DE102017123953A1 - Method and apparatus for determining a transfer function in a powertrain component - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer Antriebsstrangkomponente (102) und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei im Verfahren ein Antrieb einer Antriebsstrangkomponente (102) abhängig von Information über eine Soll-Betriebsgröße (SM) der Antriebsstrangkomponente (102) erfolgt, an einem Abtrieb einer Antriebsstrangkomponente (102) Information über eine Ist-Betriebsgröße (n) der Antriebsstrangkomponente (102) erfasst wird, ein Ausgangswert eines Filters (500) mit unendlicher Impulsantwort abhängig von der Information über die Soll-Betriebsgröße (SM) bestimmt wird, und wenigstens ein Koeffizient (a, ... a, b, ... b) des Filters (500) abhängig von einem Ergebnis eines Vergleichs des Ausgangswerts mit der Information über die Ist-Betriebsgröße (n) bestimmt wird.Method for determining a transfer function of a drive train component (102) and apparatus for carrying out the method, wherein in the method a drive of a drive train component (102) is dependent on information about a desired operating variable (SM) of the drive train component (102) at an output of a drive train component (102) information about an actual operating variable (s) of the drive train component (102) is detected, an output value of an infinite impulse response filter (500) is determined depending on the information about the target operating variable (SM), and at least one coefficient ( a, ... a, b, ... b) of the filter (500) is determined depending on a result of a comparison of the output value with the information about the actual operating variable (s).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer Antriebsstrangkomponente, insbesondere einer automatisierten Reibkupplung in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang.The invention relates to a method and a device for determining a transfer function of a drive train component, in particular an automated friction clutch in a motor vehicle drive train.
Aus
Um ein geeignetes Korrekturmoment bestimmen zu können, muss die Übertragungsfunktion für den Lockln-Regler bekannt sein.In order to determine a suitable correction torque, the transfer function for the Lockln controller must be known.
Aus
Die Ermittlung der Übertragungsfunktion ist aufgrund der Komplexität der dabei verwendeten Schätzfunktion sehr zeitaufwändig und erfordert großen Speicherplatz. Eine Anwendung in einem Steuergerät im Kraftfahrzeug und während des Betriebs des Kraftfahrzeugs ist damit unmöglich.The determination of the transfer function is very time-consuming due to the complexity of the estimator used and requires large storage space. An application in a control device in the motor vehicle and during operation of the motor vehicle is thus impossible.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer Antriebsstrangkomponente anzugeben.It is the object of the present invention to provide an improved method and apparatus for determining a transfer function of a powertrain component.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtung nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst.This object is achieved by the method and apparatus according to the independent claims.
Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Antrieb einer Antriebsstrangkomponente abhängig von Information über eine Soll-Betriebsgröße der Antriebsstrangkomponente erfolgt, an einem Abtrieb einer Antriebsstrangkomponente Information über eine Ist-Betriebsgröße der Antriebsstrangkomponente erfasst wird, ein Ausgangswert eines Filters mit unendlicher Impulsantwort abhängig von der Information über die Soll-Betriebsgröße bestimmt wird, und wenigstens ein Koeffizient des Filters abhängig von einem Ergebnis eines Vergleichs des Ausgangswerts mit der Information über die Ist-Betriebsgröße bestimmt wird. Dadurch wird eine Fehlerabweichung zwischen Ausgangswert und Ist-Betriebsgröße zur Korrektur der Koeffizienten verwendet. Der Filter mit unendlicher Impulsantwort benötigt wenig Speicherplatz und kann in einem Steuergerät für ein Kraftfahrzeug und während des Betriebs des Kraftfahrzeugs, insbesondere in Echtzeit ausgeführt werden. Echtzeit bezeichnet hierbei Rechenprozesse mit einer Prozesszeit die beispielsweise geringer als 200 ms ist oder beispielsweise 100 ms, 20 ms, 10 ms oder 5 ms beträgt.With respect to the method, the object is achieved in that a drive of a drive train component is dependent on information about a desired operating variable of the drive train component is detected at an output of a drive train component information about an actual operating variable of the drive train component, an output value of a filter with infinite impulse response dependent is determined by the information on the target operating quantity, and at least one coefficient of the filter is determined depending on a result of a comparison of the output value with the information about the actual operating variable. As a result, an error deviation between output value and actual operating variable is used to correct the coefficients. The filter with infinite impulse response requires little storage space and can be executed in a control device for a motor vehicle and during operation of the motor vehicle, in particular in real time. Real time here denotes computing processes with a process time which is, for example, less than 200 ms or, for example, 100 ms, 20 ms, 10 ms or 5 ms.
Vorzugsweise umfasst der Filter einen ersten Filter für ein Eingangssignal des Filters und einen zweiten Filter für ein Ausgangssignal des Filters, wobei das Ausgangssignal über den zweiten Filter zurückgekoppelt und mit einem Filterausgang des ersten Filters addiert wird. Dadurch wird das Ausgangssignal mittels eines besonders effizienten diskreten Filters mit unendlicher Impulsantwort implementiert.Preferably, the filter comprises a first filter for an input signal of the filter and a second filter for an output signal of the filter, wherein the output signal is fed back via the second filter and added to a filter output of the first filter. This implements the output signal by means of a particularly efficient discrete infinite impulse response filter.
Vorzugsweise wird eine Anpassung des wenigstens einen Koeffizienten abhängig von dem Ergebnis eines Vergleichs des Ausgangswerts mit der Information über die Ist-Betriebsgröße bestimmt, wobei die Anpassung oder der Koeffizient durch einen Grenzwert begrenzt wird.Preferably, an adaptation of the at least one coefficient is determined depending on the result of a comparison of the output value with the information about the actual operating variable, wherein the adaptation or the coefficient is limited by a limit value.
Vorzugsweise umfasst der Filter weniger als zwanzig oder weniger als fünfzehn, insbesondere dreizehn Koeffizienten. Dies spart Speicherplatz und reduziert den Rechenaufwand bei ausrechend hoher Güte der ermittelten Übertragungsfunktion.Preferably, the filter comprises less than twenty or less than fifteen, in particular thirteen coefficients. This saves memory space and reduces the computational effort with a high quality of the determined transfer function.
Vorzugsweise ist die Antriebsstrangkomponente eine automatisierte Reibkupplung, wobei als die Information über die Ist-Betriebsgröße Information über eine momentane Drehzahl der automatisierten Reibkupplung erfasst wird, und wobei die automatisierte Reibkupplung abhängig von Information über ein Soll-Kupplungsmoment als Information über die Soll-Betriebsgröße angetrieben wird. Damit kann während des Betriebs des Kraftfahrzeugs eine Übertragungsfunktion für eine automatisierte Reibkupplung des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Die Übertragungsfunktion kann zur Verminderung von Rupfschwingungen verwendet werden.Preferably, the powertrain component is an automated friction clutch, wherein as the information about the actual operating size information about a current speed of the automated friction clutch is detected, and wherein the automated friction clutch is driven depending on information about a desired clutch torque as information about the desired operating variable , This can be determined during operation of the motor vehicle, a transfer function for an automated friction clutch of the motor vehicle. The transfer function can be used to reduce juddering vibrations.
Vorzugsweise wird ein zeitlicher Verlauf der Soll-Betriebsgröße vorgegeben, die Information über die Ist-Betriebsgröße der Antriebsstrangkomponente während der zeitliche Verlauf vorgegeben wird zu einem Zeitpunkt erfasst, und der Ausgangswert des Filters mit unendlicher Impulsantwort abhängig von einem Momentan-Wert der Soll-Betriebsgröße zu diesem Zeitpunkt bestimmt. Dies ermögliche eine besonders gute Systemidentifikation der Antriebsstrangkomponente.Preferably, a time profile of the desired operating variable is specified, the information about the actual operating variable of the drive train component is predefined during the time course acquired at a time, and the output value of the filter with infinite impulse response depends on a current value of the desired operating variable determined at this time. This allows a particularly good system identification of the powertrain component.
Vorzugsweise wird der zeitliche Verlauf der Soll-Betriebsgröße als ein Pseudo Random Bit Stream für Soll-Kupplungsmomente vorgegeben. Der Pseudo Random Bit Stream stellt eine Art weißes Rauschen dar und beinhaltet die für die Systemidentifikation notwendigen Frequenzanteile.Preferably, the time profile of the desired operating variable is specified as a pseudo random bit stream for desired clutch torques. The pseudo random bit stream represents a kind of white noise and includes the frequency components necessary for the system identification.
Vorzugsweise wird nach einem Beginn der Vorgabe des zeitlichen Verlaufs der Soll-Betriebsgröße ermittelt, ob ein Einschwingvorgang der Antriebsstrangkomponente zu Ende ist, wobei der Zeitpunkt, zu dem die Information über die Ist-Betriebsgröße der Antriebsstrangkomponente erfasst wird zeitlich nach Ende des Einschwingvorgangs liegt. Beispielsweise wird eine Einschwingzeitdauer abgewartet.Preferably, after a start of specification of the time profile of the desired operating variable, it is determined whether a transient process of the drivetrain component has ended, wherein the time at which the information about the actual operating variable of the drivetrain component is detected is after the end of the transient process. For example, a settling time period is awaited.
Vorzugsweise wird während der zeitliche Verlauf der Soll-Betriebsgröße vorgegeben wird, wiederholt die Information über die Ist-Betriebsgröße der Antriebsstrangkomponente erfasst, der Ausgangswert des Filters mit unendlicher Impulsantwort bestimmt, und der wenigstens eine Koeffizient des Filters bestimmt. Dadurch werden Zeitverläufe von gemessener Ist-Betriebsgröße und bestimmten Ausgangswerten zur Bestimmung des wenigstens einen Koeffizienten verwendet.The information about the actual operating variable of the drivetrain component is detected repeatedly, the output value of the infinite impulse response filter is determined during the course of time of the nominal operating variable, and the at least one coefficient of the filter is determined. As a result, time profiles of the measured actual operating variable and specific output values are used to determine the at least one coefficient.
Vorzugsweise wird überprüft, ob ein Betriebszustand der Antriebsstrangkomponente, eines Antriebsstrangs, in dem die Antriebsstrangkomponente angeordnet ist, oder eines Kraftfahrzeugs, in dem die Antriebsstrangkomponente angeordnet ist, ein vorgegebener Betriebszustand ist, wobei der zeitliche Verlauf der Soll-Betriebsgröße vorgegeben wird, wenn der Betriebszustand dem vorgegebenen Betriebszustand entspricht. Dadurch wird sichergestellt, dass sich das Kraftfahrzeug in einem geeigneten Zustand, beispielsweise Kriechmodus, befindet, bevor die Systemidentifikation erfolgt.It is preferably checked whether an operating state of the drive train component, of a drive train in which the drive train component is arranged, or of a motor vehicle in which the drive train component is arranged, is a predetermined operating state, wherein the time profile of the desired operating variable is specified when the operating state corresponds to the specified operating condition. This ensures that the motor vehicle is in a suitable state, for example creep mode, before the system identification takes place.
Bezüglich der Vorrichtung sind ein Mikro-Prozessor, eine Eingangseinrichtung und eine Ausgabeeinrichtung vorgesehen, die ausgebildet sind, das Verfahren in einem Kraftfahrzeug während des Betriebs des Kraftfahrzeugs auszuführen, wobei die Ausgabeeinrichtung ausgebildet ist die Antriebsstrangkomponente abhängig von der Soll-Betriebsgröße für die Antriebsstrangkomponente anzusteuern, die Eingangseinrichtung ausgebildet ist die Information über die Ist-Betriebsgröße der Antriebsstrangkomponente, die an dem Abtrieb der Antriebsstrangkomponente erfasst wird, zu empfangen, und wobei der Mikro-Prozessor ausgebildet ist, den Ausgangswert des Filters mit unendlicher Impulsantwort abhängig von der Soll-Betriebsgröße zu bestimmen, und den wenigstens einen Koeffizienten des Filters abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs des Ausgangswerts mit der Ist-Betriebsgröße zu bestimmen.With respect to the device, a micro-processor, an input device and an output device are provided, which are designed to execute the method in a motor vehicle during operation of the motor vehicle, wherein the output device is designed to control the driveline component as a function of the nominal operating variable for the driveline component, the input means is adapted to receive the information about the actual operating magnitude of the powertrain component detected at the output of the driveline component, and wherein the micro-processor is configured to determine the output value of the infinite impulse response filter depending on the desired operating magnitude , and to determine the at least one coefficient of the filter depending on the result of the comparison of the output value with the actual operating variable.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
-
1 schematisch Teile eines Antriebsstrangs, -
2 einen zeitlichen Verlauf einer Soll-Betriebsgröße, -
3 Schritte in einem Verfahren zur Systemidentifikation, -
4 zeitliche Verläufe der Soll-Betriebsgröße und einer Ist-Betriebsgröße, -
5 schematisch Details einer Systemidentifikation.
-
1 schematically parts of a powertrain, -
2 a temporal course of a target operating variable, -
3 Steps in a system identification procedure, -
4 time profiles of the desired operating variable and an actual operating variable, -
5 schematically details of a system identification.
Die Antriebskomponente
Die Vorrichtung
Die Vorrichtung
Die Kupplungs-Steuerungssoftware ist im Beispiel ausgebildet, abhängig von einem vorgegebenen Kupplungsmoment
Die Ausgabeeinrichtung ist ausgebildet, die Antriebsstrangkomponente
Die Eingangseinrichtung ist beispielsweise dazu ausgebildet Information über eine Getriebeeingangsdrehzahl als die Information über die Ist-Betriebsgröße n der Antriebskomponente
Die Vorrichtung
Der Mikro-Prozessor ist ausgebildet, wie im Folgenden beschrieben, einen Ausgangswert eines Filters mit unendlicher Impulsantwort abhängig von der Soll-Betriebsgröße M zu bestimmen, und wenigstens einen Koeffizienten des Filters abhängig von einem Ergebnis eines Vergleichs des Ausgangswerts mit der Ist-Betriebsgröße n zu bestimmen.The micro-processor is configured to determine an output value of an infinite impulse response filter depending on the target operation amount M as described below, and to add at least one coefficient of the filter depending on a result of comparing the output value with the actual operation amount n determine.
Die Vorrichtung
Es können auch andere Frequenzen und andere zeitliche Verläufe SM(t) verwendet werden. Günstig sind zeitliche Verläufe SM(t) die näherungsweise weißes Rauschen darstellen oder die für die Systemidentifikation erforderlichen Frequenzanteile umfassen.Other frequencies and other time histories SM (t) may also be used. Conveniently, temporal courses SM (t) representing approximately white noise or comprising the frequency components required for the system identification.
Der Antrieb der Antriebsstrangkomponente
Eine Anpassung des wenigstens einen Koeffizienten wird beispielsweise abhängig von dem Ergebnis eines Vergleichs des Ausgangswerts mit der Information über die Ist-Betriebsgröße n bestimmt. Die Anpassung oder der Koeffizient wird dabei im Beispiel durch einen Grenzwert begrenzt. Dadurch wird die Systemidentifikation robuster gegen Störungen.An adaptation of the at least one coefficient is determined, for example, depending on the result of a comparison of the output value with the information about the actual operating variable n. The adaptation or the coefficient is limited in the example by a limit. This makes the system identification more robust against interference.
Vorzugsweise umfasst der Filter weniger als zwanzig oder weniger als fünfzehn, insbesondere dreizehn Koeffizienten. Dies spart Speicherplatz und reduziert den Rechenaufwand bei ausreichend hoher Güte der ermittelten Übertragungsfunktion. Beispielsweise werden für einen diskreten Filter mit unendlicher Impulsantwort dritter Ordnung, d.h. ein Filter mit drei Verzögerungsgliedern, nur vier diskrete Messwerte verwendet.Preferably, the filter comprises less than twenty or less than fifteen, in particular thirteen coefficients. This saves memory space and reduces the computational effort with sufficiently high quality of the determined transfer function. For example, for a third order infinite impulse response discrete filter, i. a filter with three delay elements, only four discrete readings used.
Vorzugsweise wird nur eine vorgegebene Anzahl an Messwerten, beispielsweise nur vier diskrete Messwerte, verwendet. Vorzugsweise wird die Ist-Betriebsgröße n zur Erzeugung der Information über die Ist-Betriebsgröße mit einer Abtastfrequenz von 50 Hz abgetastet. Dies ist für die Abtastung in einem Frequenzbereich zwischen 0 und 25 Hz ausreichen, in dem sich die Schwingungen der automatisierten Reibkupplung üblicherweise bewegen.Preferably, only a predetermined number of measured values, for example only four discrete measured values, are used. Preferably, the actual operating variable n is sampled to generate the information about the actual operating variable with a sampling frequency of 50 Hz. This is sufficient for sampling in a frequency range between 0 and 25 Hz, in which the vibrations of the automated friction clutch usually move.
Nach dem Start des Verfahrens wird in einem optionalen Schritt
Vorzugsweise wird überprüft, ob ein Betriebszustand der Antriebsstrangkomponente
Wenn der vorgegebene Betriebszustand vorliegt, sich beispielsweise das Kraftfahrzeug
Im Schritt
Anschließend wird ein Schritt
Im Schritt
Anschließend wird ein optionaler Schritt
Im Schritt
Im Schritt
Die Information über die Ist-Betriebsgröße n der Antriebsstrangkomponente
Anschließend wird ein Schritt
Im Schritt
- µ: Faktor für Lernrate
- xf: Filterzustandsvektor.
- μ: factor for learning rate
- x f : filter state vector.
Die Übertragungsfunktion G(z) des Filters ist
b0, ... bp, Koeffizienten eines zweiten Filters B für das rückgekoppelte Ausgangssignal mit Filterordnung p.The transfer function G (z) of the filter is
b 0 , ... b p , coefficients of a second filter B for the feedback output signal with filter order p.
Ein Filterausgang des ersten Filters A wird mit dem über den zweiten Filter B zurückgekoppelten Ausgangssignal addiert.A filter output of the first filter A is added to the output signal coupled back via the second filter B.
Der Vektor der Koeffizienten w wird aus den Koeffizienten a0, ... ao, b0, ... bp gebildet.The vector of the coefficients w is formed from the coefficients a 0 ,... A o , b 0 ,... B p .
Anschließend erfolgt eine Adaption des Filters mit den neuen Koeffizienten, d.h. die neuen Koeffizienten werden im nächsten Rechenschritt verwendet.Subsequently, the filter is adapted with the new coefficients, i. the new coefficients will be used in the next step.
Anschließend wird ein Schritt
Im Schritt
Im Schritt
Anschließend wird ein Schritt
Im Schritt
Anschließend endet das Verfahren.Then the process ends.
Ein derartig implementierter Filter mit unendlicher Impulsantwort kann im Steuergerät für das Kraftfahrzeug
Im Beispiel ist die Antriebsstrangkomponente
Die Reaktion der Ist-Betriebsgröße n, im Beispiel der Getriebeeingangsdrehzahl, ist im oberen Teil von
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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