Aufgrund der freiwilligen Selbstverpflichtung der ACEA zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes auf 140 g/km in Europa bis zum Jahr 2008 sind beträchtliche Anstrengungen bei Ottomotoren erforderlich. Für Fahrzeuge mit großem Hubvolumen kann die größte Kraftstoffverbrauchseinsparung mit strahlgeführten direkteinspritzenden Brennverfahren erzielt werden. Bei Fahrzeugen mit kleinem Hubvolumen kann dies durch Hubraumverkleinerung und Aufladung erreicht werden. In Kombination mit Direkteinspritzung ist einerseits durch die Entkopplung von Luft- und Kraftstoffpfad ein deutlich erhöhtes Anfahrdrehmoment und anderseits durch Erhöhung der Verdichtung eine Wirkungsgradverbesserung realisierbar. Um den Applikationsaufwand deutlich zu verringern und die Komplexität, insbesondere durch die Anforderung der Diagnosefähigkeit, zu beherrschen, kommen modellbasierte Funktionen zum Einsatz. Die Generische Systemplattform für Powertrain Systeme ist eine offene Systemarchitektur, die Anforderungen von außen in verschiedenen Formen oder Prozessstufen einbindet. Die aus der heutigen Organisationsstruktur der Automobilindustrie abgeleitete hierarchische Struktur führte zu einer Aggregate-Struktur auf der Ebene der einzelnen Steuerungssysteme. Grundsätzliche Vorteile modellbasierter Funktionsansätze für die Funktionsentwicklung und die Applikation werden diskutiert. Im Beitrag wird die Modellierung des Verhaltens des Abgasturboladers und der notwendigen Erweiterungen existierender Modelle der Motorsteuerung für nicht aufgeladene Motoren beschrieben. Die Funktionsstrukturen werden zunächst als Einführung vorgestellt. Einzelne Funktionsblöcke und ihr physikalischer Hintergrund werden anschließend beschrieben. Hierbei werden die Schwerpunkte auf den Verdichter, die Turbine und die Vorgänge im Krümmer gesetzt.
Due to the voluntary commitment of the ACEA for the reduction of the CO2 emission to 140 g/km in Europe in 2008 tremendous efforts at the field of the gasoline engines are necessary to achieve this ambitious goal. Gasoline direct injection offers the largest fuel consumption improvement potential for gasoline engines. For vehicles with large engine displacement the highest fuel consumption improvement potential can be achieved with spray guided combustion systems. Turbocharging in combination with longer rear axle ratio offers the best fuel economy potential for gasoline engines with small displacement. To take customer acceptance for driving performance and torque reserve into account the critical torque at drive-off conditions (= low-end torque) for turbocharged engines with small displacement must be improved. Direct injection offers new capabilities due to decoupling of the air and fuel path. To reduce the application effort and to manage the complexity of the control strategy, particularly by the request of the diagnostic capability, a model based functionality was designed. By the imbedding of the turbo functionality into a modular platform structure a very high flexibility is given regarding different engine variants and different types of ECU micro processor.
Modellbasierte Motorsteuerungsfunktion für aufgeladene Ottomotoren
Model based control function for turbo charged spark ignition engines
2005
28 Seiten, 18 Bilder, 25 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Modellbasierte Motorsteuerungsfunktion fuer aufgeladene Ottomotoren
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