用于压力传感器误差的检测和补偿的方法及设备的制作方法

专利名称：用于压力传感器误差的检测和补偿的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及压力传感器，更具体地涉及用于提高闭环系统中使用的压力传感 器的测量精度的方法和设备。
背景技术：
已知电气控制的电磁操纵阀为传动装置/变速器提供了与液压-机械换档/转换 控制相比更高的换档能力，特别地，其允许阶梯式的或渐进的释放以及使用离合器(例如 带式离合器和/或圆片离合器)，从而实现传动装置中的更顺畅的速度改变。在目前已知的 产品化的传动装置中，这些阀组件安装在传动装置阀体内，并由设置在传动装置中的泵供 应加压流体。换档利用阀的开环控制实现，该开环控制需要消耗时间并且要求传动系统中 每个阀的昂贵的校准。然而，即使初始校准是精确的，长时间之后其可能由于传动装置中部 件的磨损、传动装置流体的退化/降质、系统行为中的内在非线性等变得不精确，这可能继 而负面地影响传动装置的换档能力。还有，已有系统固有地倾向于在操作中由于电负荷变 化、压力脉动、温度波动和其它系统非线性而产生误差。电磁操纵阀的闭环控制已经被提出作为一种方式来避免在自动变速传动装置中 对电磁先导阀精确校准以及用于离合器接合和管道压力调节的调节阀的需要。闭环控制可 以包括将反馈信号传递给电磁阀，该反馈信号指示由特定的换档离合器带或圆片传递的扭 矩。由传动装置液压流体施加在离合器致动器上的压力指示离合器所传递的扭矩。传动系 统的闭环控制可以通过使用压力传感器感测作用于每个离合器致动器的液压压力而实现。 对应于所测压力的电信号被传递到传动装置控制单元(TCU)。该传动装置控制单元随后决 定实际感测压力和对应于输出给致动器的所需压力的目标压力之间的差。传动装置控制单 元控制液流水平或工作循环/占空因数(duty cycle)直到实际压力达到目标压力，该液流 水平或占空因数被发送到线性或脉宽调制(PWM)电磁操纵阀以控制离合器调节阀，或被直 接发送到离合器致动器。闭环传动系统的精确控制会受到对施加在离合器致动器上的液压压力的测量的 精确程度的影响。在很多压力传感器应用中压电式压力传感器通常是可行的选择，因为其 成本低。然而由于这种传感器的非线性反馈、输出信号强度低和温度敏感性，它们的使用也 带来了潜在的设计挑战。例如，压电式压力传感器通常要求对于非线性的信号的放大和校 正。此外，压电式压力传感器可能对内部压力很敏感，这可能被压力传感器错误地检测为压 力。不希望但通常不可避免的内部压力可能在压力传感器连接到另一部件时产生。压力传 感器面临的极端的温度条件也可能在压力传感器内部产生热应力，从而可能产生错误的压 力读数。这些和其它操作条件可能不利地影响压力传感器的精度。


图1是示例性的闭环传动装置控制系统的示意图。图2A和2B是示例性的整体式压力传感器包的顶部和底部透视图。
图3是示例性的使用整体式传感器包的传动装置的顶部透视分解图。图4是图3所示的示例性传动装置岐管/集管/分流器(manifold)的顶部透视 图，示出了装配后的状态。图5是流程图，说明了用于计算压力测量误差的示例性校正方案。
具体实施例方式现在参照以下的讨论以及附图，详细地说明本发明系统和方法的示例性方案。尽 管附图示出了一些可能的方案，但附图并不一定按比例制图，并且某些特征可能被放大、去 除或部分地剖开，从而更好地示出和解释本发明。此外，本文给出的描述并非详尽无遗，也 并非预定将权利要求限制或约束在附图中示出以及在以下具体说明中公开的确切形式或 构型。贯穿本说明书所使用的术语“阀”或其任意变型在下文中被限定为包括但不限于 通过打开、关闭或堵塞端口或通道调节流体(例如气体、液体或松散颗粒)穿过管道或通孔 的流动的不同装置中的任意一种；以及各种机械或电气装置中的任意一种，利用该机械或 电气装置，流体的流动可以由打开、关闭或部分地堵塞一个或多个端口或通道的可动部件 启动、停止或调节。贯穿本说明书所使用的术语“传感器”或其任意变型在下文中被限定为包括但不 限于接收信号或激励并对其做出响应的装置；以及接收信号或激励(例如，热或压力或光 或运动)并以独特方式对其做出响应的任意装置。贯穿本说明书所使用的术语“压力”或其任意变型在下文中被限定为包括但不限 于施加在单位面积或体积上的力；单位是帕斯卡(Si单位制)或达因(CgS单位制)或磅 每平方英寸。贯穿本说明书所使用的术语“液压的”或其任意变型在下文中被限定为包括但不 限于处于压力下的流体的、与处于压力下的流体有关的、由处于压力下的流体驱动或操纵 的。贯穿本说明书所使用的术语“数据”或其任意变型在下文中被限定为包括但不限 于事实信息，尤其是为分析或者用于推理或做出决定而组织的信息；从科学实验得到的 值；以及按适于用计算机处理的形式的数字或其它信息。贯穿本说明书所使用的术语“泵”或其任意变型在下文中被限定为包括但不限于 用于升高、压缩或转移流体的机器或装置。图1示意性地示出了用于车辆传动装置的示例性闭环压力控制系统10。使压力控 制系统10的各种部件互相连接的实线表示流体通道，而虚线表示电子通信通道。压力控制 系统10可以用于例如控制各传动装置部件的致动，如用于影响速度(齿轮)切换/换档的 离合器。压力控制系统10可以包括用于检测用来致动传动装置部件的压力的各种传感器。 压力传感器的精度可能对控制传动装置部件所能达到的精度有影响。不准确的压力读数可 能导致在传动装置部件上施加不适当的压力，使得难以精确控制部件。为了补偿压力传感 器的不准确性，本文描述的示例性压力测量校正方案可以用于压力控制系统10以补偿可 能限制控制传动装置部件所能达到的精度的压力传感器误差。应理解的是，压力控制系统 10仅是压力控制系统的一个示例，该示例可以使用所述示例性压力测量校正方案。还应理解的是，压力测量误差校正方案可以与各种构造不同的使用压力传感器的压力控制系统以 及采用压力传感器的其它应用一起使用，这不会脱离本发明的范围。压力控制系统10可以包括多个电磁操纵阀12、14和16。阀12、14和16分别包括 螺线管/电磁线圈18、20和22，该螺线管能响应于控制信号操作成打开和关闭相应的阀。 阀12、14和16可以是任意种类的比例阀/定量阀，例如可变排放电磁(VBS)阀，或可变力 电磁(VFS)阀。阀12、14和16还可以是压力幅度调节阀(P丽)。VBS阀和VFS阀也被称为 比例阀，因为其基于阀打开或部分打开而调节压力。相反地，PWM阀按工作循环操作，该工作 循环包括阀打开期间的时间在一段时间内所占的百分比。通过在工作循环期间打开和关闭 PWM阀，该PWM阀可以模拟VBS阀的稳态行为。尽管三种阀都在图1中示出，应理解的是，在 实践中可以根据具体应用的要求使用更少或更多的阀。阀12、14和16能够与液压泵M流体连接，该液压泵可操作成将加压流体供应给 阀。泵M可以通过传动装置输入轴或能够输出转动力矩以便驱动泵的另一装置驱动。阀12、14和16能够分别与相应的液压致动传动装置部件(例如离合器致动器沈、 观和30)流体连接。离合器致动器沈、观和30可以用于启动自动传动装置，例如带式离合 器、圆片离合器或其它类似装置。阀12、14和16可操作成通过有选择地调整施加在各个离 合器致动器26 J8和30上的压力而控制在速度(齿轮)切换过程中由各离合器传递的扭 矩的量。阀12、14和16的操作可以分别由阀控制器32、；34和36控制。各个阀控制器32、 34和36可以与相应的传动装置控制单元38电子通信。在传动装置控制单元38与阀控 制器32、34和36之间的电子通信线路在图1中分别用虚线33、35和37表示，并且可包括 有线的和无线的通信模式两者。传动装置控制单元38可向阀控制器32、34和36输出指 定/给定/命令(command)压力控制信号，该信号指示了将要从阀12、14和16输出的所 需压力。使用预定的试探式/启发式规则(heuristic rule)的阀控制器32、34和36，分 别指示相应的阀驱动器40、42和44发出特定电压，该阀驱动器可以是能够产生所需电压 的激励驱动器。阀控制器32、34和36中使用的启发式规则可以包括可变增益控制结构， 如在题为"Closed-Loop， Valve-Based Transmission Control Algorithm，，的 U. S.专利 No. 7，194，349中所述，其公开内容整体通过引用合并于此。传动装置控制单元38和阀控制器32、34和36可各自包括至少一个微处理器。尽 管在图1中作为单独部件示出，但传动装置控制单元38也可以与一个或多个阀控制器32、 34和36结合在单个微处理器中。微处理器一般包括一个或多个用于存储如本文所述的 用于确定和补偿不准确的压力读数的指令的存储器、以及一个或多个用于执行指令的处理 器。本文所公开的各步骤和方法可以整体地或部分地体现在这样的指令中。阀控制器32、34和36能够接收关于相应阀12、14和16的所需输出压力状态的输 入信息，并至少部分地基于所接收的信息应用启发式规则以指示相应的阀驱动器40、42和 44产生特定电压。能够从相应的阀驱动器40、42和44接收电压的螺线管18、20和22操作 成响应于所接受的电压分别打开和关闭阀12、14和16。压力传感器46、48和50可用于分别检测和监视阀12、14和16的输出压力。压力 传感器46、48和50可包括多种压力传感器中的任意一种，包括但不限于压电式传感器。各 个压力传感器46、48和50可配置成输出表示检测到的压力的电信号。一般地，在传感器被适当校准的情况下，电信号准确地反映由传感器检测到的压力。然而可能出现会导致压力 传感器输出不准确的压力信号的特定情况。例如，将压力传感器附接至另一部件(如传动 装置岐管)的过程可能导致压力传感器的壳体变形。压力传感器可检测到该变形并误认为 是压力。在使用压电式传感器时这尤其如此。随后将更详细地说明一种为检测和补偿这种 错误压力读数的校正方案。由压力传感器46、48和50产生的电信号(在图1中分别用虚线5254和56表 示)可分别由相应的专用集成电路(ASIC) 58、60和62分别地接收。ASIC 58、60和62能够 分别接收与阀12、14和16的输出压力状态(例如由相应的压力传感器46、48和50所检测 到的压力状态)有关的输入信息。ASIC 58、60和62可配置成实现多种功能，例如调节从相 应压力传感器接收到的、用于传输到传动装置控制单元38和阀控制器32、34和36的信号。 ASIC还能够将压力和压力传感器校准数据存储在内存储器中以便在以后需要时调用。各个ASIC 58,60和62可以分别与相应的阀控制器32、34和36以及传动装置控 制单元38电子通信。在ASIC 58、60和62与相应的阀控制器32、34和36之间的电子通信 线路在图1中分别用虚线64、66和68示出，并且可包括有线的和无线的通信模式两者。在 ASIC 58,60和62与传动装置控制单元38之间的电子通信线路在图1中分别用虚线65、67 和69示出，并可包括有线的和无线的通信模式两者。电子通信可以是单向的或者双向的。 当两个装置中仅有一个能够发送通信信号给另一个装置时发生单向通信。例如，ASIC可配 置成向传动装置控制单元发送指示由相应压力传感器检测到的压力的信号，但不能从传动 装置控制单元接收通信信号。另一方面，当ASIC和传动装置控制单元两者都能互相通信时 发生双向通信。ASIC 58、60和62各自包括至少一个微处理器。尽管在图1中示出了两个单独的 部件，但传动装置控制单元38与一个或多个ASIC 58,60和62可结合到单个微处理器中。 微处理器一般包括一个或多个用于存储如所述的用于确定和补偿不准确压力读数的指令 的存储器和一个或多个用于执行指令的处理器。本文所述的各步骤和方法可以整体地或部 分地体现在这样的指令中。传动装置控制单元38可被编程为基于从动力传动系计算机70和ASIC58、60和62 接收的输入为特定车辆和发动机一传动装置组合提供所需的变速特性。传动装置控制单元 38可以从动力传动系计算机70接收的多种类型的输入的示例包括歧管真空(manifold vacuum)、发动机工作温度、齿轮选择、节流阀/油门位置及其它。传动装置控制单元38能 产生对应于所需压力的指定压力输出信号，该信号能被发送至阀控制器32、34和36。压力传感器46、48和50可通过ASIC 58,60和62分别向传动装置控制单元38和 阀控制器32、；34和36提供输入。阀控制器32、；34和36分别向阀驱动器40、42和44提供 指令，该指令至少部分地基于来自相应阀12、14和16的压力输出的确定。阀控制器32、34 和36可以从传动装置控制单元38接收指定压力值作为输入，并从相应的压力传感器46、48 和50接收测得的压力读数。在阀控制器32、34和36中执行的控制逻辑电路确定向相应阀 12、14和16的阀设置实施何种调整以使得输出压力等于或更接近地近似于从传动装置控 制单元38接收的指定压力。例如用于传动装置控制单元38、ASICS 58、60和62以及阀控制器32、；34和36的 计算装置可以各自包括一个或多个存储用于使相关部件操作的指令的存储器以及一个或多个执行指令的处理器。本发明公开的各步骤和方法可以整体地或部分地体现在这样的指 令中。计算机可执行指令可以使用多种编程语言和/或技术由计算机程序编译或翻译。一 般地，处理器如微处理器例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并与执行一个或多个 进程(包括本文所述的一个或多个进程)相关联地执行指令。这样的指令和其它数据可以 利用多个计算机可读介质存储和转换。计算机可读介质可包括参与提供可由计算机读取的数据(例如指令)的任何有 形/实体介质。这种介质可以有很多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非 易失性介质包括例如光盘或磁盘或其它持久存储器。易失性介质包括动态随机存取存储器 (DRAM)，其通常构成主存储器。这样的指令可以通过一个或多个传输介质传输，所述传输介 质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括具有与处理器联接的系统总线的线。传输介质可包括或 输送声波、光波以及例如在无线电频率(RF)和红外线(IR)数据通信期间产生的电磁辐射。 普通形式的计算机可读介质包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其它磁介质、CD-ROM、 DVD、任何其它光学介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPR0M、任何其它存储器芯片或盒，或任 何其它计算机可读介质。压力传感器46、48和50可以用多种方式包装/组装以适应特定应用的需要。图2A 和2B示出了示例性的整体式传感器包/组件72，其中多个压力传感器被布置在共用的壳体 74中。传感器包72能例如通过附接至传动装置控制单元38或随后更详细地描述的流体分 配岐管容易地结合到压力控制系统10中。各包装构型的示例在共同转让、共同未决的题为 "Pressure Transducer Package for a Manifold”的U. S.专利申请序列号No. 11/235，614 的禾口题为“Manifold Assembly Having a Centralized Pressure Sensing Package，，的 U. S.专利申请序列号No. 11/447，323中有所说明，上述专利申请的公开内容整体通过引用 合并于此。压力传感器(包括图1的压力传感器46、48和50)被示出为在壳体74中布置成 基本圆形或多边形构型。压力传感器由基底76支承，该基底可附接至壳体74上。或者，基 底76可形成为壳体74的组成部分。每个压力传感器可独立地被包围在由直立壁80限定 的单独的传感器室78内。将压力传感器装入单独的室内可帮助稳定传感器并可提供附加 的保护以防止可能在腐蚀环境中操作而导致的损坏。各个ASIC 58、60和62也可定位在用 来包围ASIC的相应压力传感器的相同的传感器室78中。传感器包72中的电子器件可以通过将盖82适当地附接在壳体74上而免受周围 环境的影响。应理解的是传感器包72仅是多种可能的传感器包装布置的一个示例。根据 特定应用的要求，其它包装构型也是可能的。不要求压力传感器布置在共用壳体中。各个 压力传感器可以被包装在其自己的单独壳体中。参照图1、3和4，传感器包72可以附接至单独的部件如歧管84。根据特定应用的 要求歧管84可具有多种设置中的任意一种。例如，歧管84可以包括主体86，该主体包括用 于分别将压力传感器46、48和50流体连接至相应的离合器致动器沈、观和30的液压通道 88。液压通道/沟槽88可构造成将流体引导至大致中心位置90，传感器包72可附接在该 中心位置。歧管84还可包括沿歧管主体86的表面94设置的垫片92以用作密封件。垫片 92包括多个大致对应于歧管主体86中的液压沟槽88的开口 96。歧管盖98可用来关闭液 压沟槽88。歧管盖98可以利用多个带有螺纹的紧固件100附接在歧管主体86上，从而将垫片92限制在歧管主体86和歧管盖98之间。歧管盖98可包括围绕中心位置90布置的一组孔102以形成一系列压力端口，当 盖98附接在歧管主体86上时该压力端口与液压沟槽88流体地邻接。各个压力孔102与 延伸穿过传感器包72的基底76的相应压力端口 106流体连接(见图2b)。压力端口 106 与相应的压力传感器46、48和50(见图1)流体连通。每个孔102可包括用于接纳0形环 110的沉孔108以在歧管84中的孔102与歧管盖98中的压力端口 106之间形成流体密封 通道。传感器包72还可利用垫片或其它密封系统相对于歧管盖98密封，该垫片或密封系 统能够提供合适的密封以防止流体通过这两个部件之间的接合部位泄漏。传感器包72可 利用例如带有螺纹的紧固件112或其它适当的连接机构如铆钉、螺栓和螺母紧固系统等附 接至歧管84。参见图1，离合器致动器沈、观和30能分别通过有选择地打开和关闭相应阀12、 14和16被致动。阀控制器32、34和36能接收两个压力值作为输入。从传动装置控制单 元30接收指定压力(有时称为控制压力)，并且分别从ASIC 58、60和62接收表示从阀输 出的压力的测得压力信号。基于从传动装置控制单元38接收的指定压力，阀控制器32、34 和36向相应的阀驱动器40、42和44提供输入。当该阀是VBS阀时，对阀驱动器的输入导 致阀打开一定的量，该一定的量是实现由传动装置控制单元38指定的所需压力而必需的。 当阀是PWM阀时，对阀驱动器的输入限定用于实现指定压力的工作循环。各种因素可能导致从特定阀输出的压力与由传动装置控制单元38指定的压力不 同，这些因素包括但不限于传动装置中的部件磨损、传动装置流体的降质、系统行为中固有 的非线性以及其它因素。阀控制器32、34和36可配置成通过计算指定压力与由压力传感 器46、48和50测得的阀输出压力之间的差而确定阀的输出压力误差。如果阀的输出压力误 差落在预定的可接受范围内，则来自阀的压力输出可被认为是与传动装置控制单元38所 指定的压力相匹配，且不需要进一步的校正行为来补偿压力测量误差。另一方面，如果阀的 输出压力误差落在预定的可接受范围之外，则阀控制器可以向相应的阀驱动器提供输入以 调整阀设置而实现指定压力。由压力传感器46、48和50产生的压力读数的精度可能影响由阀控制器32、34和 36计算的阀输出压力误差的精度。不准确的压力读数可能导致阀控制器计算不正确的阀输 出压力误差。这继而可能导致在实现指定压力的尝试中对阀设置产生不正确的调整。尽管压力传感器可能最初已经适当地校准，但可能后续地发生特定情况，这可能 不利地影响该校准。例如，将传感器包72安装到歧管84的过程可能导致壳体74发生轻微 变形。该变形可能被压力传感器检测到，并被误认为是压力。压力传感器还可能受到温度 变化的影响，这可能影响压力读数的精度。例如在壳体74、基底76或压力传感器本身以内 出现的热梯度也可能影响压力传感器的精度。归因于高度和天气的大气压力变化也可能对 压力传感器的校准有影响。这些仅是可能不利地影响压力传感器校准的少数几种情况。压 力传感器校准的变化可以是永久或暂时的。为了补偿压力传感器46、48和50的校准中的永久变化以及暂时变化，可以在各种 操作条件下周期性地获取压力读数，其中来自阀的压力输出一般至少基本已知(并可能实 质上精确地已知)。其间压力输出可能被认为基本已知的操作条件的示例包括但不限于 当车辆传动装置设置成停车时(在传动装置处于停车档时阀12、14和15基本关闭)；当传动装置控制单元38发送导致特定阀关闭(例如可能在齿轮档位切换过程中发生)的控制 信号时；以及在车辆刚刚启动且泵的压力还没有机会升高的时间段内。对于被认为基本已 知的的输出压力，五磅每平方英寸(5psi)或更少的输出压力将基本被认为足够接近零。能 够基于检测到的压力和实际已知压力之间的差计算压力测量误差。压力测量误差可被加入 受影响的压力传感器的后续压力读数，以至少部分地补偿其校准中的变化。已知的可用于评估压力传感器的校准的已知压力条件包括但不限于其中来自阀 的压力输出基本是零的操作条件。这可能例如在阀12、14和16关闭时发生。当车辆点火 装置首先打开但发动机尚未启动时，阀12、14和16是基本闭合的。打开点火装置启动了传 动装置电子设备，包括电子式传动装置控制器38、压力传感器46、48和50、以及压力ASIC 58,60和62。由于车辆发动机还没启动，因此液压泵M尚未向液压系统供应加压流体，并 且压力传感器46、48和50应当据此产生零压力读数。非零的压力读数可能表示相应的压 力传感器的校准出现偏移。非零的压力读数表示压力测量误差，该压力测量误差可以被加 入受影响的压力传感器的后续压力读数以至少部分地校正压力传感器校准中的偏移。其中阀12、14和16的输出压力基本已知的其它传动装置操作条件可以包括阀关 闭的任何时间。例如，在开始速度(齿轮)切换之前阀通常是关闭的。齿轮切换可以由传 动装置控制单元38向适当的阀控制器32、34和36发送指定压力信号而启动，该指定压力 信号导致相应的阀12、14和16打开并提供所需的压力。由于在开始齿轮切换之前阀关闭， 因此可以预期的是相应的压力传感器46、48和50将产生零压力读数。非零的压力读数可 能表示相应的压力传感器的校准有偏移。对应于压力传感器压力读数的测得的压力测量误 差可以被加入压力传感器的后续压力读数上以达到校正压力读数。当车辆运行时，也可能周期性地检查各个压力传感器46、48和50的校准。传动装 置控制单元38可配置成跟踪各个离合器致动器沈、观和30的液流工作条件。传动装置控 制单元38还可监控由压力传感器46、38和50检测到的压力。在发出指定压力以启动离合 器致动器之一(例如离合器致动器26)从而引发齿轮切换之前，可以从相应的压力传感器 获取压力读数(在此情况下为压力传感器46)。压力读数可以与由传动装置控制单元38指 定的压力相比较。由于传动装置控制单元38尚未启动离合器致动器26，因此阀12将处于 闭合状态且阀12的压力输出应基本为零。不是基本为零的压力读数(允许增或减一选定 误差范围)说明压力传感器校准可能处于可接受的误差范围之外。传动装置控制单元38和ASIC 58,60和62可包括用于计算压力测量误差的逻辑 电路。计算出的压力测量误差可以由计算出该误差的装置使用或被传输到另一装置。例如， 由传动装置控制单元38计算的压力测量误差可被传输以便由ASIC 58,60和62以及阀控 制器32、34和36使用。类似地，由ASIC 58,60和62计算的压力测量误差可被传输到相应 的阀控制器32、34和36以及传动装置控制单元38。计算出的压力测量误差还可以在多个 装置之间相继传输。例如，由传动装置控制单元38计算出的压力测量误差可被传送到ASIC 58，该压力测量误差继而可被传送到阀控制器32。计算出的压力测量误差可以存储在传动 装置控制单元38、ASIC 58、60和62以及阀控制器32、；34和36的存储器中。ASIC 58、60和62可使用计算出的压力测量误差计算校正压力读数。可通过将之 前计算出的压力测量误差加入从相应压力传感器46、48和50接收的压力读数来计算校正 压力读数。校正压力读数可分别传输到阀控制器32、34和36。在接收来自传动装置控制单元38的指定压力后，阀控制器32、34和36可分别使用来自ASIC 58,60和62的相应的 经校正压力读数，以确定阀12、14和16的阀设置(即，阀打开)，阀12、14和16将基本上 (即，在选定误差范围以内)产生从传动装置控制单元38接收的指定压力。阀控制器32、 34和36可以拟定/制定合适的阀控制信号以产生所需的阀设置。压力测量误差还可被传动装置控制单元38用来计算补偿指定压力，该补偿指定 压力是各个压力传感器所产生的压力读数不准确引起的。传动装置控制单元38可以计算 或可以从ASIC 58、60和62接收压力测量误差。补偿指定压力可以通过将与各个压力传感 器46,48和50相关的压力测量误差分别加入阀12、14和16的相应指定压力(即，未补偿 指定压力)来计算。补偿指定压力可以被传输到适当的阀控制器32、34和36。补偿指定压 力连同从ASIC 58,60和62接收的未补偿压力读数(基于相应压力传感器46、48和50的 实际压力读数)一起能以前述方式被相应的阀控制器32、34和36使用，以便为阀12、14和 16确定阀设置，这些阀设置将产生与未补偿指定压力相应的输出压力。压力测量误差还可以被阀控制器32、34和36用来基于从相应的压力传感器46、 48和50接收的未校正压力读数来计算校正压力读数。可通过将先前计算的压力测量误差 加入从相应压力传感器接收的压力读数而计算校正压力读数。在接收来自传动装置控制单 元38的指定压力后，阀控制器32、34和36可使用相应的校正压力读数以确定阀12、14和 16的阀设置(即，阀打开)，这些阀设置将基本上(即，在选定误差范围以内)产生从传动 装置控制单元38接收的指定压力。阀控制器32、34和36可以制定适当的阀控制信号以产 生所需的阀设置。压力测量误差还可以被阀控制器32、34和36用来基于从传动装置控制单元38接 收的指定压力计算补偿指定压力。可通过将先前计算的压力测量误差加入从传动装置控制 单元38接收的未补偿指定压力而计算补偿指定压力。阀控制器32、34和36可将补偿指定 压力与从相应的ASIC 58、60和62接收的未校正压力读数相结合地使用，以确定阀12、14 和16的阀设置(即，阀打开)，这些阀设置将基本上(即，在选定误差范围以内)产生补偿 指定压力。阀控制器32、34和36可制定适当的阀控制信号以产生所需的阀设置。参见图5，示出了用于计算压力测量误差的示例性误差校正方案113。计算出的压 力测量误差可用于根据具体应用的要求计算校正压力读数或补偿指定压力。最初，在114闭环压力控制系统10可通电。这可以在例如车辆点火装置第一次开 启时发生。在116，确定控制阀的输出压力是否基本已知。控制阀的输出压力一般在例如压 力控制系统10最初通电时基本已知。因此误差校正方案10将进行到118以在控制阀的输 出压力基本已知之时从压力传感器获取初始压力读数。然后，在120，可使用初始压力读数 和控制阀的基本已知的输出压力计算初始压力测量误差。初始压力测量误差可用于计算补偿指定压力和校正压力读数。当使用初始压力测 量误差计算校正压力读数时，误差校正方案进行到124，在此利用压力传感器可获得第二压 力读数。在126，可利用第二压力读数和先前计算的初始压力测量误差以前述方式计算校正 压力读数。在128，可利用计算出的校正压力读数制定用于控制该控制阀的操作的控制信号。在130，初始压力测量误差还可用来计算补偿指定压力。可利用先前计算的初始压 力测量误差和未补偿指定压力以前述方式计算补偿指定压力。在128，可利用计算出的校正指定压力制定用于控制该控制阀的操作的控制信号。计算出的压力测量误差可周期性地更新以解决压力传感器的校准中的后续变化。 在128为控制该控制阀的操作而制定控制信号之后，误差校正方案113可以循环回到116 以确定控制阀是否继续在其中控制阀的输出压力基本已知的条件下操作。如果输出压力不 是基本已知的，则先前计算的压力测量误差不再更新，且校正方案进行到122，在此可利用 先前计算的初始压力测量误差进行计算校正压力读数或补偿指定压力。如果确定控制阀的 输出压力是基本已知的，则误差校正方案进行到118和120，在此可利用压力传感器的在控 制阀的输出压力基本已知之时获取的压力读数计算出更新的压力测量误差是。因此，更新 的压力测量误差可用于计算后续的校正压力读数(1 和126)以及补偿指定压力(130)，直 到压力测量误差再次更新。上述布置仅仅是可能的构型的说明性示例。应理解的是液压系统的布置以及独立 部件的构型(包括但不限于压力传感器组件和歧管)可具有不同的构型而不会脱离本发明 所要求保护的装置的范围。此外，尽管上述示例集中在车辆传动装置，但应理解的是本文描 述的装置也可以被任意流体压力感测系统使用。关于本文所述的过程、系统、方法等，应理解的是，尽管这些过程等的步骤已经描 述成根据特定的顺序发生，但这种方法也可以利用这些步骤以不同于本文所述顺序的顺序 来执行。还应被理解的是，特定步骤可以同时执行，可以增加其它步骤，或可以省略本文所 述的特定步骤。换言之，本文关于方法的描述是出于说明某些特征的目的而给出的，不应以 任何方式解释为对本发明范围的限制。应理解的是以上描述是说明性的和非限制性的。在阅读以上描述后，不同于所提 供的示例的很多布置和应用对本领域技术人员而言是显而易见的。本发明的系统和方法 的范围不应关于以上描述确定，而应关于所附的权利要求连同这些权利要求所包含的等效 方案的全部范围一起确定。可预计和预期的是在本文所讨论的技术领域中将出现未来的发 展，并且所公开的系统和方法将被结合到这些未来的实施方式中。总之，应理解的是，本文 公开的系统和方法能够改进和变更并仅受所附的权利要求限制。除非本文另有说明，本发明使用的所有术语应具有如本领域技术人员所理解的最 广泛的合理解释及其通常含义。具体而言，除非权利要求中提出相反的限制，单数冠词如 “一”、“该”、“所述”等应被理解为叙述一个或多个所指元素。
权利要求
1.一种用于控制传动装置中的压力的系统，所述系统包括用于调节液压装置06二8，30)的操作的阀(12，14，16)；用于检测所述阀(12，14，16)的输出压力的压力传感器(46，48，50)，所述压力传感器 (46,48,50)配置成输出表示被检测压力的压力读数和在操作条件下取得的第一压力读数， 在所述操作条件下，所述阀(12，14，16)的实际输出压力是基本已知的；和微处理器(38，58，60，62)，所述微处理器包括用于计算所述压力传感器06，48，50)的 压力测量误差的逻辑电路，所述压力测量误差利用所述第一压力读数和所述阀(12，14，16) 的基本已知的实际输出压力来计算。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微处理器(58，60，62)包括利用第一 变量和第二变量计算校正压力读数的逻辑电路，所述第一变量包括从所述压力传感器G6， 48，50)接收的在所述第一压力读数之后取得的第二压力读数，所述第二变量包括先前计算 出的压力测量误差。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于控制所述阀(12，14， 16)的操作的阀控制器(32，34，36)，所述阀控制器(32，34，36)配置成从所述微处理器(58， 60，62)接收所述校正压力读数作为输入并输出用于控制所述阀(12，14，16)的操作的控制 信号，所述控制信号利用从所述微处理器(58,60,6 接收的所述校正压力读数而制定。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括配置成输出指定压力的传动装置控制单元(38)，所述指定压力对应于将要从所述阀 (12，14，16)输出的所需压力；和用于控制所述阀(12,14,16)的操作的阀控制器(32，34，36)，所述阀控制器(32,34, 36)配置成从所述传动装置控制单元(38)接收所述指定压力作为输入，并从所述微处理器 (58,60,62)接收所述校正压力读数作为输入，所述阀控制器(32，34，36)还配置成输出用 来控制所述阀(12，14，16)的操作的控制信号，所述控制信号利用从所述传动装置控制单 元(38)接收的所述指定压力和从所述微处理器(58,60,6 接收的所述校正压力读数而制 定。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微处理器(38)还包括用于计算经调 整的指定压力的逻辑电路，所述经调整的指定压力利用将要从所述阀(12，14，16)输出的 所需压力和计算出的压力测量误差来计算。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括阀控制器(32，34，36)，所 述阀控制器配置成输出用来控制所述阀(12，14，16)的操作的控制信号，所述控制信号利 用从所述微处理器(38)接收的所述经调整的指定压力而制定。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于控制所述阀(12，14， 16)的操作的阀控制器(32，34，36)，所述阀控制器(32，34，36)配置成从所述微处理器(38， 58,60,62)接收所述压力测量误差作为输入并输出用于控制所述阀的操作的控制信号，所 述控制信号利用从所述微处理器(38，58，60，6 接收的所述压力测量误差而制定。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微处理器(58，60，62)配置成输出所 述压力测量误差和第二压力读数，所述第二压力读数是在所述第一压力读数之后取得并从 所述压力传感器接收，所述系统还包括配置成输出指定压力的传动装置控制单元(38)，所述指定压力对应于将要从所述阀(12，14，16)输出的所需压力；和用于控制所述阀(12,14,16)的操作的阀控制器(32，34，36)，所述阀控制器(32,34, 36)配置成从所述传动装置控制单元(38)接收所述指定压力作为输入，并从所述微处理器 (58,60,62)接收所述压力测量误差和第二压力读数作为输入，所述阀控制器(32，34，36) 配置成输出用于控制所述阀(12，14，16)的操作的控制信号，所述控制信号利用所述指定 压力与所述第二压力读数中的至少一者以及从所述微处理器(58,60,6 接收的所述压力 测量误差而制定。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微处理器(58，60，62)配置成输出所 述压力测量误差和从所述压力传感器06，48，50)接收的第二压力读数，所述第二压力读 数在第一压力读数之后取得，所述系统还包括传动装置控制单元(38)，所述传动装置控制单元配置成从所述微处理器(58，60，62) 接收所述压力测量误差作为输入，并输出指定压力和从所述微处理器(58,60,6 接收的 所述压力测量误差，所述指定压力对应于将要从所述阀(12，14，16)输出的所需压力；和用于控制所述阀(12,14,16)的操作的阀控制器(32，34，36)，所述阀控制器(32,34, 36)配置成从所述传动装置控制单元(38)接收所述指定压力和所述压力测量误差作为输 入，并从所述微处理器(58,60,6 接收第二压力读数作为输入，所述阀控制器(32，34，36) 配置成输出用于控制所述阀(12，14，16)的操作的控制信号，所述控制信号利用从所述传 动装置控制单元(38)接收的所述指定压力和所述压力测量误差以及从所述微处理器(58， 60,62)接收的所述第二压力读数而制定。
10.一种检测和补偿压力传感器06，48，50)的测量误差的方法，包括使用所述压力传感器G6，48，50)检测阀(12，14，16)的输出压力，所述压力传感器 (46,48,50)配置成输出压力读数，所述压力读数表示被检测的压力；在所述阀(12，14，16)的输出压力基本已知之时取得第一压力读数；以及 利用所述第一压力读数和在取得所述第一压力读数之时出现的所述阀(12，14，16)的 基本已知的输出压力计算第一压力测量误差。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 在所述第一压力读数之后取得第二压力读数；以及利用所述第一压力读数和所述第一压力测量误差计算第一校正压力读数。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 在所述阀(12，14，16)的输出压力基本已知之时获取第三压力读数；利用所述第三压力读数和在取得第四压力读数之时出现的所述阀(12，14，16)的基本 已知的输出压力计算第二压力测量误差；以及利用所述第三压力读数和所述第二压力测量误差计算第二校正压力读数，其中，在计 算出所述第二压力测量误差之前，使用所述第一压力测量误差计算后续的校正压力读数， 在计算出所述第二压力测量误差之后，使用所述第二压力测量误差计算后续的校正压力读 数。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用将要从所述阀 (12，14，16)输出的所需压力和所述第一压力测量误差计算第一补偿指定压力。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述阀的输出压力基本已知之时取得第三压力读数；利用所述第三压力读数和在取得所述第三压力读数之时出现的所述阀(12，14，16)的 基本已知的输出压力计算第二压力测量误差；并且利用将要从所述阀(12，14，16)输出的所需压力和所述第二压力测量误差计算第二补 偿指定压力；其中，在计算出所述第二压力测量误差之前，使用所述第一压力测量误差计算 后续的补偿指定压力，在计算出所述第二压力测量误差之后，使用所述第二压力测量误差 计算后续的补偿指定压力。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述阀(12，14，16)基本关闭时取得 所述第一压力读数。
全文摘要
本发明涉及一种检测和补偿压力传感器误差的方法和设备，包括用于调节液压装置的操作的阀、用于检测从阀输出的压力的压力传感器和包括用于计算压力传感器的压力测量误差的逻辑电路的微处理器。该压力传感器配置成输出压力读数，该压力读数表示被检测的压力。压力测量误差可以利用从压力传感器在其中阀的实际输出压力基本已知的操作条件下取得的第一压力读数和阀的基本已知的实际输出压力来计算。
文档编号F16H59/68GK102047009SQ200980119826
公开日2011年5月4日 申请日期2009年5月27日 优先权日2008年5月27日
发明者M·L·德莱瓦 申请人:伊顿公司