目標輪位置檢測系統技術方案

本發明專利技術涉及一種目標輪位置檢測系統。一種用于車輛的控制模塊，包括將對應于車輛的目標輪的Ｎ個齒的每個的時間戳存儲在存儲器內的時間記錄模塊。Ｎ是整數。位置模塊基于時間戳生成Ｍ個角位置。Ｍ是大于一的整數。Ｍ個角位置中的每個對應于Ｎ個齒的相鄰齒之間的間距。位置估計器基于Ｍ個位置確定目標輪的位置。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及車輛控制系統，且更特定地涉及目標輪位置檢測。
技術介紹
在此部分中的陳述僅提供涉及本專利技術的背景信息且可以不構成現有技術。 發動機控制系統監測曲軸(發動機)位置。發動機速度和加速度可以基于發動機位置確定。僅作為例子，燃料供給、點火和節氣門位置可以基于發動機位置、速度和/或加速度調整。 曲軸位置監測系統典型地包括控制模塊、曲軸傳感器和連接到曲軸或作為曲軸的部分的目標輪。目標輪可以具有齒，所述齒被曲軸傳感器監測。曲軸傳感器生成表示目標輪的角位置(發動機位置)的曲軸位置信號。 控制模塊可以通過曲軸傳感器以不同間隔(時間戳)檢測目標輪的位置。例如，控制模塊可以以大于等于90。的間隔檢測發動機位置。以90°間隔，發動機位置的分辨率等于曲軸每轉四個位置樣本。
技術實現思路
在一個實施例中，用于車輛的控制模塊包括時間記錄模塊，所述時間記錄模塊在存儲器內存儲對應于車輛的目標輪的N個齒的每個的時間戳。N是整數。位置模塊基于時間戳生成M個角位置。M是大于l的整數。M個角位置的每個對應于N個齒的相鄰齒之間的間距。位置估計器基于M個位置確定目標輪的位置。 在其他特征中，濾波器包括位置模塊，所述位置模塊基于測量的位置信號生成計算的位置信號。測量的位置信號通過檢測車輛的目標輪的N個齒的傳感器生成。計算的位置信號基于與N個齒的每個相關的M個齒間距值生成。N和M是整數且M大于1。 M個齒間距值的每個對應于目標輪的N個齒的相鄰齒之間的各間距。位置模塊基于位置誤差信號生成對應于目標輪的位置的估計位置信號。第一比較器將計算位置信號與估計位置信號進行比較，以生成位置誤差信號。 本專利技術的可應用性的另外的范圍將從在下文中提供的詳細描述中變得顯見。應理解的是詳細描述和具體例子僅意圖于圖示的目的且不意圖于限制本專利技術的范圍。附圖說明將從詳細描述和附圖中變得更完全地理解本公開，其中 圖1是根據本公開的實施例的控制系統的功能性方框 圖2是根據本公開的實施例的控制系統的功能性方框 圖3是根據本公開的實施例的卡爾曼濾波器的功能性方框 圖4是圖示根據本公開的實施例的濾波的速度曲線 圖5是圖示根據本公開的實施例的濾波的加速度曲線 圖6是圖示根據本公開的實施例的齒變化的加速度曲線 圖7圖示根據本公開的實施例的齒間距學習方法； 圖8圖示根據本公開的實施例的瞬時發動機速度和加速度確定方法； 圖9是根據本公開的實施例的合并有自動啟動和停止控制的混合動力動力總成系統的功能性方框圖；禾口 圖10是根據本公開的實施例的另一個混合動力動力總成系統的功能性方框圖。具體實施例方式控制模塊可以通過曲軸傳感器以多種間隔檢測曲軸目標輪的位置(發動機位置)。作為例子，控制模塊可以以大于、等于或小于90。的間隔檢測發動機位置。大于等于90°的間隔可以稱為低分辨率間隔。小于90°的間隔可以稱為高分辨率間隔。 曲軸目標輪可以例如具有58個齒；每個齒與大致6°的旋轉相關。發動機位置的精細分辨可以通過以每6。為增量監測來提供。通過提供精細分辨，能夠生成關于發動機的改進的位置、速度、加速度和加加速度(jerk)信息。 曲軸目標輪的齒之間的間距(或齒寬) 一般不相同。可能存在間距的變化。這些變化可能由于制造公差、零件間變化、目標輪傳感器和目標輪傳感器系統變化等導致。如果對于小間隔的計算基于例如6。的標稱齒間距值進行，則結果將包含誤差。誤差可能導致結果無用。 在此公開的實施例提供用于精確學習目標輪的齒間距的技術。這允許系統對于小間隔精確計算位置信息。實施例允許在車輛生產期間和/或之后精確地學習發動機的目標輪上的特定的齒間距。 如下描述僅在本質上是典型的，且不意圖于限制此公開、其應用或使用。為清晰期間，相同的附圖標號將在附圖中用于識別類似的元件。如在此所使用，措辭A、 B和C的至少一個應解釋為意味著邏輯(A或B或C)，即使用非排他性的邏輯或。應理解的是在方法中的步驟可以以不同的次序執行而不改變本公開的原理。 如在此所使用，術語模塊可以是特定用途集成電路(ASIC)、電子電路、執行一個或多個軟件或固件程序的處理器(共享處理器、專用處理器或處理器組)和/或存儲器(共享存儲器、專用存儲器或存儲器組)、組合邏輯電路、和/或提供所述功能性的合適的部件，或作為它們的部分，或包括它們。 也如在此所使用，術語燃燒循環指發動機燃燒過程的重新發生階段。例如，在四沖程內燃機中，一個發動機燃燒循環可以是且包括進氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程。四個行程在發動機運行期間重復進行。 另外，雖然如下實施例主要關于示例的內燃機描述，但本公開的實施例可以應用于其他內燃機。例如，本專利技術可以應用于壓縮點燃、火花點燃、均質火花點燃、均質充氣壓縮點燃、分層火花點燃和火花輔助壓縮點燃型發動機。 另外，在如下描述中公開多種變量標簽。變量標簽僅作為例子提供。變量標簽被 任意提供且可以每個用于識別或指出不同的項。例如，變量標簽N可以用于指目標輪上的 齒數或陣列內的元素數。 用于速度的有限差分近似(Ax/At)和加速度的有限差分近似(Av/At)可以基 于來自曲軸目標輪傳感器的離散采樣的位置和時間信息來確定，例如基于角位置e確定。 示例的用于速度的向后差分在表達式1中示出且用于時間樣本6和7。 ( A x/A t) 7 = (x7_x6) / (t7_t6) (1) 等于間隔上的平均導數的實際值或實際導數(dx/dt和d2x/dt2)是更精確的。 連續的數據點可以用于計算用于平均速度的有限差分近似。瞬時速度的近似隨時 間間隔的減小而改進。當時間間隔的大小降低時，近似變得對于測量誤差更敏感。見表達 式2。△x dx (2)lim Ai」t 0厶t dt 當使用瞬時量(非平均量)的差分時，每個有限差分計算無論間隔大小都產生在相應的時間間隔上的平均導數。例如，當測: 瞬時速度時，可以確定(實際)平均加速度c見對于樣本6和7的示例表達式3至5。<formula>formula see original document page 6</formula>H立置時，能夠計算(實際)平均速度。當測量實際平均加速度不能基于測量到的位置確定'<formula>formula see original document page 6</formula> 在下文中描述的實施例提供齒學習和濾波技術，所述技術提供對于瞬時的位置、速度和加速度的精確估計。 雖然如下的實施例主要關于使用卡爾曼濾波器來描述，但實施例可以應用于包括非卡爾曼濾波器的其他應用。現在參考圖i，圖中示出控制系統io。控制系統IO包括系統控制模塊12，例如電子控制模塊(ECM)，該電子控制模塊從位置傳感器16接收測量到的位 置信號14。位置傳感器16可以是曲軸位置傳感器、變速器位置傳感器或電動馬達位置傳感 器。位置傳感器16檢測目標輪18上的齒。測量到的位置信號14可以指示目標輪18的位 置，目標輪18例如為曲軸目標輪、變速器目標輪或電動馬達目標輪。系統控制系統12可以 基于測量到的位置信號14控制燃料和點火，以及節氣門和相位器位置。 系統控制模塊12包括卡爾曼濾波器20，所述卡爾曼濾波器20可以生成提供到多 種模本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于車輛的控制模塊，包括：　　時間記錄模塊，所述時間記錄模塊將對應于車輛的目標輪的Ｎ個齒的每個齒的時間戳存儲在存儲器內，其中Ｎ為整數；和　　位置模塊，所述位置模塊基于時間戳生成Ｍ個角位置，且其中Ｍ是大于一的整數，　　其中Ｍ個角位置的每個對應于Ｎ個齒的相鄰齒之間的間距；和　　位置估計器，所述位置估計器基于Ｍ個位置確定目標輪的位置。

【技術特征摘要】
US 2008-10-8 61/103,700;US 2009-1-22 12/357,776一種用于車輛的控制模塊，包括時間記錄模塊，所述時間記錄模塊將對應于車輛的目標輪的N個齒的每個齒的時間戳存儲在存儲器內，其中N為整數；和位置模塊，所述位置模塊基于時間戳生成M個角位置，且其中M是大于一的整數，其中M個角位置的每個對應于N個齒的相鄰齒之間的間距；和位置估計器，所述位置估計器基于M個位置確定目標輪的位置。2. 根據權利要求1所述的控制模塊，其中時間記錄模塊存儲第一組陣列，所述第一組 陣列的每個對應于目標輪的X轉之一且存儲對應于N個齒的每個的時間戳。3. 根據權利要求2所述的控制模塊，其中位置模塊存儲第二組陣列，所述第二組陣列 的每個對應于第一組陣列的一個且存儲N個齒的每個的位置數據。4. 根據權利要求3所述的控制模塊，其中位置模塊基于第二組陣列生成綜合位置陣列。5. 根據權利要求4所述的控制模塊，其中位置模塊將第二組陣列的每個內的陣列元素 的值取平均以生成N個齒的每個的各平均值，且將平均值存儲在綜合位置陣列中。6. 根據權利要求1所述的控制模塊，其中目標輪連接到發動機的曲軸。7. 根據權利要求1所述的控制模塊，其中目標輪是變速器目標輪和電動馬達目標輪的 至少一個。8. —種控制系統，包括根據權利要求1所述的控制模塊且進一步包括曲軸位置傳感 器，所述曲軸位置傳感器檢測N個齒且生成對應于發動機曲軸的位置且包括時間戳的測量 位置信號。9. 根據權利要求1所述的控制模塊，其中位置模塊基于與目標輪的恒定加速度、恒定 加加速度和速度的指數衰減的至少一個相關的關系確定M個位置。10. 根據權利要求1所述的控制模塊，其中位置模塊基于如下表達式的至少一個確定M 個位置x(t)-4kt3+4a3t2+vGt + x。禾p 6 2 和其中x是位置，v是速度，a是加速度，j是加加速度，t是時間，A是目標輪轉動的開始 速度和終速度之差，k是衰減時間常數且C是目標輪的轉動的終速度...

【專利技術屬性】
技術研發人員：JR貝爾德霍，NJ卡爾維特，DS馬修斯，MR格賴姆斯，
申請(專利權)人：通用汽車環球科技運作公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]