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Steuergeräteentwicklung bei MAN: Zwölfzylinder-Motorsimulation in Echtzeit

Für die Steuergeräteentwicklung bei der MAN Nutzfahrzeuge AG hat die MicroNova AG in Kooperation mit der Tesis DYNAware GmbH ein hochperformantes HiL-System zur Simulation von Dieselmotoren bis hin zum Zwölfzylinder-Motor aufgebaut. Die technischen Anforderungen an detailgetreue Motorsimulation in Echtzeit wurden durch das thermodynamische Motormodell "enDYNA Themos" auf einem HiL-Prüfstand von MicroNova umgesetzt. Die Simulations-Software berechnet den zeitlich aufgelösten Druckverlauf im Zylinder, basierend auf einem nulldimensionalen Verbrennungsmodell, Wandwärmeverlust über die Zylinder und der Kolben-Kinematik.

Dabei wurde das Motorverhalten laut Tesis so realitätsnah simuliert, dass nun Tests auf dem HiL-Simulator möglich sind, die früher an Motorprüfständen durchgeführt wurden. MAN reduziere damit Kosten für Steuergerätetests, bei geringerem Zeitaufwand und unter reproduzierbaren Testbedingungen. Zudem können die Tests bereits gestartet werden, wenn noch kein echter Motor zur Verfügung steht.

Durch den physikalischen Modellansatz sollen gekoppelte Effekte wie die Auswirkung der Ladungsverdünnung durch Abgasrückführung auf Drehmomententwicklung und Abgas naturgemäß abgebildet sein. Der hohe Detailgrad der Modelle bei gleichzeitiger Echtzeitanforderung erfordert eine leistungsstarke Hardware und eine HiL-Software, die eine Parallelisierung des Berechnungsvorgangs ermöglicht. Diese Komponenten stehen für NovaSim in Form einer Quadcore-CPU und leistungsstarken Simulink-Blocksets zur Verfügung.

Für den Aufbau des HiL-Simulators wurde auf den bewährten NovaSim-HiLBaukasten zurückgegriffen. Komponenten, wie z.B. die Simulation von Lambda- Sonden, sind darin bereits enthalten. Die Dimensionierung der Simulation der verwendeten Hochdruck-Magnet-Injektoren wurde an die physikalischen Gegebenheiten im Lkw-Bereich angepasst.
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