Echtzeitfähiges physikalisches Motorprozessmodell -- Potenziale für die Steuerung eines Pkw-Ottomotors
Carsten Roesler
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Carsten Roesler, Echtzeitfähiges physikalisches Motorprozessmodell -- Potenziale für die Steuerung eines Pkw-Ottomotors (2013), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832596439
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Beschreibung / Abstract
In der Arbeit wird das Potenzial einer in Echtzeit rechnenden, nulldimensionalen, physikalisch basierten und kurbelwinkelaufgelösten Motorprozesssimulation (ECU-THEMOS) für die Steuerung und Regelung eines Pkw-Ottomotors untersucht. Ihr wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die von ihr gelieferten thermodynamischen Rechengrößen zum Zylinderprozess, zu den Gaswechselleitungen sowie den Aufladeaggregaten für die Bauteilüberwachung, die Motorsteuerung und für die Kompensation von Bauteiltoleranzen verwendet werden können.
Durch die Umsetzung der Steuerung und Regelung mit ECU-THEMOS an einem aufgeladenen, direkt einspritzenden Pkw-Ottomotor konnte eine Steuerungsstrategie gewählt werden, die mithilfe der physikalisch basierten Modelle entsprechende Sollwerte für den Ladungswechsel und für die Verbrennung berechnet und somit weitestgehend losgelöst ist vom Kalibrieren von Kennfeldern.
Damit ECU-THEMOS in einer Motorsteuerung einsetzbar ist, wurde der Rechenaufwand des Modells, im Vergleich zu bekannten nulldimensionalen Programmbibliotheken, um über 75 % reduziert.
Durch die Umsetzung der Steuerung und Regelung mit ECU-THEMOS an einem aufgeladenen, direkt einspritzenden Pkw-Ottomotor konnte eine Steuerungsstrategie gewählt werden, die mithilfe der physikalisch basierten Modelle entsprechende Sollwerte für den Ladungswechsel und für die Verbrennung berechnet und somit weitestgehend losgelöst ist vom Kalibrieren von Kennfeldern.
Damit ECU-THEMOS in einer Motorsteuerung einsetzbar ist, wurde der Rechenaufwand des Modells, im Vergleich zu bekannten nulldimensionalen Programmbibliotheken, um über 75 % reduziert.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 Einleitung
- 2 Stand der Technik und Zielsetzung
- 2.1 Stand der Technik
- 2.2 Zielsetzung
- 3 Motorprozesssimulation für ein Steuergerät
- 3.1 Ausgangssituation Steuergerät und Modellanforderungen
- 3.2 Grundlegende Modellanforderungen
- 3.3 Zylindermodell
- 3.4 Füll- und Entleermethode
- 3.5 Reduziertes Gesamtmodell
- 3.6 Zylinderfüllungsverhalten
- 4 Prototypenaufbau und virtueller Sensor
- 4.1 Versuchsumgebung
- 4.2 Integration des Prototypensystems
- 4.3 Rechnungs-/ Messungsvergleich und virtueller Sensor
- 4.4 Alterungserscheinungen und Bauteiltoleranzen
- 5 Steuerung und Regelung auf Basis der Motorprozesssimulation
- 5.1 Einführung und Ziele
- 5.2 Umsetzung der Steuerung und Regelung mit ECU-THEMOS
- 6 Zusammenfassung und Ausblick
- 7 Literaturverzeichnis