WO2006048127A1 - Verfahren zur identifizierung und regelung eines antriebsstrangs eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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WO2006048127A1
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drive
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Wilhelmus Kok
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Daimlerchrysler Ag
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    • F16H2061/0053—Initializing the parameters of the controller

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a drive train of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • a control of a drive train of a motor vehicle with the aim of producing a desired switching and drive behavior requires a knowledge of Regelungspara ⁇ meters that affect characteristic characteristics of elements of the powertrain.
  • characteristic parameters are, for example, dynamic characteristic quantities of the drive train such as masses, stiffnesses and / or damping, parameters of actuators, in particular of starting elements, shifting elements, clutches, brakes, actuators for sliding sleeves or the like, for example the Be ⁇ operating speeds whose opening or closing behavior, dead times o. ⁇ .
  • a drive train which has a control unit.
  • This control unit is supplied to operating variables of the drive train, for example the output signal of a sensor which detects an actuating movement of a hydraulic clutch cylinder.
  • the actuating element embodied as an automated clutch is activated in an initialization phase with a first control parameter, in this case, for example, a default grinding point, with which first a driving operation is undertaken.
  • a first control parameter in this case, for example, a default grinding point, with which first a driving operation is undertaken.
  • the default reference point can then be adapted (checked and, if necessary, adjusted) during driving.
  • the method known from this document is based on the recognition that an initialization by a storage of parameters is only required to the extent that the parameters are not contained from the outset in a read-only memory of a control device.
  • initialization only has to be carried out with regard to such parameters that are only present at the individual component (the individual clutch together with the so-called actuating device, the individual transmission together with the associated actuating device and the individual drive unit) or at the can be determined single, substantially completed Antriebs ⁇ strand. Accordingly, a distinction is made between parameters which can be specified a priori and those which can only be determined during operation as a result of the manufacturing or assembly processes.
  • the proposed determination and adaptation of the control parameters in operation requires expensive analysis methods.
  • a control device has a memory in which adaptation data are stored.
  • This adaptation data can be read in by means of an adaptation routine. This should allow production fluctuations, in particular of Ventiltechniken-, the switching device, the friction clutch and the transmission can be compensated. Passing through such an adaptation routine is provided in predetermined operating situations, so that the adaptation data are also modified during the operating period of the motor vehicle. This particular dynamic or age-related changes of the actuators are compensated.
  • DE 197 31 842 A1 discloses a method for monitoring the function of a transmission of a motor vehicle, in which a transmission element is positionally variable or has different positions. If a control device of the transmission of a wrong position of this transmission element, it can lead to erroneous activations of the transmission element, resulting unwanted th Drehbaumvercuitn, dangerous driving situations, uner ⁇ desired movements such as chattering movements of a shift sleeve, wrong speed curves or even damage to the Ge drove can lead. Accordingly, in an initialization phase, the current position of the transmission element, for example, after a maintenance of the transmission or a Trustinbe ⁇ commissioning, determined.
  • DE 102 43 495 A1 describes a method by means of which an adaptation of rotational speed characteristics of the drive train to desired rotational speed characteristics, for example with regard to the rotational speed gradients, the duration of switching operations and / or dead times, during a drive of the drive train is possible.
  • the inventive method is used to control a drive train of a motor vehicle.
  • a drive train of a motor vehicle is a drive train with a Antriebsag ⁇ gregat, a starting element such as a converter or a Kupp ⁇ ment, a transmission, a Achsverteilergetriebe and Fahr ⁇ zeegziern associated axes.
  • the drive train has at least partially automated actuating elements, for example an automated starting element, a switching element for actuating gear elements and producing drive connections, a gearbox clutch or a gearbox brake.
  • About the actuators of the power flow can be changed in the drive train.
  • the control unit is designed as a separate control unit for the drive train or as an integral control unit with additional functions in addition to a control of the drive train or is available with control units in signal connection. In the context of this application, a control is also understood under regulation.
  • control unit is supplied with at least one operating variable of the drive train, for example a travel of an actuating element, a force, a rotational speed, a speed, a pressure, an angular position, a time duration, a moment or the like, a corresponding time signal or a time Derivation of one of the aforementioned quantities.
  • operating variable of the drive train for example a travel of an actuating element, a force, a rotational speed, a speed, a pressure, an angular position, a time duration, a moment or the like, a corresponding time signal or a time Derivation of one of the aforementioned quantities.
  • a control of the drive train with a first comprises a control of the drive train with a first Regelungsparame ⁇ tersatz, which is for example given a priori, is present in the control device or is derived from a memory or a map.
  • This first control parameter set is a type of "standard parameter set” which enables a good but possibly not optimal operation of the drive train. Rather, such a "standard parameter set” can represent an optimum with regard to operation of a multiplicity of types of different drive trains with regard to criteria such as operational safety, ride comfort or sportiness.
  • the drive train can already be operated using the first control parameter set, either only for test purposes or already for regular operation of the motor vehicle.
  • the recorded operating variables of the drive train are fed to the control unit, and operating parameters of the drive unit are calculated on the basis of these operating variables.
  • driveline determined.
  • These can be .belie ⁇ Bige operating parameters, such as positions or kinetic or kinematic variables of the actuators, time signals of operating variables of the drive train, speeds, speeds, paths or similar signals or their time derivatives or integrals.
  • Operating parameters of the drive train can be determined from the aforementioned operating variables, for example modal parameters which describe the dynamic properties of the drive train, in particular at least one mass, an attenuation and / or a stiffness or a number of mechanical degrees of freedom.
  • a natural frequency of the drive train can be determined, for example by a frequency analysis of a time signal or the temporal distance of extrema of the time signals. From knowledge of the Ver ⁇ tension of the drive train can be concluded on the stiffness of the drive train with knowledge of Ver ⁇ , whereby taking into account the natural frequency and the inertia of the drive train descriptive size can be obtained.
  • the number of Ausirem ⁇ goudreen here is diverse and known beyond the above-mentioned exemplary possibilities for the expert.
  • the present type is based on a comparison of the operating parameter determined according to b) with a predetermined operating parameter for different types of drive trains of the powertrain estimated.
  • This refinement of the method is based on the knowledge that different types of drive trains (for example with different long gear shafts, different inertial masses, different tooth numbers, different gear units, different starting elements and / or different drive units) are different Operating parameters, such as different natural frequencies, masses, stiffness or damping conditions. If the associated operating parameters are determined a priori for different types of drive trains, the type of drive train can be automatically detected by the inventive comparison of the determined operating parameter with the a priori determined operating parameters. By using not only a characteristic operating parameter but possibly several characteristic operating parameters, the security of the identification can be improved.
  • the control parameters relate to the control of the actuation elements, such as actuation speeds, force profiles, force extremes, actuation paths, dead times, amplification of the controls or the like.
  • the control parameters may furthermore relate to the regulation of the motor, the starting element, a gearbox, an axle transfer gear or a brake.
  • the method according to the invention is particularly advantageous when the control also involves highly dynamic processes of the drive train, in which a conventional control with an adaptation of the control parameters due to an inertia of the control fails.
  • erfindungsge ⁇ Permitted method is advantageous in terms of control of vibrations of the drive train with frequencies> 3 Hz, as these can be damped poorly active in many cases, because under certain circumstances a dynamic actuator or Be ⁇ actuating element is too low and / or dead times the actuators are too large.
  • the comfort of the drive train can be improved as a result of an improvement in the control parameter set for the respective type of drive train.
  • the power behavior of the drive train can be increased. For example, switching times can be shortened by individual adaptation of the control parameters.
  • control unit While in accordance with the aforementioned prior art, the control unit must be equipped individually for each type of drive train, in the method according to the invention under certain circumstances identical control units can be used for different types of drive trains the method according to the invention can automatically identify the installed type of powertrain.
  • the embodiment according to the invention does not preclude the use of adaptation methods, for example according to the prior art mentioned at the outset, in addition to the method present here.
  • the initialization phase according to a) follows initial commissioning of the drive train.
  • the method according to the invention automatically recognizes the present type of drive train after assembly at the end of the assembly line and selects a suitable control parameter set.
  • the method according to the invention can be carried out after the complete assembly of the drive train as well as after the implementation of the drive train in a motor vehicle.
  • the initialization phase according to the invention follows a maintenance of the drive train in which, under certain circumstances, parts of the drive train have been exchanged.
  • parts of the drive train have been exchanged.
  • components have been exchanged during maintenance of the drive train, have been removed or have been added, so that a modified type of drive train results which has an altered (second) for optimal operation of the motor vehicle.
  • Regulatory parameter set required According to the invention, such a change of the type of drive train can also be automated without great effort and reliably detected.
  • an adaptation of the second parameter set can preferably take place in addition to the aforementioned measures.
  • the quality of a regulation of the drive train can be further improved.
  • Possible operating variable is a transient torque curve in the drive train, which induces transient oscillations with or a natural frequency of the drive train.
  • a transient torque curve can be induced, for example, by an abrupt acceleration (increase or decrease in the speed) of the motor vehicle by such a control of the drive unit or by a clutch impact. From the Abklingver ⁇ hold such induced transient oscillations can also be deduced in a simple way to a damping of the drive train.
  • Another evaluable operating variable can be closed during insertion of a gear when the clutch is open.
  • the inertial mass of the drive train is changed during such an operation and / or an additional transmission element must be accelerated by the drive train, whereby torsional vibrations of the drive train can also be in ⁇ pokerd, which can be evaluated accordingly.
  • It is also possible to distort the drive train for example by partially closing an actuating element when the drive train is braked. From a displacement course during the closing, the maximum rotation angles or the time signals for a renewed release of the actuating element after such a clamping, operating parameters can be obtained, for example stiffness, damping and natural frequencies.
  • Another possibility is a defined motor-side excitation. This can be deliberately brought about by a motor control. Further possibilities result taking into account a torque map. Even for a stationary operation of a drive unit, the drive movement of the crankshaft usually has a speed fluctuation, which also represents a periodic excitation of the drive train. From a measured system response can also be gained knowledge about operating parameters of the powertrain.
  • Alternatives or additional digestion may provide an analysis of a travel or a time characteristic of the travel of an actuating element such as a coupling, a switching element and / or a brake. For example, via the positioning speed, filling times for hydraulic elements or travel ranges, a detected "kiss point" can be closed to a type of clutch used, a shifting element or a brake, which under certain circumstances correlates with a specific type of drive train.
  • an actuating element such as a coupling, a switching element and / or a brake.
  • the detection of a clutch characteristic which can be evaluated in the form of a clutch characteristic or can be compared with a clutch characteristic field, in turn, can provide information Information about the clutch used and under circumstances that can be obtained on the type of drive train used.
  • At least one rotational speed of a gearbox can be taken into account as a specific influencing variable.
  • a speed signal or a derivative thereof for example the clutch input side, the clutch output, the transmission input shaft, the transmission output shaft or a main shaft, a countershaft or a wheel speed is already present or is detected separately or determined.
  • such quantities may already be known from an antilock brake system or traction control or may be present on a bus system. From a derivation of the aforementioned speed signals and / or the vibrations of the speed can be deduced on the type of drive train used.
  • the first and the second parameter set are used to control a coupling process, ie to actuate the coupling to open and / or close the coupling.
  • This may be the dead times or actuation progressions of the path, a force or a moment or pressure gradients, the knowledge of which is required for controlling a desired drive behavior of the drive train.
  • the parameter records may relate to a torque control or a speed control correlating with a torque control, for example during a synchronization of transmission elements in the course of switching operations.
  • a particularly simple and efficient method results according to a further proposal when the operating parameters for different types of drive trains are read from a storage element.
  • the drive parameters are determined in test series for the different types of drive trains and in the Speicherele ⁇ ment in the form of fields, functions or maps till ⁇ sets regardless of which type of Antriebs ⁇ strand a memory element bszw. a control unit is actually used later.
  • the target size may be a driver type.
  • different control parameters may be required for a sporty driver type than in a comfort-oriented mode of driving.
  • the driver type can in this case be defined manually by entering the driver or can be determined automatically in the form of driver type recognition methods known per se.
  • a further improvement of the method according to the invention results when in the comparison phase an error criterion is checked, which checks whether at least one determined operating parameter deviates to a defined extent from the predetermined operating parameters for all different types of drive trains.
  • operating parameters can be taken into account individually or jointly via a suitable evaluation function.
  • the cause of such deviations may be, on the one hand, a fault in the drive train, for example as a result of assembly, as a result of a component or the like.
  • damping of the drive train can be changed by the fact that a fill level of a transmission oil in a transmission, in particular as a result of a faulty assembly and / or a leak, does not correspond to a desired state.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a Antrieb ⁇ strand with associated signal connections and control lines and control device
  • FIG. 2 shows a time signal, for example a torsional vibration of the drive train
  • Pig. 1 shows a schematic diagram of a drive train 10. It has a drive unit 11, for example an internal combustion engine, a starting element 12, for example a clutch, a transmission 13, for example a manual gearbox, a countershaft transmission, a transmission with split and range group , an automatic transmission, a dual-clutch transmission or a continuously variable transmission, a joint or cardan shaft 14, a Achsverteilergetriebe or differential 15, side shafts or an axle with vehicle wheels 16, the ge in the above-mentioned order in succession switched ge in drive connection.
  • a drive unit 11 for example an internal combustion engine
  • a starting element 12 for example a clutch
  • a transmission 13 for example a manual gearbox, a countershaft transmission, a transmission with split and range group
  • an automatic transmission a dual-clutch transmission or a continuously variable transmission
  • a joint or cardan shaft 14 a Achsverteilergetriebe or differential 15
  • side shafts or an axle with vehicle wheels 16 the ge in the above-mentione
  • the powertrain 10 is at least partially automated.
  • Such automation can take place via a control unit 17 suitably controlling the drive train via control lines 18-23, in particular the drive unit 11 via control line 18 in the form of a suitable motor control, for example with regard to the drive torque and / or the drive speed.
  • the automation can take place via a control of the drive train elements 12-16 via control lines 19-23 by application of actuation elements by the control device 17.
  • the control unit 17 can use the control line 18 to influence a rotational speed, a drive torque, the courses of the same and / or time derivatives or changes thereof.
  • the opening behavior and / or closing behavior of the Anfahrele ⁇ element 12 for example, input and Ausgur990 or by the control unit 17 speeds, a kiss point, end positions of a clutch, filling volumetric flows for the master cylinder and slave cylinder, a dead time of the clutch, a desired opening and closing time or the like.
  • an actuating element of the transmission 13 for example a dog clutch, a sliding sleeve, a synchronizing element, a clutch or a brake, can be actuated via the control unit 17 or the actuation course with the positioning paths, force profiles, dead-centers and the like. ⁇ . Are influenced.
  • control line 22 can be influenced by the control unit 17, the transfer case 15 or differential, for example, with respect to the time course of a locking torque.
  • the side shaft and associated vehicle wheels 16 can be suitably controlled via the control line 23, for example brakes or auxiliary drives assigned to the side shafts or vehicle wheels are actuated, in particular with regard to the amounts or the temporal courses of moments which are effective here or can be selectively applied ,
  • the control unit 17 is supplied with drive variables of the drive train 10.
  • These operating variables are structurally predetermined characteristic system sizes of the components of the drive train 10 and / or time-dependent state variables of the drive train.
  • These operating variables may be a force, a moment, a time or dead time, a current, a voltage, a temperature, a contact force, a wear value, a control angle for valves, a rotation angle, a mechanical strain or stress , a breakthrough tion of the components 11-16 of the drive train 10 (or a time derivative or an integral of such a size) act.
  • the drive torque, a drive speed, a drive speed fluctuation, an engine map, control times, a temperature, exhaust gas values, mixture values or the like are detected.
  • Anfahr ⁇ element 12 contact forces or transmitted moments, displacements of the coupling elements, pressures, temperatures, wear o. ⁇ . Are detected.
  • An oil level, a pressure, a contact force, synchronization times, a torque, a temperature, a rotational speed or a rotational speed difference or the like are detected in the transmission 13.
  • For the propeller shaft 14 spielnem a speed, speed difference or speed uniformity is detected.
  • rotational speeds or moments or changes over time of the same are detected.
  • the side shaft and / or driving wheels 16 speeds or moments or their temporal derivations or signals of an anti-lock braking system or an anti-slip system are detected.
  • FIG. 2 shows an exemplary operating variable which can be used for an evaluation in the identification phase according to the method according to the invention.
  • This is a signal curve 30 of the operating variable in which, over time 31, a torsion angle 32 as system response of a component of the drive train 10 to a jump of a moment in the drive train 10 at a time 33 is shown.
  • the jump of the moment at time 33 is based on a gear change, a clutch stroke, a synchronization process, an increase in the drive torque of the drive unit 11, a release of a tension of the drive train with an opening of the drive train or a brake intervention.
  • the drive train 10 represents a torsional vibration chain, so that the signal curve 30 after the time 33 has a vibration which due to an existing Dämp ⁇ tion in the form of any damping, in particular a viscous damping, a liquid or dry friction or a non-linear Attenuation, subsides.
  • a natural frequency as well as a damping of the drive train 10 or of parts of the drive train 10 can be determined by means of conventional known methods.
  • the attenuation can be evaluated by the ratio of maxima 34, 35, while the eigenfrequency can be determined via an FFT analysis or over the oscillation period, which results from the times 36, 37 of the maxima 34, 35.
  • the method is started at the time of first commissioning, commissioning, after maintenance or replacement of a component of the drive train 10 or at periodic intervals.
  • a first control parameter set 40 is read out of a memory unit 49 in a read step 50.
  • the control unit 17 controls the driveline 10 appropriately via the control lines 18-23 in a first operating phase.
  • at least one operating variable is detected in the drive train 10 and fed to the control unit 1.7 for an identification phase 39 via the signal connections 24-29.
  • the identification phase 39 at least one operating parameter of the drive train is determined on the basis of the supplied operating variable of the drive train, which is, for example, a natural frequency and / or damping of the drive train 10.
  • This operating parameter is compared in a comparison phase 42 with operating parameters (individual or a set of operating parameters) 43, 44, 45, 46, which have been determined a priori for different types of drive trains and have been stored in the memory unit 49.
  • a second control parameter set 48 which is assigned to the operating parameter set 46 in the memory unit 49, is read from the memory unit 49.
  • the control unit 17 controls the drive train 10 via the control lines 18-23 using this second control parameter set 48.
  • control parameter sets 40, 48 relate to a slope of a clutch ramp.
  • control parameter sets can be selected with stei ⁇ leren clutch ramps as in cases in which there is a drive train, which is softer.
  • An operating variable may be detected during normal operation of the powertrain.
  • targeted test signals may be generated by the control unit in the drive train, for example by means of a braking intervention, a modification of the system. operating torque of the drive unit 11 and / or a ge targeted actuation of an actuating element of the transmission.
  • the erf ⁇ ndungsgeraäße method is used when a Aus ⁇ back of a switching element such as a dog clutch, which is possible only for small voltage applied to the switching elements moments, is thereby caused that the drive train specifically in vibrations is offset so that the voltage applied to the switching element transmission torque oscillates.
  • a disengagement can take place at the time of a zero crossing of the applied torque.
  • the control parameters for such a method can preferably be determined by the present method.
  • This is preferably used when drive trains with a large number of series, a variety of Bauvari ⁇ antennas, a high degree of customization was ⁇ the produced. This may, for example, be the case with commercial vehicles.

Abstract

Verfahren zur Identifizierung und Regelung eines Antriebsstrangs (10). Herkömmliche Verfahren zur Regelung eines Antriebsstrangs verwenden einen Regelungsparametersatz, welcher auf Basis von erfassten Betriebsgrößen des Antriebsstrangs im Betrieb adaptiert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren findet Einsatz, wenn ein unbekannter Antriebsstrang (10) vorliegt und in ein Speichereinheit (49) Betriebsparameter (43, 44, 45, 46), beispielsweise eine Eigenfrequenz und/oder eine Dämpfung, für bekannte Typen von Antriebsstränge abgelegt sind. In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Betriebsparameter (41) des konkret vorliegenden Antriebsstrangs (10) ermittelt und mit den abgelegten Betriebsparametern (43, 44, 45, 46) verglichen. Hieran anschließend erfolgt ein Betrieb und eine Regelung des Antriebsstrangs durch eine Steuereinheit (17), welche einen dem identifizierten Typ eines Antriebsstrangs (48) verwendet. Regelung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs.

Description

VERFAHREN ZUR IDENTIFIZIERUNG UND REGELUNG EINES ANTRIEBSSTRANGS EINES KRAFTFAHR ZEUGS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines An¬ triebsstrangs eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Regelung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit dem Ziel einer Herbeiführung eines gewünschten Schalt- und Antriebsverhaltens erfordert eine Kenntnis von Regelungspara¬ metern, die charakteristische Kenngrößen von Elementen des Antriebsstrangs betreffen. Bei derartigen charakteristischen Kenngrößen handelt es sich beispielsweise um dynamische Kenn¬ größen des Antriebsstrangs wie Massen, Steifigkeiten und/oder Dämpfungen, Parameter von Betätigungselementen, insbesondere von Anfahrelementen, Schaltelementen, Kupplungen, Bremsen, Aktuatoren für Schiebemuffen o. ä„, beispielsweise deren Be¬ tätigungsgeschwindigkeiten, deren Öffnungs- oder Schließver¬ halten, Totzeiten o. ä.
Aus dem Stand der Technik sind Lern- oder Initialisierungs¬ verfahren bekannt, mittels derer System- oder Regelungspara¬ meter eines vorliegenden Antriebsstrangs bei einer Inbetrieb¬ nahme des Antriebsstrangs erlernt und/oder vorliegende Rege¬ lungsparameter adaptiert werden können.
Aus der Druckschrift DE 198 56 541 Al ist ein Antriebsstrang bekannt, der eine Steuereinheit aufweist. Dieser Steuerein¬ heit werden Betriebsgrößen des Antriebsstrangs zugeführt, beispielsweise das Ausgangssignal eines Sensors, welches eine Stellbewegung eines hydraulischen KupplungsZylinders erfasst. Das als automatisierte Kupplung ausgebildete Betätigungsele¬ ment wird in einer Initialisierungsphase mit einem ersten Re¬ gelungsparameter, hier beispielsweise einem Vorgabeschleif- punkt, angesteuert, womit zunächst ein Fahrbetrieb aufgenom¬ men wird. In einer zeitlich anschließenden Identifizierungs- phase kann dann der Vorgabeschleifpunkt im Fahrbetrieb adap¬ tiert (überprüft und ggf. angepasst) werden. Einmal einge¬ lernte Betriebs- oder Regelungsparameter werden in einem nicht flüchtigen Speicher abgespeichert, so dass diese zu ei¬ nem späteren Zeitpunkt verfügbar sind. Das aus dieser Druck¬ schrift bekannte Verfahren beruht auf der Erkenntnis, dass eine Initialisierung durch eine Abspeicherung von Kenngrößen nur insoweit erforderlich ist, als dass die Kenngrößen nicht von vornherein in einem Festwertspeicher einer Steuereinrich¬ tung enthalten sind. Während eines Fertigungs- /Bandendeablaufs muss eine Initialisierung nur noch hinsicht¬ lich solcher Kenngrößen vorgenommen werden, die sich erst am einzelnen Bauteil (die einzelne Kupplung samt so genannter Betätigungseinrichtung, das einzelne Getriebe samt zugeordne¬ ter Betätigungseinrichtung und die einzelne Antriebseinheit) bzw. am einzelnen, im Wesentlichen fertiggestellten Antriebs¬ strang ermitteln lassen. Demgemäß wird unterschieden nach Pa¬ rametern, die a priori vorgegeben werden können, und solchen, die infolge der Fertigungs- oder MontageVorgänge erst im Be¬ trieb ermittelt werden können. Die vorgeschlagene Ermittlung und Adaption der Regelungsparameter im Betrieb setzt aufwen¬ dige Analyseverfahren voraus.
Auch die Druckschrift DE 297 14 652 Ul beschäftigt sich mit dem Problem, dass jeder individuelle Antriebsstrang geringfü¬ gig von einem anderen Antriebsstrang abweicht, was bspw. durch einen unterschiedlichen Betrieb mehrerer Antriebssträn¬ ge oder Fertigungs- oder Montageungenauigkeiten begründet sein kann. Es wird vorgeschlagen, dass eine Steuerungsein¬ richtung einen Speicher aufweist, in dem Adaptionsdaten abge¬ legt sind. Diese Adaptionsdaten sind mittels einer Adaptions¬ routine einlesbar. Dadurch sollen ProduktionsSchwankungen, insbesondere von Ventileinheiten-, der Schalteinrichtung, der Reibungskupplung und des Getriebes kompensiert werden. Ein Durchlaufen einer derartigen Adaptionsroutine ist in vorbe¬ stimmten Betriebssituationen vorgesehen, so dass die Adapti¬ onsdaten auch während der Betriebsdauer des Kraftfahrzeugs modifiziert werden. Damit werden insbesondere dynamische oder altersbedingte Veränderungen der Stellantriebe ausgeglichen. Weiterhin ist es aus der genannten Druckschrift bekannt, Gangwahleinrichtungen in Abhängigkeit von einem Fahrstil ei¬ nes Fahrers anzusteuern. Bei einem sportlichen Fahrer wird mittels einer Gangwahleinrichtung ein zügiges Gangeinlegen angesteuert und bei einem durchschnittlichen Fahrer wird mit¬ tels der Gangwahleinrichtung der gewünschte Gang getriebe¬ schonend eingelegt. Weiterhin ist ein Datenspeicher vorgese¬ hen, in dem ein Kennfeld abgelegt wird, welches einem Fahr¬ gangwechsel zugeordnete Soll-Betätigungskennlinien betrifft. Diese Soll-Betätigungskennlinien können durch Heranziehen von Adaptionsdaten in Ansteuerungsprofile umgewandelt werden. Weiterhin können auch Direktansteuerungsprofile abgelegt sein, die mittels der in dem Speicher abgelegten Adaptionsda¬ ten individuell an den jeweiligen Stellantrieb angepasst wer¬ den.
Weiterhin ist aus der Druckschrift DE 197 31 842 Al ein Ver¬ fahren zur Funktionsüberwachung eines Getriebes eines Kraft¬ fahrzeugs bekannt, in welchem ein Getriebeelement positions¬ veränderlich ist bzw. unterschiedliche Stellungen aufweist. Geht eine Steuereinrichtung des Getriebes von einer falschen Stellung dieses Getriebeelements aus, kann es zu fehlerhaften Ansteuerungen des Getriebeelements kommen, was zu unerwünsch¬ ten Drehzahlverläufen, gefährlichen Fahrsituationen, uner¬ wünschten Bewegungen wie Ratterbewegungen einer Schaltmuffe, falschen Drehzahlverläufen oder gar Beschädigungen des Ge¬ triebes führen kann. Demgemäß wird in einer Initialisierungs- phase die aktuelle Position des Getriebeelements, beispiels¬ weise nach einer Wartung des Getriebes oder einer Erstinbe¬ triebnahme, ermittelt. Schließlich beschreibt die Druckschrift DE 102 43 495 Al ein Verfahren, mittels dessen eine Adaption von- Drehzahlverläufen des Antriebsstrangs an erwünschte Drehzahlverlaufe, bei¬ spielsweise hinsichtlich der Drehzahlgradi-enten, der Zeitdau¬ er von Schaltvorgängen und/oder Totzeiten, während eines Be¬ triebs des Antriebsstrangs ermöglicht ist.
Sämtliche zuvor genannten Verfahren betreffen allerdings eine Adaption einer Regelung eines vorbestimmten Typs von An¬ triebsstrang an die Gegebenheiten eines individuellen An¬ triebsstrangs, also eine Einzelfalladaption.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs auch dann auf einfache Weise zu ermöglichen, wenn für mehrere un¬ terschiedliche Typen von Antriebssträngen nicht bekannt ist, welcher Antriebsstrang im vorliegenden Fall gegeben ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet Einsatz zur Regelung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs. Beispielsweise handelt es sich um einen Antriebsstrang mit einem Antriebsag¬ gregat, einem Anfahrelement wie ein Wandler oder eine Kupp¬ lung, einem Getriebe, einem Achsverteilergetriebe und Fahr¬ zeugrädern zugeordneten Achsen. Der Antriebsstrang besitzt zumindest teilautomatisierte Betätigungselemente, beispiels¬ weise ein automatisiertes Anfahrelement, ein Schaltelement zur Betätigung von Getriebeelementen und Herstellung von An¬ triebsverbindungen, eine Getriebekupplung oder eine Getriebe¬ bremse. Über die Betätigungselemente kann der Kraftfluss in dem Antriebsstrang verändert werden. Die Steuereinheit ist als separate Steuereinheit für den Antriebsstrang oder als integrale Steuereinheit mit weiteren Funktionen neben einer Regelung des Antriebsstrangs ausgebildet oder steht mit wei- teren Steuereinheiten in SignalVerbindung. Im Zusammenhang dieser Anmeldung wird unter Regelung auch eine Steuerung ver¬ standen.
Erfindungsgemäß wird der Steuereinheit mindestens eine Be¬ triebsgröße des Antriebsstrangs zugeführt, beispielsweise ein Weg eines Betätigungselements, eine Kraft, eine Drehzahl, ei¬ ne Geschwindigkeit, ein Druck, eine Winkelstellung, eine Zeitdauer, ein Moment oder ähnliches, ein entsprechendes Zeitsignal oder eine zeitliche Ableitung einer der vorgenann¬ ten Größen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren finden parallel oder zeitlich aufeinander folgend unterschiedliche Phasen Einsatz:
a) In einer Initialisierungsphase erfolgt eine Regelung des Antriebsstrangs mit einem ersten Regelungsparame¬ tersatz, welcher beispielsweise a priori vorgegeben ist, in der Steuereinrichtung vorhanden ist oder aus einem Speicher oder einem Kennfeld abgeleitet wird. Bei diesem ersten Regelungsparametersatz handelt es sich um eine Art "Standardparametersatz", welcher einen guten, aber unter Umständen nicht optimalen Betrieb des An¬ triebsstrangs ermöglicht. Ein derartiger "Standardpara¬ metersatz" kann vielmehr ein Optimum hinsichtlich eines Betriebs einer Vielzahl von Typen unterschiedlicher An¬ triebsstränge hinsichtlich Kriterien wie Betriebssi¬ cherheit, Fahrkomfort oder Sportlichkeit darstellen.
b) In einer Identifizierungsphase kann unter Verwendung des ersten Regelungsparametersatzes bereits ein Betrieb des Antriebsstrangs erfolgen, entweder lediglich zu .Testzwecken oder bereits für einen regulären Betrieb des Kraftfahrzeugs. Während dieser Identifizierungspha¬ se werden die erfassten Betriebsgrößen des Antriebs- Strangs der Steuereinheit zugeführt und auf Basis die¬ ser Betriebsgrößen werden Betriebsparameter des An- triebsstrangs ermittelt. Hierbei kann es sich um .belie¬ bige Betriebsparameter handeln, wie beispielsweise Stellungen oder kinetische oder kinematische Größen der Betätigungselemente, Zeitsignale von Betriebsgrößen des Antriebsstrangs, Drehzahlen, Geschwindigkeiten, Wege oder ähnliche Signale bzw. deren zeitliche Ableitungen oder Integrale. Aus den genannten Betriebsgrößen können Betriebsparameter des Antriebsstrangs ermittelt werden, beispielsweise modale Parameter, welche die dynamischen Eigenschaften des Antriebsstrangs beschreiben, wie ins¬ besondere mindestens eine Masse, eine Dämpfung und/oder eine Steifigkeit oder eine Zahl von mechanischen Frei¬ heitsgraden. Insbesondere kann eine Eigenfrequenz des AntriebsStrangs ermittelt werden, beispielsweise durch eine Frequenzanalyse eines Zeitsignals oder den zeitli¬ chen Abstand von Extrema der Zeitsignale. Aus Verspan¬ nungen des Antriebsstrangs kann bei Kenntnis des Ver¬ spannmomentes auf die Steifigkeit des Antriebsstrangs geschlossen werden, wodurch unter Berücksichtigung der Eigenfrequenz auch eine die Trägheit des Antriebs- Strangs beschreibende Größe gewonnen werden kann. Die Zahl der Auswertemδglichkeiten ist hierbei vielfältig und über die genannten beispielhaften Möglichkeiten hinaus für den Fachmann bekannt.
Während in der Identifizierungsphase der vorliegende Typ des Antriebsstrangs noch unbekannt ist oder eine Unsicherheit hinsichtlich des Typs des Antriebsstrangs besteht, so dass dieser eine Art "black box" darstellt, kann in der nachfolgenden Phase der Typ des vorliegen¬ den Antriebsstrangs identifiziert oder abgeschätzt wer¬ den:
In einer Vergleichsphase wird auf Basis eines Ver¬ gleichs des gemäß b) ermittelten Betriebsparameters mit einem vorbestimmten Betriebsparameter für unterschied¬ liche Typen von Antriebssträngen der vorliegende Typ des Antriebsstrangs abgeschätzt. Dieser Ausgestaltung des Verfahrens liegt die Erkenntnis zugrunde, dass un¬ terschiedliche Typen von Antriebssträngen (beispiels¬ weise mit unterschiedlichen langen Getriebewellen, un¬ terschiedlichen trägen Massen, unterschiedlichen Zähne¬ zahlen, unterschiedlichen Getriebebaugruppen, unter¬ schiedlichen Anfahrelementen und/oder unterschiedlichen Antriebsaggregaten) unterschiedliche Betriebsparameter, wie beispielsweise unterschiedliche Eigenfrequenzen, Massen, Steifigkeiten oder Dämpfungen bedingen. Werden a priori für unterschiedliche Typen von Antriebssträn¬ gen die zugeordneten Betriebsparameter ermittelt, kann durch den erfindungsgemäßen Vergleich des ermittelten Betriebsparameters mit den a priori bestimmten Be¬ triebsparametern der Typ des Antriebsstrangs automa¬ tisch erkannt werden. Unter Verwendung nicht nur eines charakteristischen Betriebsparameters, sondern unter Umständen mehrerer charakteristischer Betriebsparame¬ ter, kann die Sicherheit der Identifikation verbessert werden.
Ist aber der Typ des konkret vorliegenden Antriebs-
Strangs aus der Identifizierungsphase bekannt, so kön¬ nen ebenfalls bereits a priori bekannte Regelungspara¬ metersätze verwendet werden, welche nicht gemäß dem "Standardparametersatz" ein Optimum für eine Vielzahl von Antriebssträngen darstellen, sondern eine individu¬ ellen Parametersatz bilden, welcher gerade ein Optimum für den konkret vorliegenden Typ von Antriebsstrang darstellt. Hierzu ist unter Umständen keine aufwendige Adaption einer Regelung mit einer intensiven Rückfüh¬ rung einer Messgröße oder ähnlichem erforderlich - vielmehr kann ein zweiter Regelungsparametersatz aus einem vorliegenden Feld von Regelungsparametersätzen für die unterschiedlichen Typen der Antriebsstränge ausgewählt werden oder aus einem Speicher oder einem Kennfeld ausgelesen werden. Bei den erfindungsgemäßen Regelungsparametern kann es sich um konkrete Konstanten handeln oder aber um Regelungskennlinien, geeignete Funktionen oder mehrdimensionale Abhängigkeiten o- der Regelungsstrategien. Die Regelungsparameter betreffen die Regelung der Betätigungselemente wie beispielsweise Betäti¬ gungsgeschwindigkeiten, Kraftverläufe, Kraftextrema, Betäti¬ gungswege, Totzeiten, Verstärkungen der Regelungen oder ähn¬ liches. Die Regelungsparameter können weiterhin die Regelung des Motors, des Anfahrelements, eines Getriebes, eines Achs- verteilergetriebes oder einer Bremse betreffen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere dann von Vor¬ teil, wenn die Regelung auch hochdynamische Vorgänge des An¬ triebsstrangs betrifft, in denen eine konventionelle Regelung mit einer Adaption der Regelungsparameter infolge einer Träg¬ heit der Regelung versagt. Vorzugsweise ist das erfindungsge¬ mäße Verfahren vorteilhaft hinsichtlich einer Regelung von Schwingungen des Antriebsstrangs mit Frequenzen > 3 Hz, da diese in vielen Fällen schlecht aktiv gedämpft werden können, weil unter Umständen eine Dynamik eines Stellgliedes oder Be¬ tätigungselements zu gering ist und/oder Totzeiten der Stell¬ glieder zu groß sind.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann infolge einer Verbesserung des Regelungsparametersatzes für den jeweiligen Typ des Antriebsstrangs der Komfort des AntriebsStrangs ver¬ bessert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Leis¬ tungsverhalten des Antriebsstrangs erhöht werden. Beispiels¬ weise können Schaltzeiten durch eine individuelle Anpassung der Regelungsparameter verkürzt werden.
Während gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik das Steuergerät individuell für jeden Typ von Antriebstrang aus¬ gestattet sein muss, können bei dem erfindungsgemäßen Verfah¬ ren unter Umständen für unterschiedliche Typen von Antriebs- strängen gleiche Steuergeräte Einsatz finden, welche gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren automatisch den verbauten Typ des Antriebsstrangs identifizieren können. Die erfindungsge¬ mäße Ausgestaltung schließt hierbei nicht aus, dass zusätz¬ lich zu dem hier vorliegenden Verfahren Adaptionsverfahren, beispielsweise entsprechend dem eingangs genannten Stand der Technik, Einsatz finden.
Gemäß einer ersten weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung folgt die Initialisierungsphase gemäß a) auf eine Erstinbe¬ triebnahme des Antriebsstrangs. Gemäß dieser Ausgestaltung erkennt das erfindungsgemäße Verfahren von selbst nach einer Montage am Ende der Montagestraße den vorliegenden Typ des Antriebsstrangs und wählt einen geeigneten Regelungsparame¬ tersatz aus. Hierbei kann das erfindungsgemäße Verfahren so¬ wohl nach der Komplettmontage des Antriebsstrangs als auch nach der Implementierung des Antriebsstrangs in ein Kraft¬ fahrzeug erfolgen.
Ebenfalls möglich ist eine Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in periodischen Abständen oder beispielsweise bei jeder oder zeitlich beabstandeten Inbetriebnahmen des Kraft¬ fahrzeugs.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung folgt die Initialisie¬ rungsphase entsprechend der Erfindung auf eine Wartung des Antriebsstrangs, bei der unter Umständen Teile des Antriebs¬ strangs ausgetauscht worden sind. Hierbei ist es möglich, dass während der Wartung des Antriebsstrangs Bauelemente aus¬ getauscht worden sind, entfernt worden sind oder hinzugefügt worden sind, so dass sich ein veränderter Typ eines Antriebs¬ strangs ergibt, welcher für einen optimalen Betrieb des Kraftfahrzeugs einen veränderten (zweiten) Regelungsparame¬ tersatz erfordert. Erfindungsgemäß kann auch eine derartige Änderung des Typs des Antriebsstrangs automatisiert, ohne großen Aufwand und zuverlässig erkannt werden. Vorzugsweise kann im Betrieb des Antriebsstrangs - ergänzend zu den vorgenannten Maßnahmen - eine Adaption des zweiten Pa¬ rametersatzes erfolgen. Hierdurch kann die Güte einer Rege¬ lung des Antriebsstrangs noch weiter verbessert werden. Dar¬ über hinaus- ist es möglich, eine Änderung des Systemverhal¬ tens im Laufe der Zeit, beispielsweise durch einen Ver¬ schleiß, auszugleichen.
Für eine einfache und unter Umständen aussagekräftige Auswer¬ tung in der Auswertephase gibt es eine Vielzahl möglicher Be¬ triebsgrößen, die für die Auswertung herangezogen werden kön¬ nen:
Mögliche Betriebsgröße ist ein transienter Momentenver¬ lauf in dem Antriebsstrang, welcher transiente Schwin¬ gungen mit der oder einer Eigenfrequenz des Antriebs- Strangs induziert. Ein derartiger transienter Momenten¬ verlauf kann beispielsweise durch eine abrupte Be¬ schleunigung (Vergrößerung oder Verkleinerung der Ge¬ schwindigkeit) des Kraftfahrzeugs durch eine derartige Ansteuerung des Antriebsaggregates oder durch einen Kupplungsschlag induziert werden. Aus dem Abklingver¬ halten derart induzierter transienter Schwingungen kann darüber hinaus auf einfache Weise auf eine Dämpfung des Antriebsstrangs rückgeschlossen werden.
Eine weitere auswertbare Betriebsgröße kann während ei¬ nes Einlegens eines Gangs bei geöffneter Kupplung ge¬ schlossen werden. Beispielsweise wird während eines derartigen Vorgangs die träge Masse des Antriebsstrangs verändert und/oder ein zusätzliches Getriebeelement muss vom Antriebsstrang beschleunigt werden, wodurch ebenfalls Torsionsschwingungen des Antriebsstrangs in¬ duziert werden können, welche entsprechend ausgewertet werden können. Möglich ist ebenfalls ein Verspannen des Antriebs¬ strangs, beispielsweise durch ein teilweises Schließen eines Betätigungselements bei gebremstem Antriebs¬ strang. Aus einem Verschiebungsverlauf während des Schließens, den maximalen Drehwinkeln oder den Zeitsig¬ nalen für ein erneutes Lösen des Betätigungselements nach einem derartigen Verspannen können Betriebsparame¬ ter gewonnen werden, bspw. Steifigkeiten, Dämpfungen und Eigenfrequenzen.
Eine weitere Möglichkeit stellt eine definierte motor- seitige Anregung dar. Diese kann bewusst von einer Mo¬ torsteuerung herbeigeführt werden. Weitere Möglichkei¬ ten ergeben sich unter Berücksichtigung eines Momenten- kennfeldes. Auch für einen stationären Betrieb eines Antriebsaggregates besitzt die Antriebsbewegung der Kurbelwelle üblicherweise eine DrehzahlSchwankung, wel¬ che ebenfalls eine periodische Anregung des Antriebs¬ strangs darstellt. Aus einer gemessenen Systemantwort können ebenfalls Erkenntnisse über Betriebsparameter des Antriebsstrangs gewonnen werden.
Alternativen oder zusätzlichen Aufschluss kann eine A- nalyse eines Stellweges oder eines Zeitverlaufs des Stellweges eines Betätigungselements wie einer Kupp¬ lung, eines Schaltelements und/oder einer Bremse geben. Beispielsweise kann über die Stellgeschwindigkeit, Füllzeiten für Hydraulikelemente oder Stellwege, einen erfassten "Kiss-Point" auf einen Typ einer eingesetzten Kupplung, eines Schaltelementes oder einer Bremse ge¬ schlossen werden, was unter Umständen mit einem be¬ stimmten Typ eines Antriebsstrangs korreliert.
Ebenfalls Aufschluss geben kann die Erfassung einer Kupplungskenngrδße, welche in Form eines Kupplungskenn¬ feldes ausgewertet werden kann oder mit einem Kupp¬ lungskennfeld verglichen werden kann, worüber wiederum Aufschluss über die eingesetzte Kupplung und unter Um¬ ständen damit über den Typ des eingesetzten Antriebs- Strangs gewonnen werden kann.
Als besondere Einflussgröße ka-nn mindestens eine Dreh¬ zahl eines Getriebes Berücksichtigung finden. Unter Um¬ ständen liegt ein derartiges Drehzahlsignal oder eine Ableitung desselben, beispielsweise der Kupplungsein¬ gangsseite, des Kupplungsausgangs, der Getriebeein¬ gangswelle, der Getriebeausgangswelle oder einer Haupt¬ welle., einer Vorgelegewelle oder eine Raddrehzahl be¬ reits vor oder wird separat erfasst oder ermittelt. Derartige Größen sind unter Umständen bereits aus einem Antiblockiersystem oder einer Antischlupfregelung be¬ kannt oder liegen auf einem Bussystem vor. Aus einer Ableitung der vorgenannten Drehzahlsignale und/oder den Schwingungen der Drehzahl kann auf den eingesetzten Typ des Antriebsstrangs rückgeschlossen werden.
Entsprechend einer erfindungsgemäßen Weiterbildung des Ver¬ fahrens wird der erste und der zweite Parametersatz zur Rege¬ lung eines Kupplungsvorgangs, also zur Betätigung der Kupp¬ lung zu einem Öffnen und/oder einem Schließen der Kupplung, herangezogen. Hierbei kann es sich um die Totzeiten oder Be¬ tätigungsverläufe des Weges, einer Kraft oder eines Momentes oder Druckverläufe handeln, deren Kenntnis für eine Steuerung eines gewünschten Antriebsverhaltens des Antriebsstrangs er¬ forderlich ist. Alternativ oder zusätzlich können die Parame¬ tersätze eine Momentensteuerung betreffen bzw. eine mit einer Momentensteuerung korrelierende DrehzahlSteuerung, beispiels¬ weise während einer Synchronisierung von Getriebeelementen im Zuge von Schaltvorgängen.
Ein besonders einfaches und effizientes Verfahren ergibt sich nach einem weiteren Vorschlag, wenn die Betriebsparameter für unterschiedliche Typen von Antriebssträngen aus einem Spei¬ cherelement ausgelesen werden. Beispielsweise können die Be- triebsparameter in Testreihen für die unterschiedlichen Typen von Antriebssträngen ermittelt werden und in dem Speicherele¬ ment in Form von Feldern, Funktionen oder Kennfeldern abge¬ legt werden unabhängig davon, für welchen Typ von Antriebs¬ strang ein Speicherelement bszw. eine Steuereinheit später tatsächlich eingesetzt wird.
Für den Fall, dass ein optimaler Regelungsparametersatz von einer Zielgröße- abhängig ist, ist es möglich, dass für einen Typ von Antriebsstrang unter Umständen mehrere individuali¬ sierte zweite Regelungsparametersätze abgespeichert werden, die dann in der Steuereinheit entsprechend den Gegebenheiten berücksichtigt werden. Beispielsweise kann es sich bei der Zielgröße um einen Fahrertyp handeln. Hierbei sind unter Um¬ ständen für einen sportlichen Fahrertypen andere Regelungspa¬ rameter erforderlich als bei einer komfortorientierten Fahr¬ weise. Der Fahrertyp kann hierbei manuell durch Eingabe des Fahrers definiert sein oder automatisiert in Form von an sich bekannten Fahrertyperkennungsverfahren ermittelt werden.
Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich, wenn in der Vergleichsphase ein Fehlerkriterium überprüft wird, welches überprüft, ob mindestens ein ermit¬ telter Betriebsparameter in definiertem Ausmaß von den vorbe¬ stimmten Betriebsparametern für sämtliche unterschiedliche Typen von Antriebssträngen abweicht. Hierbei können Betriebs¬ parameter einzeln oder gemeinsam über eine geeignete Bewer¬ tungsfunktion berücksichtigt sein. Ursache für derartige Ab¬ weichungen kann einerseits ein Fehler im Antriebsstrang sein, beispielsweise infolge einer Montage, infolge eines Bauele¬ mentes oder ähnliches. So kann eine Dämpfung des Antriebs¬ strangs dadurch verändert sein, dass ein Füllstand eines Ge¬ triebeöls in einem Getriebe, insbesondere infolge einer feh¬ lerhaften Montage und/oder einer Undichtigkeit, nicht einem Sollstand entspricht. Auch im Falle von fehlerhaften La¬ gereinheiten kann eine Dämpfung des Antriebsstrangs vergrö¬ ßert sein. Ebenfalls veränderte Wälzbedingungen in den Wälz- kontakten der Zahnräder führen zu einer Veränderung der Dämp¬ fung. Derartige Phänomene können durch die erfindungsgemäße Überprüfung des Fehlerkriteriums erkannt werden, so dass an¬ hand eines Fehlersignals der Betrieb des Kraftfahrzeugs ein¬ gestellt werden kann und/oder das betreffende Kraftfahrzeug ausgesondert werden kann.
Ebenfalls möglich ist, dass bei korrekter Ausbildung des An¬ triebsstrangs ein neuer Typ von Antriebssträngen geprüft wird, für den die vorbestimmten Betriebsparameter noch nicht vorliegen. Anhand des Fehlersignals kann ein derartiger Zu¬ stand erkannt werden, so dass der Antriebsstrang nicht mit einem suboptimalen Regelungsparametersatz betrieben wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran¬ sprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Eine Kombina¬ tion von Merkmalen unterschiedlicher Figuren, Merkmalen un¬ terschiedlicher Ansprüche und/oder hier angeführter Merkmale mit Merkmalen der Ausgestaltungen des genannten Standes der Technik ist ebenfalls möglich und wird hiermit angeregt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher er¬ läutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Antriebs¬ strangs mit zugeordneten SignalVerbindungen und Steuerleitungen sowie Steuereinrichtung,
Fig. 2 ein Zeitsignal, beispielsweise einer Torsions¬ schwingung des Antriebsstrangs, und
Fig. 3 ein prinzipielles Ablaufdiagramm für ein Ausfüh¬ rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Pig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Antriebsstrangs 10. Dieser weist ein Antriebsaggregat 11, beispielsweise eine Brennkraft¬ maschine, ein Anfahrelement 12, beispielsweise eine Kupplung, ein Getriebe 13, beispielsweise ein manuelles Schaltge¬ triebe, ein Vorgelegegetriebe, ein Getriebe mit Split- und Rangegruppe, ein automatisiertes Schaltgetriebe, ein Doppelkupplungsgetriebe oder ein stufenloses Getriebe, eine Gelenk- oder Kardanwelle 14, ein Achsverteilergetriebe oder Differential 15, Seitenwellen oder eine Achse mit Fahrzeugrädern 16 auf, die in der vorgenannten Reihenfolge hintereinander ge¬ schaltet in AntriebsVerbindung stehen.
Der Antriebsstrang 10 ist zumindest teilautomatisiert. Eine derartige Automatisierung kann darüber erfolgen, dass eine Steuereinheit 17 über Steuerleitungen 18-23 den Antriebs¬ strang geeignet ansteuert, insbesondere das Antriebsaggregat 11 über Steuerleitung 18 in Form einer geeigneten Motorsteue¬ rung, beispielsweise hinsichtlich des Antriebsmomentes und/oder der Antriebsdrehzahl. Weiterhin kann die Automati¬ sierung über eine Regelung der Antriebsstrangelemente 12-16 über Steuerleitungen 19-23 durch Beaufschlagung von Betäti¬ gungselementen durch die Steuereinrichtung 17 erfolgen.
Über die Steuerleitung 18 können durch die Steuereinheit 17 eine Drehzahl, ein Antriebsmoment, die Verläufe derselben und/oder zeitliche Ableitungen oder Änderungen derselben be- einflusst werden.
Über die Steuerleitung 19 kann durch die Steuereinheit 17 das Öffnungsverhalten und/oder Schließverhalten des Anfahrele¬ ments 12, beispielsweise Ein- und Ausrückzeiten oder Ge- schwindigkeiten, ein Kiss-Punkt, Endlagen einer Kupplung, Be- füllungsvolumenströme für Geber- und Nehmerzylinder, eine Totzeit der Kupplung, ein gewünschter Öffnungs- und Schließ- zeitpunkt o. ä. beeinflusst werden.
Über die Steuerleitung 20 kann über die Steuereinheit 17 ein Betätigungselement des Getriebes 13, beispielsweise eine Klauenkupplung, eine Schiebemuffe, ein Synchronisierelement, eine Kupplung oder eine Bremse, betätigt werden oder der Be¬ tätigungsverlauf mit den Stellwegen, Kraftverläufen, Totzei¬ ten u. ä. beeinflusst werden.
Über die Steuerleitung 22 kann durch die Steuereinheit 17 das Verteilergetriebe 15 oder Differential beeinflusst werden, beispielsweise hinsichtlich des zeitlichen Verlaufes eines Sperrmomentes.
Über die Steuerleitung 23 können die Seitenwelle und zugeord¬ nete Fahrzeugräder 16 geeignet angesteuert werden, beispiels¬ weise den Seitenwellen oder Fahrzeugrädern zugeordnete Brem¬ sen oder Hilfsantriebe angesteuert werden, insbesondere hin¬ sichtlich der Beträge oder der zeitlichen Verläufe von hier wirksamen oder gezielt aufbringbaren Momenten.
Über Signalverbindungen 24-29 werden der Steuereinheit 17 Be¬ triebsgrößen des Antriebsstrangs 10 zugeführt. Bei diesen Be¬ triebsgrößen handelt es sich um konstruktiv vorgegebene cha¬ rakteristische Systemgrδßen der Bauelemente des Antriebs¬ strangs 10 und/oder zeitabhängige Zustandsgrößen des An¬ triebsstrangs. Bei diesen Betriebsgrößen kann es sich um eine Kraft, ein Moment, eine Zeit oder Totzeit, einen Strom, eine Spannung, eine Temperatur, eine Anpresskraft, einen Ver¬ schleißwert, einen Steuerwinkel für Ventile, einen Drehwin¬ kel, eine mechanische Dehnung oder Spannung, eine Durchbie- gung o. ä. der Bauelemente 11-16 des Antriebsstrangs 10 (oder eine zeitliche Ableitungen oder ein Integral einer derartigen Größe) handeln. Insbesondere wird in dem Antriebsaggregat 11 das Antriebsmoment, eine Antriebsdrehzahl, eine Antriebs-dreh¬ zahlSchwankung, ein Motorkennfeld, Steuerzeiten, eine Tempe¬ ratur, Abgaswerte, Gemischwerte o. ä. erfasst. In dem Anfahr¬ element 12 werden Anpresskräfte oder übertragene Momente, Verschiebungen der Kupplungselemente, Drücke, Temperaturen, ein Verschleiß o. ä. erfasst. In dem Getriebe 13 wird ein Ölstand, ein Druck, eine Anpresskraft, Synchronisierzeiten, ein Moment, eine Temperatur, eine Drehzahl oder eine Dreh¬ zahldifferenz o. ä. erfasst. Für die Kardanwelle 14 wird bei¬ spielsweise eine Drehzahl, Drehzahldifferenz oder Drehzah- lungleichförmigkeit erfasst. Für das Verteilergetriebe 15 werden Drehzahlen oder Momente oder zeitliche Änderungen der¬ selben erfasst. Ebenfalls für die Seitenwelle und/oder Fahr¬ zeugräder 16 werden Drehzahlen oder Momente oder deren zeit¬ liche Ableitungen oder Signale eines Antiblockiersystems oder eines AntischlupfSystems erfasst.
Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Betriebsgröße, welche für ei¬ ne Auswertung in der Identifizierungsphase gemäß dem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann. Hierbei handelt es sich um einen Signalverlauf 30 der Betriebsgröße, bei dem über der Zeit 31 ein Torsionswinkel 32 als Systemantwort ei¬ nes Bauelements des Antriebsstrangs 10 auf einen Sprung eines Momentes in dem Antriebsstrang 10 zu einem Zeitpunkt 33 dar¬ gestellt ist. Vorzugsweise beruht der Sprung des Momentes zum Zeitpunkt 33 auf einem Gangwechsel, einem Kupplungsschlag, einem Synchronisiervorgang, einer Erhöhung des Antriebsmomen¬ tes des Antriebsaggregates 11, einem Lösen einer Verspannung des Antriebsstrangs mit einem Öffnen des Antriebsstrangs oder einem Bremseingriff. Der Antriebsstrang 10 stellt eine Torsionsschwingerkette dar, so dass der Signalverlauf 30 nach dem Zeitpunkt 33 eine Schwingung aufweist, welche infolge einer vorliegenden Dämp¬ fung in Form einer beliebigen Dämpfung, insbesondere einer viskosen Dämpfung, einer flüssigen oder trockenen Reibung o- der einer nicht linearen Dämpfung, abklingt.
Aus dem Signalverlauf kann mittels üblicher bekannter Verfah¬ ren eine Eigenfrequenz sowie eine Dämpfung des Antriebs- Strangs 10 bzw. von Teilen des Antriebsstrangs 10 ermittelt werden. Beispielsweise kann die Dämpfung über das Verhältnis von Maxima 34, 35 ausgewertet werden, während die Eigenfre- queriz über eine FFT-Analyse oder über die Schwingungsperiode ermittelt werden kann, die sich aus den Zeitpunkten 36, 37 der Maxima 34, 35 ergibt. Hinsichtlich weiterer Möglichkeiten einer Auswertung eines dynamischen Signals hinsichtlich me¬ chanischer Systemparameter wird auf
K. Magnus; K. Popp: Schwingungen, Teubner Studienbücher Mechanik, 1997 sowie
H. G. Natke: Einführung in Theorie und Praxis der Zeitreihenanlyse und Modalanalyse, Vieweg Verlagsgesell¬ schaft, 1998
verwiesen.
Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit Hilfe des Blockschaltbildes gemäß Fig. 3 vereinfacht dargestellt:
Das Verfahren wird gestartet zum Zeitpunkt einer Erstinbe¬ triebnahme, einer Inbetriebnahme, nach einer Wartung oder ei¬ nem Austausch eines Bauelementes des Antriebsstrangs 10 oder in periodischen Intervallen. In einer Initialisierungsphase 38 wird in der Steuereinheit 17 aus einer Speichereinheit 49 ein erster Regelungsparametersatz 40 ausgelesen in einem Aus¬ leseschritt 50. Mit dem Regelungsparametersatz 40 steuert die Steuereinheit 17 den Antriebsstrang 10 über die Steuerleitun¬ gen 18-23 in einer ersten Betriebsphase geeignet an. In die¬ ser ersten Betriebsphase wird in dem Antriebsstrang 10 min¬ destens eine Betriebsgröße erfasst und über die Signalverbin¬ dungen 24-29 der Steuereinheit 1.7 für eine Identifizierungs¬ phase 39 zugeführt. In der Identifizierungsphase 39 wird auf Basis der zugeführten Betriebsgröße des Antriebsstrangs min¬ destens ein Betriebsparameter des AntriebsStrangs ermittelt, welcher beispielsweise eine Eigenfrequenz und/oder Dämpfung des Antriebsstrangs 10 ist. Dieser Betriebsparameter wird in einer Vergleichsphase 42 verglichen mit Betriebsparametern (einzelne oder ein Satz von Betriebsparametern) 43, 44, 45, 46, die a priori für unterschiedliche Typen von Antriebs- strängen ermittelt worden sind und in der Speichereinheit 49 abgelegt worden sind.
Ist beispielsweise aus einer Auswertung eines Signals gemäß Fig. 2 eine Eigenfrequenz von 5,5 Hz und ein Lehrsches Dämp¬ fungsmaß von 0,21 ermittelt worden und sind in der Spei¬ chereinheit 49 folgende Betriebsparameter abgelegt:
Antriebsstrang I: Betriebsparameter 43: Eigenfrequenz 8 Hz,
Dämpfung 9,28, Antriebsstrang II: Betriebsparameter 44:
Eigenfrequenz 7 Hz, Dämpfung 0,22, Antriebsstrang III: Betriebsparameter 45:
Eigenfrequenz 6 Hz, Dämpfung 0,24, Antriebsstrang IV: Betriebsparameter 46:
Eigenfrequenz 5 Hz, Dämpfung 0,2, so kann in der Vergleichsphase 42, ggf. unter Berücksichti¬ gung einer geeigneten Bewertungsfunktion ermittelt werden, dass Antriebsstrang IV im vorliegenden Fall verbaut worden ist.
Demgemäß wird in einer anschließenden Betriebsphase 47 ein zweiter Regelungsparametersatz 48, der in der Speichereinheit 49 dem Betriebsparametersatz 46 zugeordnet ist, aus der Spei¬ chereinheit 49 ausgelesen. Die Steuereinheit 17 steuert unter Verwendung dieses zweiten Regelungsparametersatzes 48 über die Steuerleitungen 18-23 den Antriebsstrang 10 an.
Abweichend zu dem zuvor dargelegten Ausführungsbeispiel eines Verfahrens ist es ebenfalls möglich, den ersten Regelungspa¬ rametersatz 40 durch einen Vergleich der Betriebsgrößen 41 mit Betriebsgrößen für einen Standardantriebsstrang oder mit Betriebsgrößen 43-46 über geeignete Adaptionsalgorithmen oder gewichtete mathematische Funktionen oder Interpolationen an¬ zupassen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung betreffen die Rege¬ lungsparametersätze 40, 48 (auch) eine Steilheit einer Kupp¬ lungsrampe. Für den Fall, dass ein steifer Triebstrang fest¬ gestellt wird, können dann Regelungsparametersätze mit stei¬ leren Kupplungsrampen ausgewählt werden als in Fällen, in welchen ein Antriebsstrang vorliegt, der weicher ausgebildet ist.
Eine Betriebsgröße kann während eines üblichen Betriebs des Antriebsstrangs erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich möglich ist es, dass gezielte Testsignale durch die Steuer¬ einheit in dem Antriebsstrang erzeugt werden, beispielsweise mittels eines Bremseingriffes, einer Modifikation des An- triebsmomentes des Antriebsaggregates 11 und/oder einer ge¬ zielten Betätigung eines Betätigungselementes des Getriebes.
Entsprechend einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist das erf±ndungsgeraäße Verfahren dann eingesetzt, wenn ein Aus¬ rücken eines Schaltelements wie einer Klauenkupplung, welches nur für geringe an dem Schaltelement anliegende Momente mög¬ lich ist, dadurch herbeigeführt wird, dass der Antriebsstrang gezielt in Schwingungen versetzt wird, so dass das an dem Schaltelement anliegende Übertragungsmoment oszilliert. In diesem Fall kann ein Ausrücken zum Zeitpunkt eines Nulldurch¬ gangs des anliegenden Momentes erfolgen. Für ein derartiges Verfahren ist aber eine Kenntnis der Systemparameter wie der Eigenfrequenzen und der Dämpfung sowie weiterer Betriebspara¬ meter des Antriebsstrangs von besonderer Bedeutung. Die Rege¬ lungsparameter für ein derartiges Verfahren können vorzugs¬ weise nach dem hier vorliegenden Verfahren ermittelt werden.
Die findet bevorzugt dann Einsatz, wenn Antriebsstränge mit einer großen Zahl von Baureihen, einer Vielzahl von Bauvari¬ anten, einem hohen Individualisierungsgrad hergestellt wer¬ den. Dieses kann bspw. bei Nutzfahrzeuge der Fall sein.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Regelung eines Antriebsstrangs (10) eines Kraftfahrzeugs mit einer Steuereinheit (17) , welcher mindes¬ tens eine Betriebsgröße des Antriebsstrangs (10) zugeführt wird und welche Betätigungselemente automatisiert ansteuert, in dem a) in einer Initialisierungsphase (38) eine Regelung des Antriebsstrangs (10) mit einem ersten Regelungsparame¬ tersatz (40) erfolgt, b) in einer Identifizierungsphase (39) auf Basis von Be¬ triebsgrößen des Antriebsstrangs (10) mindestens ein Betriebsparameter (41) des Antriebsstrangs (10) ermit¬ telt wird, dadurch gekennzeichnet, dass c) in einer Vergleichsphase (42) auf Basis eines Ver¬ gleichs des ermittelten Betriebsparameters (41) mit ei¬ nem vorbestimmten Betriebsparameter (43, 44, 45, 46) für unterschiedliche Typen von Antriebssträngen der vorliegende Typ des Antriebsstrangs (10) abgeschätzt wird und d) in einer anschließenden Betriebsphase (47) eine Rege¬ lung des Antriebsstrangs (10) mit einem zweiten Rege¬ lungsparametersatz (48) erfolgt, welcher mit dem abge¬ schätzten Typ des Antriebsstrangs (10) korreliert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungsphase (38) auf eine Erstinbetrieb¬ nahme des Antriebsstrangs (10) folgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungsphase (38) auf eine Wartung des An¬ triebsstrangs (10) folgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb (Betriebsphase 47) des Antriebsstrangs (10) eine Adaption des zweiten Parametersatzes (48) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Identifizierungsphase (39) als Betriebsgröße ein Momentensprung, ein Kupplungsschlag, ein Beschleunigungsvorgang, das Einlegen eines Gangs bei geöffnetem Anfahrelement (12), ein zumindest teilweises Schließen eines Betätigungs¬ elements bei gebremstem Antriebsstrang (10) , eine motorseitige Anregung, eine Drehzahl eines Teils des Anfahrelements (12) , ein Stellweg eines Betätigungselements, ein Kupplungskennfeld, eine Drehzahl eines Getriebes (13) , eine Drehzahl einer Seitenwelle oder eines Rades (16) , eine Größe eines Antiblockiersystems oder eines Anti- schlupfSystems und/oder eine zeitliche Ableitung einer der vorgenannten Größen ausgewertet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass" in der Identifizierungsphase eine Eigenfrequenz (Be¬ triebsparameter 41) des Antriebsstranges ermittelt wird, die in der Vergleichsphase (42) mit Eigenfrequenzen (Betri-ebspa- rameter 43, 44, 45, 46) für unterschiedliche Typen von An¬ triebssträngen verglichen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Identifizierungsphase (39) eine Dämpfung (Be¬ triebsparameter 41) des Antriebsstrangs (10) ermittelt wird, die in der Vergleichsphase (42) mit Dämpfungen (Betriebspara¬ meter 43, 44, 45, 46) für unterschiedliche Typen von An¬ triebssträngen verglichen wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Regelungsparametersatz (40) und der zweite Re¬ gelungsparametersatz (48) zur Regelung eines Kupplungsvor¬ gangs und/oder für eine Momentensteuerung eingesetzt dient.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vergleichsphase (42) die Betriebsparameter (43, 44, 45, 46) in einem Ausleseschritt (50) aus einer Spei¬ chereinheit (49) ausgelesen werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Regelungsparametersatz (48) aus einer Spei¬ chereinheit (49) ausgelesen wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Regelungsparametersatz (48) in Abhängigkeit von einem Fahrertyp ermittelt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn in der Vergleichs¬ phase (42) anhand eines Fehlerkriteriums erkannt wird,, dass mindestens ein ermittelter Betriebsparameter (41) in defi¬ niertem Ausmaß von den vorbestimmten Betriebsparametern (43, 44, 45, 46) für sämtliche unterschiedliche Typen von An¬ triebssträngen abweicht.
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