CN105041490B - 车辆中用于离合器控制的发动机转速信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车辆中用于离合器控制的发动机转速信号处理方法，其可以包括：低速确定步骤和过滤步骤；所述低速确定步骤用于当发动机转速传感器信号小于预定第一参考速度时，确定发动机转速传感器信号是否需要受到后处理；所述过滤步骤用于当在低速确定步骤中确定需要对发动机转速传感器信号进行后处理时，利用卡尔曼滤波对发动机转速传感器信号进行处理，从而输出过滤的发动机转速。

Description

车辆中用于离合器控制的发动机转速信号处理方法

技术领域

总体而言，本发明涉及一种车辆中的发动机转速信号处理方法，更具体地，涉及一种用于控制的发动机转速信号处理方法，所述控制包括用在车辆的双离合变速器(DCT)中的离合器控制。

背景技术

近来，双离合变速器(DCT)被积极开发从而为驾驶员同时提供自动变速器的便捷和手动变速器的燃料效率和动力效率。DCT为自动手动车辆变速器，其具有两个扭矩传输轴，并在没有扭矩转换器的情况下自动地控制离合器。所述DCT是节能的。

然而，以干式离合器为特点的DCT系统在没有扭矩转换器的情况下直接与离合器啮合，因此离合器控制性能对车辆的起步性能和传动性能有影响。

DCT监测发动机扭矩、发动机速度等，并且运行反馈控制以控制离合器，从而在没有扭矩转换器的情况下直接连接。特别地，为了处理装备有干式离合器的车辆的起动，振荡控制直接利用发动机转速信号，从而随发动机转速的变化而控制离合器。

然而，由于发动机转速信号利用在发动机曲轴上的传感器的信号，所以在低速区域内分辨率较低。因此，由于发动机在此区域内的低精确度，所以难以设计用于离合器控制、离合器扭矩估计等的相关的控制器，所以在此区域内，为了提高可靠性，信号处理是很重要的。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种在车辆中的发动机转速信号处理方法，从而即使在低速区域也有效地利用关于发动机转速的信息。换言之，此方法适当地处理来自传感器的信号，其意为在发动机的低速区域中测量发动机转速，因此提升关于发动机转速的信息的可靠性。

根据本发明的各个方面，在车辆中的发动机转速信号处理方法可以包括低速确定步骤和过滤步骤；所述低速确定步骤用于当发动机转速传感器信号小于预定第一参考速度时，确定发动机转速传感器信号是否需要受到后处理；所述过滤步骤用于当在低速确定步骤中确定需要对发动机转速传感器信号进行后处理时，利用卡尔曼滤波对发动机转速传感器信号进行处理，从而输出过滤的发动机转速。

当发动机转速已经在预定参考持续时间或更长时间内大于预定第二参考速度时，可以在低速确定步骤中确定不需要发动机转速传感器信号的后处理，所述预定第二参考速度高于第一参考速度。

车辆中的发动机转速信号处理方法可以进一步包括限制提供给过滤步骤的发动机转速的变化限制步骤，所述变化限制步骤用于当在低速确定步骤中确定需要发动机转速传感器信号的后处理时，通过对提供至过滤步骤的发动机转速传感器信号进行处理而将发动机转速的变化限制在一定范围内，所述范围由预定参考增量和预定参考减量定义。

变化限制步骤可以通过将下述值作为发动机转速信号提供至过滤步骤而实施：前一个周期中算出的发动机转速减去参考减量与来自发动机转速传感器信号的两个值中的较大的值，或者前一个周期中算出的发动机转速加上参考增量与来自发动机传感器信号的两个值中的较小的值。

根据以下公式，在过滤步骤中可以利用卡尔曼滤波对发动机转速传感器信号进行处理：

预估状态变量：

预估协方差：

卡尔曼增益：

状态估计：

估计方差：

其中状态变量为发动机角速度ω_e和发动机角加速度满足以下关系：

且u＝ω_e，

其中z为来自发动机转速传感器的信号，T_s为发动机转速信号的采样时间，Q₁和Q₂为根据发动机角速度的可靠性和发动机角加速度的可靠性的相对设定值，且用于卡尔曼增益公式中的R为用于抑制发动机转速传感器噪声的值，且为确定Q₁和Q₂后确定的1_×1的标量常数值。

当发动机角速度的可靠性高于发动机角加速度的可靠性时，Q₁可以被设置为小于Q₂，当发动机角加速度的可靠性高于发动机角速度的可靠性时，Q₂可以被设置为小于Q₁。

此发明可以通过适当地处理来自传感器的信号而有效地利用在发动机的低速区域中的关于发动机转速的信息并且提升关于发动机转速的信息的可靠性，这里所述传感器意在于低速区域中测量发动机转速。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。

附图说明

图1为显示根据本发明的示例性发动机转速信号处理方法的流程图。

图2为显示根据本发明的在车辆中的示例性发动机转速信号处理方法的效果的视图。

应了解的是，所述附图不一定成比例，所述附图简化表示了解释本发明基本原理的各种特性。这里公开的本发明的具体设计特性，例如包括特定的尺寸、方向、位置以及形状，在一定程度上决定于具体的预期用途和使用环境。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

参考图1，根据本发明的各个实施方案的车辆中的发动机转速信号处理方法包括：低速确定步骤S10和过滤步骤S30；所述低速确定步骤S10用于当发动机转速传感器信号小于预定第一参考速度时，确定发动机转速传感器信号是否需要进行后处理；所述过滤步骤S30用于当在低速确定步骤中确定需要对发动机转速传感器信号进行后处理时，利用卡尔曼滤波对发动机转速传感器信号进行处理，从而输出经过滤的发动机转速。

换言之，此方法在发动机转速传感器信号呈现低分辨率的区域内，利用卡尔曼滤波对来自发动机转速传感器的输出信号运行后处理，随后将处理后的信号作为发动机转速信号而用于包括离合器控制在内的各个控制。

因此，希望将第一参考速度设定在可以区分信号的可靠性的水平，并据此确定是否运行发动机转速传感器信号的后处理。因此，将其大多设定在发动机的怠速转速附近。

在低速确定步骤中，如果发动机转速在预定参考持续时间或更长时间内已经大于预定第二参考速度，则确定不需要发动机转速传感器信号的后处理，所述预定第二参考速度高于第一参考速度。

以上意在防止当发动机转速在第一参考速度附近振荡时重复进入和退出过滤步骤，并保证稳定的可操作性。因此，第二参考速度通过很多实验被适当地设定为高于第一参考速度以符合上述目标，且参考持续时间也被适当地设定在几十毫秒的区域内以符合相同的目标。

各个实施方案进一步包括变化限制步骤S20，其用于当在低速确定步骤中确定需要发动机转速传感器信号的后处理时，通过对提供至过滤步骤的发动机转速传感器信号进行处理而将发动机转速的变化限制在一定范围内，所述范围由预定参考增量和预定参考减量定义。

变化限制步骤S20通过将下述值作为发动机转速信号提供至过滤步骤而实施：前一个周期中算出的发动机转速减去参考减量与来自发动机转速传感器信号的两个值中的较大的值，或者前一个周期中算出的发动机转速加上参考增量与来自发动机传感器信号的两个值中的较小的值。

换言之，在变化限制步骤S20中，当发动机转速传感器信号发生突变时，发动机转速传感器信号不直接用于过滤步骤。相反，如果发动机转速传感器信号在由参考增量和参考减量定义的范围内，则将信号用于过滤步骤，但是如果发动机转速传感器信号小于由从前一个周期算出的发动机转速减去参考减量而得到的值，则将所述相减得到的值作为发动机转速信号提供至过滤步骤。且如果发动机转速传感器信号大于通过将参考增量与前一周期算出的发动机转速相加而得到的值，则将所述相加得到的值作为发动机转速信号提供至过滤步骤。

因此，在过滤步骤以前，具有突变的转速传感器信号已经由变化限制步骤S20进行了过滤。

换言之，当在低速确定步骤中确定需要发动机转速传感器信号的后处理时，如前面所描述的实施方案，在变化限制步骤后运行过滤步骤。与前面所描述的实施方案不同，尽管在低速确定步骤中确定不需要发动机转速传感器信号的后处理，但仍可以运行变化限制步骤而得到平滑的发动机转速变化。

根据以下公式，在过滤步骤S30中利用卡尔曼滤波对发动机转速传感器信号进行处理：

预估状态变量：

预估协方差：

卡尔曼增益：

状态估计：

估计方差：

其中状态变量为发动机角速度ω_e和发动机角加速度满足以下关系：

且u＝ω_e，

其中z为来自发动机转速传感器的信号，T_s为发动机转速信号的采样时间，Q₁和Q₂为根据发动机角速度和发动机角加速度的相对设定值，且C为1×2的向量，这是由于实际上只能测量出发动机角速度。

此外，用在卡尔曼增益公式中的R为用于抑制发动机转速传感器的噪声的值，且为确定Q₁和Q₂后确定的1×1的标量常数值，并且可以通过逐渐增加R而被调整以对应于结果。

如果发动机角速度的可靠性高于发动机角加速度的可靠性，则将Q₁设定为小于Q₂。另一方面，如果发动机角加速度的可靠性高于发动机角速度的可靠性，则将Q₂设定为小于Q₁。

如图2所示，经过过滤步骤的发动机转速的信号具有平滑的曲线形状，所述曲线形状没有高变化振荡且符合测量信号。因此，其可以被用于包括车辆的离合器控制的各个控制，并且提升控制的稳定性和可靠性。

另外，图2显示了发动机转速传感器信号A与通过本发明处理的信号B的对比，在信号B中当车辆在缓行中移动时发动机熄火被预测。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本申请限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择各种实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (5)

1.一种车辆中的发动机转速信号处理方法，包括：

低速确定步骤，所述低速确定步骤用于当发动机转速传感器信号小于预定第一参考速度时，确定发动机转速传感器信号是否需要受到后处理；

过滤步骤，所述过滤步骤用于当在所述低速确定步骤中确定需要发动机转速传感器信号的后处理时，利用卡尔曼滤波对发动机转速传感器信号进行处理，从而输出过滤的发动机转速；

变化限制步骤，所述变化限制步骤限制提供给过滤步骤的发动机转速，其用于当在低速确定步骤中确定需要发动机转速传感器信号的后处理时，通过对提供至过滤步骤的发动机转速传感器信号进行处理而将该发动机转速的变化限制在一定范围内，所述范围由预定参考增量和预定参考减量定义。

2.根据权利要求1中所述的车辆中的发动机转速信号处理方法，其中当发动机转速在预定参考持续时间或更长时间内已经大于预定第二参考速度时，在所述低速确定步骤中确定不需要发动机转速传感器信号的后处理，所述预定第二参考速度高于所述第一参考速度。

3.根据权利要求1中所述的车辆中的发动机转速信号处理方法，其中变化限制步骤通过将下述值作为发动机转速信号提供至过滤步骤而实施：前一个周期中算出的发动机转速减去参考减量与来自发动机转速传感器信号的两个值中的较大的值，或者前一个周期中算出的发动机转速加上参考增量与来自发动机传感器信号的两个值中的较小的值。

4.根据权利要求1中所述的车辆中的发动机转速信号处理方法，其中根据以下公式利用卡尔曼滤波处理发动机转速传感器信号：

预估状态变量

预估协方差

卡尔曼增益

状态估计

估计方差

其中状态变量为发动机角速度ω_e，和发动机角加速度满足以下关系：

且u＝ω_e，

其中z为来自发动机转速传感器的信号，

T_s为发动机转速信号的采样时间，

Q₁和Q₂为根据发动机角速度的可靠度和发动机角加速度的可靠度而相对设定的值，且

用于卡尔曼增益公式中的R为用于抑制发动机转速传感器的噪声的值，且为确定Q₁和Q₂后确定的_1×1的标量常数值。

5.根据权利要求4中所述的车辆中的发动机转速信号处理方法，其中当发动机角速度的可靠性高于发动机角加速度的可靠性时，Q₁被设定为小于Q₂，当发动机角加速度的可靠性高于发动机角速度的可靠性时，Q₂被设定为小于Q₁。