WO2008095620A1 - Method for optimizing an electronically controlled automatic transmission for a motor vehicle - Google Patents

Method for optimizing an electronically controlled automatic transmission for a motor vehicle Download PDF

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WO2008095620A1
WO2008095620A1 PCT/EP2008/000620 EP2008000620W WO2008095620A1 WO 2008095620 A1 WO2008095620 A1 WO 2008095620A1 EP 2008000620 W EP2008000620 W EP 2008000620W WO 2008095620 A1 WO2008095620 A1 WO 2008095620A1
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determined
transmission
control
characteristic parameters
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PCT/EP2008/000620
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Ahmet Satiryigit
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Fatec Fahrzeugtechnik Gmbh
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    • F16H2061/0087Adaptive control, e.g. the control parameters adapted by learning

Definitions

  • Switching operations between the transmission stages of a transmission are carried out by an electronic transmission control (EGS) depending on operating parameters, for example the transmission input torque, the transmission input speed or the transmission temperature, whereby also driver actions, such as a manual change from a comfort setting to a sport setting, can affect the switching operations by the EGS.
  • EGS electronic transmission control
  • driver actions such as a manual change from a comfort setting to a sport setting, can affect the switching operations by the EGS.
  • an individual adaptation is required for motor vehicles for every combination of vehicle body, engine and transmission.
  • the various control parameters are varied, wherein for each control parameter set, characteristic parameters are determined with which one is able to improve the quality of the circuit used, for example with regard to comfort and spontaneity grading characterize.
  • the control parameter set to be investigated after determining and evaluating the characteristic parameters for a control parameter set, the control parameter set to be investigated next can be done directly with the aid of a fuzzy logic based model, for example, with the correlation between the individual characteristic parameters and the various control parameters was determined on the basis of a comparative measurement.
  • a method for determining characteristics of an automatic transmission in which circuits are carried out between individual gear ratios on a final test bench. It will be determines the time courses of the transmission input speed, the transmission output speed, the transmission input torque and the transmission output torque. From these measured variables, a filling time, a filling pressure, a reaction time, a coefficient of friction of the lamellae and a pressurized fluid charge are determined as characteristic quantities of the automatic transmission for the clutch engaging in the switching operation. These parameters are stored in a memory, with the EGS correcting the pressure level and the switching times as a function of these parameters. The selected parameters are characterized by the fact that they allow direct conclusions about the transmission behavior, in particular control and gearbox tolerances can be detected and corrected. For a precise determination of the parameters, a large number of circuits are to be carried out between the individual gear ratios in the design of the automatic transmission.
  • the publication DE 102 38 474 A1 relates to a method for adapting shifting sequences of an automatic transmission, in which adaptation values depend on speed of the shift quality determining events takes place.
  • the adaptation to the individual vehicles equipped with the automatic transmission takes place on the basis of an individual adaptation characteristic determined for the respective vehicle.
  • the object is achieved by a method according to claim 1.
  • Characteristic parameters in the context of the invention are parameters which are suitable for characterizing the circuit which has been carried out and for describing them by objective numerical values.
  • Typical characteristic parameters are, for example, the duration of the switching process, which is a measure of the spontaneity, and the time course of the longitudinal acceleration or the change in the connection force of a rigidly held on a dynamometer motor vehicle.
  • Each characteristic parameter (KP x ) can be represented as a function of the various control parameters (SP j ) and the respective operating point, with respect to the operating point often only the transmission input speed and the transmission input torque and not the transmission temperature are taken into account. Accordingly:
  • KP x f (SPi, ... SP j , transmission input speed, transmission input torque)
  • the invention is based in particular on the knowledge that the characteristic parameters behave qualitatively the same with differentiation of the control parameters at different operating points as a function of the variation of the individual control parameters.
  • the difference in the behavior of the characteristic parameters with variation of the control parameters at different operating points is therefore essentially limited to the quantitative classification of their physical units.
  • a so-called D-optimal test plan described in the specialist literature is suitable for defining the control parameters SP 1 to SP j for each of the tests to be carried out.
  • characteristic parameters are determined from the connection force signal at the vehicle binding and the transmission input speed, with which the quality of the circuit that has been effected is characterized (objectification). This results in a link between the control parameter sets on the one hand and the associated characteristic parameters on the other.
  • switching operations are also performed only for a preferred set of control parameters, even for a second set of operating points.
  • the switching operations of the second set of operating points without a variation of the control parameters can be approached several times in succession, where from the measured values measured then identification parameters are identified and fed to a Ausr exerterbegraphy and averaging.
  • the operating point adaptation the algorithms previously determined in the modeling are applied to the second set of operating points, whereby a variation of the control parameters is numerically simulated on the basis of the control parameters which were determined for the second set of operating points in the test bench phase and determining parameters for the simulated control parameter sets.
  • the application of the algorithms to the second set of operating points is possible because the qualitative behavior of the characteristic parameters in the variation of the control parameter sets for different operating points matches qualitatively, so that the difference in the Kennparameter s and the variation of the control parameters at different operating points on the quantitative classification of their physical units is limited.
  • the assigned characteristic parameters must be known only for a preferred set of control parameters (actual state), on which basis the numerical modeling can be carried out with the generally valid algorithms determined during the modeling.
  • an evaluation factor for the quality of the associated switching operation is determined for each control parameter set and each operating point by means of evaluation functions, wherein the evaluation functions are preferably determined by a fuzzy logic model.
  • a variation of the operating point-specific control parameters is performed in order to determine a maximum weighting factor, wherein typically the control parameter sets having the highest weighting factors are stored.
  • the stored control parameter sets can be checked in a final verification phase by test measurements on the chassis dynamometer or an aggregate test bench, in which case the actually most suitable control parameter sets are selected from the stored control parameter sets.
  • Fig. 2 is a schematic representation of the inventive method for optimizing an electronically controlled automatically switching
  • Fig. 1 shows a chassis dynamometer 1, which is used in the context of the inventive method in a test phase P to determine the transmission system behavior of a built-in a motor vehicle 2 transmission.
  • the motor vehicle 2 is connected rigidly to a support 4 via a vehicle restraint 3, wherein a force-measuring element for determining the connection force is integrated in the vehicle restraint 3.
  • the temporal course of the connection force during a switching process is an important tuning signal for comfort evaluation, which is quasi-proportional to the longitudinal acceleration in a moving vehicle.
  • the electronic gearbox Controller 5 (EGS) is connected to a control computer 6, whereby the control parameters of the EGS 5 can be adjusted in real time between individual switching operations.
  • the time course of the connection force is also recorded in the control computer 6.
  • the driving resistance of a roller 7 of the chassis dynamometer 1 and the settings of a driving robot 8 is varied by the control computer 6, wherein the start of desired load and speed ranges is performed by the driving robot 8, which operates the accelerator pedal and can change the speed levels.
  • a deceleration or acceleration of the motor vehicle 2 is typically carried out by an active intervention in the control of the chassis dynamometer 1, so that the service brake of the motor vehicle 2 remains largely unused. Switching operations are usually not performed by moving the selector lever in manual mode, but by a digital command on the EGS 5, so that time delays between the gear request and tripping are avoided.
  • Fig. 2 shows schematically the sequence of the method according to the invention, wherein first in the test bed phase P on the test stand 1 shown in Fig. 1 switching operations for the identification of the transmission system behavior are performed. According to the invention, the further modeling and optimization is carried out using numerical models.
  • test bench hours for chassis dynamometers are relatively expensive, the test stands are rather rare and consequently the workloads are very high, it is always necessary to keep the duration of the effective test stand usage as low as possible. Consequently, when identifying the transmission system behavior, methods based on efficient design of the experiment must be used.
  • the transmission system behavior is identified by intelligent test planning. This is often referred to as so-called DoE (Design of Experiments) plans, which generate based on various optimization criteria for each of the different boundary conditions best possible experimental design.
  • DoE Design of Experiments
  • characteristic parameters are determined from the connection force signal and the transmission input speed with which one is able to characterize the quality of the circuit that has been made (objectification).
  • objectification the result is therefore a table in which the corresponding characteristic parameters KP DO E are available for each test circuit line, ie for each test program line and control parameter combination SP D0 E. Inputs and outputs of the measured system are therefore clearly defined.
  • the first line of the test plan stands for the so-called reference line, ie for the current state of the EGS 5 without the variation of control parameters.
  • this control parameter combination is called SPD O E, Ref.
  • the empirical modeling of the transmission model G can be done by numerous methods, such. B. polynomial models of higher orders or artificial neural networks.
  • the goal is to mathematically describe the behavior of the system identified by the test bench measurement. Therefore, the behavior of the parameter KP DO E with the
  • a special feature in the application of the process cycle shown in FIG. 2 is the processing of the data necessary for the model creation (control and characteristic parameter values). Modeling and application are carried out with respect to the transmission of the model information to unknown areas preferably in the general, normalized range between zero and one. The modeled characteristic parameter behavior is therefore no longer expressed in physical absolute values, but in dimensionless values.
  • Kennparamermodellen can be done.
  • the absolute characteristic parameter value KP B p The new operating point must therefore be normalized.
  • the characteristic parameter limits are needed for the normalization of the absolute characteristic parameter value KP BP .
  • the control parameter values of the DoE test plan (SP DO E) set in EGS 5 are available.
  • This is a matrix with i rows (i tries, ie i different control parameter combinations) and j columns (j varied control parameters).
  • the first line of this matrix has the name SP Ref and stands for the so-called reference line, in which the gear is not adjusted.
  • control parameter values SP B p [SP B pi SP B p.2 ⁇ SP B p ,, J and, on the other hand, associated characteristic parameter values KP B p of the new operating point.
  • a control parameter starting value in which z. If, for example, the ratio between the pressure to be switched on and off is five times higher than the original DoE measurement on the test bench, the characteristic parameter behavior will be different overall, while maintaining the same percentage control parameter variation, than one in which the ratio will be much lower. It is therefore necessary to make the reference line of the new test plan (new operating point: SP B p, R e f) comparable with the actual measurement (SP Ref ).
  • SPD is O E ( I , 2 ) the highly sensitive control parameter, hereinafter referred to as SP Ref, s.
  • SP Ref the highly sensitive control parameter
  • This newly created matrix ie this newly created operating point-individual experimental plan with (i + 1) rows, is normalized for every column, ie for each control parameter, with 0 ⁇ (SPD O E, BP ⁇ j X j £ 1.
  • the evaluation process B has the task of evaluating the quality of the simulated switching operations and in particular the suggestions of the optimization cycle O, so that based on these results new control parameter values can be calculated, which gradually approach an optimum value.
  • the evaluation is based on the principles of fuzzy logic, whereby a weighting factor BF is calculated, which quantifies the switching processes simulated in the office by calculating a key figure.
  • Inputs of the evaluation system are the normalized characteristic parameter values KP BP .
  • ⁇ of each characteristic parameter considered eg switching time, delay time, gradients, peak-to-peak values, .
  • KP B p, n For each standardized characteristic parameter value KP B p, n , a degree of membership is calculated which takes input into the set of rules (inference). The result is a weighting factor BF, which quantifies and outputs the relevant Kennparamterkombination.
  • the weighting factor BF is thus - in addition to the formulated relationships in the set of rules - dependent on the calculated degrees of membership of the inputs, which in turn depend on the nature and location of the membership function. If one moves the membership functions of the inputs on the abscissa to the right or to the left, one likewise shifts the target value of the relevant characteristic parameter. A high weighting factor BF is only obtained if the characteristic parameters input into the fuzzy system find that meet these targets. By actively shifting the membership functions of the input, it is thus possible to set the target specifications. This process is called abscissa shift. A high weighting factor BF therefore means that the parameter combination found corresponds very well with the formulated targets.
  • the optimization cycle can be carried out in the context of the inventive method based on an evolution model. It belongs to the class of stochastic search methods and also allows the treatment of complicated problems, which are no longer manageable due to excessive computational effort with traditional optimization methods.
  • a standardized characteristic parameter target value is calculated:
  • BFMAX theoretically maximum possible weighting factor
  • the optimization factors of the comfort determining parameters are started with relatively small factors, and it is assumed that there is no solution in the search space corresponding to these targets, which is expressed by small weighting factors.
  • the evaluation factors BFM A X found are compared with the theoretically maximum possible weighting factor and the associated control parameter combination is stored as soon as the value is greater than 90% of BF M Ax, theoretical.
  • the optimization factor is increased and approximated to the actual state. As soon as the characteristic parameter setpoint value exceeds the actual value by the continuous increase of the optimization factors, the optimization cycle O is ended.
  • test bench utilization times with respect to the known from the prior art method can typically be reduced to one third, with an even greater time savings can be achieved with increasing number of gear stages, since a parameter optimization always for all upshifts and downshifts between must be performed in each case adjacent transmission stages.

Abstract

The invention relates to a method for optimizing an electronically controlled automatic transmission for a motor vehicle. During a test bench phase (P), the transmission system behavior during a shifting process between two gear steps is varied for at least one operating point by varying control parameters (SPDOE) for this shifting process, wherein additionally shifting operations are carried out for a second set of operating points, each for a preferred control parameter set (SPBp) only. Algorithms of a transmission model (G) are formed from the variation of the control parameters (SPDOE), the algorithms empirically linking the universal behavior of specific characteristic parameters (KPDOE) to the variation of the control parameters (SPDOE). The algorithms are then applied to the second set of operating points, wherein a numeric simulation of the control parameter sets and a determination of the associated characteristic parameters is carried out based on the algorithms. In order to analyze the quality of a shifting process for a control parameter set, an evaluation factor BF is determined from the characteristic parameters by means of an evaluation function.

Description

Verfahren zur Optimierung eines elektronisch gesteuerten automatisch schaltenden Getriebes für ein Kraftfahrzeug Method for optimizing an electronically controlled automatic shifting transmission for a motor vehicle
Beschreibung:Description:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung eines elektronisch gesteuerten automatisch schaltenden Getriebes für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for optimizing an electronically controlled automatic shifting transmission for a motor vehicle.
Schaltvorgänge zwischen den Getriebestufen eines Getriebes werden abhängig von Betriebsparametern, beispielsweise dem Getriebeeingangsmoment, der Getriebeeingangsdrehzahl oder auch der Getriebetemperatur, von einer elektronischen Getriebesteuerung (EGS) durchgeführt, wobei auch Fahrerhandlungen, wie beispielsweise ein manueller Wechsel von einer Komfort- zu einer Sport-Einstellung, die Schaltvorgänge durch die EGS beeinflussen können. Um ein zufrieden stellendes Schaltverhalten zu gewährleisten, ist bei Kraftfahrzeugen für jede Kombination von Fahrzeugaufbau, Motor und Getriebe eine individuelle Anpassung erforderlich.Switching operations between the transmission stages of a transmission are carried out by an electronic transmission control (EGS) depending on operating parameters, for example the transmission input torque, the transmission input speed or the transmission temperature, whereby also driver actions, such as a manual change from a comfort setting to a sport setting, can affect the switching operations by the EGS. In order to ensure a satisfactory switching behavior, an individual adaptation is required for motor vehicles for every combination of vehicle body, engine and transmission.
Gegenwärtig erfolgt die Optimierung des Schaltverhaltens der elektronischen Getriebesteuerung größtenteils bei Fahrversuchen auf der Straße durch eine subjektive Bewertung des Testfahrers und durch Aufnahme von spezifischen Messgrößen. Die Variation der innerhalb der EGS für den Schaltablauf zuständigen Steuerparameter für die verschiedenen Schaltvorgänge, Schaltungsarten und Betriebspunkte wird während des Fahrversuches manuell über eine geeignete Schnittstelle, beispielsweise ein Notebook, vorgenommen. Wesentliche subjektiv oder mit entsprechenden Messeinrichtungen bestimmbare Größen eines Fahrversuches sind insbesondere die Schaltzeit, die für einen Schaltvorgang benötigt wird (Spontaneität), und das zeitliche Verhalten der Längsbeschleunigung (Komfort).Currently, the optimization of the switching behavior of the electronic transmission control is largely done in driving tests on the road by a subjective evaluation of the test driver and by recording specific measures. The variation of the control parameters responsible for the shifting sequence within the EGS for the various shifting operations, types of shifting and operating points is made manually during the driving test via a suitable interface, for example a notebook. Substantial subjectively or with appropriate measuring devices determinable variables of a driving test are in particular the switching time, which is required for a switching operation (spontaneity), and the temporal behavior of the longitudinal acceleration (comfort).
Zur Reduzierung des mit den Fahrversuchen verbundenen Aufwands ist es bekannt, die typischen Fahrbedingungen auf einem Rollenprüfstand nachzubilden, wobei das Anfahren der gewünschten Last- und Drehzahlbereiche automatisch durch eine Fahrrobotik erfolgt. Bei einem zumindest durch das Getriebeeingangsmoment und die Getriebeeingangsdrehzahl bestimmten Betriebspunkt werden dann die verschiedenen Steuerparameter variiert, wobei für jeden Steuerparametersatz Kennparameter bestimmt werden, mit denen man in der Lage ist, die Qualität der getätigten Schaltung, beispielsweise in Bezug auf eine Komfort- und Spontaneitätsbenotung zu charakterisieren. Um den Umfang der Parametervariationen zu begrenzen, kann nach der Bestimmung und Bewertung der Kennparameter für einen Steuerparametersatz der als nächstes zu untersuchende Steuerparametersatz unmittelbar mit Hilfe eines beispielsweise auf Fuzzy-Logic basierenden Modells erfolgen, wobei die Korrelation zwischen den einzelnen Kennparametern und den verschiedenen Steuerparametern zuvor anhand einer Vergleichsmessung ermittelt wurde. Durch das Modell kann aus den für einen Parametersatz ermittelten Kenn- parametern für jeden Steuerparameter ein Verstellwert bestimmt werden, der - unter Berücksichtigung des Vorzeichens - auf den alten Steuerparameterwert addiert oder subtrahiert wird, so dass ein neuer Steuerparameterwert das Ergebnis eines Optimierungsschrittes darstellt. Eine Optimierung auf der Basis eines neuronalen Netzwerkes ist aus der DE 102 08 205 A1 bekannt. Damit das neuronale Netzwerk verlässliche Werte liefert, ist eine aufwendige Trainingsphase erforderlich. Von dem neuronalen Netzwerk werden dabei Relationen festgelegt, die abhängig von den jeweils durchgeführten Testschaltungen unterschiedlich sein können. Daneben sind auch Ansätze bekannt, bei denen die Parameteroptimierung eines elektronisch gesteuerten automatisch schaltenden Getriebes durch eine Simulation mit einem numerischen Modell erfolgt, wobei das numerische Modell anhand von sehr umfangreichen, zuvor auf einem Rollenprüfstand bestimmten Datensätzen gebildet wird.To reduce the effort associated with driving tests, it is known to model the typical driving conditions on a chassis dynamometer, starting the desired load and speed ranges automatically by a driving robot. At an operating point determined at least by the transmission input torque and the transmission input rotational speed, the various control parameters are varied, wherein for each control parameter set, characteristic parameters are determined with which one is able to improve the quality of the circuit used, for example with regard to comfort and spontaneity grading characterize. In order to limit the scope of the parameter variations, after determining and evaluating the characteristic parameters for a control parameter set, the control parameter set to be investigated next can be done directly with the aid of a fuzzy logic based model, for example, with the correlation between the individual characteristic parameters and the various control parameters was determined on the basis of a comparative measurement. By means of the model, it is possible to determine an adjustment value for each control parameter from the characteristic parameters determined for a parameter set, which is added or subtracted, taking into account the sign, to the old control parameter value, so that a new control parameter value represents the result of an optimization step. An optimization on the basis of a neural network is known from DE 102 08 205 A1. For the neural network to provide reliable values, a complex training phase is required. Relationships are defined by the neural network, which may be different depending on the respective test circuits performed. In addition, approaches are also known in which the parameter optimization of an electronically controlled automatic shifting transmission is carried out by a simulation with a numerical model, wherein the numerical model is formed on the basis of very extensive, previously determined on a dynamometer data sets.
Aus der DE 196 43 305 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung von Kenngrößen eines Automatikgetriebes bekannt, in dem auf einem Endprüfstand Schaltungen zwischen einzelnen Übersetzungsstufen durchgeführt werden. Dabei werden die zeitlichen Verläufe der Getriebeeingangsdrehzahl, der Getriebeausgangsdrehzahl, des Getriebeeingangsmomentes und des Getriebeausgangsmomentes bestimmt. Aus diesen Messgrößen werden als Kenngrößen des Automatikgetriebes für die beim Schaltvorgang zuschaltende Kupplung eine Füllzeit, ein Fülldruck, eine Reaktionszeit, ein Reibwert der Lamellen und eine Druckfluid-Charge bestimmt. Diese Kenngrößen werden in einem Speicher abgelegt, wobei die EGS in Abhängigkeit dieser Kenngrößen das Druckniveau und die Schaltzeiten korrigiert. Die gewählten Kenngrößen zeichnen sich dadurch aus, dass diese direkte Rückschlüsse auf das Getriebeverhalten ermöglichen, wobei insbesondere Steuerungs- und Getriebetoleranzen erkannt und korrigiert werden können. Für eine genau Bestimmung der Kenngrößen sind bei der Auslegung des Automatikgetriebes eine Vielzahl von Schaltungen zwischen den einzelnen Übersetzungsstufen durchzuführen.From DE 196 43 305 A1 a method for determining characteristics of an automatic transmission is known in which circuits are carried out between individual gear ratios on a final test bench. It will be determines the time courses of the transmission input speed, the transmission output speed, the transmission input torque and the transmission output torque. From these measured variables, a filling time, a filling pressure, a reaction time, a coefficient of friction of the lamellae and a pressurized fluid charge are determined as characteristic quantities of the automatic transmission for the clutch engaging in the switching operation. These parameters are stored in a memory, with the EGS correcting the pressure level and the switching times as a function of these parameters. The selected parameters are characterized by the fact that they allow direct conclusions about the transmission behavior, in particular control and gearbox tolerances can be detected and corrected. For a precise determination of the parameters, a large number of circuits are to be carried out between the individual gear ratios in the design of the automatic transmission.
Ausgehend von den in der EGS für verschiedene Schaltvorgänge abgespeicherten Steuerparametern, die speziell für die vorliegende Kombination von Fahrzeugaufbau, Motor und Getriebe im Rahmen der Optimierung des elektronischen Schaltgetriebes ermittelt wurden, ist es bekannt, bei dem Betrieb des Fahrzeugs eine adaptive Anpassung der Steuerparameter, beispielsweise anhand von in der EGS abgespeicherten und während der anfänglichen Optimierung ermittelten Datenfeldern, durchzuführen. Die Adaption kann beispielsweise aufgrund von manuellen Einstellungen oder wie in der DE 100 57 093 A1 beschrieben zur Korrektur von Lebensdauerbelastungen erfolgen. Aus der DE 199 16 006 A1 ist bekannt, den Betätigungsdruck einer hydraulisch betätigten Kupplung anhand eines Adaptionskennfeldes aufgrund von externen Parametern schrittweise anzupassen. Um insgesamt eine schnelle Anpassung zu erreichen, erfolgt auch für ähnliche Schaltvorgänge eine entsprechende Anpassung.Based on the stored in the EGS for various switching operations control parameters that have been determined specifically for the present combination of vehicle body, engine and transmission in the context of optimizing the electronic gearbox, it is known in the operation of the vehicle, an adaptive adjustment of the control parameters, for example based on data fields stored in the EGS and determined during the initial optimization. The adaptation can be done for example due to manual settings or as described in DE 100 57 093 A1 for the correction of lifetime loads. From DE 199 16 006 A1 it is known to gradually adjust the actuating pressure of a hydraulically actuated clutch on the basis of an adaptation characteristic field on the basis of external parameters. In order to achieve a quick adaptation as a whole, a corresponding adaptation also takes place for similar switching operations.
Die Druckschrift DE 102 38 474 A1 betrifft ein Verfahren zur Adaption von Schaltabläufen eines Automatikgetriebes, bei dem Adaptionswerte in Abhängig keit von die Schaltqualität bestimmenden Ereignissen erfolgt. Um Fertigungstoleranzen und Verschleiß berücksichtigen zu können, erfolgt die Adaption bei den einzelnen mit dem Automatikgetriebe ausgerüsteten Fahrzeugen anhand einer für das jeweilige Fahrzeug ermittelten, individuellen Adaptionskennlinie.The publication DE 102 38 474 A1 relates to a method for adapting shifting sequences of an automatic transmission, in which adaptation values depend on speed of the shift quality determining events takes place. In order to be able to take into account manufacturing tolerances and wear, the adaptation to the individual vehicles equipped with the automatic transmission takes place on the basis of an individual adaptation characteristic determined for the respective vehicle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Optimierung eines elektronisch gesteuerten automatisch schaltenden Getriebes für ein Kraftfahrzeug anzugeben, welches zur Kostenverringerung eine Reduzierung der Nutzungszeiten eines Rollenprüfstandes oder Aggregateprüfstandes ermöglicht.The invention has for its object to provide a method for optimizing an electronically controlled automatic shift transmission for a motor vehicle, which allows a reduction in the useful life of a chassis dynamometer or Aggregateprüfstandes to reduce costs.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.The object is achieved by a method according to claim 1.
Kennparameter sind im Rahmen der Erfindung Parameter, die geeignet sind, die durchgeführte Schaltung zu charakterisieren und durch objektive Zahlenwerte zu beschreiben. Typische Kennparameter sind beispielsweise die Dauer des Schaltvorgangs, die ein Maß für die Spontaneität ist, und der zeitliche Verlauf der Längsbeschleunigung bzw. die Änderung der Anbindungskraft eines auf einem Rollenprüfstand starr gehaltenen Kraftfahrzeugs. Jeder Kennparameter (KPx) kann dabei als Funktion der verschiedenen Steuerparameter (SPj) und des jeweiligen Betriebspunktes dargestellt werden, wobei in Bezug auf den Betriebspunkt häufig nur die Getriebeeingangsdrehzahl und das Getriebeeingangsmoment und nicht die Getriebetemperatur berücksichtigt werden. Demnach gilt:Characteristic parameters in the context of the invention are parameters which are suitable for characterizing the circuit which has been carried out and for describing them by objective numerical values. Typical characteristic parameters are, for example, the duration of the switching process, which is a measure of the spontaneity, and the time course of the longitudinal acceleration or the change in the connection force of a rigidly held on a dynamometer motor vehicle. Each characteristic parameter (KP x ) can be represented as a function of the various control parameters (SP j ) and the respective operating point, with respect to the operating point often only the transmission input speed and the transmission input torque and not the transmission temperature are taken into account. Accordingly:
KPx = f (SPi, ... SPj, Getriebeeingangsdrehzahl, Getriebeeingangsmoment)KP x = f (SPi, ... SP j , transmission input speed, transmission input torque)
Für die Optimierung mit Hilfe eines Aggregateprüfstandes oder eines Rollen- prüfstandes sind insbesondere die aus dem zeitlichen Verlauf der Getriebeeingangsdrehzahl ermittelte Schalt- und Reaktionszeit sowie frequenzbewertete Kennparameter der Anbindungskraft des Kraftfahrzeuges an einer Halterung während der Schaltung besonders aussagekräftige Kennparameter.For the optimization with the aid of an aggregate test stand or a roller test bench, in particular the switching and reaction time determined from the time course of the transmission input rotational speed and frequency-weighted Characteristic parameters of the connection force of the motor vehicle to a holder during the circuit particularly meaningful characteristic parameters.
Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Kenn- parameter unter Variation der Steuerparameter an verschiedenen Betriebspunkten abhängig von der Variation der einzelnen Steuerparameter qualitativ gleich verhalten. Der Unterschied hinsichtlich des Verhaltens der Kennparameter unter Variation der Steuerparameter bei verschiedenen Betriebspunkten ist demnach im Wesentlichen auf die quantitative Einordnung ihrer physikalischen Einheiten beschränkt.The invention is based in particular on the knowledge that the characteristic parameters behave qualitatively the same with differentiation of the control parameters at different operating points as a function of the variation of the individual control parameters. The difference in the behavior of the characteristic parameters with variation of the control parameters at different operating points is therefore essentially limited to the quantitative classification of their physical units.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Getriebesystemverhalten in der Prüfstandphase für vorgegebene Parametersätze an einem Getriebe auf einem Aggregateprüfstand oder an einem in das Fahrzeug einge- bauten Getriebe auf einem Rollenprüfstand ermittelt. Auf dem Rollenprüfstand ist das Fahrzeug über eine Fahrzeugfesselung festgelegt. An Stelle der auf dem Prüfstand nicht mehr vorhandenen Längsbeschleunigung wird die Anbindungskraft des Fahrzeugs an der Fahrzeugfesselung aufgezeichnet und ausgewertet.In the context of the method according to the invention, the transmission system behavior in the test bench phase for predetermined parameter sets is determined on a transmission on an engine test bench or on a gearbox built into the vehicle on a chassis dynamometer. The vehicle is fixed on the chassis dynamometer by means of a vehicle restraint. Instead of the longitudinal acceleration no longer present on the test bench, the connection force of the vehicle to the vehicle binding is recorded and evaluated.
In der Prüfstandphase wird bei einem Schaltvorgang zwischen zwei Getriebestufen für einen ersten Satz von Betriebspunkten, die durch die Getriebeeingangsdrehzahl, das Getriebeeingangsmoment und die Getriebetemperatur bestimmt sind, jeweils bei einer Vielzahl von Schaltvorgängen ein Satz von Steuerparametern anhand einer vorgegebenen Matrix variiert. Für jeden Satz von Steuerparametern, die den Schaltablauf bestimmen, werden zugeordnete charakteristische Kennparameter ermittelt. Bei der Steuerparametervariation für den ersten Satz von Betriebspunkten soll aus einer möglichst geringen Anzahl an Versuchen ein größtmöglicher Informationsgehalt in Bezug auf das zu identifizierende System ermittelt werden. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorzugsweise vorgesehen, das Getriebesystemverhalten durch eine intelligente Versuchsplanung zu identifizieren. Dabei spricht man häufig von so genannten DoE (Design of Experiments)-Plänen, die auf Grundlage verschiedener Optimierungskriterien den für unterschiedliche Randbedingungen jeweils bestmöglichen Versuchsplan generieren. Im besonderen Maße ist dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein so genannter und in der Fach- literatur beschriebener D-optimaler Versuchsplan geeignet, um die Steuerparameter SPi bis SPj für jeden der durchzuführenden Versuche festzulegen. Für die unter diesen Bedingungen angefahrenen Schaltungen werden aus dem Anbindungskraftsignal an der Fahrzeugfesselung und der Getriebeeingangsdrehzahl Kennparameter bestimmt, mit denen die Qualität der getätigten Schaltung charakterisiert wird (Objektivierung). Es ergibt sich damit eine Verknüpfung zwischen den Steuerparametersätzen einerseits und den zugeordneten Kennparametern anderseits.In the test bench phase, in a shift between two gear stages for a first set of operating points determined by the transmission input speed, the transmission input torque, and the transmission temperature, a set of control parameters is varied on a given matrix in a plurality of shifts, respectively. For each set of control parameters that determine the switching sequence, associated characteristic characteristic parameters are determined. In the control parameter variation for the first set of operating points, the greatest possible information content with respect to the system to be identified is to be determined from the smallest possible number of attempts. In the context of the method according to the invention, it is preferably provided to identify the transmission system behavior by intelligent test planning. This is often spoken of so-called DoE (Design of Experiments) plans, which generate the best possible test plan for different boundary conditions on the basis of various optimization criteria. In particular, in the context of the present invention, a so-called D-optimal test plan described in the specialist literature is suitable for defining the control parameters SP 1 to SP j for each of the tests to be carried out. For the circuits started under these conditions, characteristic parameters are determined from the connection force signal at the vehicle binding and the transmission input speed, with which the quality of the circuit that has been effected is characterized (objectification). This results in a link between the control parameter sets on the one hand and the associated characteristic parameters on the other.
In der Prüfstandphase werden auch für einen zweiten Satz von Betriebspunkten jeweils nur für einen bevorzugten Steuerparametersatz Schaltvorgänge durchgeführt. Um dabei Messungenauigkeiten, beispielsweise durch ein Messwertrauschen, zu vermeiden, können die Schaltvorgänge des zweiten Satzes von Betriebspunkten ohne eine Variation der Steuerparameter mehrmals hintereinander angefahren werden, wobei aus den gewonnenen Messwerten sodann Kennparameter identifiziert und einer Ausreißerbereinigung und Mittelwertbildung zugeführt werden.In the test phase, switching operations are also performed only for a preferred set of control parameters, even for a second set of operating points. In order to avoid measurement inaccuracies, for example by a measured value noise, the switching operations of the second set of operating points without a variation of the control parameters can be approached several times in succession, where from the measured values measured then identification parameters are identified and fed to a Ausreißerbereinigung and averaging.
Nach der Prüfstandphase werden im Rahmen einer empirischen, numerischen Modellbildung aus den für den ersten Satz von Betriebspunkten ermittelten Kennparametern Algorithmen ermittelt, die das allgemeingültige Verhalten der Kennparameter mit der Variation der Steuerparameter verknüpfen. Zur Bestimmung der Algorithmen können verschiedene Methoden wie beispielsweise Polynommodelle höherer Ordnung oder künstliche neuronale Netze eingesetzt werden. Grundlegendes Ziel ist es, das Verhalten des durch die Prüfstandsvermessung identifizierten Systems mathematisch zu beschreiben. Das erzeugte Modell besitzt eine statistische Bestimmtheit, die den Aussage- gehalt quantifiziert. Gerade im Hinblick auf die Übertragung von Modellinformationen auf unbekannte Betriebsbereiche, d. h. auf den zweiten Satz von Betriebspunkten, gilt es, einen besonders hohen Erklärungsgehalt des Modells zu erzielen. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei vorgesehen, dass die Kennparameter durch eine Normierung als dimensionslose Größen dargestellt werden. Das modellierte Kennparameterverhalten äußert sich demnach nicht mehr in physikalischen Absolutwerten, sondern in dimensionslosen Werten.After the test phase, algorithms are determined within the framework of an empirical, numerical model formation from the characteristic parameters determined for the first set of operating points, which link the general behavior of the characteristic parameters with the variation of the control parameters. To determine the algorithms, various methods such as higher order polynomial models or artificial neural networks can be used. The basic goal is to mathematically describe the behavior of the system identified by the test bed measurement. The generated model has a statistical certainty that satisfies the statements Salary quantified. Especially with regard to the transmission of model information to unknown operating areas, ie to the second set of operating points, it is necessary to achieve a particularly high explanatory power of the model. In a preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that the characteristic parameters are represented by a normalization as dimensionless variables. The modeled characteristic parameter behavior is therefore no longer expressed in physical absolute values, but in dimensionless values.
In einem weiteren Verfahrensschritt, der Betriebspunktanpassung, werden die zuvor bei der Modellbildung bestimmten Algorithmen auf den zweiten Satz von Betriebspunkten angewandt, wobei ausgehend von den Steuerparametern, die für den zweiten Satz von Betriebspunkten in der Prüfstandphase ermittelt wurden, eine Variation der Steuerparameter numerisch simuliert wird und für die simulierten Steuerparametersätze Kennparameter bestimmt werden. Die Anwendung der Algorithmen auf den zweiten Satz von Betriebspunkten ist möglich, da das qualitative Verhalten der Kennparameter bei der Variation der Steuerparametersätze für verschiedene Betriebspunkte qualitativ übereinstimmt, so dass der Unterschied hinsichtlich des Kennparameterverhaltens und der Variation der Steuerparameter bei verschiedenen Betriebspunkten auf die quantitative Einordnung ihrer physikalischen Einheiten beschränkt ist.In a further method step, the operating point adaptation, the algorithms previously determined in the modeling are applied to the second set of operating points, whereby a variation of the control parameters is numerically simulated on the basis of the control parameters which were determined for the second set of operating points in the test bench phase and determining parameters for the simulated control parameter sets. The application of the algorithms to the second set of operating points is possible because the qualitative behavior of the characteristic parameters in the variation of the control parameter sets for different operating points matches qualitatively, so that the difference in the Kennparameterverhaltens and the variation of the control parameters at different operating points on the quantitative classification of their physical units is limited.
Dies bedeutet, dass für einen Betriebspunkt des zweiten Satzes von Betriebspunkten nur für einen bevorzugten Steuerparametersatz (Ist-Stand) die zuge- ordneten Kennparameter bekannt sein müssen, wobei davon ausgehend die numerische Modellierung mit den allgemeingültigen, bei der Modellbildung bestimmten Algorithmen erfolgen kann. Aus den Kennparametern wird für jeden Steuerparametersatz und jeden Betriebspunkt mittels Bewertungsfunktionen ein Bewertungsfaktor für die Qualität des zugeordneten Schaltvorgangs ermittelt, wobei die Bewertungsfunktionen vorzugsweise durch ein Fuzzy-Logic-Modell bestimmt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass in einem Optimierungszyklus durch eine numerische Simulation anhand des Getriebemodells eine Variation der betriebspunkt- spezifischen Steuerparameter durchgeführt wird, um einen maximalen Bewertungsfaktor zu ermitteln, wobei typischerweise die Steuerparametersätze mit den höchsten Bewertungsfaktoren gespeichert werden. Zur Überprüfung der numerischen Simulation können die abgespeicherten Steuerparametersätze in einer abschließenden Verifikationsphase durch Testmessungen auf dem Rollenprüfstand bzw. einem Aggregateprüfstand überprüft werden, wobei dann aus den abgespeicherten Steuerparametersätzen die tatsächlich am besten geeigneten Steuerparametersätze ausgewählt werden.This means that for an operating point of the second set of operating points, the assigned characteristic parameters must be known only for a preferred set of control parameters (actual state), on which basis the numerical modeling can be carried out with the generally valid algorithms determined during the modeling. From the characteristic parameters, an evaluation factor for the quality of the associated switching operation is determined for each control parameter set and each operating point by means of evaluation functions, wherein the evaluation functions are preferably determined by a fuzzy logic model. In a preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that in an optimization cycle by means of a numerical simulation using the gearbox model, a variation of the operating point-specific control parameters is performed in order to determine a maximum weighting factor, wherein typically the control parameter sets having the highest weighting factors are stored. To verify the numerical simulation, the stored control parameter sets can be checked in a final verification phase by test measurements on the chassis dynamometer or an aggregate test bench, in which case the actually most suitable control parameter sets are selected from the stored control parameter sets.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines exemplarischen Beispiels unter Verweis auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen schematisch:The invention will be explained in the following by means of an exemplary example with reference to the drawings. They show schematically:
Fig. 1 den Aufbau am Beispiel eines Rollenprüfstandes,1 shows the structure of the example of a chassis dynamometer,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Optimierung eines elektronisch gesteuerten automatisch schaltendenFig. 2 is a schematic representation of the inventive method for optimizing an electronically controlled automatically switching
Getriebes für ein Kraftfahrzeug.Transmission for a motor vehicle.
Fig. 1 zeigt einen Rollenprüfstand 1 , der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Prüfstandphase P genutzt wird, um das Getriebesystem- verhalten eines in ein Kraftfahrzeug 2 eingebauten Getriebes zu ermitteln. Das Kraftfahrzeug 2 ist über eine Fahrzeugfesselung 3 steif an einem Träger 4 angebunden, wobei in die Fahrzeugfesselung 3 ein Kraftmesselement zur Bestimmung der Anbindungskraft integriert ist. Der zeitliche Verlauf der Anbindungskraft bei einem Schaltvorgang ist dabei ein wichtiges Abstimmsignal zur Komfortbewertung, welches quasi - proportional zu der Längsbeschleunigung bei einem fahrenden Fahrzeug ist. Die elektronische Getriebe- Steuerung 5 (EGS) ist an einen Steuercomputer 6 angeschlossen, wobei die Steuerparameter der EGS 5 in Echtzeit zwischen einzelnen Schaltvorgängen verstellt werden können. Neben Messdaten, die von der EGS 5 aufgenommen werden, wird auch der zeitliche Verlauf der Anbindungskraft in dem Steuer- Computer 6 aufgezeichnet. Gleichzeitig wird der Fahrwiderstand einer Rolle 7 des Rollenprüfstandes 1 und die Einstellungen einer Fahrrobotik 8 von dem Steuercomputer 6 variiert, wobei das Anfahren gewünschter Last- und Drehzahlbereiche durch die Fahrrobotik 8 erfolgt, die das Gaspedal bedient und die Fahrstufen wechseln kann. Eine Abbremsung oder Beschleunigung des Kraft- fahrzeugs 2 erfolgt typischerweise durch einen aktiven Eingriff in die Steuerung des Rollenprüfstandes 1 , so dass die Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs 2 weitgehend unbenutzt bleibt. Schaltvorgänge erfolgen üblicherweise nicht durch die Bewegung des Wählhebels im manuellen Modus, sondern durch einen Digitalbefehl auf der EGS 5, so dass Zeitverzögerungen zwischen der Gangan- forderung und -auslösung vermieden werden.Fig. 1 shows a chassis dynamometer 1, which is used in the context of the inventive method in a test phase P to determine the transmission system behavior of a built-in a motor vehicle 2 transmission. The motor vehicle 2 is connected rigidly to a support 4 via a vehicle restraint 3, wherein a force-measuring element for determining the connection force is integrated in the vehicle restraint 3. The temporal course of the connection force during a switching process is an important tuning signal for comfort evaluation, which is quasi-proportional to the longitudinal acceleration in a moving vehicle. The electronic gearbox Controller 5 (EGS) is connected to a control computer 6, whereby the control parameters of the EGS 5 can be adjusted in real time between individual switching operations. In addition to measurement data recorded by the EGS 5, the time course of the connection force is also recorded in the control computer 6. At the same time the driving resistance of a roller 7 of the chassis dynamometer 1 and the settings of a driving robot 8 is varied by the control computer 6, wherein the start of desired load and speed ranges is performed by the driving robot 8, which operates the accelerator pedal and can change the speed levels. A deceleration or acceleration of the motor vehicle 2 is typically carried out by an active intervention in the control of the chassis dynamometer 1, so that the service brake of the motor vehicle 2 remains largely unused. Switching operations are usually not performed by moving the selector lever in manual mode, but by a digital command on the EGS 5, so that time delays between the gear request and tripping are avoided.
Fig. 2 zeigt schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei zunächst in der Prüfstandphase P auf dem in Fig. 1 dargestellten Prüfstand 1 Schaltvorgänge zur Identifikation des Getriebesystemverhaltens durchgeführt werden. Erfindungsgemäß erfolgt die weitere Modellierung und Optimierung unter dem Einsatz von numerischen Modellen.Fig. 2 shows schematically the sequence of the method according to the invention, wherein first in the test bed phase P on the test stand 1 shown in Fig. 1 switching operations for the identification of the transmission system behavior are performed. According to the invention, the further modeling and optimization is carried out using numerical models.
Aufgrund der Tatsache, dass Prüfstandsstunden für Rollenprüfstände relativ teuer, die Prüfstände eher selten vorzufinden und folglich die Auslastungen sehr hoch sind, gilt es stets, die Dauer der effektiven Prüfungstandsnutzung so gering wie möglich zu halten. Folglich müssen bei der Identifikation des Getriebesystemverhaltens Methoden verwendet werden, die auf einer effizienten Versuchsplanung basieren.Due to the fact that test bench hours for chassis dynamometers are relatively expensive, the test stands are rather rare and consequently the workloads are very high, it is always necessary to keep the duration of the effective test stand usage as low as possible. Consequently, when identifying the transmission system behavior, methods based on efficient design of the experiment must be used.
Prinzipiell handelt es sich bei der Versuchsplanung um ein Instrument, mit einer möglichst geringen Anzahl an Versuchen den größtmöglichen Informations- gehalt aus dem zu identifizierenden System zu erhalten. Übertragen auf die automatisierte Abstimmung des Schaltkomforts lautet demnach die Herausforderung, die Steuerparameter im Getriebe so intelligent zu verstellen, dass ein Maximum des Getriebesystemverhaltens identifiziert werden kann. Jeder so genannte Versuch steht folglich für eine Kombination unterschiedlicher Steuerparametereinstellungen, deren Systemantwort durch ein- oder mehrmaliges Anfahren eines Betriebspunktes in Form des sich verändernden Kennparameterverhaltens beschrieben wird.In principle, the design of experiments is an instrument with as few attempts as possible to maximize the information salary from the system to be identified. Transferring to the automated tuning of shifting comfort is therefore the challenge of intelligently adjusting the control parameters in the transmission so that a maximum of the transmission system behavior can be identified. Each so-called attempt thus represents a combination of different control parameter settings, the system response of which is described by one or more start-up of an operating point in the form of the changing characteristic parameter behavior.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Getriebesystemverhalten durch eine intelligente Versuchsplanung identifiziert. Dabei spricht man häufig von so genannten DoE (Design of Experiments)-Plänen, die auf Grundlage verschiedener Optimierungskriterien den für unterschiedliche Randbedingungen jeweils bestmöglichen Versuchsplan generieren.In the context of the method according to the invention, the transmission system behavior is identified by intelligent test planning. This is often referred to as so-called DoE (Design of Experiments) plans, which generate based on various optimization criteria for each of the different boundary conditions best possible experimental design.
Anders als bei rein faktoriellen Versuchsplänen werden bei einer D-optimalen Vermessung die Steuerparameter - scheinbar regellos - gemeinsam verstellt. Bei der Erstellung dieser Versuchspläne arbeitet ein Algorithmus, der in einem gegebenen x-dimensionalen (z. B. 9-dimensionalen) Versuchsraum die Volumen der durch die Versuchspunkte aufgespannten geometrischen Körper maximiert, so dass der Informationsgehalt ebenfalls ein theoretisches Maximum annimmt. Bei einem D-optimalen Versuchsplan sollen die Wechselwirkungen der verschiedenen Steuerparameter eindeutig erkannt werden. Dabei werden typischerweise einfache Wechselwirkungen zwischen jeweils zwei der Steuer- parameter durch eine entsprechende Variation bestimmt, wobei üblicherweise eine Bestimmung von höheren Wechselwirkungen bei der gleichzeitigen Verstellung einer Vielzahl von Steuerparametern in der Regel nicht berücksichtigt werden muss, wodurch eine effiziente Ermittlung des Getriebesystemverhaltens möglich ist. Für die unter diesen Bedingungen angefahrenen Schaltungen werden aus dem Anbindungskraftsignal und der Getriebeeingangsdrehzahl Kennparameter bestimmt, mit denen man in der Lage ist, die Qualität der getätigten Schaltung zu charakterisieren (Objektivierung). Das Ergebnis ist demnach eine Tabelle, in der für jede getätigte Schaltung, d. h. für jede Versuchsplanzeile und Steuerparameterkombination SPD0E. die dazugehörigen Kennparameter KPDOE stehen. Ein- und Ausgänge des vermessenen Systems sind demnach klar definiert. Die erste Zeile des Versuchsplans steht für die so genannte Referenzzeile d. h. für den aktuellen Ist-Stand der EGS 5 ohne die Variation von Steuerparametern. Im Folgenden wird diese Steuerparameterkombination SPDOE, Ref. genannt.In contrast to purely factorial design plans, in a D-optimal measurement the control parameters are adjusted together - apparently randomly. In constructing these designs, an algorithm works that maximizes the volume of geometric bodies spanned by the experimental points in a given x-dimensional (eg, 9-dimensional) experimental space so that the informational content also assumes a theoretical maximum. In a D-optimal design, the interactions of the various control parameters should be clearly identified. In this case, simple interactions between in each case two of the control parameters are typically determined by a corresponding variation, whereby usually a determination of higher interactions in the simultaneous adjustment of a plurality of control parameters does not usually have to be considered, whereby an efficient determination of the transmission system behavior is possible. For the circuits started under these conditions, characteristic parameters are determined from the connection force signal and the transmission input speed with which one is able to characterize the quality of the circuit that has been made (objectification). The result is therefore a table in which the corresponding characteristic parameters KP DO E are available for each test circuit line, ie for each test program line and control parameter combination SP D0 E. Inputs and outputs of the measured system are therefore clearly defined. The first line of the test plan stands for the so-called reference line, ie for the current state of the EGS 5 without the variation of control parameters. In the following, this control parameter combination is called SPD O E, Ref.
Im Hinblick auf die Optimierung von Betriebspunkten einer Schaltungsart, die nicht Bestandteil der DoE-Vermessung sind, benötigt man für die Anwendung des neuen Optimierungskreislaufs weiterhin die Ist-Stände hinsichtlich der Steuer- und Kennparameter der betreffenden Punkte. Um ein Messwertrauschen zu vermeiden, werden die Schaltungen der neuen Betriebspunkte mehrmals - ohne eine Steuerparametervariation - hintereinander angefahren und die in der EGS 5 eingestellten Werte identifiziert. Aus den gewonnen Messdaten werden sodann Kennparameter identifiziert und einer Ausreißerbe- reinigung und Mittelwertbildung zugeführt. Das Ergebnis sind für jeden neuen Betriebspunkt Werte der betrachteten Steuerparameter SPBp und ausreißerbereinigte Mittelwerte der berechneten Kennparameter KPBP.With regard to the optimization of operating points of a circuit type, which are not part of the DoE measurement, the actual conditions with regard to the control and characteristic parameters of the relevant points are still required for the application of the new optimization cycle. In order to avoid measured value noise, the circuits of the new operating points are repeatedly approached without a control parameter variation and the values set in the EGS 5 are identified. From the measured data obtained, characteristic parameters are then identified and fed to an outlier cleaning and averaging. The result for each new operating point are values of the considered control parameters SP B p and outlier-corrected mean values of the calculated characteristic parameters KP BP .
Die empirische Modellbildung des Getriebemodells G kann mittels zahlreicher Methoden erfolgen, wie z. B. Polynommodellen höherer Ordnungen oder künstlichen neuronalen Netzen. Generell ist es das Ziel, das Verhalten des durch die Prüfstandsvermessung identifizierten Systems mathematisch zu beschreiben. Es gilt demnach, das Verhalten der Kennparameter KPDOE mit denThe empirical modeling of the transmission model G can be done by numerous methods, such. B. polynomial models of higher orders or artificial neural networks. In general, the goal is to mathematically describe the behavior of the system identified by the test bench measurement. Therefore, the behavior of the parameter KP DO E with the
Steuerparameterwerten SPDOE der EGS 5 zu verknüpfen, so dass Funktionen nach der Gleichung KPDOE,X = f (SPDOE,I, •■• SPD0EJ1 Getriebeeingangsdrehzahl, Getriebeeingangsmoment) (1 )Control parameter values SPD O E of the EGS 5 link, so that functions according to the equation KPD O E , X = f (SP DO E , I, SPD 0 E J1 transmission input speed, transmission input torque) (1)
das Ziel sind.the goal is.
Jedes erzeugte Getriebemodell G besitzt eine statistische Bestimmtheit, die den Aussagegehalt quantifiziert. Gerade im Hinblick auf die Übertragung von Modellinformationen auf unbekannte Betriebsbereiche, d. h. auf neue Betriebspunkte gilt es, besonders hohe Erklärungsgehalte der Modelle zu erzielen.Each generated transmission model G has a statistical certainty that quantifies the meaningfulness. Especially with regard to the transmission of model information to unknown operating areas, d. H. For new operating points, it is important to achieve particularly high explanatory levels of the models.
Eine Besonderheit bei der Anwendung des in Fig. 2 dargestellten Prozesskreislaufes ist die Aufarbeitung der für die Modellerstellung notwendigen Daten (Steuer- und Kennparameterwerte). Modellerstellung und -anwendung erfolgen im Hinblick auf die Übertragung der Modellinformationen auf unbekannte Bereiche vorzugsweise im allgemeingültigen, normierten Bereich zwischen null und eins. Das modellierte Kennparameterverhalten äußert sich demnach nicht mehr in physikalischen Absolutwerten, sondern in dimensionslosen Werten.A special feature in the application of the process cycle shown in FIG. 2 is the processing of the data necessary for the model creation (control and characteristic parameter values). Modeling and application are carried out with respect to the transmission of the model information to unknown areas preferably in the general, normalized range between zero and one. The modeled characteristic parameter behavior is therefore no longer expressed in physical absolute values, but in dimensionless values.
Die Betriebspunktanpassung A hat das Ziel, bestehende Informationen eines detailliert betrachteten Betriebspunktes auf neue Betriebspunkte zu übertragen, die nicht Gegenstand der DoE-Vermessung waren.The operating point adaptation A has the objective of transferring existing information from a detailed operating point to new operating points which were not the subject of the DoE measurement.
Dies ist möglich, da sich bei der Vermessung verschiedener Betriebspunkte das Kennparameterverhalten qualitativ ähnlich verhält. Der Unterschied hinsichtlich des Kennparameterverhaltens unter Variation der Steuerparameter bei verschiedenen Betriebspunkten ist demnach auf die quantitative Einordnnung ihrer physikalischen Einheiten beschränkt.This is possible because the characteristic parameter behavior behaves qualitatively similar when measuring different operating points. The difference in the characteristic parameter behavior with variation of the control parameters at different operating points is therefore limited to the quantitative classification of their physical units.
Das bedeutet, dass für einen neuen Betriebspunkt einmalig der Ist-Stand hinsichtlich der Steuerparameter SPBp und Kennparameter KPBρ bekannt sein muss, wobei dann die Optimierung mit allgemeingültigen (dimensionslosen)This means that, for a new operating point, the actual state with regard to the control parameters SP B p and characteristic parameter KP B ρ must be known once, in which case the optimization is carried out with generally valid (dimensionless)
Kennparametermodellen erfolgen kann. Der absolute Kennparameterwert KPBp des neuen Betriebspunktes muss demnach normiert werden. Allerdings werden für die Normierung des absoluten Kennparameterwertes KPBP die Kennparametergrenzen benötigt. Um Messungen des neuen Betriebspunktes auf einem Prüfstand einsparen zu können und trotzdem Kenntnis über die Kennparametergrenzen zu besitzen, werden Umformungen des bestehenden Informationsmaterials vollzogen.Kennparamermodellen can be done. The absolute characteristic parameter value KP B p The new operating point must therefore be normalized. However, the characteristic parameter limits are needed for the normalization of the absolute characteristic parameter value KP BP . To be able to save measurements of the new operating point on a test bench and still have knowledge of the Kennparametergrenzen, transformations of the existing information material are completed.
Aus der Systemidentifikation der Prüfstanduntersuchungen liegen die in der EGS 5 eingestellten Steuerparameterwerte des DoE-Versuchsplans (SPDOE) vor. Das ist eine Matrix mit i Zeilen (i Versuche, d. h. i verschiedene Steuerparameterkombinationen) und j Spalten (j variierte Steuerparameter). Die erste Zeile dieser Matrix besitzt die Bezeichnung SPRef und steht für die so genannte Referenzzeile, bei der das Getriebe nicht verstellt wird. Aus diesen Daten und den dazugehörigen Kennparametern KPDOE einer jeden der i Prüfstands- messungen werden die empirischen Kennparametermodelle auf normierter Basis erzeugt.
Figure imgf000015_0001
From the system identification of the test bench examinations, the control parameter values of the DoE test plan (SP DO E) set in EGS 5 are available. This is a matrix with i rows (i tries, ie i different control parameter combinations) and j columns (j varied control parameters). The first line of this matrix has the name SP Ref and stands for the so-called reference line, in which the gear is not adjusted. From these data and the associated parameters KP DOE of each of the i test bench measurements, the empirical characteristic model models are generated on a standardized basis.
Figure imgf000015_0001
CD CD CDCD CD CD
OJ DoE(2,\) OI DoE(I 2) — C>rDoE(2,j) OJ DoE (2, \) OI DoE (I 2) - C> r DoE (2, j)
SP DaE ~ mit SPR6PJ = SPD0E01 J) (2)SP DaE ~ with SPR 6 PJ = SPD 0 E 01 J) (2)
CD CD ^1 DoEOA) o-* DoE(ι,2) • • • o/ DoE(ιj)CD CD ^ 1 DoEOA) o - * DoE (ι, 2) • • • o / DoE (ιj)
Figure imgf000015_0002
Figure imgf000015_0002
Bekannt sind des Weiteren die Informationen eines neuen Betriebspunktes, der nicht Gegenstand der DoE-Vermessung ist und mehrmals auf dem Prüfstand angefahren wurde. Nach der statistischen Aufbereitung dieser so genannten Kalibrationsmessungen liegen in einerseits einer Datenzeile die Steuer- parameterwerte SPBp = [SPBp.i SPBp.2 ■■■ SPBp,,J und andererseits dazugehörige Kennparameterwerte KPBp des neuen Betriebspunktes vor.Also known is the information of a new operating point, which is not the subject of DoE measurement and has been approached several times on the test bench. After the statistical processing of these so-called calibration measurements, the control parameter values SP B p = [SP B pi SP B p.2 ■■■ SP B p ,, J and, on the other hand, associated characteristic parameter values KP B p of the new operating point.
Ziel ist nun die Berechnung eines normierten Kennparameterwertes KPBp,n (0 < KPBP, n < 1), der für den Bewertungsprozess B und Optimierungs- prozess O benötigt wird. Hierfür ist allerdings die Kenntnis bzgl. der minimalen und maximalen Kennparameterwerte des neuen Betriebspunktes für die Normierung notwendig. Es gilt also im Folgenden, diese Kennparametergrenzen des neuen Betriebspunktes zu berechnen.The goal is now the calculation of a standardized characteristic parameter value KP B p, n (0 <KPBP, n <1), which is required for the evaluation process B and the optimization process O. However, knowledge of the minimum and maximum characteristic parameter values of the new operating point for normalization is necessary for this purpose. It therefore applies below to calculate these Kennparametergrenzen the new operating point.
Hierbei wird mit dem Aufbau eines betriebspunktindividuellen Versuchsplans begonnen. Es soll virtuell, d. h. auf Basis der Modellanwendungen im Büro für den neuen Betriebspunkt eine Identifikation des Getriebesystemsverhaltens durchgeführt werden. Folglich wird für den neuen Betriebspunkt ein neuer Versuchsplan aufgebaut, der als SPDOE.BP bezeichnet wird.In this case, the construction of an operating point-specific test plan is started. It should be carried out virtually, ie on the basis of the model applications in the office for the new operating point, an identification of the transmission system behavior. Thus, for the new operating point, a new design is called, called SPD O E.BP.
Damit die Modellinformationen auf den neuen Betriebspunkt übertragen werden können, gilt es, gleiche Voraussetzungen hinsichtlich der Referenzzeile zu schaffen. Ein Steuerparameterstartwert, bei dem z. B. das Verhältnis zwischen zu- und abschaltendem Druck fünfmal höher als bei der ursprünglichen DoE-Vermessung auf dem Prüfstand ist, wird - unter Beibehaltung der gleichen prozentualen Steuerparametervariation - insgesamt ein anderes Kennparameterverhalten aufweisen als einer, bei dem das Verhältnis viel geringer ausfällt. Es gilt demnach, die Referenzzeile des neuen Versuchsplans (neuer Betriebspunkt: SPBp, Ref) mit der der tatsächlichen Vermessung (SPRef) vergleichbar zu machen.So that the model information can be transferred to the new operating point, it is necessary to create the same conditions with regard to the reference line. A control parameter starting value, in which z. If, for example, the ratio between the pressure to be switched on and off is five times higher than the original DoE measurement on the test bench, the characteristic parameter behavior will be different overall, while maintaining the same percentage control parameter variation, than one in which the ratio will be much lower. It is therefore necessary to make the reference line of the new test plan (new operating point: SP B p, R e f) comparable with the actual measurement (SP Ref ).
Um die Steuerparameterverhältnisse der Referenzzeile (SPRβf) zu berechnen, wird von einem Startwert ausgegangen, der mit den anderen Steuerparameter- werten verglichen und faktorisiert wird. Es hat sich gezeigt, dass hierfür vorzugsweise die Steuerparameter zu wählen sind, die aufgrund ihrer hohen Sensitivität bereits bei geringen Verstellungen deutliche Kennparameteränderungen aufweisen. Die Referenzzeile lautet:In order to calculate the control parameter relations of the reference line (SP Rβf ), a start value is assumed which is compared with the other control parameter values and factored. It has been shown that this preferably the control parameters are to be selected, which due to their high Sensitivity already have significant parameter changes at low adjustments. The reference line is:
SJ3Re/ = [SP DoK(IJ) SP DoE(1, 2) ■■■ SP DoH(Ij)] = [SP Ηef, I SPRef2... SP ' RefJ (5)SJ 3 Re / = [SP DoK (IJ) SP DoE (1, 2) ■■■ SP DoH (Ij)] = [SP Ηef, I SP Re f 2 ... SP 'R e fJ (5)
In diesem Beispiel ist SPDOE(I,2)
Figure imgf000017_0001
der hochsensitive Steuerparameter, der im Folgenden SPRef,s genannt wird. Ausgehend von den identifizierten Steuerparametern SPBP des neuen Betriebspunktes erfolgt die Übertragung der Steuerparameterverhältnisse mit dem Ziel, eine Referenzzeile des neuen Punktes zu berechnen. Ausgehend von dieser Zeile wird der betriebspunktindividuelle Versuchsplan aufgebaut. Die betriebspunktindividuelle Referenzzeile berechnet sich durch die Verhältnisse zwischen den sensitiven Steuerparametern des bekannten und neuen Betriebspunkts sowie der ursprünglichen Referenzzeile. Es gilt demnach allgemein für den Steuerparameter j:
In this example SPD is O E ( I , 2 )
Figure imgf000017_0001
the highly sensitive control parameter, hereinafter referred to as SP Ref, s. Starting from the identified control parameters SPBP of the new operating point, the transmission of the control parameter ratios takes place with the aim of calculating a reference line of the new point. Starting from this line, the operating point-specific test plan is set up. The operating point-specific reference line is calculated by the relationships between the sensitive control parameters of the known and new operating point and the original reference line. It therefore applies generally to the control parameter j:
*-" /»',Ref,j _ *-" ßf,Ref,S /gx* - "/» ', Ref, j _ * - "ßf, Ref, S / gx
VD CD * 'VD CD * '
OrRef ,j "7 IUf, S Or Ref, j " 7 IUf, p
Folglich berechnet sich die betriebspunktindividuelle Referenzzeile wie folgt:As a result, the operating point-specific reference line is calculated as follows:
SP ^7 BP1RCf1S ς,p '-»' gP.Ref.S Qp S* BP. Re(,S ς,p SP ^ 7 BP 1 RCf 1 S ς, p '- »' gP.Ref.S Qp S * BP. Re (, S ς, p
H1 P.Ref ς,p ■ O7 Ref,l cp " ύ/ Ref,2 * " ' op ' OrRef,j (7)H 1 P.Ref ς, p ■ O7 Ref, l cp "ύ / Ref, 2 *"' o p ' Or Ref, j (7)
OrRef,S orRef,S °rS/\Ref,S Or Ref, S or Ref, S ° r S / \ Ref, S
Auf Grundlage einer Faktorisierung des bestehenden Versuchsplans der Prüf- standsuntersuchung (SPDoE) und der anschließenden Multiplikation dieses Verhältnisses mit der neuen Referenzzeile ergibt sich ein betriebspunkt- individueller Versuchsplan: SROn the basis of a factorization of the existing test plan of the test bench test (SP DoE ) and the subsequent multiplication of this ratio with the new reference line, an operating point-specific test plan results: SR
SP, DoESP, DoE
DoE, BP ■ SP ß,/>,Re f , also (8)DoE, BP ■ SP ß, / > , Re f, thus (8)
SR Ref op ep pp orDoE,BP(\,\) OJ DoE,BP(\,2) • • • orDoE,BP(\,j)SR Ref op ep pp o r DoE, BP (\, \) OJ DoE, BP (\, 2) • • • or DoE, BP (\, j)
CD cp O DCD cp O D
OJ DoE,BP(2,\) OJ DoE,BI'(2,2) • • • o/ DoE,BP(2,j) OJ DoE, BP (2, \) OJ DoE, BI '(2,2) • • • o / DoE, BP (2, j)
SP D, oE, BP O) orDoE,BP(ι,\) ^1 DoE, BP(ι, 2) SP D, oE, BPOJ)SP D, OE, BP O) o r DoE, BP (ι \) ^ 1 DoE, BP (ι, 2) SP D, OE, BPOJ)
Die Matrix SPDOE,BP besitzt - genau wie SPDOE - i Zeilen und j Spalten. Zusätzlich wird die neu gemessene Steuerparameterkombination des Prüfstands (SPDOE.BP) in diesen neuen Versuchsplan als Zeile (i+1) aufgenommen. Für diese Zeile ist der Kennparameterwert durch die Messungen bereits bekannt, so dass der Wert KPBP ebenfalls übernommen wird.The matrix SP DO E, BP has - just like SPD O E - i rows and j columns. In addition, the newly measured control parameter combination of the test bench (SP DOE.P B P) is included in this new design as row (i + 1). For this line, the characteristic parameter value is already known by the measurements, so that the value KPBP is also adopted.
Diese neu entstandene Matrix, d. h. dieser neu entstandene betriebspunktindividuelle Versuchsplan mit (i+1) Zeilen, wird für jede Spalte, also für jeden Steuerparameter mit 0 < (SPDOE, BP.ΠX j £ 1 normiert.This newly created matrix, ie this newly created operating point-individual experimental plan with (i + 1) rows, is normalized for every column, ie for each control parameter, with 0 <(SPD O E, BP · j X j £ 1.
Für die Berechnung der Modellantworten wird dieser neue Versuchsplan virtuell durch Verwendung der Kennparametermodelle "nachgefahren". Das Ergebnis ist ein Vektor mit normierten Kennparameterwerten der Länge (i+1) namensFor the calculation of the model answers, this new test plan is virtually "traced" by using the characteristic model models. The result is a vector with normalized characteristic parameter values of length (i + 1) named
KPDoE,BP,n mit 0 < (KPDoE, BP, n)l. j < 1 -KP D oE, BP, n with 0 <(KP DoE , BP, n) l. j <1 -
Weiterhin werden über eine Rücktransformation, d. h. über eine Division aller Zeilen mit der letzten (i+1-ste Zeile), die absoluten Kennparameterwerte des neuen Betriebspunktes berechnet. Der normierte Kennparametervektor wird mit der Kenntnis über den auf dem Prüfstand gemessenen Kennparameterwert (KPBP) multipliziert und in einen Absolutwert rücktransformiert:Furthermore, via an inverse transformation, i. H. By dividing all lines with the last (i + 1-th row), the absolute characteristic parameter values of the new operating point are calculated. The normalized characteristic parameter vector is multiplied by the knowledge of the characteristic parameter value (KPBP) measured on the test bench and transformed back into an absolute value:
KRKR
KP, DoE,BP.nKP, DoE, BP.n
DuE, BP KPDuE, BP KP
KR B>P (10)KR B > P (10)
DoE.BP,n(i+l) Mit Hilfe dieses Vektors - gefüllt mit Absolutwerten - erhält man die minimalen und maximalen Kennparametergrenzen des neuen Betriebspunktes. Sodann kann der gemessene Kennparameterwert des neuen Betriebspunkte normiert werden. Es entsteht der Wert KPBp,n (0 < KPBp,n < 1), der Verwendung im Bewertungsprozess B findet.DoE.BP, n (i + l) With the help of this vector - filled with absolute values - one obtains the minimum and maximum characteristic parameter limits of the new operating point. Then the measured characteristic parameter value of the new operating point can be normalized. The result is KP B p, n (0 <KP B p, n <1), which finds use in evaluation process B.
Der Bewertungsprozess B hat die Aufgabe, die Qualität der simulierten Schaltvorgänge und insbesondere die Vorschläge des Optimierungszyklusses O zu bewerten, so dass auf Grundlage dieser Ergebnisse neue Steuerparameterwerte berechnet werden können, die sich nach und nach einem Optimalwert annähern.The evaluation process B has the task of evaluating the quality of the simulated switching operations and in particular the suggestions of the optimization cycle O, so that based on these results new control parameter values can be calculated, which gradually approach an optimum value.
Die Bewertung erfolgt auf den Grundlagen der Fuzzy-Logic, wobei ein Bewertungsfaktor BF berechnet wird, der die im Büro simulierten Schaltvorgänge durch Berechnung einer Kennzahl quantifiziert.The evaluation is based on the principles of fuzzy logic, whereby a weighting factor BF is calculated, which quantifies the switching processes simulated in the office by calculating a key figure.
Eingänge des Bewertungssystems sind die normierten Kennparameterwerte KPBP.Π eines jeden betrachteten Kennparameters (z. B. Schaltzeit, Verzögerungszeit, Gradienten, Spitze-Spitze-Werte, ...). Für jeden normierten Kennparameterwert KPBp,n wird ein Zugehörigkeitsgrad berechnet, der Eingang in das Regelwerk (Inferenz) nimmt. Das Ergebnis ist ein Bewertungsfaktor BF, der die betreffende Kennparamterkombination quantifiziert und ausgibt.Inputs of the evaluation system are the normalized characteristic parameter values KP BP . Π of each characteristic parameter considered (eg switching time, delay time, gradients, peak-to-peak values, ...). For each standardized characteristic parameter value KP B p, n , a degree of membership is calculated which takes input into the set of rules (inference). The result is a weighting factor BF, which quantifies and outputs the relevant Kennparamterkombination.
Der Bewertungsfaktor BF ist demnach - neben den formulierten Zusammenhängen im Regelwerk - abhängig von den berechneten Zugehörigkeitsgraden der Eingänge, die wiederum von der Art und Lage der Zugehörigkeitsfunktion abhängig sind. Bewegt man die Zugehörigkeitsfunktionen der Eingänge auf der Abszisse nach rechts oder nach links, so verschiebt man gleichermaßen den Zielwert des betreffenden Kennparameters. Einen hohen Bewertungsfaktor BF erhält man erst dann, wenn Kennparameter Eingang in das Fuzzy-System finden, die diesen Zielwerten entsprechen. Durch aktive Verschiebung der Zugehörigkeitsfunktionen des Eingangs ist es demnach möglich, die Zielvorgaben einzustellen. Dieser Vorgang wird als Abszissenverschiebung betitelt. Ein hoher Bewertungsfaktor BF bedeutet demnach, dass die gefundene Kenn- parameterkombination den formulierten Zielvorgaben sehr gut entspricht.The weighting factor BF is thus - in addition to the formulated relationships in the set of rules - dependent on the calculated degrees of membership of the inputs, which in turn depend on the nature and location of the membership function. If one moves the membership functions of the inputs on the abscissa to the right or to the left, one likewise shifts the target value of the relevant characteristic parameter. A high weighting factor BF is only obtained if the characteristic parameters input into the fuzzy system find that meet these targets. By actively shifting the membership functions of the input, it is thus possible to set the target specifications. This process is called abscissa shift. A high weighting factor BF therefore means that the parameter combination found corresponds very well with the formulated targets.
Im Rahmen des neuen Optimierungskreislaufs wird vorzugsweise mit so genannte Fuzzy-Ist- und Fuzzy-Soll-Systemen gearbeitet, die sich lediglich durch die Verschiebungen der Zugehörigkeitsfunktionen unterscheiden. Der Ist- Stand wird durch Kenntnis der normierten Kennparameter KPBp,n eingestellt (=KPBP,n,ιsτ)> der Soll-Stand entspricht der Zielvorgabe, d. h. dem Optimierungsziel.In the context of the new optimization cycle, preference is given to working with so-called fuzzy actual and fuzzy target systems, which differ only by the shifts in the membership functions. The actual state is set by knowledge of the normalized characteristic parameters KP B p, n (= KPBP, n , ιsτ) > the target state corresponds to the target specification, ie the optimization target.
Der Optimierungszyklus kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Basis eines Evolutionsmodells erfolgen. Dieses gehört zur Klasse der stochastischen Suchverfahren und ermöglicht auch die Behandlung komplizierter Probleme, die aufgrund eines zu hohen Rechenaufwands mit traditionellen Optimierungsmethoden nicht mehr handhabbar sind.The optimization cycle can be carried out in the context of the inventive method based on an evolution model. It belongs to the class of stochastic search methods and also allows the treatment of complicated problems, which are no longer manageable due to excessive computational effort with traditional optimization methods.
Im Rahmen des Optimierungszyklusses wird ein normierter Kennparameter- Zielwert berechnet:As part of the optimization cycle, a standardized characteristic parameter target value is calculated:
^BP, n, IUI = KPBPJ, (1 1 ) KPBPS,,SOU = KPBPSJST ■ FoP, mit dem Optimierungsfaktor 0 < FOpt < 1. (12)^ BP, n, IUI = KPBPJ, (1 1) KP S BP, SOU = KPBP S JST ■ F o P, F with the optimization factor 0 <Opt <1. (12)
Im Vorfeld wird ein theoretisch maximal möglicher Bewertungsfaktor (BFMAX, theoretisch) berechnet. Dieser ergibt sich durch Generierung eines vollfaktoriellen Versuchsplans aller beteiligten Kennparameter, der im Rahmen einer Vorsimulation Eingang in das Bewertungssystem findet. Der maximal aus diesen Berechnungen gefundene Wert wird als BFMAx.theoretisch bezeichnet. Die Definition der kennparameterspezifischen Optimierungsfaktoren Fopt richtet sich nach der jeweiligen Benutzervorgabe. Wird zum Beispiel der optimale Steuerparametersatz für einen Schaltvorgang gesucht, der möglichst komfortabel bei gleicher Schaltspontaneität ist, so werden die Optimierungsfaktoren für die Schaltzeiten gleich eins gesetzt, während die den Komfort bestimmenden Kraftdifferenzen oder -gradienten bei Werten kleiner eins beginnen.In advance, a theoretically maximum possible weighting factor (BFMAX, theoretical) is calculated. This results from the generation of a full-factorial design of all involved parameters, which is included in the assessment system as part of a pre-simulation. The value of maximum found from these calculations is as BF MA x. t h eo r et i sch . The definition of the parameter-specific optimization factors Fo pt depends on the respective user specification. If, for example, the optimum control parameter set is searched for a switching operation that is as comfortable as possible with the same switching spontaneity, then the optimization factors for the switching times are set equal to one, while the force differences or gradients determining comfort start at values of less than one.
Bezüglich dieses Beispiels wird hinsichtlich der Optimierungsfaktoren der den Komfort bestimmenden Kennparameter mit verhältnismäßig kleinen Faktoren begonnen und davon ausgegangen, dass es keine Lösung im Suchraum gibt, die diesen Zielvorgaben entspricht, was sich durch kleine Bewertungsfaktoren ausdrückt. Dabei werden nach dem Optimierungsvorgang die gefundenen Bewertungsfaktoren BFMAX mit dem theoretisch maximal möglichen Bewertungsfaktor verglichen und die dazugehörige Steuerparameterkombination gespeichert, sobald der Wert größer als 90% von BFMAx,theoretisch ist. Für den nächsten Durchlauf wird der Optimierungsfaktor erhöht und dem Ist- Zustand angenähert. Sobald der Kennparameter-Soll-Wert den Ist-Wert durch die stetige Erhöhung der Optimierungsfaktoren überschreitet, wird der Optimierungszyklus O beendet.With regard to this example, the optimization factors of the comfort determining parameters are started with relatively small factors, and it is assumed that there is no solution in the search space corresponding to these targets, which is expressed by small weighting factors. After the optimization process, the evaluation factors BFM A X found are compared with the theoretically maximum possible weighting factor and the associated control parameter combination is stored as soon as the value is greater than 90% of BF M Ax, theoretical. For the next run, the optimization factor is increased and approximated to the actual state. As soon as the characteristic parameter setpoint value exceeds the actual value by the continuous increase of the optimization factors, the optimization cycle O is ended.
Die Tatsache, dass nicht nur ein Steuerparametersatz gesichert wird, sondern mehrere Sätze, beruht auf dem Zusammenhang, dass im Büro mit mehreren Modellen gearbeitet wird, die alle einen Modellfehler besitzen, der sich bei guter bis sehr guter statistischer Aussagesicherheit im Mittel bei typischerweise sechs bis zehn Prozent bewegt. Weiterhin führt die Annahme, dass bestehende Informationen auf andere Betriebspunkte anwendbar sind, zwangsläufig zu Ungenauigkeiten, die durch Verifikationsmessungen abgedeckt werden. So werden beispielsweise die zehn besten Optimierungsergebnisse abgesichert und der Verifikation durch eine Verifikationsphase V auf dem Prüfstand zugeführt.The fact that not only one set of control parameters is saved, but several sentences, is based on the fact that the office uses several models, all of which have a model error, ranging from good to very good statistical confidence on average at typically six to six ten percent moved. Furthermore, the assumption that existing information is applicable to other operating points inevitably leads to inaccuracies covered by verification measurements. For example, the ten best optimization results are secured and verification by a verification phase V on the test bench.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die Prüfstandsnutzungszeiten im Hinblick auf die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren typischerweise auf ein Drittel reduziert werden, wobei mit zunehmender Anzahl von Getriebestufen eine noch größere Zeitersparnis erreicht werden kann, da eine Parameteroptimierung stets für alle Hoch- und Rückschaltvorgänge zwischen den jeweils benachbarten Getriebestufen durchgeführt werden muss. By the method according to the invention, the test bench utilization times with respect to the known from the prior art method can typically be reduced to one third, with an even greater time savings can be achieved with increasing number of gear stages, since a parameter optimization always for all upshifts and downshifts between must be performed in each case adjacent transmission stages.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zur Optimierung eines elektronisch gesteuerten automatisch schaltenden Getriebes für ein Kraftfahrzeug,A method of optimizing an electronically controlled automatic shift transmission for a motor vehicle,
wobei in einer Prüfstandphase das Getriebesystemverhalten für vorgegebene Parametersätze an einem Getriebe auf einem Aggregateprüfstand (Motor- Getriebe-Prüfstand) oder an einem in das Fahrzeug eingebauten Getriebe auf einem Rollenprüfstand ermittelt wird,wherein in a test phase the transmission system behavior for predetermined parameter sets is determined on a transmission on an engine test bench (engine-transmission test bench) or on a vehicle-mounted transmission on a chassis dynamometer,
wobei in der Prüfstandphase bei einem Schaltvorgang zwischen zwei Getriebestufen für einen ersten Betriebspunkt oder einen ersten Satz von Betriebspunkten, die zumindest durch die Getriebeeingangsdrehzahl und das Getriebeeingangsmoment bestimmt sind, jeweils bei einer Vielzahl von Schaltvorgängen ein Satz von Steuerparametern, welche den Schaltablauf bestimmen, anhand einer vorgegebenen Matrix variiert und für jeden Steuerparametersatz charakteristische Kennparameter ermittelt werden,wherein in the test phase in a switching operation between two gear stages for a first operating point or a first set of operating points, which are determined by at least the transmission input speed and the transmission input torque, each of a plurality of switching operations, a set of control parameters that determine the switching sequence, based on a predetermined matrix and characteristic characteristic parameters are determined for each control parameter set,
wobei in der Prüfstandphase für einen zweiten Satz von Betriebspunkten jeweils nur für einen bevorzugten Steuerparametersatz Schaltvorgänge durchgeführt werden,wherein switching operations are carried out in the test bench phase for a second set of operating points in each case only for a preferred set of control parameters,
wobei anschließend aus den für den ersten Betriebspunkt bzw. den ersten Satz von Betriebspunkten ermittelten Kennparametern Algorithmen ermittelt werden, die das allgemeingültige Verhalten der Kennparameter mit der Variation der Steuerparameter empirisch verknüpfen, wobei die Algorithmen auf den zweiten Satz von Betriebspunkten angewandt werden und ausgehend von den Steuerparametern, die für den zweiten Satz von Betriebspunkten in der Prüfstandsphase ermittelt wurden, eine Variation der Steuerparameter numerisch simuliert wird und wobei für die simulierten Steuerparametersätze Kennparameter ermittelt werden undwherein algorithms are then determined from the characteristic parameters determined for the first operating point or the first set of operating points, which empirically link the general behavior of the characteristic parameters with the variation of the control parameters, wherein the algorithms are applied to the second set of operating points and, based on the control parameters determined for the second set of operating points in the test bench phase, a variation of the control parameters is numerically simulated and wherein characteristic parameters are determined for the simulated control parameter sets and
wobei aus den Kennparametern für jeden Steuerparametersatz und jeden Betriebspunkt mittels einer Bewertungsfunktion ein Bewertungs- faktor für die Qualität des zugeordneten Schaltvorganges ermittelt wird.wherein an evaluation factor for the quality of the associated switching operation is determined from the characteristic parameters for each control parameter set and each operating point by means of a weighting function.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Kennparameter durch eine Normierung als dimensionslose Größen dargestellt werden.2. The method of claim 1, wherein the characteristic parameters are represented by a normalization as dimensionless quantities.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bewertungsfunktion zur Ermittlung des Bewertungsfaktors durch ein Fuzzy-Logic-Modell bestimmt wird.3. The method of claim 1 or 2, wherein the evaluation function for determining the weighting factor is determined by a fuzzy logic model.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Algorithmen, die das Verhalten der Kennparameter mit der Variation der Steuerparameter empirisch verknüpfen, aus den einander zugeordneten Größen mittels eines künstlichen neuronalen Netzes ermittelt werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the algorithms which empirically link the behavior of the characteristic parameters with the variation of the control parameters, are determined from the mutually associated quantities by means of an artificial neural network.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in einem Optimierungszyklus neue Steuerparameter vorgeschlagen werden, wobei zu diesen Steuer- parametern mit den Algorithmen, die das Verhalten der Kennparameter mit der Variation der Steuerparameter empirisch verknüpfen, durch eine numerische Simulation zugeordnete Kennparameter bestimmt werden und wobei für diese Kennparameter ein Bewertungsfaktor bestimmt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein new control parameters are proposed in an optimization cycle, wherein for these control parameters with the algorithms that empirically link the behavior of the characteristic parameters with the variation of the control parameters determined by a numerical simulation characteristic parameters and wherein a weighting factor is determined for these characteristic parameters.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei in dem Optimierungszyklus bestimmte bevorzugte simulierte Steuerparametersätze abgespeichert und in einer Verifikationsphase durch Messungen auf dem Rollenprüfstand bzw. dem Aggregateprüfstand überprüft werden. 6. The method of claim 5, wherein in the optimization cycle certain preferred simulated control parameter sets are stored and stored in one Verification phase can be checked by measurements on the chassis dynamometer or the unit test bench.
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