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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Lernen
der Strömungsrate
eines hydraulischen Fluids in einem Automatikgetriebe.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Ein
Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs umfasst allgemein eine Anzahl
von Getriebeelementen, die dessen Antriebs- und Abtriebswelle koppeln, und
eine verwandte Anzahl von Drehmoment begründenden Einrichtungen, wie
beispielsweise Kupplungen und Bremsen, die selektiv einrückbar sind,
um bestimmte Getriebeelemente zur Begründung eines gewünschten
Drehzahlverhältnisses
zwischen der Antriebs- und Abtriebswelle zu aktivieren. In diesem Kontext
wird der Ausdruck "Drehmomentübertragungseinrichtung" verwendet, um sowohl
Bremsen als auch Kupplungen zu bezeichnen.
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Die
Getriebeantriebswelle ist durch eine Fluidkopplung, wie beispielsweise
einen Drehmomentwandler, mit der Fahrzeugmaschine verbunden, und die
Abtriebswelle ist direkt mit den Fahrzeugrädern verbunden. Das Schalten
von einem Drehzahlverhältnis
zu einem anderen wird in Ansprechen auf die Fahrzeugdrosselklappe
und die Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt und umfasst allgemein das
Lösen einer
oder mehrerer (abgehender) Kupplungen, die dem momentanen oder erreichten
Drehzahlverhältnis
zugeordnet sind, und das Anwenden einer oder mehrerer (an kommender)
Kupplungen, die dem gewünschten
oder befohlenen Drehzahlverhältnis zugeordnet
sind.
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Das
Drehzahlverhältnis
ist definiert als die Getriebeantriebsdrehzahl oder Turbinendrehzahl
geteilt durch die Abtriebsdrehzahl. Somit weist ein niedriger Gangbereich
ein hohes Drehzahlverhältnis
und ein hoher Gangbereich ein niedriges Drehzahlverhältnis auf.
Das Schalten von einem Drehzahlverhältnis zu einem anderen erfordert
ein präzises
Timing, um ein hoch qualitatives Schalten zu erreichen. Die Qualität des Schaltens
hängt von
dem zusammenwirkenden Betrieb mehrerer Funktionen ab, wie beispielsweise
Druckänderungen
in den Kupplungseinrückkammern
und dem Timing von Steuerungsereignissen. Darüber hinaus führen Herstellungstoleranzen
bei jedem Getriebe, Veränderungen
aufgrund von Abnutzung, Variationen in der Ölqualität und Temperatur, etc. zu einer
Verschlechterung der Schaltqualität.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung umfasst das Abschätzen eines
Strömungsratenwerts für jede von
mehreren Temperaturen. Danach wird die momentane Getriebetemperatur
gemessen. Die Strömungsrate,
die der momentanen Getriebetemperatur entspricht, wird dann auf
die folgende Weise gelernt. Der Prozess des Lernens der Strömungsrate umfasst
anfänglich
das Identifizieren des Vorliegens einer vordefinierten Schaltabweichung
bzw. -aberration. Wenn die vordefinierte Schaltabweichung nicht identifiziert
wurde, wird die Strömungsratenschätzung entsprechend
der momentanen Getriebetemperatur iterativ angepasst. Wenn die vordefinierte Schaltabweichung
identifiziert wurde, wird die Strömungsratenschätzung, die
der momentanen Getriebetemperatur entspricht, um einen iterativen
Schritt umgekehrt, wodurch der gelernte Strömungsratenwert für die momentane
Getriebetemperatur bereitgestellt wird.
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Der
Prozess des Lernens der Strömungsrate kann
erst nach der Vollendung eines Schaltvorgangs, aus welchem die Strömungsrate
gelernt werden soll, durchgeführt
werden.
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Der
Prozess des Lernens der Strömungsrate kann
nur dann durchgeführt
werden, wenn die gemessene Getriebetemperatur außerhalb eines vordefinierten
Normalbetriebstemperaturbereichs liegt.
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Der
Prozess des Lernens der Strömungsrate kann
nur dann durchgeführt
werden, wenn der vollendete Schaltvorgang an dem normalen Schaltpunkt auftrat.
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Der
Prozess des Lernens der Strömungsrate kann
nur dann durchgeführt
werden, wenn die maximale Maschinendrehzahl während des Schaltvorgangs, aus
welchem die Strömungsrate
gelernt werden soll, niedriger als ein vordefinierter Maschinendrehzahlwert
war.
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Der
Prozess des Lernens der Strömungsrate kann
nur dann durchgeführt
werden, wenn eine Getriebepumpendrehzahl zur Druckregelung angemessen
ist.
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Das
Verfahren zur Annäherung
der Strömungsrate
eines hydraulischen Fluids in einem Automatikgetriebe kann auch
das Abspeichern des gelernten Strömungsratenwerts in einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung
umfassen.
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Das
Verfahren zum Annähern
der Strömungsrate
eines hydraulischen Fluids in einem Automatikgetriebe kann auch
umfassen, dass der iterative Schritt verringert wird, nachdem der
Strömungsratenwert
gelernt wurde.
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Die
voranstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung der besten Arten und Weisen zum Ausführen der
Erfindung leicht ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
gesehen wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Fahrzeugantriebsstrangs gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine beispielhafte Tabelle, in welcher abgeschätzte Strömungsratenwerte, die mehreren
Temperaturen entsprechen, gespeichert sind;
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3 ist
ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Abschätzen der
Strömungsrate
auf der Grundlage eines vorangegangenen Hochschaltens darstellt;
und
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4 ist
ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Abschätzen der
Strömungsrate
auf der Grundlage eines vorangegangenen geregelten Herunterschaltens
bei geschlossener Drosselklappe oder eines geregelten Garagenschaltvorgangs
darstellt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezug
nehmend auf die Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen in den
verschiedenen Ansichten die gleichen oder entsprechende Teile darstellen,
ist in 1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften
Fahrzeugantriebsstrangs 10 gezeigt. Es ist einzusehen,
dass der Antriebsstrang 10 zu Darstellungszwecken gezeigt
ist und dass die vorliegende Erfindung auch auf alternative Antriebsstrangkonfigurationen
anwendbar ist. Der Fahrzeugantriebsstrang 10 umfasst vorzugsweise
eine Maschine 12, ein Getriebe 14 und einen Drehmomentwandler 16,
der für
eine Fluidkopplung zwischen der Maschine 12 und einer Getriebeantriebswelle 18 sorgt.
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Eine
Drehmomentwandlerkupplung oder TCC 19 ist unter bestimmten
Bedingungen selektiv eingerückt,
um für
eine mechanische Kopplung zwischen der Maschine 12 und
der Getriebeantriebswelle 18 zu sorgen. Die Getriebeabtriebswelle 20 ist
auf eine von mehreren herkömmlichen
Weisen mit den Antriebsrädern
des Fahrzeugs gekoppelt. Die dargestellte Ausführungsform zeigt eine Vierradantriebsanwendung
(4WD-Anwendung),
bei welcher die Abtriebswelle 20 mit einem Verteilergetriebe 21 verbunden
ist, welches auch mit einer Hinterantriebswelle R und einer Vorderantriebswelle
F gekoppelt ist. Typischerweise ist das Verteilergetriebe 21 manuell schaltbar,
um einen von mehreren Antriebszuständen selektiv zu begründen, einschließlich verschiedener
Kombinationen von Zweiradantrieb und Vierradantrieb und niedrigem
oder hohem Drehzahlbereich, wobei ein Neutralzustand zwischen dem
Zwei- und Vierradantriebszustand auftritt.
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Das
Getriebe 14 weist drei untereinander verbundene Planetengetriebesätze auf,
die allgemein mit den Bezugszeichen 23, 24 und 25 bezeichnet sind.
Der Planetengetriebesatz 22 umfasst ein Sonnenradelement 28,
ein Hohlradelement 29 und eine Planetenträgerbaugruppe 30.
Die Planetenträgerbaugruppe 30 umfasst
mehrere Zahnräder,
die an einem Trägerelement
drehbar angebracht sind und in Zahneingriffsbeziehung sowohl mit
dem Sonnenradelement 28 als auch dem Hohlradelement 29 stehen. Der
Planetengetriebesatz 24 umfasst ein Sonnenradelement 31,
ein Hohlradelement 32 und eine Planetenträgerbaugruppe 33.
Die Planetenträgerbaugruppe 33 umfasst
mehrere Zahnräder,
die an einem Trägerelement
drehbar angebracht sind und in Zahneingriffsbeziehung sowohl mit
dem Sonnenradelement 31 als auch mit dem Hohlradelement 32 stehen.
Der Planetengetriebesatz 25 umfasst ein Sonnenradelement 34,
ein Hohlradelement 35 und eine Planetenträgerbaugruppe 36.
Die Planetenträgerbaugruppe 36 umfasst
mehrere Zahnräder,
die an einem Trägerelement
drehbar angebracht sind und in Zahneingriffsbeziehung mit sowohl
dem Sonnenradelement 34 als auch dem Hohlradelement 35 stehen.
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Die
Antriebswelle 18 treibt das Sonnenrad 28 des Getriebesatzes 23 kontinuierlich
an, treibt die Sonnenräder 31, 34 der
Getriebesätze 24, 25 über eine
Kupplung C1 selektiv an und treibt den Träger 33 des Getriebesatzes 24 über eine
Kupplung C2 selektiv an. Die Hohlräder 29, 32, 35 der
Getriebesätze 23, 24, 25 sind über Kupplungen
(d.h. Bremsen) C3, C4 bzw. C5 selektiv mit Masse 42 verbunden.
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Der
Zustand der Kupplungen C1–C5
(d.h. eingerückt
oder ausgerückt)
kann gesteuert werden, um sechs Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
(1, 2, 3, 4, 5, 6), ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis (R)
oder einen Neutralzustand (N) bereitzustellen. Beispielsweise wird
das erste Vorwärtsdrehzahlverhältnis durch
Einrücken
der Kupplungen C1 und C5 erreicht. Das Schalten von einem Vorwärtsdrehzahlverhältnis zu einem
anderen wird allgemein durch Ausrücken einer Kupplung (die als
die abgehende Kupplung bezeichnet wird) erreicht, während eine
andere Kupplung eingerückt
wird (die als die ankommende Kupplung bezeichnet wird). Beispielsweise
wird das Getriebe 14 aus dem zweiten Gang in den ersten
heruntergeschaltet, indem die Kupplung C4 ausgerückt wird, während die Kupplung C5 eingerückt wird.
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Die
Drehmomentwandlerkupplung 19 und die Getriebekupplungen
C1–C5
werden durch ein elektrohydraulisches Steuersystem gesteuert, welches
allgemein mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet ist. Die
hydraulischen Teile des Steuersystems 44 umfassen eine
Pumpe 46, welche ein hydraulisches Fluid aus einem Reservoir 48 zieht,
einen Druckregler 50, welcher einen Teil der Pumpausgabe
an das Reservoir 48 zurückführt, um
einen geregelten Druck in einer Leitung 52 zu entwickeln,
ein sekundäres Druckregelventil 54,
ein manuelles Ventil 56, welches durch den Fahrer des Fahrzeugs
betätigt
wird, und eine Anzahl von solenoidbetätigten Fluidsteuerventilen 58, 60, 62 und 64.
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Der
elektronische Teil des elektrohydraulischen Steuersystems 44 ist
hauptsächlich
in der Getriebesteuereinheit 66 oder dem Controller verkörpert, welche
bzw. welcher auf einem Mikroprozessor basiert und eine herkömmliche
Architektur aufweist. Die Getriebesteuereinheit 66 steuert
die solenoidbetätigten
Fluidsteuerventile 58–64 auf
der Grundlage einer Anzahl von Eingaben 68, um ein gewünschtes Getriebedrehzahlverhältnis zu
erreichen. Derartige Eingaben umfassen beispielsweise Signale, welche die
Getriebeeingangsdrehzahl TIS, einen Fahrerdrehmomentbefehl TQ, die
Getriebeausgangsdrehzahl TOS und die Temperatur Tsump des hydraulischen
Fluids darstellen. Sensoren zur Entwicklung derartiger Signale können herkömmlicher
Natur sein und wurden zur Vereinfachung weggelassen.
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Der
Steuerhebel 82 des manuellen Ventils 56 ist mit
einem Sensor und einem Anzeigemodul 84 gekoppelt, welches
auf der Grundlage der Steuerhebelstellung ein Diagnosesignal auf
einer Leitung 86 erzeugt; ein derartiges Signal wird herkömmlicherweise
als ein PRNDL-Signal bezeichnet, da es anzeigt, welcher der Getriebebereiche
(P, R, N, D oder L) durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgewählt wurde. Fluidsteuerventile 60 sind
schließlich
mit Druckschaltern 74, 76, 78 versehen,
um auf der Grundlage der jeweiligen Schaltventilstellungen auf Leitungen 80 Diagnosesignale
an die Steuereinheit 60 zu liefern. Die Steuereinheit 66 überwacht
wiederum die verschiedenen Diagnosesignale, um den korrekten Betrieb
der gesteuerten Elemente elektrisch zu verifizieren.
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Die
solenoidbetriebenen Fluidsteuerventile 58–64 werden
allgemein dadurch charakterisiert, dass sie entweder vom Ein/Aus-Typ
oder vom modulierten Typ sind. Um Kosten zu verringern, ist das elektrohydraulische
Steuersystem 44 konfiguriert, um die Anzahl von modulierten
Fluidsteuerventilen zu minimieren, da modulierte Ventile allgemein
teurer zu implementieren sind. Zu diesem Zweck bilden die Fluidsteuerventile 60 einen
Satz von drei Ein/Aus-Schaltventilen, in 1 als ein
gemeinsamer Block gezeigt, und sie werden in Übereinstimmung mit dem manuellen
Ventil 56 verwendet, um ein gesteuertes Einrücken und
Ausrücken
jeder der Kupplungen C1–C5
zu ermöglichen.
Die Ventile 62, 64 sind vom modulierten Typ. Für jedes
beliebige ausgewählte
Verhältnis
aktiviert die Steuereinheit 66 eine spezielle Kombination
von Schaltventilen 60, um eine der modulierten Ventile 62, 64 mit
der ankommenden Kupplung und die andere der modulierten Ventile 62, 64 mit
der abgehenden Kupplung zu koppeln.
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Die
modulierten Ventile 62, 64 umfassen jeweils ein
herkömmliches
Druckregelventil, welches durch einen variablen Führungsdruck
vorge spannt ist, welcher durch (nicht gezeigte) stromgesteuerte Kraftmotoren
entwickelt wird. Das Fluidsteuerventil 58 ist ebenfalls
ein moduliertes Ventil und steuert den Fluidzuführungspfad zu den Wandlerkupplungen 19 in
den Leitungen 70, 72, um die Wandlerkupplung 19 selektiv
einzurücken
und auszurücken.
Die Getriebesteuereinheit 66 ermittelt Druckbefehle, um
die ankommende Kupplung weich einzurücken, während die abgehende Kupplung
weich ausgerückt
wird, um von einem Drehzahlverhältnis
zu einem anderen zu schalten, entwickelt entsprechende Kraftmotorstrombefehle
und liefert dann gemäß den Strombefehlen Strom
an die jeweiligen Kraftmotoren. Somit sprechen die Kupplungen C1–C5 über die
Ventile 58–64 und
deren jeweilige Betätigungselemente
(z.B. Solenoide, stromgesteuerte Kraftmotoren) auf die Druckbefehle
an.
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Wie
oben angegeben, umfasst jedes Schalten von einem Drehzahlverhältnis zu
einem anderen eine Füll-
oder Vorbereitungsphase, während
der eine Einrückkammer 91 der
ankommenden Kupplung in Vorbereitung auf die Drehmomentübertragung
gefüllt
wird. Der Einrückkammer
zugeführtes Fluid
drückt
eine (nicht gezeigte) Rückstellfeder
zusammen, wodurch ein (nicht gezeigter Kolben) bewegt oder gehoben
wird. Sobald die Einrückkammer gefüllt ist, übt der Kolben
eine Kraft auf die Kupplungsplatten aus, wodurch eine Drehmomentkapazität über den
anfänglichen
Rückstellfederdruck
hinaus entwickelt wird. Danach überträgt die Kupplung Drehmoment
in Bezug auf den Kupplungsdruck, und das Schalten kann unter Verwendung
verschiedener Steuerstrategien vollendet werden. Eine typische Steuerstrategie
umfasst das Befehlen eines Maximaldrucks der ankommenden Kupplung
für eine
empirisch ermittelte Kupplungsfüllzeit.
Die Kupplungsfüllzeit
kann auf der Grundlage des Kupplungsvolumens und der Strömungsrate
gemäß der Gleichung berechnet
werden: Kupplungsfüllzeit
= "Kupplungsvolumen"/"Strömungsrate". Das "Kupplungsvolumen" ist das Fluidvolumen,
das erforderlich ist, um eine Kupp lungseinrückkammer zu füllen und
dadurch zu bewirken, dass die Kupplung Drehmomentkapazität gewinnt.
Die "Strömungsrate" ist die Rate, mit
welcher hydraulisches Fluid an die Kupplungseinrückkammer transferiert wird.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform wird
das Volumen der ankommenden Kupplung auf die Weise berechnet oder "gelernt", die in dem US-Patent Nr. 6,915,890
offenbart ist, welches an Whitton et al. erteilt wurde, dem gleichen
Rechtsinhaber gehört
und durch Bezugnahme hierin vollständig umfasst ist. Vorteilhafterweise
kann das "gelernte" Volumen der ankommenden
Kupplung Bauvariationen und -toleranzen ausgleichen und auch eine
Variation über
die Zeit aufgrund von Verschleiß ausgleichen.
Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung ist ein "gelernter Wert" ein Wert, der unter Verwendung eines
adaptiven Prozesses geschätzt
wird. Der adaptive Prozess wird deshalb so genannt, weil der Prozess
anpassbar und variabel ist, um neue Informationen zu berücksichtigen
und dadurch Veränderungen über die
Zeit auszugleichen.
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Man
hat beobachtet, dass die Strömungsrate des
hydraulischen Fluids, welches an eine Kupplungseinrückkammer
transferiert wird, temperaturabhängig
ist. Herkömmlicherweise
wurde die Strömungsrate
bei einer großen
Vielfalt von Temperaturen gemessen, um eine Strömungsratenkurve zu erzeugen.
Das Erzeugen von Strömungsratenkurven erfordert
ein umfangsreiches Heiß-
und Kalttesten, so dass die Strömungsratenkurven
teuer und zeitintensiv herzustellen sind. Es ist deshalb eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, die Strömungsrate
zu lernen, ohne auf umfangreiches Testen angewiesen zu sein.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird die Strömungsrate zunächst auf
eine herkömmliche
Weise (z.B. auf der Grundlage einer nominellen Strömungsrate
oder zuvor gesammelter Testdaten) bei mehreren Temperaturen grob
geschätzt
und danach bei derartigen Temperaturen gelernt, um eine genauere
Schätzung
zu liefern. Die gelernten Strömungsratenwerte
und ihre Temperaturen werden vorzugsweise als Tabelle in einer nichtflüchtigen
Speichereinrichtung gespeichert, wie beispielsweise dem nichtflüchtigen
Direktzugriffsspeicher (NOVRAM) 96. Vorteilhafterweise
behält
der NOVRAM 96 Informationen nach einem Stromverlust, so
dass die darin gesicherten Strömungsratendaten
nicht verloren gehen, wenn das Fahrzeug abgeschaltet wird.
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Auf 2 Bezug
nehmend ist eine beispielhafte Strömungsratentabelle 98 gezeigt,
wie sie in dem NOVRAM 96 (in 1 gezeigt)
gezeigt ist. Die Strömungsratendaten
von 2 stellen die anfänglichen groben Schätzungen
für die
Strömungsrate
bei den mehreren unterschiedlichen Temperaturen (d.h. –40, 0,
40, 80 und 120°C)
dar. Es ist einzusehen, dass die Tabelle 98 von 2 lediglich
illustrativ ist und dass die geschätzten Strömungsratenwerte und/oder die
aufgelisteten Temperaturen wie erforderlich variiert werden können, um
die Anforderungen einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
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Jedes
Mal, wenn die Strömungsrate
bei einer der in der Tabelle 98 umfassten Temperaturen
gelernt wurde, wird der gelernte Strömungsratenwert in der Tabelle
gespeichert, wodurch jeglicher zuvor geschätzte Wert ersetzt wird. Die
gelernten Strömungsratendaten
können
aus der Tabelle 98 ausgelesen werden, um die Kupplungsfüllzeit der
ankommenden Kupplung für
nachfolgende Verhältnisänderungen
zu berechnen. Wenn eine gemessene Temperatur zwischen zwei Temperaturen
fällt,
die in der Tabelle 98 umfasst sind, kann die entsprechende
Strömungsrate
durch Interpolation erhalten werden.
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Auf 3 Bezug
nehmend ist ein Verfahren 100 (hier auch als Algorithmus 100 bezeichnet)
zum Lernen einer Strömungsrate
während
eines Hochschaltvorgangs gezeigt. Genauer gesagt zeigt 3 ein
Blockdiagramm, welches Schritte darstellt, die durch eine Steuereinrichtung,
wie beispielsweise die (in 1 gezeigte)
Steuereinheit 66, ausgeführt werden.
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Bei
Schritt 102 ermittelt der Algorithmus 100, ob
ein Hochschaltvorgang, aus dem die Strömungsrate gelernt werden soll,
vollständig
beendet ist. Dieser Schritt wird implementiert, um sicherzustellen, dass
das Hochschalten vollendet wurde, bevor der Prozess des Lernens
aus dem Hochschalten begonnen wird. Wenn das Hochschalten bei Schritt 102 noch
nicht vollendet ist, wiederholt der Algorithmus 100 den
Schritt 102. Wenn das Hochschalten bei Schritt 102 vollendet
wurde, geht der Algorithmus weiter zu Schritt 104.
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Bei
Schritt 104 ermittelt der Algorithmus 100, ob
die momentane Getriebetemperatur außerhalb eines vordefinierten
Normalbetriebsbereichs (z.B. zwischen 70 und 100°C) liegt. Die momentane Getriebetemperatur
kann man unter Verwendung von (nicht gezeigten) Temperatursensoren
erhalten, die eingerichtet sind, um Temperaturdaten zu messen und
an die (in 1 gezeigte) Steuereinheit 66 zu übermitteln.
Die Strömungsrate
in dem Normalbetriebsbereich wird vorzugsweise auf der Grundlage
eines nominellen Strömungsratenwerts
des hydraulischen Fluids abgeschätzt,
und das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird angewendet, um
die Strömungsrate
nur dann zu lernen, wenn die momentane Getriebetemperatur außerhalb
dieses Bereiches liegt. Wenn die momentane Getriebetemperatur innerhalb des
vordefinierten Normalbetriebsbereichs liegt, geht der Algorithmus 100 deshalb
weiter zu Schritt 106, bei welchem der Algorithmus 100 auf
den nächsten Hochschaltvorgang
wartet, und danach kehrt der Algorithmus zu Schritt 102 zurück. Wenn
die momentane Getriebetemperatur außerhalb des vordefinierten Normalbetriebsbereichs
liegt, geht der Algorithmus 100 weiter zu Schritt 108.
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Bei
Schritt 108 ermittelt der Algorithmus 100, ob
die minimale Drosselklappeneingabe an die (in 1 gezeigte)
Maschine 12 während
des Hochschaltens größer als
ein vorbestimmter Betrag war. Dieser Schritt wird implementiert,
weil das Verfahren der vorliegenden Erfindung die Strömungsrate
während
eines Hochschaltens in Ansprechen auf eine Maschinenhochdrehbedingung
lernt, welche nachfolgend detaillierter beschrieben wird und ein
derartiges Maschinenhochdrehen kann eventuell nicht detektierbar
sein, es sei denn, die minimale Maschinendrosselung ist größer als
ein vorbestimmter Betrag. Wenn die minimale Maschinendrosselung
unterhalb des vorbestimmten Betrags liegt, geht der Algorithmus 100 deshalb
weiter zu Schritt 106, bei welchem der Algorithmus 100 auf
das nächste
Hochschalten wartet, und danach kehrt der Algorithmus 100 zu Schritt 102 zurück. Wenn
die minimale Maschinendrosselung gleich oder größer als der vorbestimmte Betrag
ist, geht der Algorithmus 100 weiter zu Schritt 110.
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Bei
Schritt 110 ermittelt der Algorithmus 100, ob
das vorherige Hochschalten an einem normalen Schaltpunkt stattfand.
Dieser Schritt wird implementiert, weil das Verfahren der vorliegenden
Erfindung vorzugsweise nur dann aus einem Hochschalten lernt, wenn
dieses an dem normalen Schaltpunkt stattfindet. Wenn sich der Fahrzeugbediener
beispielsweise über
den normal geplanten Schaltpunkt hinwegsetzt, indem er das (nicht
gezeigte) Gangwahlmittel manuell bewegt, wird die Zeitpunktinformation,
die das manuelle Schalten betrifft, nicht implementiert, um die
Strömungsrate
zu lernen. Wenn das vorherige Hochschalten nicht an dem normalen Schaltpunkt
stattfand, geht der Algorithmus 100 deshalb weiter zu Schritt 106,
bei welchem der Algorithmus 100 auf das nächste Hoch schalten
wartet, und danach kehrt der Algorithmus 100 zu Schritt 102 zurück. Wenn
das vorherige Hochschalten an dem normalen Schaltpunkt stattfand,
geht der Algorithmus 100 weiter zu Schritt 112.
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Bei
Schritt 112 ermittelt der Algorithmus 100, ob
die maximale Maschinendrehzahl während
des Hochschaltens geringer als eine vorbestimmte Drehzahl war. Dieser
Schritt wird implementiert, da das Verfahren der vorliegenden Erfindung
die Strömungsrate
in Ansprechen auf eine Maschinenhochdrehbedingung lernt, welche
nachfolgend detaillierter beschrieben wird, und ein derartiges Maschinenhochdrehen
kann eventuell nicht detektierbar sein, wenn die Maschinendrehzahl
hoch genug ist, um Maschinenausgangsbegrenzungen einzuleiten, beispielsweise
mit einem (nicht gezeigten) Drehzahlregler. Wenn die maximale Maschinendrehzahl
während des
Hochschaltens gleich oder größer als
die vorbestimmte Drehzahl war, geht der Algorithmus 100 deshalb
zu Schritt 106 weiter, bei welchem der Algorithmus 100 auf
das nächste
Hochschalten wartet, und danach kehrt der Algorithmus 100 zu
Schritt 102 zurück.
Wenn die maximale Maschinendrehzahl während des Hochschaltens geringer
als die vorbestimmte Drehzahl war, geht der Algorithmus 100 weiter
zu Schritt 114.
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Bei
Schritt 114 ermittelt der Algorithmus 100, ob
Maschinenhochdrehen identifiziert wurde. Maschinenhochdrehen ist
eine Schaltabweichung bzw. -aberration, bei welcher die ankommende
Kupplung spät
Kapazität
gewinnt, was zu einem Zustand ähnlich
dem Neutralgetriebedrehzahlverhältnis
führt.
Maschinenhochdrehen wird vorzugsweise identifiziert, wenn die Turbinendrehzahl
oder die Getriebeeingangsdrehzahl, welche mittels eines Drehzahlsensors
gemessen werden kann, um mehr als einen bestimmten Betrag (z.B.
50 U/min) über
die befohlene Getriebedrehzahl ansteigt. Wenn Maschinenhochdrehen
bei Schritt 114 nicht identifiziert wurde, geht der Algorithmus 100 weiter
zu Schritt 116. Wenn Maschinenhochdrehen bei Schritt 117 identifiziert
wurde, geht der Algorithmus 100 weiter zu Schritt 118.
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Bei
Schritt 116 erhöht
der Algorithmus 100 entsprechend der momentanen Getriebetemperatur iterativ
den geschätzten
Strömungsratenwert
in der (in 2 gezeigten) Tabelle 98.
Der "iterative Schritt" ist der Betrag,
um welchen der Strömungsratenwert erhöht wird,
und er ist konfigurierbar, um die Anforderungen einer bestimmten
Anwendung zu erfüllen. Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
ist der iterative Schritt größer, bevor
ein Strömungsratenwert erstmalig
gelernt wurde, und nachdem ein bestimmter Strömungsratenwert gelernt wurde,
wird der iterative Schritt reduziert. Beispielsweise kann der iterative
Schritt 10 cc/Sekunde betragen, bevor ein Strömungsratenwert
gelernt wurde, und danach kann er auf 2 cc/Sekunde reduziert werden.
Wenn die momentane Getriebetemperatur zwischen zwei der in der Tabelle 98 aufgelisteten
Temperaturen fällt,
kann eine Strömungsratenschätzung durch
Interpolieren oder Skalieren zwischen den Strömungsratenwerten in der Tabelle 98,
die den zwei am nächsten
gelegenen Temperaturen entsprechen, erreicht werden.
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Bei
Schritt 118 reduziert der Algorithmus 100 den
geschätzten
Strömungsratenwert
in der (in 2 gezeigten) Tabelle 98 entsprechend
der momentanen Getriebetemperatur um einen iterativen Schritt. Da
bei Schritt 114 Maschinenhochdrehen identifiziert wurde,
wird der geschätzte
Strömungsratenwert,
der verwendet wurde, um die Kupplungsfüllzeit während der vorherigen Verhältnisänderung
zu berechnen, wahrscheinlich zu hoch sein. Deshalb wird die geschätzte Strömungsrate
bei Schritt 118 um einen iterativen Schritt reduziert, um eine nähere Annäherung an
die tatsächliche
Strömungsrate
zu liefern. Die iterativ reduzierte Strömungsrate ist der "gelernte" Strömungsratenwert
für die
momentane Getriebetemperatur und wird in der Tabelle 98 abgespeichert.
Wenn die momentane Getriebetemperatur zwischen zwei der in der Tabelle 98 aufgelisteten
Temperaturen fällt,
kann eine Strömungsratenschätzung durch
Interpolation oder Skalierung zwischen den Strömungsratenwerten in der Tabelle 98,
die den zwei am nächsten
gelegenen Temperaturen entsprechen, erreicht werden. Nachdem der
Strömungsratenwert
wie voranstehend beschrieben gelernt wurde, wird der iterative Schritt
für diesen
Wert bei Schritt 118 auch bevorzugt auf einen minimalen
Wert reduziert (z.B. 2 cc/ Sekunde), so dass der Prozess des Lernens
sich über
die Lebensdauer des Fahrzeugs fortsetzen kann und dadurch im Laufe
der Zeit auftretende Veränderungen
des Systems berücksichtigen kann.
Die Reduzierung des iterativen Schritts ist optional und gründet auf
der Annahme, dass der zuvor gelernte Strömungsratenwert nahe bei dem
tatsächlichen
liegt und deshalb jegliche Änderungen
der gelernten Strömungsrate
relativ klein sein sollten.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung nur als auf Hochschaltvorgänge anwendbar
beschrieben wurde, können
andere Schalttypen in Betracht gezogen werden. Bezug nehmend auf 4 ist
ein Verfahren 130 (hier auch als Algorithmus 130 bezeichnet)
zum Lernen einer Strömungsrate
während
eines "geregelten Herunterschaltens
bei geschlossener Drosselklappe" oder
eines "geregelten
Garagenschaltvorgangs" gezeigt.
Genauer gesagt zeigt 4 ein Blockdiagramm, welches
Schritte darstellt, die durch eine Steuereinrichtung, wie beispielsweise
die (in 1 gezeigte) Steuereinheit 66,
ausgeführt
werden. Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Ausdruck "geregelt" auf einen Schaltvorgang,
welcher stattfindet, während
die (in 1 gezeigte) Getriebepumpe 46 in
der Lage ist, die Druckanforderungen des hydraulischen Systems zu
erfüllen.
Ein nicht geregelter Schaltvorgang kann beispielsweise stattfinden,
wenn die Pumpe 46 durch die (in 1 gezeigte)
Maschine 12 angetrieben wird und die Maschine 12 mit
niedrigen Drehzahlen arbeitet. Ein "Herunterschalten bei geschlossener Drosselklappe" ist ein Herunterschalten,
welches bei einer Drosselklappeneingabe an die Maschine 12 von
Null stattfindet. Ein "Garagenschaltvorgang" ist ein Schaltvorgang von
Neutral zu Fahren oder von Neutral zu Rückwärts.
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Bei
Schritt 132 ermittelt der Algorithmus 130, ob
das "geregelte Herunterschalten
bei geschlossener Drosselklappe" oder
der "geregelte Garagenschaltvorgang", aus dem die Strömungsrate
gelernt werden soll, vollständig
beendet ist. Dieser Schritt wird implementiert, um sicherzustellen,
dass der Schaltvorgang vollendet wurde, bevor der Prozess des Lernens
aus dem Schaltvorgang begonnen wird. Wenn bei Schritt 132 der
Schaltvorgang noch nicht vollendet ist, wiederholt der Algorithmus 130 den Schritt 132.
Wenn bei Schritt 132 der Schaltvorgang vollendet wurde,
geht der Algorithmus 130 weiter zu Schritt 134.
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Bei
Schritt 134 ermittelt der Algorithmus 130, ob
die momentane Getriebetemperatur außerhalb eines vordefinierten
Normalbetriebsbereiches (z.B. zwischen 70 und 100°C) liegt.
Die momentane Getriebetemperatur kann unter Verwendung von (nicht gezeigten)
Temperatursensoren erhalten werden, die konfiguriert sind, um Temperaturdaten
zu messen und an die (in 1 gezeigte) Steuereinheit 66 zu übermitteln.
Die Strömungsrate
innerhalb des Normalbetriebsbereichs wird vorzugsweise auf der Grundlage
eines nominellen Strömungsratenwerts des
hydraulischen Fluids geschätzt,
und das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird angewandt, um die
Strömungsrate
nur dann zu lernen, wenn die momentane Getriebetemperatur außerhalb
dieses Bereichs liegt. Wenn die momentane Getriebetemperatur innerhalb
des vordefinierten Normalbetriebsbereichs liegt, geht der Algorithmus 130 deshalb
weiter zu Schritt 136, bei welchem der Algorithmus 130 auf das
nächste "geregelte Herunterschalten
bei geschlossener Drosselklappe" oder
auf den nächsten "geregelten Garagenschaltvorgang" wartet, und danach
kehrt der Algorithmus 130 zurück zu Schritt 132. Wenn
die momentane Getriebetemperatur außerhalb des vordefinierten
Normalbetriebsbereichs liegt, geht der Algorithmus 130 weiter
zu Schritt 138.
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Bei
Schritt 138 ermittelt der Algorithmus 130, ob
die maximale Drosselklappeneingabe an die Maschine 12 geringer
als ein vorbestimmter Betrag ist. Dieser Schritt wird implementiert,
weil das Verfahren der vorliegenden Erfindung die Strömungsrate
während
eines "geregelten
Herunterschaltens bei geschlossener Drosselklappe" oder eines "geregelten Garagenschaltvorgangs" in Ansprechen auf
eine Überfüllungsbedingung
lernt, welche nachfolgend detailliert beschrieben wird, und eine
derartige Überfüllung kann
fälschlicherweise
detektiert werden, es sei denn, die maximale Maschinendrosselung
ist niedriger als ein vorbestimmter Betrag. Wenn die Drosselklappe
während
eines "geregelten
Herunterschaltens bei geschlossener Drosselklappe" angewendet wird,
könnte
der Anstieg der Turbinendrehzahl verursacht werden entweder durch
eine Überfüllungsbedingung
oder durch ein vorzeitiges Lösen
der abgehenden Kupplung und das Zulassen eines Anstiegs der Eingangsdrehzahl
durch den Anstieg des Maschinendrehmoments. Wenn die Drosselung
jedoch nahezu Null ist, ist das Drehmoment neutral oder negativ,
und ein Anstieg der Eingangsdrehzahl würde nur durch eine Überfüllungsbedingung
verursacht. Wenn die maximale Maschinendrosselung größer als
oder gleich dem vorbestimmten Betrag ist, geht der Algorithmus 130 deshalb
weiter zu Schritt 136, bei welchem der Algorithmus 130 auf
das nächste "geregelte Herunterschalten
bei geschlossener Drosselklappe" oder
den nächsten "geregelten Garagenschaltvorgang" wartet, und danach
kehrt der Algorithmus 130 zu Schritt 132 zurück. Wenn
die maximale Maschinendros selung geringer als der vorbestimmte Betrag
ist, geht der Algorithmus 130 weiter zu Schritt 140.
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Bei
Schritt 140 ermittelt der Algorithmus 130, ob
das vorherige "geregelte
Herunterschalten bei geschlossener Drosselklappe" oder der vorherige "geregelte Garagenschaltvorgang" bei dem normalen Schaltpunkt
stattfand. Dieser Schritt wird implementiert, weil das Verfahren
der vorliegenden Erfindung vorzugsweise nur dann aus einem Schaltvorgang lernt,
wenn dieser an dem normalen Schaltpunkt stattfindet. Wenn sich der
Fahrzeugbediener beispielsweise über
den normal geplanten Schaltpunkt hinwegsetzt, indem er das (nicht
gezeigte) Gangwahlmittel manuell bewegt, wird die Zeitpunktsinformation,
die den manuellen Schaltvorgang betrifft, nicht implementiert, um
die Strömungsrate
zu lernen. Wenn das vorherige "geregelte
Herunterschalten bei geschlossener Drosselklappe" oder der vorherige "geregelte Garagenschaltvorgang" nicht an dem normalen
Schaltpunkt auftrat, geht der Algorithmus 130 deshalb weiter
zu Schritt 136, bei welchem der Algorithmus 130 auf
das nächste "geregelte Herunterschalten
bei geschlossener Drosselklappe" oder
den nächsten "geregelten Garagenschaltvorgang" wartet, und danach
kehrt der Algorithmus zurück
zu Schritt 132. Wenn das vorherige "geregelte Herunterschalten bei geschlossener
Drosselklappe" oder
der vorherige "geregelte
Garagenschaltvorgang" bei
dem normalen Schaltpunkt auftrat, geht der Algorithmus 130 weiter
zu Schritt 142.
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Bei
Schritt 142 ermittelt der Algorithmus 130, ob
die Drehzahl, mit welcher die (in 1 gezeigte) Getriebepumpe 46 angetrieben
wird, ausreichend ist, um die Anforderungen des hydraulischen Systems zu
erfüllen.
Dieser Schritt wird implementiert, um sicherzustellen, dass der
vorherige Schaltvorgang geregelt wurde, da, wie zuvor angedeutet,
das Verfahren 130 vorzugsweise nur auf geregelte Schaltvorgänge angewendet
wird. Die bei Schritt 142 gemachte Ermittlung kann auf
einem herkömmlichen
Drehzahlsensor basieren, der an der Maschine 12 und/oder
der Pumpe 46 befestigt ist. Wenn die Drehzahl der Getriebepumpe
nicht ausreichend ist, um die Anforderungen des hydraulischen Systems
zu erfüllen,
geht der Algorithmus 130 weiter zu Schritt 136, bei
welchem der Algorithmus 130 auf das nächste "geregelte Herunterschalten bei geschlossener
Drosselklappe" oder
den nächsten "geregelten Garagenschaltvorgang" wartet, und danach
kehrt der Algorithmus 130 zu Schritt 132 zurück. Wenn
die Drehzahl der Getriebepumpe ausreichend ist, um die Anforderungen
des hydraulischen Systems zu erfüllen,
geht der Algorithmus 130 weiter zu Schritt 144.
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Bei
Schritt 144 ermittelt der Algorithmus 100, ob
eine Überfüllungsbedingung
identifiziert wurde. Überfüllung ist
eine Schaltabweichung bzw. -aberration, bei welcher die ankommende
Kupplung zu bald Kapazität
gewinnt. Während
eines "geregelten
Herunterschaltens bei geschlossener Drosselklappe" wird Überfüllung vorzugsweise
identifiziert, wenn die Turbinendrehzahl oder die Getriebeeingangsdrehzahl,
welche mittels eines Drehzahlsensors gemessen werden kann, ansteigt,
bevor sie dies planmäßig tun
soll. Während
eines "geregelten
Garagenschaltvorgangs" wird Überfüllung vorzugsweise
identifiziert, wenn die Turbinendrehzahl oder die Getriebeeingangsdrehzahl,
welche mittels eines Drehzahlsensors gemessen werden kann, abnimmt,
bevor sie dies planmäßig tun
soll. Wenn bei Schritt 144 keine Überfüllung identifiziert wurde,
geht der Algorithmus 130 weiter zu Schritt 146.
Wenn bei Schritt 144 Überfüllung identifiziert
wurde, geht der Algorithmus 130 weiter zu Schritt 148.
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Bei
Schritt 146 verringert der Algorithmus 130 iterativ
den geschätzten
Strömungsratenwert
in der (in 2 gezeigten) Tabelle 98 entsprechend
der momentanen Getriebetemperatur. Gemäß der bevorzugten Ausfüh rungsform
ist der iterative Schritt größer, bevor
ein Strömungsratenwert
erstmalig gelernt wurde, und nachdem ein bestimmter Strömungsratenwert
gelernt wurde, wird der iterative Schritt reduziert. Wenn die momentane
Getriebetemperatur zwischen zwei der in Tabelle 98 aufgelisteten
Temperaturen fällt,
kann eine Strömungsratenschätzung durch
Interpolation oder Skalierung zwischen den Strömungsratenwerten in Tabelle 98 erreicht
werden, die den zwei am nächsten
gelegenen Temperaturen entsprechen.
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Bei
Schritt 148 erhöht
der Algorithmus 130 den geschätzten Strömungsratenwert in der (in 2 gezeigten)
Tabelle 98 gemäß der momentanen Getriebetemperatur
um einen iterativen Schritt. Da bei Schritt 144 Überfüllung identifiziert
wurde, wird der geschätzte
Strömungsratenwert,
der zur Berechnung der Kupplungsfüllzeit während der vorherigen Verhältnisänderung
verwendet wurde, wahrscheinlich zu niedrig sein. Die geschätzte Strömungsrate wird
bei Schritt 148 deshalb um einen iterativen Schritt erhöht, um eine
nähere
Annäherung
an die tatsächliche
Strömungsrate
zu liefern. Die iterativ erhöhte
Strömungsrate
ist der "gelernte" Strömungsratenwert
für die
momentane Getriebetemperatur, und dieser wird in der Tabelle 98 abgespeichert.
Wenn die momentane Getriebetemperatur zwischen zwei der in der Tabelle 98 aufgelisteten
Temperaturen fällt, kann
eine Strömungsratenschätzung durch
Interpolation oder Skalierung zwischen den Strömungsratenwerten in der Tabelle 98 erreicht
werden, die den zwei am nächsten
gelegenen Temperaturen entsprechen. Nachdem der Strömungsratenwert
wie voranstehend beschrieben gelernt wurde, wird der iterative Schritt
für diesen
Wert bei Schritt 148 bevorzugt auch auf einen minimalen
Wert reduziert (z.B. 2 cc/Sekunde), so dass der Prozess des Lernens
sich während der
Lebensdauer des Fahrzeugs fortsetzen kann und dadurch im Laufe der
Zeit auftretende Veränderungen
des Systems berücksichtigen
kann. Die Reduzierung des iterativen Schritts ist optional und gründet auf
der Annahme, dass der zuvor gelernte Strömungsratenwert nahe dem tatsächlichen
liegt, und deshalb sollten jegliche Änderungen der gelernten Strömungsrate
relativ klein sein.
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Während die
besten Arten und Weisen zum Ausführen
der Erfindung detailliert beschrieben wurden, werden diejenigen,
die mit der Technik, welche diese Erfindung betrifft, vertraut sind,
verschiedene alternative Entwürfe
und Ausführungsformen
zur Ausübung
der Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche erkennen.