Gang- und Moduswechsel in elektrischen und hybrid-elektrischen Antriebssträngen mit aktiv synchronisierten Klauenkupplungen

Von:

Ruben König

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In dieser Arbeit werden Gang- und Moduswechsel mit Klauenkupplungen am Beispiel des parallel-seriellen Hybrid-Antriebsstrangs DE-REX im Detail untersucht. Schaltvorgänge in Antriebssträngen dieser Art bestehen aus Phasen der Drehmomentkoordination, aktiver Synchronisierung und dem Einrücken von Klauenkupplungen. Für jede dieser Phasen werden Konzepte zum Regler- und Steuerungsentwurf vorgeschlagen und deren Wirksamkeit anhand von Prüfstands- und Fahrzeugmessungen analysiert. Mithilfe des objektiven Komfort-Kriteriums Vibration Dose Value wird der Einfluss der einzelnen Phasen auf die Gesamtbewertung eines Schaltvorgangs eingeordnet. Die Erkenntnisse dieser Untersuchungen fließen in die Funktionsentwicklung der Antriebsstrangsteuerung für den DE-REX Antrieb ein. Am Ende dieser Arbeit werden Messungen von Schaltvorgängen, die mit dem DE-REX Versuchsfahrzeug durchgeführt wurden, präsentiert und diskutiert. Es wird gezeigt, dass die Schaltqualität der elektrischen Gangwechsel im DE-REX Versuchsfahrzeug, von Teillastschaltungen bis hin zu Volllastschaltungen, auf dem Niveau heutiger Automat- und Doppelkupplungsgetriebe liegt. Die Messungen von Gang- und Moduswechseln mit Verbrennungsmotor bestätigen die hohe Schaltqualität auch im hybriden Betrieb. Zuletzt werden Möglichkeiten zur weiteren Optimierung der Schaltabläufe im DE-REX Antriebsstrang vorgeschlagen und teilweise umgesetzt. Diese bewirken eine Verkürzung der Schaltzeiten und eine weitere Erhöhung des Schaltkomforts. Sowohl diese Maßnahmen als auch die Untersuchung der einzelnen Schaltphasen sind nicht auf die Anwendung im DE-REX Antriebsstrang beschränkt, sondern lassen sich auf andere, elektrische und hybride Antriebsstränge mit Klauenkupplungen übertragen.