Modellierung, Mehrfachregelung und optimale Steuerung eines leistungsverzweigten hybriden Antriebs

Der globale Klimawandel und die Endlichkeit konventionell eingesetzter Energieträger erfordern u.a. neue Antriebskonzepte in Kraftfahrzeugen. Ein vollkommener Wechsel zu klimaneutralen Energieträgern ist kurzfristig nicht möglich. Hybride Antriebe lassen sich hingegen schneller verbreiten und bieten nicht nur kurzfristig, sondern auch im Falle eines verbreiteten Einsatzes klimaneutraler Energieträger noch Einsparpotentiale. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen seriellen, parallelen und leistungsverzweigten hybriden Antrieben. Aus systemtheoretischer Sicht weisen leistungsverzweigte Antriebsstränge die höchste Komplexität (und Ordnung) auf, entsprechendes gilt daher auch für deren Steuerung und Regelung. Insbesondere für die Stabilisierung des Antriebsstrangs im normalen Fahrbetrieb, aber auch für den Wiederstart der Verbrennungskraftmaschine und andere Schaltvorgänge ergeben sich anspruchsvollere Aufgabenstellungen als bei den anderen Varianten. In dieser Arbeit werden die erwähnten Aufgabenstellungen neben der Modellierung eines bestimmten leistungsverzweigten Antriebs eingehend behandelt. Oft weisen leistungsverzweigte Antriebsstränge (aus systemtheoretischer Perspektive) die gleiche Struktur auf wie der hier betrachtete Antriebsstrang. Die untersuchten Problemstellungen sind somit nicht nur für den betrachteten Antriebsstrang, sondern für eine ganze Klasse von Antriebssträngen gelöst.A research project dealing with hybrid drivetrains was treated at Technical University of Braunschweig in cooperation with Volkswagen AG. As a result of this project, a power splitting hybrid drivetrain to be driven in two modes with variable transmission ratio was developed. This thesis describes how to contol this drivetrain and how to derive the necessary mathematical descriptions of the systems to be controlled