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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prädizieren einer zukünftigen Ist-Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs.
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Unter dem Begriff „automatisiertes Fahren“ kann im Rahmen des Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Der Begriff „automatisiertes Fahren“ umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert. Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren (TAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren (HAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (VAF) kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Die vorstehend genannten vier Automatisierungsgrade gemäß der Definition der BASt entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Beispielsweise entspricht das hochautomatisierte Fahren (HAF) gemäß der BASt dem Level 3 der Norm SAE J3016. Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann; ein Fahrer ist generell nicht mehr erforderlich.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, das Prädizieren einer zukünftigen Ist-Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs zu vereinfachen.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prädizieren einer zukünftigen Ist-Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs.
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Die Vorrichtung umfasst einen Tiefpassfilter. Der Tiefpassfilter ist dabei ein Filter, der Signalanteile mit Frequenzen unterhalb ihrer Grenzfrequenz annähernd ungeschwächt passieren lässt, Anteile mit höheren Frequenzen dagegen dämpft.
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Der Tiefpassfilter ist eingerichtet, ein für eine Soll-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs charakteristisches Signal zu filtern und als Soll-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
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Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung einen Beschleunigungsregler, wobei der Beschleunigungsregler eingerichtet ist, in einem Zeitschritt zumindest in Abhängigkeit von der Soll-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine Soll-Beschleunigung für das Kraftfahrzeug vorzugeben.
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Außerdem umfasst die Vorrichtung ein Modell, wobei das Modell eingerichtet ist, zumindest in Abhängigkeit von der Soll-Beschleunigung die zukünftige Ist-Geschwindigkeit zu prädizieren.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Beschleunigungsregler eingerichtet, zusätzlich in Abhängigkeit von einer Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und einem Verstärkungsfaktor die Soll-Beschleunigung für das Kraftfahrzeug vorzugeben.
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Alternativ oder zusätzlich ist das Modell eingerichtet, zusätzlich in Abhängigkeit von der Ist-Geschwindigkeit die zukünftige Ist-Geschwindigkeit zu prädizieren.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung eingerichtet, für zumindest zwei Zeitschritte jeweils die Soll-Geschwindigkeit, die Ist-Geschwindigkeit und die in Abhängigkeit davon vorgegebene Soll-Beschleunigung als Information zu speichern, eine erste Teilmenge der Information auszuwählen, in Abhängigkeit von der ersten Teilmenge das Model zu trainieren, eine zweite Teilmenge der Information auszuwählen, und in Abhängigkeit von der zweiten Teilmenge, dem Modell und dem Beschleunigungsregler den Verstärkungsfaktor anzupassen.
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Insbesondere umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zum Anpassen eines Verstärkungsfaktors eines Beschleunigungsreglers für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein automatisiertes Kraftfahrzeug.
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Der Beschleunigungsregler ist eingerichtet, in einem Zeitschritt in Abhängigkeit von einer Soll-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, einer Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und dem Verstärkungsfaktor eine Soll-Beschleunigung für das Kraftfahrzeug vorzugeben.
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Die Längsführung des Kraftfahrzeugs erfolgt dann zumindest in Abhängigkeit von der Soll-Beschleunigung. Insbesondere wird die Soll-Beschleunigung einer Antriebs- oder Motorsteuerung als Ziel-Beschleunigung vorgegeben. Alternativ oder zusätzlich wird die Soll-Beschleunigung noch verarbeitet, bevor sie der Antriebs- oder Motorsteuerung als Ziel-Beschleunigung vorgegeben wird.
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Die Vorrichtung ist eingerichtet, für zumindest zwei Zeitschritte jeweils die Soll-Geschwindigkeit, die Ist-Geschwindigkeit und die in Abhängigkeit davon vorgegebene Soll-Beschleunigung als Information zu speichern.
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Insbesondere ist die Vorrichtung eingerichtet, jeweils die Soll-Geschwindigkeit, die Ist-Geschwindigkeit und die in Abhängigkeit davon vorgegebene Soll-Beschleunigung als Tupel zu speichern, so dass aus der gespeicherten Information weiterhin hervorgeht, dass die genannten Daten zu dem gleichen Zeitschritt korrespondieren.
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Insbesondere ist die Vorrichtung eingerichtet, für zumindest zwei Zeitschritte jeweils die Soll-Geschwindigkeit, die Ist-Geschwindigkeit, die in Abhängigkeit davon vorgegebene Soll-Beschleunigung und den jeweiligen Zeitschritt als Information zu speichern, so dass aus der gespeicherten Information auch eine kausale oder temporale Reihenfolge der genannten Daten hervorgeht.
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Außerdem ist die Vorrichtung eingerichtet, eine erste Teilmenge der Information auszuwählen, wobei die erste Teilmenge insbesondere höchstens 150 oder 200 Tupel aus Soll-Geschwindigkeit, Ist-Geschwindigkeit und/oder Soll-Beschleunigung umfasst. Hierbei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass die Anzahl der Tupel derart gewählt wird, dass eine Verarbeitung unter Echtzeitbedingungen, also unter verbindlicher Einhaltung einer Frist, möglich ist.
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Die Vorrichtung ist eingerichtet, in Abhängigkeit von der ersten Teilmenge ein Model zu trainieren, wobei das Modell eingerichtet ist, aus zumindest einer gespeicherten Ist-Geschwindigkeit und zumindest einer gespeicherten Soll-Beschleunigung eine Ist-Geschwindigkeit eines späteren Zeitschritts zu prädizieren.
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Hierbei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass sich aus der Ist-Geschwindigkeit und der Soll-Beschleunigung zu einem ersten Zeitschritt unter Berücksichtigung der Zeitdifferenz des ersten Zeitschritts und eines zweiten, auf den ersten Zeitschritt folgenden Zeitschritt die Ist-Geschwindigkeit zu dem zweiten Zeitschritt prädizieren lässt.
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Zwar wird eine Ist-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs häufig von der Soll-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs abweichen, da die Ist-Beschleunigung nicht nur von durch das Kraftfahrzeug kontrollierbaren Einflüssen abhängt, z.B. von der Fahrbahnneigung, von Signallaufzeiten im Kraftfahrzeug und/oder Systemträgheiten. Da allerdings für mehrere Zeitschritte die Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs gespeichert wird und somit bekannt ist, kann in der Rückschau das Modell mittels eines überwachten Lernverfahrens trainiert werden.
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Außerdem ist die Vorrichtung eingerichtet, eine zweite Teilmenge der Information auszuwählen, wobei die zweite Teilmenge insbesondere höchstens 20, 50, 100 oder 150 Tupel aus Soll-Geschwindigkeit, Ist-Geschwindigkeit und/oder Soll-Beschleunigung umfasst.
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Außerdem ist die Vorrichtung eingerichtet, in Abhängigkeit von der zweiten Teilmenge, dem Modell und dem Beschleunigungsregler den Verstärkungsfaktor anzupassen.
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Hierbei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass die Wahl des Verstärkungsfaktors einen starken Einfluss darauf hat, wie schnell und mit welcher Qualität die Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs sich an eine davon abweichende Soll-Geschwindigkeit angleicht. Beispielsweise kann ein sehr großer Verstärkungsfaktor zwar für eine schnelle Angleichung der Ist-Geschwindigkeit an die Soll-Geschwindigkeit sorgen, allerdings besteht bei einem sehr großen Verstärkungsfaktor in Verbindung mit zeitlichen Verzögerungen die Gefahr von Schwingungen.
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Die Vorrichtung ist insbesondere eingerichtet, dass Trainieren des Modells und das Anpassen des Beschleunigungsreglers mehrfach durchzuführen, um iterativ bei einem optimalen Verstärkungsfaktor zu konvergieren. Beispielsweise kann durch die geeignete Wahl der Frequenz, mit der das Trainieren des Modells und das Anpassen des Beschleunigungsreglers erfolgen, mit geringer Rechenleistung das Optimum gefunden werden.
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Insbesondere ist der Beschleunigungsregler eingerichtet, die Soll-Beschleunigung aus dem Produkt des Verstärkungsfaktor und der Differenz zwischen der Soll-Geschwindigkeit und der Ist-Geschwindigkeit zu ermitteln.
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Insbesondere ist die Vorrichtung eingerichtet, die Information in einem Ringspeicher zu speichern, wobei eine Kapazität des Ringspeichers auf ein Speichern der Information von höchstens 5000 Zeitschritten begrenzt ist.
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Ein Ringspeicher speichert Daten kontinuierlich in einem gewissen Zeitraum und überschreibt diese nach dem Ablaufen einer vorgegebenen Zeit wieder, um den Speicherplatz für neue Daten wieder freizugeben.
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Insbesondere beträgt die zeitliche Differenz zwischen jeweils zwei Zeitschritten höchstens 20 ms, so dass der Ringspeicher höchstens Information aus einem Intervall von 100 s speichern kann.
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Insbesondere ist die Vorrichtung eingerichtet, das Modell zu trainieren, indem ein erster Gewichtungsfaktor und ein zweiter Gewichtungsfaktor derart optimiert werden, dass ein Prädiktionsfehler des Modells minimiert wird.
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Insbesondere erfolgt die Optimierung des ersten Gewichtungsfaktors und des zweiten Gewichtungsfaktors mit einem Levenberg-Marquardt-Algorithmus. Hierbei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass der Levenberg-Marquardt-Algorithmus bei dieser Problemstellung im Vergleich zu anderen Optimierungsalgorithmen sehr schnell konvergiert, was in Verbindung mit weiteren Maßnahmen eine Verwendung der Erfindung im Kraftfahrzeug (also „online“, gegenüber eine eines „offline“-Trainings in einem Data Center) ermöglicht.
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Der erste Gewichtungsfaktor gibt einen Einfluss der zumindest einen gespeicherten Ist- Geschwindigkeit auf die Prädiktion vor. Insbesondere wenn die zumindest eine gespeicherte Ist-Geschwindigkeit mehr als nur genau eine Ist-Geschwindigkeit umfasst, können mehrere erste Gewichtungsfaktoren verwendet werden. So kann beispielsweise für jede der mehreren Ist-Geschwindigkeiten jeweils ein eigener erster Gewichtungsfaktor verwendet werden.
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Der zweite Gewichtungsfaktor gibt einen Einfluss der zumindest einen gespeicherten Soll-Beschleunigung auf die Prädiktion vor. Insbesondere wenn die zumindest eine gespeicherte Soll-Beschleunigung mehr als nur genau eine Soll-Beschleunigung umfasst, können mehrere zweite Gewichtungsfaktoren verwendet werden. So kann beispielsweise für jede der mehreren Soll-Beschleunigungen jeweils ein eigener zweiter Gewichtungsfaktor verwendet werden.
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Insbesondere ist die Vorrichtung eingerichtet, den Verstärkungsfaktor anzupassen, indem die Vorrichtung eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der zweiten Teilmenge, dem Modell und dem Beschleunigungsregler einen Zustand des Kraftfahrzeugs zu prädizieren.
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Der Zustand des Kraftfahrzeugs ist insbesondere eine Beschreibung der tatsächlichen Dynamik des Kraftfahrzeugs und/oder eine Beschreibung von Steuer- oder Soll-Vorgaben für Systeme des Kraftfahrzeugs, die zukünftig die Dynamik des Kraftfahrzeugs beeinflussen werden. Beispielsweise umfasst der Zustand des Kraftfahrzeugs eine Soll-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs für den aktuellen Zeitschritt, eine Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs für den aktuellen Zeitschritt und eine Soll-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs für den aktuellen Zeitschritt. Zusätzlich kann der Zustand des Kraftfahrzeugs auch eine Ist-Geschwindigkeit für zumindest einen vergangenen Zeitschritt und/oder eine Soll-Beschleunigung für zumindest einen vergangenen Zeitschritt umfassen.
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Insbesondere da der vollständige Zustand des Kraftfahrzeugs nur sehr aufwändig beschrieben werden kann, kann der Zustand des Kraftfahrzeugs in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung nur partiell beschrieben werden, beispielsweise durch zumindest eine Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, zumindest eine Soll-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder zumindest eine Soll-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs.
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Außerdem ist die Vorrichtung eingerichtet, den Verstärkungsfaktor derart anzupassen, dass ein auf den Zustand des Kraftfahrzeugs bezogenes Reglergütemaß minimiert wird.
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Das Reglergütemaß beschreibt dabei insbesondere eine Regelabweichung und/oder ein Maß für einen Passagierkomfort.
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Insbesondere erfolgt die Anpassung des Verstärkungsfaktors mit einem Levenberg-Marquardt-Algorithmus. Hierbei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass der Levenberg-Marquardt-Algorithmus bei dieser Problemstellung im Vergleich zu anderen Optimierungsalgorithmen sehr schnell konvergiert, was in Verbindung mit weiteren Maßnahmen eine Verwendung der Erfindung im Kraftfahrzeug ermöglicht.
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Der Zustand des Kraftfahrzeugs umfasst insbesondere zumindest eine Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder zumindest eine Soll-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und/oder zumindest eine Soll-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in einem Zeitschritt.
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So kann beispielsweise mittels des Modells, ausgehend von einem Initialzustand des Kraftfahrzeugs, eine Prognose erstellt werden, wie sich die Soll-Beschleunigung, die Soll-Geschwindigkeit und die Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in zukünftigen Zeitschritten entwickeln werden, wenn verschiedene Werte für den Verstärkungsfaktor des Beschleunigungsreglers angenommen werden.
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Insbesondere ist die Vorrichtung eingerichtet ist, die Information in einem Ringspeicher zu speichern, wobei eine Kapazität des Ringspeichers auf ein Speichern der Information von höchstens 5000 Zeitschritten begrenzt ist, das Modell zu trainieren, indem ein erster Gewichtungsfaktor und ein zweiter Gewichtungsfaktor derart mit einem Levenberg-Marquardt-Algorithmus optimiert werden, dass ein Prädiktionsfehler des Modells minimiert wird, wobei der erste Gewichtungsfaktor einen Einfluss der zumindest einen gespeicherten Ist-Geschwindigkeit auf die Prädiktion vorgibt, und wobei der zweite Gewichtungsfaktor einen Einfluss der zumindest einen gespeicherten Soll-Beschleunigung auf die Prädiktion vorgibt, und den Verstärkungsfaktor anzupassen, indem in Abhängigkeit von der zweiten Teilmenge, dem Modell und dem Beschleunigungsregler einen Zustand des Kraftfahrzeugs zu prädizieren, und den Verstärkungsfaktor derart mit einem Levenberg-Marquardt-Algorithmus derart zu optimieren, dass ein auf den Zustand des Kraftfahrzeugs bezogenes Reglergütemaß minimiert wird.
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Dies vereint alle Merkmale, die die Erfindung derart effizient gestalten, dass eine Verwendung der Erfindung trotz der begrenzten Ressourcen von automobilen Steuergeräten direkt im Kraftfahrzeug ermöglicht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Beschleunigungs-Prädiktionseinheit, wobei die Beschleunigungs-Prädiktionseinheit eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Soll-Geschwindigkeit eine Korrekturbeschleunigung zu ermitteln, und das Modell eingerichtet ist, zusätzlich in Abhängigkeit von der Korrekturbeschleunigung die zukünftige Ist-Geschwindigkeit zu prädizieren.
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Die Beschleunigungs-Prädiktionseinheit umfasst dabei insbesondere eine Vorsteuerung, um die Arbeitszeit, bzw. Arbeitsdauer, der Vorrichtung zu kompensieren.
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Insbesondere ist das Modell eingerichtet, die zukünftige Ist-Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Summe der Korrekturbeschleunigung und der Soll-Beschleunigung zu prädizieren.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung eingerichtet, die Beschleunigungs-Prädiktionseinheit automatisch als Produkt aus einer Inversion einer Übertragungsfunktion des Modells und eines Kausalitätsfaktors zu bestimmen.
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Der Kausalitätsfaktor ist insbesondere ein Verzögerungsoperator.
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Die Verwendung des Kausalitätsfaktors ist notwendig, um ein kausales System als Beschleunigungs-Prädiktionseinheit zu erhalten. Ein kausales System ist insbesondere ein physikalisch realisierbares System. Das bedeutet, dass der Ausgangswert des Systems nur von den aktuellen und den vergangenen Eingangswerten abhängt, aber nicht von zukünftigen Eingangswerten. Anschaulich ausgedrückt erfolgt eine Wirkung frühestens zum Zeitpunkt der Ursache, aber nicht früher.
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Die Übertragungsfunktion des Modells ist eine transformierte Operatordarstellung der Systemgleichung des Modells, mit der das Lösen von Differenzengleichungen durch algebraische Umformungen möglich wird .
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Die Inversion der Übertragungsfunktion des Modells beschreibt diejenige Dynamik, die aus einem Soll-Signal dasjenige Stellsignal erzeugt, das bei Eingabe in das Originalsystem bewirkt, dass dessen Ausgang dem Soll-Signal folgt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung einen Referenzfilter, wobei der Referenzfilter eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Soll-Geschwindigkeit eine gefilterte Soll-Geschwindigkeit zu ermitteln, und der Beschleunigungsregler ist eingerichtet zumindest in Abhängigkeit von der gefilterten Soll-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine Soll-Beschleunigung für das Kraftfahrzeug vorzugeben.
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Insbesondere ist der Referenzfilter eingerichtet, die gefilterte Soll-Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Soll-Geschwindigkeit ohne eine zeitliche Verzögerung durch Arbeitszeit, bzw. Arbeitsdauer, der Vorrichtung vorzugeben.
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Insbesondere ist die Vorrichtung eingerichtet, den Referenzfilter automatisch zu ermitteln. Beispielsweise ist die Vorrichtung eingerichtet, eine Übertragungsfunktion des Referenzfilters aus einem Produkt einer Übertragungsfunktion der Beschleunigungs-Prädiktionseinheit und einer Übertragungsfunktion des Modells zu ermitteln.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung eingerichtet, d Beschleunigungs-Prädiktionseinheit automatisch zu bestimmen.
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Die Übertragungsfunktion der Beschleunigungs-Prädiktionseinheit ist eine transformierte Operatordarstellung der Systemgleichung der Beschleunigungs-Prädiktionseinheit.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
- 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prädizieren einer zukünftigen Ist-Geschwindigkeit ZIG eines Kraftfahrzeugs.
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Die Vorrichtung umfasst einen Tiefpassfilter LP, wobei der Tiefpassfilter LP eingerichtet ist, ein für eine Soll-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs charakteristisches Signal GS zu filtern und als Soll-Geschwindigkeit SG des Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Hierbei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass hochfrequente Anteile des für die Soll-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs charakteristischen Signals GS zu hohen Ausschlägen der Beschleunigungs-Prädiktionseinheit FF führen würden. Diese werden durch die Verwendung des Tiefpassfilters LP verhindert.
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Außerdem umfasst die Vorrichtung einen Beschleunigungsregler BR, wobei der Beschleunigungsregler BR eingerichtet ist, in einem Zeitschritt zumindest in Abhängigkeit von der Ist-Geschwindigkeit IG des Kraftfahrzeugs eine Soll-Beschleunigung SB für das Kraftfahrzeug vorzugeben.
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Der Beschleunigungsregler BR ist außerdem eingerichtet, zusätzlich in Abhängigkeit von einer Soll-Geschwindigkeit SG des Kraftfahrzeugs und einem Verstärkungsfaktor VF die Soll-Beschleunigung SB für das Kraftfahrzeug vorzugeben
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Außerdem umfasst die Vorrichtung ein Modell MU, wobei das Modell MU eingerichtet ist, zumindest in Abhängigkeit von der Soll-Beschleunigung SB die zukünftige Ist-Geschwindigkeit ZIG zu prädizieren.
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Das Modell MU ist außerdem eingerichtet, zusätzlich in Abhängigkeit von der Ist-Geschwindigkeit IG die zukünftige Ist-Geschwindigkeit ZIG zu prädizieren.
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Die Vorrichtung umfasst eine Beschleunigungs-Prädiktionseinheit FF, wobei die Beschleunigungs-Prädiktionseinheit FF eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Soll-Geschwindigkeit SG eine Korrekturbeschleunigung KB zu ermitteln.
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Außerdem ist das Modell MU eingerichtet, zusätzlich in Abhängigkeit von der Korrekturbeschleunigung KB die zukünftige Ist-Geschwindigkeit ZIG zu prädizieren.
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Die Vorrichtung ist eingerichtet, die Beschleunigungs-Prädiktionseinheit FF automatisch als Produkt aus einer Inversion einer Übertragungsfunktion des Modells MU und eines Kausalitätsfaktors zu bestimmen.
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Außerdem umfasst die Vorrichtung einen Referenzfilter RF, wobei der Referenzfilter RF eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Soll-Geschwindigkeit SG eine gefilterte Soll-Geschwindigkeit GSG zu ermitteln, und der Beschleunigungsregler BR ist eingerichtet zumindest in Abhängigkeit von der gefilterten Soll-Geschwindigkeit GSG des Kraftfahrzeugs eine Soll-Beschleunigung SB für das Kraftfahrzeug vorzugeben.
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Darüber hinaus ist die Vorrichtung eingerichtet, den Referenzfilter RF automatisch als Produkt aus einer Übertragungsfunktion der Beschleunigungs-Prädiktionseinheit FF und einer Übertragungsfunktion des Modells MU zu bestimmen.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Anpassen eines Verstärkungsfaktors VF eines Beschleunigungsreglers BR für ein Kraftfahrzeug.
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Der Beschleunigungsregler BR ist eingerichtet, in einem Zeitschritt in Abhängigkeit von einer Soll-Geschwindigkeit SG des Kraftfahrzeugs, einer Ist-Geschwindigkeit IG des Kraftfahrzeugs und dem Verstärkungsfaktor VF eine Soll-Beschleunigung SB für das Kraftfahrzeug vorzugeben.
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Außerdem ist der Beschleunigungsregler BR eingerichtet, die Soll-Beschleunigung SB aus dem Produkt des Verstärkungsfaktor VF und der Differenz zwischen der Soll-Geschwindigkeit SG und der Ist-Geschwindigkeit IG zu ermitteln.
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Die Vorrichtung ist eingerichtet, für zumindest zwei Zeitschritte jeweils die Soll-Geschwindigkeit SG, die Ist-Geschwindigkeit IG und die in Abhängigkeit davon vorgegebene Soll-Beschleunigung SB als Information zu speichern.
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Insbesondere ist die Vorrichtung eingerichtet, die Information in einem Ringspeicher RS zu speichern, wobei eine Kapazität des Ringspeichers RS auf ein Speichern der Information von höchstens 5000 Zeitschritten begrenzt ist.
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Außerdem ist die Vorrichtung eingerichtet, eine erste Teilmenge ET der Information auszuwählen, und in Abhängigkeit von der ersten Teilmenge ET ein Model MU zu trainieren, wobei das Modell MU eingerichtet ist, aus zumindest einer gespeicherten Ist-Geschwindigkeit IG und zumindest einer gespeicherten Soll-Beschleunigung SB eine Ist-Geschwindigkeit IG eines späteren Zeitschritts zu prädizieren.
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Insbesondere ist die Vorrichtung eingerichtet, das Modell MU zu trainieren, indem ein erster und Gewichtungsfaktor und ein zweiter Gewichtungsfaktor derart optimiert werden, dass ein Prädiktionsfehler des Modells MU minimiert wird, wobei der erste Gewichtungsfaktor einen Einfluss der zumindest einen gespeicherten Ist- Geschwindigkeit IG auf die Prädiktion vorgibt, und wobei der zweite Gewichtungsfaktor einen Einfluss der zumindest einen gespeicherten Soll-Beschleunigung SB auf die Prädiktion vorgibt.
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Außerdem ist die Vorrichtung eingerichtet, eine zweite Teilmenge ZT der Information auszuwählen, und in Abhängigkeit von der zweiten Teilmenge ZT, dem Modell MU und dem Beschleunigungsregler BR den Verstärkungsfaktor VF anzupassen, beispielsweise durch Verwendung eines Optimierungs-Mittels CU.
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Insbesondere ist die Vorrichtung eingerichtet, den Verstärkungsfaktor VF anzupassen, indem die Vorrichtung eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der zweiten Teilmenge ZT, dem Modell MU und dem Beschleunigungsregler BR einen Zustand des Kraftfahrzeugs zu prädizieren, und den Verstärkungsfaktor VF derart anzupassen, dass ein auf den Zustand des Kraftfahrzeugs bezogenes Reglergütemaß minimiert wird.
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Dabei umfasst der Zustand des Kraftfahrzeugs zumindest eine Ist-Geschwindigkeit IG des Kraftfahrzeugs und/oder zumindest eine Soll-Beschleunigung SB des Kraftfahrzeugs in einem Zeitschritt.
