專利名稱：確定機動車輛加速度的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種確定機動車輛加速度的方法和裝置。
通過例如某種類型的加速度計或者可替換地通過測量車輪的速度并相對于時間求微分來測量車輛加速度顯然是已知的。不幸地的是，車輛由于其懸架等等以及傳動系統(tǒng)由于其柔度在一定頻率具有動力學表現(xiàn)諧振，該頻率在汽車中可以低至2Hz，在更大的車輛中還小。這會在被測加速度信號中產生相應的振蕩。信號噪聲也是一個問題?？梢赃^濾該信號以提高其質量，但是具有足夠長的時間常數(shù)以去除低頻振蕩的濾波器會引入明顯的時間延遲。
在結合用于車輛動力系控制的電子系統(tǒng)中可以遇到該問題。實際上已經研制了本發(fā)明在一種系統(tǒng)中使用，該系統(tǒng)利用所謂的“扭矩控制”型(該術語在本領域中是公知的，并且例如在授予Torotrak(Development)Limited的歐洲專利832376及其美國同族US6071209中描述了這種類型的傳動裝置)連續(xù)可變的傳動裝置控制動力系。在這種傳動裝置中，不是直接設置變速器比，而是傳動比能夠根據(jù)發(fā)動機和車輛速度的改變而改變。為了確定比率變化的速度，需要車輛加速度。在控制動力系中需要不同目的比率變化的速度。如果將簡單的低通濾波器與足夠長的時間常數(shù)一起使用，以從車輛加速度的被測值中去除低頻振蕩，則控制系統(tǒng)的響應速度將是不能接受的折衷。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種確定機動車輛加速度的方法，包括得到高通濾波加速度信號和低通濾波加速度信號，所濾波的加速度信號之一是基于應用于車輛凈驅動力得到的，而另一個是通過測量得到的，將該兩個濾波加速度信號相加以得到表示車輛加速度的輸出信號。
現(xiàn)在，參照附圖，僅通過舉例描述本發(fā)明的特定實施方式，其中

圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的軟件實現(xiàn)的濾波策略的方塊圖；圖2是在圖1的策略中使用的實際濾波器，其還是以方塊圖的形式更詳細地表示。
圖3是表示實際的和測量的車輛速度值(垂直軸)對時間(水平軸)的曲線圖。
下面描述的本發(fā)明的實施方式提供了表示車輛速度和加速度的改進的質量信號，并且利用測量的和預測的車輛速度/加速度值的組合實現(xiàn)。
預測的車輛加速度值在由車輛的動力系和制動應用的力的基礎上獲得。在圖1中，在框10輸入的變量TrqWhlEst表示扭矩的預計的、未濾波值，該扭矩通過動力系應用到車輛的從動輪，并且從該動力系的電子模型獲得。在12將該扭矩除以車輛從動輪的滾動半徑，給出由該動力系應用的力的值(ForceDrive)，以加速該車輛。為了允許制動應用額外的力，測量制動壓力，然后基于該制動的壓力/力特性計算制動力(圖1中的ForceBraking)。制動壓力和制動力之間的關系基本上是線性的，因此這是直接的計算。圖1中標為14的功能塊接收ForceBraking和ForceDrive，以及車輛行進的方向(正向/反向)和車輛驅動控制的位置的指示，并且根據(jù)它們輸出制動力的校正值ForceBrakingCorr。在18，將其加到ForceDrive，給出表示由發(fā)動機和制動應用的凈驅動力的未濾波的信號ForceVehEstRaw，以加速車輛。
將信號ForceVehEstRaw傳到多階濾波器20，其可以在圖2中更詳細地看到，并且包括一系列用于濾波該凈驅動力信號ForceVehEstRaw的數(shù)字實現(xiàn)的低通一階濾波器22，還包括另一系列用于濾波車輛速度信號的相同的濾波器24，如下所述。將一個濾波器，諸如將22的輸出(Out或Output)送到其相鄰的22’以及其系列中等等的輸入(In或Input)，以便它們一起提供具有相對靈敏的頻率截止和時間常數(shù)TC的高階低通濾波器，該時間常數(shù)TC是輸入到該濾波器的公共參數(shù)。
術語“低通濾波器”是本領域的技術人員公知的，在此使用的是其常規(guī)的含義，指的是能夠通過選定頻率(由時間常數(shù)規(guī)定)但是排斥更高的頻率的信號分量的濾波器。在此還使用了術語“高通濾波器”，也使用的是其常規(guī)并且公知的含義，指的是通頻帶從選定頻率向上延伸、排斥更低的頻率的濾波器。
濾波器20輸出的是作用于車輛的力的低通濾波的估計值ForceVehEstFilt(圖1)。在26，從未濾波的值ForceVehEstRaw將其減去，以提供有效的高通濾波型式ForceVehEstHPFilt。然后將其輸入到車輛的自適應模型28。該模型用來輸出車輛加速度的高通濾波估計值AccVehEstHPFilt。
最簡單的可行模型28僅包括將驅動力ForceVehEstFilt除以車輛質量所得到的商。對于更精確的來說，需要考慮車輛質量、道路坡度、阻力以及潛在的其它因素。質量和坡度當然是變量，并且不能直接測量。因此需要適應更完善的模型，其基于車輛的響應校正這些變量。
已經基于車輛質量和應用于其的力得到AccVehEstHPFilt。另一種得到車輛加速度的值的方法是測量車輛速度，并且相對于時間求微分。在圖1中，被測車輛速度本身是一個加入了大量噪聲的信號，其在30由SpdVeh表示，并且輸入到多階濾波器20，特別輸入到濾波器24的系列。將得到的低通濾被信號傳到數(shù)字微分器32，以提供車輛加速度的低通濾波估計值AccVehFiltRaw。
在34，將高通濾波信號AccVehEstHPFilt與低通濾波信號AccVehFiltRaw相加，以在35提供輸出信號AccVehFilt，該輸出信號非常精確地接近車輛加速度的真實值，如試驗證實的一樣。由于驅動線振蕩，已經通過對被測車輛速度信號進行低通濾波將低頻噪聲去除。由低通濾波器引入的時滯已經通過增加基于傳動/制動力的加速度的高通濾波估計值校正。
現(xiàn)在解釋如何得到車輛速度的可用值，注意到車輛加速度的低通濾波值AccVehFiltRaw由被測車輛速度的微分得到，其被傳送給乘法器36，該乘法器還接收多階濾波器20的時間常數(shù)TC。將AccVehFiltRaw乘以TC給出偏移量SpdVehFiltOfst，其是由于濾波器20的時滯引入的車輛速度的實際值和濾波值之間的差異。在38，將該偏移量與低通濾波被測車輛速度信號SpdVehFiltBase相加，以給出改進的、濾波的車輛速度信號SpdVehFilt。
圖3是為了使偏移量SpdVehFiltOfst的重要性更清楚。VA表示實際的車輛速度，在本范例中，其是對應于恒定的車輛加速度的直線。在實際速度VA和被測濾波信號VFILT之間具有由時間常數(shù)TC確定的時滯。因此，對任意選定的時間點t0，濾波信號VFILT的值SpdVehFiltBase不同于實際速度Spd。在所示的范例中，該差異等于濾波信號VFILT的坡度，將該濾波信號乘以時滯TC。加上偏移量SpdVehFiltOfst，如上所述地計算，這樣給出值SpdVehFilt，該值等于真實值Spd。該偏移量僅在本范例中精確地校正，因為車輛加速度是恒定的。如果加速度變化，則在SpdVehFilt和Spd之間會有一些偏差，但是本方法在未處理的濾波值之上提供了一種重大的改進。
復位(Reset)功能塊42接收被測以及濾波的車輛速度信號SpdVeh和SpdVehFilt并且當這些指示車輛靜止時復位濾波器20。圖1和2中所示的所有的功能塊典型地通過適當?shù)某绦蛭⑻幚砥鲗崿F(xiàn)。
權利要求
1.一種確定機動車輛加速度的方法，包括得到高通濾波加速度信號和低通濾波加速度信號，所濾波的加速度信號之一是基于應用于車輛的凈驅動力得到的，而另一個是通過測量得到的，將兩個濾波加速度信號相加以得到表示車輛加速度的輸出信號。
2.如權利要求1所述的方法，其中得到該低通濾波加速度信號包括測量車輛速度并相對于時間求微分。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中該高通濾波加速度信號是基于應用于該車輛的凈驅動力得到的，而該低通濾波加速度信號是通過測量得到的。
4.如權利要求3所述的方法，其中該凈驅動力由從通過驅動車輪應用的驅動力減去車輛制動力得到。
5.如權利要求3或4所述的方法，其中將該凈驅動力提供到自適應車輛模型以得到車輛加速度的估計值。
6.如權利要求5所述的方法，其中該凈驅動力在提供到該自適應模型之前要進行高通濾波。
7.如前任一權利要求所述的方法，其中高通濾波是通過低通濾波并且將該低通濾波的和未濾波的信號加在一起實現(xiàn)的。
8.一種確定機動車輛加速度的裝置，包括得到高通濾波加速度信號的設備，得到低通濾波信號的設備，所濾波的加速度信號之一是基于應用于該車輛的凈驅動力得到的，而另一個是通過測量得到的，將該兩個濾波加速度信號相加以得到表示車輛加速度的輸出信號。
9.如權利要求8所述的裝置，其中包括以數(shù)字形式處理該信號的微處理器。
10.如權利要求8或9所述的裝置，其中基于應用于該車輛的凈驅動力得到該高通濾波信號，而通過測量得到該低通濾波信號。
全文摘要
公開了一種用于得到表示機動車輛加速度的信號的方法。該方法包括得到高通濾波車輛加速度信號和低通濾波車輛加速度信號。這些信號之一(優(yōu)選地是高通濾被信號)是基于應用于車輛的凈驅動力得到的，可以將其用于通過自適應車輛模型(28)得到加速度的估計值。另一個信號是通過測量得到的，例如通過相對時間對測量的車輛速度信號求微分。將該兩個濾波信號加在一起以給出潛在優(yōu)質的加速度信號。
文檔編號G01P15/16GK1853107SQ200480019868
公開日2006年10月25日 申請日期2004年6月3日 優(yōu)先權日2003年7月12日
發(fā)明者S·W·默里 申請人:托羅特拉克(開發(fā))有限公司