Optimale Ganganzahl und Schaltkollektive für Fahrzeuggetriebe

Im Zuge zunehmender Fahrzeugindividualisierung, steigendem Komfortwunsch der Kunden und im Rahmen gesetzlicher Verbrauchs- und Emissionsvorschriften lässt sich ein Trend hin zu Fahrzeugen mit automatisierten Getrieben bei steigender Ganganzahl beobachten. Da bislang keine methodisch fundierte Antwort auf die Frage nach der sinnvollsten Anzahl der Getriebeübersetzungen für Fahrzeuggetriebe gegeben werden konnte, wurde im Rahmen dieser Arbeit eine Methode entwickelt, um die optimale Ganganzahl unter Berücksichtigung verschiedener Fahrleistungs- und Verbrauchskennparameter zu bestimmen. Dabei haben sich zwei Ansätze ergeben: Der Vergleichsansatz basiert auf der Fragestellung, welches Potential einer gegebenen Fahrzeug-Motor-Kombination durch ein optimal ausgelegtes Getriebe ausgeschöpft werden kann. Dabei werden Fahrleistungs- und Verbrauchskennparameter in Abhängigkeit von Getriebegrundparametern ausgewertet, die die Wahl der Übersetzungen und den Getriebewirkungsgrad bestimmen. Mit Hilfe von Polynommodellen des Getriebesystemverhaltens erfolgen in diesem Ansatz Vergleiche aller sinnvollen Kombinationen von Getriebegrundparametern mit einer am Markt erhältlichen Getriebeauslegung. Letztendlich wird die Ganganzahl als optimal erachtet, die es bei größter Differenz zwischen realisierbarem und erforderlichem Wirkungsgrad erlaubt, in allen betrachteten Kennparametern mindestens die gleichen Werte zu erreichen, wie das Fahrzeug mit Vergleichsgetriebe. Dieser Ansatz gewichtet alle betrachteten Kennparameter gleich und ist einsetzbar, wenn Fahrzeugkonzepte bereits existieren. Für neu zu entwickelnde Fahrzeugkonzepte oder bei dem Wunsch nach stärkerer Gewichtung einiger Kennparameter eignet sich der zweite Ansatz einer Optimierung mittels Performancefunktion.