Das Toroidgetriebe ist eine, insbesondere für leistungsstarke heckgetrieben Pkw interessante Variante eines stufenlosen Wälzgetriebes. Zweck der Arbeit war einerseits, durch mathematische Modellbildung die Basis für ein tiefes Systemverständnis eines neuartigen, stufenlosen, leistungsverzeigten Fahrzeugtriebstranges mit Halbtoroidvariator und Geared-Neutral-Funktionalität zu erhalten und volldynamische Betriebssimulationen durchführen zu können. Zum anderen sollte die Regelung eines derartigen Getriebes anhand des Modells analysiert und entworfen werden. Um problemspezifische Untersuchungen durchführen zu können, wurden zwei Modellvarianten erstellt (Einroller- und Zweirollermodell). In beiden Fällen vollzog sich die Modellierung der Variatormechanik durch Abbildung als Mehrkörpersystem. Hierzu wurden die Massen, Freiheitsgrade und Elastizitäten der einzelnen Körper definiert und eine parametrische Beschreibung der Lage der Kontaktpunkte eingeführt. Durch mathematische Formulierung der Kontaktbedingung lassen sich Gleichungen zur notwendigen Bestimmung der Berührpunktparameter in Abhängigkeit der Freiheitsgrade aufstellen. Der Zusammenhang von Schlupf, Kraftschlussbeiwert und Anpressung wird über parametrisierbare Kennlinien eingeführt und in eine Simulationsrechnung überführt. Simulationsläufe zeigen die hohe instabile Dynamik mit aufklingenden Schwingungen der Variatormechanik. Einflüsse der Stellkraft, des Lastmoments, wichtiger Parameter und der Art der Anpressung werden aufgezeigt. Ein real ausgeführter Toroidvariator wurde durch eine hydraulische Aktorik für Stellkräfte und Anpressung vervollständigt. Hierfür wurde ebenfalls eine mathematische Abbildung durchgeführt. Zur Vervollständigung des Gesamtmodells erfolgte die Modellierung eines leistungsverzweigten Mehrbereichsgetriebes. Schließlich wurde die modellbasierte Entwicklung eines geeigneten Reglers für das erstellte Modell eines Halbtoroidvariators vollzogen. Nach Erprobung des Reglers am Modell wurde seine Eignung am leistungsverzweigten Getriebe untersucht und bestätigt. Modell und Regelungsentwurf stellen somit eine umfangreiche und zugleich komplexe Simulationsumgebung für die Getriebe- und Steuerungsentwicklung dar.
Modellierung und Regelung von Halbtoroidvariatoren in leistungsverzweigten Getriebestrukturen
HNI-Verlagsschriftenreihe, Universität Paderborn ; 202 ; 1-206
2006
206 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
German
Modellierung, Mehrfachregelung und optimale Steuerung eines leistungsverzweigten hybriden Antriebs
TIBKAT | 2009
|Modellierung, Mehrfachregelung und optimale Steuerung eines leistungsverzweigten hybriden Antriebs
GWLB - Gottfried Wilhelm Leibniz Bibliothek | 2008
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