DE102010052392A1

DE102010052392A1 - Verfahren zum Regeln von Schlupf einer Fahrzeugkupplung

Info

Publication number: DE102010052392A1
Application number: DE102010052392A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr. Praus; Georg Dr. Göppert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2030-11-25
Also published as: DE102010052392B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln von Schlupf einer Fahrzeugkupplung, wobei Drehzahlen gefiltert werden, um gefilterte Drehzahlsignale zu erzeugen, die sich von ungefilterten Drehzahlsignalen unterscheiden.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die gefilterten Drehzahlsignale in Richtung der ungefilterten Drehzahlsignale verschoben werden, um Zeitverzögerungen der gefilterten Drehzahlsignale gegenüber den ungefilterten Drehzahlsignalen zu kompensieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln von Schlupf einer Fahrzeugkupplung, wobei Drehzahlen gefiltert werden, um gefilterte Drehzahlsignale zu erzeugen, die sich von ungefilterten Drehzahlsignalen unterscheiden.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 030 481 A1 ist ein Verfahren zum Regeln des Schlupfes einer Fahrzeugkupplung bekannt, bei welchem die Differenz zwischen einem Drehzahlsignal einer antriebsseitigen Eingangswelle der Kupplung und einem gefilterten Drehzahlsignal einer getriebeseitigen Ausgangswelle der Kupplung auf einem Sollwert gehalten wird. Bei dem bekannten Verfahren wird aus einem gewichteten Mittelwert und einem Prognosedrehzahlsignal ein gefiltertes Drehzahlsignal berechnet.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Schlupfregelung mit einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere im Hinblick auf die Korrektur eines virtuellen Schlupfes, zu optimieren.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Regeln von Schlupf einer Fahrzeugkupplung, wobei Drehzahlen gefiltert werden, um gefilterte Drehzahlsignale zu erzeugen, die sich von ungefilterten Drehzahlsignalen unterscheiden, dadurch gelöst, dass die gefilterten Drehzahlsignale in Richtung der ungefilterten Drehzahlsignale verschoben werden, um Zeitverzögerungen der gefilterten Drehzahlsignale gegenüber den ungefilterten Drehzahlsignalen zu kompensieren. Als Schlupf wird zum Beispiel eine Differenz zwischen einer Motordrehzahl und einer Getriebeeingangsdrehzahl bezeichnet. Filtert man beide Drehzahlen, so sind die gefilterten Drehzahlwerte gegenüber den realen Drehzahlen zeitlich verschoben. Berechnet man nun den Schlupf aus den gefilterten Drehzahlsignalen, so kann es aufgrund dieser Signalverzögerungen zu einem so genannten virtuellen Schlupf kommen. Der virtuelle Schlupf muss für das Funktionieren einer fahrzeuginternen Software korrigiert werden. Die Korrektur kann in Abhängigkeit von Drehzahl und Winkelbeschleunigung der Getriebeeingangswelle zur Laufzeit aus einem Kennfeld gelesen werden. Die Bestimmung des Kennfelds kann durch Messungen an einem Prototypenfahrzeug erfolgen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass die beschriebene Korrektur über ein Kennfeld diverse Nachteile aufweist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann der virtuelle Schlupf auf einfache Art und Weise korrigiert werden. Die Grundidee dabei ist, das gefilterte Drehzahlsignal wieder in Richtung des ungefilterten Drehzahlsignals zu verschieben, ohne dabei die Filterwirkung zunichte zu machen. Das erfindungsgemäße Verfahren geht dabei von der Annahme aus, dass die Signalverzögerung hinreichend klein ist, so dass sich die Beschleunigung innerhalb dieser Zeit nur vernachlässigbar wenig ändert.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass aus einer gefilterten Beschleunigung zu einem bestimmten Zeitpunkt berechnet wird, um welchen Betrag sich die Drehzahl innerhalb eines Interrupts in einem definierten Wertebereich ändern kann. In einer fahrzeuginternen Software kann eine einstellbare Anzahl von ungefilterten Drehzahlsignalen gespeichert werden. Als Interrupt wird eine Unterbrechung des aktuellen Prozesses bezeichnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem bestimmten Zeitpunkt für ungefilterte Drehzahlwerte verglichen wird, ob der zugehörige gefilterte Drehzahlwert innerhalb des definierten Wertebereichs liegt. Sobald eine Übereinstimmung gefunden wird, kann das Verfahren abgebrochen werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren abgebrochen wird, sobald der zugehörige gefilterte Drehzahlwert innerhalb des definierten Wertebereichs liegt, woraus sich eine Verzögerungszeit ergibt. Sollte die Verzögerungszeit auf diese Weise nicht bestimmt werden können, kann als Ersatzwert eine im Drehzahlfilter verwendete Filterzeit verwendet werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die alten Beschleunigungswerte gespeichert und die gespeicherten Beschleunigungswerte zur Bestimmung der Zeitverzögerungen beziehungsweise der Verzögerungszeit verwendet werden, wenn die Annahme, die Beschleunigung sei während der Verzögerungszeit konstant, nicht mehr zutrifft. Diese Annahme trifft insbesondere dann nicht mehr zu, wenn die Signalverzögerung relativ groß wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das gefilterte Drehzahlsignal um die Verzögerungszeit in Richtung des ungefilterten Drehzahlsignals verschoben wird. Diese Drehzahlkorrektur ist genauer als bei dem herkömmlichen Verfahren.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Verzögerungszeit von einem zum nächsten Interrupt begrenzt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Signalrauschen des ungefilterten Drehzahlsignals nicht auf diesem Weg wieder auf das gefilterte Drehzahlsignal übertragen wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Filtern der Drehzahlen verursachten Verzögerungszeiten einer Motordrehzahl und einer Getriebeeingangsdrehzahl ermittelt und verwendet werden, um eine Drehzahlkorrektur zu berechnen. Durch die Drehzahlkorrektur kann der unerwünschte virtuelle Schlupf kompensiert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit mit folgender Formel ermittelt wird: n_unfilt(t₀ – t_delay) – ṅ(t₀)·T ≤ n_filt(t₀) ≤ n_unfilt(t₀ – t_delay) + (t₀)·T (1) T = interrupt length
In der Formel steht n für die Drehzahl, t für die Zeit und T für die Länge oder Dauer eines Interrupts. Die Größe ṅ(t₀)·T entspricht genau dem Wert, um den sich die Drehzahl in einem Interrupt ändern kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlkorrektur mit folgender Formel ermittelt wird: n corr / filt(t₀) = n_filt(t₀) + ṅ(t₀)t lim,PT1 / delay (2) t lim,PT1 / delay = limited and PT1 filtered delay time
Durch die Korrektur der gefilterten Drehzahl wird der virtuelle Schlupf eliminiert.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
In der einzigen beiliegenden Figur sind in einem kartesischen Koordinatendiagramm die ungefilterte und die gefilterte Drehzahl über der Zeit aufgetragen.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Regeln des Schlupfes einer Fahrzeugkupplung, wie es in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 030 481 A1 beschrieben ist. Die Differenz zwischen einer Motorausgangsdrehzahl und einer Getriebeeingangsdrehzahl wird als Schlupf bezeichnet. Filtert man beide Drehzahlen, so sind die gefilterten Werte gegenüber den realen Drehzahlen zeitlich verschoben. Berechnet man nun den Schlupf aus den gefilterten Drehzahlen, so kann es aufgrund der Signalverzögerungen zu so genanntem virtuellen Schlupf kommen, der für das Funktionieren der Software korrigiert werden muss.
Berechnet man zu einem festen Zeitpunkt die Differenz zwischen zwei nach dem aus der deutschen Offenlegungsschrift bekannten Verfahren jedoch mit unterschiedlichen Filterparametern gefilterten Drehzahlen, so ergibt sich auch bei Gleichheit der ungefilterten Signale eine Differenz ungleich Null zwischen den gefilterten Signalen, die als virtuell bezeichnet wird. Handelt es sich bei den Drehzahlen um die Motordrehzahl und die Getriebeeingangsdrehzahl, so bezeichnet man die virtuelle Differenz als virtuellen Schlupf.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die aus einer beliebigen Filterung entstandene Zeitverzögerung des gefilterten gegenüber dem ungefilterten Drehzahlsignal kompensiert. Die Grundidee dabei ist, das gefilterte Signal wieder in Richtung des ungefilterten Signals zu schieben, ohne dabei die Filterwirkung zunichte zu machen. Dabei geht das Verfahren von der Annahme aus, dass die Signalverzögerung hinreichend klein ist, so dass sich die Beschleunigung innerhalb dieser Zeit nur vernachlässigbar gering ändert.
In einem ersten Schritt, der in 1 dargestellt ist, wird die Zeitverzögerung bestimmt. In 1 ist ein kartesisches Koordinatendiagramm mit einer x-Achse 1 und einer y-Achse 2 dargestellt. Auf der x-Achse 1 ist die Zeit aufgetragen. Auf der y-Achse 2 ist die Drehzahl aufgetragen. Eine Kennlinie 4 zeigt die ungefilterte Drehzahl. Eine Kennlinie 5 zeigt die gefilterte Drehzahl.
Aus einer gefilterten Beschleunigung zum Zeitpunkt t₀, der in 1 mit 11 bezeichnet ist, wird berechnet, um welchen Betrag sich die Drehzahl innerhalb eines Interrupts von zum Beispiel 10 Millisekunden ändern kann. Diese Änderung ist in 1 in Form von Fehlerbalken 8 angedeutet. Nun wird ausgehend von t₀ oder 11 für jeden ungefilterten Wert verglichen, ob der gefilterte Wert innerhalb dieses Wertebereichs liegt. Die zugehörige Formel lautet: n_unfilt(t₀ – t_delay) – ṅ(t₀)·T ≤ n_filt(t₀) ≤ n_unfilt(t₀ – t_delay) + ṅ(t₀)·T (1) T = interrupt length
Sobald eine Übereinstimmung gefunden wird, bricht das Verfahren ab und die in 1 durch einen Doppelpfeil 14 angedeutete Verzögerungszeit ist bestimmt. In 1 ist der Zeitpunkt t₀ minus der Verzögerungszeit 14 ist mit dem Bezugszeichen 12 versehen.
In einer fahrzeuginternen Software wird eine einstellbare Anzahl von ungefilterten Drehzahlwerten n_unfilt gespeichert. Angefangen mit dem Neuesten wird zum Zeitpunkt t₀ oder 11 der Reihe nach für jeden dieser gespeicherten Werte überprüft, ob der gefilterte Wert n_unfilt die Bedingung der Formel 1 erfüllt. Sobald die Bedingung der Formel 1 erfüllt ist, wird die Suche beendet und die Verzögerungszeit 14 ist bestimmt.
Sollte die Verzögerungszeit auf diese Weise nicht bestimmt werden können, wird als Ersatzwert eine im Drehzahlfilter verwendete Filterzeit verwendet. Diese Filterzeit ist einer PT1-Zeit vergleichbar, also einer Zeit, wie sie mit einem PT1-Glied erzeugt wird. Als PT1-Glied wird in der Regelungstechnik ein Übertragungsglied bezeichnet, das ein proportionales Übertragungsverhalten mit einer Verzögerung erster Ordnung aufweist. Ein derartiges Übertragungsglied wird auch als Tiefpassfilter bezeichnet.
Die Größe ṅ(t₀)·T in der Formel 1 entspricht genau dem Wert, um den sich die Drehzahl in einem Interrupt ändern kann. Falls die Signalverzögerung so groß wird, dass die Annahme, die Beschleunigung sei während der Verzögerungszeit konstant, nicht mehr gilt, kann man die alten Beschleunigungswerte speichern und für die Bestimmung der Signalverzögerung verwenden.
Um zu verhindern, dass einem gut gefilterten Drehzahlsignal durch eine schnell schwankende Signalverzögerungszeit wieder verstärkt Signalrauschen aufgeprägt wird, darf sich die Verzögerungszeit von einem Interrupt zum nächsten maximal um einen einstellbaren Wert ändern. Größere Änderungen werden begrenzt. Anschließend wird die Verzögerungszeit noch mit dem PT1-Filter geglättet.
Nachdem die Verzögerungszeit bestimmt ist, kann mit der folgenden Formel: n corr / filt(t₀) = n_filt(t₀) + ṅ(t₀)·t lim,PT1 / delay (2) t lim,PT1 / delay = limited and PT1 filtered delay time die Kompensation durchgeführt werden. Dabei wird das gefilterte Signal in Richtung des ungefilterten Signals verschoben, um den virtuellen Schlupf zu eliminieren.
In der Formel 2 entspricht t lim,PT1 / delay der begrenzten und PT1-gefilterten Verzögerungszeit. Mit Hilfe der Formel 2 wird aus der gemessenen Signalverzögerungszeit und der aktuellen Beschleunigung zu jedem Zeitpunkt eine Korrektur n^cor _filt für die gefilterte Drehzahl n_filt berechnet.
Bezugszeichenliste

1: x-Achse
2: y-Achse
4: ungefilterte Drehzahl
5-: gefilterte Drehzahl
8: Fehlerbalken
11: Zeitpunkt
12: Zeitpunkt
14: Doppelpfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008030481 A1 [0002, 0018]

Claims

Verfahren zum Regeln von Schlupf einer Fahrzeugkupplung, wobei Drehzahlen gefiltert werden, um gefilterte Drehzahlsignale zu erzeugen, die sich von ungefilterten Drehzahlsignalen unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass die gefilterten Drehzahlsignale in Richtung der ungefilterten Drehzahlsignale verschoben werden, um Zeitverzögerungen der gefilterten Drehzahlsignale gegenüber den ungefilterten Drehzahlsignalen zu kompensieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer gefilterten Beschleunigung zu einem bestimmten Zeitpunkt berechnet wird, um welchen Betrag sich die Drehzahl innerhalb eines Interrupts in einem definierten Wertebereich ändern kann.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem bestimmten Zeitpunkt für ungefilterte Drehzahlwerte verglichen wird, ob der zugehörige gefilterte Drehzahlwert innerhalb des definierten Wertebereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren abgebrochen wird, sobald der zugehörige gefilterte Drehzahlwert innerhalb des definierten Wertebereichs liegt, woraus sich eine Verzögerungszeit ergibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die alten Beschleunigungswerte gespeichert und die gespeicherten Beschleunigungswerte zur Bestimmung der Zeitverzögerungen beziehungsweise der Verzögerungszeit verwendet werden, wenn die Annahme, die Beschleunigung sei während der Verzögerungszeit konstant, nicht mehr zutrifft.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gefilterte Drehzahlsignal um die Verzögerungszeit in Richtung des ungefilterten Drehzahlsignals verschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Verzögerungszeit von einem zum nächsten Interrupt begrenzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Filtern der Drehzahlen verursachten Verzögerungszeiten einer Motordrehzahl und einer Getriebeeingangsdrehzahl ermittelt und verwendet werden, um eine Drehzahlkorrektur zu berechnen.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit mit folgender Formel ermittelt wird: n_unfilt(t₀ – t_delay) – ṅ(t₀)·T ≤ n_filt(t₀) ≤ T_unfilt(t₀ – t_delay) + ṅ(t₀)·T (1) T = interrupt length
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlkorrektur mit folgender Formel ermittelt wird: n corr / filt(t₀) = n_filt(t₀) + ṅ(t₀)·t lim,PT1 / delay (2) t lim,PT1 / delay = limited and PT1 filtered delay time