Aktive Schwingungsdämpfung im KFZ-Antriebsstrang
Verbrennungsmotoren leiten durch den schwankenden Zylinderdruck und die oszillierenden Trägheitskräfte von Pleuel und Kolben ein stark schwankendes Moment auf die Kurbelwelle ein. Dieses schwankende Moment und die damit verbundene Schwankung der Kurbelwellendrehzahl werden als Drehungleichförmigkeit (kurz: DU) bezeichnet.
Abbildung: Typischer Verlauf des auf die Kurbelwelle wirkenden Motormoments eines 3-Zylindermotors, aufgetragen über dem Kurbelwinkel.
Die Drehungleichförmigkeit ist die Ursache für unerwünschte Torsionsschwingungen im nachgeschalteten Antriebsstrang. Zur Dämpfung dieser Schwingungen kommen bisher nahezu ausschließlich passive Maßnahmen zum Einsatz (z.B. Schwungrad, Zwei-Massen-Schwungrad und Fliehkraftpendel). Diese konventionellen Maßnahmen stoßen allerdings durch sich ändernde Rahmenbedingungen zunehmend an ihre Grenzen, da sich durch steigende Anforderungen an Verbrauch und CO2-Emissionen und den damit verbundenen Neuentwicklungen bei Verbrennungsmotoren die DU-Problematik verschärft.
Aus diesem Grund wird am Lehrstuhl für Regelungstechnik an aktiven Maßnahmen zur Dämpfung von Schwingungen im Antriebsstrang geforscht. Die Forschung beinhaltet die Suche und Entwicklung von geeigneten Topologien und Konfigurationen zur Schwingungsdämpfung. Vor dem Hintergrund der steigenden Verbrauchsanforderungen in der Automobilbranche, steht dabei die Energieeffizienz der untersuchten, aktiven Systeme im Fokus. Für ausgewählte Konzepte sollen im weiteren Verlauf Regelungskonzepte entwickelt und auf einem Prüfstand experimentell untersucht werden.