DE102017123953B4

DE102017123953B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer Antriebsstrangkomponente

Info

Publication number: DE102017123953B4
Application number: DE102017123953.7A
Authority: DE
Inventors: David Hermann
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2037-10-17
Also published as: DE102017123953A1

Abstract

Verfahren zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer Antriebsstrangkomponente (102) eines Kraftfahrzeugs (100), dadurch gekennzeichnet, dass während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs (100) ein Antrieb der Antriebsstrangkomponente (102) abhängig von Information über eine Soll-Betriebsgröße (SM) der Antriebsstrangkomponente (102) erfolgt, wobei während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (100) an einem Abtrieb der Antriebsstrangkomponente (102) Information über eine Ist-Betriebsgröße (n) der Antriebsstrangkomponente (102) erfasst wird, wobei während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (100) ein Ausgangswert eines Filters (500) mit unendlicher Impulsantwort abhängig von der Information über die Soll-Betriebsgröße (SM) bestimmt wird, und während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (100) wenigstens ein Koeffizient (a0, ... ao, b0, ... bp) des Filters abhängig von einem Ergebnis eines Vergleichs des Ausgangswerts mit der Information über die Ist-Betriebsgröße (n) bestimmt wird, wobei der Filter (500) einen ersten Filter (A) für ein Eingangssignal des Filters (500) und einen zweiten Filter (B) für ein Ausgangssignal des Filters (500) umfasst, wobei das Ausgangssignal über den zweiten Filter (B) zurückgekoppelt und mit einem Filterausgang des ersten Filters (A) addiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer Antriebsstrangkomponente, insbesondere einer automatisierten Reibkupplung in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang.
Aus DE 102012217132 A1 ist ein Verfahren zur Verminderung von Rupfschwingungen bekannt, bei dem ein Lockln-Regler aus einer Getriebeeingangsdrehzahl ein Korrekturmoment für ein Soll-Kupplungsmoment bestimmt. Als Regelstrecke wird das Übertragungsverhalten zwischen Soll-Kupplungsmoment und Getriebeeingangsdrehzahl angesehen. Ein Momentenfehler, der durch geometrische Kupplungsfehler entsteht, wird dadurch kompensierbar, dass das Korrekturmoment ein Soll-Kupplungsmoment erzeugt, das gegenphasig zu den Rupfschwingungen schwingt. Damit werden die Rupfschwingungen getilgt.
Um ein geeignetes Korrekturmoment bestimmen zu können, muss die Übertragungsfunktion für den Lockln-Regler bekannt sein.
Aus WO 2016/ 070 879 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung eines Übertragungsverhaltens eines Antriebsstrangs bekannt, durch das eine Übertragungsfunktion durch eine Vermessung des Kraftfahrzeugs bestimmbar ist. Allerdings sind hierzu mathematisch komplizierte und aufwändige Schätzfunktionen und vollständige Messungen zur Bestimmung einer Frequenzantwort erforderlich.
WO 2015/158341 A2 , DE 10 2006 014 072 A1 und DE 10 2011 080 716 A1 offenbaren diesbezügliche Aspekte.
Die Druckschrift WO 2015/158342 A2 offenbart ein Verfahren zur Auslegung eines Softwaretilgers einer Kupplungssteuerung und einen Softwaretilger zur Dämpfung von Rupfschwingungen.
Die Ermittlung der Übertragungsfunktion ist aufgrund der Komplexität der dabei verwendeten Schätzfunktion sehr zeitaufwändig und erfordert großen Speicherplatz. Eine Anwendung in einem Steuergerät im Kraftfahrzeug und während des Betriebs des Kraftfahrzeugs ist damit unmöglich.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer Antriebsstrangkomponente anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtung nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass während eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs ein Antrieb einer Antriebsstrangkomponente abhängig von einer Information über eine Soll-Betriebsgröße der Antriebsstrangkomponente erfolgt, wobei während des Betriebs des Kraftfahrzeugs an einem Abtrieb der Antriebsstrangkomponente Information über eine Ist-Betriebsgröße der Antriebsstrangkomponente erfasst wird, wobei während des Betriebs des Kraftfahrzeugs ein Ausgangswert eines Filters mit unendlicher Impulsantwort abhängig von der Information über die Soll-Betriebsgröße bestimmt wird, und während des Betriebs des Kraftfahrzeugs wenigstens ein Koeffizient des Filters abhängig von einem Ergebnis eines Vergleichs des Ausgangswerts mit der Information über die Ist-Betriebsgröße bestimmt wird. Dadurch wird eine Fehlerabweichung zwischen Ausgangswert und Ist-Betriebsgröße zur Korrektur der Koeffizienten verwendet. Der Filter mit unendlicher Impulsantwort benötigt wenig Speicherplatz und kann in einem Steuergerät für ein Kraftfahrzeug und während des Betriebs des Kraftfahrzeugs, insbesondere in Echtzeit ausgeführt werden. Echtzeit bezeichnet hierbei Rechenprozesse mit einer Prozesszeit die beispielsweise geringer als 200 ms ist oder beispielsweise 100 ms, 20 ms, 10 ms oder 5 ms beträgt.
Der Filter umfasst einen ersten Filter für ein Eingangssignal des Filters und einen zweiten Filter für ein Ausgangssignal des Filters, wobei das Ausgangssignal über den zweiten Filter zurückgekoppelt und mit einem Filterausgang des ersten Filters addiert wird. Dadurch wird das Ausgangssignal mittels eines besonders effizienten diskreten Filters mit unendlicher Impulsantwort implementiert.
Vorzugsweise wird eine Anpassung des wenigstens einen Koeffizienten abhängig von dem Ergebnis eines Vergleichs des Ausgangswerts mit der Information über die Ist-Betriebsgröße bestimmt, wobei die Anpassung oder der Koeffizient durch einen Grenzwert begrenzt wird.
Vorzugsweise umfasst der Filter weniger als zwanzig oder weniger als fünfzehn, insbesondere dreizehn Koeffizienten. Dies spart Speicherplatz und reduziert den Rechenaufwand bei ausrechend hoher Güte der ermittelten Übertragungsfunktion.
Vorzugsweise ist die Antriebsstrangkomponente eine automatisierte Reibkupplung, wobei als die Information über die Ist-Betriebsgröße Information über eine momentane Drehzahl der automatisierten Reibkupplung erfasst wird, und wobei die automatisierte Reibkupplung abhängig von Information über ein Soll-Kupplungsmoment als Information über die Soll-Betriebsgröße angetrieben wird. Damit kann während des Betriebs des Kraftfahrzeugs eine Übertragungsfunktion für eine automatisierte Reibkupplung des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Die Übertragungsfunktion kann zur Verminderung von Rupfschwingungen verwendet werden.
Vorzugsweise wird ein zeitlicher Verlauf der Soll-Betriebsgröße vorgegeben, die Information über die Ist-Betriebsgröße der Antriebsstrangkomponente während der zeitliche Verlauf vorgegeben wird zu einem Zeitpunkt erfasst, und der Ausgangswert des Filters mit unendlicher Impulsantwort abhängig von einem Momentan-Wert der Soll-Betriebsgröße zu diesem Zeitpunkt bestimmt. Dies ermögliche eine besonders gute Systemidentifikation der Antriebsstrangkomponente.
Vorzugsweise wird der zeitliche Verlauf der Soll-Betriebsgröße als ein Pseudo Random Bit Stream für Soll-Kupplungsmomente vorgegeben. Der Pseudo Random Bit Stream stellt eine Art weißes Rauschen dar und beinhaltet die für die Systemidentifikation notwendigen Frequenzanteile.
Vorzugsweise wird nach einem Beginn der Vorgabe des zeitlichen Verlaufs der Soll-Betriebsgröße ermittelt, ob ein Einschwingvorgang der Antriebsstrangkomponente zu Ende ist, wobei der Zeitpunkt, zu dem die Information über die Ist-Betriebsgröße der Antriebsstrangkomponente erfasst wird zeitlich nach Ende des Einschwingvorgangs liegt. Beispielsweise wird eine Einschwingzeitdauer abgewartet.
Vorzugsweise wird während der zeitliche Verlauf der Soll-Betriebsgröße vorgegeben wird, wiederholt die Information über die Ist-Betriebsgröße der Antriebsstrangkomponente erfasst, der Ausgangswert des Filters mit unendlicher Impulsantwort bestimmt, und der wenigstens eine Koeffizient des Filters bestimmt. Dadurch werden Zeitverläufe von gemessener Ist-Betriebsgröße und bestimmten Ausgangswerten zur Bestimmung des wenigstens einen Koeffizienten verwendet.
Vorzugsweise wird überprüft, ob ein Betriebszustand der Antriebsstrangkomponente, eines Antriebsstrangs, in dem die Antriebsstrangkomponente angeordnet ist, oder eines Kraftfahrzeugs, in dem die Antriebsstrangkomponente angeordnet ist, ein vorgegebener Betriebszustand ist, wobei der zeitliche Verlauf der Soll-Betriebsgröße vorgegeben wird, wenn der Betriebszustand dem vorgegebenen Betriebszustand entspricht. Dadurch wird sichergestellt, dass sich das Kraftfahrzeug in einem geeigneten Zustand, beispielsweise Kriechmodus, befindet, bevor die Systemidentifikation erfolgt.
Bezüglich der Vorrichtung sind ein Mikro-Prozessor, eine Eingangseinrichtung und eine Ausgabeeinrichtung vorgesehen, die ausgebildet sind, das Verfahren in einem Kraftfahrzeug während des Betriebs des Kraftfahrzeugs auszuführen, wobei die Ausgabeeinrichtung ausgebildet ist die Antriebsstrangkomponente während des Betriebs des Kraftfahrzeugs abhängig von der Soll-Betriebsgröße für die Antriebsstrangkomponente anzusteuern, die Eingangseinrichtung ausgebildet ist die Information über die Ist-Betriebsgröße der Antriebsstrangkomponente, die an dem Abtrieb der Antriebsstrangkomponente erfasst wird, während des Betriebs des Kraftfahrzeugs zu empfangen, und wobei der Mikro-Prozessor ausgebildet ist, den Ausgangswert des Filters mit unendlicher Impulsantwort abhängig von der Soll-Betriebsgröße während des Betriebs des Kraftfahrzeugs zu bestimmen, und den wenigstens einen Koeffizienten des Filters abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs des Ausgangswerts mit der Ist-Betriebsgröße während des Betriebs des Kraftfahrzeugs zu bestimmen, wobei der Filter einen ersten Filter für ein Eingangssignal des Filters und einen zweiten Filter für ein Ausgangssignal des Filters umfasst, und der Mikroprozessor ausgebildet ist, das Ausgangssignal über den zweiten Filter zurückzukoppeln und mit einem Filterausgang des ersten Filters zu addieren.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

1 schematisch Teile eines Antriebsstrangs,
2 einen zeitlichen Verlauf einer Soll-Betriebsgröße,
3 Schritte in einem Verfahren zur Systemidentifikation,
4 zeitliche Verläufe der Soll-Betriebsgröße und einer Ist-Betriebsgröße,
5 schematisch Details einer Systemidentifikation.

1 zeigt schematisch Teile eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs 100. Das Kraftfahrzeug 100 umfasst eine Antriebskomponente 102, und eine Vorrichtung 104 zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer Antriebsstrangkomponente 102.
Die Antriebskomponente 102 ist beispielsweise eine automatisierte Reibkupplung insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs 100.
Die Vorrichtung 104 zur Ermittlung der Übertragungsfunktion umfasst einen Mikro-Prozessor, eine Eingangseinrichtung und eine Ausgabeeinrichtung. Die Ausgabeeinrichtung ist beispielsweise ausgebildet Information über eine Soll-Betriebsgröße M zum Antrieb der Antriebskomponente 102 auszugeben. Die Eingangseinrichtung ist dazu ausgebildet Information über eine Ist-Betriebsgröße n der Antriebskomponente 102, die an einem Abtrieb der Antriebsstrangkomponente 102 erfasst wird, zu empfangen.
Die Vorrichtung 104 kann ausgebildet sein, die Antriebskomponente 102 anzusteuern. Die Vorrichtung 104 ist beispielsweise ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs 100. Im Steuergerät läuft beispielsweise eine Kupplungs-Steuerungssoftware.
Die Kupplungs-Steuerungssoftware ist im Beispiel ausgebildet, abhängig von einem vorgegebenen Kupplungsmoment SM, das beispielsweise eine Fahrstrategiesteuereinheit als Soll-Betriebsgröße SM vorgibt, ein Kupplungssollmoment M zu bestimmen.
Die Ausgabeeinrichtung ist ausgebildet, die Antriebsstrangkomponente 102 abhängig von der Soll-Betriebsgröße SM für die Antriebsstrangkomponente 102 anzusteuern. Die Ausgabeeinrichtung ist beispielsweise ausgebildet, die automatisierte Reibkupplung mit einem Kupplungssollmoment M anzusteuern.
Die Eingangseinrichtung ist beispielsweise dazu ausgebildet Information über eine Getriebeeingangsdrehzahl als die Information über die Ist-Betriebsgröße n der Antriebskomponente 102 zu empfangen.
Die Vorrichtung 104 ist ausgebildet, das im Folgenden beschriebene Verfahren in dem Kraftfahrzeug 100, insbesondere während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 100 auszuführen.
Der Mikro-Prozessor ist ausgebildet, wie im Folgenden beschrieben, einen Ausgangswert eines Filters mit unendlicher Impulsantwort abhängig von der Soll-Betriebsgröße M zu bestimmen, und wenigstens einen Koeffizienten des Filters abhängig von einem Ergebnis eines Vergleichs des Ausgangswerts mit der Ist-Betriebsgröße n zu bestimmen.
Die Vorrichtung 104 ist ausgebildet, einen zeitlichen Verlauf SM(t) der Soll-Betriebsgröße SM vorzugeben. Beispielhaft für einen besonders geeigneten zeitlichen Verlauf der Soll-Betriebsgröße SM ist in 2 über eine Zeitachse t ein Pseudo Random Bit Stream dargestellt. Im Beispiel wird das Soll-Kupplungsmomente SM zu zufälligen Zeitpunkten t zwischen einen ersten Wert M1, z. B. -1 Nm und einem zweiten Wert M2, z. B. +1 Nm, umgeschaltet. Ein zeitgleich der Vorrichtung 104 von der Fahrstrategieeinheit vorgegebenes Soll-Kupplungsmoment wird beispielsweise zur Ermittlung des ersten Werts und oder des zweiten Werts verwendet. Vorzugsweise wird der zeitliche Verlauf SM(t) der Soll-Betriebsgröße SM als Pseudo Random Bit Stream für Soll-Kupplungsmomente vorgegeben. Der Pseudo Random Bit Stream stellt eine Art weißes Rauschen dar. Der Pseudo Random Bit Stream beinhaltet im Beispiel die für die Systemidentifikation der automatischen Reibkupplung des Kraftfahrzeugs notwendigen Frequenzanteile.
Es können auch andere Frequenzen und andere zeitliche Verläufe SM(t) verwendet werden. Günstig sind zeitliche Verläufe SM(t) die näherungsweise weißes Rauschen darstellen oder die für die Systemidentifikation erforderlichen Frequenzanteile umfassen.
Der Antrieb der Antriebsstrangkomponente 102 erfolgt abhängig von der Information über die Soll-Betriebsgröße SM der Antriebsstrangkomponente 102. Am Abtrieb der Antriebsstrangkomponente 102 wird die Information über die Ist-Betriebsgröße n der Antriebsstrangkomponente 102 erfasst. Der Ausgangswert des Filters mit unendlicher Impulsantwort wird abhängig von der Information über die Soll-Betriebsgröße SM bestimmt. Wenigstens ein Koeffizient des Filters wird abhängig vom Ergebnis des Vergleichs des Ausgangswerts mit der Information über die Ist-Betriebsgröße n bestimmt.
Eine Anpassung des wenigstens einen Koeffizienten wird beispielsweise abhängig von dem Ergebnis eines Vergleichs des Ausgangswerts mit der Information über die Ist-Betriebsgröße n bestimmt. Die Anpassung oder der Koeffizient wird dabei im Beispiel durch einen Grenzwert begrenzt. Dadurch wird die Systemidentifikation robuster gegen Störungen.
Vorzugsweise umfasst der Filter weniger als zwanzig oder weniger als fünfzehn, insbesondere dreizehn Koeffizienten. Dies spart Speicherplatz und reduziert den Rechenaufwand bei ausreichend hoher Güte der ermittelten Übertragungsfunktion. Beispielsweise werden für einen diskreten Filter mit unendlicher Impulsantwort dritter Ordnung, d.h. ein Filter mit drei Verzögerungsgliedern, nur vier diskrete Messwerte verwendet.
Vorzugsweise wird nur eine vorgegebene Anzahl an Messwerten, beispielsweise nur vier diskrete Messwerte, verwendet. Vorzugsweise wird die Ist-Betriebsgröße n zur Erzeugung der Information über die Ist-Betriebsgröße mit einer Abtastfrequenz von 50 Hz abgetastet. Dies ist für die Abtastung in einem Frequenzbereich zwischen 0 und 25 Hz ausreichen, in dem sich die Schwingungen der automatisierten Reibkupplung üblicherweise bewegen.
Nach dem Start des Verfahrens wird in einem optionalen Schritt 302 überprüft, ob ein geeigneter Betriebszustand für die Systemidentifikation vorliegt.
Vorzugsweise wird überprüft, ob ein Betriebszustand der Antriebsstrangkomponente 102, des Antriebsstrangs, in dem die Antriebsstrangkomponente 102 angeordnet ist, oder des Kraftfahrzeugs 100, in dem die Antriebsstrangkomponente angeordnet ist, ein vorgegebener Betriebszustand ist.
Wenn der vorgegebene Betriebszustand vorliegt, sich beispielsweise das Kraftfahrzeug 100 in einem geeigneten Zustand, beispielsweise Kriechmodus, befindet, wird ein optionaler Schritt 304 ausgeführt. Anderenfalls wird im Beispiel in Schritt 302 gewartet bis der geeignete Zustand vorliegt.
Im Schritt 304 werden die Koeffizienten des Filters initialisiert. die Koeffizienten werden beispielsweise auf einen vorgegebenen Wert initialisiert, für den die Übertragungsfunktion des Filters gut zu der verwendeten Reibkupplung passt. Diese Werte werden beispielsweise bei der Konstruktion der Reibkupplung ermittelt. Es können auch andere, beispielsweise zufällige Werte für die Koeffizienten vorgegeben werden.
Anschließend wird ein Schritt 306 ausgeführt.
Im Schritt 306 wird der zeitliche Verlauf SM(t) der Soll-Betriebsgröße SM, beispielsweise als der erwähnte Pseudo Random Bit Stream für die Soll-Kupplungsmomente vorgegeben.
Anschließend wird ein optionaler Schritt 308 durchgeführt.
Im Schritt 308 wird geprüft, ob der Einschwingvorgang zu Ende ist. Wenn der Einschwingvorgang zu Ende ist, wird ein Schritt 310 ausgeführt. Anderenfalls wird im Schritt 308 gewartet bis der Einschwingvorgang zu Ende ist. Nach einem Beginn der Vorgabe des zeitlichen Verlaufs SM(t) der Soll-Betriebsgröße SM wird beispielsweise ermittelt, ob der Einschwingvorgang der Antriebsstrangkomponente 102 zu Ende ist. Beispielsweise wird eine Einschwingzeitdauer abgewartet.
Im Schritt 310 wird zu einem diskreten Zeitpunkt i eine Fehlerabweichung e(i) = d(i) - y(i) zwischen einem diskreten Ausgangswert y(i) und einer diskreten Ist-Betriebsgröße d(i) bestimmt. Der diskrete Ausgangswert y(i) wird beispielsweise mittels einer Übertragungsfunktion G(z) des Filters aus einer zum diskreten Zeitpunkt i erfassten diskreten Ist-Betriebsgrößen d(i) ermittelt. Im Beispiel ist die diskrete Ist-Betriebsgröße d(i) ein Wert der Ist-Betriebsgröße n zum diskreten Zeitpunkt i, d.h. im Beispiel wird ein Messwert der momentanen Drehzahl der automatisierten Reibkupplung verwendet.
Die Information über die Ist-Betriebsgröße n der Antriebsstrangkomponente 102 wird, während der zeitliche Verlauf SM(t) vorgegeben wird, zu einem Zeitpunkt i erfasst, und der Ausgangswert des Filters mit unendlicher Impulsantwort abhängig von einem Momentan-Wert der Soll-Betriebsgröße SM zu diesem Zeitpunkt i bestimmt. Dies ermöglicht eine besonders gute Systemidentifikation der Antriebsstrangkomponente 102. Der Zeitpunkt, zu dem die Information über die Ist-Betriebsgrößen der Antriebsstrangkomponente 102 erfasst wird, liegt beispielsweise zeitlich nach Ende des Einschwingvorgangs.
Anschließend wird ein Schritt 312 ausgeführt.
Im Schritt 312 wird eine Korrektur der Koeffizienten durchgeführt. Die Korrektur der Koeffizienten erfolgt beispielsweise mittel Least Mean Square Algorithmus wobei ein neuer Vektor w(i+1) der Koeffizienten abhängig von einem aktuellen Vektor w(i) der Koeffizienten bestimmt wird zu $w (i + 1) = w (i) + μ x_{f} (i) e (i),$
mit
µ: Faktor für Lernrate
x_f: Filterzustandsvektor.
Die Übertragungsfunktion G(z) des Filters ist $G (z) = \frac{A (z)}{B (z)}$
mit $A (z) = a_{0} (i) + a_{1} (i) z^{- 1} + ... + a_{o} (i) z^{- o}$
$B (z) = b_{0} (i) + b_{1} (i) z^{- 1} + ... + b_{p} (i) z^{- p}$
a₀, ... a_o, Koeffizienten eines ersten Filters A für das Eingangssignal mit Filterordnung o
b₀, ... b_p, Koeffizienten eines zweiten Filters B für das rückgekoppelte Ausgangssignal mit Filterordnung p.
Ein Filterausgang des ersten Filters A wird mit dem über den zweiten Filter B zurückgekoppelten Ausgangssignal addiert.
Der Vektor der Koeffizienten w wird aus den Koeffizienten a₀, ... a_o, b₀, ... b_p gebildet.
Anschließend erfolgt eine Adaption des Filters mit den neuen Koeffizienten, d.h. die neuen Koeffizienten werden im nächsten Rechenschritt verwendet.
Anschließend wird ein Schritt 314 ausgeführt.
Im Schritt 314 wird geprüft, ob eine Adaptionszeit abgelaufen ist oder eine Fahrstrategie einen Abbruch der Adaption erfordert. Falls die Adaptionszeit abgelaufen ist oder eine Fahrstrategie einen Abbruch der Adaption erfordert, wird ein Schritt 316 ausgeführt. Anderenfalls wird der Schritt 310 ausgeführt. Während der zeitliche Verlauf SM(t) der Soll-Betriebsgröße SM vorgegeben wird, wird wiederholt die Information über die Ist-Betriebsgröße n der Antriebsstrangkomponente 102 erfasst. Der Ausgangswert des Filters mit unendlicher Impulsantwort, und der wenigstens eine Koeffizient des Filters werden mehrmals bestimmt. Dadurch werden Zeitverläufe von gemessener Ist-Betriebsgröße und bestimmten Ausgangswerten zur Bestimmung des wenigstens einen Koeffizienten verwendet. Durch die wiederholte Ausführung der Schritt 310 und 312 konvergieren die Koeffizienten und die Fehlerabweichung wird verringert. Dies verbessert die Modellgüte. Im Idealfall ist die Übertragungsfunktion G(z) des Filters identisch zu einer Übertragungsfunktion der realen Antriebsstrangkomponente 102. Die Modellgüte dieser Übertragungsfunktion G(z) ist bereits bei geringer Anzahl an Koeffizienten a₀, ... a_o, b₀, ... b_p ausreichend gut. Durch eine geringe Anzahl an Koeffizienten a₀,... a_o, b₀, ... b_p ist der diskrete Ausgangswert y(i) mit geringerem Aufwand an Rechenresourcen berechenbar. Insbesondere reicht für eine geringe Anzahl an Koeffizienten eine geringe Anzahl an Messwerten aus. Damit werden ein Speicherplatzbedarf und eine Anzahl der auszuführenden Rechenoperationen reduziert.
Im Schritt 316 wird die Vorgabe des zeitlichen Verlaufs SM(t) der Soll-Betriebsgröße SM beendet.
Anschließend wird ein Schritt 318 ausgeführt.
Im Schritt 318 werden die Koeffizienten des Filters gespeichert. Optional können die Koeffizienten oder die durch diese Systemidentifikation ermittelte Übertragungsfunktion der Antriebsstrangkomponente 102 auch anderen Funktionen zur Verfügung gestellt werden.
Anschließend endet das Verfahren.
Ein derartig implementierter Filter mit unendlicher Impulsantwort kann im Steuergerät für das Kraftfahrzeug 100 und während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 100, insbesondere in Echtzeit ausgeführt werden. Echtzeit bezeichnet hierbei Rechenprozesse mit einer Prozesszeit die beispielsweise geringer als 200 ms ist oder beispielsweise 100 ms, 20 ms, 10 ms oder 5 ms beträgt.
Im Beispiel ist die Antriebsstrangkomponente 102 die automatisierte Reibkupplung, wobei als die Information über die Ist-Betriebsgröße n Information über eine momentane Drehzahl der automatisierten Reibkupplung, als diskrete Ist-Betriebsgrößen d(i) zu diskreten Zeitpunkten i erfasst wird. Damit wird die Übertragungsfunktion G(z) für die automatisierte Reibkupplung des Kraftfahrzeugs während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 100 ermittelt. Die Übertragungsfunktion G(z) kann zur Verminderung von Rupfschwingungen verwendet werden. Dazu wird beispielsweise des eingangs erwähnten Lockln-Regler verwendet.
4 stellt den zeitlichen Verlauf SM(t) der Soll-Betriebsgröße SM und den Verlauf der Ist-Betriebsgröße n über die Zeit t dar. Der zeitliche Verlauf SM(t) beginnt bei t=0 mit dem ersten Wert M1. Zu einem Zeitpunkt t1 startet im Beispiel eine Ansteuerung der Antriebsstrangkomponente 102 mit dem Pseudo Random Bit Stream oder einer anderen Art weißes Rauschen. Im Beispiel wird der Pseudo Random Bit Stream aus 2 für einen Zeitraum t_{PRBS_Seq} zwischen dem Zeitpunkt t1 und einem Zeitpunkt t2 sowie abwechselnd mit Momenten mit dem ersten Wert M1 und dem zweiten Wert M2 vorgegeben. Ab dem Zeitpunkt t2 wird der erste Wert M1 vorgegeben.
Die Reaktion der Ist-Betriebsgröße n, im Beispiel der Getriebeeingangsdrehzahl, ist im oberen Teil von 4 dargestellt. Zum Zeitpunkt t1 startet ein Einschwingvorgang, der nach der Einschwingzeitdauer t_einschwing endet. Daran unmittelbar anschließend startet die Adaption in einem Adaptionszeitraum t_adaption, der bis zum Zeitpunkt t2 andauert. Während der Einschwingzeitdauer t_einschwing findet keine Adaption statt. Während des Adaptionszeitraum t_adaption findet die Adaption zumindest während einer Minimalzeit t_{min_adaption} statt. Diese kann mit dem Adaptionszeitraum t_adaption übereinstimmen, oder kürzer sein. Solange der zeitlichen Verlauf SM(t) der Soll-Betriebsgröße SM konstant als Moment M1 vorgegeben wird, verläuft die Reaktion der Ist-Betriebsgröße n glatt. Während der sich ändernde zeitliche Verlauf SM(t) der Soll-Betriebsgröße SM zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 vorgegeben wird schwingt die Ist-Betriebsgröße n. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt t2 klingt diese Schwingung ab und der Verlauf der Ist-Betriebsgröße n wird wieder glatt.
5 zeigt schematisch Details der Systemidentifikation mit einem Filter 500 mit unendlicher Impulsantwort, in dem der erste Filter A(z) und der zweite Filter B(z) durch eine Adaptionseinrichtung 502 bezüglich ihrer Koeffizienten a₀, ..., a_o, b₀, ... b_p in dem die Adaptionseinrichtung 502 die neuen Koeffizienten wie beschrieben bestimmt.

Claims

Verfahren zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer Antriebsstrangkomponente (102) eines Kraftfahrzeugs (100), dadurch gekennzeichnet, dass während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs (100) ein Antrieb der Antriebsstrangkomponente (102) abhängig von Information über eine Soll-Betriebsgröße (SM) der Antriebsstrangkomponente (102) erfolgt, wobei während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (100) an einem Abtrieb der Antriebsstrangkomponente (102) Information über eine Ist-Betriebsgröße (n) der Antriebsstrangkomponente (102) erfasst wird, wobei während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (100) ein Ausgangswert eines Filters (500) mit unendlicher Impulsantwort abhängig von der Information über die Soll-Betriebsgröße (SM) bestimmt wird, und während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (100) wenigstens ein Koeffizient (a₀, ... a_o, b₀, ... b_p) des Filters abhängig von einem Ergebnis eines Vergleichs des Ausgangswerts mit der Information über die Ist-Betriebsgröße (n) bestimmt wird, wobei der Filter (500) einen ersten Filter (A) für ein Eingangssignal des Filters (500) und einen zweiten Filter (B) für ein Ausgangssignal des Filters (500) umfasst, wobei das Ausgangssignal über den zweiten Filter (B) zurückgekoppelt und mit einem Filterausgang des ersten Filters (A) addiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassung des wenigstens einen Koeffizienten (a₀, ... a_o, b₀, ... b_p) abhängig von dem Ergebnis eines Vergleichs des Ausgangswerts mit der Information über die Ist-Betriebsgröße (n) bestimmt wird, wobei die Anpassung oder der wenigstens eine Koeffizient (a₀, ... a_o, b₀, ... b_p) durch einen Grenzwert begrenzt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (500) weniger als zwanzig oder weniger als fünfzehn, insbesondere dreizehn Koeffizienten (a₀, ... a_o, b₀, ... b_p) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstrangkomponente (102) eine automatisierte Reibkupplung ist, wobei als die Information über die Ist-Betriebsgröße (n) Information über eine momentane Drehzahl der automatisierten Reibkupplung erfasst wird, und wobei die automatisierte Reibkupplung abhängig von Information über ein Soll-Kupplungsmoment als Information über die Soll-Betriebsgröße (SM) angetrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitlicher Verlauf (SM(t)) der Soll-Betriebsgröße (SM) vorgegeben, die Information über die Ist-Betriebsgröße (n) der Antriebsstrangkomponente (102) während der zeitliche Verlauf (SM(t)) vorgegeben wird zu einem Zeitpunkt erfasst, und der Ausgangswert des Filters (500) mit unendlicher Impulsantwort abhängig von einem Momentan-Wert der Soll-Betriebsgröße (SM) zu diesem Zeitpunkt bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf (SM(t)) der Soll-Betriebsgröße als ein Pseudo Random Bit Stream für Soll-Kupplungsmomente vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Beginn der Vorgabe des zeitlichen Verlaufs (SM(t)) der Soll-Betriebsgröße (SM) ermittelt wird, ob ein Einschwingvorgang der Antriebsstrangkomponente (102) zu Ende ist, wobei der Zeitpunkt, zu dem die Information über die Ist-Betriebsgröße (n) der Antriebsstrangkomponente (102) erfasst wird zeitlich nach Ende des Einschwingvorgangs liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der zeitliche Verlauf (SM(t)) der Soll-Betriebsgröße (SM) vorgegeben wird, wiederholt die Information über die Ist-Betriebsgröße (n) der Antriebsstrangkomponente (102) erfasst, der Ausgangswert des Filters (500) mit unendlicher Impulsantwort bestimmt, und der wenigstens eine Koeffizient (a₀, ... a_o, b₀, ... b_p) des Filters (500) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass überprüft wird, ob ein Betriebszustand der Antriebsstrangkomponente (102), eines Antriebsstrangs, in dem die Antriebsstrangkomponente (102) angeordnet ist, oder eines Kraftfahrzeugs (100), in dem die Antriebsstrangkomponente (102) angeordnet ist, ein vorgegebener Betriebszustand ist, wobei der zeitliche Verlauf (SM(t)) der Soll-Betriebsgröße (SM) vorgegeben wird, wenn der Betriebszustand dem vorgegebenen Betriebszustand entspricht.
Vorrichtung zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer Antriebsstrangkomponente (102) dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Mikro-Prozessor, eine Eingangseinrichtung und eine Ausgabeeinrichtung umfasst, die ausgebildet sind, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Kraftfahrzeug (100) während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs (100) auszuführen, wobei die Ausgabeeinrichtung ausgebildet ist die Antriebsstrangkomponente (102) während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (100) abhängig von der Soll-Betriebsgröße (SM) für die Antriebsstrangkomponente (102) anzusteuern, die Eingangseinrichtung ausgebildet ist die Information über die Ist-Betriebsgröße (n) der Antriebsstrangkomponente (102), die an dem Abtrieb der Antriebsstrangkomponente (102) erfasst wird, während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (100) zu empfangen, und wobei der Mikro-Prozessor ausgebildet ist, den Ausgangswert eines Filters (500) mit unendlicher Impulsantwort abhängig von der Soll-Betriebsgröße (SM) während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (100) zu bestimmen, und den wenigstens einen Koeffizienten (a₀, ... a_o, b₀, ... b_p) des Filters (500) abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs des Ausgangswerts mit der Ist-Betriebsgröße (SM) während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (100) zu bestimmen, wobei der Filter (500) einen ersten Filter (A) für ein Eingangssignal des Filters (500) und einen zweiten Filter (B) für ein Ausgangssignal des Filters (500) umfasst, und der Mikro-Prozessor ausgebildet ist, das Ausgangssignal über den zweiten Filter (B) zurückzukoppeln und mit einem Filterausgang des ersten Filters (A) zu addieren.