CN101755141A - 用于处理源自机动车辆控制构件的位置传感器信号的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于处理源自机动车辆(7)控制构件的位置传感器(3)的信号(θ_clutch)的方法，该方法旨在产生与该控制构件的位置相关的已处理信号。本发明的特征在于，该方法包括：滤波阶段，其中由第一滤波器(27)对源自该传感器的信号进行滤波以获得第一滤波信号(θ_{clutch_f})；以及替换阶段，其中如果该第一滤波信号的即时值大于第一阈值参数(θ_{clutch_antLB})的值则作为已处理信号而提供添加了第二信号的第一滤波信号，并且在相反的情况下作为已处理信号而提供源自该传感器的信号。

Description

用于处理源自机动车辆控制构件的位置传感器信号的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的斜坡起步的辅助设备，并且具体地涉及一种用于处理来自车辆的控制构件的位置信号的方法，该位置信号在该辅助设备中使用。

背景技术

从申请FR 2,828,450中知道这种辅助设备，在此引入其内容作为参考。这种设备主要包括用于估算车辆位于的坡度的装置、用于解释驾驶员动作的装置、用于确定该车辆的离合器特性曲线(这就是说，使离合器踏板的位置与可以由离合器传递的扭矩相对应的曲线)的装置、以及用于自动地解除车辆的制动装置的装置。由于这些装置，机动车辆能够以这样一种状态在斜坡上保持在适当的位置中：即驱动轮与发动机脱离接合并且通过驾驶员在加速器和离合器踏板上的单个动作(即无需操作驻车制动器)即可以移动(在上坡方向上)。实际上，该辅助设备的操作策略是当传递到车轮上的发动机扭矩足以补偿施加于该车辆上的由斜坡和重力所引起的力时释放制动器。

由于释放制动系统需要反应时间，所以由离合器传递的扭矩不是基于离合器踏板的瞬间位置来确定的，而是基于离合器踏板的预期位置来确定的，这就是说对于制动器释放时刻离合器踏板所处位置的估算。这个预期位置是通过使用离合器踏板位置值的即时导数(将它乘以预定的时间常数)来计算的，该结果与离合器踏板瞬时位置值相加。

这种设备具有几个缺点。它缺乏鲁棒性。实际上，源于离合器踏板位置传感器的信号中存在的噪声使得该噪声在相当大的程度上干扰了预期的离合器踏板位置值。这种干扰会使制动系统的释放发生得太早或太晚。此外，该设备在处理离合器踏板快速运动时存在许多困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于处理离合器踏板位置信号的方法，该方法克服了上述缺陷并且改进了现有技术的已知确定过程。具体地讲，本发明提出了一种确定方法，该方法能够防止过早或过晚地释放制动系统。

根据本发明，该方法可用于处理源自机动车辆控制构件的位置传感器的信号，其旨在产生与该控制构件的位置相关的处理信号。该方法的特征在于，包括：

-滤波阶段，其中由第一滤波器对源自该传感器的信号进行滤波以获得第一滤波信号，

-替换阶段，其中如果该第一滤波信号的即时值大于第一阈值参数的值则作为处理信号而提供添加了第二信号的第一滤波信号，并且在相反的情况下作为处理信号而提供源自该传感器的信号。

所述第二信号可以取决于第三信号，该第三信号是通过由第二滤波器对源自该传感器的信号进行滤波并且然后通过求所产生信号时间导数而获得的。

所述第二信号可能受限于第二参数以及第三参数的值。

所述第二以及第三参数的值可以是相反的。

所述第二信号可以通过将第三信号乘以第四参数的值而获得。

所述第四参数的值可以是预定的常数。

所述第四参数的值可以是可变的。

所述第一参数的值可以是预定的常数。

所述第一参数的值可以由所述控制构件的特性量值来推导。

根据本发明的数据载体包括一种用于实施上述处理方法的算法。

根据本发明，用于处理源自机动车辆控制构件的位置传感器的信号、旨在产生与该控制构件的位置有关的处理信号的设备的特征在于，包括用于实施上述处理方法的硬件和软件装置。

所述硬件装置可以包括第一滤波器、第二滤波器、计算装置、存储器以及求导装置。

根据本发明，用于机动车辆的斜坡起步的辅助设备的特征在于，它包括上述处理设备。

附图说明

附图作为例子而示出了根据本发明的辅助设备的实施例以及根据本发明的用于确定离合器踏板的预期位置的方法的执行模式。

图1示出了配备有根据本发明的辅助设备的车辆；

图2示意性流程图，它示出了根据本发明的辅助设备的总体操作；

图3是示意性流程图，它示出了在以上附图中所示的“驶离”块的详细操作；

图4是根据本发明的用于确定离合器踏板的预期位置的方法的执行模式的流程图。

具体实施方式

图1所示的机动车辆7包括斜坡起步的辅助设备8。这个设备连接到车辆的其余部分6，该设备经由CAN总线连接4与车辆的这个其余部分交换信息。

该辅助设备主要包括：

-连接到CAN总线连接的计算机1，以及

-车辆所处坡度的传感器2、离合器踏板位置传感器以及驻车制动系统5，它们都连接到所述计算机。

参见图1至图8、从法国专利申请FR 2,828,450-A1说明书第12页第23行到第33页第27行详细说明了该辅助装置的结构和操作。具体地讲，参见图1和图2从第12页第23行到第16页第16行、并且参见图4从第20页第4行到第22页第23行说明了其结构。

具体地讲，参见图2，从上述公开文件的第14页第10行到第15页第11行说明了驻车制动系统。

车辆的其余部分包括现代车辆的常规构件，特别是用于确定和传递车辆信息(如发动机速度、加速器踏板的速度或位置)的装置。

本说明书的其余部分将使用不同的物理量值以及它们的符号，以下是对应列表：

CT-由离合器传递的扭矩，

θ_acc-加速器踏板位置信号，

θ_clutch-离合器踏板位置信号，

θ’_clutch-离合器踏板位置的信号的导数，

θ_tilt-车辆所处斜坡的坡度，

m-车辆的质量，

b-换档杆的位置，

r(b)-给出在发动机输出轴与随换档杆位置而变的驱动轮轴之间的倍减比率关系，

ρ_wheels-负载下的驱动轮的半径，

ω_M-发动机速度。

如上所述，在斜坡θ_tilt上停止的质量为m的车辆的发动机必须提供大于CT_seuil的扭矩以使得车辆向前移动。

CT_seuil＝r(b)×ρ_wheels×m×g×sin(θ_tilt)，其中g是重力加速度。

如所解释的，根据该辅助设备所使用的策略，当车辆在接合阶段中静止时一旦估算出由离合器传递的扭矩大于扭矩CT_seuil便释放制动系统。对于传递扭矩的这种估算要求由该辅助设备执行复杂的操作。为此，该辅助设备特别地使用离合器踏板的预期位置信息以及离合器特性曲线。

以下参考图2解释该辅助设备的总体操作。

来自这些装配到车辆上的不同传感器的信号是在第一功能块10中获得和整形的。例如，特别地经由CAN总线连接来传递这些信号。

离合器特性曲线是在第二功能块11中确定的。该块包括：

-子块12，其中确定了当前所选的传动比，

-子块14，其中获得了特别是关于离合器踏板位置以及由该离合器传递的扭矩的数据，以及

-子块15，其中来自块10以及来自子块12和14的信息被用来更新该离合器特性曲线。

在第三功能块16中，在块11中所确定的离合器特性曲线以及来自块10的信息被用来确定应当在输出17获得的、控制驻车制动系统的释放这一状态。

块10和11的结构及其操作与申请FR 2 828 450-A1的公开文本中所说明的相同。

以下参考图3详细说明这个第三功能块16的操作。

在第一比较器20中，根据发动机转速以及车辆所处坡度来递送加速器踏板的阈值位置，低于该阈值位置则不得释放制动系统。该阈值位置是通过一个图来确定的，即储存在该辅助设备的存储器中的数据针对横坐标上的发动机转速值以及纵坐标上的坡度值而对应于一个阈值位置。

在比较器21中，将加速器踏板θ_acc的即时位置与在块20的输出端得到的阈值进行比较。如果该即时加速器踏板位置的值大于在比较器20的输出端得到的阈值，则比较器21的输出被激活或处于高状态。

在信号处理设备22中使用与离合器踏板位置有关的数据以及时间参数ΔT_ant，从而在输出端提供与离合器踏板的预期位置θ_{clutch_ant}有关的信号。

为此，将源自离合器踏板位置传感器3的位置信号θ_clutch提供给第一滤波器27。这个第一滤波器是低通滤波器。例如，如果使用一阶滤波器，则时间常数可以设置为0.03秒。于是在该第一滤波器的输出端获得了已滤波的位置信号θ_{clutch_f}。例如，该第一滤波器的截止频率可以是10Hz并且在该系统被设置时被参数化。

源自离合器踏板位置传感器3的位置信号θ_clutch还被提供给第二滤波器28。这个第二滤波器是低通滤波器。例如，如果使用一阶滤波器，则时间常数可以设置为0.05秒。该第二滤波器的截止频率可以(例如)是10Hz并且在该系统被设置时可以被参数化。于是在该第二滤波器的输出端获得了已滤波的位置信号，并且这个信号被应用于求导装置30。源自该求导装置的信号是与已滤波的离合器踏板位置的导数有关的信号，该信号表示为θ’_{clutch_f}。

上述所获得的两个信号以及源自离合器踏板位置传感器的信号以及时间参数值ΔT_ant被提供给计算装置29，在该计算装置中对这些信号执行一系列的数学运算(这在下文详述)以获得预期的离合器踏板位置信号θ_{clutch_ant}。

制造这些低通滤波器的一种非常简单的方式的一个实例是使用具有串联的电容和电阻的无源电路，待滤波的信号被施加于该电路的串联系统的端子上并且在电容器的端子处获得滤波的信号。还可以提供一阶数字滤波器，例如：

$Y\left(K\right)=-\frac{\mathrm{Ts}-2\·\mathrm{\τ}}{\mathrm{Ts}+2\·\mathrm{\τ}}\·Y(K-1)+\frac{\mathrm{Ts}}{\mathrm{Ts}+2\·\mathrm{\τ}}\·[X\left(K\right)-X(K-1)]$

其中，Ts是采样周期并且τ是滤波器的时间常数。

使用相同类型的电路可以制造求导装置30，将有待求导的信号施加于该电路的串联组件的端子上并且在电阻端子处获得所求导的信号。该装置的数字形式也是可能的，例如：

Y(K)＝[X(K)-X(K-n)]/n Ts

其中，Ts是采样周期并且n是用于求导的元素的数目。

这些不同的滤波器、求导装置以及计算装置可以被容纳在同一个电子元件中，如辅助设备8的计算机1。

在内插/外插装置24中，使用离合器特性曲线以及预期的离合器踏板位置以通过内插法或外插法来获得由离合器传递的扭矩的估算值ECT。

该估算扭矩在比较器25中与为使车辆向前移动而必需的扭矩CT_seuil相比较。如果传递到离合器的扭矩的估算值大于使车辆向前移动所必需的扭矩CT_seuil，则比较器25的输出是激活的或处于高状态。

比较器21以及25的输出被传送到逻辑与门26以在输出端在其处于激活或高状态时致使制动系统被释放。

以下参考图4说明根据本发明的处理方法的执行模式的实例。

在第一步骤100中，借助于传感器3来确定离合器踏板位置信号θ_clutch。

在第二步骤110中，借助于滤波器27对该信号滤波以产生已滤波的位置信号θ_{clutch_f}。

在第三步骤115中，位置信号θ_clutch借助于滤波器28被滤波，然后被求导以产生已求导且已滤波的位置信号θ’_{clutch_f}。

由于所有这些信号均被提供给计算装置29，因此在步骤120中测试已滤波的信号θ_{clutch_f}的即时值是否小于参数值θ_{clutch_ant LB}。如果是这种情况，则进行到步骤130，在该步骤130中该计算装置在其输出端作为预期的离合器踏板位置信号θ_{clutch_ant}而提供源自传感器3的信号θ_clutch。如果不是这种情况，则进行到步骤140。

在这个步骤140中，测试时间参数值ΔT_ant与已求导且已滤波的位置信号θ’_{clutch_f}的即时值的乘积的绝对值是否小于参数值Δθ_{clutch_ant_max}。如果是这种情况，则进行到步骤160，在该步骤160中该计算装置在其输出端作为预期的离合器踏板位置信号θ_{clutch_ant}而提供信号θ_clutch与通过将时间参数值ΔT_ant乘以已求导且已滤波的位置信号θ’_{clutch_f}而获得的信号之和，即：

θ_{clutch_ant}＝θ_{clutch_f}+ΔT_ant×θ’_{clutch_f}

如果不是这种情况，则进行到步骤150。

在这个步骤150中，测试时间参数值ΔT_ant与已求导且已滤波的位置信号θ’_{clutch_f}的即时值的乘积是否为正。如果是这种情况，则进行到步骤170，在该步骤170中该计算装置在其输出端作为预期的离合器踏板位置信号θ_{clutch_ant}而提供信号θ_clutch与参数值Δθ_{clutch_ant_max}之和，即：

θ_{clutch_ant}＝θ_{clutch_f}+Δθ_{clutch_ant_max}。

如果不是这种情况，则进行到步骤180，在该步骤180中该计算装置在其输出端作为预期的离合器踏板位置信号θ_{clutch_f}而提供信号θ_clutch与参数值Δθ_{clutch_ant_max}之间的差值，即：

θ_{clutch_ant}＝θ_{clutch_f}-Δθ_{clutch_ant_max}。

以上提到的这些不同参数的值被存储在该辅助设备的存储器中，例如计算机1的存储器中。这些参数的值可以是常数并且是预定义的。可选地，它们可以是可变的并且可以特别地根据车辆所处位置而被确定。

因此，参数θ_{clutch_ant LB}可以在车辆使用寿命期间例如借助于参数Δθ_{clutch_ant LB}来导出，其中该参数的预定值被存储在存储器中。在车辆的使用寿命期间，可以确定在离合器片刚刚接触时的离合器踏板位置值，然后从该位置值中减去参数值Δθ_{clutch_ant LB}。因此，参数值θ_{clutch_ant LB}是随着离合器的磨损而变化的。

参数值Δθ_{clutch_ant_max}以及ΔT_ant可以随着由车辆传感器测量的其他参数的变化而变化。它们可以特别地随着车辆所处坡度的变化而改变。参数值ΔT_ant优选地小于0.2秒。如果参数ΔT_ant的值为零，则不存在预期值。

由于这种处理方法，预期的离合器踏板位置值的估算是鲁棒的。不同的干扰对于这个值的影响很小，并且可以在正确的时刻释放制动系统。

Claims (13)

1.用于处理源自机动车辆(7)的控制构件的位置传感器(3)的信号(θ_clutch)的方法，该方法旨在产生与该控制构件的位置相关的已处理信号(θ_{clutch_ant})，其特征在于，包括：

-滤波阶段，其中由第一滤波器(27)对源自该传感器的信号进行滤波以获得第一滤波信号(θ_{clutch_f})，

-替换阶段，其中如果该第一滤波信号的即时值大于第一阈值参数(θ_{clutch_ant LB})的值则作为已处理信号而提供添加了第二信号的第一滤波信号，并且在相反的情况下作为已处理信号而提供源自该传感器的信号。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述第二信号取决于第三信号(θ’_{clutch_f})，该第三信号是通过由第二滤波器(28)对源自该传感器的信号进行滤波然后求所产生信号的时间导数而获得的。

3.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述第二信号受限于第二参数(-Δθ_{clutch_ant_max})以及第三参数(Δθ_{clutch_ant_max})的值。

4.如权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述第二和第三参数的值是相反的。

5.如权利要求2至4中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述第二信号是通过将所述第三信号(θ’_{clutch_f})乘以第四参数的值(ΔT_ant)而获得的。

6.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述第四参数的值是预定义的常数。

7.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述第四参数的值是可变的。

8.如前述权利要求之一所述的处理方法，其特征在于，所述第一参数的值是预定义的常数。

9.如权利要求1至7中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述第一参数的值是从所述控制构件的特性量值中导出的。

10.一种数据载体，包括用于实施如前述权利要求之一所述的处理方法的算法。

11.一种用于处理源自机动车辆(7)的控制构件的位置传感器的信号(θ_clutch)的处理设备(22)，该处理设备旨在产生与该控制构件的位置相关的已处理信号，其特征在于，包括用于实施如权利要求1至9中任一项所述的处理方法的硬件(1，27，28，29，30)装置以及软件装置。

12.如权利要求11所述的处理设备，其特征在于，所述硬件装置包括第一滤波器(27)、第二滤波器(28)、计算装置(29)、存储器以及求导装置(30)。

13.一种用于机动车辆(7)的斜坡起步辅助设备(8)，其特征在于，包括如权利要求11或12所述的处理设备。

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