CN107257758B - 用于对与转速信号叠加的振动进行滤波的滤波器以及用于设定滤波器的宽度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对与转速信号叠加的振动、尤其与变速器输入轴转速叠加的抖振进行滤波的滤波器，所述滤波器具有宽度。在驾驶舒适性通过对振动进行滤波而改进的滤波器中，滤波器(12)的宽度能够可变地设定。根据本发明，确定叠加的振动的周期持续时间，并且根据所述周期持续时间来调整滤波器、尤其FIR滤波器的宽度，使得滤波器跟随可变的抖动频率。

Description

用于对与转速信号叠加的振动进行滤波的滤波器以及用于设 定滤波器的宽度的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对与转速信号叠加的振动、尤其与变速器输入轴转速叠加的抖振进行滤波的滤波器，所述滤波器具有宽度，以及涉及一种用于设定滤波器的宽度的方法。
背景技术
在专利申请10 2014 207 310.3中，为了优化软件的减振器，使用线性滤波器。线性滤波器的宽度在此设为，从变速器输入轴转速中滤除抖振。然而，实际的抖振可能具有如下频率，所述频率不同于滤波器的预设的宽度。对此的原因可能是几何抖动，所述几何抖动的激发频率可能取决于滑转、变速器输入轴转速或发动机转速。现在如果滤波器的预设的宽度不匹配于当前的抖动频率，那么抖动不能够可靠地从变速器输入轴转速中滤除。存在如下风险，驾驶策略、如滑转调节和蠕行策略与抖动关联，并且还使其增强。由此，负面地影响机动车中的驾驶舒适性。
发明内容
本发明基于的目的是，提出一种用于对振动进行滤波的滤波器，由此改进交通工具的驾驶舒适性。
根据本发明，所述目的通过如下方式实现：滤波器的宽度能够可变地设定。这具有的优点是：根据情形调整滤波器的宽度，由此对变化的抖动频率做出良好反应。滤波器的借助于振动分析确定的宽度引起对实际出现的抖动频率的改进的反应并进而引起驾驶舒适性的改进。
有利地，能够可变地设定的滤波器宽度与同转速信号叠加的振动的周期持续时间相关。所述周期持续时间能够通过振动分析简单地探测并且以软件的方式进一步处理。
在一个设计方案中，作为滤波器使用FIR滤波器。在FIR滤波器中将有限数量的之前的测量值加权地相加。
在一个变型形式中，滤波器是控制设备的组成部分，所述控制设备与转速传感器连接，所述转速传感器与变速器输入轴相对置地设置，用以探测变速器输入轴转速，其中变速器输入轴设置在车辆的动力传动系中。
本发明的一个改进方案涉及一种用于设定滤波器的宽度的方法，所述滤波器滤除与转速叠加的振动、尤其抖振。在方法中，动态地根据转速的振动的周期持续时间来设定滤波器的宽度。这具有的优点是，根据情形调整滤波器的宽度，由此对变化的抖振做出良好的反应。滤波器的借助于振动分析确定的宽度引起对实际出现的抖动频率的改进的反应并进而引起驾驶舒适性的改进。
有利地，转速的振动的周期持续时间根据振动的过零来确定。所述周期持续时间能够通过振动分析简单地探测并且以软件的方式进一步处理。
在一个设计方案中，在确定转速的振动的周期持续时间之前对转速进行带通滤波。转速具有带梯度的转速变化，正弦形的抖振与所述转速变化叠加。通过所述带通滤波，滤除偏移、梯度和缓慢变化的梯度。最多保留减小的噪声。
在一个变型形式中，过滤器的宽度的设定基于振动的至少一个周期持续时间。由此，允许有限地观察过去，从中能够推断出变速器输入轴转速的振动的实际出现的周期持续时间，以便有针对性地从变速器输入轴转速中滤除抖振。
在一个改进方案中，滤波器的宽度根据周期持续时间与转速的采样率的比值来确定。为了能够足够精确地确定振动的周期持续时间，必须观察多个过零，因为在测量时间段期间，抖动频率的周期持续时间会变化。
在一个设计方案中，在自适应的抖动滤波中使用振动的周期持续时间来滤除抖振，所述抖振在车辆的动力传动系中由离合器传递到包括变速器输入轴的动力传动系上，由此阻止抖振对驾驶策略、如滑转策略和蠕行策略的影响。因为抖动对于车辆的动力传动系中的干式离合器系统、尤其对于自动离合器系统构成相当大的问题，所以通过防止抖振的增强能够确保在驾驶运行期间的高的舒适性。
附图说明
本发明允许有多个实施方式。其中的一个实施方式要根据在附图中示出的图片来详细阐述。
附图示出：
图1示出机动车的动力传动系的原理图，
图2示出FIR滤波器的宽度的示意图，所述FIR滤波器的宽度匹配于抖振的周期持续时间，
图3示出带抖振的变速器输入转速至经滤波的变速器输入转速的信号链的示意图，
图4示出带抖振的变速器输入转速至振动的测量到的周期持续时间的信号链的一个实施例。
具体实施方式
在图1中示出机动车的动力传动系1，所述动力传动系具有内燃机2，所述内燃机经由曲轴3与自动离合器4连接。自动离合器4经由变速器输入轴5通向变速器6，所述变速器经由变速器输出轴7与车轴8进而与车辆的车轮9连接。
离合器4在此与车轴8形成质量弹簧系统。因为车轴8借助车轮9牢固地固定在地面上，离合器4相对于车轮9振动，由此产生抖振，所述抖振传递到动力传动系1上。这造成的结果是，变速器输入轴5的借助转速传感器10测量到的并且由控制设备11评估的转速由于抖振而含有梯度，其中转速变化叠加有正弦形的抖振连同噪声。
为了减小或完全消除在变速器输入轴转速nG上的所述正弦形的抖振，控制设备11包括滤波器12，优选FIR滤波器，所述滤波器的宽度根据抖振的周期持续时间适应性地调整。在图2中示出滤波器12的可变的宽度，所述宽度随抖振R的周期持续时间改变。抖振R在此具有抖动频率，所述抖动频率随时间例如减小。由于抖动频率的所述改变，滤波器12的宽度也变化。在方框B中的滤波器12的宽度对应于抖振R的测量到的平均周期持续时间，所述抖振在该情况下具有更高的抖动频率。滤波器12的在方框C中示出的宽度大于在方框B中示出的滤波器宽度，因为对于所述测量时间段，抖动频率更低并进而出现更大的周期持续时间。
此外要描述用于确定滤波器12的宽度的方法的一个实施例。在图3a中关于时间t示出变速器输入轴转速nG，所述变速器输入轴转速与正弦形的抖振R叠加。为了从变速器输入转速nG中滤除偏移和噪声，对变速器输入轴转速nG进行带通滤波。经过带通滤波的变速器输入轴转速nGb在图3b中说明。图3c示出经过滤波的变速器输入轴转速nGF。在所述滤波之前，对抖振R进行振动分析，这通过如下方式进行：根据与变速器输入轴转速nGb叠加的抖振R的过零，确定其周期持续时间，所述抖振通过垂直线标明。在控制设备11中以软件的形式构成的滤波器12的宽度在振动分析的测量时间段期间精确地与抖振R的当前的周期持续时间相协调。
在图4中也类似于图3示出变速器输入轴转速的三个绘图。由抖振R叠加的测量到的变速器输入轴转速nG在图4a中示出。经过带通滤波的变速器输入轴转速nGb在图4b中示出，并且抖振R的周期持续时间在图4c中示出，所述周期持续时间根据变速器输入轴转速nG的测量到的和经过带通滤波的值确定。抖振R的周期持续时间在经过带通滤波的变速器输入轴转速nGb的过零处确定。对过零替选地，最大值或最小值也能够用于确定周期持续时间。
为了提高滤波器12的宽度的精度，从多个相继出现的周期中确定平均的周期持续时间，所述平均的周期持续时间作为确定滤波器12的宽度的基础。滤波器12的宽度通过控制设备11基于至少一个周期持续时间与转速nG的采样率的比值来确定。这样确定的平均的周期持续时间对应于滤波器12的宽度，并进而为适应的抖动滤波的基础。
借助于描述的方法，提供无抖动的变速器输入轴转速，所述无抖动的变速器输入轴转速能够实现如下驾驶策略，所述驾驶策略在没有反馈抖振的情况下工作。滤波器12的宽度动态地借助于振动分析来确定。因此，滤波器12能够在几何上引起的抖动中根据情形匹配于变化的抖动频率，并且可靠地滤除抖振。
附图标记列表：
1 动力传动系
2 内燃机
3 曲轴
4 离合器
5 变速器输入轴
6 变速器
7 变速器输出轴
8 车轴(半轴)
9 车轮
10 转速传感器
11 控制设备
12 FIR滤波器
R 抖振
nG 变速器输入轴转速
nGb 经过带通滤波的变速器输入轴转速
nGF 经过滤波的变速器输入轴转速

Claims (10)

1.一种用于对与转速信号叠加的振动进行滤波的滤波器，所述滤波器具有宽度，
其特征在于，
所述滤波器(12)的宽度能够以可变的方式设定；
所述滤波器(12)的能够以可变的方式设定的宽度与同所述转速信号叠加的振动(R)的周期持续时间相关；
其中，根据所述周期持续时间与所述转速(nG)的采样率的比值来确定所述滤波器(12)的宽度。
2.根据权利要求1所述的滤波器，
其特征在于，
所述滤波器(12)构成为FIR滤波器。
3.根据权利要求1所述的滤波器，
其特征在于，
所述转速信号为变速器输入轴转速信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的滤波器，
其特征在于，
所述滤波器(12)是控制设备(11)的组成部分，所述控制设备与转速传感器(10)连接，所述转速传感器与变速器输入轴(5)相对置地设置，用以探测变速器输入轴转速，其中所述变速器输入轴(5)设置在车辆的动力传动系(1)中。
5.一种用于设定滤波器的宽度的方法，所述滤波器滤除与转速叠加的振动，
其特征在于，
根据所述转速(nG)的振动(R)的周期持续时间动态地设定所述滤波器(12)的宽度；
其中，根据所述周期持续时间与所述转速(nG)的采样率的比值来确定所述滤波器(12)的宽度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述振动为抖振。
7.根据权利要求5所述的方法，
其特征在于，
根据所述振动(R)的过零来确定所述转速(nG)的振动的周期持续时间。
8.根据权利要求7所述的方法，
其特征在于，
在确定所述转速(nG)的所述振动(R)的周期持续时间之前，对所述转速(nG)进行带通滤波。
9.根据权利要求5所述的方法，
其特征在于，
设定所述滤波器(12)的宽度以所述振动(R)的至少一个周期持续时间为基础。
10.根据上述权利要求5至9中任一项所述的方法，
其特征在于，
在自适应的抖动滤波中使用振动(R)的周期持续时间来滤除抖振，所述抖振在车辆的动力传动系(1)中由离合器(4)传递到包括变速器输入轴(5)的动力传动系(1)上。
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