A Powertrain LQR-Torque Compensator with Backlash Handling

Régulation par LQR d’une chaîne cinématique automobile avec jeu : simulation et étude expérimentale

¹ Volvo Powertrain Corporation, Göteborg, 405 08 - Sweden
² Chalmers University of Technology, Göteborg, 412 96 - Sweden
e-mail: peter.templin@volvo.com - bo.egardt@chalmers.se

^⋆ Corresponding author

Abstract

This paper derives an LQR anti-jerk controller for an automotive driveline. The time derivative of the drive shaft torque, which is closely related to the vehicle jerk, is used as a virtual system output and regulated to zero. Thereby, the controller does not need a reference model for generation of reference trajectories for the control law evaluation. The controller acts as a torque compensator for the driver’s torque demand which the controller output asymptotically follows. The properties of the controller are discussed and the behavior is illustrated by simulation examples and verified with experiments on a heavy duty truck.

Résumé

Cet article présente un dérivé de régulateur anti-saccades LQR destiné à une chaîne cinématique automobile. La dérivée par rapport au temps du couple de l’arbre de transmission, qui est en relation étroite avec la saccade du véhicule, est utilisée en tant que donnée de sortie de système virtuel et régulée à zéro. Ainsi, le régulateur ne nécessite pas de modèle de référence destiné à la génération de trajectoires de référence pour l’évaluation de la loi de régulation. Le régulateur agit en tant que compensateur de couple pour la demande de couple du conducteur que les données de sortie du régulateur suivent asymptotiquement. Les propriétés du régulateur sont étudiées et le comportement est illustré par des exemples de simulation et vérifiées à l’aide d’expériences sur un camion à usage industriel.