Loading…
Thumbnail Image

Optimierungsstrategien in der modellbasierten Dieselmotorenentwicklung

Neßler, Adrian

Moderne Dieselmotoren werden über Kennfelder gesteuert, die mittels Messungen vom Motorprüfstand abgestimmt werden. Dabei müssen die Kennfelder eine Reihe von weichen und harten Kriterien, wie Glattheit und Fahrbarkeit erfüllen. Die vorliegende Arbeit führt zuerst in den Stand der Technik zur Kennfeldoptimierung ein. Anschließend werden zwei Kriterien für glatte und fahrbare Kennfeldabstimmungen mathematisch definiert. Diese Kriterien werden an mehreren praktischen Beispielen verifiziert und quantisiert. Weiterhin werden verschiedene nichtlineare Optimierungsalgorithmen vorgestellt und zusammen mit diesen Kriterien in globalen Kennfeldoptimierungen, in denen Optimierung und Glättung in einem Schritt vereint sind, angewandt und bewertet. Schließlich wird das Optimierungsergebnis der globalen Kennfeldoptimierung in einer Motorprüfstandsmessung und in einem Fahrzeugtest verifiziert. Durch die vorgestellte Methode kann die Kennfeldabstimmung, die bisher aus mehreren Iterationen besteht und schwer zu fassende Nebenbedingungen aufweist, deutlich vereinfacht und systematischer gemacht werden.
Modern Diesel engines are controlled via maps, which have to be calibrated using measurements from an engine test bench. The maps have to fulfil various soft and hard constraints like smoothness and drivability. This thesis introduces in the state of the art of the map optimization at first. Following two criteria for smooth and driveable calibrated engine maps are defined mathematically. These criteria are verified and quantified with several concrete examples. Furthermore several non-linear optimization algorithms are presented. They are applied and evaluated in global map optimizations, in which optimization and smoothing are combined in one step, together with these criteria. Finally the optimization result is verified in an engine test bench measurement and in a vehicle test. The presented methodology can improve the map calibration, which has consisted of several iterations and has contained constraints that are difficult to describe, and can make it more systematically.