Strengere Abgasvorschriften und die zunehmende Komplexität moderner Antriebssysteme sind die Hauptgründe für die ständig wachsenden Anforderungen an die Genauigkeit von elektronischen Steuergeräten (ECUs). Der derzeit weitverbreitete Ansatz, Mittelwertmodelle in der ECU einzusetzen, ist zunehmend nicht mehr ausreichend für die Bereitstellung der erforderlichen Daten. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die erfolgreiche Entwicklung eines 'state of the art' Rapid Prototyping ECU-Systems, welches mit einem Echtzeit-1-D-Gasdynamik-Modell ausgestattet ist, zu demonstrieren. Das Modell ist in der Lage, die Berechnung aller mit Kurbelwinkelschrittweite aufgelösten Motorparameter wie Druck im Zylinder, Drücke und Temperaturen in Einlass- und Abgaskrümmer, zylinderspezifische Kraftstoff-Luft-Verhältnisse, Massenstrom und AGR-Vorhersage usw. durchzuführen. Dieser Echtzeit-Simulationsansatz ist ideal für die Nutzung bei geschlossener Verbrennungsregelung, für die Verbrennungsanalyse, Fehlzündungsvorhersage, Echtzeit-Emissionskonzentrationsvorhersage und zeigt Potenzial für die Eliminierung mehrerer Sensoren (z. B. im Abgasbereich, Ansaug-Thermoelemente, Druck-und Luftmassenstrom-Sensoren). Zudem unterstützt dieser Ansatz hochentwickelte modellgestützte On-Board-Diagnosen und Sensorüberwachungen. Ricardo nutzt dafür die Advanced Rapid-Prototyping Plattform, rCube2. Diese ist mit einer zusätzlichen CPU ausgestattet, auf welcher ein WAVE-RT Modell (Ricardo-Echtzeit-1-D-Gasdynamik-Modell) schneller als in Echtzeit läuft und daher alle gewünschten Parameter durch den zeitlichen Vorteil rechtzeitig zur Verfügung stellt. Die rCube2 Embedded Processing Unit ist ein modulares Prototyping-System, welches zur Entwicklung von Steuer- und Regelstrategien im automobilen Umfeld entwickelt wurde. Die Applikationen werden in MATLAB/Simulink entwickelt und in die AUTOSAR (Automotive Open System Architecture)-konforme Basissoftware integriert. WAVE-RT ist eine Ricardo Echtzeit-, kurbelwinkelaufgelöste und physikalisch-basierte Motormodellierungssoftware für SiL- und HiL-Tests von Motorsteuerungssystemen und der Konzipierung zukünftiger ECUs. Das WAVE-RT Modell wird von einem bereits bestehenden, validierten WAVE (Standard-1-D-Gasdynamik-Software) Modell, welches detailliert die Modellierung von einzelnen Zylindern, realer Motorgeometrie, Aufladungssystemen usw. umfasst, abgeleitet. Ein 6-Zylinder Light Duty-Dieselmotor (6 l, 200 kW @ 2500 min-1) wurde zum Test dieser fortschrittlichen, modellgestützten Methode zum Design der ECU-Funktionen gewählt. rCube2 enthält das komplette elektronische Management zur Steuerung des Motors in seinem gesamten Arbeitsbereich. WAVE-RT läuft parallel zum Motormanagement im rCube2 und stellt Zylinderinnendruckverläufe sowie andere gewählte Parameter, welche für die Funktionen der Verbrennungsregelung benötigt werden, zur Verfügung.


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    Gasdynamik

    Ganzer, Uwe | SLUB | 1988




    MOTORSTEUERUNG

    SCHNEIDER MICHAEL | Europäisches Patentamt | 2015

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    Rapid Control Prototyping mit Dymola und Matlab fur eine Modellgestutzte Regelung in der Motorsteuerung

    Richert, F. / Hoffmann, K. / Bollig, A. et al. | British Library Conference Proceedings | 2006