Echtzeitfähige eindimensionale Verbrennungsmotor-Prozesssimulation für X-in-the-Loop Anwendungen

Xia, Feihong; Andert, Jakob Lukas; Bargende, Michael

doi:39841

Echtzeitfähige eindimensionale Verbrennungsmotor-Prozesssimulation für X-in-the-Loop Anwendungen = Real-time capable one-dimensional models for internal combustion engines in X-in-the-Loop applications

Xia, Feihong^RWTH*

2020 & 2021

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Feihong Xia

ImpressumAachen 2020

Umfang1 Online-Ressource (vii, 97, XII, Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2020

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2021

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Andert, Jakob Lukas (Thesis advisor)^RWTH* ; Bargende, Michael (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2020-06-19

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2020-10636
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/804969/files/804969.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen und Institut für Thermodynamik (412310)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Ladungswechsel (frei) ; Simulation (frei) ; Verbrennungsmotor (frei) ; X-in-the-loop (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
X-in-the-Loop Simulationen können Wechselwirkungen im transienten Betrieb zwischen einzelnen virtuellen oder realen Komponenten abbilden und ermöglichen eine frühe Systemintegration sowie Erprobung im Fahrzeugentwicklungsprozess. Je nach konkreten Anwendungen müssen die eingesetzten Modelle einen Kompromiss zwischen Modellgenauigkeit, Modellierungsaufwand und Rechenaufwand erzielen. Die eindimensionale Motorprozesssimulation ermöglicht eine physikalische und kausale Vorhersage des Strömungspfades, deren Einsatz in der X-in-the-Loop Simulation den Fokus der Arbeit bildet. Ein grundlegender Modellaufbau zur Ermöglichung der Echtzeitfähigkeit und der Modellkalibrierungsprozess zusammen mit der Modellvalidierung anhand von Messdaten werden vorgestellt. Konkrete Machbarkeitsstudien durch Anwendungsbeispiele für Systemauslegung und Funktionsentwicklung mittels Model-in-the-Loop Simulation sowie Steuergerätapplikation mittels Hardware-in-the-Loop Simulation einschließlich systemübergreifender Validierungsergebnisse gehören zu den wichtigsten Beiträgen dieser Dissertation.

X-in-the-Loop simulations enable the prediction of interactions between virtual or real components during transient operation and allow early system integration and testing in the vehicle development process. According to the concrete applications, the models used must achieve a compromise between model accuracy, modelling effort and computational effort. The one-dimensional simulation of internal combustion engines allows physical and causal modelling of the air path. Its integration in the X-in-the-Loop simulation is the focus of the dissertation. A basic model design to enable real-time capability is presented followed by the model calibration process and the validation results using measurement data. Detailed feasibility studies on application examples for system design and function development based on model-in-the-loop simulation as well as engine control unit application based on hardware-in-the-loop simulation along with system-wide validation results are among the most important contributions of this dissertation.

OpenAccess:
PDF
(zusätzliche Dateien)