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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines mehrgängigen Kraftfahrzeuggetriebes mit einem elektronischen Steuergerät sowie ein mit diesem Verfahren betriebenes elektronisches Steuergerät.
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In einem modernen Kraftfahrzeug mit automatischem oder automatisiertem mehrgängigem Getriebe kommt üblicherweise ein Steuerungssystem zum Einsatz, bei dem in einem elektronischen Steuergerät ein für die jeweilige Fahrsituation geeigneter Getriebegang ermittelt und als Schaltbefehl an eine Gangwechselvorrichtung des Getriebes übermittelt wird. Verfahren zur Ermittlung fahrsituativ geeigneter Getriebegänge sind aus dem Stand der Technik vielfältig bekannt. Aus der
DE 39 22 051 C2 beispielsweise ist ein Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes bekannt, bei dem durch Auswertung aktueller Daten für Motor-Drosselklappenstellung, Motordrehzahl, Fahrzeug-Querbeschleunigung, Fahrzeug-Geschwindigkeit, Fahrzeug-Längsbeschleunigung und Fahrzeug-Längsverzögerung diskrete Kenngrößen für die aktuelle Fahraktivität bzw. für die aktuelle Sportlichkeit der Fahrweise des Fahrers ermittelt werden. Jeder dieser Kenngrößen sind Hoch- und Rückschaltkennlinien für die Gangwahl im Getriebe zugeordnet. Zur Ermittlung des aktuellen Soll-Gangs werden die Kenngrößen mathematisch gewichtet, sodass das Resultat dieser Wichtung den zur aktuellen Fahrweise des Fahrers passenden Getriebegang und somit den aktuellen Fahrerwunsch betreffend des Getriebegangs abbildet.
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Aus der
DE 100 41 441 A1 beispielsweise ist eine Schaltstrategie für ein Automatgetriebe bekannt, bei der verschiedene Einzelkriterien – hier als "Gangwahlmodule" bezeichnet – jeweils einen eigenen Ziel-Gang ermitteln, der jeweils mit dem Ist-Gang verglichen wird und unter Berücksichtigung vordefinierter Verbotskriterien eine Schaltung auslösen kann. Hierzu sind verschiedene Schaltverhinderungsmechanismen vorgesehen, die jeweils für festgelegte standardisierte Betriebssituationen eine angeforderte Schaltung unterdrücken bzw. verbieten können. Dabei können sowohl die Einzelkriterien zur Zielgangbildung als auch die Schaltverhinderungsmechanismen zeitlich parallel bearbeitet werden.
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Moderne Automatgetriebe weisen als Anfahrelement zumeist einen im Kraftfluss zwischen Antriebsmotor und Automatgetriebe angeordneten Drehmomentwandler mit integrierter Wandlerüberbrückungskupplung auf. Übliche Betriebsmodi für die Wandlerüberbrückungskupplung sind „offen“, „geschlossen“ und „schlupfgeregelt“. Aus der
DE 10 2013 220 398 A1 beispielsweise ist ein Verfahren zur Bestimmung eines bedarfsgerechten Soll-Schlupfs eines solchen Wandlerüberbrückungskupplung bekannt, bei dem anstelle von wenigen gangabhängigen Kennfeldern für den Soll-Schlupf eine Vielzahl – beispielsweise 50 – unterschiedlicher Sollschlupf-Kennfelder verwendet werden, die über eine Index-Zuordnung situativ – also fahrsituationsbezogen – aktivierbar sind.
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Aus der
DE 39 28 653 A1 schließlich ist ein Verfahren zum Regeln einer Verbrennungsmotor/Automatgetriebe bekannt, bei dem zum einen die aktuelle Kraftstoffmenge des Verbrennungsmotors abhängig von der aktuellen Stellung eines Fahrpedals des Kraftfahrzeugs eingestellt wird und zum anderen gleichzeitig das Übersetzungsverhältnis in dem feinstufigen Automatgetriebe und damit der Drehzahl des Verbrennungsmotors geregelt wird, sodass sich ein minimaler Kraftstoffverbrauch ergibt. Dabei wird durch die Fahrpedalstellung die Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit und damit die Motorleistung festgelegt, während in allen Betriebszuständen das Übersetzungsverhältnis des Automatgetriebes unabhängig von der Steuerung der Kraftstoffmenge so geregelt wird, dass sich eine Motordrehzahl einstellt, die alleine von der Fahrpedalstellung abhängt. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren und elektronisches Steuergerät zur Steuerung eines mehrgängigen Kraftfahrzeuggetriebes zu schaffen, durch das das Kraftfahrzeug mit dem Kraftfahrzeuggetriebe energieeffizient betrieben werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein mit diesem Verfahren betriebenes elektronisches Steuergerät ist Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 20. Demnach wird ein Verfahren zur Steuerung eines mehrgängigen Kraftfahrzeuggetriebes mit einem elektronischen Steuergerät vorgeschlagen, bei dem in dem elektronischen Steuergerät ein Algorithmus implementiert ist, der unter Auswertung zumindest eines im elektronischen Steuergerät gespeicherten vordefinierten Kennfeldes eines mit dem Kraftfahrzeuggetriebe wirkverbundenen Antriebsmotors, zumindest eines im elektronischen Steuergerät gespeicherten vordefinierten Kennfeldes eines im Kraftfluss zwischen Antriebsmotor und Kraftfahrzeuggetriebe angeordneten Anfahrelementes, zumindest eines im elektronischen Steuergerät gespeicherten vordefinierten Kennfeldes des Kraftfahrzeuggetriebes sowie aktueller Daten zum jeweiligen Betriebspunkt des Antriebsmotors, des Anfahrelementes und des Kraftfahrzeuggetriebes einen Sollwert für den Betriebszustand des Anfahrelementes generiert und diesen an eine Schlupfsteuervorrichtung des Anfahrelementes übermittelt, sowie einen Sollwert für den Betriebszustand für den Gang des Kraftfahrzeuggetriebes generiert und diesen an eine Gangwechselvorrichtung des Kraftfahrzeuggetriebes übermittelt.
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Hierzu ermittelt der Algorithmus aus den aktuellen Daten des Antriebsmotors einen aktuellen Betriebspunkt des Antriebsmotors im Kennfeld des Antriebsmotors, aus den aktuellen Daten des Anfahrelementes einen aktuellen Betriebspunkt des Anfahrelementes im Kennfeld des Anfahrelementes und aus den aktuellen Daten des Kraftfahrzeuggetriebes einen aktuellen Betriebspunkt des Kraftfahrzeuggetriebes im Kennfeld des Kraftfahrzeuggetriebes. Weiterhin ermittelt der Algorithmus im Kennfeld des Anfahrelementes in der Umgebung des zuvor ermittelten aktuellen Betriebspunktes des Anfahrelementes alternative Betriebspunkte für das Anfahrelement, im Kennfeld des Kraftfahrzeuggetriebes in der Umgebung des zuvor ermittelten aktuellen Betriebspunktes des Kraftfahrzeuggetriebes alternative Betriebspunkte für das Kraftfahrzeuggetriebe und im Kennfeld des Antriebsmotors alternative Betriebspunkte für den Antriebsmotor, die sich in Verbindung mit den alternativen Betriebspunkten des Anfahrelementes und den alternativen Betriebspunkten des Kraftfahrzeuggetriebes ergeben. Ferner ermittelt der Algorithmus aus den zuvor ermittelten aktuellen und alternativen Betriebspunkten von Antriebsmotor, Anfahrelement und Kraftfahrzeuggetriebe für Antriebsmotor, Anfahrelement und Kraftfahrzeuggetriebe jeweils einen Soll-Betriebspunkt, der in Kombination mit den anderen beiden Soll-Betriebspunkten ein vordefiniertes Kriterium minimiert. Sodann übermittelt der Algorithmus einen zu diesem Soll-Betriebspunkt des Anfahrelementes führenden Steuerbefehl an die Schlupfsteuervorrichtung des Anfahrelementes und einen zu diesem Soll-Betriebspunkt des Kraftfahrzeuggetriebes führenden Steuerbefehl an die Gangwechselvorrichtung des Kraftfahrzeuggetriebes.
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Das vordefinierte Kriterium kann eine CO2-Emission des Antriebsmotors sein, aber auch ein Kraftstoffverbrauch des Antriebsmotors, aber auch ein Wirkungsgrad des Antriebsmotors. Ist das vordefinierte Kriterium eine CO2-Emission, so ist das vordefinierte Kennfeld des Antriebsmotors vorzugsweise ein CO2-Emissionskennfeld. Ist das vordefinierte Kriterium ein Kraftstoffverbrauch, so ist das vordefinierte Kennfeld des Antriebsmotors vorzugsweise ein Kraftstoffverbrauchskennfeld. Ist das vordefinierte Kriterium ein Wirkungsgrad, so ist das vordefinierte Kennfeld des Antriebsmotors vorzugsweise ein Wirkungsgradkennfeld.
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Somit ermöglicht der erfindungsgemäße Algorithmus gegenüber dem Stand der Technik eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und/oder der CO2-Emission des Verbrennungsmotors, der das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebene Stufengetriebe antreibt, da das gegebene Betriebskennfeld des Verbrennungsmotors infolge der von der Betriebspunktverschiebung des Kraftfahrzeuggetriebe und/oder von der Betriebspunktverschiebung des Anfahrelement situativ eingeleiteten Betriebspunktverschiebung.
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Ist als Anfahrelement ein Drehmomentwandler vorgesehen, so ist das vordefinierte Kennfeld des Anfahrelementes vorzugsweise ein Schlupfkennfeld dieses Drehmomentwandlers. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass als Sollwert für den Betriebszustand des Anfahrelementes von dem Algorithmus ein Sollschlupf einer Wandlerüberbrückungskupplung dieses Drehmomentwandlers generiert wird.
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Ist als Anfahrelement eine Trennkupplung vorgesehen, so ist das vordefinierte Kennfeld des Anfahrelementes vorzugsweise ein Schlupfkennfeld dieser Trennkupplung. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass als Sollwert für den Betriebszustand des Anfahrelementes von dem Algorithmus ein Sollschlupf dieser Trennkupplung generiert wird.
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Vorzugsweise ist das vordefinierte Kennfeld des Kraftfahrzeuggetriebes ein Wirkungsgradkennfeld, das in vorteilhafter Weise gangabhängig vordefiniert sein kann.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass alle von dem Algorithmus verarbeiteten vordefinierten Kennfelder temperaturabhängig vordefiniert sind, sodass die realen Reibungsverhältnisse in den beteiligten Aggregaten genauer berücksichtig werden können.
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Der Algorithmus kann die alternativen Betriebspunkte durch Variation von im Kraftfahrzeuggetriebe ausgehend vom aktuellen Gang schaltbaren Gängen ermitteln. Auch kann der Algorithmus die alternativen Betriebspunkte durch Variation von Schlupf im Anfahrelement ermitteln. Vorzugsweise verknüpft der Algorithmus die Variation der schaltbaren Gänge mit der Variation des Schlupfs.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Algorithmus bei der Bestimmung der alternativen Betriebspunkte des Antriebsmotors ein Drehmoment einer zusätzlichen E-Maschine, mit der das Kraftfahrzeuggetriebe antreibbar ist, berücksichtigt.
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Als eine andere Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Übermittlung der Sollwerte für den Betriebszustand des Anfahrelementes und für den Gang des Kraftfahrzeuggetriebes unterdrückt und Anfahrelement und Kraftfahrzeuggetriebe mit einer vom Algorithmus unabhängigen Betriebs- bzw. Schaltstrategie betrieben werden, wenn zumindest eine vordefinierte Bedingungen erfüllt ist. So kann zur Sicherstellung eines gewünscht schnellen Aufheizens des Antriebsmotors und somit zur Verbesserung der Abgasqualität des Antriebsmotors beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sollwertübermittlung unterdrückt wird, wenn ein Warmlauf von Antriebsmotor und/oder Kraftfahrzeuggetriebe erkannt ist oder wenn eine vordefinierte untere Temperaturschwelle für Antriebsmotor und/oder Kraftfahrzeuggetriebe und/oder Umgebungsluft unterschritten ist. Als Überhitzungsschutz von Getriebe und Anfahrelement kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sollwertübermittlung unterdrückt wird, wenn eine vordefinierte obere Temperaturschwelle für Antriebsmotor und/oder Kraftfahrzeuggetriebe und/oder Umgebungsluft t überschritten ist. Um einen ausdrücklichen Fahrerwunsch nicht zu überspielen, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sollwertübermittlung unterdrückt wird, wenn ein Fahrerwunsch „Sport“ oder/und „manuelle Gangvorgabe“ erkannt ist. Zur Verhinderung von Fehlfunktion kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sollwertübermittlung unterdrückt wird, wenn ein Notlauf von Anfahrelement und/oder Kraftfahrzeuggetriebe erkannt ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 ein Schema eines Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug;
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2 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
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3 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Steuergerät zur Steuerung eines mehrgängigen Kraftfahrzeuggetriebes in einem in 1 exemplarisch gezeigten Antriebsstrang. Das Kraftfahrzeug ist hierin mit 1 bezeichnet, das als Stufengetriebe ausgebildete Kraftfahrzeuggetriebe mit 4, ein als Verbrennungskraftmaschine ausgebildeter und zum Antrieb des Kraftfahrzeuggetriebes 4 vorgesehener Antriebsmotor mit 2, ein im Kraftfluss zwischen Antriebsmotor 2 und Kraftfahrzeuggetriebe 4 angeordnetes Anfahrelement mit 3. Ausgangsseitig ist das Kraftfahrzeuggetriebe 4 mit einem Abtrieb 5 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden oder wirkverbunden. Das Anfahrelement 3 kann beispielsweise als Drehmomentwandler mit integrierter Wandlerüberbrückungskupplung ausgebildet sein, beispielsweise aber auch als getriebeexterne oder getriebeinterne Trennkupplung. Zur Steuerung von Kraftfahrzeuggetriebe 4 und Anfahrelement 3 ist ein elektronisches Steuergerät 6 vorgesehen, welches einerseits Signale von Antriebsmotor 2, Anfahrelement 3 und Getriebe 4 empfängt und andererseits Steuersignale an eine dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 zugeordnete Gangwechselvorrichtung GWV4 und an eine dem Anfahrelement 3 zugeordnete Schlupfsteuervorrichtung SSV3 übermittelt.
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2 zeigt ein stark vereinfachtes Blockschaltbild zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wiederum mit 6 bezeichnet ist das elektronische Steuergerät, das signaltechnisch mit Umwelt U, Kraftfahrzeug 1, Antriebsmotor 2, Getriebe 4 und Anfahrelement 3 verbunden ist. Als Eingangssignale wertet das Steuergerät 6 beispielhaft aktuelle Daten einer Lufttemperatur TU der Umwelt U, einer Geschwindigkeit v1 des Kraftfahrzeugs 1, einer vom Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 bedienbaren Gangwähleinrichtung w1, einer Motortemperatur T2 des Antriebsmotors 2, einer Motordrehzahl n2 des Antriebsmotors 2, eines Motormomentes M2 des Antriebsmotors 2, einer Getriebetemperatur T4, einer Getriebeeingangsdrehzahl n4, eines im Getriebe 4 eingelegten Gangs G4 und eines im Anfahrelement 3 herrschenden Ist-Schlupfs ∆n3. Als Ausgangssignale übermittelt das Steuergerät 6 einerseits einen im Getriebe 4 einzustellenden Soll-Gang G4_soll an die Gangwechselvorrichtung GWV4 des Getriebes 4, andererseits auch einen im Anfahrelement 3 einzustellenden Soll-Schlupf ∆n3_soll an die Schlupfsteuerungsvorrichtung SSV3 des Anfahrelementes 3. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind Anfahrelement 3 und Getriebe 4 als separate Bauteile interpretiert. Aus 2 ist weiterhin ersichtlich, dass das elektronische Steuergerät 6 um Speicherbereiche SP6 verfügt, in denen diverse vordefinierte Daten abgelegt sind, die zum Teil dem Antriebsmotor 2, zum Teil dem Anfahrelement 3 und zum Teil dem Getriebe 4 zugeordnet sind.
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Als vordefinierte Motordaten sind im Speicherbereich SP6 ein Betriebskennfeld BF2 des Antriebsmotors 2, eine minimale Motordrehzahl n2_min und eine maximale Motordrehzahl n2_max gespeichert. Das Betriebskennfeld BF2 bildet beispielsweise Kurven gleichen spezifischen Kraftstoffverbrauchs in Abhängigkeit von Motordrehzahl und Motorlast (Motormoment oder eine hierzu äquivalente Größe) ab. Vorteilhaft ist, wenn dieses Betriebskennfeld BF2 auch in Abhängigkeit der Motortemperatur (Motoröltemperatur oder Motorkühlmitteltemperatur) vordefiniert ist, sodass die Schleppverluste bzw. das Reibwertverhalten im Antriebsmotor 2 genauer berücksichtigt werden können. Die minimale Motordrehzahl n2_min ist ein Grenzwert, der als Schutz gegen Abwürgen im Betrieb nicht unterschritten werden darf. Die maximale Motordrehzahl n2_max ist ein Grenzwert, der als Schutz gegen Überdrehen im Betrieb nicht überschritten werden darf.
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Als vordefinierte Anfahrelementdaten ist im Speicherbereich SP6 ein Schlupfkennfeld SF3 gespeichert. Je nach verwendetem Typ des Anfahrelementes, bildet das Schlupfkennfeld SF3 beispielsweise den Wirkungsgrad eines Drehmomentwandlers, einer Wandlerüberbrückungskupplung oder einer Trennkupplung in Abhängigkeit von Schlupf und Last (Drehmoment oder eine hierzu äquivalente Größe) ab. Gängige Kennfelder eines Drehmomentwandlers sind beispielsweise aus VDI 2153 des VDI-Handbuchs „Getriebetechnik II“ (Ausgabe April 1994) bekannt.
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Als vordefinierte Getriebedaten sind im Speicherbereich SP6 ein Wirkungsgradkennfeld eta4 des Getriebes 4 und ein Schaltkennfeld GF4 des Getriebes 4 gespeichert. Das Wirkungsgradkennfeld eta4 bildet beispielsweise den Getriebewirkungsgrad in den diskreten Gangstufen des Getriebes in Abhängigkeit von Getriebeeingangsdrehzahl und Getriebelast (Getriebeeingangsmoment oder eine hierzu äquivalente Größe) ab. Vorteilhaft ist, wenn dieses Wirkungsgradkennfeld eta4 auch in Abhängigkeit der Getriebetemperatur (Getriebeöltemperatur oder Getriebekühlmitteltemperatur oder ersatzweise Lufttemperatur) vordefiniert ist, sodass die Schleppverluste bzw. das Reibwertverhalten im Getriebe 4 genauer berücksichtigt werden können. Das Schaltkennfeld GF4 bildet die Möglichkeiten ab, in welche Gänge das Getriebe 4 ausgehend vom aktuellen Ist-Gang G4 schalten kann. Hierzu kann das Schaltkennfeld GF4 beispielsweise eine Tabelle mit zulässigen Gängen in Abhängigkeit von Fahrzeuggeschwindigkeit v1 und/oder Getriebeeingangsdrehzahl n4 aufweisen, aber auch zusätzlich situative oder permanente Schaltverhinderungsbedingungen. Normalerweise mögliche Schaltungen können beispielsweise gezielt dann unterdrückt werden, wenn ein Warmlauf von Antriebsmotor 2 und/oder Getriebe 4 erkannt ist, wenn eine vordefinierte untere Schwelle für Motortemperatur T2 und/oder Getriebetemperatur T4 und/oder Lufttemperatur TU unterschritten ist, wenn eine vordefinierte obere Schwelle für Motortemperatur T2 und/oder Getriebetemperatur T4 und/oder Lufttemperatur TU überschritten ist, wenn ein Fahrerwunsch „Sport“ erkannt ist, wenn via Gangwähleinrichtung w1 ein Fahrerwunsch „manuelle Gangvorgabe“ erkannt ist, und/oder wenn ein Notlauf von Anfahrelement 3 und/oder Getriebe 4 erkannt ist.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem erfindungsgemäßen Algorithmus. Wiederum mit 6 bezeichnet ist das elektronische Steuergerät, das signaltechnisch mit Umwelt U, Kraftfahrzeug 1, Antriebsmotor 2, Antriebselement 3 und Getriebe 4 verbunden ist. Die Systemgrenzen sind als gestrichelte Linie hervorgehoben.
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In einem Verfahrensschritt S1 liest der Algorithmus den in der Umwelt U gemessenen aktuellen Wert der Lufttemperatur TU in das Steuergerät 6 ein, sodass die aktuelle Lufttemperatur TU nachfolgend anderen Verfahrensschritten zur Verfügung steht, was in der Figur durch gepunktete Linien angedeutet ist.
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In einem Verfahrensschritt S2 liest der Algorithmus die vom Antriebsmotor 2 bereitgestellten aktuellen Werte von Motortemperatur T2, Motordrehzahl n2 und Motormoment M2 das Steuergerät 6 ein und ermittelt in einem nachfolgenden Verfahrensschritt S3 aus diesen Messwerten T2, n2, M2 unter Verwendung des im Speicherbereich des Steuergerät 6 gespeicherten Betriebskennfeld BF2 des Antriebsmotors 2 und gegebenenfalls der aktuellen Lufttemperatur TU den aktuellen Betriebspunkt B2 des Antriebsmotors 2 in diesem Betriebskennfeld BF2. Die aktuellen Lufttemperatur TU kann beispielsweise als Ersatzwert für einem unplausiblen Wert der Motortemperatur T2 dienen. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt S4 ermittelt der erfindungsgemäße Algorithmus alternative Betriebspunkte B2a für den Antriebsmotor 2 in dessen Betriebskennfeld BF2, wobei auf Details hierzu später noch näher eingegangen wird.
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In einem Verfahrensschritt S5 liest der Algorithmus die von der dem Anfahrelement zugeordnete Schlupfsteuervorrichtung SSV3 des Anfahrelemente 3 bereitgestellten aktuellen Wert des im Anfahrelement 3 vorliegenden Ist-Schlupfes ∆n3 in das Steuergerät 6 ein und ermittelt in einem nachfolgenden Verfahrensschritt S6 aus diesem Messwert ∆n3 unter Verwendung des im Speicherbereich des Steuergerät 6 gespeicherten Schlupfkennfelds SF3 des Anfahrelementes den aktuellen Betriebspunkt B3 des Anfahrelementes in diesem Schlupfkennfeld SF3. Ist das Schlupfkennfeld SF3 in Abhängigkeit der Temperatur abgespeichert, so kann in dem Verfahrensschritt S6 beispielsweise eine aktuelle Getriebetemperatur T4 oder eine direkt im Anfahrelement gemessene Temperatur oder auch die aktuellen Lufttemperatur TU in die Bestimmung des aktuellen Betriebspunktes B3 des Anfahrelementes 3 Eingang finden. In der Figur ist dies durch gepunktete Linien angedeutet. So kann die Lufttemperatur TU beispielsweise auch als Ersatzwert für einem unplausiblen Wert der Getriebetemperatur T4 dienen. In einem dem Verfahrensschritt S6 folgenden Verfahrensschritt S7 ermittelt der Algorithmus alternative Betriebspunkte B3a für das Anfahrelement in dessen Schlupfkennfeld SF3, vorzugsweise durch Variation des Schlupfes im Anfahrelement 3 in diskreten Schritten ausgehend vom aktuell vorliegenden Ist-Schlupf ∆n3, sodass jeder dieser vom Ist-Schlupf ∆n3 abweichenden Schlupfwerte einen eigenen alternativen Betriebspunkt B3a für das Anfahrelement 3 im Schlupfkennfeld SF3 erzeugt.
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In einem Verfahrensschritt S8 liest der Algorithmus die vom Getriebe 4 bereitgestellten aktuellen Werte von Getriebetemperatur T4, Getriebeeingangsdrehzahl n4 und Ist-Gang G4 in das Steuergerät 6 ein und ermittelt in einem nachfolgenden Verfahrensschritt S9 aus diesen Messwerten T2, n2, M2 unter Verwendung des im Speicherbereich des Steuergerät 6 gespeicherten Wirkungsgradkennfeld eta4 des Getriebes 4 und gegebenenfalls der aktuellen Lufttemperatur TU den aktuellen Betriebspunkt B4 des Getriebes 4 in diesem Wirkungsgradkennfeld eta4. Die aktuellen Lufttemperatur TU kann beispielsweise als Ersatzwert für einem unplausiblen Wert der Getriebetemperatur T4 dienen. In einem dem Verfahrensschritt S9 folgenden Verfahrensschritt S10 ermittelt der Algorithmus unter Verwendung des Schaltkennfeldes GF4 alternative Betriebspunkte B4a für das Getriebe 4 in dessen Wirkungsgradkennfeld eta4. Wie bereits beschrieben, bildet das Schaltkennfeldes GF4 beispielsweise in Tabellenform die Möglichkeiten ab, in welche Gänge das Getriebe 4 ausgehend vom aktuellen Ist-Gang G4 schalten kann und darf, also auch unter Berücksichtigung von aktuell gültigen situativen oder permanenten Verboten einzelner Gänge. Vorzugsweise erzeugt jeder der ausgehend vom aktuellen Ist-Gang G4 zulässigen anderen Gänge einen eigenen alternativen Betriebspunkt B4a für das Getriebe 4 im Wirkungsgradkennfeld eta4.
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In einem Verfahrensschritt S11 liest der Algorithmus den im Verfahrensschritt S3 ermittelten aktuellen Betriebspunkt B2 des Antriebsmotors 2 im Betriebskennfeld BF2 des Antriebsmotors 2, den im Verfahrensschritt S6 ermittelten aktuellen Betriebspunkt B3 des Anfahrelementes 3 im Schlupfkennfeld SF3 des Anfahrelementes 3, sowie den im Verfahrensschritt S9 ermittelten aktuellen Betriebspunkt B4 des Getriebes 4 im Wirkungsgradkennfeld eta4 des Getriebes 4 ein. Ferner liest der Algorithmus im Verfahrensschritt S11 die im Verfahrensschritt S7 ermittelten alternativen Betriebspunkte B3a des Anfahrelementes 3 im Schlupfkennfeld SF3 des Anfahrelementes 3, sowie die im Verfahrensschritt S10 ermittelten alternativen Betriebspunkte B4a des Getriebes 4 im Wirkungsgradkennfeld eta4 des Getriebes 4 ein. Jeder dieser alternativen Betriebspunkte B3a des Anfahrelementes 3 und jeder dieser alternativen Betriebspunkte B4a des Getriebes 4 würde bei seiner Realisierung eine Verschiebung des aktuellen Betriebspunktes B2 des Motors 2 in seinem Betriebskennfeld BF2 verursachen. Folglich übermittelt der Algorithmus im Verfahrensschritt S11 alle alternativen Betriebspunkte B3a des Anfahrelementes 3 und alle alternativen Betriebspunkte B4a des Getriebes 4 zum Verfahrensschritt S4, in dem dann alle alternativen Betriebspunkte B2a im Betriebskennfeld BF2 des Motors 2 ermittelt werden, die sich in Verbindung mit den einzelnen alternativen Betriebspunkten B3a, B4a von Anfahrelement 3 und Getriebe 4 ergeben. Alternativ kann im Verfahrensschritt S11 eine Vorauswahl getroffen werden, welche der alternativen Betriebspunkte B3a, B4a von Anfahrelement 3 und Getriebe 4 im Einzelnen oder in Kombination eine sinnvolle oder zumindest aussichtsreich erscheinende Betriebspunktverschiebung im Betriebskennfeld BF2 des Motors 2 erwarten lassen, wobei in diesem Fall nur die Vorauswahl zum Verfahrensschritt S4 übermittelt wird.
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Die im Verfahrensschritt S4 ermittelten alternativen Betriebspunkte B2a des Motors 2 werden in den Verfahrensschritt S11 zurückgelesen. Sodann ermittelt der Algorithmus im Verfahrensschritt S11aus den aktuellen und alternativen Betriebspunkten B2, B2a, B3, B3a, B4, B4a von Motor 2, Anfahrelement 3 und Getriebe 4 für Motor 2, Anfahrelement 3 und Getriebe 4 jeweils einen Soll-Betriebspunkt ermittelt, der in Kombination mit den anderen beiden Soll-Betriebspunkten ein vordefiniertes Kriterium minimiert. Als derartiges Kriterium eignen sich insbesondere eine CO2-Emission des Motors 2, ein Kraftstoffverbrauch des Motors 2, aber auch ein Wirkungsgrad. Anschließend übermittelt der Algorithmus einen zum Soll-Betriebspunkt des Anfahrelementes 3 führenden Steuerbefehl – hier beispielhaft den Soll-Schlupf ∆n3_soll – an die Schlupfsteuervorrichtung SSV3 des Anfahrelementes 3 und einen zum Soll-Betriebspunkt des Getriebes 4 führenden Steuerbefehl – hier beispielhaft den Soll-Gang G4_soll – an die Gangwechselvorrichtung GWV4 des Getriebes 4.
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Somit ermöglicht der erfindungsgemäße Algorithmus, für jede Fahrsituation einen optimierten Betriebspunkt im Betriebskennfeld BF2 des Motors 2 einzustellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Antriebsmotor
- 3
- Anfahrelement
- 4
- Getriebe
- 5
- Abtrieb
- 6
- elektronisches Steuergerät
- v1
- Fahrzeuggeschwindigkeit
- w1
- Gangwähleinrichtung
- n2
- Motordrehzahl
- n2_max
- maximale Motordrehzahl
- n2_min
- minimale Motordrehzahl
- B2
- aktueller Betriebsunkt des Antriebsmotors
- B2a
- alternativer Betriebsunkt des Antriebsmotors
- BF2
- Betriebskennfeld des Antriebsmotors
- M2
- Motormoment
- T2
- Motortemperatur
- ∆n3
- Ist-Schlupf im Anfahrelement
- ∆n3_soll
- Soll-Schlupf im Anfahrelement
- B3
- aktueller Betriebsunkt des Anfahrelementes
- B3a
- alternativer Betriebsunkt des Anfahrelementes
- SF3
- Schlupfkennfeld des Anfahrelementes
- SSV3
- Schlupfsteuervorrichtung des Anfahrelementes
- n4
- Getriebeeingangsdrehzahl
- B4
- aktueller Betriebsunkt des Getriebes
- B4a
- alternativer Betriebsunkt des Getriebes
- eta4
- Wirkungsgradkennfeld des Getriebes
- G4
- Ist-Gang
- G4_soll
- Soll-Gang
- GF4
- Schaltkennfeld des Getriebes
- GWV4
- Gangwechselvorrichtung des Getriebes
- T4
- Getriebetemperatur
- S1 bis S13
- Verfahrensschritte
- SP6
- Speicherbereich des elektronischen Steuergerätes
- U
- Umwelt
- TU
- Lufttemperatur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3922051 C2 [0002]
- DE 10041441 A1 [0003]
- DE 102013220398 A1 [0004]
- DE 3928653 A1 [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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