SE537106C2 - Detektion och dämpning av drivlineoscillationer - Google Patents

Abstract

537 106 Sammandrag Foreliggande uppfinning hanfor sig till ett forfarande for detektion av en drivlineoscillation i ett fordon innefattande en motor, vilken roterar med en hastighet co. Enligt foreliggande uppfinning bestams en svangningsforandring S hos rotationshastigheten A for namnda motor. En drivlineoscillation anses fOreligga om namnda svangningsforandring S har en amplitud vilken ett forutbestamt antal ganger omvaxlande overskrider ett positivt troskelvarde Th/respektive understiger ett negativt troskelvarde Th2, och dar tva pa varandra foljande overskridelse av namnda forsta troskelvarde Thloch underskridelse av namnda andra troskelvarde Th2Ar atskilda av en tid, vilken är kortare an en forutbestamd tidsperiod T.

Description

537 106 DETEKTION OCR DAMPNING AV DRIVLINEOSCILLATIONER Tekniskt omrade FOreliggande uppfinning hanfor sig till ett fOrfarande for detektion av en drivlineoscillation i ett fordon enligt ingressen till patentkrav 1, till ett datorprogram for implementerande av forfarandet enligt ingressen till patentkrav 13, samt till ett system for detektion av en drivlineoscillation enligt ingressen till patentkrav 15.

Bakgrund Figur 1 visar schematiskt ett tungt exempelfordon 100, sasom en lastbil, buss eller liknande. Det i figur 1 schematiskt visade fordonet 100 innefattar ett framre hjulpar 111, 112 och ett bakre hjulpar med drivhjul 113, 114. Fordonet innefattar vidare en drivlina med en motor 101, vilken kan vara till exempel en forbranningsmotor, en elmotor, eller en kombination av dessa, det vill saga en sá kallad hybrid. Motorn 101 kan till exempel pa ett sedvanligt satt, via en pa motorn 101 utgaende axel 102, vara forbunden med en vaxellada 103, mojligtvis via en koppling 106. En fran vaxelladan 103 utgaende axel 107 driver drivhjulen 113, 114 via en slutvaxel 108, sasom t.ex. en sedvanlig differential, och drivaxlar 104, 105 fOrbundna med namnda slutvaxel 108. Motorn 101 kan aven, till exempel am den utgors av en elmotor, vara direkt forbunden med den utgaende axeln 107 eller med drivaxlarna 104, 105.

Nar en forare av motorfordonet okar en momentbegaran till motorn 101, till exempel genom inmatning via ett inmatningsorgan, sasom en nedtryckning av en gaspedal, kan detta resultera i en relativt hastig momentforandring i drivlinan. Detta moment halls emot av drivhjulen 113, 114 pa grund av deras friktion mot marken samt motorfordonets 1 537 106 rullmotstAnd. Drivaxlarna 104, 105 utsdtts harvid for ett relativt kraftigt vridmoment.

Bland annat av kostnadsmdssiga och viktmdssiga skdl dimensioneras drivaxlarna regelmdssigt inte sá att de klarar av denna kraftiga pafrestning utan att pAverkas. PA grund av drivaxlarnas 104, 105 relativa vekhet agerar de istallet som torsionsfjddrar mellan drivhjulen 103, 104 och slutvaxeln 108.

Nar motorfordonets rullmotstAnd inte langre klarar av att halla emot momentet fran drivlinan kommer motorfordonet 100 att borja rulla, varvid den torsionsfjaderverkande kraften i drivaxlarna 103, 104 frigors. Nar motorfordonet 100 rullar ivag kan denna frigjorda kraft resultera i att drivlineoscillationer uppstar, vilket gor att motorfordonet gungar i longitudinell led, det viii saga i fdrdriktningen.

Denna gungning upplevs mycket obehaglig fOr en forare av motorfordonet. For en forare är en mjuk och behaglig korupplevelse onskvard, och nar en sadan korupplevelse astadkoms ger det aven en kansla av att motorfordonet är en forfinad och val utvecklad produkt. Darfor bor sAdana drivlinesvdngningar snabbt kunna detekteras och effektivt kunna dampas ut.

Tidigare kanda lOsningar for detektion av drivlinesvangningar har varit tekniskt komplicerade, vilket har bidragit till okad berakningskomplexitet och implementationskostnad. De tidigare kanda komplicerade detektionslosningarna har aven lett till ineffektiva ddmpningar av dessa drivlinesvdngningar, vilka inte med tillfredstallande resultat lyckats dampa ut drivlineoscillationerna. 2 537 106 Kortfattad beskrivning av uppfinningen Det är ett syfte med foreliggande uppfinning att tillhandahalla ett forfarande for detektion av drivlineoscillationer. Detta syfte uppnas genom ovan namnda forfarande enligt den kannetecknande delen av patentkrav 1.

Syftet uppnas aven genom ovan namnda datorprogram enligt kannetecknande delen av patentkrav 13. Detta syfte uppnas aven av det ovan namnda systemet for detektion av drivlineoscillationer.

Enligt foreliggande uppfinning utnyttjas for detektering av drivlineoscillationer endast motorre1aterade signaler som redan anvands i reglersystem i motorfordon i dag. Narmare bestamt anvands enligt uppfinningen rotationshastigheten co hos motorn. Detta gor att losningen enligt foreliggande uppfinning kan implementeras med mycket litet tillskott i komplexitet, bade for berakningar och for sjalva implementationen.

Detektionen baserar sig pa en svangningsforandring S hos rotationshastighetenfor motorn, vilket gor att en tillforlitlig detektion kan goras vasentligen utan fordrojningar. Detta är en stor fordel jamfort med tidigare kanda system, i vilka otillforlitliga och sena detektioner tillhandahallits.

Enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning dampas, nar drivlineoscillationer detekterats, dessa oscillationer genom utnyttjande av svangningsforandringen S. En momentbegaran M som skickas till motorn i fordonet anpassas har med ett bidrag till momentbegaran Mc, vilket agerar dampande for drivlineoscillationerna. Genom att den anpassade momentbegaran M har ett utseende, vilket bestams baserat pa svangningsforandringen S, vilken erhalls genom en derivering av en inverterad version av en overlagrad svangning ws hos 3 537 106 motorrotationshastighetenkan drivlineoscillationerna snabbt dampas ut.

Anledningen till den effektiva dampningen är att deriveringen got att den anpassade momentbegaran M har storst amplitud nar den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos forandrar sig mest. Momentbegarans svangningar at aven vasentligen inverterad och forskjuten i tid fran de overlagrade svangningarna has motorrotationshastigheten.

Sammantaget resulterar foreliggande uppfinning i en mycket effektiv detektion och dampning av oscillationerna, vilken kan tillhandahallas med ett mycket litet komplexitetstillskott.

Kortfattad figurforteckning Uppfinningen kommer att belysas narmare nedan med ledning av de bifogade ritningarna, dar lika hanvisningsbeteckningar anvands for lika delar, och van: Figur 1 visar ett motorfordon; Figur 2a visar en motorrotationshastighet Over tid; Figur 2b visar en inverterad version av en overlagrad svangning Over tid; Figur 2c visar en derivata av en inverterad version av en overlagrad svangning Over tid; Figur 2d visar en derivata av en inverterad version av en overlagrad svangning Over tid och troskelvarden; Figur 3a visar en svangningsdampande momentbegaran Over tid; Figur 3b visar en uppmatt dampning av en drivlineoscillation; 4 537 106 Figur 4 visar ett flodesschema for detektion och dampning av en drivlineoscillation; Figur 5 visar ett kopplingsschema for dampning av en drivlineoscillation; Figur 6 visar en styrenhet.

Beskrivning av foredragna utforingsformer Enligt foreliggande uppfinning kan drivlineoscillationer detekteras genom analys av en svangningsforandring S hos rotationshastigheten co for motorn 101. FOr att kunna gora detta bestams forst denna svangningsfordndring S och sedan analyseras utseendet pa denna svangningsfOrandring S. Enligt uppfinningen anses en drivlineoscillation foreligga om svangningsfOrandringens amplitud, det viii saga amplituden for en signal relaterad till svangningsforandringen S. har ett varde vilket ett forutbestamt antal ganger omvaxlande overskrider ett positivt troskelvarde Thi respektive underskrider ett negativt troskelvarde Th2 och dar samtliga tva pa varandra foljande Over- och underskridelser, det viii saga overskridelser av detta positiva troskelvarde Th/och underskridelser av detta negativa troskelvarde Th2, sker mom en forutbestamd tidsperiod T. Ants& är tva konsekutiva overoch underskridelser har skilda at i tid som mest av en forutbestamd tidsperiod T.

Med andra ord anses drivlineoscillationer fareligga om svangningsforandringens amplitud ett visst antal ganger, mom den forutbestamda tidsperioden T fran tidpunkten for en Over/underskridelse av en troskel Th1, Th2under-/overskrider en annan troskel Thi, Th2, dar dessa trosklar har olika tecken pa sina troskelvarden. Amplituden for svangningsforandringen S ska har alltsa ett visst antal ganger vara omvaxlande ha en 537 106 storlek Overstigande det positiva troskelvardet Thloch ha en storlek understigande det negative troskelvardet Th2, och gora tva pa varandra fOljande trOskelvardespassager mom den forutbestamda tidsperioden T.

Att, sasom med foreliggande uppfinning, kunna detektera drivlineoscillationer baserat endast pa motorrotationshastigheten CA är mycket fordelaktigt, eftersom denna hastighet co normalt sett finns tillganglig anda i motorfordonet. Tidigare kanda metoder for att detektera drivlineoscillationer har baserats aven pa ytterligare signaler, sasom signaler relaterade till hjulhastigheter, vilket har resulterat i ytterligare givare och okad komplexitet vid detektionen.

En detektion av drivlineoscillationer enligt uppfinningen kommer harefter exemplifieras med hjalp av figurerna 2a till 2d, varvid schematiska och icke-begransande exempel pa signaler kommer att anvandas for att forklara uppfinningen.

Enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning baseras detektionen pa svangningsfordndringen S for en rotationshastighet A for motorn 101. Denna rotationshastighet kan bestammas medelst utnyttjande av en givare 116, vilken kan vara anordnad i anslutning till kopplingen 106 och sá att den kan detektera vilken rotationshastighet o motorn 101 tillhandahaller. Rotationshastighetkan aven bestammas medelst utnyttjande av en modell, dar modellen är utformad sá att motorrotationshastigheten co enkelt kan harledas ur den.

Rotationshastighetenfor motorn 101 kan, om drivlineoscillation forekommer, innefatta en Overlagrad svangning. I figur 2a visas schematiskt ett exempel pa en onskad motorrotationshastighet cod (streckad) Over tid. Denna motorrotationshastighet cod startar i detta exempel pa ett 6 537 106 forsta varvtal, till exempel 500 varv/minut, och akar sedan linjart med tiden. Ett exempel pa en motorrotationshastighet o (heldragen), sasom den faktiskt ser ut dá den mats upp av en givare 116, eller bestams pa annat satt, till exempel medelst en modell for motorrotationshastigheten o, visas ocksa i figur 2a.

I figur 2a framgar att motorrotationshastigheten co innefattar den Onskade rotationshastigheten cod samt en overlagrad svangning. Gungningen i longitudinell led av motorfordonet 100 är relaterad till denna overlagrade svangning.

Vid detektion av drivlineoscillationer finns normal sett inte tillgang till den Onskade motorrotationshastigheten wd, utan endast tillgang till en signal motsvarande motorrotationshastigheten w. Enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning kan den onskade motorrotationshastigheten Ad erhallas genom att filtrera signalen for motorrotationshastigheten w med ett filter, narmare bestamt med ett lagpass-filter (LP-filter). Da LPfiltret valjs sá att de Overlagrade svangningarna hos rotationshastigheten co ligger ovanfor dess passband kan alltsa utseendet pa den onskade motorrotationshastigheten cod bestammas medelst denna lagpass-filtrering (LP-filtrering).

Enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning kan sedan en inverterad version av den overlagrade svangningen os hos motorrotationshastigheten w erhallas genom att subtrahera motorrotationshastigheten o fran den onskade motorrotationshastigheten cod. Den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos som resulterar fran denna subtraktion visas schematiskt i figur 2b. Eftersom motorrotationshastigheten w har subtraherats fran den onskade motorrotationshastigheten od ligger den inverterade versionen 7 537 106 av den overlagrade svangningen cos kring varvtalet 0 varv/minut, alltsa kring x-axeln i figur 2b. Eftersom motorrotationshastighetenhar subtraherats fran den onskade motorrotationshastigheten cod har aven den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos ett utseende dar vagformen hos den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos är vasentligen inverterad mot vagformen hos svangningarna for motorrotationshastigheten co.

En fackman pa omradet forstar att ovan namnda subtraktion aven kan utforas till exempel genom att forst invertera, det viii saga byta tecken pa amplituden for, en signal for motorrotationshastigheten co och sedan addera den med den en signal for den onskade motorrotationshastigheten cod. Subtraktionen kan aven utforas till exempel genom att subtrahera en signal for den onskade motorrotationshastigheten cod fran en signal for motorrotationshastighetenoch sedan invertera, det viii saga byta tecken pa, signalen for resultatet av denna subtraktion.

Enligt en annan utforingsform av foreliggande uppfinning bestams den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos istallet med hjalp av en modell for namnda inverterade versionen av den overlagrade svangning cos. Enligt en utforingsform utgors denna modell for bestamning av den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos en "tvamassemodell", vilket beskriver tva svangmassor med en vekhet mellan dessa tva massor. Tva svangmassor modelleras harigenom, varav en forsta svangmassa representerar motorn 101 och en andra svangmassa representerar hjulen 111, 112, 113, 114 samt en omgivning till fordonet. Var och en av den forsta och den andra svangmassan har enligt modellen en respektive massa och roterar med en respektive hastighet. Den forsta och andra svangmassan paverkas av ett forsta respektive ett andra 8 537 106 moment, varav det forsta momentet är ett tillfort motormoment kompenserat med utvaxling och det andra momentet är det moment som omgivningen pAverkar fordonet med. Vekheten mellan svangmassorna modelleras som en fjader med en dampning.

Totalt har denna modell tre tillstAnd, varav ett forsta tillstAnd representerar motorns rotationshastighet co, ett andra tillstand representerar hjulens rotationshastighet och ett tredje tillstAnd representerar en vinkelskillnad mellan dessa, det viii saga en uppvridning av drivaxlarna. Ur denna modell kan motorrotationshastighetoch fjaderuppvridning dâ erhallas, frAn vilka den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos kan bestammas.

Sasom namnts ovan kan drivlineoscillationer detekteras genom analys av en svangningsforandring S hos rotationshastigheten for motorn 101. For att erhalla en svangningsforandring S for motorrotationshastigheten co ur den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos deriveras den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos med avseende pa tiden, enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning. Den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos (heldragen) och derivatan for den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos, det viii saga svangningsforandringen S for motorrotationshastigheten (streckad), visas schematiskt i figur 2c. DA svangningsforandringen S utgors av derivatan av den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos representerar den en forandring hos den inverterade versionen av den Overlagrade svangningen cos Over tid.

Vid analysen av svangningsforandringen S anvands Atminstone tva trosklar relaterade till amplituden hos svangningsforandringen S. Enligt uppfinningen anses en 9 537 106 drivlineoscillation fOreligga om svangningsforandringens amplitud har ett varde vilket ett forutbestamt antal ganger omvaxlande over-/underskrider (med andra ord passerar) tva troskelvarden Thi, Th2, dar de tva troskelvardena Th1, Th2 har ett positivt troskelvarde Thirespektive ett negativt troskelvarde Th2, och dar var och en av tva pa varandra foljande over-/underskridelser (med andra ord passager) fOr det forutbestamda antalet gangerna sker mom en farutbestamd tidsperiod T fran varandra. Samtliga konsekutiva over- /underskridelser far alltsa vara atskilda i tiden av maximalt denna forutbestamda tidsperiod T for att drivlineoscillationen ska anses som detekterad.

Lampliga troskelvarden Th1, Th2 kan tas fram empiriskt, det viii saga genom tester, eller kan simuleras fram. Lamplig langd pa den forutbestamda tidsperioden T kan aven den tas fram empiriskt, det viii saga genom tester, eller kan simuleras fram. Langden pa den forutbestamda tidsperioden T och/eller troskelvardena Thi, Th2 beror av atminstone en av frekvensen for de inverterade overlagrade svangningarna ws och brusnivan for givare i systemet. Generellt sett skall troskelvardena Thi, Th2 och/eller tidsperioden T valjas sá att felaktig detektering av drivlineoscillationer pa grund av fladdriga signaler etc. undviks.

Figur 2d visar svangningsforandringen S (streckad) Over tid, samt tva trOsklar Thi, Th2, varav en fOrsta troskel har ett positivt troskelvarde Thloch en andra troskel har ett negativt troskelvarde Th2. Enligt foreliggande uppfinning anses en drivlineoscillation som detekterad om svangningsforandringen S ett forutbestamt antal ganger med omvaxlande tecken Over-/underskrider dessa trosklar Thi, Th2, dar samtliga konsekutiva Over-/underskridelser 211 och 212; 212 och 213; respektive 213 och 214 sker mom en forutbestamd 10 537 106 tidsperiod T fran den senaste over-/underskridelsen 211; 212 respektive 213.

Sasom framgar i exemplet visat i figur 2d har svangningsforandringen S forst vid ett tillfalle 211 en positiv amplitud vilken är stOrre an det forsta troskelvardet Thi, varvid den en fOrsta tid t1 borjar lopa. Sedan har svangningsforandringen S vid ett andra tillfalle 212, vilket har intraffar sa att den forsta tiden t1 at mindre an den fOrutbestamda tidsperioden T, det viii saga sa att t/ I exemplet beskrivet ovan i anslutning till figur 2d är antalet over-/underskridelser for detektion satt till tre, varvid da amplituden vid det tredje tillfallet 213 Over- /underskrider ett troskelvarde Th1, Th2och dá troskelvardena har Over-/underskridits med omvaxlande tecken, det vill saga det positiva forsta troskelvardet Thioch det negativa andra troskelvardet Th2har overstigits respektive understigits av en amplitud hos svangningsforandringen S, och tiden t/, t2, vilken forflutit mellan samtliga konsekutiva over-/underskridelser av trosklarna har legat mom den forutbestamda tidsperioden T, anses enligt fOreliggande uppfinning en drivlineoscillation vara detekterad.

Detektionen sasom den beskrivits ovan i anslutning till figurerna 2a-2d kan naturligtvis modifieras mom ramen for de sjalvstandiga patentkraven. Till exempel kan antalet Over- 11 537 106 /undertrOdelser av trosklarna Thi, Th2 vara ett godtyckligt lOmpligt antal over-/underskridelser. Alltsa kan detektion ske vid en eller flera over-/underskridelser av trosklarna Thi, Th2. Sasom beskrivits ovan i anslutning till figur 2d kan detektion till exempel ske vid tre over-/undertradelser med omvOxlande tecken. Dock kan antalet over-/undertradelser av trosklarna Thi, Th2 for detekterad drivlineoscillation Oven sattas till exempel till fyra, varvid tiden t3 mellan overtrOdelsen vid det tredje tillf011et 213 och underskridelsen vid det fjOrde tillf011et 214, dâ det negativa andra trOskelvOrdet Th2 Aterigen underskrids, inte heller far vara lOngre On den forutbestOmda tidsperioden T for att detektion skall ske.

Ordningen pa Over-/underskridelserna kan ocksa skiftas, sd att forsta passagen av en troskel utgors av en underskridelse, det vill saga av att svangningsforOndringen S har en amplitud vilken understiger det negativa andra troskelvardet Th2.

Generellt sett kan tillforlitligheten hos detektionen okas genom att det forutbestOmda antalet troskelover/undertrOdelser okas. Dock medfor en okning av det forutbestamda antalet att detektionen fordrojs nagot. Systemet kan alltsa kalibreras olika for olika tillOmningar, och for olika krav pa tillforlitlighet och fordrojning for detektionen.

Foreliggande uppfinning hOnfor sig Oven till dOmpning av en drivlineoscillation, vilken utnyttjar den ovan beskrivna detektionen av dOmpningen. Fordonet 100 har en motor 101, vilken tillhandahaller ett moment. Det tillhandahallna momentet Or relaterat till en momentbegOran M, vilken kan vara ett direkt resultat av en forarinmatning, till exempel via en gaspedal, eller kan begOras av nagon typ av farthallare, eller 12 537 106 annan anordning vilken är anordnad att begara moment fran motorn 101.

Enligt uppfinningen detekteras alltsa en drivlineoscillation medelst forfarandet beskrivet ovan. Om en drivlineoscillation har detekterats forses en momentbegaran M till motorn med en oscillationsdampande egenskap fOr att drivlineoscillationerna skall motarbetas och dampas ut. Den oscillationsdampande egenskapen erhAlls genom att utnyttja den vid detektionen av drivlineoscillationerna framtagna svangningsforandringen S.

Att basera aven dampningen av drivlineoscillationerna endast pa motorrotationshastigheten AJ har mycket stora ferdelar relaterade till implementationskomplexitet och effektivitet for dampningen.

Enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning adderas denna svangningsforandring S multiplicerad med atminstone en forstarkningsfaktor Al till en ursprunglig momentbegaran kt„, for att skapa den momentbegaran M som skickas till motorn 101. Har baseras den ursprungliga momentbegaran M, pa signaler frail till exempel en gaspedal och/eller en farthallare, sasom beskrivits ovan. Denna atminstone en forstarkningsfaktor Al kan ges ett godtyckligt lampligt varde, vilket kan vara konstant eller variabelt sasom beskrivs mer i detalj nedan.

Enligt en utforingsform av uppfinningen utftirs dampningen av oscillationen enligt uppfinningen endast da drivlineoscillationer har detekterats.

En dampning av drivlineoscillationer enligt uppfinningen exemplifieras harefter, varvid schematiska och ickebegransande exempel pa signaler kommer att anvandas for att forklara uppfinningen. 13 537 106 I figur 3a visas schematiskt ett exempel pa en onskad motorrotationshastighet Wd (streckad) over tid, samt ett exempel pa en motorrotationshastighet o (heldragen). Dessutom visas den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos (heldragen) och svangningsforandringen S (streckad), vilken erhalls genom derivering av den inverterade versionen av den Overlagrade svangningen ws.

Det framgAr tydligt ur figur 3a att svangningsforandringen S är forskjuten i tid fran de inverterade overlagrade svangningarna cos. Dessutom gor faktumet att svangningsforandringen S erhalls medelst derivering av de inverterade overlagrade svangningarna cos att svangningsforandringen S är som storst, det viii saga har storst positiv respektive negativ amplitud, nar motorrotationshastigheten co akar respektive minskar som mest.

Svangningsforandringen S far alltsa storst amplitud nar mottorrotationshastigheten o forandras som mest.

Med andra ord kommer svangningsforandringen S for de inverterade overlagrade svangningarna cos att vara vasentligen i motfas mot en motsvarande svangningsforandring hos motorrotationshastigheten co, det vill saga i motfas mot en motsvarande derivata av motorrotationshastigheten co. Detta kan ocksa uttryckas som att svangningsforandringen S for de inverterade overlagrade svangningarnaar vasentligen inverterad i jamforelse med en motsvarande svangningsforandring for motorrotationshastigheten co. Att svangningsforandringen S har är vasentligen i motfas, eller med andra ord är vasentligen inverterad, mot en motsvarande svangningsforandring (tidsderivata) for motorrotationshastigheten co beror av att motorrotationshastigheten OD enligt uppfinningen subtraheras 14 537 106 fran den onskade motorrotationshastigheten cod vid framtagandet av svangningsforandringen S.

Detta far som effekt, nar svangningsforandringen S sedan utnyttjas for att skapa en oscillationsdampande momentbegaran M till motorn 101 i motorfordonet 100, att den escillationsdampande momentbegaran M far ett relativt minsta varde nar motorrotationshastigheten c okar som mest. Detta gor att drivlineoscillationer kan dampas ut mycket effektivt genom anvandande av foreliggande uppf inning.

Figur 3b visar matdata upptagna av ett fordon under tiden forfarandet for dampning av drivlineoscillationer enligt uppfinningen är aktiverat. Den heldragna linjen representerar har momentbidraget M fran foreliggande uppfinning, det viii saga signalen 513 i figur 5 nedan. Den streckade linjen representerar motorrotationshastigheten co. Matdatan visar tydligt att dampningen av oscillationerna enligt uppfinningen aktiveras nar drivlineoscillationerna upptackts, det viii saga dá den svangningsforandringen S passerat trosklarna med omvaxlande tecken ett visst antal ganger, och dar konsekutiva troskelpassager är skilda at i tid med maximalt den forutbestamda tidsperioden T. I figuren ses tydligt att momentbidraget M fran forfarandet enligt uppfinningen är baserad pa derivatan av den overlagrade svangningen cos och darfor är forskjuten i tid mot motorrotationshastigheten co pa sa satt att vagformen hos momentbidraget M är vasentligen inverterad och farstarkt i relation till en svangningsforandring (derivata) for motorrotationshastigheten co, varvid oscillationerna effektivt kan dampas ut.

Figur 4 visar ett flodesschema for ferfarandet enligt uppfinningen. I ett forsta steg 401 startar forfarandet. I ett 537 106 andra steg 402 bestams en svdngningsforandring S hos rotationshastigheten co for motorn 101.

Denna svdngningsfordndring S utnyttjas sedan i ett tredje steg 403 av forfarandet, i vilket en drivlineoscillation detekteras baserat pa svdngningsfOrandringen S. Mer specificerat anses drivlineoscillationen vara detekterad om svdngningsfordndringen S har en amplitud vilken ett forutbestdmt antal ganger omvdxlande overskrider ett positivt troskelvdrde Thirespektive underskrider ett negativt troskelvdrde Th2, dar varje tva konsekutiva Over- /underskridelser av trasklarna sker mom en forutbestamd tidsperiod T.

Alltsa beskriver de tre fOrsta stegen 401, 402, 403 i flodesschemat detekteringen av en drivlineoscillation enligt uppfinningen.

I ett fjdrde steg 404 av forfarandet skapas en oscillationsddmpande momentbegaran M. Denna oscillationsddmpande momentbegdran M ges en oscillationsddmpande egenskap genom utnyttjande av svdngningsfordndringen S som bestamts i det andra steget 402 av forfarandet.

Foreliggande uppfinning hdnfor sig dven till ett system for detektion av en drivlineoscillation i ett fordon 100, ddr fordonet 100 innefattar en motor 101, vilken roterar med en hastighet co, dven kallad rotationshastighet co eller motorrotationshastighet co.

Systemet innefattar en bestamningsenhet och en detektionsenhet. Bestdmningsenheten är inrdttad att bestdmma hur svangningsfordndringen S hos rotationshastigheten A ser ut. Detektionsenheten är anordnad att detektera om en 16 537 106 drivlineoscillation foreligger. En drivlineoscillation anses foreligga om svangningsforandringen har en amplitud vilken ett forutbestamt antal ganger omvaxlande overskrider ett positivt troskelvarde Thirespektive underskrider ett negativt troskelvarde Th2, dar samtliga tva pa varandra foljande over- /underskridelser sker mom en forutbestamd tidsperiod T, sasom beskrivits ovan for forfarandet enligt uppfinningen.

Foreliggande uppfinning hanfor sig aven till ett system for dampning av denna detekterade drivlineoscillation. Detta system innefattar detektionsenheten enligt ovan och aven en momentenhet, vilken begar moment fran motorn 101. Momentenheten är anordnad att ge denna momentbegaran M en oscillationsdampande egenskap genom utnyttjande av namnda svangningsforandring S, sasom beskrivits ovan for forfarandet enligt uppfinningen.

Figur 5 visar schematiskt ett kretsschema 500 for en mojlig implementering av dampningen enligt uppfinningen. En motorrotationshastighet co, vilken till exempel kan vara uppmatt med givaren 116, tillhandahalls ett filter 502 och en subtraktionsenhet 503, genom att en motsvarande signal for motorrotationshastigheten co är kopplad till filtret 502 och till subtraktionsenheten 503 som en insignal 501.

Sasom beskrivits ovan erhalls den onskade motorrotationshastigheten d genom filtrering av signalen for motorrotationshastigheten co med filtret 502. Den onskade motorrotationshastigheten cod utgor alltsa en utsignal 504 fran filtret 502, och kan ses som en atminstone semi-statisk komponent av motorrotationshastigheten co.

I subtraktionsenheten 503 subtraheras motorrotationshastigheten co fran den onskade motorrotationshastigheten c, varvid den inverterade 17 537 106 overlagrade svangningen cos tas fram som utsignal 505 fran subtraktionsenheten 503.

Sasom namnts ovan kan drivlineoscillationer detekteras genom analys av en svangningsforandring S hos rotationshastigheten 501 for motorn 101. Denna svangningsfOrandring S erhalls som utsignal 506 fran en enhet for derivering 507, i vilken den inverterade overlagrade svangningen cos tidsderiveras.

Svangningsforandringen S multipliceras sedan med en forstarkningsfaktor Al i en multiplicerare 509, dar forstarkningsfaktorn A/ utgor en insignal 508 till multipliceraren 509, och adderas i en adderare 512 till en forstarkt version av den inverterade Overlagrade svangningen cos, vilken har forstarkts med en forstarkningsfaktor A2 i en multiplicerare 511, dar forstarkningsfaktor A2 utgor en insignal 510 till multiplicerare 511. FOrstarkningsfaktorerna Al, A2 kan vara konstanta och/eller variabla.

Som utsignal 513 fran adderaren 512 erhalls ett momentbidrag till momentbegaran M till motorn 101. Detta momentbidrag M har genom uppfinningen forsetts med en oscillationsdampande egenskap, vilken kan utnyttjas for att dampa ut drivlineoscillationerna, nar detta momentbidrag Mc. adderas till en ursprunglig momentbegaran AL, vilken baseras till exempel pa signaler fran en gaspedal och/eller en farthallare, sasom beskrivits ovan.

Konstanta varden for en eller flera av dessa forstarkningsfaktorer Al, A2 kan empiriskt tas fram och kalibreras i fordonet genom experiment.

Enligt en utforingsform utgors en eller flera av dessa forstarkningsfaktorer A/, A2 av normerade varden, vilka har storlekar anpassade for att undvika for stora varden pa 18 537 106 utsignalen 513, det viii saga for momentbidraget M. Detta kan till exempel goras genom att normera forstarkningsfaktorerna 111, A2 med hjalp av ett maximalt tillatet varde X for utsignalen 513.

Denna normering kan om utsignalen 513, vilken är ett resultat av additionen 505*510 + 506*508, har ett storre varde an det maximalt tillatna vardet X, till exempel goras enligt: 508' = 508 * (X / (505*510 + 506*508)) 510' = 510 * (X / (505*510 + 506*508)), dar 508' respektive 510' utgor normerade insignaler relaterade till normerade forstarkningsfaktorerrespektive A2f.

Vardena for de normerade insignalerna 508' respektive 510' kan bestammas vid eller efter detektionen av drivlineoscillationerna, eftersom utsignalerna 505, 506 finns tillgangliga redan vid detektionen. Om de normerade insignalerna 508' respektive 510' bestams under detektionsfasen, det viii saga innan utsignalen 513 tagits fram, kan dessa normeras mot det storsta tankbara vardet utsignalen 513 skulle ha fatt om dampningen av drivlineoscillationer är aktiverad.

Om utsignalen 513 inte har ett storre varde an det maximalt tillatna vardet X, anvands de icke-normerade insignalerna 508 respektive 510, vilka har de icke-normerade forstarkningsfaktorerna A/ respektive A2- Sasom beskrivits ovan inses av en fackman kan subtraktionen av motorrotationshastigheten A fran den Onskade motorrotationshastigheten od for att ge den inverterade Overlagrade svangningen cos aven utforas pa andra satt an med just subtraktionsenheten 503. Till exempel kan en inverterare anvandas i kombination med en adderare for att astadkomma 19 537 106 samma funktion. Det viktiga är har att momentbidraget ges den oscillationsdampande egenskapen att dess utseende är vasentligen inverterat och forskjutet i tiden i fOrhallande till de overlagrade svangningarna hos motorrotationshastigheten w, vilket en fackman inser kan utforas pa en mangd satt.

Figur 6 visar en styrenhet enligt fbreliggande uppfinnig. For enkelhetens skull visas i figur 6 endast en styrenhet 600, men fordon av den visade typen innefattar ofta ett relativt stort antal styrenheter, t.ex. for styrning av motor, vaxellada, etc., vilket är vdlkant for fackmannen mom teknikomradet.

FOreliggande uppfinning kan alltsa implementeras i styrenheten 600, men kan amen implementeras helt eller delvis i en eller flera andra vid eller utanfor fordonet forekommande styrenheter.

Styrenheter av den visade typen är normalt anordnade att ta emot sensorsignaler fran olika delar av fordonet. De styrenhetsgenererade styrsignalerna är normalt Aven beroende bade av signaler fran andra styrenheter och av signaler fran komponenter. Speciellt är styrenheten anordnad att ta emot signaler fran en givare 116 for motorrotationshastighet vilken till exempel kan vara anordnad i anslutning till kopplingen 106.

Styrenheter av den visade typen är vidare vanligtvis anordnade att avge styrsignaler till olika delar och komponenter av fordonet, i foreliggande exempel till exempel till motorstyrenheten for att begara/beordra styrning av motorns moment.

Styrningen styrs ofta av programmerade instruktioner. Dessa programmerade instruktioner utgors typiskt av ett datorprogram, vilket ndr det exekveras i en dator eller 537 106 styrenhet Astadkommer att datorn/styrenheten utfor Onskad styrning, sasom forfarandesteg enligt foreliggande uppfinning. Datorprogrammet utgor vanligtvis av en datorprogramprodukt 603 lagrad pa ett digitalt lagringsmedium 602 sasom exempelvis: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), en harddiskenhet, etc., i eller i fOrbindelse med styrenheten, och som exekveras av styrenheten. Genom att andra datorprogrammets instruktioner kan saledes fordonets upptradande i en specifik situation anpassas.

Vidare är styrenheten 600 forsedd med anordningar 604, 607, 605, 606 for mottagande respektive sandande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehalla vAgformer, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningarna 604, 607 for mottagande av insignaler kan detekteras som information och kan omvandlas till signaler som kan behandlas av berakningsenheten 601. Dessa signaler tillhandahalls sedan berakningsenheten 601. Anordningarna 605, 606 for sandande av utsignaler är anordnade att omvandla signaler erhallna fran berakningsenheten 601 for skapande av utsignaler genom att t.ex. modulera signalerna, vilka kan overforas till andra delar av systemet, till exempel till motorn 101, for dampande av drivlineoscillationer.

Var och en av anslutningarna till anordningarna for mottagande respektive sandande av in- respektive utsignaler kan utgoras av en eller flera av en kabel; en databuss, sasom en CAN-buss (Controller Area Network bus), en MOST-buss (Media Orientated Systems Transport bus), eller nagon annan busskonfiguration; eller av en tradlOs anslutning. Aven anslutningarna for insignaler och utsignaler, samt mellan filter 502, deriveringsenhet 507, subtraherare 503, multiplikatorer 511, 21 537 106 509 och adderare 512 visade i figur 5 kan utgoras av en eller flera av dessa kablar, bussar, eller tradlosa anslutningar.

En fackman inset att den ovan namnda datorn kan utgoras av berakningsenheten 601 och att det ovan namnda minnet kan utgoras av minnesenheten 602.

Fackmannen inser ocksa att systemet ovan kan modifieras enligt de olika utforingsformerna av forfarandet enligt uppfinningen. Dessutom avser uppfinningen ett motorfordon 100, till exempel en lastbil eller en buss, innefattande atminstone ett system for forhindrande av dubbelvaxling enligt uppfinningen.

Foreliggande uppfinning är inte begransad till de ovan beskrivna utforingsformerna av uppfinningen utan avser och innefattar alla utforingsformer mom de bifogade sjalvstandiga kravens skyddsomfang. 22

Claims (16)

537 106 Patentkrav

1. Forfarande for detektion av en drivlineoscillation i ett fordon (100) innefattande en motor (101), vilken roterar med en hastighet co, kannetecknad av

1. en bestamning av en svangningsforandring S hos rotationshastigheten o for namnda motor (101); varvid

2. en drivlineoscillation anses foreligga om namnda svangningsforandring S har en amplitud vilken ett forutbestamt antal ganger omvaxlande overskrider ett positivt troskelvarde Thirespektive underskrider ett negativt troskelvarde Th2, varvid samtliga konsekutiva Overskridelser av namnda positiva troskelvarde Thloch underskridelser av namnda negativa troskelvarde Th2 är atskilda i tid som mest av en forutbestamd tidsperiod T.

2. Forfarande enligt patentkrav 1, varvid namnda svangningsforandring S baseras pa namnda rotationshastighet co far namnda motor (101).

3. Forfarande enligt patentkrav 2, varvid namnda rotationshastighet 0 innefattar en onskad rotationshastighet 02 och en overlagrad svangning.

4. Ferfarande enligt patentkrav 3, varvid namnda Onskade rotationshastighet cod bestams medelst en filtrering av namnda rotationshastighet 0.

5. Forfarande enligt nagot av patentkrav 3-4, varvid en inverterad version av namnda Overlagrade svangning cos bestams medelst subtraktion av namnda rotationshastighet o fran namnda onskade rotationshastighet wd.

6. Forfarande enligt nagot av patentkrav 3-4, varvid en inverterad version av namnda overlagrade svangning cos bestams 23 537 106 medelst en modell for namnda inverterade version av namnda overlagrade svangning cos.

7. Forfarande enligt nagot av patentkrav 5-6, varvid namnda svangningsforandring S bestams medelst tidsderivering av namnda inverterade version av namnda overlagrade svangning cos.

8. Forfarande enligt nagot av patentkrav 2-7, varvid namnda rotationshastighet o bestams medelst en anordning i gruppen av: - en givare (116) anordnad for att detektera namnda rotationshastighet co; och

1. en modell far namnda rotationshastighet co.

9. Forfarande for dampning av en drivlineoscillation i ett fordon (100) innefattande en motor (101), vilken tillhandahaller ett moment relaterat till en momentbegaran kannetecknad av att

1. namnda drivlineoscillation detekteras medelst fOrfarandet enligt nagot av patentkrav 1-8; varvid

2. namnda momentbegaran M ges en oscillationsdampande egenskap genom utnyttjande av namnda svangningsforandring S.

10. Forfarande enligt patentkrav 9, varvid namnda oscillationsdampande egenskap erhalls genom att addera namnda svangningsforandring S, multiplicerad med atminstone en ferstarkningsfaktor A1, till en ursprunglig momentbegaran M,

11. Forfarande enligt patentkrav 10, varvid namnda ursprungliga momentbegaran M0 har sitt ursprung i Atminstone en av kallorna i gruppen:

1. en gaspedal; och

2. en farthallare. 24 537 106

12. Forfarande enligt nagot av patentkrav 9-11, varvid namnda oscillationsdampande momentbegaran M endast bestams cid drivlineoscillationer har detekterats.

13. Datorprogram innefattande programkod, vilket nar namnda programkod exekveras i en dator astadkommer att namnda dator utfor forfarandet enligt nagot av patentkrav 1-12.

14. Datorprogramprodukt innefattande ett datorlasbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 13, varvid namnda datorprogram är innefattat i namnda datorlasbara medium.

15. System for detektion av en drivlineoscillation i ett fordon (100) innefattande en motor (101), vilken roterar med en hastighet co, kAnnetecknat av - en bestamningsenhet, vilken är anordnad att bestamma en svangningsforandring S hos rotationshastigheten o fOr namnda motor (101); och - en detektionsenhet, anordnad att detektera en drivlineoscillation om namnda svangningsforandring S har en amplitud vilken ett fOrutbestamt antal ganger Overskrider ett positivt troskelvarde Thirespektive underskrider ett negativt trOskelvarde Th2, varvid samtliga konsekutiva Overskridelser av namnda positiva troskelvarde Thloch underskridelser av namnda negativa troskelvarde Th2Or atskilda i tid som mest av en forutbestamd tidsperiod T.

16. System fOr dampning av en drivlineoscillation i ett fordon (100) innefattande en motor (101), vilken tillhandahaller ett moment relaterat till en momentbegaran kannetecknat av - ett system fOr detektion av drivlineoscillation enligt patentkrav 15; och 537 106 - en momentenhet, anordnad att ge namnda momentbegaran M en oscillationsdampande egenskap genom utnyttjande av namnda svangningsforandring S. 26 537 106 1/6 - 4-- *NO---L-------- Il •• eq c)."-\.....

0. 1 e-- e-- "•-■—• •v; 1-