SE529494C2

SE529494C2 - Method, apparatus and system for controlling an electropneumatic actuator

Info

Publication number: SE529494C2
Application number: SE0502195A
Authority: SE
Inventors: Glenn-Ole Kaasa
Original assignee: Kongsberg Automotive As
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2005-10-05
Publication date: 2007-08-28
Also published as: WO2007040404A1; SE0502195L

Abstract

The invention relates to a method, a control device and a system for controlling an electro-pneumatic actuator in accordance with a reference input. The method comprises the steps of providing the reference input, providing a measurement signal representative of the actuator position, calculating estimates of unmeasured states in the actuator based on the position measurement and a control signal, calculating the control signal based on the reference input and the estimates of the unmeasured states, and supplying the control signal as an input signal to the electro-pneumatic actuator. The estimates are calculated by means of an observer which comprises a non-linear model of the pressure dynamics of the actuator and of the actuator load characteristics. A reference model is included for providing derivatives of a primary reference. The invention is particularly applicable for controlling a clutch actuator in a vehicle.

Description

25 30 35 529 494 ytterligare sensorer i aktiveringsorganet, vilket resulterar i högre kostnader och en ytterligare felkälla. 529 494 494 additional sensors in the actuating means, resulting in higher costs and an additional source of error.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en metod, en anordning, ett dataprogram och ett system för att styra ett elektropneumatiskt aktiveringsorgan i överensstämmelse med en referensinmatning.DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method, an apparatus, a computer program and a system for controlling an electropneumatic actuating means in accordance with a reference input.

Ett annat syfte med uppﬁnningen är att erbjuda sådana lösningar speciellt anpassade för den ickelinjära beskaffenheten på det elektropneumatiska aktiveringsorganet. Ännu ett annat syfte med uppﬁnningen är att erbjuda sådana lösningar som är baserade enbart på en positionsfeedback från aktiveringsorganet, varigenom således behovet av ytterligare sensorer i aktiveringsorganet undanröj s, vilka representerar ytterligare kostnader och möjliga felkällor.Another object of the invention is to provide such solutions specially adapted to the non-linear nature of the electropneumatic actuating means. Yet another object of the invention is to provide such solutions which are based solely on a position feedback from the activating means, thereby eliminating the need for additional sensors in the activating means, which represent additional costs and possible sources of error.

Ett ytterligare syfte med uppﬁmringen är att erbjuda sådana lösningar, som resulterar i en stadig reglering av det elektropneumatiska aktiveringsorganet, dvs. att det effektivt hanterar modellosäkerheter och minskar möjliga störningar, t ex beroende på åldrande, slitage och temperaturvariationer. Åtminstone en del av ovannämnda syften uppnås med en metod, en anordning, ett dataprogram och ett system som anges i bifogade, självständiga krav.A further purpose of the call is to offer such solutions, which result in a stable regulation of the electropneumatic activating means, ie. that it effectively handles model uncertainties and reduces possible disturbances, eg due to aging, wear and temperature variations. At least some of the above objects are achieved by a method, apparatus, computer program and system set forth in the appended independent claims.

Ytterligare fördelaktiga egenskaper anges i underkraven.Additional advantageous properties are stated in the subclaims.

KORT FIGURBESKRIVNING Föreliggande uppﬁnning kommer att beskrivas i detalj nedan tillsammans med bifogade ritningar, av vilka: Fig. l utgör ett schematiskt blockdiagram som visar ett system som arbetar enligt föreliggande uppﬁnning, Fig. 2 utgör ett schematiskt blockdiagram som visar principerna för ett elektro- pneurnatiskt kopplingsaktiveringsorgan, Fig. 3 utgör ett schematiskt blockdiagrarn som visar konstruktionen av en styr- anordning i enlighet med föreliggande uppfinning, 10 15 20 25 30 35 529 494 Fig. 4 utgör ett ﬂödesschema som schematiskt visar en metod enligt föreliggande uppfinning, , Fig. 5 utgör ett schematiskt blockdiagram som visar ett exempel på implementering av en observatör, Fig. 6 utgör ett schematiskt blockdiagrain som visar ett exempel på implementering av en kontroller, Fi g. 7 utgör ett schematiskt blockdiagram som visar ett exempel på implementering av en referensmodell, och F i g. 8 utgör ett diagram som visar ett exempel på kännetecken på belastning.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be described in detail below together with the accompanying drawings, of which: Fig. 1 is a schematic block diagram showing a system operating in accordance with the present invention, Fig. 2 is a schematic block diagram showing the principles of an electro-pneumatic Fig. 3 is a schematic block diagram showing the construction of a control device in accordance with the present invention, Fig. 4 is a flow chart schematically showing a method according to the present invention, Fig. 5 Fig. 6 is a schematic block diagram showing an example of implementing an observer, Fig. 6 is a schematic block diagram showing an example of implementing a controller, Fig. 7 is a schematic block diagram showing an example of implementing a reference model, and F in g. 8 is a diagram showing an example of load characteristics.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINN INGEN F ig. 1 utgör ett schematiskt blockdiagram som visar ett system som arbetar enligt föreliggande uppfinning.DETAILED DESCRIPTION OF INVENTION NO F fig. 1 is a schematic block diagram showing a system operating in accordance with the present invention.

Blockdiagrammet i Fig. 1 visar schematiskt en styranordning 100 för att styra ett elektropneumatiskt aktiveringsorgan enligt en referensinmatning. I detta utförings- exempel är aktiveringsorganet ett elektropneumatiskt aktiveringsorgan för en koppling, som är anordnat att aktivera en koppling i ett motorfordons drivlina, såsom en lastbil. Även om en fordonskoppling speciﬁceras häri som ett applikationsexempel, inser fackmän inom området lätt att principema för föreliggande uppfinning kan appliceras även på andra system och applikationer, i vilka positionen för ett elektropneumatiskt aktiveringsorgan skall styras i överensstämmelse med en referensinmatning.The block diagram in Fig. 1 schematically shows a control device 100 for controlling an electropneumatic actuating means according to a reference input. In this exemplary embodiment, the actuating means is an electropneumatic actuating means for a clutch, which is arranged to activate a clutch in the driveline of a motor vehicle, such as a truck. Although a vehicle coupling is specified herein as an application example, those skilled in the art will readily appreciate that the principles of the present invention may be applied to other systems and applications in which the position of an electropneumatic actuator is to be controlled in accordance with a reference input.

I Fig. 1 innefattar ett motorfordon (visas ej) en motor 110, vanligen en förbrännings- » motor såsom en dieselmotor. Motorn 110 åstadkommer vridmoment på en roterbar motoraxel 112, som är kopplad till en friktionskoppling 120. F riktionskopplingen 120 innefattar en axiellt fast monterad ﬁiktionsplatta 122 och en axiellt rörligt ﬁiktionsplatta 124. Plattorna är anordnade att komma i ingrepp fullständigt, delvis eller inte alls. ' Ett mål för styruppgiften är att hämta graden av ingrepp mellan kopplingsplattom 122, 124 enligt en primärreferensinmatriing 142 som tillhandahålls av ett primärreferens- organ 140. I det visade exemplet är primärreferensorganet 140 en kopplingspedal eller ett kopplingsorgan av typ CBW (clutch by Wire), som manövreras av fordonsföraren.In Fig. 1, a motor vehicle (not shown) comprises an engine 110, usually an internal combustion engine such as a diesel engine. The motor 110 provides torque on a rotatable motor shaft 112 which is coupled to a friction clutch 120. The friction clutch 120 includes an axially fixedly mounted friction plate 122 and an axially movable friction plate 124. The plates are arranged to engage completely, partially or not at all. An object of the control task is to retrieve the degree of engagement between the clutch plates 122, 124 according to a primary reference means 142 provided by a primary reference means 140. In the example shown, the primary reference means 140 is a clutch by wire clutch pedal or clutch means. operated by the driver.

Alternativt kan primârreferensorganet 140 vara en automatiserad manuell transmissions- anordning (AMT). Vid varje tillfälle representerar primärreferensinmatningssignalen 10 15 20 25 30 529 494 4 142 den önskade positionen för den axiellt rörliga plattan 124 relativt den axiellt stationära plattan 122 i kopplingen 120.Alternatively, the primary reference means 140 may be an automated manual transmission device (AMT). In each case, the primary reference input signal 10 represents the desired position of the axially movable plate 124 relative to the axially stationary plate 122 in the clutch 120.

Den axiellt rörliga friktionsplattan 124 levererar vridmoment till transmissionen 130, som dessutom är ansluten till fordonets diivaxel (visas ej).The axially movable friction plate 124 delivers torque to the transmission 130, which is also connected to the vehicle's drive shaft (not shown).

Den rörliga friktionsplattan 124 positioneras axiellt av ett elektropneumatiskt kopplings- aktiveringsorgan 180. Kopplingsaktiveringsorganet 180 beskrivs mer i detalj med hänvisning till Fig. 2.The movable friction plate 124 is positioned axially by an electropneumatic clutch actuator 180. The clutch actuator 180 is described in more detail with reference to Fig. 2.

En signal som representerar den axiella positionen för den rörliga friktionsplattan 124 uppmäts av en positionssensor 190. Eftersom kopplingsalctiveringsorganet är direkt kopplat till den rörliga friktionsplattan, kan positionssensorn 190 vara inkluderad som en del av aktiveringsorganet 180. Positionssensorn tillhandahåller den uppmätta positionssignalen 192.A signal representing the axial position of the movable friction plate 124 is measured by a position sensor 190. Since the clutch activating means is directly connected to the moving friction plate, the position sensor 190 may be included as part of the activating means 180. The position sensor provides the measured position signal 192.

Den uppmätta positionssignalen 192 matas in i observatom 170. En styrsignal 162 som levereras av en kontroller 160 matas också in i observatom. Observatorn 170 är anordnad att göra en uppskattning 172 av åtminstone ett ickeuppmätt tillstånd i det elektropneumatiska aktiveringsorganet 180 baserad på den uppmätta positionssignalen 192 och styrsignalen 162. i Observatom 170 innefattar en modell anordnad för att simulera dynamiken i det elektropneumatiska aktiveringsorganet.The measured position signal 192 is input to the observer 170. A control signal 162 provided by a controller 160 is also input to the observer. The observer 170 is arranged to make an estimate 172 of at least one non-measured state in the electropneumatic activating means 180 based on the measured position signal 192 and the control signal 162. in the observatory 170 comprises a model arranged to simulate the dynamics of the electropneumatic activating means.

Modellen är företrädesvis ickelinjär. Med fördel innefattar den ickelinj ära modellen en modell för tryckdynamiken i det elektropneumatiska kopplingsaktiveringsorganet.The model is preferably non-linear. Advantageously, the non-linear model includes a model for the pressure dynamics of the electropneumatic clutch actuating means.

Med fördel innefattar den ickelinjära modellen även en modell avseende kännetecken på aldtiveringsorganets belastning, i synnerhet ett kännetecken på belastningen på en kopplingstjäder och ett kännetecken på friktionsbelastningen på kopplingen.Advantageously, the non-linear model also comprises a model regarding characteristics of the load of the actuating means, in particular a characteristic of the load on a clutch spring and a characteristic of the frictional load on the clutch.

Manövreringen av observatom beskrivs mer i detalj med hänvisning till F ig. 5.The operation of the observer is described in more detail with reference to Figs. 5.

Kontrollem 160 är anordnad att beräkna ovannämnda styrsignal 162 baserat på referensinmamingen 152 och uppskattningen 172 av åtminstone ett ickeuppmätt tillstånd. 10 15 20 25 35 529 494 5 Manövreringen av kontrollern 160 beskrivs mer i detalj med hänvisning till Fig. 6.The controller 160 is arranged to calculate the above-mentioned control signal 162 based on the reference frame 152 and the estimate 172 of at least one unmeasured state. The operation of the controller 160 is described in more detail with reference to Fig. 6.

Styrsignalsutmatriingen 162 levereras som en inmatningssignal till det elektro- pneumatiska kopplingsalctiveringsorganet 180.The control signal output 162 is supplied as an input signal to the electro-pneumatic clutch actuator 180.

Referensinmatningen till kontrollern 160 är företrädesvis ansluten till utmatningen av en referensmodell 150 som levereras av primärreferensinmatningen 142, dvs. den signal som tillhandahålls av CBW-anordningen (kopplingspedalen) eller AMT-anordningen Manövreringen av referensmodellen 150 beskrivs mer i detalj med hänvisning till Fig. 7.The reference input to the controller 160 is preferably connected to the output of a reference model 150 which is supplied by the primary reference input 142, i.e. the signal provided by the CBW device (clutch pedal) or the AMT device The operation of the reference model 150 is described in more detail with reference to Fig. 7.

Fi g. 2 utgör ett schematiskt blockdiagram som visar principerna för ett elektro- pneumatiskt kopplingsaktiveringsorgan.Fig. 2 is a schematic block diagram showing the principles of an electro-pneumatic clutch actuating means.

Aktiveringsorganet 180 styrs av en sluten central trevägs proportionsventil. Styrorganet 100 åstadkommer en styrsignalsutrnatning 162 till proportionsventilen baserad på referensinmatningen 142 och positionssignalen 182 som åstadkoms av positionssensorn 190. Aktiveringsorganets 180 position 192 styrs således genom manövrering av styrsignalen 162 så att den genererar nödvändigt tryck pA i tillämplig kammare i aktiveringsorganet.The actuating means 180 is controlled by a closed central three-way proportional valve. The control means 100 provides a control signal output 162 to the proportional valve based on the reference input 142 and the position signal 182 provided by the position sensor 190. The position 192 of the actuating means 180 is thus controlled by operating the control signal 162 so as to generate necessary pressure pA in the actuating chamber.

I detta exempel visas för enkelhets skull en proportionsventil. Fackmän inom området y inser enkelt att on/off-ventiler lika gärna kan användas.In this example, for the sake of simplicity, a proportional valve is shown. Those skilled in the art of y will readily appreciate that on / off valves may be used as well.

F ig. 3 utgör ett schematiskt blockdiagrarn som visar konstruktionen av en styranordning i överensstämmelse med föreliggande uppﬁnning.F ig. 3 is a schematic block diagram showing the construction of a control device in accordance with the present invention.

Styranordningen är företrädesvis implementerad som en funktionell del av en anordning känd inom bilindustrin som en elektronisk styrenhet (ECU).The control device is preferably implemented as a functional part of a device known in the automotive industry as an electronic control unit (ECU).

En elektronisk styrenhet (ECU) är en eentraliserad digital styrenhet anordnad i ett fordon, som kan användas för att styra olika funktioner i fordonet. ECU:n kan exempelvis styra motorfunktioner såsom bränsleinsprutning eller bromsfunktioner såsom driften av låsningsfria bromsar. Alternativt eller som tillägg kan ECUzn styra 10 15 20 25 30 35 529 494 fordonstransmissionsﬁirildioner. När det gäller en automatisk transmission kan ECU:n exempelvis ställa in parametrar som är förenade med automatiska transmissionssätt.An electronic control unit (ECU) is a centralized digital control unit arranged in a vehicle, which can be used to control various functions in the vehicle. The ECU can, for example, control engine functions such as fuel injection or brake functions such as the operation of anti-lock brakes. Alternatively or in addition, the ECU may control 10 15 20 25 30 35 529 494 vehicle transmission ﬁ irildions. In the case of an automatic transmission, the ECU can, for example, set parameters that are associated with automatic transmission modes.

I föreliggande uppfinning kan en speciell ECU vara anordnad och konﬁgurerad i överensstämmelse med uppﬁnningen för att styra ett elektropneumatiskt kopplings- aktiveringsorgan i fordonet.In the present invention, a special ECU may be provided and configured in accordance with the invention to control an electropneumatic clutch actuator in the vehicle.

Den konstruktiva utformningen av hårdvaran för styranordningen 100, som kan vara en ECU, visas i Fig. 3.The constructive design of the hardware for the controller 100, which may be an ECU, is shown in Fig. 3.

Styranordningen 100 innefattar en intern buss 310 som är operativt ansluten till en processor 350, i synnerhet en mikroprocessor. Minnet 320 är operativt anslutet till bussen 310. Minnet 320 innefattar en RAM-del 330 för lagring av temporära data under bearbetningen, och en beständig minnesdel 340, såsom en Flashminnesdel, för lagring av programinstruktioner och fasta data.The control device 100 comprises an internal bus 310 which is operatively connected to a processor 350, in particular a microprocessor. The memory 320 is operatively connected to the bus 310. The memory 320 includes a RAM portion 330 for storing temporary data during processing, and a persistent memory portion 340, such as a Flash memory portion, for storing program instructions and fixed data.

Referensinmatningen 142 matas till I/O-adaptern 360, som är operativt ansluten till bussen 310. Detta gör det möjligt för processorn 350 att avläsa referensinmatningen l 42.The reference input 142 is fed to the I / O adapter 360, which is operatively connected to the bus 310. This enables the processor 350 to read the reference input 142.

På samma sätt matas inmatningen 192 avseende uppmätt position till I/O-adaptern 360.Similarly, the measured position input 192 is fed to the I / O adapter 360.

Utmatningssignalen 162 som levereras av I/O-adaptem 360 är operativt ansluten till styﬁnmatningen för det elektropneumatiska aktiveringsorganet 180. Även om signalerna visas som separata signallinjer för att förenkla illustrationen, kommer fackrnän inom området att inse att speciell digital bussteknologi som allmänt används i bilindustrin, såsom CAN -bussen, med fördel kan användas för kommunika- tion mellan ECU:s och de externa komponenterna såsom aktiveringsorganet och positionssensom.The output signal 162 provided by the I / O adapter 360 is operatively connected to the power supply for the electropneumatic actuator 180. Although the signals are shown as separate signal lines to simplify illustration, those skilled in the art will recognize that particular digital bus technology commonly used in the automotive industry such as the CAN bus, can be used to advantage for communication between the ECU and the external components such as the actuator and the position sensor.

I enlighet med föreliggande uppfinning innefattar minnet 320, och i synnerhet den beständiga minnesdelen 340, processorinstruktioner som förrnår processorn 350 att genomföra en metod enligt föreliggande uppﬁnning, såsom beskrivs i detalj nedan med speciell hänvisning till F ig. 4. l0 15 20 25 35 529 494 Företrädesvis används en ECU. I detta fall kan hårdvarukonstruktionen enligt Fig. 3 representera hela ECU:n. Ett operativsystem som är inkluderat i rnínnet 320 är avsett för _ lågnivåstyrning av hårdvaran och för att möjliggöra högnivåmässiga dataprogram- moduler eller delar som finns i minnet 320 att implementeras i olika styrfunktioner som hänför sig till fordonets drift. Föreliggande uppﬁnning kan i detta fall förverkligas medelst den beskrivna delade hårdvarukonstrulctionen och en dataprogramdel som genomtör metoden i överensstämmelse med uppfinningen och arbetar tillsammans med operativsystemet.In accordance with the present invention, the memory 320, and in particular the persistent memory portion 340, includes processor instructions which cause the processor 350 to perform a method of the present invention, as described in detail below with particular reference to Figs. 4. l0 15 20 25 35 529 494 Preferably an ECU is used. In this case, the hardware structure of Fig. 3 may represent the entire ECU. An operating system included in the memory 320 is intended for low level control of the hardware and to enable high level computer program modules or parts contained in the memory 320 to be implemented in various control functions relating to the operation of the vehicle. The present invention can in this case be realized by means of the described shared hardware construction and a computer program part which implements the method in accordance with the invention and works together with the operating system.

Alternativt kan styranordningen vara implementerad som en separat enhet, t ex som en separat enhet liknande den ECU som visas i Fig. 3.Alternatively, the control device may be implemented as a separate unit, for example as a separate unit similar to the ECU shown in Fig. 3.

F ig. 4 utgör ett flödesschema som schematiskt visar en metod enligt uppﬁnningen.F ig. 4 is a flow chart schematically showing a method according to the invention.

Syftet med metoden är att styra ett elektropneumatiskt aktiveringsorgan, såsom ett kopplingsaldiveringsorgan i ett fordon i överensstämmelse med en referensinmatning.The purpose of the method is to control an electropneumatic actuating means, such as a clutch actuating means in a vehicle in accordance with a reference input.

Metoden startar vid inledningssteget 400.The method starts at the initial step 400.

Först vidtas åtgärder för referensinmatningen i referenstörsörjningssteget 410. Detta steg innefattar företrädesvis understegen att - ombesörja en primärreferensinmatning, och - filtrera primärreferensinmatningen med en referensmodell.First, steps are taken for the reference input in the reference interference supply step 410. This step preferably includes the sub-steps of - providing a primary reference input, and - filtering the primary reference input with a reference model.

Primärreferensinmatnin gen levereras företrädesvis av en CBW-signal eller en AMT- signal.The primary reference input is preferably provided by a CBW signal or an AMT signal.

En läinplig referensmodell som används i referensförsörjningssteget 410 beskrivs nedan ytterligare med hänvisning till Fig. 7.A suitable reference model used in the reference supply step 410 is further described below with reference to Fig. 7.

Därefter tillhandahålls, i steg 420, en mätsignal som representerar aktiveringsorganets position. Företrädesvis innefattar detta steg avläsning av en positionssensor i det elektropneumatiska aktiveringsorganet Sedan görs, i steg 420, en beräkning av åtminstone ett ickeuppmätt tillstånd i det elelctropneumatiska aktíveringsorganet baserat på mâtsignalen och en styrsignal. Detta steg innefattar företrädesvis manövrering av en ickelinjär modell som simulerar det elektropneumatiska aktiveringsorganets dynamik. Den ickelinj ära modellen innefattar 10 15 20 25 35 529 494 8 företrädesvis en modell avseende tryckdynamiken i det elektropneumatiska aktiverings- organet.Then, in step 420, a measurement signal is provided which represents the position of the activating means. Preferably, this step comprises reading a position sensor in the electropneumatic actuating means Then, in step 420, a calculation is made of at least one non-measured state in the electropneumatic actuating means based on the measuring signal and a control signal. This step preferably involves operating a non-linear model that simulates the dynamics of the electropneumatic actuator. The non-linear model preferably comprises a model regarding the pressure dynamics in the electropneumatic actuating means.

Den ickelinjära modellen innefattar företrädesvis en modell av kärmetecknen på aktiveringsorganets belastning, innefattande ett kännetecken på ﬁäderbelastning och ett kännetecken på friktionsbelastriing.The non-linear model preferably comprises a model of the characteristic signs of the load of the actuating means, comprising a characteristic of spring load and a characteristic of frictional loading.

En lämplig observator som används i uppskatmingssteget 430 beskrivs ytterligare nedan med hänvisning till Fig. 5.A suitable observer used in the estimation step 430 is further described below with reference to Fig. 5.

Därefter beräknas, i steg 440, styrsignalen med utgångspunkt från referensinmatningen och uppskattningen av ett ickeuppmätt tillstånd; En lämplig kontroller som används i styrsignalberäkningssteget beskrivs ytterligare nedan med hänvisning till Fig. 6.Then, in step 440, the control signal is calculated based on the reference input and the estimate of an unmeasured state; A suitable controller used in the control signal calculation step is further described below with reference to Fig. 6.

Vidare, i steg 450, levereras den beräknade styrsignalen som en inrnatningssignal till det elektropneumatiska aktiveringsorganet.Further, in step 450, the calculated control signal is supplied as an actuation signal to the electropneumatic actuating means.

Fig. 5 utgör ett schematiskt blockdiagram som visar ett exempel på implementering av en observator 170.Fig. 5 is a schematic block diagram showing an example of implementing an observer 170.

Syftet med observatorn 170, som i princip visas i Fig. 1 och mer i detalj i Fig. 5, är att genomföra uppskattningsberäkriingssteget 430 som nämns med hänvisning till Fig. 4 ovan.The purpose of the observer 170, shown in principle in Fig. 1 and in more detail in Fig. 5, is to perform the estimation calculation step 430 mentioned with reference to Fig. 4 above.

Mer speciﬁkt är syftet med observatom att tillhandahålla uppskattningar över ickeupp- mätta tillstånd i det elektropneumatiska aktiveringsorgan på grundval av den positions- signal 192 som levereras av positionssensom 190 och styrsignalen 162 som levereras av kontrollern 160. Mer bestämt gör estimatorn beräkningar avseende aktiveringsorganets hastighet och tryck.More specifically, the purpose of the observer is to provide estimates of unmeasured states in the electropneumatic actuator based on the position signal 192 provided by the position sensor 190 and the control signal 162 provided by the controller 160. More specifically, the estimator makes calculations regarding the actuator speed and pressure. .

För att göra en beräkning av dessa ickeuppmätta tillstånd i aktiveringsorganet är observatom anpassad till att driva en modell som simulerar det elektropneumatiska aktiveringsorganets dynamik. Modellen är ickelinjär och den är anordnad att utforma aktiveringsorganets tryckdynamik. 10 15 20 25 30 529 494 Modellen är även anordnad för utformning av kännetecken avseende aktiverings- organets belastning, i synnerhet ett kännetecken för belastningen på en kopplingsfj âder och ett kännetecken på friktionsbelastning i kopplingen.To make a calculation of these non-measured states in the actuating means, the observer is adapted to operate a model that simulates the dynamics of the electropneumatic actuating means. The model is non-linear and it is arranged to design the pressure dynamics of the activating means. The model is also arranged for designing characteristics regarding the load of the actuating member, in particular a characteristic of the load on a coupling spring and a characteristic of frictional load in the coupling.

Observatom kan likaså beskrivas med följande state-space-modell, dvs. med följ ande uppsättning av differentialekvationer: Jš=ç+KxlJ'_.í') _ iﬁIAﬁ-Aafn(y,p.v.i)-f,(y,p,v,f)]+feb-t) ' (n ø=ïöi-ae+f varvid f* är den beräknade positionen och f' är den beräknade hastigheten för kopp- lingsaktiveringsorganet, medan 15 är det beräknade trycket i kopplingsaktiverings- organet. I överensstämmelse med allmänna begrepp indikerar den diakritiska punken (') tidsderivata.The observer can also be described with the following state-space model, ie. with the following set of differential equations: Jš = ç + KxlJ '_. í') _ i ﬁ IA ﬁ- Aafn (y, pvi) -f, (y, p, v, f)] + feb-t) '(n ø = ïöi-ae + f where f * is the calculated position and f 'is the calculated velocity of the clutch actuator, while 15 is the calculated pressure in the clutch actuator.

Belastriingsfurildionen f;(y, p, v,t) motsvarar elementet betecknat "ickelinjär belastning" i Fig. 5. Belastriingsﬁirilrtionen är anordnad att åstadkomma den belastningskraftsignal, som i allmänhet kan vara ickelinjär och beroende av aktiveringsorganets position y, tryck p, hastighet v och tid t. Den mest signifikanta variabeln är positionen y, så i en förenklad implementering kan belastningsfunktionen endast vara beroende av positionen y. Kännetecknen på belastningsﬁmlctionen f; (y, p, v, t), eller i det förenklade fallet f; (y), kan rutinmässigt bestämmas i förväg med experimentella test av det elektropneumatiska aktiveringsorganet.The load furil dion f; and time t. The most significant variable is the position y, so in a simplified implementation the load function can only depend on the position y. The characteristics of the load function f; (y, p, v, t), or in the simplified case f; (y), can be routinely determined in advance by experimental tests of the electropneumatic actuating means.

F riktionsfunktionen ﬂy, p, v,t) motsvarar elementet betecknat "ickelinjär friktion" i Fig. 5. F riktionsﬁnildionen är anordnad att åstadkomma den ickelinj ära fiiktionskraft- signalen, som i allmänhet kan vara ickelinjär och beroende av aktiveringsorganets position y, tryck p, hastighet v och tid t. Det mest signifikanta variablerna är hastigheten v och trycket p, så i en förenklad implementering kan friktionsfunktionen vara beroende endast av hastigheten v och trycket p. Kännetecknen på friktionfunktionen jj»(y, p, v, t) eller i det förenklade fallet, ﬁßø, p) kan rutinmässigt bestämmas i förväg med experimentella test av det elektropneumatiska aktiveringsorganet.The friction function ﬂ y, p, v, t) corresponds to the element denoted "non-linear friction" in Fig. 5. The friction ion dione is arranged to produce the non-linear friction force signal, which can generally be non-linear and depending on the position y of the activating means, press p , velocity v and time t. The most significant variables are velocity v and pressure p, so in a simplified implementation the friction function can depend only on velocity v and pressure p. The characteristics of the friction function jj »(y, p, v, t) or in the simplified case, ﬁ ßø, p) can be routinely determined in advance by experimental tests of the electropneumatic actuating means.

Ett exempel på en experimentell test för bestämning i förväg av ﬁ och ffkan förklaras som följ er, med hänvisning till Fig. 8. Den horisontella axeln visar aktiveringsorganets 10 15 20 25 30 529 494 10 position y, medan den vertikala axeln visar den applicerade kraften f En linjär fjäder kan användas som en anordning för mätning av kraften. Genom att ansluta en sådan fjäder till belastningen är det möjligt att fastställa den kraft som behövs för att få belastningen i en viss position. Genom mätning av kraften vid ﬂera positioner erhålls ett kännetecken på belastning med hysteres, såsom det diagram som visas i Fig. 8. En stigande position för belastningen resulterar i diagramsegmentet betecknatﬁ , medan fallande position resulterar i den kurva som kallas ﬁ;. Fackmän inom området kommer att inser att ovanstående exempel endast ges i belysande syfte, och att ﬂera andra möjligheter existerar för att i förväg bestämma ﬁirilaionernaﬁ och jjf. När ett lämpligt datapaket har begärts för f(y), kan ﬁ och j? fastställas som: f' (y) i: å' fn (Y) f,=ft;@@l Sa ”l Friktionskraftsﬁnilctionenﬁ kan förbättras ytterligare genom tillägg av ﬂera termer för att inkludera ytterligare friktionseffekter, såsom tryckberoende ﬁiktion, positions- beroende friktion och viskös dämpning.An example of an experimental test for predetermining ﬁ and ffkan is explained as follows, with reference to Fig. 8. The horizontal axis shows the position y of the actuating member 10, while the vertical axis shows the applied force f A linear spring can be used as a device for measuring the force. By connecting such a spring to the load, it is possible to determine the force needed to get the load in a certain position. By measuring the force at ﬂ your positions, a characteristic of load with hysteresis is obtained, such as the diagram shown in Fig. 8. A rising position of the load results in the diagram segment denoted ﬁ, while falling position results in the curve called ﬁ ;. Those skilled in the art will recognize that the above examples are given for illustrative purposes only, and that andra your other possibilities exist for determining in advance ﬁ irilaions ﬁ and cf. When a suitable data packet has been requested for f (y), can ﬁ and j? determined as: f '(y) i: å' fn (Y) f, = ft; @@ l Sa ”l The friction force ﬁ nilction ﬁ can be further improved by adding ﬂ your terms to include additional friction effects, such as pressure-dependent ﬁ friction, position-dependent friction and viscous cushioning.

Flödesfunktionen m0), u) motsvarar elementet betecknat "ickelinjärt ﬂöde" i Fig. 5.The flow function m0), u) corresponds to the element denoted "non-linear ﬂ fate" in Fig. 5.

F lödesfurilctionen är anordnad att åstadkomma signalen avseende ickelinjärt ﬂöde, vilken är ickelinjär och huvudsakligen beroende av aktiveringsorganets tryck p och aktiveringsorganets styrsignal u. Kännetecknen på ﬂödesﬁnilctionen wﬁv, u) kan rutinmässigt fastställas i förväg genom experimentella test av det elektropneumatiska aktiveringsorganet.The flow function is arranged to provide the signal for non-linear fate, which is non-linear and mainly depends on the pressure p of the activating means and the control signal u of the activating means. The characteristics of the fate function w

Utmatningen från observatorn, betecknad 172 i Fig. 1 är en sammansatt signal eller vektorsignal som innefattar de beräknade tillstånden, i synnerhet det beräknade trycket 15 och den beräknade hastigheten ﬁ. Företrädesvis innefattar observatorutmatningen 172 signalen avseende den faktiska position y, dvs. positionssignalen 192 som levereras av positionssensom 190.The output from the observer, designated 172 in Fig. 1, is a composite signal or vector signal which includes the calculated states, in particular the calculated pressure 15 and the calculated speed ﬁ. Preferably, the observer output 172 includes the signal regarding the actual position y, i.e. the position signal 192 supplied by the position sensor 190.

I state-space-modellen (1) och med hänvisning till Fig. 5 är M rörliga delars totala massa i aktiveringsorganet, är A aktiveringsorganets kolvområde och är P0 trycket på motsatt sida av kolven. Om kammaren på motsatt sida är öppen, är P0 således lika med trycket utanför aktiveringsorganet, vilket vanligen är atmosfärtrycket. KI, K2, K3 är 10 20 25 30 529 494 ll förutbestämda korrigeringskonstanter som valts för att justera modellen genom att lägga till ett värde för positionsdifferensen (y-j) till tryck, hastighet respektive position vid varje tillstånd. Under idealiska förhållanden kan alla KI, K2, K3 sättas till 0. R är = ^ J _ . . gaskonstanten för luft, R 288 A3 'K, och T 0 är referenstemperaturen utanför aktivenngs- organet.In the state-space model (1) and with reference to Fig. 5, M is the total mass of moving parts in the actuating means, A is the piston area of the actuating means and P0 is the pressure on the opposite side of the piston. Thus, if the chamber on the opposite side is open, P0 is equal to the pressure outside the actuating means, which is usually the atmospheric pressure. K1, K2, K3 are predetermined correction constants selected to adjust the model by adding a value for the position difference (y-j) to pressure, velocity and position at each condition. Under ideal conditions, all K1, K2, K3 can be set to 0. R is = ^ J _. . the gas constant for air, R 288 A3 'K, and T 0 is the reference temperature outside the actuator.

Elementen betecknade "integreringsmetod" i F ig. 5 är integratorer. Deras implemen- tering kan rutinmässigt selekteras av fackmän i enlighet med rådande omständigheter, t ex som implicit- eller explicit-Euler-metoder, implicit- eller explicit- Runge-Kutta- metoder eller liknande.The elements referred to as the "integration method" in FIG. 5 are integrators. Their implementation can be routinely selected by professionals in accordance with prevailing circumstances, for example as implicit or explicit-Euler methods, implicit or explicit-Runge-Kutta methods or the like.

Den praktiska implementeringen av en observator 170, baserad på ovannämnda beskrivning, är en enkel uppgift för fackmän. Den modell som visas med ekvations- uppsättningen (1) kan omvandlas till verkställbar datorprogramkod, exempelvis med hjälp av kända mj ukvaruverktyg avseende styrning såsom MATLAB och SIMU LIN K.The practical implementation of an observer 170, based on the above description, is a simple task for those skilled in the art. The model shown with the equation set (1) can be converted to executable computer program code, for example using known software control tools such as MATLAB and SIMU LIN K.

Den resulterande koden kan implementeras i en ECU såsom förklaras med hänvisning till Fig. 3 ovan.The resulting code can be implemented in an ECU as explained with reference to Fig. 3 above.

Fig. 6 utgör ett schematiskt blockdiagrarn som visar ett exempel på implementering av en kontroller.Fig. 6 is a schematic block diagram showing an example of implementing a controller.

Syftet med kontrollern 160, som principiellt visas i Fig. 1 och mer i detalj i Fig. 6, är att genomföra beräkningssteget 440 för styrsignalen vilket nämns ovan med hänvisning till Fig. 4.The purpose of the controller 160, which is shown in principle in Fig. 1 and in more detail in Fig. 6, is to perform the calculation step 440 of the control signal which is mentioned above with reference to Fig. 4.

Mer specifikt är ändamålet med kontrollem 160 att beräkna styrsignalen 162, som levereras till kopplingsaktiveringsorganet 180 och även till observatom 170, på grund- val av referensinrnatningen 152 och beräkningen 172 för åtminstone ett ickeuppmätt tillstånd, utmatning av observatom 170.More specifically, the purpose of the controller 160 is to calculate the control signal 162, which is supplied to the switching activating means 180 and also to the observer 170, on the basis of the reference device 152 and the calculation 172 for at least one non-measured state, output of the observer 170.

Den visade kontrollern 160 är ickelinjär.The controller 160 shown is non-linear.

Styrsignalen 162 som matas ut från kontrollern 160 har betecknats u.The control signal 162 output from the controller 160 is designated u.

Kontrollerinmatningssignalema y (position), v (hastighet) och p (tryck) kan antingen vara uppmätta signaler, uppmätta och filtrerade signaler, beräknade signaler eller en 10 15 20 25 529 494 12 kombination av uppmätta signaler, uppmätta och ﬁltrerade signaler och beräknade signaler.The controller input signals y (position), v (speed) and p (pressure) can be either measured signals, measured and filtered signals, calculated signals or a combination of measured signals, measured and filtered signals and calculated signals.

Enligt en föredragen utföringsforrn är kontrollerinmatningssignalen y kopplad till den uppmätta positionssignal 192 som tillhandahålls av positionssensorn 190, medan kontrollerinmamingssigrialerna v och p är kopplade till de beräknade utmatnings- signalerna i? respektive ß beräknas medelst referensmodellen, som beskrivs nedan mer i detalj med hänvisning till Fig. 7.According to a preferred embodiment, the controller input signal y is coupled to the measured position signal 192 provided by the position sensor 190, while the controller input signals v and p are coupled to the calculated output signals i? and ß are calculated by means of the reference model, which is described below in more detail with reference to Fig. 7.

Såsom framgår av Fig. 6 deﬁnieras variablema 21, z; och z; avseende interna tillstånd för kontrollern. Variablerna ot; och oc; är hjälp- (ersättnings-)variabler som används för enkelhets skull.As can be seen from Fig. 6, the variables 21, z; and z; regarding internal conditions of the controller. The variables ot; and oc; are auxiliary (replacement) variables used for simplicity.

Kontrollem kan också implementeras med följ ande uppsättning ekvationer: Zl =.Y“}'d a, =j»_, -c,z, zz =v-a, a: =e+l~§Lf.@>+f,1+-^§a,-z,1 p . z, =p~a, . I ' ' (3) _ á2 =(}')+ff(l')i+'1í'[yd f(C1'l'C2{"'C:2z1"Ca-72 'ikázsjj 1. wkpﬂli=šïoíf4val7a *Vly å: ”šlázz ”cazsﬂ Styrsignalsutmatningen åstadkoms med följ ande omvandling: u =«>'* Det skall inses att de återstående variablema och parametrarna liksom element betecknade "ickelinjärt ﬂöde" och "ickelinjär belastning" i Fig. 6 har samma betydelse och innebörd såsom tidigare förklarats i samband med observatorn som beskrivs ovan med hänvisning till Fig. 5.The control can also be implemented with the following set of equations: Zl = .Y “} 'da, = j» _, -c, z, zz = va, a: = e + l ~ §Lf. @> + F, 1 + - ^ §a, -z, 1 p. z, = p ~ a,. I '' (3) _ á2 = (} ') + ff (l') i + '1í' [yd f (C1'l'C2 {"'C: 2z1" Ca-72' ikázsjj 1. wkp ﬂ li = šïoíf4val7a * Vly å: ”šlázz” cazs ﬂ The control signal output is achieved with the following conversion: u = «> '* It should be understood that the remaining variables and parameters as well as elements denoted" nonlinear fate "and" nonlinear load "in Fig. 6 have the same meaning and significance as previously explained in connection with the observer described above with reference to Fig. 5.

Fackmän kommer lätt att inse att ﬂera andra möjligheter för utformningen av kontrollem är möjliga inom ramen för uppfinningen. 10 15 20 25 35 529 494 I synnerhet är den kontroller 160 som beskrivs i detalj med hänvisning till Fig. 6 anordnad att upphäva alla nonlineariteter, speciellt ickelinjär belastning och ickelinjär friktion. l praktiken bör emellertid inte vissa nonlineariteter, som har en stabiliserande effekt, upphävas av kontrollem.Those skilled in the art will readily appreciate that other possibilities for the design of the control are possible within the scope of the invention. In particular, the controller 160 described in detail with reference to Fig. 6 is arranged to cancel all nonlinearities, especially non-linear load and non-linear friction. In practice, however, certain nonlinearities, which have a stabilizing effect, should not be abolished by the controls.

Kontrollern 160 använder inmatning inte endast från sj älva referensen yd utan även signaler som representerar dess derivata, dvs. jd, jid och eventuellt deruvata av ydi större storleksordning. Detta leder till fördelaktiga resultat och är baserat på antagandet att en referensmodell också används, eller att sådana derivatasignaler är tillgängliga på annat sätt. Kontrollern kan emellertid alternativt förverkligas med endast referensen yd som inmatning.The controller 160 uses input not only from the reference itself yd but also signals representing its derivatives, i.e. jd, jid and possibly deruvata of ydi larger order of magnitude. This leads to advantageous results and is based on the assumption that a reference model is also used, or that such derivative signals are available in another way. However, the controller can alternatively be realized with only the reference yd as input.

Den praktiska implementeringen av kontrollem 160, baserat på ovarmämnda beskriv- ning, är en enkel uppgift för fackmän. Den modell som anges med ekvationsuppsätt- ningarna (3) och (4) kan omvandlas till verkställbar datorprogramkod, exempelvis med välkända mjukvaruverktyg avseende styrning såsom MATLAB and SIMULINK. Den resulterande koden kan implementeras i en ECU, såsom förklaras ovan med hänvisning till Fig. 4. Företrädesvis implementeras kontrollerkoden i samma ECU som koden för observatom 170. Alternativt implementeras kontrollerkoden i en separat enhet.The practical implementation of the control 160, based on the above description, is a simple task for those skilled in the art. The model specified with the equation sets (3) and (4) can be converted to executable computer program code, for example with well-known control software tools such as MATLAB and SIMULINK. The resulting code can be implemented in an ECU, as explained above with reference to Fig. 4. Preferably, the controller code is implemented in the same ECU as the code for the observer 170. Alternatively, the controller code is implemented in a separate unit.

Fig. 7 utgör ett schematiskt blockdiagrarn som visar ett exempel på implementering av en referensmodell 150.Fig. 7 is a schematic block diagram showing an example of implementing a reference model 150.

Syftet med referensmodellen 150 är att åstadkomma en förbättrad referensbana, varvid buller och avbrott i den ursprungliga referenssignalen reduceras eller elimineras. Ett annat syfte med referensmodellen är att göra derivata av första storleksordningen och högre storleksordningar för referensbanan tillgängliga, vilket kan vara nödvändigt eller åtminstone fördelaktigt för kontrollems 160 prestanda och stabilitet.The purpose of the reference model 150 is to provide an improved reference path, thereby reducing or eliminating noise and interruptions in the original reference signal. Another object of the reference model is to make derivatives of the first order of magnitude and higher orders of magnitude of the reference path available, which may be necessary or at least advantageous for the performance and stability of the control 160.

För att förenkla ﬁguren visas referensmodellen i vektor/matrisform. Utmatningen yd av referensmodellen är således en vektor som innehåller beräknade värden som represen- terar 0:e, 1:a, 2:a (och eventuellt högre) derivata av referenssignalen y,. För enkelhets skull exempliﬁeras referensmodellen såsom att den tillhandahåller endast första och andra derivata, dvs. utmatningsvektorn har tre komponenter: 10 20 25 529 494 14 g, = i; i (S) 0 l O Am= O V0 l _ _ (6) -mo -m, -mz och 0 Bm :i 0 p (7) m0 ' varvid m0, m1 och m; bestäms i förväg rör att hålla referensmodellens dynamik exponentiellt stabil. Detta erhålls genom selektering av värdena m0, m 1 och m2 på sådant sätt att den karakteristiska polynomen s3 + m 2.92 + m Is + m0 är en Hurwitz-polynom.To simplify the clock, the reference model is displayed in vector / matrix form. The output yd of the reference model is thus a vector which contains calculated values representing 0th, 1st, 2nd (and possibly higher) derivatives of the reference signal y1. For the sake of simplicity, the reference model is exemplified as providing only first and second derivatives, ie. the output vector has three components: 10 20 25 529 494 14 g, = i; i (S) 0 l O Am = O V0 l _ _ (6) -mo -m, -mz and 0 Bm: i 0 p (7) m0 'wherein m0, m1 and m; determined in advance to keep the dynamics of the reference model exponentially stable. This is obtained by selecting the values m0, m 1 and m2 in such a way that the characteristic polynomial s3 + m 2.92 + m Is + m0 is a Hurwitz polynomial.

Elementet betecknat "integreringsmetod" är en integrator. Dess pratiska implementering kan väljas rutinmässigt av fackmän i överensstämmelse med rådande omständigheter, exempelvis som en implicit eller explicit Euler-metod, en implicit eller explicit Runge- Kutta-metod eller liknande. i Den praktiska implementeringen av en referensmodell 150 baserad på ovannämnda beskrivning är en enkel uppgift för fackmän. Den modell som anges med ekvations- uppsättningama (5), (6) och (7) kan omvandlas till verkställbar dataprograrnkod, exempelvis med välkända mjukvaruverktyg för styrning såsom MATLAB och SIMULINK. Den resulterande koden kan implementeras i en ECU såsom förklaras ovan med hänvisning till Fig. 3. Företrädesvis implementeras referensmodellkoden i samma ECU som koden för observatorn 170 och kontrollern 160. Alternativt implementeras referensmodellkoden i en separat enhet.The element termed "integration method" is an integrator. Its practical implementation can be routinely chosen by those skilled in the art in accordance with prevailing circumstances, for example as an implicit or explicit Euler method, an implicit or explicit Runge-Kutta method or the like. The practical implementation of a reference model 150 based on the above description is a simple task for those skilled in the art. The model specified with the equation sets (5), (6) and (7) can be converted to executable data program code, for example with well-known control software tools such as MATLAB and SIMULINK. The resulting code can be implemented in an ECU as explained above with reference to Fig. 3. Preferably, the reference model code is implemented in the same ECU as the code for the observer 170 and the controller 160. Alternatively, the reference model code is implemented in a separate unit.

Fig. 8 utgör ett diagram som visar ett exempel på kännetecknet tör belastning och har redan nämnts ovan med hänvisning till beskrivningen av Fig. 5. 10 l5 20 25 529 494 Även om en föredragen utiöringsfonn har beskrivits i detalj, skall det inses att många alternativ och variationer kan göras utan att man avviker ﬁån omfattningen på föreliggande uppfinning, sådan den definieras i bifogade krav och deras ekvivalenter.Fig. 8 is a diagram showing an example of the characteristic dry load and has already been mentioned above with reference to the description of Fig. 5. Although a preferred embodiment has been described in detail, it should be understood that many alternatives and variations may be made without departing from the scope of the present invention as defined in the appended claims and their equivalents.

Exempelvis speciﬁcerar den detaljerade beskrivningen att en positionssensor i det elektropneumatiska aktiveiingsorganet används för att erhålla en mätsignal som är representativ för aktiveringsorganets position. Fackmän inom området kommer emellertid att förstå att den signal som representerar aktiveringsorganets position alternativt kan erhållas med hjälp av ett indirekt mätningssätt. Speciellt, när det gäller ett kopplingsalctiveringsorgan, kan position indirekt mätas genom mätning av det vridmoment som överförs från motorn till drivlinan. Denna vridmomentsmätning ugör en indikation på friktionsplattornas position i kopplingen och kan vara lämplig som mätsignal som är representativ för aktiveringsorganets position, såsom krävs av föreliggande uppfinning.For example, the detailed description specifies that a position sensor in the electropneumatic actuating means is used to obtain a measuring signal which is representative of the position of the actuating means. However, those skilled in the art will appreciate that the signal representing the position of the actuating means may alternatively be obtained by means of an indirect measurement method. In particular, in the case of a clutch actuator, position can be indirectly measured by measuring the torque transmitted from the engine to the driveline. This torque measurement does not indicate the position of the friction plates in the clutch and may be suitable as a measurement signal representative of the position of the actuating means, as required by the present invention.

Uppﬁnningen har speciellt beskrivits med hänsyn till en applikation avseende fordons- kopplingar. Fackmän inom området kommer emellertid lätt att inse att uppfinningens principer också kan appliceras på andra applikationer, där ett elektropneumatiskt aktiveringsorgan skall styras på ett stadigt, exakt och pålitligt sätt. Sådana alternativa applikationer innefattar industriell automatisering, robotstyrning och andra.The invention has been specially described with regard to an application for vehicle couplings. However, those skilled in the art will readily appreciate that the principles of the invention may also be applied to other applications, where an electropneumatic actuating means is to be controlled in a stable, precise and reliable manner. Such alternative applications include industrial automation, robot control and others.

Observatorn, kontrollern och referensmodellen har alla beskrivits som att de förverk- ligas med mjukvara, dvs. inbäddade i dataprogramddelar, som verkställs av en processorbaserad styrenhet i fordonets ECU. Fackmän inom området kommer att inse att principerna för föreliggande uppfinning också kan användas i praktiken med andra teknologiska utföranden, såsom med FPGA-kretsar (Field-Programmable Gate Array), ASIC-kretsar (Application Speciﬁc Integrated Circuit) eller till och med analoga kretsar.The observer, the controller and the reference model have all been described as being realized with software, ie. embedded in computer software components, executed by a processor-based controller in the vehicle's ECU. Those skilled in the art will recognize that the principles of the present invention may also be used in practice with other technological embodiments, such as with Field-Programmable Gate Array (FPGA) circuits, Application Specific Integrated Circuit (ASIC) circuits, or even analog circuits.

Claims

10 15 20 25 30 35 529 494 16 REQUIREMENTS

A method of controlling an electropneumatic actuating means in accordance with a reference input, comprising the steps of: - providing the reference input, - providing a measurement signal representing the position of the actuating means, - making an estimate of at least one non-measured state in the electropneumatic actuating means, a control signal, - calculating the control signal based on the reference input and the estimate of an unmeasured condition, and - delivering the control signal as an input signal to the electropneumatic activating means, characterized in that the electropneumatic activating means is a clutch activating means with non-linear load marking, of at least one non-measured condition involves operation of a non-linear model that simulates the dynamics of the electropneumatic actuator.

The method of claim 1, wherein the step of providing a measurement signal comprises reading a position sensor in the electropneumatic actuating means.

A method according to any one of claims 1 or 2, wherein the non-linear model comprises a model of the pressure dynamics of the electropneumatic actuating means.

A method according to any one of claims 1-3, wherein the non-linear model comprises a model of the characteristics of the activating means load.

A method according to claim 4, wherein the model of the characteristics of the activating means load comprises a characteristic of the capercaillie load.

A method according to claim 5, wherein the model of the characteristics of the activating member load further comprises a characteristic of the frictional load.

A method according to any one of claims 1-6, wherein the step of providing a reference entry comprises the sub-steps of: - providing a primary reference entry, and calculating derivatives of the first order of magnitude of the primary reference entry using a reference model.

The method of claim 7, wherein said step of providing a reference input further comprises calculating derivatives of a second order of magnitude for the primary reference input using said reference model.

A method according to any one of claims 1-8, wherein the electropneumatic actuating means is an actuating means for a clutch in a vehicle.

The method of claim 9, wherein the reference input is provided by a CBW signal or AMT signal.

11. ll. Computer program for controlling an electropneumatic actuating means according to a reference input, for execution by means of a processor in a control device, the computer program comprising instructions which enable the control device to carry out a method according to any one of claims 1-10.

A control device for controlling an electropneumatic activating means in accordance with a reference input, comprising: - a measuring device for providing a measuring signal representing the position of the activating means, - an observer for making an estimate of at least one non-measured state in the electropneumatic activating means, based on the measurement signal and a control signal, - a controller for calculating the control signal based on the reference device and the estimation of an unmeasured condition, and - a control signal for supplying the control signal as an input signal to the electropneumatic actuating means, characterized in that the electropneumatic actuating means non-linear characteristic of load, and that the observer comprises a non-linear model arranged for simulating the dynamics of the electropneumatic actuating means.

The device of claim 12, wherein the measuring device comprises a position sensor in the electropneuinatic activating means. 10 15 20 25 30 35 529 494

Device according to any one of claims 12 or 13, wherein the non-linear model comprises a model for the dynamics of the electropneumatic activating means.

Device according to any one of claims 12-14, wherein the non-linear model comprises a model of the characteristics of the activating member load.

Device according to claim 15, wherein the model for the characteristics of the activation means load comprises a characteristic of the spring load.

The device of claim 16, wherein the model of the actuator load characteristic further comprises a characteristic of the friction load.

Apparatus according to any one of claims 12-17, wherein the reference input is coupled to the output of a reference model supplied with a primary reference input, said reference model being arranged to calculate a derivative in a first order of magnitude for the primary reference input.

The apparatus of claim 18, wherein said reference model is further arranged to calculate a derivative in a second order of magnitude for the primary reference input.

Device according to any one of claims 12-19, wherein the electropneumatic activating means is an activating means for a coupling.

The device of claim 20, wherein the reference input is provided by a CBW signal or an AMT signal.

A system for controlling an electropneumatic actuating means for a clutch in accordance with a reference input, comprising: - a vehicle clutch (120), - an actuating means (180) for a clutch arranged to activate the clutch (120), - a position sensor (190) arranged to measure the position of the coupling (120), and - a control device (100) according to any one of claims 14-25 for controlling the actuating means for the coupling in accordance with the reference input.