则直到推断的空档或估计的档位分别检测到所选档位已经改变并再次选择，该测试才会再次运行。在每个完成的测试期间结束时，空档或挂档故障积分器(误差计数器)在出现瞬时故障时增加，否则减小。当故障电平超过阈值时，确认的空档或挂档故障被指示。而且，如果离合器或车辆速度信号有故障，则确认的空档故障被指示，且如果存在关于估计档位的故障，则确认的挂档故障被指示。
此外，通过检测和锁存空档、奇档位挂档和偶档位挂档测试已经在该开通周期内完成并无失配，来获得当前接通周期内变速器状态传感器7已经在空档区、奇档位区和偶档位区被正确地激活的指示。如果相关故障出现，则这些锁存被复位。
虽然已经通过使用PWM磁性传感器或PLCD(永磁线性无接触位移)传感器来描述本发明，其中PLCD使用磁体并产生用于变速器状态传感器(有时称为LVDT传感器)的PWM输出，但应该理解也可使用其他类型的位移传感器，例如使用磁体并产生PWM输出的霍尔效应传感器。而且，本发明不限于使用产生PWM输出的传感器；本发明同样可应用于使用产生可变电压输出而非PWM输出信号的位移传感器。
可以理解，其他输入可用来提供独立于选档杆的推断空档或稳定的挂档值以便与变速器状态传感器7的输出比较。
可以理解，来自变速器状态传感器的信号输出可以是模拟电压信号或数字输出。
Claims (17)
1.一种确认来自传感器的输出的方法，该输出用于确定车辆的手动变速器的啮合状态，所述方法包括比较基于来自所述传感器的输出所指示的状态和变速器状态的独立指示，以及将该比较用作关于来自所述传感器的输出是否有效的指示，其中所述方法进一步包括确定变速器状态的所述独立指示在与来自所述传感器的输出进行比较之前已经稳定预定时间段。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括在预定时间段内比较来自所述传感器的输出和变速器状态的所述独立指示，以及如果变速器状态的所述独立指示保持不变，且在测试期间来自所述传感器的输出与变速器状态的所述独立指示不一致，则将其用于确认来自所述传感器的输出无效。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述方法进一步包括每次出现变速器状态的独立指示时，仅比较基于来自所述传感器的输出所指示的状态和变速器状态的独立指示一次。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括每次出现新的变速器状态的独立指示时，重复比较基于来自所述传感器的输出所指示的状态和变速器状态的所述独立指示，且如果从该比较获得预定数目的无效传感器结果，则将其用于确认来自所述传感器的输出是错误的且不能使用。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其中变速器状态的所述独立指示是所述变速器处于空档的指示。
6.根据权利要求5所述的方法，其中如果来自所述传感器的输出指示在测试期间所述变速器的状态处于空档，且所述变速器处于空档的指示在测试期间持续，则来自所述传感器的输出被确认为有效。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中如果来自所述传感器的输出指示在测试期间的任意时间所述变速器的状态都不是处于空档，且所述变速器处于空档的指示在测试期间持续，则来自所述传感器的输出被确认为无效。
8.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其中变速器状态的所述独立指示是所述变速器处于挂档的指示。
9.根据权利要求8所述的方法，其中如果来自所述传感器的输出指示所述变速器的状态在测试期间处于奇档位，且所述变速器处于奇档位的指示在测试期间持续，则来自所述传感器的输出被确认为有效。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中如果来自所述传感器的输出指示所述变速器的状态在测试期间的任何时间都不处于奇档位，且所述变速器处于奇档位的指示在测试期间持续，则来自所述传感器的输出被确认为无效。
11.根据权利要求8到10中任一项所述的方法，其中如果来自所述传感器的输出指示所述变速器的状态在测试期间处于偶档位，且所述变速器处于偶档位的指示在测试期间持续，则来自所述传感器的输出被确认为有效。
12.根据权利要求8到11中任一项所述的方法，其中如果来自所述传感器的输出指示所述变速器的状态在测试期间的任何时间都不处于偶档位，且所述变速器处于偶档位的指示在测试期间持续，则来自所述传感器的输出被确认为无效。
13.根据权利要求8到12中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括不确认来自所述传感器的输出是有效的，直到已经针对奇档位和偶档位的独立指示测试所述输出，且两个测试都已通过。
14.一种控制微混合机动车量的操作的设备，所述车辆具有：驱动地连接到具有换挡杆的手动变速器的发动机，所述换挡杆的位置确定所述变速器是否处于奇档位、偶档位和空档中的一种；用于监视所述换档杆的位置的传感器；接收来自所述传感器的信号并提供输出信号到停止-起动控制器的变速器状态模块，其中所述变速器状态模块可操作地监视来自所述传感器的输出，比较来自所述传感器的输出和变速器状态的独立于选档杆的指示，并基于该比较来确认来自所述传感器的输出是否有效。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述变速器状态模块可操作地在预定时间段内比较所述输出和变速器状态的所述独立于选档杆的指示，从而确立来自所述传感器的输出是否有效。
16.根据权利要求14或15所述的设备，其中所述变速器状态模块可操作地接收来自所述车辆上大量传感器的、指示所述车辆的当前操作状态的输入，并使用来自两个或更多个所述传感器的输入来确定变速器状态的独立指示。
17.根据权利要求14到16中任一项所述的设备，其中所述选档杆是选档杆柱，所述选档杆柱的旋转位置确定所述变速器是否处于奇档位、偶档位或空档，且所述传感器监视所述选档杆柱的旋转位置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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