專利名稱：動(dòng)力總成系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)力總成系統(tǒng)和一種用于運(yùn)行該動(dòng)力總成系統(tǒng)的方法，尤其是用于機(jī)動(dòng)車，該動(dòng)力總成系統(tǒng)具有一個(gè)借助于控制裝置控制的驅(qū)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)單元具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸和一個(gè)與該驅(qū)動(dòng)軸處于作用連接并且由該驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的元件。
背景技術(shù)：
已經(jīng)公知了動(dòng)力總成系統(tǒng)中的裝置，在這種裝置中，內(nèi)燃機(jī)借助于發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)來(lái)控制。例如點(diǎn)火時(shí)刻、即各個(gè)缸的點(diǎn)燃通過(guò)噴射時(shí)刻和噴射量來(lái)調(diào)節(jié)。為了表明發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的特征，由駕駛員通過(guò)負(fù)荷杠桿預(yù)給定的期望力矩在此通常借助于發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線族根據(jù)借助于飛輪齒圈或點(diǎn)火標(biāo)記由傳感器檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定內(nèi)燃機(jī)的給定力矩。
如果在曲軸上安置有將與時(shí)間相關(guān)地動(dòng)態(tài)的反力矩引入到曲軸中的被驅(qū)動(dòng)元件例如輔助機(jī)組、離合器構(gòu)件和/或變速器構(gòu)件例如雙質(zhì)量飛輪，則這由于短時(shí)力矩變化的這種高動(dòng)態(tài)引入而在曲軸上導(dǎo)致對(duì)當(dāng)前待處理的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩的帶有誤差的判讀，由此，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)繼續(xù)錯(cuò)誤地控制發(fā)動(dòng)機(jī)。動(dòng)態(tài)反力矩強(qiáng)烈地影響轉(zhuǎn)速，尤其是在使用雙質(zhì)量飛輪的情況下。反力矩由于雙質(zhì)量飛輪的屬性而不再可假設(shè)為恒定。這樣受影響的轉(zhuǎn)速在使用僅一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器的情況下導(dǎo)致對(duì)推導(dǎo)出的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩的錯(cuò)誤判讀。這例如可導(dǎo)致被驅(qū)動(dòng)元件上的過(guò)載力矩，由此導(dǎo)致這些被驅(qū)動(dòng)元件提前失效地過(guò)載、舒適性喪失和動(dòng)力燃料消耗提高。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種動(dòng)力總成系統(tǒng)和一種屬于該動(dòng)力總成系統(tǒng)的用于運(yùn)行該動(dòng)力總成系統(tǒng)的方法，該動(dòng)力總成系統(tǒng)盡管在時(shí)間上變化地和動(dòng)態(tài)地引入被驅(qū)動(dòng)元件的反力矩，但允許改善地控制驅(qū)動(dòng)單元。
4另外，本發(fā)明的任務(wù)在于，使這種校正的投入在成本范圍方面保持簡(jiǎn)單和廉價(jià)。
該任務(wù)通過(guò)一種動(dòng)力總成系統(tǒng)來(lái)解決，該動(dòng)力總成系統(tǒng)具有一個(gè)借助于控制裝置控制的驅(qū)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)單元具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸和一個(gè)與該驅(qū)動(dòng)軸處于作用連接并且由該驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的元件，其中，在控制裝置中存儲(chǔ)有被驅(qū)動(dòng)元件的至少一個(gè)狀態(tài)值并且驅(qū)動(dòng)單元的特性通過(guò)所述至少一個(gè)狀態(tài)值影響。尤其是該動(dòng)力總成系統(tǒng)可在機(jī)動(dòng)車中使用。
對(duì)于控制裝置在此應(yīng)理解為具有微處理器和存儲(chǔ)器的計(jì)算單元，其中，在計(jì)算單元中實(shí)施控制驅(qū)動(dòng)單元所需的步驟，用于表明駕駛員期望力矩的特征的相應(yīng)傳感器信號(hào)和其它輸入?yún)⒘勘唤邮赵谙鄳?yīng)的輸入單元中，借助于例如存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線族中的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算并且在輸出單元中輸出給所涉及的單元例如根據(jù)輸出信號(hào)操作的噴射噴嘴或噴射泵。其它參數(shù)
例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或其它存在于CAN總線上的數(shù)據(jù)通常也被讀入以便控制內(nèi)燃機(jī)。通常，該控制裝置與其它例如用于控制制動(dòng)器、用于控制必要時(shí)存在的自動(dòng)化的離合器的控制裝置或與用于控制必要時(shí)存在的自動(dòng)化的變速器的控制裝置或與其它控制裝置相連接。有利的也可以是，為了優(yōu)化控制裝置的結(jié)構(gòu)空間和/或電部件或計(jì)算功率，多個(gè)控制單元彼此組合成一個(gè)或使控制裝置總數(shù)的數(shù)量減小的數(shù)量并且相互協(xié)調(diào)。
根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在，將被驅(qū)動(dòng)元件的至少一個(gè)狀態(tài)參量讀入并且必要時(shí)存儲(chǔ)到用于控制驅(qū)動(dòng)單元的控制裝置中。然后在用于控制內(nèi)燃機(jī)的算法中使用狀態(tài)參量，由此，在使用所述至少一個(gè)狀態(tài)參量的情況下獲得與被驅(qū)動(dòng)元件相匹配的內(nèi)燃機(jī)特性。例如通過(guò)所述至少一個(gè)狀態(tài)參量可至少部分地補(bǔ)償對(duì)驅(qū)動(dòng)單元起干擾作用的、由被驅(qū)動(dòng)元件產(chǎn)生的事件。
對(duì)于本發(fā)明意義下的驅(qū)動(dòng)單元應(yīng)理解為這樣的機(jī)組該機(jī)組需要外部的控制并且具有驅(qū)動(dòng)軸，該驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速可根據(jù)駕駛員愿望來(lái)變化。在此意義下，驅(qū)動(dòng)單元優(yōu)選可以是具有曲軸的往復(fù)式活塞機(jī)以及具有相應(yīng)構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)式活塞機(jī)。在其它意義下，本發(fā)明的構(gòu)型適用于具有驅(qū)動(dòng)軸的電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)通過(guò)一個(gè)被驅(qū)動(dòng)元件干擾，因此必須借助于狀態(tài)參量進(jìn)行再調(diào)節(jié)。
作為被驅(qū)動(dòng)元件理解為這樣的元件該元件從驅(qū)動(dòng)軸接納一個(gè)轉(zhuǎn)矩或者將一個(gè)轉(zhuǎn)矩輸出給該驅(qū)動(dòng)軸。根據(jù)本發(fā)明，該元件可以是雙質(zhì)量飛輪， 該雙質(zhì)量飛輪一方面通過(guò)一個(gè)質(zhì)量與驅(qū)動(dòng)軸無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地相連接，由此可 非彈性地接收轉(zhuǎn)矩，另一方面具有一個(gè)彈性地耦合的次級(jí)質(zhì)量，該次級(jí)質(zhì) 量尤其是可在動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)中將一個(gè)轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動(dòng)軸并且由此可引起對(duì) 驅(qū)動(dòng)單元的控制的干擾。另外，這種構(gòu)件可通過(guò)動(dòng)力總成系統(tǒng)中的其它元 件構(gòu)成，例如變矩器、變速器構(gòu)件例如軸或齒輪或混合電機(jī)。
被驅(qū)動(dòng)元件也可以是動(dòng)力總成系統(tǒng)中與車輛車身相連接的其它組成部 分或驅(qū)動(dòng)車輪，它們?cè)诮o定環(huán)境下導(dǎo)致曲軸中的反力矩，由此導(dǎo)致對(duì)內(nèi)燃 機(jī)的控制的干擾。例如車輪在路面上的不同附著己經(jīng)可導(dǎo)致反力矩。可在 這種過(guò)程中應(yīng)用的狀態(tài)參量可被獲取并且也為了補(bǔ)償干擾而可在控制裝置 中處理。
另外，被驅(qū)動(dòng)元件可通過(guò)輔助機(jī)組例如燃料泵、發(fā)電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī) 和類似裝置或帶傳動(dòng)裝置、凸輪軸、調(diào)節(jié)裝置和氣門傳動(dòng)裝置和類似裝置 構(gòu)成。
控制裝置的下列典型控制任務(wù)例如可通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力總成系統(tǒng) 和所屬方法來(lái)改善
-借助于發(fā)動(dòng)機(jī)力矩的發(fā)動(dòng)機(jī)控制，
-有實(shí)時(shí)能力的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩模型的信號(hào)、驗(yàn)證和適配， -缸補(bǔ)償調(diào)節(jié)，
-存在于缸補(bǔ)償調(diào)節(jié)中的燃燒斷火的識(shí)別， -怠速運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，
-反脈沖調(diào)節(jié)(Antiruckregelung)，
-負(fù)荷沖擊調(diào)節(jié)，
-噴射角和點(diǎn)火角的優(yōu)化，
-噴射量的優(yōu)化，
-預(yù)噴射量的探測(cè)和適配，
-發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的調(diào)整和適配，
-起步過(guò)程的調(diào)整和適配，
-內(nèi)燃機(jī)與變速器之間的離合器的摩擦力矩的確定， -發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置的功能檢驗(yàn)，- 一般的發(fā)動(dòng)機(jī)診斷，
-動(dòng)力總成系統(tǒng)中的機(jī)組例如離合器、變矩器、全部形式的變速器的
改善的調(diào)節(jié)，離合器的滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，驅(qū)動(dòng)車輪的滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)， -混合應(yīng)用情況下的控制過(guò)程， -變速器保護(hù)，
-各個(gè)缸的燃燒室壓力的獲取或缸的動(dòng)態(tài)平均壓力的獲取， -驅(qū)動(dòng)機(jī)組的構(gòu)件例如雙質(zhì)量飛輪的分析(雙質(zhì)量飛輪的構(gòu)件的位置 確定)。
特別有利的可以是，當(dāng)存在多個(gè)狀態(tài)參量時(shí)，這些狀態(tài)參量合并成一 個(gè)所謂的狀態(tài)空間。在此，對(duì)于一個(gè)狀態(tài)空間應(yīng)理解為多個(gè)狀態(tài)參量，這 些狀態(tài)參量分別與時(shí)間相關(guān)并且表明傳遞系統(tǒng)的特征。借助于這些狀態(tài)參 量可根據(jù)也與時(shí)間相關(guān)的輸入?yún)⒘吭诩僭O(shè)初始值已知的情況下獲取或計(jì)算 控制傳遞系統(tǒng)所需的輸出參量。
在物理上考察，狀態(tài)參量在此描述一個(gè)系統(tǒng)的能含量，由此，除了用 于輸出參量與狀態(tài)參量、輸入?yún)⒘亢统跏贾档南嚓P(guān)性的方程之外對(duì)于多個(gè) 狀態(tài)參量可形成相應(yīng)多個(gè)微分方程，這些微分方程再現(xiàn)狀態(tài)參量的動(dòng)態(tài)特 性。
在矢量上考察，由這兩個(gè)方程組在系統(tǒng)為線性和時(shí)不變性的情況下可 考察方程作為矩陣組，其各個(gè)系數(shù)可在矩陣元素中表示和計(jì)算。為了詳細(xì)
描述在測(cè)量和調(diào)節(jié)技術(shù)中狀態(tài)空間模型的處理，參見"Otto F6llinger的 Regelungstechnik - Einfiihrung in die Methoden und ihre Anwendung (第8
版)"。
借助于以此方式在狀態(tài)空間中建立的由狀態(tài)參量、輸入?yún)⒘亢洼敵鰠?量構(gòu)成的相關(guān)數(shù)據(jù)可推導(dǎo)出一個(gè)狀態(tài)空間模型，對(duì)該狀態(tài)空間模型借助于 模型數(shù)據(jù)和/或被驅(qū)動(dòng)元件的在經(jīng)驗(yàn)上獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)和辨識(shí)。如果狀 態(tài)空間模型和這些數(shù)據(jù)相一致，則可至少部分地實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)單元的發(fā)動(dòng)機(jī)力 矩的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，該發(fā)動(dòng)機(jī)力矩受被驅(qū)動(dòng)元件的影響干擾。
有利的是使用可容易測(cè)量的數(shù)據(jù)作為輸入?yún)⒘?。?duì)力矩進(jìn)行測(cè)量來(lái)校 正驅(qū)動(dòng)單元的力矩是相對(duì)復(fù)雜的，而已經(jīng)證實(shí)，使用轉(zhuǎn)速可以是特別有利 的。因此，通過(guò)反演狀態(tài)空間模型可由轉(zhuǎn)速獲得轉(zhuǎn)矩的維的輸出參量。附加地以有利的方式在辨識(shí)被驅(qū)動(dòng)元件期間接收驅(qū)動(dòng)單元的模型數(shù)據(jù)，由此， 作為輸出參量可直接獲得經(jīng)校正的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩。經(jīng)校正的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩可以 此方式對(duì)于如上借助于典型應(yīng)用例子描述的大量應(yīng)用一方面在具有驅(qū)動(dòng)單 元的車輛工作中使用，而且可用于診斷發(fā)動(dòng)機(jī)特性和/或動(dòng)力總成系統(tǒng)特 性。
被證實(shí)特別有利的是，所提出的方法用于動(dòng)力總成系統(tǒng)，該動(dòng)力總成 系統(tǒng)具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元例如帶有曲軸的內(nèi)燃機(jī)和一個(gè)裝配在其上的雙質(zhì)量 飛輪，該雙質(zhì)量飛輪具有一個(gè)被接收在曲軸上的初級(jí)件和一個(gè)次級(jí)件，其 中，這兩個(gè)件相互支承并且可抵抗一個(gè)彈簧裝置的力彼此相對(duì)受限制地且 關(guān)于由曲軸預(yù)給定的轉(zhuǎn)速彼此相對(duì)扭轉(zhuǎn)。次級(jí)件通常帶有一個(gè)摩擦離合器， 次級(jí)件、由此驅(qū)動(dòng)單元可借助于該摩擦離合器耦合到在作用方向上設(shè)置在 后面的變速器上。不言而喻，本發(fā)明也包含一些變化的實(shí)施形式以及全部 形式的輔助從動(dòng)裝置，在這些變化的實(shí)施形式中， 一個(gè)電機(jī)并聯(lián)地或串聯(lián) 地連接在中間。雙質(zhì)量飛輪用于對(duì)通過(guò)內(nèi)燃機(jī)燃燒過(guò)程產(chǎn)生的振蕩進(jìn)行隔 振。在確定的工作狀態(tài)中，尤其是在被壓縮的彈簧裝置松弛時(shí)，雙質(zhì)量飛 輪能夠?qū)⒎戳匾氲絻?nèi)燃機(jī)上并且干擾用于控制內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的控 制特性，這可導(dǎo)致所述的效應(yīng)。
雙質(zhì)量飛輪可具有用于形成一個(gè)或多個(gè)減振器級(jí)的弓形彈簧和/或短 螺旋彈簧作為彈簧裝置，其中，彈簧也可借助于其它力儲(chǔ)存器如橡膠元件 來(lái)組合并且可設(shè)置在不同直徑上。
彈簧裝置可與一個(gè)遲滯裝置疊加，該遲滯裝置與彈簧裝置相聯(lián)系有助 于阻尼。遲滯裝置可通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)彼此間處于濕摩擦接觸或干摩擦接觸 的摩擦配合件構(gòu)成，這些摩擦配合件由在軸向上或徑向上彼此相對(duì)的、有 利地預(yù)壓緊的摩檫面構(gòu)成。與離心力相關(guān)的摩擦接觸可有利地在兩個(gè)件一 一這些件分別具有預(yù)給定的質(zhì)量，所述質(zhì)量由此具有在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性 矩——相對(duì)扭轉(zhuǎn)期間這樣來(lái)產(chǎn)生在圓周上延伸的彈簧例如弓形彈簧由一 個(gè)件例如次級(jí)件攜動(dòng)，在其外半徑上在離心力下壓在另一個(gè)件例如初級(jí)件 的徑向支撐裝置上，由此在這兩個(gè)件相對(duì)扭轉(zhuǎn)時(shí)形成與離心力相關(guān)的遲滯 力，在該遲滯力下這兩個(gè)件難于彼此相對(duì)扭轉(zhuǎn)。摩擦裝置的其它有利構(gòu)型 例子例如可以是彼此相對(duì)軸向壓緊的摩擦配合件，這些摩擦配合件中的一個(gè)在初級(jí)側(cè)并且另一個(gè)在次級(jí)側(cè)無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地或者帶有扭轉(zhuǎn)間隙地設(shè)置。 在振動(dòng)技術(shù)方面，雙質(zhì)量飛輪作為曲軸與變速器輸入軸之間的低通濾波器 起作用，該低通濾波器與振動(dòng)頻率的相移相聯(lián)系典型地削弱振蕩幅度。
如前面已經(jīng)提及的那樣，在進(jìn)一步利用狀態(tài)空間作為矢量方程組時(shí)， 必須存在線性方程組。通常，系統(tǒng)模型例如雙質(zhì)量飛輪的微分方程不是線 性的。但如果調(diào)節(jié)對(duì)象在確定的工作范圍中具有近似線性的特性，則微分 方程通常對(duì)于這種選擇得足夠小的工作范圍可線性化。于是由此可搭建線 性的狀態(tài)微分方程和輸出值方程。尤其是基于具有與轉(zhuǎn)速相關(guān)的遲滯、預(yù) 壓緊的彈簧和遲滯裝置自由角的弓形彈簧特征的雙質(zhì)量飛輪特性可以是非 線性的。因此，根據(jù)本發(fā)明，將雙質(zhì)量飛輪線性化，其方式是雙質(zhì)量飛輪 特性借助于物理關(guān)系用函數(shù)表示，接著在待使用的工作點(diǎn)上微分。特別有 利的可以是線性化的其它措施，借助于該措施將近似線性模型作為基礎(chǔ)并 且確定一個(gè)適用范圍，在該適用范圍中，所產(chǎn)生的誤差不超過(guò)預(yù)給定的界 限。這種模型的選擇可以是以塊為單位。例如在極端情況下可將模型構(gòu)造 成"黑箱模型"，這種黑箱模型非常好地接近輸入特性和輸出特性并且在運(yùn) 動(dòng)學(xué)過(guò)程方面不需要物理原有知識(shí)。在其它極端中，狀態(tài)空間的建模可這 樣進(jìn)行使用精確描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)的方程(白箱模型)。接著的辨識(shí)于是與 所選擇的模型無(wú)關(guān)地提供期望的補(bǔ)償，其方式是這樣選擇狀態(tài)空間的變量， 使得雙質(zhì)量飛輪的經(jīng)驗(yàn)或模型支持的數(shù)據(jù)與狀態(tài)空間模型的輸入?yún)⒘亢洼?出參量之間獲得經(jīng)優(yōu)化的一致性。
在一個(gè)特別有利的構(gòu)型例子中，可將一個(gè)簡(jiǎn)化模型用于雙質(zhì)量飛輪， 該雙質(zhì)量飛輪包括一個(gè)在兩個(gè)質(zhì)量即一個(gè)與驅(qū)動(dòng)軸相連接的初級(jí)質(zhì)量和一 個(gè)與從動(dòng)裝置相連接的次級(jí)質(zhì)量之間起作用的線性的彈簧/減振器元件。該 線性模型的狀態(tài)參量在此與非線性狀態(tài)參量以足夠的方式一致。不言而喻， 該模型的選擇與雙質(zhì)量飛輪的形式相關(guān)，并且與雙質(zhì)量飛輪的構(gòu)型相關(guān)地 且在其它意義下也對(duì)于任意被驅(qū)動(dòng)元件可有利地優(yōu)化相應(yīng)的模型(黑箱模 型，灰箱模型，白箱模型)。
對(duì)于簡(jiǎn)化模型例如適用下列關(guān)系
. = M" - c._ OW )- rf ._ ) ( 1 )
以及
9<formula>formula see original document page 10</formula>
在此，^。.和J^表示初級(jí)飛輪質(zhì)量的慣性矩以及次級(jí)飛輪質(zhì)量的慣性
矩，Mp。.和M^表示雙質(zhì)量飛輪的初級(jí)質(zhì)量以及次級(jí)質(zhì)量，c表示在這兩
質(zhì)量之間起作用的彈簧元件的剛度，c/表示在這兩個(gè)質(zhì)量之間起作用的阻 尼元件的扭轉(zhuǎn)阻尼，cv,和"^表示初級(jí)質(zhì)量以及次級(jí)質(zhì)量相對(duì)于曲軸的絕
對(duì)角度，絕對(duì)角度對(duì)時(shí)間求導(dǎo)的參量是角速度^V,.和必^，角加速度是^V,.和
如果將初級(jí)側(cè)與次級(jí)側(cè)之間的相對(duì)角度以及兩個(gè)飛輪質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)速度<formula>formula see original document page 10</formula>由方程(1)和方程(3)得到下列狀態(tài)空間表達(dá)式:
<formula>formula see original document page 10</formula>涉及該構(gòu)型例子的本發(fā)明構(gòu)思僅僅提出借助于速度^v.和&,的信號(hào)進(jìn)
行分析處理，由此，輸出矢量y得到下列形式
<formula>formula see original document page 10</formula>不言而喻，在其它測(cè)量參量的情況下，例如在檢測(cè)加速度、角度和轉(zhuǎn) 矩的情況下，輸出矢量可假設(shè)其它形式。
如果一個(gè)例如前面所述的狀態(tài)空間已經(jīng)建立，則進(jìn)行待補(bǔ)償?shù)谋或?qū)動(dòng) 元件、例如雙質(zhì)量飛輪的辨識(shí)。為此，根據(jù)本發(fā)明，獲取物理輸入?yún)⒘康?選出，這些物理輸入?yún)⒘孔阋源_定所估計(jì)的輸出參量。已經(jīng)證實(shí)，不重要 且多余的數(shù)據(jù)的選出導(dǎo)致不必要地復(fù)雜的計(jì)算并且重要輸入?yún)⒘康娜鄙倏?導(dǎo)致缺乏輸出參量的單義性。
有利的例如可以是，由模型計(jì)算和/或由經(jīng)驗(yàn)試驗(yàn)提供的數(shù)據(jù)經(jīng)受離群點(diǎn)檢測(cè)，例如經(jīng)受中值濾波器。另外，有利的可以是，對(duì)輸入?yún)⒘窟M(jìn)行濾
波，例如借助于Butterworth低通濾波器。在這種頻率選擇性濾波器中設(shè)置 極限頻率，直到該極限頻率，信號(hào)幾乎不變化地通過(guò)。較高頻率的信號(hào)分 量被強(qiáng)烈地吸收。不言而喻，附加地或作為替換方案，可與輸入?yún)⒘恐械?所產(chǎn)生的噪聲相匹配地使用其它有利的濾波器。
為了進(jìn)一步辨識(shí)被驅(qū)動(dòng)元件，如在此進(jìn)一步辨識(shí)雙質(zhì)量飛輪，必須確 定線性狀態(tài)空間模型的階。對(duì)于雙質(zhì)量飛輪已有利地經(jīng)受住考驗(yàn)的是階n =2，借助于該階可描述理想的彈簧/減振器元件。階的確定通常對(duì)于任意 被驅(qū)動(dòng)元件和所基于的模型必須分開進(jìn)行。
在獲取系統(tǒng)階之后，通常的時(shí)間連續(xù)系統(tǒng)必須轉(zhuǎn)換成等效的時(shí)間離散 系統(tǒng)。這就是說(shuō)，以雙質(zhì)量飛輪為例，基于所輸入的數(shù)據(jù)而存在一個(gè)狀態(tài) 空間表達(dá)式，該狀態(tài)空間表達(dá)式接著必須變換成時(shí)間離散狀態(tài)空間模型。 為此可有利地進(jìn)行狀態(tài)微分方程的通解的數(shù)字分析處理或者借助于數(shù)字積 分方法進(jìn)行狀態(tài)微分方程的數(shù)字積分。為了確定離散化模型及其參量，接 著可使用所謂的最小二乘估計(jì)式，在該最小二乘估計(jì)式中，由n次測(cè)量來(lái) 調(diào)節(jié)、優(yōu)選最小化輸出參量之間的距離。該程序的執(zhí)行接著產(chǎn)生方程(4) 中定義的參數(shù)c、 ^、 ；,.、 ^t，這就是說(shuō)，具有其真實(shí)特性的雙質(zhì)量飛輪 被反映到模型上，對(duì)該雙質(zhì)量飛輪進(jìn)行辨識(shí)。對(duì)所基于的模型的接著的驗(yàn) 證例如可這樣進(jìn)行通過(guò)所獲得的參數(shù)對(duì)模型在預(yù)給定轉(zhuǎn)動(dòng)不均勻性的情 況下進(jìn)行計(jì)算并且將其與在相同轉(zhuǎn)動(dòng)不均勻性的情況下雙質(zhì)量飛輪的實(shí)際 特性相比較。在這里，可在模型上在存在大偏差的情況下仍施加校正。
被驅(qū)動(dòng)元件的以此方式建立的模型從現(xiàn)在起可存儲(chǔ)在控制裝置中，相 應(yīng)的輸出參量可導(dǎo)入到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中。以雙質(zhì)量飛輪為例，對(duì)應(yīng)的飛 輪質(zhì)量的初級(jí)轉(zhuǎn)速或次級(jí)轉(zhuǎn)速的估計(jì)通過(guò)預(yù)給定發(fā)動(dòng)機(jī)力矩或負(fù)荷力矩來(lái) 進(jìn)行。通常，機(jī)動(dòng)車中的轉(zhuǎn)矩只有用相對(duì)高的投入才可測(cè)量，由此，按照 本發(fā)明構(gòu)思，對(duì)狀態(tài)空間模型進(jìn)行反演是有利的。接著，在反演時(shí)，反演 的系統(tǒng)的輸入?yún)⒘勘硎境跫?jí)飛輪質(zhì)量的轉(zhuǎn)速和次級(jí)飛輪質(zhì)量的轉(zhuǎn)速，而輸 出參量表示發(fā)動(dòng)機(jī)力矩值或負(fù)荷力矩值。以此方式可借助于初級(jí)飛輪質(zhì)量 和次級(jí)飛輪質(zhì)量上的簡(jiǎn)單的傳感系統(tǒng)例如借助于轉(zhuǎn)速發(fā)送器確定推導(dǎo)出的 發(fā)動(dòng)機(jī)力矩。因此，作為給定參量輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩可通過(guò)所述推導(dǎo)出的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩這樣來(lái)補(bǔ)償，使得雙質(zhì)量飛輪對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響可至少部分地消 除。不言而喻，應(yīng)對(duì)這種反演的模型事先檢驗(yàn)可其反演性并且接著再進(jìn)行 驗(yàn)證。
除了補(bǔ)償通過(guò)雙質(zhì)量飛輪特性干擾的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩之外，本發(fā)明的一個(gè) 有利構(gòu)型例子是發(fā)動(dòng)機(jī)力矩的穩(wěn)態(tài)更新，用于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)中的各缸平衡或燃 燒斷火識(shí)別。為此必要的可以是，將模型的在其中獲取和計(jì)算可信數(shù)據(jù)的
所謂置信度區(qū)間加寬，其方式是借助于所謂的局部線性模型(LoLiMoT) 使用雙質(zhì)量飛輪。在此，置信度區(qū)間描述繞局部辨識(shí)工作點(diǎn)的工作范圍， 在該工作范圍中，模型仍提供足夠好的結(jié)果。通過(guò)使用局部線性神經(jīng)模糊 模型，復(fù)雜的建模問(wèn)題分解成多個(gè)較小的、由此較簡(jiǎn)單的子系統(tǒng)，這些子 系統(tǒng)又可通過(guò)線性分模型來(lái)描述。為了使用和實(shí)施上述濾波器系統(tǒng)以及 LoLiMoT模型，可參考U. Kiencke / H. Jakel的"Signale und Systeme "(第 3版，Oldenbourg出版社)。


借助于圖1和圖2對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。附圖表示 圖l根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)流程；以及
圖2以雙質(zhì)量飛輪為例描述的一個(gè)狀態(tài)空間模型的建立。
具體實(shí)施例方式
圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)1的示例性流程。在框2中提供一個(gè) 用于調(diào)節(jié)1的給定值，該給定值作為初始值可由發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算和輸 出。給定值在內(nèi)燃機(jī)的情況下可以是期望力矩，該期望力矩由駕駛員借助 于加速踏板預(yù)給定。相應(yīng)地，該期望力矩可根據(jù)其它參數(shù)例如發(fā)動(dòng)機(jī)特性 因數(shù)、變速器中掛入的檔位、車輛工作狀況、路面情況以及類似參數(shù)來(lái)調(diào) 節(jié)。在框3中，給定值2用于調(diào)節(jié)對(duì)象，該調(diào)節(jié)對(duì)象可包括內(nèi)燃機(jī)以及設(shè) 置在后面的部分例如離合器、雙質(zhì)量飛輪或動(dòng)力總成系統(tǒng)構(gòu)件如輔助機(jī)組 和后面的變速器。以雙質(zhì)量飛輪為例，輸出給內(nèi)燃機(jī)的給定值尤其是除了 通過(guò)動(dòng)力總成系統(tǒng)的其它部件造成的其它干擾影響之外還被雙質(zhì)量飛輪通 過(guò)其兩個(gè)飛輪質(zhì)量的與力矩相關(guān)的彼此相對(duì)扭轉(zhuǎn)干擾，由此，為了補(bǔ)償干擾，根據(jù)本發(fā)明，在框5中集成一個(gè)用于補(bǔ)償干擾的狀態(tài)空間模型。
在圖2中詳細(xì)描述了一個(gè)狀態(tài)空間模型的建立。為了運(yùn)行狀態(tài)空間模 型，從調(diào)節(jié)對(duì)象3獲取輸入?yún)⒘坎⑶以跔顟B(tài)空間模型中對(duì)這些輸入?yún)⒘窟M(jìn) 行處理。根據(jù)本發(fā)明，輸入?yún)⒘靠梢允抢缱鳛闄z測(cè)數(shù)據(jù)供控制裝置使用 的全部參量。因此，例如控制裝置可在所謂的CAN總線上供使用，即數(shù)據(jù) 如轉(zhuǎn)速、加速度、電流和電壓值和類似數(shù)據(jù)供在其上使用。為了補(bǔ)償雙質(zhì) 量飛輪的特性，特別有利的可以是，動(dòng)用檢測(cè)初級(jí)質(zhì)量和次級(jí)質(zhì)量的轉(zhuǎn)速 的信號(hào)，其中，其導(dǎo)出的參量如轉(zhuǎn)速加速度和角速度用于分析處理也可以 是有利的。
在經(jīng)過(guò)狀態(tài)空間模型5之后，通過(guò)該狀態(tài)空間模型在框6中輸出一些 輸出參量，這些輸出參量可被讀出并且經(jīng)由合適的信號(hào)路徑7被考慮用于 校正給定值2。不言而喻，這種調(diào)節(jié)程序可與其它調(diào)節(jié)程序串行地或并行地 在一個(gè)控制裝置中例如借助于微處理器來(lái)計(jì)算。
在圖2中借助于一個(gè)呈雙質(zhì)量飛輪形式的被典型地驅(qū)動(dòng)的元件的例子 來(lái)詳細(xì)描述圖1的狀態(tài)空間模型5的建立。
作為在數(shù)學(xué)上和物理上描述雙質(zhì)量飛輪的根據(jù)， 一方面可在框10中考 慮由計(jì)算程序獲得的模型數(shù)據(jù)，其中，將實(shí)際雙質(zhì)量飛輪的相應(yīng)的仿真數(shù) 據(jù)作為基礎(chǔ)。另一方面，作為替換方案或附加地可在框11中給在框12中 示出的用于相應(yīng)雙質(zhì)量飛輪的數(shù)據(jù)組提供經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中，這些數(shù)據(jù)可由 用實(shí)際雙質(zhì)量飛輪進(jìn)行的臺(tái)架試驗(yàn)獲得。
由在框12中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的評(píng)價(jià)而在框13中推導(dǎo)出一個(gè)狀態(tài)空間，該 狀態(tài)空間在對(duì)于一個(gè)狀態(tài)空間預(yù)給定的條件下反映雙質(zhì)量飛輪。例如為了 在數(shù)學(xué)上處理狀態(tài)空間而必須存在線性方程組。
借助于存在于框12中的數(shù)據(jù)以及附加地借助于存在于框15中的發(fā)動(dòng) 機(jī)模型數(shù)據(jù)例如內(nèi)燃機(jī)特性曲線族，對(duì)存在于狀態(tài)空間13中的雙質(zhì)量飛輪 進(jìn)行辨識(shí)，這就是說(shuō)，這樣匹配存在于狀態(tài)空間中的系數(shù)，使得在與內(nèi)燃 機(jī)波動(dòng)力矩相關(guān)的雙質(zhì)量飛輪實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)與同一內(nèi)燃機(jī)條件下的雙質(zhì)量 飛輪實(shí)際特性之間得到盡可能大的接近。
如果對(duì)雙質(zhì)量飛輪進(jìn)行了辨識(shí)，則在接著的框16中對(duì)該雙質(zhì)量飛輪進(jìn) 行驗(yàn)證。該驗(yàn)證獲取狀態(tài)空間的系統(tǒng)精度并且獲取該模型的可應(yīng)用性的邊
13界條件。
為了獲得在其維方面與給定值相一致并且同時(shí)以簡(jiǎn)單輸入?yún)⒘繛榛A(chǔ)
的輸出參量，特別有利的可以是，在框17中執(zhí)行所謂的反演。原來(lái)，狀態(tài)
空間模型搭建在能量單元中，其中，將輸入?yún)⒘恳粤氐木S輸入并且得到 在兩個(gè)飛輪質(zhì)量的轉(zhuǎn)速差方面雙質(zhì)量飛輪的相應(yīng)特性。為了避免在實(shí)際環(huán) 境中如在機(jī)動(dòng)車中煩瑣地獲取可測(cè)量的力矩，在獲取雙質(zhì)量飛輪的干擾參
量的情況下特別有利的是，將在框13中建模的狀態(tài)空間在框17中反演。 這意味著，作為輸入?yún)⒘繌默F(xiàn)在起使用雙質(zhì)量飛輪的相應(yīng)的轉(zhuǎn)速差或其導(dǎo) 出的參量作為用于狀態(tài)空間模型的輸入?yún)⒘浚纱?，使用推?dǎo)出的發(fā)動(dòng)機(jī) 力矩或干擾力矩作為輸出參量。不言而喻，對(duì)這樣反演的模型也應(yīng)在數(shù)學(xué) 函數(shù)方面進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)證。
在框18中在執(zhí)行上述過(guò)程之后供使用的模型作為狀態(tài)空間模型5置入
到根據(jù)圖1的相應(yīng)的調(diào)節(jié)回路中。 參考標(biāo)號(hào)清單
1調(diào)節(jié)程序
2用于形成給定值的框
3調(diào)節(jié)對(duì)象的框
4用于讀入輸入?yún)⒘康目?br> 5用于狀態(tài)空間模型的框
6用于讀出輸出參量的框
7信號(hào)線
10用于模型數(shù)據(jù)的框
11用于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的框
12用于雙質(zhì)量飛輪數(shù)據(jù)組的框
13用于狀態(tài)空間的框
14用于辨識(shí)的框
15用于發(fā)動(dòng)機(jī)模型數(shù)據(jù)的框
16用于驗(yàn)證的框
17用于反演的框
1418 用于集成模型的框
權(quán)利要求
1. 動(dòng)力總成系統(tǒng)，尤其是用于機(jī)動(dòng)車，該動(dòng)力總成系統(tǒng)具有一個(gè)借助于控制裝置控制的驅(qū)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)單元具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸和一個(gè)與該驅(qū)動(dòng)軸處于作用連接并且由該驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的元件，其特征在于在該控制裝置中讀入該被驅(qū)動(dòng)元件的至少一個(gè)狀態(tài)值并且該驅(qū)動(dòng)單元的特性通過(guò)所述至少一個(gè)狀態(tài)值影響。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于多個(gè)狀態(tài)值合并成一 個(gè)狀態(tài)空間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于該驅(qū)動(dòng)單元的待 調(diào)節(jié)的、通過(guò)該被驅(qū)動(dòng)元件的屬性被加載干擾力矩的、推導(dǎo)出的發(fā)動(dòng)機(jī)力 矩借助于一個(gè)由所述至少一個(gè)狀態(tài)值獲取的補(bǔ)償參量至少部分地更新。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于該更新的、推導(dǎo)出的 發(fā)動(dòng)機(jī)力矩被實(shí)時(shí)獲取。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于對(duì)該被驅(qū)動(dòng) 元件借助于所述至少一個(gè)狀態(tài)值作為狀態(tài)空間模型進(jìn)行分析檢測(cè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于將該驅(qū)動(dòng)單元的模型 集成在該被驅(qū)動(dòng)元件的狀態(tài)空間模型中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于該分析檢測(cè)由建模的 被驅(qū)動(dòng)元件的數(shù)據(jù)進(jìn)行。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于該分析檢測(cè)由該被驅(qū) 動(dòng)元件的經(jīng)驗(yàn)確定的數(shù)據(jù)進(jìn)行。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2至8之一的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于將表明該被驅(qū)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)的特征的輸入?yún)⒘枯斎氲皆摖顟B(tài)空間中并且為了獲取推導(dǎo) 出的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩而形成和輸出表明特征的參量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)輸入?yún)⒘渴寝D(zhuǎn)速。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5至10之一的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于將該狀態(tài) 空間模型反演。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11之一的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于該被驅(qū)動(dòng) 元件是一個(gè)裝配在該驅(qū)動(dòng)單元上的雙質(zhì)量飛輪，該雙質(zhì)量飛輪具有一個(gè)與 該驅(qū)動(dòng)軸處于連接的初級(jí)側(cè)和一個(gè)可與離合器的設(shè)置在后面的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相 連接的次級(jí)側(cè)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9至13之一的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于至少使用 該初級(jí)側(cè)的轉(zhuǎn)速和該次級(jí)側(cè)的轉(zhuǎn)速作為輸入?yún)⒘俊?br> 14. 根據(jù)權(quán)利要求9至13之一的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于將該雙質(zhì)量飛輪的未線性化的特性線性化。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的動(dòng)力總成系統(tǒng)，其特征在于通過(guò)將非線性運(yùn)動(dòng)方程在預(yù)給定工作點(diǎn)上微分來(lái)進(jìn)行該線性化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動(dòng)力總成系統(tǒng)，尤其是用于機(jī)動(dòng)車，該動(dòng)力總成系統(tǒng)具有一個(gè)借助于控制裝置控制的驅(qū)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)單元具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸和一個(gè)與該驅(qū)動(dòng)軸處于作用連接并且由該驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的元件，其中，在該控制裝置中讀入該被驅(qū)動(dòng)元件的至少一個(gè)狀態(tài)值并且該驅(qū)動(dòng)單元的特性通過(guò)所述至少一個(gè)狀態(tài)值影響。
文檔編號(hào)B60W50/06GK101522500SQ200780036347
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者A·瓦爾特, B·佩內(nèi)克, S·J·瓊斯, T·溫克勒 申請(qǐng)人:盧克摩擦片和離合器兩合公司