本公開涉及用于根據(jù)從傳感器的輸出產(chǎn)生的恢復(fù)的信號(hào)來控制車輛子系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù):
車輛可包括與車輛操作相關(guān)的多個(gè)車輛子系統(tǒng),諸如,空調(diào)子系統(tǒng)、推進(jìn)子系統(tǒng)、排放子系統(tǒng)、制動(dòng)子系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向子系統(tǒng)、燃料噴射子系統(tǒng)等等。車輛子系統(tǒng)可包括一個(gè)或更多個(gè)組件,所述一個(gè)或更多個(gè)組件包括電路組件、硬件組件和軟件組件,諸如,閥門、管道、軟管、夾具、噴射器、泵、控制器、邏輯門、無源半導(dǎo)體器件、有源半導(dǎo)體器件等等。傳感器可用于監(jiān)測(cè)這些組件。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
一種車輛控制系統(tǒng)包括處理器,所述處理器被配置為:根據(jù)恢復(fù)的信號(hào)來控制車輛子系統(tǒng),所述恢復(fù)的信號(hào)根據(jù)傳感器的輸出信號(hào)以及濾波后的所述輸出信號(hào)相對(duì)于時(shí)間的變化與所述傳感器的時(shí)間常數(shù)的乘積而被產(chǎn)生,使得所述恢復(fù)的信號(hào)的幅值和相位接近于所述傳感器的輸入信號(hào)的幅值和相位。
一種車輛系統(tǒng)控制器包括:輸入信道,被配置為:接收傳感器的輸出信號(hào);輸出信道,被配置為:根據(jù)恢復(fù)的信號(hào)控制車輛子系統(tǒng);控制邏輯單元,被配置為:根據(jù)所述輸出信號(hào)以及濾波后的相對(duì)于時(shí)間的所述輸出信號(hào)的變化與所述傳感器的時(shí)間常數(shù)的乘積而產(chǎn)生所述恢復(fù)的信號(hào),使得所述恢復(fù)的信號(hào)的幅值和相位接近于所述傳感器的輸入信號(hào)的幅值和相位。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述傳感器是慢動(dòng)態(tài)響應(yīng)傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述慢動(dòng)態(tài)響應(yīng)傳感器是溫度傳感器,并且控制車輛子系統(tǒng)包括控制高電壓電池冷卻子系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述慢動(dòng)態(tài)響應(yīng)傳感器是氧氣傳感器,并且控制車輛子系統(tǒng)包括控制燃料噴射子系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述濾波后的變化因?qū)λ鲚敵鲂盘?hào)的變化應(yīng)用低通濾波器而被產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述恢復(fù)的信號(hào)的幅值和相位與所述傳感器的輸入信號(hào)的幅值和相位之間的第一差小于所述輸入信號(hào)的幅值和相位與所述輸出信號(hào)的幅值和相位之間的第二差。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述恢復(fù)的信號(hào)的幅值和相位與所述傳感器的輸入信號(hào)的幅值和相位相同。
一種方法包括:由處理器根據(jù)恢復(fù)的信號(hào)控制車輛子系統(tǒng),所述恢復(fù)的信號(hào)根據(jù)傳感器的輸出信號(hào)以及濾波后的所述輸出信號(hào)相對(duì)于時(shí)間的變化與所述傳感器的時(shí)間常數(shù)的乘積而被產(chǎn)生,使得所述恢復(fù)的信號(hào)的幅值和相位接近于所述傳感器的輸入信號(hào)的幅值和相位。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述傳感器是慢動(dòng)態(tài)響應(yīng)傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述慢動(dòng)態(tài)響應(yīng)傳感器是溫度傳感器,并且控制車輛子系統(tǒng)的步驟包括:控制高電壓電池冷卻子系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述慢動(dòng)態(tài)響應(yīng)傳感器是氧氣傳感器,并且控制車輛子系統(tǒng)的步驟包括:控制燃料噴射子系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述濾波后的變化因?qū)λ鲚敵鲂盘?hào)的變化應(yīng)用低通濾波器而被產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述恢復(fù)的信號(hào)的幅值和相位與所述傳感器的輸入信號(hào)的幅值和相位之間的第一差小于所述輸入信號(hào)的幅值和相位與所述輸出信號(hào)的幅值和相位之間的第二差。
附圖說明
圖1是示出用于根據(jù)傳感器的輸出信號(hào)控制車輛子系統(tǒng)的包括處理器的車輛控制系統(tǒng)的車輛的框圖;
圖2a至圖2b是示出包括傳感器的車輛控制系統(tǒng)的框圖;
圖2c是示出具有慢動(dòng)態(tài)響應(yīng)的傳感器的輸出的曲線圖;
圖3a至圖3b是示出具有信號(hào)恢復(fù)控制器的車輛控制系統(tǒng)的框圖;
圖3c是示出信號(hào)恢復(fù)控制器基于具有慢動(dòng)態(tài)響應(yīng)的傳感器的輸出而產(chǎn)生的恢復(fù)的信號(hào)的曲線圖;
圖4是示出用于根據(jù)具有慢動(dòng)態(tài)響應(yīng)的傳感器的輸出而產(chǎn)生恢復(fù)的信號(hào)的算法的流程圖。
具體實(shí)施方式
在此描述了本公開的實(shí)施例。然而,應(yīng)該理解的是,所公開的實(shí)施例僅僅是示例,并且其它實(shí)施例可采用各種替代形式。附圖不必按比例繪制;可夸大或最小化一些特征以示出特定組件的細(xì)節(jié)。因此,在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為具有限制性,而僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種方式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是,參照任一附圖示出并描述的各種特征可與在一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中示出的特征相結(jié)合,以產(chǎn)生未被明確示出或描述的實(shí)施例。示出的特征的組合提供用于典型應(yīng)用的代表性實(shí)施例。然而,針對(duì)特定應(yīng)用或?qū)嵤┓绞?,可期望與本公開的教導(dǎo)一致的特征的各種組合和修改。
參照?qǐng)D1,示出了具有車輛子系統(tǒng)12的車輛10。車輛子系統(tǒng)12可以是與車輛操作相關(guān)的子系統(tǒng),諸如但不限于,空調(diào)子系統(tǒng)、高電壓電池冷卻子系統(tǒng)、推進(jìn)子系統(tǒng)、排放子系統(tǒng)、制動(dòng)子系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向子系統(tǒng)、燃料噴射子系統(tǒng)等等。車輛子系統(tǒng)12可包括一個(gè)或更多個(gè)子系統(tǒng)組件14,所述一個(gè)或更多個(gè)子系統(tǒng)組件14包括電路組件、硬件組件和軟件組件,諸如但不限于,閥門、管道、軟管、夾具、噴射器、泵、控制器、邏輯門、無源半導(dǎo)體器件、有源半導(dǎo)體器件等等。
在一個(gè)示例中,車輛子系統(tǒng)12可以是燃料噴射子系統(tǒng),子系統(tǒng)組件14可以是燃料噴射器。在另一示例中,車輛子系統(tǒng)12可以是排放子系統(tǒng),子系統(tǒng)組件14可以是排氣閥。在另一示例中,車輛子系統(tǒng)12可以是空調(diào)子系統(tǒng),子系統(tǒng)組件14可以是冷卻劑閥。在另一示例中,車輛子系統(tǒng)12可以是高電壓電池冷卻子系統(tǒng),子系統(tǒng)組件14可以是電池冷卻劑閥。
傳感器16可被配置為監(jiān)測(cè)與車輛子系統(tǒng)12和/或一個(gè)或更多個(gè)子系統(tǒng)組件14相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)工作參數(shù)(或指示車輛子系統(tǒng)12和/或一個(gè)或更多個(gè)子系統(tǒng)組件14的一個(gè)或更多個(gè)狀態(tài)的變量)。在一個(gè)示例中,傳感器16可以是接觸式傳感器或非接觸式傳感器,諸如但不限于,熱電偶。在這樣的示例中,傳感器16可被配置為測(cè)量(例如但不限于)燃料噴射子系統(tǒng)中的燃料的溫度、或者排放子系統(tǒng)中的廢氣的溫度、或者空調(diào)子系統(tǒng)中的冷卻劑的溫度、或者高電壓電池冷卻子系統(tǒng)中的冷卻劑的溫度,等等。在另一示例中,傳感器16可以是諸如但不限于氮氧化物(nox)傳感器、氧氣(o2)傳感器等的傳感器。
控制器18可被電連接到傳感器16。控制器18可被配置為從傳感器16接收指示測(cè)量的與車輛子系統(tǒng)12和/或一個(gè)或更多個(gè)子系統(tǒng)組件14相關(guān)的工作參數(shù)(例如,溫度、氮氧化物水平、氧氣水平等等)的輸出信號(hào)??刂破?8可被配置為:響應(yīng)于接收到控制請(qǐng)求,基于從傳感器16接收到的指示測(cè)量的工作參數(shù)的信號(hào)而控制車輛子系統(tǒng)12和/或一個(gè)或更多個(gè)子系統(tǒng)組件14。在一個(gè)示例中,響應(yīng)于控制請(qǐng)求,控制器18可基于接收到的指示測(cè)量的工作參數(shù)的信號(hào)而控制車輛子系統(tǒng)12和/或一個(gè)或更多個(gè)子系統(tǒng)組件14的閥位、液體水平、氣流水平、燃料噴射量等等。
傳感器16可具有一個(gè)或更多個(gè)預(yù)定工作特性,諸如但不限于,工作范圍、靈敏度、分辨率、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、線性度、滯后現(xiàn)象、精確度等等。傳感器16的工作特性可能受到一個(gè)或更多個(gè)因素(諸如但不限于,傳感器設(shè)計(jì)、材料和制造方法)的影響。傳感器16的動(dòng)態(tài)特性可包括傳感器16對(duì)輸入變化的瞬態(tài)響應(yīng)。傳感器16對(duì)輸入變化的瞬態(tài)響應(yīng)可以是例如傳感器16的熱傳導(dǎo)系數(shù)、熱導(dǎo)率以及其它屬性的函數(shù)。在一個(gè)示例中,如參照?qǐng)D2更詳細(xì)地描述的,傳感器16的動(dòng)態(tài)特性可使傳感器16的輸出信號(hào)(即,感測(cè)信號(hào)
現(xiàn)在參照?qǐng)D2a,示出了車輛10的示例性控制系統(tǒng)20。控制系統(tǒng)20可以是使用變量的測(cè)量值控制變量以使(例如)變量達(dá)到預(yù)定值的反饋控制系統(tǒng)或另一種類型的控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)20包括被配置為監(jiān)測(cè)示例性車輛子系統(tǒng)22(在此為為設(shè)備(plant)22)的傳感器16。傳感器16被配置為感測(cè)與設(shè)備22相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)工作參數(shù)的變化,并發(fā)送指示感測(cè)到的所述一個(gè)或更多個(gè)工作參數(shù)的值的變化的信號(hào)(例如,感測(cè)信號(hào)
當(dāng)一個(gè)或更多個(gè)狀態(tài)變量
在一個(gè)示例中,傳感器16可以是熱電偶。熱電偶可以是包括兩個(gè)不同金屬和/或金屬合金(諸如,鐵、銅、康銅等等)的接頭的熱電式傳感器。所述兩個(gè)接頭可以是焊接在一起的或壓接(crimp)在一起的,并可具有恒定電勢(shì)差(例如,幾毫伏(mv))。第一接頭可以是基準(zhǔn)(冷)接頭且可保持在恒定溫度。第二接頭可以是測(cè)量(熱)接頭。由于熱電效應(yīng)而在兩個(gè)接頭之間產(chǎn)生的電壓可以是溫度變化的函數(shù),從而可用于測(cè)量溫度。
在圖2b中示出了傳感器16響應(yīng)于接收到輸入信號(hào)y而產(chǎn)生輸出信號(hào)(例如,感測(cè)信號(hào)
其中,τ1是傳感器16的時(shí)間常數(shù),s是拉普拉斯域的變量,s可被表示為復(fù)數(shù)變量s=a+jω。時(shí)間常數(shù)τ1表征傳感器16對(duì)一階線性定常(lti)系統(tǒng)的階躍輸入的響應(yīng),且可基于傳感器16的測(cè)試數(shù)據(jù)或其它可用測(cè)量值而被確定。
傳感器16(例如,熱電偶)可由慢動(dòng)態(tài)響應(yīng)來表征,即,傳感器16可緩慢地對(duì)迅速的輸入變化進(jìn)行響應(yīng)。在一個(gè)示例中,產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)
參照?qǐng)D3a,示出了用于處理傳感器16的慢動(dòng)態(tài)傳感器輸出的示例性處理系統(tǒng)30。示例性處理系統(tǒng)30包括被配置為接收感測(cè)信號(hào)
信號(hào)恢復(fù)控制器32可被配置為執(zhí)行一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)處理操作以根據(jù)接收到的感測(cè)信號(hào)
如塊38所示,信號(hào)恢復(fù)控制器32可被配置為對(duì)微分信號(hào)
如塊40所示,信號(hào)恢復(fù)控制器32可被配置為使微分信號(hào)
如塊42所示,信號(hào)恢復(fù)控制器32可被配置為根據(jù)時(shí)間常數(shù)τ1和濾波后的微分信號(hào)
參照?qǐng)D3c,示出了信號(hào)恢復(fù)控制器32可響應(yīng)于接收到示例性感測(cè)信號(hào)
參照?qǐng)D4,示出了信號(hào)恢復(fù)處理46。信號(hào)恢復(fù)處理46可在塊48開始,在塊48處,信號(hào)恢復(fù)控制器32接收感測(cè)信號(hào)
在塊50處,信號(hào)恢復(fù)控制器32對(duì)接收到的感測(cè)信號(hào)
在塊52處,信號(hào)恢復(fù)控制器32對(duì)微分信號(hào)
在塊54處,信號(hào)恢復(fù)控制器32使濾波后的微分信號(hào)
在塊58處,信號(hào)恢復(fù)控制器32將產(chǎn)生的恢復(fù)的信號(hào)
在此公開的處理、方法或算法可以交付給處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī),或者通過處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn),其中,所述處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)可包括任何現(xiàn)有的可編程電子控制單元或?qū)S玫碾娮涌刂茊卧?。類似地,所述處理、方法或算法可以以多種形式被存儲(chǔ)為可由控制器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的數(shù)據(jù)和指令,其中,所述多種形式包括但不限于永久地存儲(chǔ)在非可寫存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如,rom裝置)上的信息以及可變地存儲(chǔ)在可寫存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如,軟盤、磁帶、cd、ram裝置和其它磁介質(zhì)和光學(xué)介質(zhì))上的信息。所述處理、方法或算法也可以在軟件可執(zhí)行對(duì)象中被實(shí)現(xiàn)??蛇x地,可使用合適的硬件組件(諸如,專用集成電路(asic)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)、狀態(tài)機(jī)、控制器或者其它硬件組件或裝置)或硬件組件、軟件組件和固件組件的組合來整體或部分地實(shí)現(xiàn)所述處理、方法或算法。
說明書中所使用的詞語是描述性詞語而非限制性詞語,并且應(yīng)理解的是,可在不脫離本公開的精神和范圍的情況下做出各種改變。如前所述,可將各種實(shí)施例的特征進(jìn)行組合以形成本發(fā)明的可能未被明確地描述或示出的進(jìn)一步的實(shí)施例。盡管針對(duì)一個(gè)或更多個(gè)期望特性,各種實(shí)施例可能已經(jīng)被描述為提供優(yōu)點(diǎn)或優(yōu)于其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式,但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到,根據(jù)特定的應(yīng)用和實(shí)施方式,一個(gè)或更多個(gè)特征或特性可被折衷以實(shí)現(xiàn)期望的整體系統(tǒng)屬性。這些屬性可包括但不限于成本、強(qiáng)度、耐用性、生命周期成本、市場(chǎng)性、外觀、包裝、尺寸、可維護(hù)性、重量、可制造性、裝配的容易性等。因此,被描述為在一個(gè)或更多個(gè)特性方面不如其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式滿足期望的實(shí)施例并非在本公開的范圍之外,并可被期望用于特定的應(yīng)用。