Gegenstand der Betrachtung ist die Dynamiksimulation klassischer und hybrider Antriebsstränge im Rahmen der Antriebsentwicklung bei BMW. Die verwendeten MKS-Modelle bestehen aus einzelnen Modulen, welche jeweils bestimmte Teilkomponenten im Antriebsstrang in verschiedener Detaillierung umfassen. So können je nach Anwendungsfall komplexe Antriebsstrangmodelle aufgebaut werden, die alle für die jeweilige Aufgabenstellung relevanten Eigenschaften abbilden. Die Modellierung der mechanischen Komponenten reicht dabei von diskreten Feder-Masse-Systemen bis hin zu flexiblen Körpern. Im Zusammenhang mit hybriden Antriebssträngen werden Modelle elektrischer Maschinen eingesetzt, die im einfachsten Fall die entsprechenden Drehmomente in Form von Drehmoment-Drehzahl-Kennlinien berücksichtigen. Für komplexere Anwendungen stehen erweiterte E-Maschinenmodelle zur Verfügung, in denen die Drehmomente direkt in Abhängigkeit von der Spannung, der Ansteuerung des Umrichters und der Drehzahl berechnet werden. Nach einem allgemeinen Überblick über diese Modellklassen werden drei Anwendungsbeispiele aus der aktuellen Serienentwicklung vorgestellt, wobei jeweils auf die verwendeten Modelle und die erzielten Ergebnisse eingegangen wird. Das erste Beispiel befasst sich mit dem Startschütteln, das im Besonderen in Fahrzeugen mit hybriden Antriebskonzepten beim Zustart des Verbrennungsmotors während des elektrischen Fahrens eine große Rolle spielt. Hier kommen dreidimensionale Modelle zum Einsatz, mit denen die Beschleunigungen an der Fahrersitzschiene berechnet werden. Es ist damit möglich, die Einflüsse motor- und fahrzeugseitiger Bauteile wie beispielsweise Ritzelstarter, ZMS oder Motorlager auf das vom Fahrer gefühlte Schütteln am Sitz zu beurteilen. Das Modell kann zudem genutzt werden, eine besonders geeignete Startapplikation auszulegen. Insgesamt ist es so möglich, durch die Simulation bereits in frühen Phasen ein optimales Gesamtsystem in Bezug auf das Startschütteln darzustellen. Eine weitere Anwendung behandelt die Vorausberechnung von Kraftstoffverbräuchen während beliebiger Fahrmanöver. Dazu findet ein Modell Anwendung, das aus Motor inklusive Motorregler, Einspritzkennfeld, Antriebsstrang und Fahrzeugmodell besteht. Ergebnisse und ein Rechnungs-Messungs-Abgleich werden hierzu am Beispiel des NEFZ gezeigt. Außerdem wird auf Themen der Fahrsicherheit eingegangen, die im Zusammenhang mit Fehlfunktionen in der Generatorsteuerung auftreten. Hier wird eine plötzliche Aufschaltung von hohen Lastmomenten am Generator bewertet, die in bestimmten Fahrzuständen und bei ungünstiger Fahrbahnbeschaffenheit zu einem Haftungsabriss am Rad führen kann.
Vom Teilsystem zum Gesamtsystem: Effiziente Simulation moderner Pkw-Antriebsstränge
2012
12 Seiten, 11 Bilder, 1 Quelle
Aufsatz (Konferenz)
Datenträger
Deutsch
Vom Teilsystem zum Gesamtsystem: Effiziente Simulation moderner PKW-Antriebsstraenge
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