FORSCHUNG

Getriebe

Effiziente Abstimmung von automatisch schaltenden Getrieben auf dem Rollenprüfstand Das Getriebe rückt hinsichtlich der Beurteilung von Emissionen, Fahrbarkeit und Komfort eines Fahrzeugs zunehmend in den Mittelpunkt. Begründet durch diese Entwicklungen steigt die Komplexität der Getriebesteuerung automatisch schaltender Getriebe (Wandlerautomatikgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe und automatisierte Handschaltgetriebe) seit mehr als zwanzig Jahren stetig an. Zusätzlich führt die zunehmende Popularität dieser Getriebekonzepte auf allen Märkten zu einer steigenden Anzahl abzustimmender Fahrzeug-Motor-Getriebe-Kombinationen. Der hierdurch zusätzlich entstehende Aufwand ist gleichbedeutend mit mehr Personalbedarf, längeren Kalibrierungszeiten und höheren Entwicklungskosten. Das Institut für Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Braunschweig beschreibt Methoden und Werkzeuge, um den Aufwand im Bereich der Kalibrierung der Getriebesteuerung hinsichtlich des Schaltkomforts durch die effiziente Getriebeabstimmung auf einem Rollenprüfstand zu reduzieren. 216

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1 Einleitung und Stand der Technik der Schaltqualitätsoptimierung Der Stand der Technik der Parameterapplikation von Getriebesteuerungsgeräten (transmission control units, TCU) ist geprägt durch Fahrversuche auf der Straße und die subjektive Beurteilung der Schaltqualität und aufgezeichneter Messgrößen durch den Applikationsingenieur. Unter Schaltqualität werden hier die Begriffe Schaltkomfort und Schaltspontaneität verstanden, die den subjektiven Schalteindruck maßgeblich bestimmen [1, 2]. Der Schaltkomfort ergibt sich vornehmlich aus dem spürbaren Schaltruck während die Schaltspontaneität sich auf die Reaktionszeit des Getriebes und die Schaltdauer bezieht. Beide Kriterien lassen sich zum Beispiel mit Hilfe der ATZSkala [3] in Noten von 1 bis 10 bewerten. Die so genannten Steuerparameter (SP) der TCU, die den Schaltablauf für die verschiedenen Schaltungstypen und Betriebszustände bestimmen, werden heute manuell mit Hilfe eines Applikationslaptops im Rahmen der Erfahrung der Ingenieure eingestellt, bis eine optimale Parameterkombination gefunden ist. Bild 1 zeigt diesen „Regelkreis“ der Getriebeabstimmung. In diesem Regelkreis sind drei Punkte erkennbar, die deutliches Verbesserungspotenzial hinsichtlich eines effizienten Abstimmungsprozesses bieten und die es zu betrachten gilt: 1. Die menschliche Bewertung der Schaltungen ist von Subjektivität geprägt und nicht reproduzierbar, daher gilt es, die Schaltungen objektiv zu bewerten. 2. Der Straßenversuch bietet nicht die notwendigen Voraussetzungen für reproduzierbare Schaltereignisse. Zu diesem Zweck müssen die Versuche in das

Labor auf einen Rollenprüfstand verlagert werden. Dieser Schritt ermöglicht in Kombination mit objektiven Bewertungsroutinen bereits die Dokumentation der Schaltqualität in allen Betriebspunkten sowie die manuelle Getriebeapplikation auf dem Rollenprüfstand. 3. Die manuelle Optimierung der Steuerparametereinstellungen benötigt viel Zeit. Das globale Optimum ist im manuellen Abstimmungsprozess schwer zu erreichen. Der Einsatz modellbasierter Verfahren und die Verwendung intelligenter Optimierungsstrategien stellt die Ermittlung des globalen Optimums in kurzer Zeit sicher. Der letzte Punkt – die automatisierte Getriebekalibration auf dem Rollenprüfstand – benötigt die korrekte Implementierung der Punkte 1 und 2. Dies bedeutet, die Streuung der subjektiven menschlichen Bewertungen durch eine Objektivierung der Schaltqualität zu eliminieren, während gleichzeitig garantiert wird, dass die Betriebszustände absolut reproduzierbar angefahren werden können. Eine softwaregesteuerte Veränderung der TCU-Steuerparameter ist hierbei notwendig. Bild 2 fasst die vier Punkte der effizienten Getriebeabstimmung auf dem Rollenprüfstand zusammen, die in den folgenden Abschnitten erläutert werden.

2 Objektivierung der Schaltqualität Fahrzeuge mit automatisch schaltenden Getrieben werden im Hinblick auf ihr Schaltverhalten sowohl von der Fachpresse als auch vom Kunden besonders kritisch betrachtet. Als Haupteinflussparameter auf den subjektiv empfundenen Schaltkomfort finden sich die in den Fahrzeugsitz eingeleiteten Längsbeschleuni-

Die Autoren

Prof. Dr.-Ing. Ferit Küçükay ist Direktor des Instituts für Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Braunschweig.

Dipl.-Ing. Tobias Kassel ist Leiter der Antriebsstrangabteilung des Instituts für Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Braunschweig.

Dipl.-Ing. Gunther Alvermann ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Braunschweig.

Dipl.-Inf. Thorsten Gartung ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Braunschweig.

ATZ Peer Review Das Gütesiegel für wissenschaftliche Beiträge in der ATZ. Von Experten aus Forschung und Industrie begutachtet.

Bild 1: Regelkreis der Getriebeapplikation

Eingegangen . . . . . . . . . Geprüft . . . . . . . . . . . . . . Angenommen . . . . . . . .

14. November 2008 27. November 2008 10. Dezember 2008

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Getriebe

Punkt „Objektivierung der Schaltqualität“ verschiedene charakteristische Größen, so genannte Kennparameter, abgeleitet.

2.1 Längsschwingempfinden

Bild 2: Vier Punkte der effizienten Getriebeabstimmung

Bild 3: Beispiele für Kennparameter aus der Längsbeschleunigung zur Schaltkomfortobjektivierung einer 1-2-Zug-Hochschaltung bei Fahrzeugen mit AT oder AMT

Im Rahmen umfangreicher Untersuchungen am Institut für Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Braunschweig wurde im Hinblick auf die Objektivierung des Schaltkomforts das Längsschwingempfinden des Menschen auf dem Fahrzeugsitz untersucht [1]. Die vornehmlich wahrnehmbaren Frequenzen liegen hier in einem Bereich von 2 bis 9 Hz. Diese Erkenntnis erlaubt eine Tiefpassfilterung des Messsignals zur Identifikation von schaltkomfortrelevanten Kennparametern aus dem Zeit- und Frequenzbereich der Fahrzeuglängsbeschleunigung, ohne dabei wahrnehmungs- beziehungsweise schaltkomfortrelevante Schwingungsanteile unberücksichtigt zu lassen. Die wichtigsten den Schaltkomfort bestimmenden Kennparameter stellen die Beschleunigungsgradienten zu Schaltungsbeginn und -ende sowie die absolute Beschleunigungsdifferenz dar, die sich im so genannten Spitze-Spitze-Wert wiederfindet. Bild 3 zeigt für eine Hochschaltung im Zugbereich für jeweils ein Fahrzeug mit Wandlerautomatikgetriebe (automatic transmission, AT) beziehungsweise automatisiertem Schaltgetriebe (automated manual transmission, AMT) die gemessenen Verläufe der Längsbeschleunigung sowie exemplarisch einige Kennparameter. Neben den aus dem Beschleunigungssignal generierten Kennparametern werden die Verzögerungszeit nach elektronisch erfolgter Schaltungsanforderung als Spontaneitätskriterium sowie die gesamte Schaltdauer mit Hilfe der Drehzahlsignale berechnet [1, 4]. Korrelationsanalysen der Kennparameter mit subjektiven Beurteilungen des Schaltkomforts und der Schaltspontaneität durch Experten [1] ergaben Objektivnotenmodelle der Form von Gl. (1): Objektivnote = f (Kennparameter1,..., Kennparametern) Gl. (1)

Bild 4: Der Schaltkomfortassistent (SKA)

gungsänderungen. Die Schaltspontaneität hingegen, die die Reaktionszeit des Getriebes sowie die Schaltdauer beschreibt, 218

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wird durch die Drehzahlverläufe an Getriebeeingang und -ausgang bestimmt. Aus den Messsignalen werden im ersten

Für die Anwendung in der Praxis ist eine robuste Kennparameteridentifikation erforderlich. Es gilt hierbei, die Auswertealgorithmen derart abzusichern, dass die Kennparameter auch bei Fehlapplikationen sicher aufgefunden und nicht mit anderen,

zum Teil neu entstehenden, Kennparametern verwechselt werden.

2.2 Schaltkomfortassistent Auf Basis der Objektivnotenmodelle in Gl. (1) wurde der so genannte Schaltkomfortassistent (kurz SKA) entwickelt, Bild 4. Der SKA besteht aus einem Mini-Computer mit CAN-Anschluss und analogem Beschleunigungssensor. Mittels gemessener CAN-Signale werden Schaltungen identifiziert und automatisch objektiv beurteilt. Die objektiven Noten für Schaltkomfort und Schaltspontaneität werden zusammen mit den Messsignalverläufen für Längsbeschleunigung und Getriebeeingangsdrehzahl ausgegeben; gleichzeitig erfolgt eine Ansage der Schaltkomfortnote. Die Auswertung der Signale eines zusätzlichen Vertikalbeschleunigungssensors sorgt für die Erkennung von Schaltereignissen, deren Aufzeichnung durch Fahrbahnunebenheiten gestört wurde. Die aufgezeichneten Messgrößen können zur Offlineanalyse herunter geladen werden. Der SKA stellt den ersten Baustein zur effizienten Getriebeabstimmung dar, weil er den Kalibrateur bereits bei der manuellen Applikation auf der Straße durch die objektive Schaltungsbeurteilung unterstützt. Gleichzeitig ermöglicht das System die Bewertung des Standes bestehender Applikationen: Während einer Versuchsfahrt gesammelte Schaltungen gleichen Typs in verschiedenen Betriebspunkten werden im Rahmen einer so genannten Schaltungsdokumentation zur Erstellung eines „Fingerabdrucks“ des Getriebeschaltverhaltens verwendet. Hierbei wird eine Landkarte für Schaltkomfort und Schaltspontaneität erzeugt, die einen Überblick über die Abstimmung des Getriebes in allen Betriebspunkten gibt, Bild 6.

stand (Road to Lab). Neben der Notwendigkeit, den Fahrwiderstand und die Straßenhaftung realitätsgetreu auf dem Prüfstand abzubilden, ist es wichtig, ein Ersatzsignal für die Längsbeschleunigung zu finden, um den Schaltruck bewerten zu können, der aufgrund der nicht vermeidbaren Fixierung des Fahrzeugs in Längsrichtung nicht mehr spürbar ist. Die Lösung ist die Messung der Anbindungskraft in einer Pendelstütze mit Kraft-

messdose, die das Fahrzeug mit der Umgebung verbindet, Bild 5. Voraussetzung ist ein zur Straße äquivalentes Kraftübertragungsverhalten zwischen Reifen und Rolle mit möglichst großem Rollendurchmesser sowie eine vergleichbare Systemdynamik zur Abbildung der Schwingungen. Das Anbindungskraftsignal wird in eine theoretische Längsbeschleunigung umgerechnet, wie sie im Straßenversuch gemessen werden kann (vgl. [1]). Bild 5 zeigt den

3 Transfer auf den Rollenprüfstand Im Folgenden sollen Aufbau und Peripherie des Rollenprüfstands sowie die Darstellung der Betriebspunkte näher beschrieben werden.

3.1 Prüfstandsaufbau und -peripherie Der essentielle Schritt für die Automatisierung der Schaltqualitätsabstimmung ist der Transfer des Abstimmungsprozesses von der Straße auf den RollenprüfATZ 03I2009 Jahrgang 111

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Bild 5: Prüfstandsaufbau für die Getriebekalibrierung auf dem Rollenprüfstand

Aufbau des Rollenprüfstandes, der Peripheriegeräte und der Kommunikationsschnittstellen. Die Reproduzierbarkeit der Schaltungen wurde bereits in frühen Arbeiten bewiesen [1]. Ein weiterer wichtiger Bestandteil des Prüfstandsaufbaus ist das Applikationsmesssystem mit der Möglichkeit, die SP der TCU in Echtzeit, das heißt ohne Flashen und während der Fahrt zu verstellen. Neben den Variationen der Steuerparameter wird das System zur Messung der schaltqualitätsrelevanten TCU-Signale verwendet. Dazu gehören unter anderem die Getriebeeingangs- und -ausgangsdrehzahl, die Schaltsignale sowie das Signal der Anbindungskraft zur objektiven Bewertung von Schaltkomfort- und Schaltspontaneität.

3.2 Betriebspunkte

Bild 6: Schaltungsdokumentation: Darstellungen des Schaltkomforts und der Spontaneität für eine 2-3-Zug-Schaltung eines Versuchsfahrzeugs in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit und Fahrpedalwert

Bild 7: Bausteine der effizienten Getriebeapplikation

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Zum Anfahren der gewünschten Betriebspunkte, die durch Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrpedalstellung definiert werden, wird ein eigens am Institut für Fahrzeugtechnik entwickelter Schaltroboter verwendet, der in der Lage ist, die Fahrpedalstellung einzuregeln und mit Hilfe einer Fahrzustandsüberwachung und eines Lernalgorithmus’ die Schaltbefehle punktgenau auszulösen. Die Überwachung des Fahrzustandes erfolgt durch einen direkten Anschluss des Roboters an den Fahrzeug-CAN. Damit ist sichergestellt, dass bei einer definierten Fahrzeuggeschwindigkeit beziehungsweise Getriebeeingangsdrehzahl geschaltet wird. Der Schaltbefehl kann zu diesem Zweck entweder über digitale Kommandos an die TCU ohne Zeitverzögerung oder mittels pneumatischer Betätigung des Wählhebels in der manuellen Gasse ausgelöst werden. Der Lernalgorithmus sorgt dafür, dass etwaige Abweichungen von der Schaltdrehzahl ausgeglichen werden. Zusätzlich übernimmt der Fahrroboter zwischen den Schaltungen die Steuerung des Rollenprüfstandes, um die Betriebspunktwechsel im Sinne eines effizienten Prüfstandsbetriebes durch die Prüfstandsleistung zu unterstützen. So wird zum Bremsen eine virtuelle Steigung und zum Beschleunigen des Fahrzeugs ein virtuelles Gefälle eingestellt, um die Motorleistung des Fahrzeuges und die Betriebsbremse zu ergänzen beziehungsweise vollständig zu ersetzen, was abhängig von der Betriebspunktfolge Schaltungen im

Abstand von 6 bis 10 s ermöglicht. Die Schaltungen selbst erfolgen üblicher Weise mit realem Fahrwiderstand in der Ebene; eine Steigungsvorgabe ist jedoch problemlos möglich. Die Programmierung des Fahrroboters stellt dabei eine zeitgenaue Umstellung der Betriebsmodi sicher, so dass die Einhaltung der Motordrehzahlgrenzen sichergestellt ist.

5 Automatisierte Applikation

4 Schaltungsdokumentation

Der vierte und letzte Punkt mit Verbesserungspotenzial im Regelkreis der Getriebeap-

fahren und durch das Objektivierungswerkzeug bewertet. Der Optimierungsprozess erfolgt iterativ durch die zielgerichtete manuelle Verstellung der Applikationsparameter durch einen erfahrenen Applikationsingenieur.

plikation, Bild 2, ist die zeiteffiziente Identifikation der optimalen Getriebesteuerparametereinstellungen über eine automatisierte Applikation. Dieser Prozess kann mit Hilfe der beschriebenen Bausteine modellbasiert und automatisiert durchgeführt werden. Bereits die Schaltungsdokumentation bedarf, wie erläutert, einer Betriebspunktplanung des Systems aus Rollenprüfstand und Fahrroboter sowie der Objektivierung der Schaltqualität. Diese Bausteine sind in Bild 7 blau dargestellt. Die automa-

Die Schaltungsdokumentation dient zur Darstellung des Getriebeverhaltens über dem gesamten Betriebsbereich des Getriebes. Hierzu wird für jede Schaltungsart ein dichtes Netz von Betriebspunkten durch den Fahrroboter abgefahren. Die einzelnen Schaltungen werden anschließend bezüglich Komfort und Spontaneität mit Hilfe des bereits beschriebenen Objektivierungswerkzeuges [5] ausgewertet. Bild 6 zeigt das Vorgehen und das Ergebnis für die Dokumentation einer 2-3Zug-Hochschaltung bei einem Versuchsfahrzeug. Für die gewählte Beispielschaltung (Geschwindigkeit 93 km/h und Fahrpedalposition 75,2 %) ergeben sich aus der Objektivierung für den Schaltkomfort die Objektivnoten (ON) ONKomf. = 7,4 und für die Schaltspontaneität ONSpont. = 6,1. Durch Interpolationsrechnungen lassen sich die beiden Kriterien über dem gesamten Betriebsbereich in der benötigten Form darstellen. Die Schaltungsdokumentation dient somit als Nachweis, geforderte Ziele bei der Applikation erreicht zu haben. Sie stellt weiterhin ein Werkzeug dar, welches etwaige Stärken oder Schwächen beim Schaltverhalten aufzeigt und sich hervorragend eignet, das Schaltverhalten bei unterschiedlichen Applikationsdatenständen miteinander zu vergleichen. Bei der Schaltungsdokumentation ist nicht zwangsläufig ein Zugriff auf interne Berechnungsgrößen der Getriebesteuerung erforderlich. Dies erlaubt die Gegenüberstellung des Schaltverhaltens von Fahrzeugen unterschiedlicher Automobilhersteller in einer Benchmarkanalyse. Mit den genannten Werkzeugen der Objektivierung der Schaltqualität sowie dem Transfer der Versuche auf den Rollenprüfstand ist bereits eine manuelle Applikation der TCU im Labor möglich. Vorgegebene Betriebspunkte werden hierbei mit Hilfe des Schaltroboters angeATZ 03I2009 Jahrgang 111

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tisierte Applikation ergänzt diese Toolkette um die effiziente Versuchsplanung, eine Modellbildung, die Optimierung sowie die Datenstanderzeugung für die TCU als finalen Schritt. Diese Bausteine werden im Folgenden beschrieben.

dellen höherer Ordnung geeignet, während man für die Anwendung von künstlichen neuronalen Netzen eher so genannte Space-Filling-Pläne verwendet [6]. Typisch für die Offline-Verfahren ist die anschließende mehrdimensionale empirische Modellbildung, um die allgemeine Funktion mathematisch zu beschreiben:

rameter aus den Messungen ermittelt und im Rahmen einer empirischen Modellbildung mit Hilfe der beschriebenen Modellbildungsverfahren funktionale Zusammenhänge zwischen den Kenn- und den Steuerparametern ermittelt, siehe Gl. (2). In Bild 8 ist dieser Prozess mit dem Oberbegriff Getriebemodelle bezeichnet.

Kennparameterx = f (Steuerparameter1,...,Steuerparametern)

5.3 Optimierung

5.1 Effiziente Versuchsplanung Prinzipiell handelt es sich bei der effizienten Versuchsplanung um ein Instrument, mit einer möglichst geringen Anzahl an Versuchen den größtmöglichen Informationsgehalt aus dem zu identifizierenden System zu erhalten. Übertragen auf die automatisierte Abstimmung der Schaltqualität lautet demnach die Herausforderung, die Steuerparameter im Getriebe so intelligent zu verstellen, dass das Getriebesystemverhalten unter Berücksichtigung von Randbedingungen des Systems in einem möglichst großen Raum identifiziert werden kann. Jeder Versuch steht folglich für eine Kombination unterschiedlicher Steuerparametereinstellungen, deren Systemantwort durch ein- oder mehrmaliges Anfahren eines Betriebspunktes in Form der sich ergebenden Kennparameterwerte ermittelt wird. Aufgrund der Tatsache, dass die Betriebskosten für Rollenprüfstände relativ teuer und die wenigen vorhandenen Prüfstände gut ausgelastet sind, gilt es, die Dauer der Prüfstandsnutzung durch eine effiziente Versuchsplanung so gering wie möglich zu halten. Am Institut für Fahrzeugtechnik sind deshalb in den letzten Jahren mehrere Verfahren zur automatisierten Abstimmung des Schaltkomforts näher untersucht worden [1, 4]. Im Folgenden wird das so genannte OfflineVerfahren eingehender vorgestellt.

Gl. (2)

Zu den Verfahren der empirischen Modellbildung gehören beispielsweise Polynommodelle höherer Ordnung und neuronale Netze mit unterschiedlichen Trainingsalgorithmen. Bild 8 beschreibt das Prinzip des Offline-Verfahrens. Das Verfahren beginnt mit dem Abfahren eines Versuchsplans auf dem Prüfstand. Während der Versuche werden die Steuerparameter der TCU entsprechend der Versuchplanvorgabe automatisch verstellt, der betreffende Betriebspunkt durch den Fahrroboter angefahren und die Messdaten während der Schaltung aufgezeichnet. Nach der Versuchsdurchführung, verlagert sich die Arbeit in das Büro. Dort werden die Kennpa-

Der entscheidende Schritt der automatisierten Getriebeabstimmung befasst sich mit der Optimierung der Datenstände, das heißt mit der Identifikation der bestmöglichen Steuerparameterkombination im Hinblick auf die vom Benutzer vorgegebenen Optimierungsziele. Als Objektivierungsziel kann eine Schaltqualitätsnote dienen, die aus einer Gewichtung der objektiven Schaltkomfort- und Schaltspontaneitätsnoten errechnet wird. Gleichwohl sind auch Optimierungen auf Zeitverläufe und Kennparameter möglich. Der Optimierungsprozess findet offline im Büro statt; der Rollenprüfstand wird nach der Identifikation des Getriebeverhaltens nicht mehr benötigt. Der Hauptvorteil des Offline-Verfahrens wird

5.2 Modellbildung im Offline-Verfahren Beim Offline-Verfahren wird das Getriebesystemverhalten durch eine intelligente Versuchsplanung identifiziert. Dabei spricht man häufig von so genannten Plänen der statistischen Versuchsplanung (Design of Experiments, DoE), die auf Grundlage verschiedener Optimierungskriterien den für unterschiedliche Randbedingungen jeweils bestmöglichen Versuchsplan generieren. Die Wahl des geeigneten Versuchsplans (zum Beispiel D-optimal, V-optimal, A-optimal, Space-FillingPläne etc.) hängt entscheidend von der anschließenden Modellbildungsart ab. So sind D-optimale Versuchspläne sehr gut für die Modellbildung mit Polynommo222

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Bild 8: Prinzipielle Darstellung des OfflineVerfahrens zur automatisierten Abstimmung des Schaltkomforts auf dem Rollenprüfstand

Bild 9: Mit Hilfe der Modelle des Getriebeverhaltens lassen sich offline in kürzester Zeit verschiedene Applikationsdatenstände erzeugen – allein durch Variation des Gewichtungsverhältnisses von Komfort zu Spontanteität

besonders deutlich, wenn es mehrere Abstimmvarianten (mehr Komfort oder mehr Spontaneität, vergleiche mit Abschnitt 5.5 sowie Bild 9) zu erzeugen gilt, da die einmal erstellten Getriebemodelle hierfür weiter verwendet werden.

Bild 10: Ergebnis einer Optimierung

5.4 Erzeugung von Datensätzen für Steuergeräte Das beschriebene Verfahren führt zu optimalen Steuerparameterkombinationen für eine Vielzahl betrachteter Betriebspunkte. Da einige Steuerparameter jedoch nicht betriebspunktindividuell eingestellt werden können, sind Reduzierungen der Abhängigkeiten einiger Parameter unumgänglich. Dies bedeutet in der Regel die Notwendigkeit eines Kompromisses, wodurch aufgrund von Restriktionen in der Software der TCU ein Datensatz erzeugt werden muss, der nicht mehr in allen Betriebspunkten ein optimales Ergebnis hinsichtlich Schaltkomfort und Schaltspontaneität erlaubt. Mit Hilfe der Getriebemodelle lässt sich der durch die softwareseitigen Restriktionen erzeugte Verzicht auf Schaltqualität quantifizieren. Aus den Ergebnissen lassen sich Änderungsvorschläge für die Parameterabhängigkeiten ableiten, so zum Beispiel anstatt eines skalaren Parameters eine Kennlinie oder ein Kennfeld einzuführen.

5.5 Ergebnisse Je nach Gewichtung der Optimierungskriterien Komfort und Spontaneität lassen sich verschiedene Datenstände erzeugen, die beispielsweise als Komfort-Modus, Sport-Modus oder manueller Modus in das Steuergerät implementiert werden, Bild 9. Auch ist die Verwendung nur eines Optimierungsziels (zum Beispiel Spontaneität) unter Verwendung der Ergebnisse einer Schaltungsdokumentation vor der Optimierung (siehe Bild 6) als Restriktion möglich. Bild 10 zeigt die Ergebnisse der Optimierung der 2-3-Schaltung für das Optimierungsziel „maximale Schaltspontaneität bei gleichbleibendem Schaltkomfort“ als Schaltungsdokumentation nach der Optimierung. Die Schaltungsdokumentation wurde mit einer optimierten Bedatung der TCU auf dem Rollenprüfstand durchgeführt. Es wird deutlich, dass bei gleichbleibender Komfortbewertung die Spontaneität in allen Betriebspunkten der Schaltung um teilweise bis zu zwei Noten verbessert wurde. Diese Verbesserung ist im Fahrversuch deutlich spürbar.

6 Ausblick In Zukunft stehen die Erweiterung der Methodik auf komplexere Schaltungstypen sowie die Berücksichtigung weiterer Applikationsrandbedingungen wie der Schaltenergie im Vordergrund. Die Schaltenergie lässt sich bereits mit Messdaten aus der Schaltungsdokumentation näherungsweise erfassen [7]. Einen weiteren Arbeitspunkt stellt die Übertragung der Methodik auf Software-in-the-loopSysteme dar, zu dem bereits erste Arbeiten durchgeführt wurden. Diese Methode versetzt den Anwender in die Möglichkeit, bereits sehr früh im Entwicklungsstadium Applikationsdatenstände zu erzeugen und tiefer gehende Einblicke in den Schaltungsablauf zu gewinnen.

7 Zusammenfassung Die am Institut für Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Braunschweig seit 1997 entwickelte Methode zur modellbasierten automatischen Getriebeabstimmung stellt ein effizientes Werkzeug dar, mit dem der Herausforderung eines steigenden Applikationsaufwandes durch komplexerer werdende Getriebesteuerungen und immer größere Modellvielfalt begegnet werden kann. Die Methodik wurde schon mehrfach erfolgreich für Automatikgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe und automatisierte Schaltgetriebe angewendet und findet bei kommerziellen Unternehmen Anwendung [8, 9].

Literaturhinweise [1] Hagerodt, A.: Automatisierte Optimierung des Schaltkomforts von Automatikgetrieben. Dissertation, Institut für Fahrzeugtechnik der TU Braunschweig, 2003 [2] Gebert, J.: Adaptive Parametervariationen bei Getriebesteuerungen zur Optimierung des Schaltkomforts. VDI-Fortschritt-Berichte, Reihe 12, Nr. 424, 2000 [3] Aigner, J.: Zur zuverlässigen Beurteilung von Fahrzeugen. In: ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 84 (1982), Nr. 9, S. 447-450 [4] Böhl, J.: Effiziente Abstimmung von Automatikgetrieben. Dissertation, Institut für Fahrzeugtechnik der TU Braunschweig, 2007 [5] Alvermann, G.; Küçükay, F.: Dokumentation und Optimierung von Schaltungen automatisch schaltender Getriebe. VDI-Tagung „AutoReg 2008“, VDI-Berichte Nr. 2009, Baden-Baden, 2008 [6] Mitterer, A.: Optimierung vielparametriger Systeme in der Kfz-Antriebsentwicklung – Statistische Versuchsplanung und Künstliche Neuronale Netze in der Steuergeräteauslegung zur Motorabstimmung. VDI-Fortschritt-Berichte, Reihe 12, Nr. 434, Düsseldorf, 2000 [7] Kassel, T.; Fugel, M.; Küçükay, F.: Repräsentative Prüfprogramme für Kupplungen von Automatik- und Doppelkupplungsgetrieben. VDI-Tagung „Getriebe in Fahrzeugen“, VDI-Berichte Nr. 2029, Friedrichshafen, 2008 [8] Böhl, J.; Küçükay, F.; Pollak, B.; Gschweitel, K.; Bek, M.: Effiziente Entwicklungswerkzeuge zur Motor- und Getriebeapplikation. VDI-Tagung „Getriebe in Fahrzeugen“, VDI-Berichte Nr. 1943, Friedrichshafen, 2006 [9] Bagot, B.; Schmidt, A.; Ebner, Th.; Altenstrasser, H.: Modellbasierte Methodik zur automatisierten Schaltqualitätsoptimierung von Automatikgetrieben. In: ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 110 (2008), Nr. 5, S. 404-411

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