Volume 55, Issue 7

Der Beitrag beschreibt die Entwicklung und Applikation von modellbasierten Steuergerätefunktionen am Beispiel der neuen BMW Reihen-Sechszylindermotoren. Es wird gezeigt, dass bei BMW im gesamten Funktionsentwicklungs- und Applikationsprozess neue Wege beschritten werden, um auch in Zukunft Steuerungs- und Regelungsfunktionen für Motorsteuerungen maßgeschneidert und effektiv entwickeln zu können. This paper describes the development and calibration of model based functions within the electronic control unit of the new BMW 6-cylinder inline engine. It is shown that BMW uses new ways in the overall function and calibration process for developing future functions for control units in an highly customised and efficient manner. Schlagwörter: Variabler Ventiltrieb, modellbasierte Steuergerätefunktionen, Funktionsentwicklung, Applikation

Das Gaswechselsystem moderner Dieselmotoren und dessen Regelung müssen zunehmend höheren Anforderungen genügen, um die Rohemissionen im Hinblick auf kommende Abgasgesetzgebungen in den Hauptmärkten weiter zu reduzieren, den Drehmomentverlauf und die Dynamik über den gesamten Drehzahlbereich zu verbessern, sowie um Abgasnachbehandlungssysteme zu unterstützen. Die Einführung der physikalisch-modellbasierten Regelung des Luftpfads ermöglicht es, die Kennfeldstrukturen stark zu vereinfachen, sich ändernde Betriebsbedingungen genauer zu berücksichtigen sowie die Linearisierung, Störgrößenkompensation und Entkopplung von Regelkreisen. The gas exchange system of modern diesel engines and its control has to fulfill increasingly challenging requirements in order to further reduce raw emissions with regard to the next legislations in the main markets, improve torque and dynamic response over the whole speed range and to support exhaust aftertreatment systems. The introduction of the physical model based control of the airpath gives the possibility to reduce lookup table structures, to adjust to changing operation conditions as well as linearization, disturbance compensation and decoupling of control loops. Schlagwörter: Ladedruckregelung, AGR-Regelung, modellbasiert, Entkopplung, inverse Modelle

In diesem Beitrag wird im ersten Teil ein systematisches Vorgehen zur Identifikation des Luftpfades (Luft- und Abgastrakt) von Dieselmotoren auf Basis einer dynamischen Motorvermessung vorgestellt. Dafür werden lokal lineare Modelle mit Ausgangsfehlerschätzung verwendet. Mit dem identifiziertenModell erfolgt im zweiten Teil eine automatisierte Parametrisierung der Luftmassenstrom- und Ladedruckregelung. A systematic procedure is introduced for the identification of the air path (air- and exhaust manifold) of diesel engines, by means of dynamic engine measurements. Local linear models in output error configuration are used. Furthermore, an automated calibration of the feedback-controllers is presented for the air mass flow and the charging pressure. Schlagwörter: Nichtlineare Identifikation, lokal lineare Modelle, Ausgangsfehler, Ladedruck-/Luftmassenstrom-Regelung

Hybridfahrzeuge gewinnen zunehmend an Bedeutung, vor allem wegen ihrer Möglichkeiten zur Kraftstoffeinsparung, aber auch wegen ihrer zusätzlichen Agilität aufgrund der kurzfristig erreichbaren erhöhten Drehmomente. Ein flexibles Getriebe erlaubt mehrere Hybridkonfigurationen, sowohl parallel als auch seriell oder leistungsverzweigt. Ein zentraler Aspekt eines Hybridantriebs ist der komfortable Wechsel zwischen einem rein elektrischen Fahren und dem hybriden Fahren. Dieser Übergang wird am Beispiel einer parallelen Konfiguration in einem flexiblen Hybridgetriebe untersucht und durch das Schließen einer Anfahrkupplung erreicht. Dabei muss der Kupplungsvorgang die gestellten Anforderungen hinsichtlich des Fahrkomforts erfüllen. Ein spürbarer Ruck oder eine Zugkraftunterbrechung sind nicht zulässig. Im vorliegenden Beitrag soll ein Modellgestützter Prädiktiver Regler (MPR) vorgestellt werden, der diesen Übergang ausführt. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die Robustheit des Reglers gelegt, da der Übergang bei allen Fahrbedingungen und Fahrzeugeigenschaften zuverlässig und komfortabel zu realisieren ist. Hybrid electric vehicles increasingly gain importance mainly due to the potential fuel saving but also because of the additional agility achieved by the increased peak torques during boosting. An important aspect of a hybrid architecture is the transition between pure electric and hybrid operation, which is exemplarily investigated in a flexible hybrid transmission under a parallel engagement configuration. A clutch which separates the transmission input side (engine side) from the rest of the drivetrain is engaged in order to achieve the transition. A noticeable jerk during the engagement process or an interruption of the drive torque cannot be tolerated since the driving comfort must not be reduced. Special attention was given to the robustness of the controller, since the transition has to be carried out reliably and comfortably under varying vehicle properties and drive conditions. Schlagwörter: Prädiktive Regelung, Hybridfahrzeuge, Kupplungsregelung, Getrieberegelung

Aktuelle und zukünftige Fahrzeugentwicklungsprojekte sind durch eine hohe bzw. steigende Variantenvielfalt gekennzeichnet. Ohne Unterstützung durch Simulationen ist dies nicht zu bewältigen. Die Road-Lab-Math Strategie (RLM) hat zum Ziel, die Entwicklungsaktivitäten so zwischen Fahrversuch, Labor und Simulation zu verteilen, dass die maximalen Synergie-Effekte für die Entwicklung ausgenutzt werden können. Notwendig sind dazu die entsprechende Simulationsgüte und die automatisierte Simulation von umfangreichen Testszenarien. Am Beispiel eines aktuellen Fahrzeugprojektes zeigt dieser Beitrag wie die Umsetzung der RLM-Strategie zur Freigabeempfehlung der ABS-/ESP-Software bzw. deren Variantenparametern geführt hat. A rising number of variants characterizes actual and upcoming vehicle development projects. The development activities cannot be met without simulation support. Therefore, the Road-Lab-Math strategy (RLM) has been created to balance the development load between road testing, lab and math-based simulation. As a basis for that, a high simulation confidence as well as an automated simulation of various test scenarios are necessary. An actual vehicle development project serves as example how the RLM-strategy leads to release suggestions for the ABS-/ESC-software and its respective parameters. Schlagwörter: Fahrdynamikregelsysteme, HiL, SiL, Road-Lab-Math-Strategie, Test-Automatisierung