Hans-Michael Koegeler

Emissionsauslegung des dieselmotorischen Fahrzeugantriebs mittels DoE und Simulationsrechnung

Durch den Einsatz von DoE-Verfahren wird die Auswahl verbrennungsrelevanter Motorbauteile bei optimaler Applikation der Motorsteuerung prazise, effizient und abgesichert moglich. Die Anwendung von betriebspunktubergreifenden Emissionsmodellen erlaubt zudem in einer fruhen Phase des Entwicklungsprozesses durch Fahrzyklus-Simulationsrechnungen eine virtuelle Antriebsauslegung. Dieser Artikel beschreibt Vorgehensweisen und Ergebnisse zu diesem Thema aus der BMW-Dieselmotorenentwicklung durch Einsatz von AVL Cameo als DoE- und Modellierungswerkzeug.

Evolving model architecture for custom output range exploration

In this paper, a methodology for combined online design of experiments and system identification is presented. More specifically, the paper addresses the problem of creating a model automatically that describes an unknown process accurately in a predefined range of its output. Such a model is typically needed for the calibration of combustion engines where only a relatively small emission range is of interest. The presented solution approach consists of two interacting components: first, an evolving local model network is used for creating, refining and extending a data-driven model, based on the incoming measurements; second, model-based approaches are proposed for designing new experiments so that the data-driven model has a high degree of accuracy in a predefined range of its output. The method uses, besides the models, a space-filling to explore untrained areas. The proposed concepts are illustrated and discussed by means of an academic and two real-world examples.

Beherrschung komplexer Entwicklungsprozesse

Die mechatronischen Systeme, wie sie moderne Fahrzeugantriebsstrange und insbesondere Antriebsaggregate darstellen, zeichnen sich neben hoher Flexibilitat und Leistungsfahigkeit auch durch zunehmende Komplexitat in der Bedatung und Optimierung aus. An Hand von konkreten Aufgaben zur Optimierung von Diesel- und Ottomotoren sowie Hybridaggregaten wird in diesem Kapitel gezeigt, wie sich theoretische Uberlegungen zur Modellbildung sowie eine zunachst abstrakte Beschreibung der Prozessfuhrung – beispielsweise beim Einsatz von DoE-Methoden oder bei der Funktionsbedatung eines virtuellen Sensors – in die Anwendungsumgebung einer Motorenentwicklung uberfuhren lassen und dort eine Voraussetzung fur effiziente Ablaufe und eine sichere Zielerreichung darstellen. Fur die Zukunft ist ein weiterer Entwicklungsschub durch Umweltvernetzung zu erwarten. Daraus resultieren variable Szenarien, die zusatzlich in die Optimierungsfunktionen mit eingebunden werden mussen.

Multiple tier 3 engine applications based on global modelling

The number of electronic engine applications required in ever shorter times-to-market is widely increasing. In particular for the off-highway market there is a requirement for many ratings derived from the same engine hardware, therefore improved development tools for calibration are necessary. The paper describes a methodology to investigate the whole engine performance envelope in order to define many sub-ratings with different speed and load ranges. The method has been tested in a collaboration between FPT (Fiat Powertrain Technologies), I&M and AVL on a real engine.

Tier-3-Motorabstimmung für unterschiedliche Fahrzeugvarianten mit globalen Modellen

Eine steigende Anzahl unterschiedlicher Motorabstimmungen steht immer kurzeren Zeitraumen bis zur Markteinfuhrung gegenuber. Besonders bei Nutzfahrzeugen existieren viele unterschiedliche Einsatzvarianten fur dieselbe Motor-Hardware. Dieser Beitrag beschreibt eine Methodik zur ganzheitlichen Untersuchung des Motorverhaltens aller Einsatzvarianten in unterschiedlichen Last-/Drehzahlbereichen. Die Methode wird in einer Zusammenarbeit zwischen den Firmen FPT (Iveco and Fiat Powertrain Technologies), I&M und AVL an einem Sechszylinder-Common-Rail-Motor mit Ladeluftkuhlung angewandt.

Model-based steering ECU calibration on a steering-in-the-loop test bench

Modern electric power steering (EPS) systems allow a flexible adaptation of the same steering hardware to different vehicle types by calibration of the corresponding control unit (ECU). As the steering behavior is one of the major factors influencing the end customers` buying decision and driving experience, the steering ECU calibration has to fit very well to the customer requirements. A growing number of functions in the steering ECU offer increasing possibilities to influence comfort, safety and steering feel and must be validated in different driving maneuvers (figure 1). However, several trade-offs of these characteristics have to be solved such as the driver’s steering effort vs. the steering feedback while cornering.

Emissions development of vehicle diesel engines by means of DoE and computer simulation

The application of Design of Experiments (DoE) methods ensures the precise, efficient and reliable selection of engine components that are relevant to the combustion process. Furthermore, the use of emissions models that extend over a range of operating points allows virtual engine design and configuration in an early phase of the development process with the aid of appropriate driving cycle simulation calculations. This article describes the methods applied and presents some examples of the subject matter involved in BMW diesel engine development using AVL Cameo as a DoE and modelling tool.