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    Optimierungsverfahren zur adaptiven Steuerung von Fahrzeugantrieben
    (2000) Löffler, Jürgen; Kistner, Arnold (Prof. Dr.-Ing.)
    Hohe Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit, dynamisches Fahrverhalten, Fahrkomfort und Fahrsicherheit sind wesentliche Ziele bei der Entwicklung von Fahrzeugantrieben und elektronischen Systemen zur Fahrzeugsteuerung. Aufgabe eines Systems zur Steuerung des Fahrzeugantriebs ist es, einen optimalen Fahrzeugbetrieb hinsichtlich Kraftstoffverbrauch, dynamischem Fahrverhalten und Emissionen zu erreichen. In dieser Arbeit werden Optimierungsverfahren zur adaptiven Steuerung von Fahrzeugantrieben vorgestellt. Ihre Funktionalität wird mit einem System zur koordinierten Antriebstrangsteuerung für Fahrzeuge mit automatisiertem Schaltgetriebe nachgewiesen. Durch eine dynamische Adaption des Betriebszustands des Antriebstrangs an die Fahrsituation, den Fahrertyp und Betriebsbedingungen wird ein optimaler Fahrzeugbetrieb bei hohem Fahrkomfort und Fahrsicherheit erreicht. Die Aufgabe der Bestimmung des optimalen Betriebszustands des Antriebstrangs wird als Mehrkriterien-Optimierungsproblem formuliert. Die in Echtzeit während des Fahrbetriebs ermittelte Lösung maximiert die dynamische Leistungsreserve, den Antriebstrang-Wirkungsgrad und die Emissions-Effizienz im Sinne einer Edgeworth-Pareto-Optimalität. Für die Optimierungskriterien werden physikalisch basierte Gütefunktionen definiert und in einer skalaren Zielfunktion zusammengefasst. Zur Optimierung von Fahrkomfort und Fahrsicherheit bei Gangwechseln des automatisierten Schaltgetriebes wird ein Verfahren zur koordinierten Aggregatesteuerung für den Schaltvorgang vorgestellt, das auf der Lösung eines Problems der optimalen Steuerung beruht. Dazu wird der Verlauf von Zustandsgrößen des Antriebs mit B-Spline-Funktionen beschrieben, so dass ein physikalisch basiertes Zielfunktional minimiert wird. Die entwickelten neuen Verfahren wurden mit dem Echtzeit-Steuerungs- und Regel-System ASCET-SD implementiert und durch Simulation in Verbindung mit einem Modell des Fahrzeugs sowie mit Versuchsträgern erprobt.