Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer Methode zur Unterstützung der Dynamikapplikation sowie deren Nutzung zur Analyse der Längsfahrdynamik von Ottomotoren mit Abgasturbolader. Dafür wurde zunächst eine gekoppelte Simulationsumgebung von Motorsteuergerät, Verbrennungsmotor und Fahrzeug aufgebaut. Das funktionale Steuergerätemodell bildet alle relevanten Modellbausteine, die das Ansprechverhalten eines aufgeladenen Ottomotors beeinflussen, ab. Das thermodynamische Verhalten des Verbrennungsmotors und der Antriebsstrang des Fahrzeugs werden mithilfe einer 1D-Simulationsumgebung dargestellt. Dies ermöglicht eine detaillierte Untersuchung von Ladungswechselvorgängen auf das Ansprechverhalten eines Fahrzeugs. Die Validierung des gesamten Modells erfolgte in drei Schritten. Zunächst wurden die Submodelle anhand passender Messgrößen unabhängig voneinander abgestimmt. Nach der Sicherstellung der korrekten Abbildung der Motorsteuerungsfunktionen und des Motor-/Fahrzeugmodells wurde anschließend das Zusammenwirken der Modelle in der Kopplungssimulation untersucht und an Fahrzeugmessungen abgeglichen. Das validierte Gesamtmodell diente als Basis für eine umfangreiche Sensitivitätsanalyse, bei der durch Variation von motor- und fahrzeugspezifischen Parametern die Auswirkungen auf die Response bei Lastsprung aus Konstantfahrt betrachtet wurden. Anhand der Beschleunigungsverläufe konnte unterschiedliche Einflüsse einzelner Verstellgrößen festgestellt werden. In einer abschließenden Untersuchung wurde die Übertragung der gewonnen Ergebnisse auf weitere Fahrzeugkonfigurationen mit aufgeladenen Ottomotoren überprüft. Dabei stellte sich für zwei hinsichtlich der verwendeten Aufladetechnologie deutlich unterschiedliche Fahrzeuge eine starke Ähnlichkeit der Sensitivitäten, insbesondere bezüglich einiger Trigger-Parameter für das Längsdynamikverhalten des Fahrzeugs, heraus.
Raising environmental awareness and corresponding laws force the automobile industries to achieve fuel efficiency improvements. This conflicts with increasing customer requirements regarding familiar driving dynamics. To reach these goals, the development of powertrains gets more and more complex and virtual methods become increasingly important. In order to compensate the high costs of application work, a simulation environment for optimal parametrization of all the degrees of freedom in the engine management system is required. Therefore, a linking technique, which interfaces models of the engine control unit, engine and vehicle, is created to support longitudinal dynamic application processes of turbocharged spark-ignition engines. After successful validation by using measured vehicle data, the coupled model provides a basis for an analysis of how different parameters of engine or vehicle affect the response of a load step at constant speed. Finally, the transfer of achieved conclusions to other vehicle configurations with turbocharged spark-ignition engines is successfully verified.
Simulation der Dynamik in Fahrzeugantrieben mit aufgeladenen Ottomotoren - Methodik und Analyse
2013
16 Seiten, Bilder, 11 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Simulation der Dynamik in Fahrzeugantrieben mit aufgeladenen Ottomotoren - Methodik und Analyse
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