Modellierung eines 6-Gang-Schaltgetriebes mit Hilfe der Modellierungssprache Modelica

Diese Arbeit befasst sich mit der Modellierung eines kompletten Fahrzeugtriebstranges mit der Programmiersprache Modelica. Einen besonderen Schwerpunkt bildet dabei die Erstellung des Modells eines 6-Gang-Handschaltgetriebes. Weiterhin werden Motor, Reibkupplung, Differential, Bremsen, ein einfacher Fahrer sowie die Fahrzeugumgebung in das Gesamtmodell implementiert. Bei den Einflüssen durch die Umgebung gilt die Beschränkung auf die wirkenden Kräfte in Längsrichtung. Jedes Teilmodell wird vor dem Test des Gesamtmodells einzeln auf ihre Funktionalität überprüft. Den Abschluss der Arbeit bildet der Test auf Echtzeitfähigkeit des Systems durch die Umsetzung auf ein Echtzeitsystem. This papers deals with the modelling of a whole power train especially with the construction of a model of 6-speed-manual gearbox with the programming language Modelica. Additionally an engine, a friction clutch, a differential, brakes with torsion, a simple driver and the car environment have to be modelled. The car resistances are limited to the forces of longitudinal direction. All partial models are tested before implementing to the total model. The last step of this paper will be a proving of the real-time ability of the model in order to run on real-time
test benches

Inhaltsverzeichnis

• KURZFASSUNG (ABSTRACT)
• AUFGABENBESCHREIBUNG
• I THEORETISCHE GRUNDLAGEN
  • 1. ALLGEMEINER AUFBAU EINES FAHRZEUGES
  • 2. AUFBAU EINES TRIEBSTRANGES MIT 6-GANG-HANDSCHALTER
    • 2.1 Antriebsmaschine Motor
    • 2.2 Drehzahlwandler - Kupplung
      • 2.2.1 Aufbau einer Reibkupplung
    • 2.3 Drehmomentwandler – 6-Gang-Handschaltgetriebe
      • 2.3.1 Getriebeausführungen...
      • 2.3.2 Schaltvorgang & Sperrsynchronisation
    • 2.4 Achsgetriebe Achsantrieb und Differentialgetriebe
    • 2.5 Bremsen...
    • 2.6 Längsdynamik des Fahrzeuges
  • 3. SYSTEMBESCHREIBUNG...
    • 3.1 Systembeschreibung konventionelle Art
    • 3.2 Beschreibung als „,Linear Complementary Problem\" (LCP)
      • 3.2.1 Transformation in die LCP-Form
    • 3.3 Diskretisierung der LCP-Form - „Time Stepping Algorithm\" (TSA)
    • 3.4 Vergleich TSA/LCP-Form → konventionelle Beschreibung
• II MODELLBILDUNG.....
  • 1. EINFÜHRUNG IN MODELICA
    • 1.1 Beispielmodell (einfacher Antriebsstrang)
    • 1.2 Bibliothek PowerTrain..
    • 1.3 Erweiterung existierender Modelle
    • 1.4 Auswahl verschiedener Modelle
    • 1.5 Erweiterung des Bussystems
    • 1.6 Ankopplung an das Bussystem
    • 1.7 Einlesen von Tabellen
  • 2. AUFBAU DER EIGENEN BIBLIOTHEK
  • 3. MODELL KUPPLUNG & 6-GANG-HANDSCHALTGETRIEBE
    • 3.1 Kupplungsmodell
    • 3.2 6-Gang-Handschaltgetriebe......
      • 3.2.1 verlustbehaftete Drehmomentwandlung LossyGear...
      • 3.2.2 Steuerungsmodul für die Synchronisationseinrichtungen
      • 3.2.3 Parameter des Getriebes
      • 3.2.4 Test des Getriebes
  • 4. MODELL ACHSGETRIEBE – Differential, BREMSEN UND RÄDER..
    • 4.1 Differential
    • 4.2 Torsionselement
    • 4.3 Bremsen
    • 4.4 Räder
    • 4.5 Test Achsgetriebe..
  • 5. MODELL LÄNGSDYNAMIK DES FAHRZEUGS
    • 5.1 Steigungswiderstand
    • 5.2 Rollwiderstand
    • 5.3 Luftwiderstand..
    • 5.4 Beschleunigungswiderstand
    • 5.5 Gesamtwiderstandsmodell
    • 5.6 Fahrwiderstandsmodelle von PowerTrain
  • 6. MODELL EINES EINFACHEN MOTORS..
    • 6.1 Motormodell myEngine1
      • 6.1.1 BaseEngine..
      • 6.1.2 Governor
    • 6.2 Motormodell myEngine2
  • 7. FAHRERMODELL
  • 8. TEST DES GESAMTMODELLS
• III ECHTZEITTEST.....
• IV ZUSAMMENFASSUNG..
• ANHANG.......
  • A1 LITERATURVERZEICHNIS
  • A2 ABBILDUNGSVERZEICHNIS
  • A3 TABELLENVERZEICHNIS

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Studienarbeit befasst sich mit der Modellierung eines kompletten Fahrzeugtriebstranges mit der Programmiersprache Modelica, wobei der Schwerpunkt auf der Erstellung des Modells eines 6-Gang-Handschaltgetriebes liegt. Neben dem Getriebe werden auch Motor, Reibkupplung, Differential, Bremsen, ein einfacher Fahrer und die Fahrzeugumgebung in das Gesamtmodell integriert.

• Modellierung eines 6-Gang-Handschaltgetriebes mit Modelica
• Integration von Motor, Kupplung, Differential, Bremsen und Fahrermodell
• Entwicklung eines Gesamtmodells für den Fahrzeugtriebstrang
• Echtzeitfähigkeit des Modells
• Beschreibung der Längsdynamik des Fahrzeuges

Zusammenfassung der Kapitel

• KURZFASSUNG (ABSTRACT): Diese Arbeit befasst sich mit der Modellierung eines kompletten Fahrzeugtriebstranges mit der Programmiersprache Modelica. Der Fokus liegt auf der Erstellung des Modells eines 6-Gang-Handschaltgetriebes. Motor, Reibkupplung, Differential, Bremsen, ein einfacher Fahrer und die Fahrzeugumgebung werden in das Gesamtmodell implementiert. Die Beschränkung auf die wirkenden Kräfte in Längsrichtung bei den Umwelteinflüssen ist zu beachten. Alle Teilmodelle werden vor dem Test des Gesamtmodells einzeln auf ihre Funktionalität überprüft. Der Abschluss der Arbeit bildet der Test auf Echtzeitfähigkeit des Systems durch die Umsetzung auf ein Echtzeitsystem.
• AUFGABENBESCHREIBUNG: Die Aufgabe besteht in der Entwicklung eines Modells eines 6-Gang-Handschaltgetriebes mit Modelica, welches in ein Gesamtmodell des Fahrzeugtriebstranges integriert werden soll. Die Beschreibung des Modells sollte realitätsgetreu erfolgen und die Funktionsweise des Getriebes detailliert wiedergeben.
• I THEORETISCHE GRUNDLAGEN: In diesem Kapitel werden die grundlegenden theoretischen Grundlagen des Fahrzeugtriebstranges und des 6-Gang-Handschaltgetriebes erläutert. Dabei werden der Aufbau des Antriebsstranges, die verschiedenen Komponenten wie Motor, Kupplung, Getriebe, Differential, Bremsen und die Längsdynamik des Fahrzeuges behandelt.
• II MODELLBILDUNG: Dieses Kapitel befasst sich mit der Modellierung des Fahrzeugtriebstranges in Modelica. Es werden die Grundlagen der Modellierungssprache Modelica, die Auswahl und Erweiterung von Modellen aus der PowerTrain Bibliothek sowie die Erstellung einer eigenen Bibliothek erläutert. Weiterhin werden die Modellierung des Getriebes, des Differentials, der Bremsen, der Längsdynamik des Fahrzeuges und des Motors beschrieben.
• III ECHTZEITTEST: Dieses Kapitel behandelt die Echtzeitfähigkeit des entwickelten Modells. Es werden die Voraussetzungen und Methoden für den Einsatz des Modells auf einem Echtzeitsystem beschrieben.

Schlüsselwörter

Die Arbeit befasst sich mit den Schwerpunkten Modellierung, Fahrzeugtriebstrang, 6-Gang-Handschaltgetriebe, Modelica, Echtzeitfähigkeit, Längsdynamik, PowerTrain Bibliothek. Diese Keywords spiegeln die zentralen Themen und Forschungsgebiete der Arbeit wider.

Details

• Hochschule: Technische Universität Berlin (Elektronische Mess- und Diagnosetechnik)
• Autor: Bernhard Wede (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 2007
• Seiten: 76
• Katalognummer: V145414
• ISBN (eBook): 9783640558438
• ISBN (Buch): 9783640558773
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: 6-Gang-Getriebe Modelica Schaltgetriebe Fahrzeugtriebstrang Modellierung Getriebe