Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erzeugung virtueller Prototypen von Dieselfahrzeugen und deren Abgasnachbehandlung auf Basis von dynamischen Modellen. Durch die komplexen Randbedingungen im Kontext von RDE (engl. Real Driving Emissions) stoßen klassische Entwicklungsmethoden an ihre Grenzen um eine ausreichende konzeptionelle Sicherheit in Form von konstant niedrigen Fahrzeugemissionen sicher zu stellen. Modellbasierte Entwicklungsmethoden erlauben dabei den Einsatz von rechnergestützter Simulation und Analyse zur Verifikation und Validierung von Gesamtfahrzeugkonzepten. Den Ausgangspunkt der Arbeit bilden Ansätze von CAE-Werkzeugen, welche in der Automobilindustrie für die Modellbildung und die Gesamtsystemsimulation verwendet werden. Für den Einsatz in der Applikation der Steuergerätesoftware von Motor und Abgasnachbehandlung weisen diese Ansätze nur unzureichende Schnittstellen und Formate auf, um einen effektiven Einsatz im Entwicklungsprozess zu ermöglichen. In dieser Arbeit werden daher geeignete Modellumgebungen entwickelt, welche sich in der Konzeptionierung, den Datenformaten und der verwendeten Anwendersoftware an dem ASAM-Standard und damit an der realen Applikationsarbeit im automobilen Umfeld orientieren. Die Basis dafür bildet die Kombination von echtzeitfähigen, dynamischen Modellen mit Steuergerätefunktionen und die Überführung des Gesamtsystems in selbständig ausführbaren Code inklusive XCP-Schnittstelle und Echtzeitbetriebssystem. Dadurch kann das Gesamtsystem von der u. U. multiphysikalischen Modellierungsumgebung in eine einheitliche Simulationsumgebung überführt werden, wodurch eine bessere Nachvollziehbarkeit von Modellständen und Simulationsergebnissen möglich wird. Neben den methodischen und konzeptionellen Aspekten wird in dieser Arbeit ein geeigneter, echtzeitfähiger Modellansatz für die Applikation ausgewählter Softwarefunktionen zur Beeinflussung der Verbrennung und der Emissionen eines Dieselmotors entwickelt. Für die Abbildung des Motormodells wird als Ansatz die Kombination aus einem physikalischem 0D Luftpfadmodell und einem empirischen Modellteil für Emissionen und Verbrennung erarbeitet. Der empirische Modellteil wird dabei statistisch als dynamische DoE vermessen und mittels Methoden der Systemidentifikation als Parametrische Volterra-Reihe abgebildet. Das Motormodell wird um ein detailliertes Modell für die Abgasnachbehandlung auf Basis von physikalisch-chemisch Ansätzen und die entsprechende Software erweitert und in die Testumgebungen eines virtuellen Motorprüfstands und eines virtuellen Fahrzeugs integriert. Durch die Erweiterung um ein kartenbasiertes Umgebungsmodell inklusive stochastischer Verkehrssimulation, kann eine Euro-6b Applikation durch gezielte statistische Variation von Einzelparametern, wie Umgebungstemperatur und Fahrstil analysiert und in eine robuste Euro-6d Applikation überführt werden. Durch den Einsatz virtueller Prototypen im Kontext von RDE können somit die zeitlichen Einsparpotentiale im Entwicklungsprozess und die hohen Genauigkeiten der erarbeiteten Modellierungsmethoden in Bezug auf NOx- und CO2-Emissionen sowie AdBlue®-Verbrauch nachgewiesen werden.


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    Title :

    Virtuelle Prototypen für die Fahrzeugapplikation von Diesel RDE-Anwendungen


    Additional title:

    Virtual prototypes for vehicle application in the context of diesel RDE


    Contributors:

    Publication date :

    2019



    Type of media :

    Miscellaneous


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    German



    Classification :

    DDC:    621




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