JP2009299880A - Parameter identifying device and parameter identifying program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の自動変速機に備えられる摩擦係合要素の動作を制御する油圧制御装置のパラメータ同定装置およびコンピュータにパラメータを同定させるパラメータ同定プログラムに関する。 The present invention relates to a parameter identification device for a hydraulic control device that controls the operation of a friction engagement element provided in an automatic transmission of a vehicle, and a parameter identification program that causes a computer to identify the parameter.
自動車用自動変速機内部には、構成要素の回転同期をとるために、１つ、もしくは複数の摩擦係合要素（クラッチ・ブレーキ：クラッチパック）が組み込まれている。この摩擦係合要素では、油圧制御装置によって制御された油圧の力で駆動側・被駆動側双方の摩擦材を押し付け、運動エネルギーを熱エネルギーに変換することで回転同期を行う。 One or a plurality of friction engagement elements (clutch / brake: clutch pack) are incorporated in the automatic transmission for automobiles in order to synchronize the rotation of the components. In this friction engagement element, rotation synchronization is performed by pressing the friction material on both the driving side and the driven side with hydraulic force controlled by the hydraulic control device, and converting kinetic energy into heat energy.
油圧制御装置の構成例を図１に示す。所定のライン圧の油圧ラインには、ソレノイドバルブ１が設けられ、このソレノイドバルブ１がコンピュータからの電流指令に応じて、クラッチパック３へ流れる油の量を制御する。また、ソレノイドバルブ１の吐出側にはアキュムレータ２が設けられ、油圧を安定化している。ソレノイドバルブ１の吐出側の油圧ラインは、クラッチパック（摩擦係合要素）３の油圧室４に供給される。クラッチパック３は駆動側と被駆動側の一対の摩擦板（摩擦材）５と、油圧室４の油圧によって移動し一対の摩擦板５の接触・離隔を制御するピストン６と、ピストン６を初期位置に戻すリターンスプリング７とを有する。そして、油圧室４への油圧供給をソレノイドバルブ１により制御して、一対の摩擦板５を相対的に移動させて動力伝達を制御する。
A configuration example of the hydraulic control apparatus is shown in FIG. A
ここで、工業製品の開発において、数値モデルであるＣｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＣＡＥ）モデルを用いた数値計算シミュレーションを利用することで、ハードウェアの諸元（パラメータ）設計時の試作回数を減らす試みが盛んに行われている。また、制御用ソフトウェアの開発においても、数値シミュレーション上で、制御ロジックの動作確認を行うことで、工数を削減する仕組みが一般化している。特許文献２では、変速制御アルゴリズムを、数値シミュレーションにて検証・評価する車両用自動車変速機の制御装置の開発支援装置について述べられている。
Here, in the development of industrial products, there are many attempts to reduce the number of prototypes when designing hardware specifications (parameters) by using numerical simulation using a Computer Aided Engineering (CAE) model, which is a numerical model. Has been done. Also in the development of control software, a mechanism for reducing the number of man-hours by checking the operation of the control logic on a numerical simulation has become common.
また、ＣＡＥモデルによる数値シミュレーションを製品開発に活用するためには、ＣＡＥモデルが実機の動作を、忠実に模擬できるだけの精度を有している必要がある。この問題に対して、特許文献１では、ＣＡＥモデルから出力された値と、実機試験にて計測されたデータとの間の誤差を最小化するパラメータ探索方法を提案している。このように、ＣＡＥモデルからの出力結果を、実機により近づけるためにモデル内の諸元（パラメータ）値を修正する作業は、一般にはモデル同定・システム同定と呼ばれる。
Further, in order to use the numerical simulation based on the CAE model for product development, the CAE model needs to have an accuracy that can faithfully simulate the operation of the actual machine. To solve this problem,
なお、特許文献３には、油圧制御装置内のリニアソレノイド弁のインダクタンスの変化を検知することで、クラッチピストンのストロークエンド（詰まり位置）を検出することが示されている。
特許文献１では、油圧制御装置の同定において、数値シミュレーションによって求められた油圧室内の油圧波形と、実車走行の際に計測された油圧波形が一致するように、ＣＡＥモデル内のパラメータを修正している。
In
しかし、油圧波形の誤差のみに着目して、ＣＡＥモデル内の各構成要素のパラメータを修正した場合、ある特定の条件では試験結果とよく一致する結果が得られても、油圧制御装置への入力指令値等の条件を変更した場合、数値シミュレーション結果が、実車走行の結果から大きく外れてしまう場合がある。 However, when the parameters of each component in the CAE model are corrected by paying attention only to errors in the hydraulic waveform, even if a result that closely matches the test result is obtained under certain conditions, the input to the hydraulic control device When the conditions such as the command value are changed, the numerical simulation result may deviate greatly from the actual vehicle running result.
これは、装置内部のピストン等の動きを考慮せず、装置の出力結果のみに注目し、モデル同定を行った場合に、実機のパラメータとは異なるパラメータの組み合わせによって、無理に油圧波形を試験結果と一致させようとしたために起こる現象である。特に、油圧制御装置内において、油圧によって押されたピストンが、駆動側・被駆動側の各摩擦材間の隙間（クリアランス）が無くなるまで押し付ける、パック詰まりと呼ばれる現象の前後では、油圧の応答が大きく変化するため、パック詰まりがどのタイミングで発生したかを見極めることは、摩擦係合要素によって動力の伝達と切り離しを正確に制御する上でも重要であり、これを考慮して実際の装置と同じパラメータ値をモデル同定によってより正確に導き出すことが望まれる。 This is because, without considering the movement of the piston in the device, focusing on only the output result of the device and performing model identification, it is possible to forcefully test the hydraulic waveform by combining the parameters different from those of the actual machine. This is a phenomenon caused by trying to match. In particular, in the hydraulic control device, the hydraulic pressure response before and after the phenomenon called pack clogging, in which the piston pressed by the hydraulic pressure presses until the clearance (clearance) between the friction materials on the driving side and the driven side disappears. Because it changes greatly, it is important to determine when the pack clogging has occurred in order to accurately control the transmission and disconnection of power by the friction engagement element. It is desirable to derive parameter values more accurately by model identification.
また、特許文献２では、あくまでリアルタイムで演算可能な簡易モデルの作成に留まっている。油圧制御装置内部の各要素の詳細な諸元を求める試みは行われていない。さらに、特許文献３には、クラッチピストンのストロークエンド（パック詰まり）のタイミングを検出するための手法が開示されているが、この特許文献３では、ＣＡＥモデルの同定には触れられていない。
Moreover, in
本発明は、車両の自動変速機に備えられる摩擦係合要素の動作を制御する油圧制御装置のパラメータ同定装置であって、車両走行において計測された実機の油圧波形と、数値シミュレーションの結果として得られた油圧波形とを比較するとともに、実機における摩擦係合要素内部において油圧によって移動するピストンの少なくとも１つの位置の検出結果と、数値シミュレーションの結果として得られるピストンの前記少なくとも１つの位置に対応する位置とを比較し油圧制御におけるパラメータを同定することを特徴とする。 The present invention is a parameter identification device of a hydraulic control device that controls the operation of a friction engagement element provided in an automatic transmission of a vehicle, and is obtained as a result of a hydraulic simulation of an actual machine measured during vehicle travel and a numerical simulation. And a detection result of at least one position of the piston that is moved by the hydraulic pressure inside the friction engagement element in the actual machine, and the at least one position of the piston obtained as a result of the numerical simulation. It is characterized in that a parameter in hydraulic control is identified by comparing with a position.
また、比較する前記少なくとも１つのピストン位置は、一対の摩擦係合要素同士が係合し油圧による移動が終了する詰まり位置であることが好適である。 In addition, it is preferable that the at least one piston position to be compared is a clogged position where a pair of friction engagement elements are engaged with each other and movement by hydraulic pressure is finished.
また、下記式の評価関数Ｊ２を用いてパラメータを同定することが好適である。
Ｊ２＝∫（Ｐｂｒ（ｔ）−Ｐｂ（ｔ））２ｄｔ＋Ｋ１（ｔｐｒ−ｔｐ）２ ［ｔ＝ｔ０〜ｔ１］
ここで、Ｐｂｒ，Ｐｂはそれぞれ実車走行で計測された油圧値、数値シミュレーションの結果として得られた油圧値、ｔ０，ｔ１は数値シミュレーションの開始、終了時刻、ｔｐｒ，ｔｐはそれぞれ実車走行の結果から求められたパック詰まり発生時刻、数値シミュレーションでのパック詰まり発生時刻、Ｋ１はゲイン定数である。
Moreover, it is preferable to identify a parameter using the evaluation function J2 of the following formula.
J2 = ∫ (Pb r (t) −Pb (t)) 2 dt + K 1 (t pr −t p ) 2 [t = t0 to t1]
Here, Pb r, hydraulic pressure value Pb were respectively measured in actual running, resulting hydraulic pressure value of the numerical simulations, t0, t1 is the start of the numerical simulation, the end time, t pr, t p each actual vehicle results pack clogging occurrence time determined from the pack clogging occurrence time in numerical simulation, K 1 is a gain constant.
また、比較する前記少なくとも１つのピストン位置は、変速動作におけるピストンの時間の経過に従い変化する位置であることが好適である。 In addition, it is preferable that the at least one piston position to be compared is a position that changes with the passage of time of the piston in the speed change operation.
また、下記式の評価関数Ｊ３を用いてパラメータを同定することが好適である。
Ｊ３＝∫（Ｐｂｒ（ｔ）−Ｐｂ（ｔ））２ｄｔ＋Ｋ２∫（ｘｒ−ｘ）２ ［ｔ＝ｔ０〜ｔ１］
ここで、Ｐｂｒ，Ｐｂはそれぞれ実車走行で計測された油圧値、数値シミュレーションの結果として得られた油圧値、ｔ０，ｔ１は数値シミュレーションの開始、終了時刻、ｘｒは実車走行にて計測されたピストン変位、ｘは数値シミュレーションでのピストン変位、Ｋ２はゲイン定数である。
Moreover, it is preferable to identify a parameter using the evaluation function J3 of the following formula.
J3 = ∫ (Pb r (t) −Pb (t)) 2 dt + K 2 ∫ (x r −x) 2 [t = t0 to t1]
Here, Pb r, hydraulic pressure value Pb were respectively measured in actual running, resulting hydraulic pressure value of the numerical simulations, t0, t1 is the start of the numerical simulation, the end time, x r is measured in actual vehicle piston displacements, x is the piston displacement of the numerical simulations, K 2 is a gain constant.
また、本発明は、車両の自動変速機に備えられる摩擦係合要素の動作を制御する油圧制御装置のパラメータ同定するためのパラメータ同定プログラムであって、コンピュータに、車両走行において計測された実機の油圧波形と、数値シミュレーションの結果として得られた油圧波形とを比較させるとともに、実機における摩擦係合要素内部において油圧によって移動するピストンの少なくとも１つの位置の検出結果と、数値シミュレーションの結果として得られるピストンの前記少なくとも１つの位置に対応する位置とを比較させ、油圧制御におけるパラメータを同定させることを特徴とする。 Further, the present invention is a parameter identification program for identifying parameters of a hydraulic control device that controls the operation of a friction engagement element provided in an automatic transmission of a vehicle, and the computer stores the actual machine measured in the vehicle running. The hydraulic waveform is compared with the hydraulic waveform obtained as a result of the numerical simulation, and the detection result of at least one position of the piston that is moved by the hydraulic pressure inside the friction engagement element in the actual machine and the result of the numerical simulation are obtained. A parameter in hydraulic control is identified by comparing with a position corresponding to the at least one position of the piston.
本発明によれば、ピストン位置を考慮して、パラメータの同定を行うため、摩擦係合において大きな影響を有する摩擦係合要素の詰まりを考慮して好適なパラメータ同定を行うことができる。 According to the present invention, since parameter identification is performed in consideration of the piston position, suitable parameter identification can be performed in consideration of clogging of friction engagement elements that have a large influence on friction engagement.
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態におけるパラメータ同定装置は、図２に示すようにモデル１２、差演算器１４および同定（最適化）装置１６から構成されるが、通常これらは汎用のコンピュータにプログラムをインストールすることで構成される。そして、指令値および実機１０の出力がコンピュータに入力され、演算が行われる。すなわち、コンピュータにアプリケーションプログラムをインストールし、適宜データやインストラクションを入力することで、コンピュータが目的とする処理を実行し、パラメータが同定される。また、同定されたパラメータを利用する制御装置が実際の装置、例えば車両に搭載され、車両の自動変速機への油圧制御が行われる。パラメータ同定装置を同定対象となる装置に対応して設け、適宜同定作業を行い、制御装置におけるパラメータを変更することも好適である。この場合、制御装置（制御用コンピュータ）にプログラムをインストールし、使用される。
As shown in FIG. 2, the parameter identification apparatus according to the present embodiment includes a
本実施形態におけるＣＡＥモデルのパラメータ同定作業の流れを図３に示す。なお、以下の説明では、車両用自動変速機を用いて単一アップ変速を行い、その時に計測されたデータに基づき、係合側の油圧制御装置のＣＡＥモデル同定を行う場合を具体例として取り上げて説明する。 FIG. 3 shows the flow of CAE model parameter identification work in this embodiment. In the following description, a case where a single upshift is performed using an automatic transmission for a vehicle and CAE model identification of the hydraulic control device on the engagement side is performed based on data measured at that time is taken as a specific example. I will explain.
ステップＳ１では、ＣＡＥモデルの同定の際に、参照するデータを計測するために、車両用自動変速機を用いた実車走行の準備を行う。 In step S1, in order to measure the data to be referred to when the CAE model is identified, preparation for actual vehicle travel using the vehicle automatic transmission is performed.
具体的には、実車での変速を行うために、ソレノイドバルブへ入力する指令値を算出するための制御ロジックを、あらかじめ車載コンピュータ（ＥＣＵ）に書き込んでおく。次に、油圧制御装置の油圧室内の油圧、変速機の出力軸に作用するトルク、変速機の入出力軸双方の回転数を計測するためのセンサを取り付け、計測されたデータが、ＥＣＵ内のメモリに保存されるように配線を行う。この際、走行中に実際にソレノイドバルブへ入力された指令値も、他の計測データと同じサンプリング時間の間隔で保存しておく。さらに、ステップＳ３のパック詰まり検出に備えて、直接的に油圧制御装置内のピストンの動きを計測するために、変速機・油圧制御装置に特殊な加工して、変位計を取り付ける。 Specifically, control logic for calculating a command value to be input to the solenoid valve is written in advance in an in-vehicle computer (ECU) in order to perform shifting in an actual vehicle. Next, sensors for measuring the hydraulic pressure in the hydraulic chamber of the hydraulic control device, the torque acting on the output shaft of the transmission, and the rotational speed of both the input and output shafts of the transmission are attached, and the measured data is stored in the ECU. Make wiring so that it is stored in memory. At this time, the command value actually input to the solenoid valve during traveling is also stored at the same sampling time interval as other measurement data. Furthermore, in order to directly measure the movement of the piston in the hydraulic control device in preparation for detection of pack clogging in step S3, a special process is applied to the transmission / hydraulic control device and a displacement meter is attached.
次に、ステップＳ２では、ステップＳ１で用意した車両を用いて、自動変速機の変速動作を実行し、必要なデータを計測・保存する。 Next, in step S2, a shift operation of the automatic transmission is executed using the vehicle prepared in step S1, and necessary data is measured and stored.
ステップＳ３においては、ステップＳ２において計測したデータから、油圧制御装置内のピストンが駆動側・被駆動側双方の摩擦材を押し付け、摩擦材間のクリアランスが無くなるパック詰まりの現象が発生したタイミングを割り出す。 In step S3, from the data measured in step S2, the timing at which the pack clogging phenomenon occurs in which the piston in the hydraulic control device presses the friction material on both the driving side and the driven side and the clearance between the friction materials is eliminated. .
このパック詰まりの検出の具体的例として、以下の３つの例を挙げる。 The following three examples will be given as specific examples of detection of this pack clogging.
［例１：出力軸トルク波形を用いる場合］
実車走行時に計測した自動変速機の出力軸トルクのデータから、パック詰まりの発生したタイミングを割り出す例について述べる。
[Example 1: Using output shaft torque waveform]
A description will be given of an example in which the timing of occurrence of pack clogging is determined from the output shaft torque data of the automatic transmission measured during actual vehicle travel.
摩擦係合要素（クラッチ・ブレーキ：クラッチパック）のパック詰まりとは、クラッチパック内のピストンが油圧の力によって押し出され、駆動側・被駆動側双方の摩擦材を押し付けることにより、摩擦材間の隙間（クリアランス）が無くなり、動力を伝達し始める現象のことを意味する。車両用自動変速機の単一アップ変速において、クラッチパック内でパック詰まりが発生すると、一般にトルク相と呼ばれる現象に入り、変速機の出力軸トルクに大きな変化が現れる。そこで、計測された出力軸トルクのデータから、トルク相に入ったタイミングを割り出し、それをパック詰まりの発生したタイミングとして、油圧制御装置のモデル同定に利用する。 Packing of friction engagement elements (clutch / brake: clutch pack) means that the piston in the clutch pack is pushed out by the hydraulic force and presses the friction material on both the drive side and the driven side. It means a phenomenon in which the clearance (clearance) disappears and power transmission starts. In a single upshift of a vehicular automatic transmission, when a pack is clogged in a clutch pack, a phenomenon called a torque phase is generally entered, and a large change appears in the output shaft torque of the transmission. Therefore, the timing of entering the torque phase is determined from the measured output shaft torque data, and this is used as the timing at which the pack clogging occurs for model identification of the hydraulic control device.
図４に、実車走行にて計測されたデータを図示する。図４においては、横軸に時間を採り、縦軸には上から、変速機の入力軸回転数、出力軸トルク、油圧制御装置内の油圧室内の油圧、ソレノイドバルブへ与えられた指令圧を示している。ここで、図中に縦に引いた破線の後で、出力軸トルク波形が急激に下がっている。従って、このタイミングにおいて、パック詰まりが発生したとして、この情報を油圧制御装置のモデル同定時に利用する。 FIG. 4 illustrates data measured in actual vehicle travel. In FIG. 4, time is taken on the horizontal axis, and from the top on the vertical axis, the input shaft rotation speed, output shaft torque, hydraulic pressure in the hydraulic pressure chamber in the hydraulic control device, and command pressure given to the solenoid valve are plotted from the top. Show. Here, after the broken line drawn vertically in the figure, the output shaft torque waveform rapidly decreases. Therefore, at this timing, it is assumed that the pack is clogged, and this information is used when identifying the model of the hydraulic control device.
なお、出力軸トルク波形から、トルク相に入ったタイミングを実際に見つけ出す方法としては、出力軸トルク波形を数値演算フィルタに入力して、波形の折れ曲がり点を自動的に判別する方法がある。また、モデル同定を行う技術者が、図示された計測データを見て、直に判断を下してもよい。この場合、出力軸トルクの時系列データについて表示し、技術者の入力を受け付ければよい。 As a method for actually finding the timing when the torque phase is entered from the output shaft torque waveform, there is a method in which the output shaft torque waveform is input to a numerical calculation filter to automatically determine the bending point of the waveform. Further, an engineer who performs model identification may make a judgment directly by looking at the measurement data shown in the figure. In this case, it is only necessary to display the time series data of the output shaft torque and accept the engineer's input.
また、単一アップ変速以外の変速においても、パック詰まりの発生時には、出力軸トルク波形に必ず何らかの変化が現れるため、単一ダウン変速等の他の変速動作においても、この手法は適用可能である。 Further, even in a shift other than a single upshift, since some change always appears in the output shaft torque waveform when pack clogging occurs, this method can be applied to other shift operations such as a single downshift. .
［例２：渦電流式変位センサを用いる場合］
金属製材料によって作られた部品の変位を測定するセンサとして、渦電流式変位センサがよく知られている。
[Example 2: When using an eddy current displacement sensor]
As a sensor for measuring the displacement of a part made of a metal material, an eddy current displacement sensor is well known.
この渦電流式変位センサは、センサヘッド内のコイルに高周波電流を流して、高周波磁界を発生させることで、この磁界内に存在する金属製の測定対象物の表面に渦電流を生じさせる。そして、この渦電流の発生によるセンサコイルのインピーダンスの変化を検出することで、対象物との距離を測定する。 The eddy current displacement sensor generates a high frequency magnetic field by flowing a high frequency current through a coil in the sensor head, thereby generating an eddy current on the surface of a metal measurement object existing in the magnetic field. And the distance with a target object is measured by detecting the change of the impedance of a sensor coil by generation | occurrence | production of this eddy current.
図５に、渦電流式変位センサにより、クラッチパック３内のピストン６の変位（位置）を計測する例を示す。図に示すように、渦電流式変位センサは、高周波発振装置８、コイル９を有し、ピストン６の近くにコイル９を配置し、このコイル９へ高周波発振装置８からの高周波電流を供給する。
FIG. 5 shows an example in which the displacement (position) of the
そして、油圧によってピストン６が押され、ピストン６とコイル９との距離が変化するのを検出することで、どのタイミングでパック詰まりが発生したのかを検出し、この情報をＣＡＥモデルの同定に利用する。
Then, by detecting that the
また、この例に示すように、ピストン６の変位の時間変化が測定できる場合は、油圧波形と合わせて、ピストン変位の時系列データを利用して、モデル同定を行うことも好適である。
Further, as shown in this example, when the time change of the displacement of the
［例３：ソレノイドバルブのインダクタンス変化を用いる場合］
例２に示したように、変位センサを変速機内部に配置する場合、試験準備に時間と労力を要する。特許文献３には、新たなセンサの追加を行わずに、パック詰まりを検出する技術が示されている。この特許文献３では、ソレノイドバルブのコイルに電気信号を与え、応答信号を観測してコイルのインダクタンスの変化を検知することで、パック詰まりの発生したタイミングを検出している。ＣＡＥモデルの同定に際して、このような技術で、パック詰まり検出を行ってもよい。
[Example 3: When using inductance change of solenoid valve]
As shown in Example 2, when the displacement sensor is arranged inside the transmission, it takes time and labor to prepare for the test.
図３のステップＳ４においては、油圧制御装置のＣＡＥモデルを作成する。油圧制御装置の数値シミュレーションに関しては、ＣＡＥモデルから出力される油圧波形が、実車走行時の結果と一致するだけで十分だとして、計算負荷の軽減を狙い、特許文献２に示されているように、ムダ時間モデルと伝達関数モデルによる簡易モデルを作成する例がよく見られる。しかし、ここでは実際の油圧制御装置の動作を、より忠実に模擬するための詳細なモデルを作成する。
In step S4 of FIG. 3, a CAE model of the hydraulic control device is created. Regarding the numerical simulation of the hydraulic control device, it is sufficient that the hydraulic waveform output from the CAE model matches the actual vehicle running result, and as shown in
油圧制御装置内に配置されたピストンやソレノイドバルブなどの機械的・電気的要素を、集中定数系のモデルで表現し、各要素の動作を表す数式を解くことで、油圧制御装置内の油圧、流量、変位などの変化を模擬する。 By expressing the mechanical and electrical elements such as pistons and solenoid valves arranged in the hydraulic control device with a lumped parameter model, and solving the mathematical expressions representing the operation of each element, the hydraulic pressure in the hydraulic control device, Simulate changes in flow rate and displacement.
この段階では、ＣＡＥモデル内の各要素の質量、寸法、剛性、取り付け荷重などのパラメータ値については、対象とする変速機の設計時のパラメータ値（公差のあるものに関しては、その中央値）を入力しておく。 At this stage, the parameter values such as the mass, dimensions, rigidity, and mounting load of each element in the CAE model are set to the parameter values at the time of designing the target transmission (the median value for those with tolerances). Enter it.
ステップＳ５においては、油圧制御装置のＣＡＥモデルの同定を行う。ここで、従来技術である特許文献１では、次に示すような評価関数Ｊ１を用意して、油圧制御装置のモデルから出力される油圧波形と、実車走行にて計測された油圧波形との誤差が最小になるように、ＣＡＥモデル内の諸元の修正を行っている。
Ｊ１＝∫（Ｐｂｒ（ｔ）−Ｐｂ（ｔ））２ｄｔ ［ｔ＝ｔ０〜ｔ１］
ここで、Ｐｂｒ，Ｐｂは、それぞれ実車走行で計測された油圧値、数値シミュレーションによって求められた油圧値を表す。ｔ０，ｔ１は、数値シミュレーションの開始、終了時刻を表す。
In step S5, the CAE model of the hydraulic control device is identified. Here, in
J1 = ∫ (Pb r (t) −Pb (t)) 2 dt [t = t0 to t1]
Here, Pb r and Pb represent hydraulic pressure values measured in actual vehicle travel and hydraulic pressure values obtained by numerical simulation, respectively. t0 and t1 represent the start and end times of the numerical simulation.
同定前のＣＡＥモデルを使用した数値シミュレーションの実行結果を図６に示す。非線形最適化アルゴリズムを用いて、この評価関数Ｊ１を最小化するように同定を行った後で、数値シミュレーションを実行した結果を図７に示す。 The execution result of the numerical simulation using the CAE model before identification is shown in FIG. FIG. 7 shows the result of performing a numerical simulation after performing identification so as to minimize the evaluation function J1 using a nonlinear optimization algorithm.
図６、図７においては、横軸に時間を採り、縦軸に関しては上から、油圧制御装置の油圧室内の油圧値、ソレノイドバルブへの指令圧、ピストン変位を表す。油圧室内の油圧に関しては、同定の際に参照した実車走行時のデータも表示してある。また、図７においては、実車走行の際に計測した出力軸トルク波形の変化から推測した、パック詰まりのタイミングも示してある。 6 and 7, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the hydraulic value in the hydraulic chamber of the hydraulic control device, the command pressure to the solenoid valve, and the piston displacement from the top. Regarding the hydraulic pressure in the hydraulic chamber, the data at the time of actual vehicle travel, which was referred to at the time of identification, is also displayed. FIG. 7 also shows the pack clogging timing estimated from the change in the output shaft torque waveform measured during actual vehicle travel.
図６と比較して図７においては、実車走行時の油圧波形と、数値シミュレーション結果との誤差が減少している。しかし、数値シミュレーションで求められたピストンの動きが止まるタイミング、すなわちパック詰まりの発生するタイミングと、実車走行の結果から推測したパック詰まりのタイミングとは大きなずれがある。このことは、同定によって求められた油圧制御装置内部の各要素の諸元値が、真値とは異なっていることを示している。 Compared to FIG. 6, in FIG. 7, the error between the hydraulic waveform during actual vehicle running and the numerical simulation result is reduced. However, there is a large difference between the timing at which the piston movement determined by the numerical simulation stops, that is, the timing at which the pack clogging occurs and the timing at which the pack clogging estimated from the actual vehicle running results. This indicates that the specification value of each element in the hydraulic control device obtained by the identification is different from the true value.
従って、この諸元値（パラメータ値）を用いて、ソレノイドバルブへの指令値等の条件を変更した場合について、数値シミュレーションを実行した場合、実車走行での結果と大きく異なる結果を得ることが予想される。 Therefore, using this specification value (parameter value), if the numerical simulation is executed when the condition such as the command value to the solenoid valve is changed, it is expected that the result will be significantly different from the result in actual vehicle running. Is done.
そこで、本実施形態では、パック詰まりの発生のタイミングも、数値シミュレーションの結果と実車走行の結果とが一致するように、ＣＡＥモデル同定時の評価関数を次に示すように変更する。
Ｊ２＝∫（Ｐｂｒ（ｔ）−Ｐｂ（ｔ））２ｄｔ＋Ｋ１（ｔｐｒ−ｔｐ）２ ［ｔ＝ｔ０〜ｔ１］
ここで、ｔｐｒ，ｔｐは、それぞれ実車走行の結果から求められたパック詰まり発生時刻、数値シミュレーションでのパック詰まり発生時刻を表す。また、Ｋ１はゲイン定数である。
Therefore, in this embodiment, the evaluation function at the time of CAE model identification is also changed as shown below so that the timing of occurrence of pack clogging also matches the result of numerical simulation and the result of actual vehicle travel.
J2 = ∫ (Pb r (t) −Pb (t)) 2 dt + K 1 (t pr −t p ) 2 [t = t0 to t1]
Here, t pr, t p each represent results pack clogging occurrence time determined from the vehicle running, the pack clogging occurrence time in numerical simulation. K 1 is a gain constant.
この評価関数Ｊ２を用いてモデル同定を行った後、数値シミュレーションを実行した結果を図８に示す。図８においては、油圧波形だけでなく、パック詰まりの発生したタイミングに関しても、実車走行での結果と、数値シミュレーションでの結果が良く一致している。このことから、従来のモデル同定手法により求めたパラメータ値よりも、より真値に近い値を導出することができたと考えられる。 FIG. 8 shows the result of numerical simulation after model identification using this evaluation function J2. In FIG. 8, not only the hydraulic waveform but also the timing at which the pack clogging occurs, the result of actual vehicle running and the result of numerical simulation are in good agreement. From this, it is considered that a value closer to the true value could be derived than the parameter value obtained by the conventional model identification method.
なお、上記の例では、パック詰まりの発生タイミングのみをモデル同定用の評価関数に組み込んだが、先に説明した渦電流式変位センサを利用した場合のように、実車走行においてもピストン変位の時系列データを計測できた場合は、次に示す評価関数Ｊ３を用いてもよい。
Ｊ３＝∫（Ｐｂｒ（ｔ）−Ｐｂ（ｔ））２ｄｔ＋Ｋ２∫（ｘｒ（ｔ）−ｘ（ｔ））２ｄｔ
［ｔ＝ｔ０〜ｔ１］
ここで、ｘｒは実車走行にて計測されたピストン変位、ｘは数値シミュレーションでのピストン変位をそれぞれ表す。また、Ｋ２はゲイン定数である。
In the above example, only the occurrence timing of pack clogging is incorporated into the evaluation function for model identification. However, as in the case of using the eddy current displacement sensor described above, the time series of piston displacement is also used in actual vehicle travel. If the data can be measured, the following evaluation function J3 may be used.
J3 = ∫ (Pb r (t) −Pb (t)) 2 dt + K 2 ∫ (x r (t) −x (t)) 2 dt
[T = t0 to t1]
Here, xr represents the piston displacement measured in actual vehicle travel, and x represents the piston displacement in the numerical simulation. Further, K 2 is a gain constant.
また、油圧制御装置内のピストン変位ではなく、ピストンの速度や加速度などが計測可能な場合は、計測されたピストンの速度や加速度などの時系列データと、数値シミュレーションでのピストンの挙動との定量的な差異を評価関数に組み込んでもよい。 In addition, when the piston speed and acceleration can be measured instead of the piston displacement in the hydraulic control device, the time series data such as the measured piston speed and acceleration and the piston behavior in the numerical simulation are quantified. Difference may be incorporated into the evaluation function.
実際にピストンの速度や加速度を計測するには、先に述べた渦電流式変位センサと同じ原理を用いればよい。計測されたセンサコイル内のインピーダンスの単位時間あたりの変化量から、ピストンの速度や加速度を求めることができる。 In order to actually measure the speed and acceleration of the piston, the same principle as that of the eddy current displacement sensor described above may be used. The speed and acceleration of the piston can be obtained from the amount of change per unit time in the measured impedance in the sensor coil.
図９は、油圧制御装置の数値シミュレーション結果に関して、ピストンの変位とともに速度も図示したものである。ピストンの変位と速度に注目すると、油圧によって押し出されたピストンが、摩擦材を押し付け始めたために、ピストンの位置の変化が止まると、同じタイミングでピストンの速度が零になる。したがって、ピストンの速度が零になるタイミングから、パック詰まりのタイミングを推察し、これをモデル同定に活用することができる。 FIG. 9 shows the speed as well as the displacement of the piston with respect to the numerical simulation result of the hydraulic control device. Paying attention to the displacement and speed of the piston, since the piston pushed out by the hydraulic pressure starts to press the friction material, when the change in the position of the piston stops, the piston speed becomes zero at the same timing. Therefore, the timing of pack clogging can be inferred from the timing when the piston speed becomes zero, and this can be utilized for model identification.
また、ピストン速度の時系列データを比較するために、次に示す評価関数Ｊ４を用いてモデル同定を行ってもよい。
Ｊ４＝∫（Ｐｂｒ（ｔ）−Ｐｂ（ｔ））２ｄｔ＋Ｋ３∫（ｖｒ（ｔ）−ｖ（ｔ））２ｄｔ
［ｔ＝ｔ０〜ｔ１］
Further, in order to compare the time series data of the piston speed, model identification may be performed using the evaluation function J4 shown below.
J4 = ∫ (Pb r (t) −Pb (t)) 2 dt + K 3 ∫ (v r (t) −v (t)) 2 dt
[T = t0 to t1]
ここで、ｖｒは実車走行にて計測されたピストン速度、ｖは数値シミュレーションでのピストン速度をそれぞれ表す。また、Ｋ３はゲイン定数である。 Here, v r denotes piston speed, which is measured in actual running, v is the piston speed in the numerical simulation, respectively. Also, K 3 is a gain constant.
このように、本実施形態によれば、自動車向け自動変速機内の油圧制御装置のＣＡＥモデル同定を行う際に、油圧波形だけでなく、パック詰まり現象にも注目し、評価関数を設定することで、モデル同定の精度を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, when CAE model identification of the hydraulic control device in the automatic transmission for automobiles is performed, not only the hydraulic waveform but also the pack clogging phenomenon is focused and the evaluation function is set. The accuracy of model identification can be improved.
１ ソレノイドバルブ、２ アキュムレータ、３ クラッチパック、４ 油圧室、５ 摩擦板、６ ピストン、７ リターンスプリング、８ 高周波発振装置、９ コイル、１０ 実機、１２ モデル、１４ 差演算器、１６ 同定（最適化）装置。 1 Solenoid valve, 2 accumulator, 3 clutch pack, 4 hydraulic chamber, 5 friction plate, 6 piston, 7 return spring, 8 high frequency oscillation device, 9 coil, 10 actual machine, 12 model, 14 difference calculator, 16 identification (optimization) )apparatus.
Claims (6)
車両走行において計測された実機の油圧波形と、数値シミュレーションの結果として得られた油圧波形とを比較するとともに、実機における摩擦係合要素内部において油圧によって移動するピストンの少なくとも１つの位置の検出結果と、数値シミュレーションの結果として得られるピストンの前記少なくとも１つの位置に対応する位置とを比較し油圧制御におけるパラメータを同定することを特徴とするパラメータ同定装置。 A parameter identification device for a hydraulic control device for controlling the operation of a friction engagement element provided in an automatic transmission of a vehicle,
A comparison is made between the hydraulic waveform of the actual machine measured during vehicle travel and the hydraulic waveform obtained as a result of the numerical simulation, and the detection result of at least one position of the piston that is moved by the hydraulic pressure inside the friction engagement element in the actual machine; A parameter identification device characterized by comparing a position corresponding to the at least one position of the piston obtained as a result of numerical simulation to identify a parameter in hydraulic control.
比較する前記少なくとも１つのピストン位置は、一対の摩擦係合要素同士が係合し油圧による移動が終了する詰まり位置であることを特徴とするパラメータ同定装置。 The parameter identification device according to claim 1,
The parameter identification device characterized in that the at least one piston position to be compared is a clogging position where a pair of friction engagement elements are engaged with each other and movement by hydraulic pressure is finished.
下記式の評価関数Ｊ２を用いてパラメータを同定することを特徴とするパラメータ同定装置。
Ｊ２＝∫（Ｐｂｒ（ｔ）−Ｐｂ（ｔ））２ｄｔ＋Ｋ１（ｔｐｒ−ｔｐ）２ ［ｔ＝ｔ０〜ｔ１］
ここで、Ｐｂｒ，Ｐｂはそれぞれ実車走行で計測された油圧値、数値シミュレーションの結果として得られた油圧値、ｔ０，ｔ１は数値シミュレーションの開始、終了時刻、ｔｐｒ，ｔｐはそれぞれ実車走行の結果から求められた詰まり発生時刻、数値シミュレーションでの詰まり発生時刻、Ｋ１はゲイン定数である。 The parameter identification device according to claim 2,
A parameter identification device characterized by identifying a parameter using an evaluation function J2 of the following formula.
J2 = ∫ (Pb r (t) −Pb (t)) 2 dt + K 1 (t pr −t p ) 2 [t = t0 to t1]
Here, Pb r, hydraulic pressure value Pb were respectively measured in actual running, resulting hydraulic pressure value of the numerical simulations, t0, t1 is the start of the numerical simulation, the end time, t pr, t p each actual vehicle clogging occurrence time determined from the result of clogging occurrence time, K 1 in numerical simulation is a gain constant.
比較する前記少なくとも１つのピストン位置は、変速動作におけるピストンの時間の経過に従い変化する位置であることを特徴とするパラメータ同定装置。 The parameter identification device according to claim 3, wherein
The at least one piston position to be compared is a position that changes with the passage of time of the piston in a speed change operation.
下記式の評価関数Ｊ３を用いてパラメータを同定することを特徴とするパラメータ同定装置。
Ｊ３＝∫（Ｐｂｒ（ｔ）−Ｐｂ（ｔ））２ｄｔ＋Ｋ２∫（ｘｒ−ｘ）２ ［ｔ＝ｔ０〜ｔ１］
ここで、Ｐｂｒ，Ｐｂはそれぞれ実車走行で計測された油圧値、数値シミュレーションの結果として得られた油圧値、ｔ０，ｔ１は数値シミュレーションの開始、終了時刻、ｘｒは実車走行にて計測されたピストン変位、ｘは数値シミュレーションでのピストン変位、Ｋ２はゲイン定数である。 The parameter identification device according to claim 1,
A parameter identification device characterized by identifying a parameter using an evaluation function J3 of the following formula:
J3 = ∫ (Pb r (t) −Pb (t)) 2 dt + K 2 ∫ (x r −x) 2 [t = t0 to t1]
Here, Pb r, hydraulic pressure value Pb were respectively measured in actual running, resulting hydraulic pressure value of the numerical simulations, t0, t1 is the start of the numerical simulation, the end time, x r is measured in actual vehicle piston displacements, x is the piston displacement of the numerical simulations, K 2 is a gain constant.
コンピュータに、
車両走行において計測された実機の油圧波形と、数値シミュレーションの結果として得られた油圧波形とを比較させるとともに、
実機における摩擦係合要素内部において油圧によって移動するピストンの少なくとも１つの位置の検出結果と、数値シミュレーションの結果として得られるピストンの前記少なくとも１つの位置に対応する位置とを比較させ、
油圧制御におけるパラメータを同定させることを特徴とするパラメータ同定プログラム。 A parameter identification program for identifying parameters of a hydraulic control device that controls the operation of a friction engagement element provided in an automatic transmission of a vehicle,
On the computer,
While comparing the hydraulic waveform of the actual machine measured in vehicle running with the hydraulic waveform obtained as a result of numerical simulation,
The detection result of at least one position of the piston that moves by hydraulic pressure inside the friction engagement element in the actual machine is compared with the position corresponding to the at least one position of the piston obtained as a result of the numerical simulation,
A parameter identification program for identifying parameters in hydraulic control.
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|---|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104596728A (en) * | 2015-02-05 | 2015-05-06 | 重庆大学 | Large gas chamber piston aeroelastic model design method based on coal gas internal pressure |
| JP2017017967A (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-19 | 株式会社日立製作所 | Automatic train operation device |
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