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Overall optimization of electrodynamic shifting systems

Optimization and improvement of the electrical path, mechanical path and control by a new development approach

Gesamtheitliche Optimierung von elektrodynamische Schaltaktoriksystemen

Optimierung und Verbesserung der elektrischen Strecke, mechanischen Strecke und der Regelung durch einen neuen Entwicklungsansatz

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Forschung im Ingenieurwesen Aims and scope Submit manuscript

Abstract

The internal shifting system of a transmission has a significant influence on the dynamics, costs and comfort of the transmission. A comprehensive study of the shifting system makes it possible to show optimization potentials on the control, the mechanical and the electrical path of electrodynamic shifting systems. Therefore, various simulation and optimization models are used. Especially through a new optimization approach, it is possible to use optimization procedures at an early stage of the design process and to use them for design and modeling. By a detailed consideration of the synchronization process, it is also possible to further significantly improve the dynamics. This is supported by a modular and cost-efficient test rig concept, which makes it easy to compare the results and the models. In addition, the test rig provides the possibility to carry out investigations of dog clutches.

Zusammenfassung

Die Schaltaktorik eines Getriebes hat einen wesentlichen Einfluss auf die Dynamik, die Kosten und den Komfort des Getriebes. Über eine gesamtheitliche Betrachtung der Schaltaktorik ist es möglich Optimierungspotential an der Regelung, der mechanischen und der elektrischen Strecke von elektrodynamischen Schaltaktoriksystemen aufzuzeigen. Dazu werden verschiedene Simulations- und Optimierungsmodelle eingesetzt. Speziell durch einen neuen Optimierungsansatz ist es möglich in einem frühen Stadium des Designprozesses Optimierungsverfahren einzusetzen und für das Design und die Modellbildung zu nutzen. Durch eine detaillierte Betrachtung des Synchronisierungsvorgangs ist es zudem möglich die Dynamik des Schaltvorgangs weiter signifikant zu verbessern. Unterstützt wird dies durch ein modulares und kosteneffizientes Prüfstandskonzept, das den Abgleich von Simulationsergebnissen mit Messungen ermöglicht. Weiterhin können mit dem Prüfstand Versuche mit Klauenkupplungen durchgeführt werden.

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Reul, A., König, R. & Rinderknecht, S. Overall optimization of electrodynamic shifting systems. Forsch Ingenieurwes 81, 437–446 (2017). https://doi.org/10.1007/s10010-017-0252-y

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