[发明专利]用于自动变速器传动系中扭矩传感器的系统内自动调零的方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及扭矩传感器，尤其涉及测量车辆传动系(power train) 内的某点处的扭矩值的汽车(automotive)扭矩传感器。本发明提供了 一种用于在基本上零扭矩状态(torque condition)期间在车辆移动时对 汽车传动系扭矩传感器进行调零(zeroing)的方法。

相关技术的描述

今天的汽车传动系控制系统使用所推断的扭矩测量来向各种控制 系统提供关键输入(critical input)。长期以来希望以直接的方式对发动 机或变速器(transmission)扭矩进行测量以提高扭矩信号的准确性，并 由此提供改进的发动机和变速器控制，例如换档质量、齿轮比改变和速 度比。这通常是通过机械控制的阀机构来完成的，所述阀机构用于修改 施加到变速器中的各种摩擦元件的压力，并且用来有选择地保持和释放 行星齿轮组的不同部件。

应当对换档质量进行优化以便实现从原发动机速度到新发动机速 度的平滑过渡。通常，不希望换档持续时间非常短暂，原因在于这会由 于车辆加速度的快速改变而产生抖动(jerk)，大多数驾驶员是很容易 注意到该现象并对其很反感。另一方面，如果换档时间延长至过长的时 间段，则会对变速器的摩擦元件造成过度的磨损。

使用输出扭矩感测和输入扭矩控制来控制传动系平滑性是本领域 已知的。在这一点上，参见美国专利4220058和美国专利申请 US2005/0101435A1。汽车传动系通常具有发动机、自动变速器、通过液 压驱动的摩擦元件所控制的多重比(multiple-ratio)齿轮装置、产生表 示当前输出扭矩大小的信号的输出轴扭矩传感器、电子控制器，所述电 子控制器用于在齿轮比改变被启动之后根据当前输出扭矩来控制目标 输出扭矩，从而提高近处的(ongoing)摩擦元件的最大扭矩以及降低远 处的(off-going)摩擦元件的最大扭矩。在比率改变的惯性阶段，控制 器控制发动机速度来匹配输入速度改变的预定速率。该策略在齿轮换档 的各个阶段采用电子节流阀和闭环发动机扭矩控制以及闭环发动机速 度控制来改进换档感受。包括节流阀位置、点火定时、发动机空气燃料 比和发动机气流之类的控制发动机扭矩和速度的各种发动机参数被用 来根据换档阶段控制输入扭矩或输入速度。

机载扭矩传感器的一个问题是它们在车辆寿命中经历零失调漂移 (offset drift)。包括传感器自身中的固有漂移机制以及将扭矩源(例如 发动机)连接到传感器在传动系中的安装点的机械系统中的漂移机制的 这种漂移包括许多部件，例如变速器、变速器输出轴上的扭矩转换器或 者差速齿轮(differential)。

已经确定的是，由于使用扭矩信号的各种控制算法经常需要接近零 电平的精确扭矩测量，所以必须使该失调漂移误差最小化。由于漂移会 在车辆驾驶时出现，所以在车辆制造期间对扭矩传感器执行一次调零是 不够的。导致该漂移的因素可能包括温度变化、振动、机械不同轴性 (mechanical misalignment)和运动部分的机械磨损。只要这些因素缓慢 变化，这里所讨论的系统内调零方法就是有效的。

为了执行扭矩传感器的系统内调零，必须满足两个主要需求。扭矩 传感器所测量的机械系统中必须为零扭矩状态，并且校准事件对于驾驶 员必须是透明的。本发明提供了一种使用所监视的各种车辆运行状态来 确定移动的车辆中何时存在接近零的扭矩的方法。一旦确定了该状态， 就以不会引起驾驶员注意的方式对传感器进行调零。所述调零方法通过 读取传感器输出的零扭矩值并且将其存储到非易失性存储器中以便此 后从未来的扭矩读数中减去该值来完成。对于车辆的变速器控制器而 言，在传动系中创建零扭矩状态的一种方法是将变速器暂时换至空挡， 读取扭矩传感器输出并接着换回适当的齿轮。如果该操作是在车辆传动 系处于接近零的扭矩状态时进行的，则驾驶员将不会感觉到校准事件。 相反，如果该校准事件是在驾驶员对车辆进行加速时执行的，则驾驶员 将感受到很容易被注意到且不可接受的动力下降。

发明概述

本发明提供了一种对车辆传动系扭矩传感器进行调零的方法，所述 方法包括：

a)提供具有包括发动机和/或变速器的传动系以及连接在沿传动系 的位置处的扭矩传感器的车辆，所述扭矩传感器测量在传动系中的该位 置处传送的扭矩；