Im Rahmen des Transferbereichs 38 'Optimierter Antriebsstrang' der DFG wird an der TU München in enger Zusammenarbeit mit den Firmen EPCOS AG, GM Powertrain Europe, ZF Friedrichshafen AG und ZF SACHS AG der 'Optimierte CVT-Hybrid' aufgebaut und untersucht. Der optimierte CVT-Hybrid wird charakterisiert durch ein, gegenüber dem Vorläuferprojekt, vereinfachtes stufenloses 2-Bereichs-Getriebe ( i (Wurzel aus) i -Getriebe), die Verwendung von Doppelschicht-Kondensatoren als Energie- und Leistungsspeicher anstelle einer schweren Batterie, sowie ein optimiertes Gesamtfahrzeug-Reglersystem. Kernstück dieses Antriebsstrangs ist das stufenlose i (Wurzel aus) i -Getriebe, das wie das i2-Getriebe auf einem CVT-Kettenwandler basiert und den Verstellbereich des Kettenwandlers durch einen Umschaltvorgang über zwei synchronisierte Zahnkupplungen zweifach nutzt. Das Fahrzeug fährt elektrisch an; je nach Leistungswahl des Fahrers wird der Verbrennungsmotor im Niedergeschwindigkeitsbereich V1 bei ca. 7 bis 20 km/h gestartet; anschließend erfolgt der Lastschaltvorgang in den Hochgeschwindigkeitsbereich V2. Zum Starten des V-Motors wird eine regelbare Lamellenkupplung geschlossen und kuppelt damit den stehenden Verbrennungsmotor an die drehende Welle des i (Wurzel aus) i -Getriebes. Damit der Schwungstart für den Fahrer unmerklich abläuft, darf es dabei nicht zu einem Zugkrafteinbruch an den Antriebsrädern des Fahrzeugs kommen. Dazu ist es notwendig, dass die zum Starten des Verbrennungsmotors erforderliche Leistung im Antriebsstrang zusätzlich erbracht wird. Hierfür werden im V1-Bereich des Getriebes die Schwungmassen von E-Motor und Variatorwellen genutzt. Basierend auf Simulationsrechnungen zum Antriebsstrangverhalten werden aktuelle Forschungsergebnisse zu Umschaltvorgang und Start des Dieselmotors vorgestellt und diskutiert. Prüfstands-Messungen zum Startverhalten des Verbrennungsmotors zeigen die Korrelierung mit der Simulation.
Within the scope of Transferbereich 38 'Optimized Driveline' of the DFG the 'Optimized CVT-Hybrid' is developed and investigated at the Technical University of Munich in close collaboration with the companies EPCOS AG, GM Powertrain Europe, ZF Friedrichshafen AG and ZF SACHS AG. Compared to the prequel project, the Optimized CVT-Hybrid is characterized through a simplified continuously variable 2-range-transmission ( i (Square root of) i -transmission), the use of double-layer capacitors for energy and power storage instead of a heavy battery as well as an optimized total vehicle control system. Essential part of the driveline is the continuously variable i (Square root of) i -transmission, which is based upon a chain CVT like the i2 -transmission and is using the chain variator range twice by a range shifting enabled by two synchronized clutches. The vehicle starts with the electric motor; according to the driver's power demand, the ic-engine is started at about 7 to 20 km/h in low speed drive range V1; subsequently the powershift to high speed drive range V2 follows. To start the ic-engine, a controlled multi-disc clutch is engaged and couples the standing icengine to the rotating shaft of the i (square root of) i -transmission. That the ic-engine start is imperceptible for the driver, a break-in of the accelerating power must be avoided. For that purpose it is necessary, that the required power for ic-engine start is provided by the driveline additionally. In drive range V1 the inertia of electric motor and chain variator shafts is used for this. On the basis of computer-aided simulations with respect to driveline characteristics the results of research affecting range shifting and diesel engine start are presented and discussed. Measurements at test rig about ic-engine start characteristics show the accordance to simulation.
Bereichsumschaltung und Verbrennungsmotorstart im optimierten CVT-Hybrid-Antriebsstrang
Range shifting and combustion engine start of the optimized CVT-hybrid-driveline
2006
23 Seiten, 17 Bilder, 10 Quellen
Conference paper
German
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