SE537116C2 - Dämpning av drivlineoscillationer - Google Patents

Abstract

537 116 Sammandrag Foreliggande uppfinning hanfor sig till ett forfarande for dampning av en drivlineoscillation i ett fordon innefattande en motor, vilken tillhandahaller ett moment relaterat till en momentbegaran M och roterar med en hastighet w. Enligt foreliggande uppfinning bestams en svangningsforandring S hos rotationshastigheten o for namnda motor. Momentbegaran M ges sedan en oscillationsdampande egenskap genom utnyttjande av svangningsforandringen S, varvid drivlineoscillationen effektivt kan dampas ut.

Description

537 116 DAMPNING AV DRIVLINEOSCILLATIONER Tekniskt omnide Foreliggande uppfinning hanfor sig till ett forfarande for dampning av en drivlineoscillation i ett fordon enligt ingressen till patent 1, till ett datorprogram for implementerande av forfarandet enligt ingressen till patentkrav 14, samt till ett system for dampning av en drivlineoscillation enligt ingressen till patentkrav 16.

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 sa 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, mejligtvis 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 om 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 1 537 116 rullmotstand. Drivaxlarna 104, 105 utsatts harvid fOr ett relativt kraftigt vridmoment.

Bland annat av kostnadsmassiga och viktmassiga skal dimensioneras drivaxlarna regelmassigt inte sa att de klarar av denna kraftiga pafrestning utan att paverkas. Pa grund av drivaxlarnas 104, 105 relativa vekhet agerar de istallet som torsionsfjadrar 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 vill saga i fardriktningen.

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 drivlinesvangningar snabbt kunna detekteras och effektivt kunna dampas ut.

Tidigare kdnda losningar for ddmpning av drivlinesvdngningar har varit tekniskt komplicerade, vilket har bidragit till okad berdkningskomplexitet och implementationskostnad. De tidigare kanda komplicerade losningarna har aven lett till ineffektiva dampningar av dessa drivlinesvangningar, vilka inte med tillfredstallande resultat lyckats dampa ut drivlineoscillationerna. 2 537 116 Kortfattad beskrivning av uppfinningen Det är ett syfte med foreliggande uppfinning att tillhandahalla ett forfarande for dampning av drivlineoscillationer. Detta syfte uppnas genom ovan namnda forfarande enligt den kannetecknande delen av patentkrav 1.

Syftet uppnas Oven genom ovan namnda datorprogram enligt kannetecknande delen av patentkrav 14. Detta syfte uppnas Oven av det ovan namnda systemet for dampning av drivlineoscillationer enligt kannetecknande delen av patentkrav 16.

Enligt fOreliggande uppfinning dampas ants& dessa oscillationer genom utnyttjande av svangningsforandringen S. En momentbegaran M som skickas till motorn i fordonet anpassas har med ett bidrag till momentbegaran M, vilket agerar dampande far drivlineoscillationerna. Genom att den anpassade momentbegaran M har ett utseende, vilket bestams baserat pa svangningsforandringen S kan drivlineoscillationerna snabbt dampas ut.

Enligt en utfOringsform av uppfinningen erhalls svangningsforandringen S genom en derivering av en inverterad version av en Overlagrad svangning as has motorrotationshastigheten co. Deriveringen gor att den anpassade momentbegaran M har storst amplitud nar den inverterade versionen av den overlagrade svangningen as fOrandrar sig mest. Momentbegarans svangning Or aven vasentligen inverterad och forskjuten i tid fran de Overlagrade svangningarna has motorrotationshastigheten. Detta ger sammantaget en snabb utdampning av drivlineoscillationerna.

Enligt foreliggande uppfinning utnyttjas for dampningen av drivlineoscillationer endast motorrelaterade signaler som 3 537 116 redan anvdnds i reglersystem i motorfordon i dag. Narmare bestamt anvands enligt uppfinningen rotationshastigheten co has motorn. Detta gor att losningen enligt foreliggande uppfinning kan implementeras med mycket litet tillskott i komplexitet, bade for berdkningar och for sjdlva implementationen.

Ddmpningen av drivlineoscillationer baserar sig pa en svdngningsfordndring S has rotationshastighetenfOr motorn, vilket gor att en tillforlitlig ddmpning kan goras vasentligen utan fordrojningar. Detta är en star fordel jamfort med tidigare kdnda system, i vilka otillforlitliga och sena dampningar tillhandahallits.

Enligt en utforingsform av uppfinningen detekteras drivlineoscillationer baserat pa svdngningsfordndringen S, varvid en drivlineoscillation som detekterad cm svdngningsfordndringen S har en amplitud vilken ett forutbestdmt antal ganger omvdxlande Overskrider ett positivt troskelvdrde Thirespektive underskrider ett negativt traskelvdrde Th2, ddr varje tva konsekutiva Over/underskridelser av trosklarna sker inom en fOrutbestamd tidsperiod T.

Sammantaget resulterar foreliggande uppfinning i en mycket effektiv detektion och ddmpning av oscillationerna, vilka är baserade pa analys av svdngningsfordndringen S och kan tillhandahallas med ett mycket litet komplexitetstillskott.

Kortfattad figurforteckning Uppfinningen kommer att belysas narmare nedan med ledning av de bifogade ritningarna, ddr lika hdnvisningsbeteckningar anvands for lika delar, och van: Figur 1 visar ett motorfordon; 4 537 116 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; 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 och dampas genom analys av en svangningsforandring S hos rotationshastigheten o for motorn 101. For att kunna gora detta bestams forst denna svangningsforandring S och sedan analyseras utseendet pa denna svangningsfOrandring S.

Dampningen av en drivlineoscillation enligt uppfinningen utnyttjar denna analys av svangningsforandring S genom att utnyttja svangningsforandring S vid framtagande av en svangningsdampande momentbegaran M.

Fordonet 100 har en motor 101, vilken tillhandahaller ett moment. Det tillhandahallna momentet är relaterat till en momentbegaran M, vilken kan vara ett direkt resultat av en 537 116 forarinmatning, till exempel via en gaspedal, eller kan begaras av nagon typ av farthallare, eller annan anordning vilken är anordnad att begara moment fran motorn 101.

En detektion av en drivlineoscillation kan baseras pa svangningsforandringen S. Om en drivlineoscillation har detekterats forses enligt uppfinningen en momentbegaran M till motorn med en oscillationsdampande egenskap for att drivlineoscillationerna skall motarbetas och dampas ut. Den oscillationsdampande egenskapen erhalls har genom att utnyttja svangningsforandringen S. Att basera dampningen av drivlineoscillationerna endast pa motorrotationshastigheten Co har mycket stora fordelar relaterade till implementationskomplexitet och effektivitet for dampningen.

Enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning adderas denna svangningsforandring S multiplicerad med atminstone en forstarkningsfaktor A/ till en ursprunglig momentbegaran M0, for att skapa den momentbegaran M som skickas till motorn 101. Far baseras den ursprungliga momentbegaran Mc, pa signaler fran till exempel en gaspedal och/eller en farthallare, sasom beskrivits ovan. Denna atminstone en forstarkningsfaktor A/ kan ges ett godtyckligt lampligt varde, vilket kan vara konstant eller variabelt sasom beskrivs mer i detalj nedan.

Enligt en utforingsform av uppfinningen utfors dampningen av oscillationen enligt uppfinningen endast cid drivlineoscillationer har detekterats. Detta minskar komplexiteten i systemet enligt uppfinningen.

Enligt en utforingsform av uppfinningen anses en drivlineoscillation fOreligga am svangningsfOrandringens amplitud, det vill saga amplituden for en signal relaterad till svangningsforandringen S, har ett varde vilket ett forutbestamt antal ganger omvaxlande overskrider ett positivt 6 537 116 troskelvOrde Thi respektive underskrider ett negativt troskelvdrde Th2 och ddr samtliga tva pa varandra foljande over- och underskridelser, det viii saga overskridelser av detta positiva troskelvdrde Th/och underskridelser av detta negativa troskelvOrde Th2, sker mom en forutbestdmd tidsperiod T. Alltsa är tva konsekutiva over- och underskridelser hdr skilda it i tid som mest av en forutbestdmd tidsperiod T.

Med andra ord anses drivlineoscillationer foreligga om svOngningsfordndringens amplitud ett visst antal ganger, mom den forutbestOmda tidsperioden T fran tidpunkten for en Over- /underskridelse av en troskel Tb1, Th2under-/overskrider en annan troskel Thi, Th2, ddr dessa trosklar har olika tecken pa sina troskelvOrden. Amplituden for svOngningsfordndringen S ska hdr alltsa ett visst antal ganger vara omvdxlande ha en storlek overstigande det positiva troskelvOrdet Th/och ha en storlek understigande det negativa troskelvdrdet Th2, och gora tva pa varandra foljande troskelvOrdespassager mom den forutbestdmda tidsperioden T.

Att, sasom med denna utforingsform av foreliggande uppfinning, kunna detektera drivlineoscillationer baserat endast pa motorrotationshastigheten a Or mycket fordelaktigt, eftersom denna hastighet a normalt sett finns tillgdnglig Onda i motorfordonet. Tidigare kOnda metoder for att detektera drivlineoscillationer har baserats Oven pa ytterligare signaler, sasom signaler relaterade till hjulhastigheter, vilket har resulterat i ytterligare givare och Okad komplexitet vid detektionen. Dessutom kan ddmpningen av drivlineoscillationer Oven den baseras endast pa mottorrotationshastigheten a vilket forenklar systemet for ddmpning. Den svOngningsforandring S som tas tram vid detektionen kan Oven utnyttjas vid ddmpningen, varfOr berdkningskomplexiteten minimeras av foreliggande uppfinning. 7 537 116 En detektion av drivlineoscillationer enligt uppfinningen kommer harefter exemplifieras med hjOlp av figurerna 2a till 2d, varvid schematiska och icke-begransande exempel pa signaler kommer att anvOndas for att forklara uppfinningen.

Enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning baseras detektionen pa svangningsforandringen S for en rotationshastighet o for motorn 101. Denna rotationshastighet kan bestammas medelst utnyttjande av en givare 116, vilken kan vara anordnad i anslutning till kopplingen 106 och sa att den kan detektera vilken rotationshastighet u motorn 101 tillhandahaller. Rotationshastighet o kan Oven bestOmmas medelst utnyttjande av en modell, dar modellen Or utformad sa att motorrotationshastigheten o enkelt kan harledas ur den.

Rotationshastigheten o for 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 o startar i detta exempel pa ett forsta varvtal, till exempel 500 varv/minut, och akar sedan linjart med tiden. Ett exempel pa en motorrotationshastighet (heldragen), sasom den faktiskt ser ut cid den mats upp av en givare 116, eller bestams pa annat satt, till exempel medelst en modell for motorrotationshastigheten co, visas ocksa i figur 2a.

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

Vid detektion av drivlineoscillationer finns normal sett inte tillgang till den Onskade motorrotationshastigheten od, utan endast tillgang till en signal motsvarande 8 537 116 motorrotationshastigheten co. Enligt en utforingsform av foreliggande uppfinning kan den onskade motorrotationshastigheten cod erhallas genom att filtrera signalen for motorrotationshastigheten A med ett filter, narmare bestamt med ett lagpass-filter (LP-filter). Da LP- filtret valjs sá att de overlagrade svangningarna has rotationshastigheten o 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 cos hos motorrotationshastighetenerhallas 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 o har subtraherats fran den onskade motorrotationshastigheten cod ligger den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos kring varvtalet 0 varv/minut, alltsa kring x-axeln i figur 2b. Eftersom motorrotationshastigheten o har 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 ws 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 vill saga byta tecken pa amplituden for, en signal fOr motorrotationshastighetenoch sedan addera den med den en signal for den onskade motorrotationshastigheten COd. Subtraktionen kan aven utforas till exempel genom att 9 537 116 subtrahera en signal for den onskade motorrotationshastigheten cod fran en signal for motorrotationshastigheten co, och 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 istdllet med hjdlp av en modell for namnda inverterade versionen av den overlagrade svdngning cos. Enligt en utforingsform utgors denna modell for bestamning av den inverterade versionen av den overlagrade svdngningen cos en "tvdmassemodell", vilket beskriver tvd svangmassor med en vekhet mellan dessa tva massor. Tv a svangmassor modelleras hdrigenom, varav en forsta svdngmassa representerar motorn 101 och en andra svdngmassa 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 moment, varav det forsta momentet är ett tillfort motormoment kompenserat med utvdxling och det andra momentet är det moment som omgivningen pdverkar 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 fjdderuppvridning dá erhdllas, fran vilka den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos kan bestdmmas. 10 537 116 Sasom namnts ovan kan drivlineoscillationer detekteras genom analys av en svangningsforandring S has rotationshastigheten for motorn 101. For att erhalla en syangningsforandring S for motorrotationshastigheten io ur den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos deriyeras 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 ws (heldragen) och derivatan for den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos, det viii saga svangningsforandringen S for motorrotationshastigheten EO (streckad), visas schematiskt i figur 2c. Da svangningsforandringen S utgors av derivatan av den inverterade versionen av den overlagrade svangningen ws representerar den en farandring has den inverterade versionen av den overlagrade svangningen cos over tid.

Vid analysen av svangningsforandringen S anvands atminstone tva trosklar relaterade till amplituden has svangningsforandringen S. Enligt uppfinningen anses en drivlineoscillation foreligga am 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, Th2har ett positivt troskelvarde Thirespektiye 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 inom en forutbestamd 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. 11 537 116 Lampliga troskelvarden Thi, 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 ThL Th2 beror av atminstone en av frekvensen for de inverterade overlagrade svangningarna cAs och brusnivan for givare i systemet. Generellt sett skall troskelvardena Thi, Th2 och/eller tidsperioden T valjas sa 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 Th/ och en andra troskel har ett negativt troskelvarde Th2. Enligt foreliggande uppfinning anses en drivlineoscillation som detekterad am 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 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 t/ borjar lopa. Sedan har svangningsforandringen S vid ett andra tillfalle 212, vilket har intraffar sá att den forsta tiden L1 är mindre an den forutbestamda tidsperioden T, det viii saga sa att ti I exemplet beskrivet ovan i anslutning till figur 2d är antalet over-/underskridelser for detektion satt till tre, varvid dl amplituden vid det tredje tillfdllet 213 Over/underskrider ett troskelvdrde Th1, Th2 och dl troskelvdrdena har Over-/underskridits med omvdxlande tecken, det vill saga det positiva forsta troskelvardet Th/och det negativa andra troskelvdrdet Th2 har overstigits respektive understigits av en amplitud hos svdngningsfordndringen S. och tiden t1, 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 sjdlvstandiga patentkraven. Till exempel kan antalet Over- /undertrddelser av trasklarna Thi, Th2 vara ett godtyckligt ldmpligt antal Over-/underskridelser. Alltsa kan detektion ske vid en eller flera Over-/underskridelser av trasklarna Thi, Th2. Sasom beskrivits ovan i anslutning till figur 2d kan detektion till exempel ske vid tre Over-/undertrddelser med omvdxlande tecken. Dock kan antalet Over-/undertrddelser av trOsklarna Thi, Th2 for detekterad drivlineoscillation dven sdttas till exempel till fyra, varvid tiden t2 mellan overtrddelsen vid det tredje tillfdllet 213 och underskridelsen vid det fjdrde tillfdllet 214, dl det negativa andra troskelvdrdet Th2 aterigen underskrids, inte heller far vara ldngre On den forutbestdmda tidsperioden T for att detektion skall ske. 13 537 116 Ordningen pa over-/underskridelserna kan ocksa skiftas, sa att forsta passagen av en troskel utgors av en underskridelse, det viii saga av att svdngningsfordndringen S har en amplitud vilken understiger det negativa andra troskelvdrdet Th2.

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

En ddmpning av drivlineoscillationer enligt uppfinningen, ddr ddmpningen baseras pa svdngningsfordndringen S. exemplifieras hdrefter, varvid schematiska och icke-begrdnsande exempel pa signaler kommer att anvdndas for att forklara uppfinningen.

I figur 3a visas schematiskt ett exempel pa en Onskad motorrotationshastighet cod (streckad) over tid, samt ett exempel pa en motorrotationshastighet(heldragen). Dessutom visas den inverterade versionen av den overlagrade svdngningen ws (heldragen) och svdngningsfordndringen S (streckad), vilken erhalls genom derivering av den inverterade versionen av den Overlagrade svdngningen ws.

Det framgar tydligt ur figur 3a att svangningsfOrdndringen S är fOrskjuten i tid fran de inverterade overlagrade svdngningarna cos. Dessutom gor faktumet att svdngningsfordndringen S erhalls medelst derivering av de inverterade overlagrade svdngningarna cos att svdngningsfordndringen S är som stOrst, det viii saga har storst positiv respektive negativ amplitud, ndr motorrotationshastighetenokar respektive minskar som mest. 14 537 116 Svangningsforandringen S far alltsa storst amplitud nar mottorrotationshastigheten a forandras som mest.

Med andra ord kommer svangningsforandringen S fOr de inverterade overlagrade svangningarna cos att vara vasentligen i motfas mot en motsvarande svangningsforandring has motorrotationshastigheten a, det viii saga i motfas mot en motsvarande derivata av motorrotationshastigheten co. Detta kan ocksa uttryckas som att svangningsforandringen S for de inverterade overlagrade svangningarna as Or vasentligen inverterad i jamforelse med en motsvarande svangningsforandring for motorrotationshastigheten a. Att svangningsforandringen S har Or vasentligen i motfas, eller med andra ord Or vasentligen inverterad, mot en motsvarande svangningsforandring (tidsderivata) for motorrotationshastigheten a beror av att motorrotationshastigheten co 320 enligt uppfinningen subtraheras 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 oscillationsdampande momentbegaran M far ett relativt minsta varde nar motorrotationshastigheten a okar som mest has motorrotationshastigheten co. Detta gor att drivlineoscillationer kan dampas ut mycket effektivt genom anvandande av foreliggande uppf inning.

Figur 3b visar mOtdata upptagna av ett fordon under tiden fOrfarandet fOr dampning av drivlineoscillationer enligt uppfinningen Or aktiverat. Den heldragna linjen representerar har momentbidraget M fran foreliggande uppfinning, det viii saga signalen 513 i figur 5 nedan. Den streckade linjen 537 116 representerar motorrotationshastigheten co. Matdatan visar tydligt att dampningen av oscillationerna enligt uppfinningen aktiveras nar drivlineoscillationerna upptackts, det viii saga da 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 YT, fran forfarandet enligt uppfinningen är baserat pa derivatan av den overlagrade svangningen cos och darfor är forskjuten i tid mot motorrotationshastigheten a pa sa satt att vagformen has momentbidraget M är vasentligen inverterad och forstarkt i relation till en svangningsforandring (derivata) for motorrotationshastigheten varvid oscillationerna effektivt kan dampas ut.

Figur 4 visar ett flodesschema for forfarandet enligt uppfinningen. I ett forsta steg 401 startar forfarandet. I ett andra steg 402 bestams en svangningsforandring S has rotationshastigheten a for motorn 101.

I ett tredje steg 403 av forfarandet skapas en oscillationsdampande momentbegaran M. Denna oscillationsdampande momentbegaran M ges en oscillationsdampande egenskap genom utnyttjande av svangningsforandringen S som bestamts i det andra steget 402 av forfarandet.

Enligt en utforingsform av uppfinningen innefattar forfarandet aven ett ytterligare steg, vilket utfOrs efter andra steget 402 och innan tredje steget 403 av forfarandet. I detta ytterligare steg detekteras en drivlineoscillation baserat pa svangningsforandringen S. Enligt en utforingsform av uppfinningen anses drivlineoscillationen vara detekterad om svangningsforandringen S har en amplitud vilken ett 16 537 116 forutbestdmt antal ganger omvdxlande overskrider ett positivt troskelvdrde Thirespektive underskrider ett negativt troskelvdrde Th2, ddr vane tvd konsekutiva over/nnderskridelser av trosklarna sker mom en foruthestdmd tidsperiod T.

Foreliggande uppfinning hdnfor sig amen till ett system for ddmpning 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 bestdmningsenhet och en momentenhet. Bestdmningsenheten är inrdttad att bestdmma hur svdngningsfordndringen S hos rotationshastigheten co ser ut. Momentenheten, vilken begdr moment fran motorn 101, är anordnad att ge denna momentbegdran M en oscillationsddmpande egenskap genom utnyttjande av svdngningsfordndringen S, sdsom beskrivits ovan for forfarandet enligt uppfinningen.

Enligt en utforingsform av uppfinningen innefattar systemet dven en detektionsenhet, vilken är anordnad att detektera am en drivlineoscillation foreligger. Enligt en utforingsform av systemet for uppfinningen är detektionsenheten anordnad att anse att en drivlineoscillation foreligger om svdngningsfordndringen S har en amplitnd vilken ett forutbestdmt antal ganger omvdxlande Overskrider ett positivt troskelvdrde Thirespektive underskrider ett negativt troskelvdrde Th2, ddr samtliga tva pa varandra fOljande over/underskridelser sker mom en forntbestdmd tidsperiod T, sasom beskrivits ovan for forfarandet enligt uppfinningen.

Figur 5 visar schematiskt ett kretsschema 500 fOr en mojlig implementering av ddmpningen enligt uppfinningen. En motorrotationshastighet co, vilken till exempel kan vara 17 537 116 uppmdtt med givaren 116, tillhandahdlls 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.

Sdsom beskrivits ovan erhdlls den onskade motorrotationshastigheten cod genom filtrering av signalen for motorrotationshastigheten o 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 o fran den Onskade motorrotationshastigheten cod, varvid den inverterade Overlagrade svdngningen cos tas fram som utsignal 505 frdn subtraktionsenheten 503.

Sasom ndmnts ovan kan drivlineoscillationer detekteras genom analys av en svdngningsfordndring S has rotationshastigheten 501 for motorn 101. Denna svdngningsfOrdndring S erhalls som utsignal 506 frdn en enhet for derivering 507, i vilken den inverterade overlagrade svdngningen cos tidsderiveras.

Svdngningsfordndringen S multipliceras sedan med en ferstdrkningsfaktor A/ i en multiplicerare 509, ddr forstdrkningsfaktorn A/ utgor en insignal 508 till multipliceraren 509, och adderas i en adderare 512 till en forstdrkt version av den inverterade overlagrade svdngningen cos, vilken har ferstdrkts med en forstdrkningsfaktor A2 i en multiplicerare 511, ddr forstdrkningsfaktor A2 utgOr en insignal 510 till multiplicerare 511. Forstdrkningsfaktorerna AL A2 kan vara konstanta och/eller variabla. 18 537 116 Sam 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 M adderas till en ursprunglig momentbegaran M0, vilken baseras till exempel en 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 AL A2 av normerade varden, vilka har storlekar anpassade far att undvika far stora varden pa utsignalen 513, det vill saga for momentbidraget M. Detta kan till exempel garas genom att normera forstarkningsfaktorerna AL A2 med hjalp av ett maximalt tillatet varde X for utsignalen 513.

Denna normering kan am 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' = 5(X / (505*510 + 506*508)), dar 508' respektive 510' utgor normerade insignaler relaterade till normerade forstarkningsfaktorer A/' respektive 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 19 537 116 detektionsfasen, det viii saga innan utsignalen 513 tagits fram, kan dessa normeras mot det storsta tdnkbara vdrdet utsignalen 513 skulle ha fdtt am ddmpningen av drivlineoscillationer dr aktiverad.

Om utsignalen 513 inte har ett storre varde an det maximalt tillatna vdrdet X, anvands de icke-normerade insignalerna 508 respektive 510, vilka har de icke-normerade forstarkningsfaktorerna A/ respektive A2.

Sdsom beskrivits ovan inses av en fackman kan subtraktionen av motorrotationshastigheten a fran den Onskade motorrotationshastigheten ad for att ge den inverterade Overlagrade svdngningen as dven utforas pa andra sdtt an med just subtraktionsenheten 503. Till exempel kan en inverterare anvdndas i kombination med en adderare for att Astadkomma samma funktion. Det viktiga är har att momentbidraget ges den oscillationsdampande egenskapen att dess utseende dr vdsentligen inverterat och forskjutet i tiden i fOrhallande till de Overlagrade svdngningarna has motorrotationshastigheten co, vilket en fackman inser kan utforas pa en mdngd sdtt.

Figur 6 visar en styrenhet enligt foreliggande uppfinnig. For enkelhetens skull visas i figur 6 endast en styrenhet 600, men fordon av den visade typen innefattar ofta ett relativt start antal styrenheter, t.ex. fOr styrning av motor, vaxelldda, etc., vilket dr vdlkant for fackmannen inom teknikomradet.

Foreliggande uppfinning kan alltsd implementeras i styrenheten 600, men kan aven implementeras helt eller delvis i en eller flera andra vid eller utanfor fordonet forekommande styrenheter.

Styrenheter av den visade typen dr normalt anordnade att ta emot sensorsignaler frdn olika delar av fordonet. De 537 116 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 Or 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 nar det exekveras i en dator eller styrenhet astadkommer att datorn/styrenheten utfor briskad 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 fbrbindelse med styrenheten, och som exekveras av styrenheten. Genom att andra datorprogrammets instruktioner kan saledes fordonets upptradande i en specifik situation anpassas.

Vidare Or 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, 21 537 116 606 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 flagon annan busskonfiguration; eller av en tradlos anslutning. Aven anslutningarna for insignaler och utsignaler, samt mellan filter 502, deriveringsenhet 507, subtraherare 503, multiplikatorer 511, 509 och adderare 512 visade i figur 5 kan utgdras av en eller flera av dessa kablar, bussar, eller tradlosa anslutningar.

En fackman inser att den ovan namnda datorn kan utgbras 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 enligt uppfinningen.

Fereliggande 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 (17)

537 116 Patentkrav 1. Forfarande for dampning av en drivlineoscillation i ett fordon (100) innefattande en motor (101), vilken tillhandahaller ett moment relaterat till en momentbegaran M och roterar med en hastighet co, kannetecknad av

1. en bestamning av en svangningsforandring S hos rotationshastighetenfor namnda motor (101); varvid 2. namnda momentbegaran M ges en oscillationsdampande egenskap genom utnyttjande av namnda svangningsforandring S.

2. Forfarande enligt patentkrav 1, varvid namnda oscillationsdampande egenskap erhalls genom att addera namnda svangningsforandring S, multiplicerad med itminstone en forstarkningsfaktor A1, till en ursprunglig momentbegaran M,

3. Forfarande enligt patentkrav 2, varvid namnda ursprungliga momentbegaran M har sitt ursprung i itminstone en av kallorna i gruppen: 1. en gaspedal; och 2. en farthillare.

4. Ferfarande enligt nagot av patentkrav 1-3, varvid namnda oscillationsdampande momentbegaran M endast bestams di drivlineoscillationer har detekterats.

5. Forfarande enligt nigot av patentkrav 1-4, varvid en detektering av nimnda drivlineoscillation utfOrs baserat pi namnda svangningsforandring S.

6. Forfarande enligt patentkrav 5, varvid en drivlineoscillation vid detekteringen anses foreligga om namnda svangningsforandring S har en amplitud vilken ett forutbestamt antal ganger omvaxlande overskrider ett positivt troskelvarde Thirespektive underskrider ett negativt 23 537 116 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.

7. Forfarande enligt nagot av patentkrav 1-6, varvid namnda svangningsforandring S baseras pa namnda rotationshastighet o for namnda motor (101).

8. Forfarande enligt patentkrav 7, varvid namnda rotationshastighet 0 innefattar en onskad rotationshastighet 02 och en Overlagrad svangning.

9. Forfarande enligt patentkrav 8, varvid namnda onskade rotationshastighet cod bestams medelst en filtrering av namnda rotationshastighet co.

10. Ferfarande enligt nagot av patentkrav 8-9, varvid en inverterad version av namnda overlagrade svangning cos bestams medelst subtraktion av namnda rotationshastighet o fran namnda onskade rotationshastighet cod.

11. Forfarande enligt nagot av patentkrav 8-9, varvid en inverterad version av namnda overlagrade svangning cos bestams medelst en modell for namnda inverterade version av namnda overlagrade svangning cos.

12. Forfarande enligt nagot av patentkrav 10-11, varvid namnda svangningsforandring S bestams medelst tidsderivering av namnda inverterade version av namnda overlagrade svangning ws.

13. Forfarande enligt nagot av patentkrav 1-12, varvid namnda rotationshastighet o bestams medelst en anordning i gruppen av: - en givare (116) anordnad for att detektera namnda 24 537 116 rotationshastighet co; och - en modell for namnda rotationshastighet co.

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

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

16. System fOr dampning av en drivlineoscillation i ett fordon (100) innefattande en motor (101), vilken tillhandahaller ett moment relaterat till en momentbegaran M och roterar med en hastighet co, kannetecknat av - en bestamningsenhet, vilken Or anordnad att bestamma en svangningsforandring S hos rotationshastigheten n for namnda motor (1131); och - en momentenhet, anordnad att ge namnda momentbegaran M en oscillationsdampande egenskap genom utnyttjande av namnda svangningsforandring S.

17. System enligt patentkrav 16, varvid namnda momentenhet är anordnad att addera namnda svangningsfOrandring S, multiplicerad med atminstone en forstarkningsfaktor ,41, till en ursprunglig momentbegaran M, varvid namnda oscillationsdampande egenskap erhalls.