Simultane Optimierung von Steuerkennfeldern und -kennlinien in der Antriebsstrangentwicklung

Mit der in der automobilen Antriebsstrangentwicklung verbreiteten Methodik der modellbasierten Kalibrierung (Applikation) werden Kalibrierparameter in der Software von Steuergeräten auf den Zielantriebsstrang und Zielmarkt angepasst. Dabei kommen Methoden der statistischen Versuchsplanung, der empirischen Modellbildung und der numerischen Optimierung zum Einsatz. Diese Arbeit fokussiert sich auf den Schritt der Optimierung und beschreibt neue Ansätze zur Optimierung von Kalibrierparametern, die in Steuerkennfeldern, -kennlinien und -skalaren in Abhängigkeit des Antriebsstrangbetriebspunktes hinterlegt werden. Die Optimierung der Parameter hinsichtlich der Zielgrößen und die Ermittlung geeigneter Kennfelder und Kennlinien geschieht häufig in zwei sequenziellen Schritten. Letztendlich sind die Ergebnisse durch die sequenzielle Arbeitsweise nicht mehr optimal.
Die neuen Ansätze verwenden ein direktes Verfahren, bei dem die Kennfelder und erstmals auch Kennlinien und Skalare direkt optimiert werden. Zur Beschleunigung der Optimierung wird neben der Reduzierung der Freiheitsgrade eine analytische Beschreibung des Gradienten und der Hessematrix verwendet. Ein weiterer neuer multikriterieller Ansatz ermöglicht die Ermittlung des Zielkonfliktes zwischen verschiedenen Antriebsstrangzielgrößen. Die Ansätze werden in einem Beispiel aus der Fahrbarkeitskalibrierung angewendet, bei neben dem Antriebsstrangkomfort und der -dynamik auch die Emission eines Verbrennungsmotors optimiert wird.