專利名稱：旋轉(zhuǎn)傳感器的位置確定和確定扭矩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測汽車動(dòng)力系的扭矩輸出。
背景技術(shù)：
本節(jié)陳述只是提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。車輛駕駛性能的一個(gè)考慮是傳動(dòng)系輸出和車輛對該輸出的響應(yīng)。傳動(dòng)系輸出能夠被稱作扭力，通稱扭矩。扭矩是從內(nèi)燃機(jī)或其它扭矩源例如電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭力來推進(jìn)車輛。 在車輛或帶有驅(qū)動(dòng)輪的其它車輛的情況下，扭矩可以通過變速器進(jìn)行傳遞、被差速器分解并且提供給車輪以向車輛提供牽弓I力。扭矩信息可用于多種傳動(dòng)系控制方案，例如，離合器填充時(shí)間檢測、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩估計(jì)、換檔平穩(wěn)等等，這些對車輛駕駛性能有幫助。因此，扭矩信息能被用于傳動(dòng)系的附加控制。例如，在加速和減速期間，車輛乘客可能察覺到扭矩傳遞的變化，例如在換檔期間。能夠采用控制換檔的控制方案來最小化換檔期間的扭矩波動(dòng)。一種閉環(huán)控制方案能用于換檔，允許控制模塊根據(jù)給定RPM水平下發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生的扭矩量估計(jì)當(dāng)前傳動(dòng)比下在產(chǎn)生的扭矩量。然而，這是理論扭矩，并且不一定代表著在傳遞的實(shí)際扭矩。能夠發(fā)明一種根據(jù)專用扭矩傳感器進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器控制的控制方案。專用扭矩傳感器能夠檢測在傳遞的扭矩的實(shí)際量并且提供該實(shí)際扭矩信息給控制模塊用于根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)確定換檔方案。然而，在成品車輛中使用專用扭矩傳感器增大了成本、零件容量、配線復(fù)雜性、質(zhì)量和可靠性問題。

發(fā)明內(nèi)容
一種傳動(dòng)系包括與傳動(dòng)系統(tǒng)相連的變速器。一種用于監(jiān)控傳動(dòng)系中的扭矩的方法，包括監(jiān)控來自構(gòu)造成監(jiān)控傳動(dòng)系的第一和第二位置的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置的第一旋轉(zhuǎn)傳感器和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的信號輸出、使用第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定第一和第二位置之間的位置關(guān)系、從第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角、計(jì)算對應(yīng)于該扭轉(zhuǎn)角的傳動(dòng)系扭矩大小、以及根據(jù)傳動(dòng)系扭矩的計(jì)算大小控制車輛動(dòng)力系。本發(fā)明還提供了以下方案
1. 一種用于監(jiān)控動(dòng)力系中的扭矩的方法，所述動(dòng)力系包括聯(lián)接到傳動(dòng)系的變速器，所述方法包括
監(jiān)控來自第一旋轉(zhuǎn)傳感器和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的信號輸出，所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器和第二旋轉(zhuǎn)傳感器配置成監(jiān)控傳動(dòng)系的第一和第二位置的相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)位置；
使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系；
從所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的所述位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角； 計(jì)算對應(yīng)于所述扭轉(zhuǎn)角的傳動(dòng)系扭矩的大??；以及根據(jù)所述傳動(dòng)系扭矩的計(jì)算的大小控制車輛動(dòng)力系。
2.如方案1所述的方法，其中，使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系包括對位于所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器上的位置標(biāo)識符做出標(biāo)記以用于所述傳動(dòng)系的軸元件上的組裝。3.如方案1所述的方法，其中，使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系包括執(zhí)行學(xué)習(xí)時(shí)段，其中在零扭矩下學(xué)習(xí)所述位置標(biāo)識符的位置和位置關(guān)系。4.如方案1所述的方法，其中，從所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的所述位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角包括計(jì)算所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的旋轉(zhuǎn)角差值。5.如方案1所述的方法，其中，使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系包括確定修正因子。6.如方案1所述的方法，其中，使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系包括識別第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的每個(gè)上的單個(gè)位置標(biāo)識符。7.如方案1所述的方法，其中，使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二軸位置之間的位置關(guān)系包括識別所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的每個(gè)上的多個(gè)位置標(biāo)識符。8.如方案1所述的方法，其中，從所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的所述位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角包括識別所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的每個(gè)的采樣窗口期間的相應(yīng)的初始相位角和相應(yīng)的結(jié)束相位角。9.如方案1所述的方法，其中，監(jiān)控來自所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器和所述第二旋轉(zhuǎn)傳感器的信號輸出包括選擇采樣窗口，在所述采樣窗口中感測至少一個(gè)全信號。10.如方案9所述的方法，其中，所述采樣窗口包括在所述至少一個(gè)全信號之前的局部信號和所述至少一個(gè)全信號之后的局部信號。11. 一種用于監(jiān)控動(dòng)力系中的扭矩的方法，所述動(dòng)力系包括聯(lián)接到傳動(dòng)系的變速器，所述方法包括
在采樣窗口內(nèi)監(jiān)控來自第一旋轉(zhuǎn)傳感器和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的信號，在所述采樣窗口中感測至少一個(gè)全信號，所述傳感器配置成監(jiān)控傳動(dòng)系的第一和第二位置的相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)位置，所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器位于鄰近變速器的變速器輸出構(gòu)件上，所述第二旋轉(zhuǎn)傳感器位于相對于所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器的遠(yuǎn)端的變速器輸出構(gòu)件上；
使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系；
從所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的所述位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角； 計(jì)算對應(yīng)于所述扭轉(zhuǎn)角的傳動(dòng)系扭矩的大??；以及根據(jù)所述傳動(dòng)系扭矩的計(jì)算的大小控制車輛動(dòng)力系。12.如方案11所述的方法，其中，所述采樣窗口包括至少一個(gè)全信號。13.如方案12所述的方法，其中，所述采樣窗口包括在所述至少一個(gè)全信號之前的局部信號和所述至少一個(gè)全信號之后的局部信號。14.如方案11所述的方法，其中，從所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的所述位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角包括識別所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的每個(gè)的采樣窗口期間的相應(yīng)的初始相位角和相應(yīng)的結(jié)束相位角。15.如方案11所述的方法，其中，從所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的所述位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角包括計(jì)算所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的相位角。16.如方案11所述的方法，其中，計(jì)算對應(yīng)于所述扭轉(zhuǎn)角的傳動(dòng)系扭矩的大小包括所述傳動(dòng)系的剛度系數(shù)。17.如方案11所述的方法，其中，從所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的所述位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角包括計(jì)算相位修正。18.如方案11所述的方法，其中，使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二傳動(dòng)系位置之間的位置關(guān)系包括對所述位置標(biāo)識符做出標(biāo)記。19.如方案11所述的方法，其中，使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二傳動(dòng)系位置之間的位置關(guān)系包括學(xué)習(xí)所述位置標(biāo)識符的位置。20. 一種用于監(jiān)控動(dòng)力系中的扭矩的系統(tǒng)，所述動(dòng)力系包括聯(lián)接到傳動(dòng)系的變速器，所述系統(tǒng)包括
第一旋轉(zhuǎn)傳感器，其監(jiān)控第一位置處所述傳動(dòng)系的旋轉(zhuǎn)； 第二旋轉(zhuǎn)傳感器，其監(jiān)控第二位置處所述傳動(dòng)系的旋轉(zhuǎn)；
所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的每個(gè)都提供相應(yīng)的位置標(biāo)識符，其對所述傳動(dòng)系進(jìn)行標(biāo)
記；
控制器，其
監(jiān)控來自所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器和所述第二旋轉(zhuǎn)傳感器的信號； 使用所述位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系； 從所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的所述位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角； 計(jì)算對應(yīng)于所述扭轉(zhuǎn)角的傳動(dòng)系扭矩的大?。灰约案鶕?jù)所述傳動(dòng)系扭矩的計(jì)算的大小控制車輛動(dòng)力系。


現(xiàn)在將通過舉例的方式參照附圖描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))的車輛混合動(dòng)力系統(tǒng)的示意圖2是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)傳感器的示意圖，其示出了帶齒的元件和傳感器； 圖3是示例性數(shù)據(jù)的曲線圖，其示出了在特定時(shí)間段上從旋轉(zhuǎn)傳感器感測的齒檢測； 圖4是示例性數(shù)據(jù)的曲線圖，其示出了在特定時(shí)間段上從多個(gè)旋轉(zhuǎn)傳感器感測的齒檢
測；
圖5描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于從旋轉(zhuǎn)傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算扭矩的示例性控制方案；
以及
圖6是根據(jù)本發(fā)明的在加速和減速過程中在車輛工作期間的本發(fā)明實(shí)施例的工作獲得的曲線數(shù)據(jù)，指示了隨時(shí)間變化的計(jì)算的扭矩和測量的扭矩。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照這些圖，其中，這些展示只是為了圖解某些示例性實(shí)施例，而不是為了限制這些實(shí)施例，圖1示意性地示出了包括內(nèi)燃機(jī)10和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12的混合動(dòng)力系統(tǒng)26。應(yīng)當(dāng)注意，該混合動(dòng)力傳動(dòng)系是本發(fā)明的舉例并且將不會(huì)看作限制，因?yàn)楸疚目紤]不同類型的車輛動(dòng)力系，其包括混合動(dòng)力傳動(dòng)系和非混合動(dòng)力傳動(dòng)系。發(fā)動(dòng)機(jī)10能夠連接到變速裝置14以傳遞牽引扭矩給車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)16。在一個(gè)實(shí)施例中，傳動(dòng)系統(tǒng)16 包括差速齒輪裝置18，其機(jī)械地連接到第一半軸20和第二半軸21，其機(jī)械地連接到第一車輪22和第二車輪23。差速齒輪裝置18連接到混合動(dòng)力系統(tǒng)沈的輸出構(gòu)件M。通過第一和第二車輪22、23，傳動(dòng)系統(tǒng)16在變速器14和路面之間傳遞牽引力?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)沈包括儲(chǔ)能裝置(ESD)觀，例如蓄電池，其儲(chǔ)存電能并且電連接到一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12以在它們之間傳遞動(dòng)力。變速器功率變換器控制模塊(TPIM) 30安置在ESD 28與電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12之間并且用來把電池電源從直流電轉(zhuǎn)換成交流電和復(fù)原。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12將儲(chǔ)存能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)力以及將機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換為能夠儲(chǔ)存在ESD觀中的能量。發(fā)動(dòng)機(jī)10把燃料轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12優(yōu)選地包括三相交流電機(jī)(或多個(gè))，具有定子、轉(zhuǎn)子和分解器(或多個(gè))32。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12的電動(dòng)機(jī)定子接地到變速箱的外部，并且包括定子鐵心，有線圈繞組從定子鐵心伸出。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12的轉(zhuǎn)子(或多個(gè))固定成把通過變速器14的扭矩經(jīng)由軸15傳遞給傳動(dòng)系統(tǒng)16。分解器(或多個(gè))32優(yōu)選為包括具有分解器定子和分解器轉(zhuǎn)子的可變磁阻裝置。分解器(或多個(gè))32適當(dāng)?shù)匕仓煤徒M裝在電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12上。分解器(或多個(gè))32 的相應(yīng)的定子(或多個(gè))連接到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12的定子(或多個(gè))上。分解器轉(zhuǎn)子連接到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12的轉(zhuǎn)子上。分解器(或多個(gè))32信號地且操作性地連接到TPIM 30并且檢測和監(jiān)控分解器轉(zhuǎn)子相對于分解器定子的旋轉(zhuǎn)位置，從而提供電動(dòng)機(jī) /發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12的實(shí)際旋轉(zhuǎn)位置。另外，對從分解器(或多個(gè))32輸出的信號進(jìn)行解譯以提供電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12的轉(zhuǎn)速。當(dāng)純電動(dòng)模式提供扭矩給傳動(dòng)系統(tǒng)16時(shí)，分解器能夠類似于旋轉(zhuǎn)傳感器提供旋轉(zhuǎn)信息。作為從燃料或儲(chǔ)存在ESD 28內(nèi)的電位能的能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果，產(chǎn)生了來自發(fā)動(dòng)機(jī) 10的輸入扭矩和來自電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12的電動(dòng)機(jī)扭矩。ESD觀經(jīng)由DC傳輸導(dǎo)線34高電壓直流耦合到TPIM 30。傳輸導(dǎo)線34提供了 ESD 28與TPIM 30之間的可換向的電流流動(dòng)。TPIM 30響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)扭矩請求經(jīng)過傳輸導(dǎo)線36往返于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12傳輸電力以滿足扭矩指令。根據(jù)ESD觀是在充電還是放電而往返于ESD觀傳輸電流。來自發(fā)動(dòng)機(jī)10的機(jī)械動(dòng)力能夠經(jīng)由軸13傳遞到變速器14。來自電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī) (或多個(gè))12的機(jī)械動(dòng)力能夠傳遞到變速器14。來自傳動(dòng)系統(tǒng)16的機(jī)械動(dòng)力能夠通過輸出構(gòu)件M經(jīng)由變速器14傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)10和低轉(zhuǎn)速大扭矩機(jī)械(或多個(gè))16。利用發(fā)動(dòng)機(jī)10 與電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12聯(lián)合傳遞扭矩給傳動(dòng)系統(tǒng)16，由此通過第一和第二車輪22、 23提供牽引扭矩。傳遞的機(jī)械動(dòng)力能夠是用于車輛推進(jìn)的牽引扭矩形式和用于與再生制動(dòng)功能有關(guān)的車輛制動(dòng)的反作用扭矩形式。正如將對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的，可以使用其它的混合動(dòng)力配置例如串聯(lián)式混合動(dòng)力、并聯(lián)式混合動(dòng)力或復(fù)合混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，非混合動(dòng)力配置和電動(dòng)車輛。第一輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38安置在輸出構(gòu)件M上，優(yōu)選為在變速器14附近。在第一實(shí)施例中，第一旋轉(zhuǎn)傳感器39安置在一個(gè)半軸上與第一輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38相對的遠(yuǎn)端。意識到，第一輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38旋轉(zhuǎn)地與第一旋轉(zhuǎn)傳感器相連，與輸出構(gòu)件M和差速器18 面對面。在第二實(shí)施例中，另外的一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)傳感器42安置在另一個(gè)半軸上與第一輸出旋轉(zhuǎn)傳感器相對的遠(yuǎn)端。意識到，第一輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38旋轉(zhuǎn)地與第二旋轉(zhuǎn)傳感器相連， 與輸出構(gòu)件M和差速器18面對面。為了描述方便，第一旋轉(zhuǎn)傳感器39對應(yīng)于第一半軸20， 第二旋轉(zhuǎn)傳感器42對應(yīng)于第二半軸21。第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器39、42優(yōu)選為安置成接近對應(yīng)的第一和第二車輪22、23。在又一個(gè)第三實(shí)施例中，作為對第一或第二實(shí)施例的替代， 第二輸出旋轉(zhuǎn)傳感器40安置在與第一輸出旋轉(zhuǎn)器38相對的遠(yuǎn)端，但是仍然在輸出構(gòu)件M 上(例如接近差速器18)。因此，意識到，在所有實(shí)施例中，第一輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38旋轉(zhuǎn)地與至少一個(gè)另外的遠(yuǎn)端安置的旋轉(zhuǎn)傳感器相連。第一輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38、第一旋轉(zhuǎn)傳感器 39、第二旋轉(zhuǎn)傳感器42和第二輸出旋轉(zhuǎn)傳感器通?？尚盘柕剡B接到控制模塊5以向其提供信號。當(dāng)混合動(dòng)力系統(tǒng)26正以純電動(dòng)模式工作時(shí)，分解器32能夠提供第一旋轉(zhuǎn)傳感器38 的輸出旋轉(zhuǎn)信息，此時(shí)，計(jì)算與此有關(guān)的傳輸損耗?？刂颇K5信號地且操作性地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10和TPIM 30用于在提供它們之間的通訊和對它們的控制。第一和第二輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38、40和第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器39、42的每個(gè)都是能從它們獲得轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)位置傳感器。在傳動(dòng)系統(tǒng)的恒定或穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)期間，來自這些旋轉(zhuǎn)傳感器的信號基本上是周期性的。一種示例性旋轉(zhuǎn)傳感器可以包括固定到旋轉(zhuǎn)元件例如旋轉(zhuǎn)軸上的由鐵磁材料制造的齒輪，其經(jīng)過霍爾效應(yīng)傳感器。經(jīng)過霍爾效應(yīng)裝置的每個(gè)齒都產(chǎn)生電流，其能夠在數(shù)量上、根據(jù)持續(xù)時(shí)間、停歇以及幅度進(jìn)行辨別。全信號對應(yīng)于齒時(shí)間間隔(即從齒的起點(diǎn)或終點(diǎn)到相鄰齒的同類起點(diǎn)或終點(diǎn))。局部信號對應(yīng)于齒時(shí)間間隔的一部分。因?yàn)辇X輪上的齒數(shù)目是已知的，能夠通過計(jì)數(shù)采樣窗口內(nèi)產(chǎn)生的全和局部信號來計(jì)算速度。其它的示例性傳感器是產(chǎn)生周期信號的無軸承輪組、輪組脈沖發(fā)生器、光學(xué)和類似的齒輪旋轉(zhuǎn)傳感器。控制模塊、模塊、控制器、控制單元、處理器和類似術(shù)語意味著專用集成電路 (ASIC)(或多個(gè))中的一個(gè)或多個(gè)、電子電路(或多個(gè))、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序的中央處理器(或多個(gè))(優(yōu)選為微處理器(或多個(gè)))和相關(guān)存儲(chǔ)器(只讀的、可編程只讀的、隨機(jī)存取的、硬盤驅(qū)動(dòng)器等)、組合邏輯電路(或多個(gè))、輸入/輸出電路(或多個(gè))和裝置、適當(dāng)?shù)男盘柤庸ず途彌_電路以及其它的提供所述功能的適當(dāng)部件中的任何適用的一個(gè)或它們的組合?？刂颇K5具有一組控制算法，包括存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中且執(zhí)行以提供期望功能的常駐軟件程序指令和標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)選地，在預(yù)定循環(huán)期間執(zhí)行這些算法。算法由例如中央處理器執(zhí)行，并且可操作成監(jiān)控來自傳感裝置及其它網(wǎng)絡(luò)控制模塊的輸入以及執(zhí)行控制和診斷程序來控制致動(dòng)器的工作。以定時(shí)間隔執(zhí)行這些循環(huán)，例如在正在進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛工作期間，每隔3. 125,6. 25,12. 5、25和100毫秒?？商娲?，可以響應(yīng)于事件的出現(xiàn)而執(zhí)行算法。控制模塊5能夠控制混合動(dòng)力系統(tǒng)沈響應(yīng)于駕駛員扭矩請求產(chǎn)生扭矩?？刂颇K5聯(lián)合控制發(fā)動(dòng)機(jī)10、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12和變速器14以產(chǎn)生駕駛員扭矩請求。 控制模塊5能夠命令發(fā)動(dòng)機(jī)10和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或多個(gè))12單獨(dú)或組合產(chǎn)生請求的扭矩。 變速器14受到控制以選擇性地傳輸扭矩到傳動(dòng)系統(tǒng)16并且包括多個(gè)傳動(dòng)比，這些傳動(dòng)比用作扭矩乘數(shù)以獲得最終的駕駛員扭矩請求。扭矩輸出可用于響應(yīng)于駕駛員扭矩請求使用C
適當(dāng)?shù)呐ぞ乜刂品桨缚刂苹旌蟿?dòng)力系統(tǒng)沈的工作。圖2是旋轉(zhuǎn)傳感器例如第一和第二輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38、40的示意圖，相應(yīng)地描繪了帶齒元件82和傳感器84。帶齒元件82位于旋轉(zhuǎn)元件例如輸出構(gòu)件M上并且包括彼此等距間隔開的多個(gè)齒88。每個(gè)齒88與相鄰齒隔開距離90并且具有上升邊緣52和下降邊緣56，在圖2中假定逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。傳感器84位于帶齒元件82的附近并且監(jiān)控帶齒元件82 的單個(gè)齒88。采樣窗口 68被曲線表示成虛線，其中在特定采樣時(shí)間段(在此例子中為25毫秒)內(nèi)將檢測一定數(shù)量的齒88，此時(shí)帶齒元件82以已知速度旋轉(zhuǎn)。位置標(biāo)識符86顯示在采樣窗口 68內(nèi)。位置標(biāo)識符86是齒88中的一個(gè)，其在構(gòu)造或放置上相對于帶齒元件82上的其它齒88具有可識別的差異。所描繪的位置標(biāo)識符 86是形狀與其余齒88相似的齒88，但是放置得更靠近前一齒88’且更遠(yuǎn)離后一齒88’ ’， 例如，在前一齒88’與位置標(biāo)識符86之間的間距90’小于其余間距90，并且位置標(biāo)識符86 與后一齒88’’之間的間距90’’大于其余間距90。然而，位置標(biāo)識符86還可以具有不同的形狀，即，比其余齒88更寬、更短和更高，使傳感器84能夠檢測與此相關(guān)的有區(qū)別的外形。圖3是相對于圖2所示的，在指定時(shí)間段期間例如25毫秒內(nèi)來自示例性旋轉(zhuǎn)傳感器的示例性數(shù)據(jù)的曲線圖，該示例性旋轉(zhuǎn)傳感器配置成監(jiān)控包括帶齒元件的可旋轉(zhuǎn)元件。 示例性旋轉(zhuǎn)傳感器包括第一和第二輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38和40。示例性可旋轉(zhuǎn)元件包括輸出構(gòu)件M、第一半軸20和第二半軸21。示例性帶齒元件包括帶齒元件82。當(dāng)可旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶齒元件82旋轉(zhuǎn)。當(dāng)每個(gè)齒88經(jīng)過旋轉(zhuǎn)傳感器時(shí)，產(chǎn)生輸出信號50。全信號具有包括起點(diǎn)52、頂點(diǎn)54、終點(diǎn)56和停歇70的分布圖。起點(diǎn)52與終點(diǎn)56之間的經(jīng)過時(shí)間是信號持續(xù)時(shí)間72。單個(gè)輸出信號50的終點(diǎn)56與相鄰的下一輸出信號50的起點(diǎn)52之間的經(jīng)過時(shí)間是停歇70。組合的信號持續(xù)時(shí)間72與停歇70是信號周期60。當(dāng)可旋轉(zhuǎn)元件以等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，出現(xiàn)周期性圖形。當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，每個(gè)檢測齒之間的信號持續(xù)時(shí)間72與停歇70減小，由此引起較短的信號周期。當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，特定采樣窗口 68期間檢測到的齒數(shù)量增量也增大。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，每個(gè)輸出信號之間的信號持續(xù)時(shí)間72 與停歇70增大，由此引起較長的信號周期。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，特定采樣窗口 68期間檢測到的齒數(shù)量也減少。位置標(biāo)識符86產(chǎn)生與其余齒88的形狀類似的信號，然而它形成了小于其余停歇 70的初始標(biāo)識符停歇70’。位置標(biāo)識符86具有與其余齒88的振幅和信號持續(xù)時(shí)間72相似的感測的分布。同樣地，后一齒88〃產(chǎn)生在標(biāo)識符分布50’之后的后一標(biāo)識符停歇70’’， 其長于其余停歇70。控制器5能夠識別初始標(biāo)識符停歇70’和后一標(biāo)識符停歇70’ ’這兩者的變化，由此明確地定位位置標(biāo)識符86以及由此定位輸出構(gòu)件M的旋轉(zhuǎn)位置?？刂破? 因此能夠計(jì)算修正因子以調(diào)整通過計(jì)算或齒輪滑脫可能引入的任何誤差，因?yàn)榭刂破?能夠識別帶齒元件82的精確旋轉(zhuǎn)位置。將意識到，盡管本描述包括短的初始停歇70’，但是初始停歇70’可以改為長的且后一停歇70’’可以是短的。還將意識到，控制模塊5能夠檢測關(guān)于由于鄰接位置標(biāo)識符86的這些停歇的不均稱性質(zhì)引起的向前或向后輸出構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的操作。圖4是示出在特定時(shí)間段(例如25毫秒)內(nèi)來自多個(gè)旋轉(zhuǎn)傳感器(例如第一和第二輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38和40)的感測的齒檢測的示例性數(shù)據(jù)的曲線。上面的曲線描述來自第一旋轉(zhuǎn)傳感器例如第一輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38的數(shù)據(jù)，下面的曲線描述來自第二旋轉(zhuǎn)傳感器例如第二輸出旋轉(zhuǎn)傳感器40的數(shù)據(jù)。對作為固定到輸出構(gòu)件M上的第一和第二輸出旋轉(zhuǎn)傳感器(例如38和40)做出標(biāo)記，使得控制模塊5具有在零扭矩狀態(tài)下對相對于彼此的相應(yīng)位置標(biāo)識符86位置的基準(zhǔn)。另外，控制模塊5可以具有學(xué)習(xí)時(shí)段，其中，控制模塊5定位位置標(biāo)識符86的相對位置。在任一情況中，控制模塊5記錄兩個(gè)位置標(biāo)識符86之間的位置關(guān)系74。一旦建立位置關(guān)系74，控制模塊5能夠使用它作為檢測這兩個(gè)相應(yīng)位置標(biāo)識符86 與其余齒88之間的旋轉(zhuǎn)位置變化的基準(zhǔn)并且根據(jù)需要做出適當(dāng)?shù)南辔恍拚?。旋轉(zhuǎn)位置變化可以描述為扭轉(zhuǎn)角，這是第一和第二輸出旋轉(zhuǎn)傳感器例如38和40之間的角度，從這個(gè)角度能夠確定通過旋轉(zhuǎn)元件(例如輸出構(gòu)件傳遞的傳動(dòng)系扭矩的大小。將意識到，盡管本文詳細(xì)描述了每個(gè)帶齒元件82的單個(gè)位置標(biāo)識符86，但是可以有多個(gè)位置標(biāo)識符86位于單個(gè)帶齒元件82上。當(dāng)位置標(biāo)識符86在每個(gè)第一和第二輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38、40的采樣窗口中不出現(xiàn)時(shí)，對于第一和第二輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38、40、42中的每一個(gè)，能夠根據(jù)共同的采樣窗口例如 25毫秒的比較結(jié)果確定每個(gè)傳感器的旋轉(zhuǎn)角Θ。旋轉(zhuǎn)角Θ是以度數(shù)角度計(jì)量的軸旋轉(zhuǎn)幅度。能使用其它適當(dāng)?shù)亩攘坷缁《?。通過比較來自兩個(gè)旋轉(zhuǎn)傳感器例如輸出旋轉(zhuǎn)傳感器38和第一旋轉(zhuǎn)傳感器40的旋轉(zhuǎn)角Θ，能夠確定它們之間的扭轉(zhuǎn)角并且與計(jì)算扭矩值建立聯(lián)系。能夠通過確定分別為0init和0final的初始信號和最終信號的相位角0以及在采樣窗口 68內(nèi)的中間信號的數(shù)量來計(jì)算旋轉(zhuǎn)角θ。通過知曉第一信號周期tl (從采樣窗口 68的起點(diǎn)到第一檢測齒輸出的終點(diǎn)測量的)、基準(zhǔn)全信號周期(優(yōu)選為下一或前一相鄰信號周期-例如從第一全檢測齒輸出的起點(diǎn)到下一檢測齒輸出的起點(diǎn)測量的pl，或者可替代地，瞬時(shí)接近的下一或前一信號周期，或者暫時(shí)關(guān)閉全信號周期的平均)和所確定的傳感器上的齒總數(shù)Nt通過下列方程式確定初始相位角0init。將意識到，初始信號周期tl可以只包含全信號周期的一部分。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)控動(dòng)力系中的扭矩的方法，所述動(dòng)力系包括聯(lián)接到傳動(dòng)系的變速器，所述方法包括監(jiān)控來自第一旋轉(zhuǎn)傳感器和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的信號輸出，所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器和第二旋轉(zhuǎn)傳感器配置成監(jiān)控傳動(dòng)系的第一和第二位置的相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)位置；使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系；從所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的所述位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角；計(jì)算對應(yīng)于所述扭轉(zhuǎn)角的傳動(dòng)系扭矩的大??；以及根據(jù)所述傳動(dòng)系扭矩的計(jì)算的大小控制車輛動(dòng)力系。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系包括對位于所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器上的位置標(biāo)識符做出標(biāo)記以用于所述傳動(dòng)系的軸元件上的組裝。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系包括執(zhí)行學(xué)習(xí)時(shí)段，其中在零扭矩下學(xué)習(xí)所述位置標(biāo)識符的位置和位置關(guān)系。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的所述位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角包括計(jì)算所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的旋轉(zhuǎn)角差值。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系包括確定修正因子。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系包括識別第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的每個(gè)上的單個(gè)位置標(biāo)識符。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二軸位置之間的位置關(guān)系包括識別所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的每個(gè)上的多個(gè)位置標(biāo)識符。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的所述位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角包括識別所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的每個(gè)的采樣窗口期間的相應(yīng)的初始相位角和相應(yīng)的結(jié)束相位角。
9.一種用于監(jiān)控動(dòng)力系中的扭矩的方法，所述動(dòng)力系包括聯(lián)接到傳動(dòng)系的變速器，所述方法包括在采樣窗口內(nèi)監(jiān)控來自第一旋轉(zhuǎn)傳感器和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的信號，在所述采樣窗口中感測至少一個(gè)全信號，所述傳感器配置成監(jiān)控傳動(dòng)系的第一和第二位置的相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)位置，所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器位于鄰近變速器的變速器輸出構(gòu)件上，所述第二旋轉(zhuǎn)傳感器位于相對于所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器的遠(yuǎn)端的變速器輸出構(gòu)件上；使用所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系；從所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的所述位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角；計(jì)算對應(yīng)于所述扭轉(zhuǎn)角的傳動(dòng)系扭矩的大?。灰约案鶕?jù)所述傳動(dòng)系扭矩的計(jì)算的大小控制車輛動(dòng)力系。
10. 一種用于監(jiān)控動(dòng)力系中的扭矩的系統(tǒng)，所述動(dòng)力系包括聯(lián)接到傳動(dòng)系的變速器，所述系統(tǒng)包括第一旋轉(zhuǎn)傳感器，其監(jiān)控第一位置處所述傳動(dòng)系的旋轉(zhuǎn)； 第二旋轉(zhuǎn)傳感器，其監(jiān)控第二位置處所述傳動(dòng)系的旋轉(zhuǎn)；所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的每個(gè)都提供相應(yīng)的位置標(biāo)識符，其對所述傳動(dòng)系進(jìn)行標(biāo)記；控制器，其監(jiān)控來自所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器和所述第二旋轉(zhuǎn)傳感器的信號； 使用所述位置標(biāo)識符確定所述第一和第二位置之間的位置關(guān)系； 從所述第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的所述位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角； 計(jì)算對應(yīng)于所述扭轉(zhuǎn)角的傳動(dòng)系扭矩的大??；以及根據(jù)所述傳動(dòng)系扭矩的計(jì)算的大小控制車輛動(dòng)力系。
全文摘要
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)傳感器的位置確定和確定扭矩的方法。具體地，一種動(dòng)力系包括聯(lián)接到傳動(dòng)系的變速器。一種用于監(jiān)控動(dòng)力系中的扭矩的方法包括監(jiān)控來自配置成監(jiān)控傳動(dòng)系的第一和第二位置的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置的第一旋轉(zhuǎn)傳感器和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的信號輸出、使用第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的位置標(biāo)識符確定第一和第二位置之間的位置關(guān)系、從第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器之間的位置關(guān)系導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)角、計(jì)算對應(yīng)于該扭轉(zhuǎn)角的傳動(dòng)系扭矩的大小、以及根據(jù)傳動(dòng)系扭矩的計(jì)算的大小控制車輛動(dòng)力系。
文檔編號G01L5/00GK102564668SQ201110298330
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者C.J.李, C-K.考, D.李, F.薩米, K.V.赫貝爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司