DE102008026509A1 - Method for determining torque transmitted over drive train of motor vehicle, involves estimating and utilizing failure model to correct estimated torque, where mechanical model is influenced by failure model - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des über einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges übertragenen Drehmomentes, wobei die Eingangsdrehzahl und die Ausgangsdrehzahl eines Abschnittes des Antriebsstrangs gemessen und anschließend in einen regelungstechnischen Beobachter eingegeben werden, der den Zustand des Antriebsabschnittes regelungstechnisch beobachtet, wobei der Beobachter ein regelungstechnisches Mechanikmodell des Antriebsstrangabschnittes beinhaltet, das den Antriebsstrangabschnitt als drehelastische Welle mit einer Drehsteifigkeit repräsentiert, und wobei aus dem Zustand der Verdrehung der Welle in dem Beobachter das über den Antriebsstrangabschnitt übertragene Drehmoment geschätzt wird.The The present invention relates to a method for determining the above transmit a drive train of a motor vehicle Torque, where the input speed and the output speed measured a section of the drive train and then be entered into a control technical observer who observed the state of the drive section control technology, wherein the observer a control engineering mechanical model of the Powertrain section includes that the drive train section represented as a torsionally flexible shaft with a torsional rigidity, and wherein from the state of rotation of the shaft in the observer the transmitted through the drive train section Torque is estimated.
Ferner betrifft die Erfindung einen regelungstechnischen Beobachter zur Verwendung in einer Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges, mit einem regelungstechnischen Mechanikmodell eines Antriebsstrangabschnittes, das den Antriebsstrangabschnitt als drehelastische Welle mit einer Drehsteifigkeit repräsentiert, wobei die Eingangsdrehzahl und die Ausgangsdrehzahl des Antriebsstrangabschnittes gemessen und anschließend in den Beobachter eingegeben werden, der den Zustand des Antriebsstrangabschnittes regelungstechnisch beobachtet.Further the invention relates to a control technical observer to Use in a control of a drive train of a motor vehicle, with a mechanical control model of a drive train section, the drivetrain section as a torsionally elastic shaft with a Torsional stiffness represents where the input speed and measured the output speed of the drive train section and then entered into the observer, the observed the state of the drive train section control technology.
Derartige Verfahren bzw. Vorrichtungen dienen dazu, ein in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges übertragenes Drehmoment zu schätzen.such Methods and devices are used in a drive train to estimate the torque transmitted to a motor vehicle.
Aus
Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist es, dass die Materialparameter des Antriebsstrangs schwierig zu bestimmen sind und sich im Betrieb gegenseitig beeinflussen und variieren können.adversely in the known method it is that the material parameters of the Drivetrain are difficult to determine and are in operation influence each other and can vary.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein universelleres Verfahren und eine universell einsetzbare Vorrichtung zum Bestimmen des über einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges übertragenen Drehmomentes bereitzustellen.It is therefore the object of the present invention, a universal Method and a universal device for determining of the transmitted via a drive train of a motor vehicle To provide torque.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass der Beobachter beinhaltet, dass ein Fehlermodell das Mechanikmodellbeeinflusst, wobei das Fehlermodell ebenfalls geschätzt und dazu verwendet wird, das geschätzte Drehmoment zu korrigieren.These Task is according to a first aspect of the invention solved in the aforementioned method in that the observer implies that an error model affects the mechanics model, the error model is also appreciated and used will correct the estimated torque.
Ferner wird die obige Aufgabe gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass das von einem eingangsseitigen Antriebsmotor in den Antriebsstrang eingeleitete Antriebsdrehmoment gemessen wird, und wobei die Drehsteifigkeit in dem Beobachter unter Verwendung des gemessenen Antriebsdrehmomentes geschätzt wird.Further The above object is achieved according to a second aspect solved by the invention in the method mentioned, characterized that of an input side drive motor in the drive train introduced driving torque is measured, and wherein the torsional stiffness in the observer using the measured drive torque is appreciated.
Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch einen eingangs genannten regelungstechnischen Beobachter, wobei aus dem Zustand der Verdrehung der Welle in dem Beobachter das über den Antriebsstrangabschnitt übertragene Drehmoment geschätzt wird, und wobei der Beobachter beinhaltet, dass ein Fehlermodell das Mechanikmodell beinflusst, wobei das Fehlermodell ebenfalls geschätzt und dazu verwendet wird, das geschätzte Drehmoment zu korrigieren.Further the above object is achieved by an aforementioned control technical observer, wherein from the state of rotation of the Wave in the observer transmitted through the powertrain section Torque is estimated, and wherein the observer includes that an error model influences the mechanical model, with the error model also valued and used, the estimated Correct torque.
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass das übertragene Drehmoment unter Berücksichtigung des Fehlermodells geschätzt wird und somit auch Zeitverzögerungen der Messwerte bei dem Schätzen des Drehmomentes berücksichtigt werden.advantage the method according to the invention is that the transmitted torque under consideration the error model is estimated and thus also time delays the measured values are taken into account in estimating the torque.
Weiterhin kann dieses Verfahren unabhängig von dem verwendeten Antriebsstrang und einer eingelegten Gangstufe verwendet werden, da die Drehsteifigkeit des Antriebsstrangabschnittes von dem Beobachter geschätzt wird.Farther This procedure can be independent of the powertrain used and a gear engaged, since the torsional stiffness of the drive train section is estimated by the observer becomes.
Vorteil des regelungstechnischen Beobachters ist es, dass alle Störgrößen geschätzt werden und zur Steuerung des Antriebsstrangs zur Verfügung stehen.advantage of the control technical observer is that all disturbances be estimated and to control the powertrain be available.
Die obige Aufgabe wird somit vollständig gelöst.The The above object is thus completely solved.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens berücksichtigt das Fehlermodell, dass sich eine Änderung der Eingangsdrehzahl aufgrund der sich dabei ergebenden Verdrehung der Welle verzögert auf die Ausgangsdrehzahl auswirkt.In a preferred embodiment of the method considered the error model that is a change in input speed delayed due to the resulting rotation of the shaft affects the output speed.
Dadurch kann die drehfedernde Wirkung des Antriebsstrangs berücksichtigt werden.Thereby can take into account the torsion-springing effect of the drive train become.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens berücksichtigt das Fehlermodell, dass Messungen der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl zeitlich nicht zueinander passen.In a preferred embodiment of the method, the error model takes into account that measurements of the input speed and the Aus speed does not match each other.
Dadurch ist es möglich, einen Zeitversatz von Messwerten, der aufgrund von Datenübertragungsverzögerungen auftritt, zu berücksichtigen.Thereby It is possible to get a time offset of readings due to of data transfer delays occurs consider.
Ferner ist es besonders bevorzugt, wenn das Fehlermodell die zeitliche Verzögerung als eine differentielle Verzögerung berücksichtigt.Further it is particularly preferred if the error model is the temporal Delay as a differential delay considered.
Dadurch können Drehzahlunterschiede zwischen Eingangs- und Ausgangsdrehzahl besonders genau modelliert werden, da eine differentielle Verzögerung der drehelastischen Wirkung des Antriebsstrangs entspricht.Thereby can speed differences between input and output speed be modeled particularly accurately because of a differential delay the torsional elastic effect of the drive train corresponds.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die differentielle Verzögerung durch ein PT1-Glied modelliert wird.there it is particularly preferred if the differential delay is modeled by a PT1 element.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist das Mechanikmodell ein Einmassenschwinger, der eine Masse aufweist, die mit einer drehelastischen Feder verbunden ist, deren Drehsteifigkeit die Drehsteifigkeit der Welle repräsentiert.In a preferred embodiment of the method is Mechanic model a single-mass oscillator that has a mass which is connected to a torsionally elastic spring whose torsional stiffness represents the torsional stiffness of the shaft.
Dadurch lässt sich der Antriebsstrang besonders einfach modellieren, da eine komplexe Modellierung einer radseitigen Masse entfällt.Thereby the drive train can be modeled very easily, since a complex modeling of a wheel-side mass is eliminated.
In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens ist das verwendete Mechanikmodell ein Zweimassenschwinger, der zwei Massen aufweist, die durch eine drehelastische Feder verbunden sind, deren Drehsteifigkeit die Drehsteifigkeit der Welle repräsentiert.In an alternative embodiment of the method is mechanic model used a two-mass oscillator, the two masses having, which are connected by a torsionally elastic spring whose Torsional stiffness represents the torsional stiffness of the shaft.
Durch dieses Mechanikmodell lassen sich das übertragene Moment und das Fehlermodell besonders genau modellieren.By this mechanical model can be the transmitted moment and model the error model very precisely.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn zwischen dem beobachteten Antriebsstrangabschnitt und dem Antriebsmotor eine Kupplung vorhanden ist, wobei die Schätzung der Drehsteifigkeit nur dann erfolgt, wenn die Kupplung geschlossen ist.Farther it is preferred if between the observed drive train section and the drive motor a clutch is present, the estimate the torsional rigidity occurs only when the clutch is closed is.
Dadurch kann das von dem Antriebsmotor abgegebene Moment als das in den Antriebsstrangabschnitt eingeleitete Antriebsdrehmoment verwendet werden.Thereby can the output from the drive motor torque than that in the Powertrain section introduced drive torque used become.
Dabei ist es bevorzugt, wenn für die Ermittlung des übertragenen Drehmomentes in Phasen, in denen die Kupplung geöffnet ist, ein zuletzt ermittelter Schätzwert für die Drehsteifigkeit verwendet wird.there it is preferred if for the determination of the transmitted Torque in phases in which the clutch is opened is a last estimated estimate for the Torsional stiffness is used.
Dadurch steht ein genauerer Schätzwert für die Drehsteifigkeit auch in den Phasen zur Verfügung, in denen die Drehsteifigkeit nicht geschätzt werden kann.Thereby is a more accurate estimate of torsional stiffness Also available in the phases where the torsional stiffness can not be appreciated.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Eingangsdrehzahl die Drehzahl einer Abtriebswelle eines Getriebes, das zwischen dem Antriebsstrangabschnitt und einem Antriebsmotor angeordnet ist.In a preferred embodiment of the method is the Input speed the speed of an output shaft of a transmission, that between the driveline section and a drive motor is arranged.
Dadurch kann ein Fehler z. B. durch Lose des Getriebes ausgeschlossen werden.Thereby can an error z. B. be excluded by lots of the transmission.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Ausgangsdrehzahl die Drehzahl angetriebener Räder des Antriebsstrangs.In a preferred embodiment of the method is the Output Speed The speed of driven drivetrain wheels.
Dadurch können alle Einflüsse bis zur Traktionsübertragung der Räder für die Schätzung des Fehlermomodells berücksichtigt werden.Thereby can all influences until traction transmission of the wheels for the estimation of the fault model be taken into account.
Weiterhin ist es bevorzugt, einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsmotor, einer Kupplung, einem Getriebe, einer Kardanwelle, angetriebenen Rädern und einer Steuereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen regelungstechnischen Beobachter auszustatten.Farther it is preferable to have a drive train for a motor vehicle, with a drive motor, a clutch, a transmission, a cardan shaft, driven wheels and a control device with a control technical observer according to the invention equip.
Dadurch lässt sich der regelungstechnische Beobachter besonders effizient in einem Kraftfahrzeug einsetzen.Thereby is the control-technical observer special to use efficiently in a motor vehicle.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn das Fehlermodell Lose in dem Antriebsstrang berücksichtigt.Farther It is preferable if the fault model is loose in the powertrain considered.
Dadurch können Einflüsse des Antriebsstrangs auf die Drehmomentübertragung besonders präzise berücksichtigt werden.Thereby can influences the drivetrain on the torque transmission be taken very precisely.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn das Fehlermodell gangabhängige Parameter berücksichtigt.Farther it is preferred if the error model is gear-dependent parameters considered.
Dadurch können die unterschiedlichen Einflüsse verschiedener Gangstufen für die Steuerung des Antriebsstranges berücksichtigt werden.Thereby can the different influences of different Gear stages taken into account for the control of the drive train become.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn Nichtlinearitäten des Antriebsstranges in dem Fehlermodell berücksichtigt werden.Farther it is preferred if nonlinearities of the drive train be taken into account in the error model.
Dadurch lässt sich die Momentenübertragung im Antriebsstrang besonders genau modellieren.Thereby can the torque transmission in the drive train model very precisely.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used in isolation, without the scope of the present To leave invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are in represented in the drawing and are explained in more detail in the following description. Show it:
In
Der
Antriebsstrang
Der
Antrieb
Die
Getriebeeingangswellen
Die
Teilgetriebe
Der
hier dargestellte Antriebsstrang
In
Dem
Mechanikmodell
Eine
alternative Ausführungsform des Mechanikmodells
Diese
Ausführungsform des Mechanikmodells
Das
Fehlermodell berücksichtigt ebenfalls Lose, gangabhängige
Parameter und Nichtlinearitäten, die im Antriebsstrang
In
Parallel
zu der Regelstrecke ist ein regelungstechnischer Beobachter
Als
die Eingangsgröße
Dadurch,
dass der Beobachter
Dadurch,
dass das Modell
Bei der Momentenschätzung wird generell eine Zeitverzögerung der Messwerte berücksichtigt. Eine derartige Zeitverzögerung kann auftreten durch Datenerfassungsverzögerungen, Datenverarbeitungsverzögerungen und Datenübertragungsverzögerungen.at the moment estimate generally becomes a time delay of the measured values. Such a time delay can occur due to data acquisition delays, data processing delays and data transfer delays.
In
Das
Blockschaltbild zeigt einen Regler
Der
Regler
In
Bei
geschlossener Kupplung
In
einer Situation, in der eine der Kupplungen
Sofern
keine der Kupplungen
Dadurch kann das tatsächliche Moment im Antriebsstrang stets mit hoher Genauigkeit geschätzt werden.Thereby can always be with the actual moment in the drive train high accuracy.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: MALCHOW, FLORIAN, 70569 STUTTGART, DE Inventor name: MEISSNER, JOERG, 74626 BRETZFELD, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20131105 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: GETRAG B.V. & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: GETRAG GETRIEBE- UND ZAHNRADFABRIK HERMANN HAGENMEYER GMBH & CIE KG, 74199 UNTERGRUPPENBACH, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: RAUSCH, GABRIELE, DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |