CN1238645C - X－y位置传感器的适应性校准 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于适应性地校准X-Y位置传感器(46)的方法/系统。测量到表示H型换档模式(12A)中的换档件(SL)的X-X和Y-Y位置的信号(SLX-X和SLY-Y)。当X-X位置的变化率大于一参考值((d/dt)SLX-X＞参考值)时，当前Y-Y位置(SLY-Y)表示第二信号的空档位置值(NY-Y)。

Description

X-Y位置传感器的适应性校准
发明背景
发明领域
本发明涉及一种用于校准测量车辆变速器换档机构中换档件的X-Y位置的位置传感器的方法/系统。更具体地，本发明涉及一种适应性技术，用于校准测量可在“H型”换档模式中移动的换档件的位置的X-Y位置传感器中的空档(neutral)Y-Y位置。
现有技术描述
在H型换档模式中，用于移动换档件的手动换档杆和X-Y换档机构比如换档指(shift finger)等在现有技术中是已知的，可以参见美国专利No.5481170、5281902、4899607、4821590、4784007、4455883和4515029，本文中引用这些文件作为参考。
用于测量H型换档模式中换档件的离散的X-Y位置的离散位置型位置传感器在现有技术中也是已知的，可以参见美国专利No.4817468和4718307。传感器提供模拟或数字信号，其幅值表示H型换档模式中换档件的X-X和/或Y-Y位置，该传感器在现有技术中也是已知的，可以参见美国专利No.5911787、5743143和5950491，本文中引用这些文件作为参考。
发明概述
本发明提供了一种用于校准对应于可在H型换档模式中移动的换档件的空档Y-Y位置的控制信号的值的适应性技术。
上述技术通过提供一传感器来实现，该传感器提供H型换档模式中一换档件的带一对应于X-X位置的幅值的第一信号和带一对应于Y-Y位置的幅值的第二信号。当第一信号的变化，或最好是第一信号的变化率大于一参考值时，第二信号的幅值被看作对应于换档件处于换档模式中空档Y-Y位置的值。为了避免异常，对应于一空档位置的第二信号的值最好以一种平均技术被过滤(参见美国专利No.5490063，本发明引用该文件作为参考)。
因此，本发明的目的是提供一种用于适应性校准可在H型换档模式中移动的换档件的X-Y位置传感器的改进的方法/系统。
在下面的参照附图进行的最佳实施例的描述中可以清楚地看出本发明的上述目的和其它目的以及优点。
附图的简要说明
图1是使用本发明的适应性校准方法/控制系统的车辆动力传动系统的示意图。
图2是使用本发明的适应性校准方法/系统的一X-Y位置传感器的示意图。
图3A-3C是典型的H型换档模式的示意图。
图4是本发明的适应性校准方法/系统的流程示意图。
最佳实施例的描述
图1中示意性地示出了采用本发明的适应性校准技术的至少局部自动的车辆动力传动系统10的至少一部分。系统10可以是如美国专利No.4361060中作为例子示出的完全自动的，也可以是如美国专利No.4648290中作为例子示出的部分自动的，或者是如美国专利No.4850236；5582558；5735771和6015366中作为例子示出的利用控制器辅助手动操作的，这里引用上述这些文件作为参考。
在系统10中，包含有与一副(辅助)变速器16串联连接在一起的一手动或自动换档的主变速器部分14的换档变速器12通过一手动或自动操作的主摩擦离合器20或其它的刚性的(non-positive)联轴器可驱动地连接到一内燃机18上，该内燃机可以是一公知的汽油机或柴油机。最好，副(辅助)变速器部分16是一三层、四速组合副变速器/分段型(three-layer，four-speed combined splitter/range type)，如在美国专利No.4754665和5390561中示出的，这里引用上述这些文件作为参考。
发动机18包括一连接到主离合器20的驱动件24上的曲轴22，该驱动件24通常与一被驱动件26摩擦接合，而该被驱动件26连接到该变速器的输入轴28上。变速器输出轴30从副(辅助)变速器部分16延伸以驱动连接至车辆驱动轮，比如通过一个驱动桥或类似部件。为了说明方便，变速器12示出的是一(2+1)×(2)×(2)型变速器，具有九或十个可选择的前进(正)速比率，这从图2示意性地示出的换档模式12A中可以看出来。这种一般类型的变速器在现有技术中是公知的，并由该申请的受让人EATON公司出售，其商标为“Super-10”，可以在美国专利No.6015366、5974906和5974354中看到更详细的内容，这里引用上述这些文件作为参考。
图2中示出的换档模式12A是公知的“H型”，包括两个或多个在所谓的“Y-Y”(或接合/脱开)方向上延伸的垂直的支线(legs)(R和第一/第二，第三/第四和第五/第六，第七/第八和第九/第十)，和一在“X-X”(或选择)方向上延伸并位于Y-Y方向上中心的空档位置的水平连接支线12B。
这里以及在权利要求书中采用的术语“H型”换档模式是指这样的换档模式，其中换档件如换档指SF等是(i)能够在X-X方向上有选择地移动以与在Y-Y方向上延伸的两个或多个支线中的被选择的一个对准，(ii)可在Y-Y方向上离开或朝向一位于中心的空档位置移动，分别接合进选择的变速比或从其脱开，和(iii)仅当处于Y-Y方向上的空档位置时才可在X-X方向上在与选中的支线对准的位置之间移动。
图3A至3C示出了典型的“H型”换档模式。在图3A中，换档模式100用于五正速一反速(five-forward-one-reverse)的简单变速器。图3B示出了一种“双H”H型换档模式102，图3C示出了一种“重复H”H型换档模式104，两者均用于九正速一反速分段(档)式(range type)变速器。如众所周知的，对于换档模式102，在102A的自动选档(autorange)开关将产生档位变化，而对于换档模式104，必须是手动或自动进行换档。在H型换档模式中移动的换档件或换档指将在多个换档轨道上起作用(参见前述的美国专利No.5481170、5281902和4899607)或在一单一换档轴上起作用(参见前述的美国专利No.4920815，这里引用该篇对比文件作为参考)，以控制变速器12的换档。H型换档模式通常但不一定必须是渐进的(progressive)，如图3A至3C所示。控制器辅助传动系统10还包括用于测量发动机转速(ES)的转速传感器32，用于测量输入轴转速(IS)的传感器34和用于测量输出轴转速(OS)的传感器36，并提供对应的指示信号。发动机18可以是电子控制的，包括一电子控制器38，它通过一在一如SAE J-1922，SAE J-1939，ISO11898等类似工业标准规程下操作的电子数据链路(DL)进行信息交换。可采用一人工操作的离合器踏板(未示出)或一自动操作的致动器(未示出)有选择地使现有技术中已知的通常是啮合的主离合器20啮合和脱开。
提供一副变速器致动器(auxiliary section actuator)40以控制该副变速器的换档和/或档位变速比率。最好，至少该副变速器致动器是一三位置致动器，允许该副变速器被切换到和保持在一高的副变速器变速比、一低副变速器变速比或一副变速器空档位置，参考美国专利No.5651292/5974906和5970810可以更详细地理解其结构和优点，这些文件在这里作为参考。
传动系统10包括一手动操作换档杆42，其上具有换档手柄44。换档手柄44可以是前述的美国专利No.5957001中描述的类型。如众所周知的，换档杆42是以已知的换档模式(如图2所示)人工操作的，用于与不同的换档变速比有选择地啮合或脱开。另外，可提供一X-Y换档致动器，作为例子可以是美国专利No.5481170、5281902、4899609和4821590中示出的类型，可用于给该主变速器部分自动换档或由电线控制换档(shift-by-wire)。
可操作一位置传感器装置46以测量在换档模式中的换档杆的X-Y位置并提供其指示信号(SL)。这种类型的X-Y位置传感器在现有技术中是已知的，在美国专利No.5743143、5894758、5950491和5911787中可以看到其示例，在这里引用上述这些文件作为参考。在图2中示出了传感器装置46，下面将更详细地描述。
系统10包括一控制单元，最好是一美国专利No.4595986、4361065、和5335566中表示的类型的微处理控制单元，这里引用上述这些文件作为参考，该控制单元用于接收输入信号54并根据预定的逻辑规则处理该信号，向系统致动器如发动机控制器38、副变速器换档致动器40等发出输出指令信号56。
传感器装置46包括一用于提供一第一信号SLX-X的第一测量件46A，该第一信号具有表示H型换档模式中的换档件的X-X位置的幅值，还包括一用于提供一第二信号SLY-Y的第二测量件46B，该信号具有表示该换档模式中的换档件的Y-Y位置的幅值。
测量件46A和46B可提供根据测量到的位置而幅值变化的频率、振幅、电压、电流、压力或类似信号。美国专利No.5743143和欧洲专利No.0371975中示出了典型的位移测量装置。
虽然X-X和Y-Y运动被表示为通常垂直的轴向运动，但一个轴向和旋转运动(如美国专利No.5743143和5911787中示出的)也应该被包括作为X-X和Y-Y运动。
为了适当地控制系统10，准确地知道换档件在Y-Y方向上在空档区(band of neutral)61(NY-Y)上或内的的信号SLY-Y的幅值或当前值是重要的。随着时间的推移，由于温度、磨损、老化和其它变量，这些数值会产生变化。因此，本发明提供一种相对简单和精确的控制技术在对应于H型换档模式中的空档位置(NY-Y)的幅值或SLY-Y信号方面来校准传感器装置46。图4示出了本发明的适应性校准系统/方法的流程图。
控制器52从传感器装置测量第一和第二输入信号SLX-X和SLY-Y的当前值，并已储存有对应于换档件在空档位置61内的第二信号的当前值NY-Y。如果第一信号的变化((当前SLX-X)—(前一个SLX-X)＞参考值)，或者最好第一信号的变化率((d/dt)SLX-X)大于一参考值((d/dt)SLX-X)＞参考值？)，这就是一种表明换档件必定已在Y-Y空档位置的条件，并且第二信号在此处的值是对应于空档的正确的值。最好但不是必须，该控制将采用一被过滤的值来确定处于空档的第二信号的值NY-Y。
在当前的实施例中，为了提供一个过滤/平均值，如果d/dt(SLX-X)超过参考值，NY-Y是(i)第二信号的当前值加上(ii)现有NY-Y值的9倍的总数用10所除。可以利用其它的过滤和平均技术来确定对应于在Y-Y方向上的空档的第二信号的一个新值NY-Y。
还可以利用本发明的适应性校准技术校准换档模式中对应于换档件SF与垂直支线(R-1/2或3/4-5/6或7/8-9/10)中的一个的对准关系的SLX-X信号值。简单地说，当信号SLY-Y的变化或变化率大于一参考值时，换档件必定已在对应于换档模式的一个支线的一个X-X位置上。
因此，可以看出本发明提供了一种新的改进的用于适应性校准一X-Y位置传感器的系统/方法。
虽然以上对本发明已经进行了较为细致的描述，但本发明对最佳实施例的描述只是示例性的，可以想到的是在不偏离下文中的权利要求书中所述的本发明的精神和范围的前提下，对其形式和细节可以作出多种改变。

Claims (22)

1.一种用于适应性校准一个位置传感器(46)的方法，该传感器用于测量可在H型换档模式中移动的换档件的位置，所述的换档件在X-X方向移动以选择待啮合和脱开的变速比，在Y-Y方向离开或朝向中心的空档位置移动用于与选中的变速比啮合和从其脱开，所述位置传感器提供一第一信号(SLX-X)，该信号具有表示测量到的所述换档模式中的所述换档件的X-X位置的幅值，所述位置传感器还提供一第二信号(SLY-Y)，该信号具有表示测量到的所述换档模式中的所述换档件的Y-Y位置的幅值，所述方法包括以下步骤：
测量所述第一和第二信号的当前值；
确定一表示所述第一信号的变化的值；
将表示所述第一信号的变化的值与一参考值进行比较；
如果表示所述第一信号的变化的值大于所述参考值，则作为所述第二信号的当前值的函数确定一表示所述换档件在Y-Y方向上的空档位置的空档值(NY-Y)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于表示所述第一信号的变化的所述值是所述第一信号相对于时间的导数((d/dt)SLX-X)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第二信号当前值的函数是所述第二信号当前值和表示所述换档件在空档Y-Y位置的所述空档值的先前确定值(NY-Y)的过滤的平均。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述第二信号当前值的函数是所述第二信号当前值和表示所述换档件在空档Y-Y位置的所述空档值的先前确定值(NY-Y)的过滤的平均。
5.用于控制车辆传动系统(10)的系统，该传动系统(10)包括一可在H型换档模式(12A)中移动的换档件(SF)，它可在X-X方向移动至用于选择变速比的两个或多个X-X选择位置(P1，P2，P3)，和在Y-Y方向离开和朝向一个空档Y-Y位置(61)移动用于啮合和脱开所选中的变速比，所述系统包括一X-Y位置传感器(46)，该传感器(46)提供一表示所述换档件在所述换档模式中的当前X-X位置的第一信号(SLX-X)和一表示所述换档件在所述换档模式中的当前Y-Y位置的第二信号(SLY-Y)，还包括一用于接收包括所述第一和第二信号的输入信号(54)并根据逻辑规则处理上述信号以向系统致动器发出指令输出信号(56)的控制器(52)，所述逻辑规则包括：
(i)测量所述第一和第二信号的当前值；
(ii)确定表示所述第一信号的变化的第一值；
(iii)将表示所述第一信号的变化的值与一第一参考值进行比较；
(iv)如果表示所述第一信号变化的第一值大于所述第一参考值，则作为所述第二信号的当前值的函数，确定当所述换档件在所述换档模式中处于空档Y-Y位置时对应于所述第二信号的值的空档值(NY-Y)。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于表示所述第一信号的变化的所述第一值是所述第一信号相对于时间的的一次导数((d/dt)SLX-X)。
7.如权利要求5所述的系统，其特征在于作为所述第二信号的当前值的函数的确定方法是一种平均技术。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于作为所述第二信号的当前值的函数的确定方法是一种平均技术。
9.如权利要求5所述的系统，还包括一手动换档杆(42)，用于在所述换档模式中手动移动所述换档件(SF)。
10.如权利要求6所述的系统，还包括一手动换档杆(42)，用于在所述换档模式中手动移动所述换档件(SF)。
11.如权利要求7所述的系统，还包括一手动换档杆(42)，用于在所述换档模式中手动移动所述换档件(SF)。
12.如权利要求8所述的系统，还包括一手动换档杆(42)，用于在所述换档模式中手动移动所述换档件(SF)。
13.如权利要求5所述的系统，其特征在于所述换档件响应于来自所述控制器(52)的所述输出信号(56)由一换档致动器移动。
14.如权利要求6所述的系统，其特征在于所述换档件响应于来自所述控制器(52)的所述输出信号(56)由一换档致动器移动。
15.如权利要求7所述的系统，其特征在于所述换档件响应于来自所述控制器(52)的所述输出信号(56)由一换档致动器移动。
16.如权利要求8所述的系统，其特征在于所述换档件响应于来自所述控制器(52)的所述输出信号(56)由一换档致动器移动。
17.如权利要求5所述的系统，其特征在于所述规则还包括：
(v)确定一表示所述第二信号的变化的第二值；
(vi)将表示所述第二信号变化的所述值与一第二参考值进行比较；和
(vii)如果所述第二值大于所述第二参考值，则作为所述第一值的当前值的函数，确定当所述换档件处于一个所述的X-X选择位置时一对应于所述第一信号的值的对准值。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于所述第二值是所述第二信号的变化率((d/dt)SLY-Y)。
19.如权利要求17所述的系统，其特征在于所述作为所述第一信号的所述当前值的函数的确定方法是一种平均技术。
20.如权利要求6所述的系统，其特征在于所述规则还包括：
(v)确定一表示所述第二信号的变化的第二值；
(vi)将表示所述第二信号的变化的所述值与一第二参考值进行比较；和
(vii)如果所述第二值大于所述第二参考值，则作为所述第一值的当前值的函数，确定当所述换档件处于所述X-X选择位置中的一个时，一对应于所述第一信号的值的对准值。
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于所述第二值是所述第二信号的变化率((d/dt)SLY-Y)。
22.如权利要求20所述的系统，其特征在于作为所述第一信号的所述当前值的函数的所述确定方法是一种平均技术。
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