Eine Möglichkeit zur echtzeitfähigen, physikalisch-basierten Motorprozessanalyse auf der Grundlage zeitlich fusionierter Messdaten:
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Berlin
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
ABSTRACT IX
KURZFASSUNG XI
INHALTSVERZEICHNIS XIII
ABBILDUNGSVERZEICHNIS XVII
TABELLENVERZEICHNIS XXI
NOMENKLATUR XXIII
1 EINLEITUNG
2 STAND DER FORSCHUNG UND ZIELSETZUNG DER ARBEIT
2.1 TENDENZEN DER MODELLBILDUNG AM VERBRENNUNGSMOTOR 3
2.2 ANWENDUNGSFAELLE NULL- UND EINDIMENSIONALER MOTORMODELLE 6
2.2.1 PARAMETERSTUDIEN 6
2.2.2 OPTIMIERUNG UND DIAGNOSE DURCH WISSENSBASIERTE SYSTEME 7
2.2.3 TESTS VON STEUERGERAETESOFTWARE 7
2.2.4 ANALYSE DES MOTORPROZESSES 8
2.3 STAND DER INDIZIERTECHNIK AM VERBRENNUNGSMOTOR 9
2.4 ZIELSETZUNG DER ARBEIT 10
3 VERFAHREN ZUR THERMODYNAMISCHEN ANALYSE DES OTTOMOTORISCHEN PROZES-
SES
3.1 DAS THERMODYNAMISCHE EINZONENMODELL 13
3.2 REALE KREISPROZESSRECHNUNG 17
3.2.1 KOLBENWEG UND VOLUMENAENDERUNG 17
3.2.2 WANDWAERMEUEBERGANG 18
3.2.3 STOFPWERTE DES ARBEITSGASES 19
3.2.4 EINLASS- UND AUSLASSMASSENSTROM 21
3.2.5 KRAFTSTOFFEINSPRITZUNG 23
3.2.6 BRENNVERLAUF 25
3.3 BRENNVERLAUFSANALYSE 26
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1011138042
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
3.3.1 BESCHREIBUNG DER MOTORISCHEN VERBRENNUNG 26
3.3.2 BERECHNUNG DES BRENNVERLAUFS 28
3.3.3 HEIZVERLAUF 31
3.3.4 METHODEN ZUR BESTIMMUNG DER LADUNGSZUSAMMENSETZUNG 32
3.4 DREIDRUCKANALYSE 35
3.4.1 ABLAUF DER DREIDRUCKANALYSE 36
3.4.2 KONVERGENZ DER ANALYSE 38
3.4.3 REFERENZAUSWERTEVERFAHREN 40
3.5 ZUSAETZLICHE KENNGROESSEN 40
3.5.1 ZWEIZONENMODELL 40
3.5.2 KLOPFANALYSE UND -MODELL 45
3.5.3 SIMULATION DER STICKOXIDENTSTEHUNG 46
3.5.4 VOLLSTAENDIGE VERLUSTTEILUNG 48
4 METHODEN ZUR SCHNELLEN MOTORPROZESSANALYSE
4.1 BEWERTUNGSKRITERIEN 51
4.1.1 NUMERISCHER AUFWAND 52
4.1.2 RECHENZEITKRITERIEN 52
4.1.3 BEURTEILUNG DER ERGEBNISQUALITAET 54
4.2 WANDWARMEUEBERGANG 55
4.2.1 POLYNOMAPPROXIMATION 56
4.2.2 NAEHERUNG AUF BASIS DER BITDARSTELLUNG VON GLEITKOMMA-VARIABLEN 56
4.2.3 GEGENUEBERSTELLUNG DER NAEHERUNGSVERFAHREN 59
4.3 KENNFELDINTERPOLATION 61
4.3.1 INTERPOLATIONSROUTINEN 61
4.3.2 STUETZSTELLENBREITE UND INDEXIERUNG 65
4.3.3 BEWERTUNG DER KENNFELDINTERPOLATION 67
4.4 STROEMUNG IN DEN ROHRLEITUNGEN 67
4.4.1 LADUNGSWECHSELRECHNUNG MIT UND OHNE GASDYNAMIKRECHNUNG 68 4.4.2
GRUNDGLEICHUNGEN DER EINDIMENSIONALEN GASDYNAMIK 70
4.4.3 BETRACHTUNG DER QUELLTERME 71
4.4.4 NUMERISCHE LOESUNG DER GRUNDGLEICHUNGEN 72
4.4.5 GEGENUEBERSTELLUNG DER LOESUNGSVERFAHREN 76
4.4.6 RAND- UND UEBERGANGSBEDINGUNGEN 81
4.5 NUMERISCHE LOESUNGSVERFAHREN 83
4.5.1 EXPLIZITE LOESUNGSVERFAHREN INNERHALB DER MOTORPROZESSRECHNUNG 84
4.5.2 MODIFIZIERTE METHODE VON HEUN 87
4.5.3 UEBERSICHT UEBER DIE VERWENDETEN NUMERISCHEN LOESUNGSVERFAHREN 89
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
5 AUFBEREITUNG DER DRUCKDATEN UND EINPASSUNG WICHTIGER PARAMETER
5.1 INDIZIERMESSKETTE 91
5.2 AUFBEREITUNG DER ZYLINDERDRUCKDATEN 92
5.2.1 GLAETTUNGSVERFAHREN 93
5.2.2 ABSOLUTDRUCKEINPASSUNG DES ZYLINDERDRUCKS 95
5.2.3 THERMISCHE KURZZEITDRIFT 98
5.3 BESTIMMUNG DER LAGE DES OBEREN TOTPUNKTS 99
5.4 EINPASSUNG WEITERER MESS- UND RECHENGROESSEN 100
5.4.1 TEMPERATURBEDINGTE DRIFT DES INDIZIERTEN ABGASGEGENDRUCKS 101
5.4.2 EINPASSUNG VON LUFT- UND KRAFTSTOFFMASSENSTROM 102
6 MESSDATENFUSION AM MOTORPRUEFSTAND
6.1 PRUEFSTANDSAUFBAU 106
6.1.1 VERSUEHSTRAEGER UND MESSTECHNIK 106
6.1.2 MESSSYSTEME DES MOTORPRUEFSTANDS 108
6.1.3 UEBERTRAGUNGSVERHALTEN AUSGEWAEHLTER MESSKETTEN 110
6.2 DEZENTRALE MESSDATENERFASSUNG UND EREIGNISBASIERTE SYNCHRONISIERUNG
113
6.2.1 SIGNALE ZUR SYNCHRONISIERUNG 114
6.2.2 DATENMODELL 115
6.3 ZENTRALE MESSDATENERFASSUNG UND WINKELBASIERTE SYNCHRONISIERUNG 117
6.3.1 EINGABEDATENSATZ DER MOTORPROZESSANALYSE 117
6.3.2 REALISIERUNG DER DATENERFASSUNG 118
6.3.3 KRITISCHER PFAD DER ECHTZEITPROZESSANALYSE 120
7 VALIDIERUNG UND ANWENDUNG
7.1 PLAUSIBILISIERUNG UND QUALITAET DER ERGEBNISSE 123
7.1.1 SYNTHETISCHE DATEN 125
7.1.2 REALE MESSUNGEN 129
7.13 STATISTISCHE ABSICHERUNG 134
7.2 ANWENDUNG DER ECHTZEITPROZESSANALYSE 135
7.2.1 BEWERTUNG DES WIRKUNGSGRADVORTEILS BEI EXTERNER ABGASRUECKFUEHRUNG .
. . 135
7.2.2 INSTATIONAERE BETRIEBSZUSTAENDE 138
7.2.3 VIRTUELLE SENSOREN ZUR REGELUNG DES MOTORPROZESSES 140
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
ANHANG
A PHYSIKALISCHE UND THERMODYNAMISCHE ERGAENZUNGEN 148
A.L EXAKTE BESCHREIBUNG DES KOLBENWEGVERLAUFS 148
A.2 WANDTEMPERATURMODELL 150
A.3 HERLEITUNG DER DIFFERENZIALGLEICHUNG ZUR LOESUNG DES ZWEIZONENMODELLS
. . . 153 A.4 ALGORITHMUS ZUR ANALYSE KLOPFENDER VERBRENNUNG 156
A.5 EINZELNE PROZESSE DER VERLUSTTEILUNG 159
B MATHEMATISCHE UND NUMERISCHE ERGAENZUNGEN 162
B.L MATHEMATIK AUF BASIS IEEE754 162
B.2 EXTRAPOLATIONSVERFAHREN NACH GRAGG-BULIRSCH-STOER 166
B.3 SAVITZKY-GOLAY-FILTER 169
C DATEN UND KONFIGURATION DER EINGESETZTEN HARDWARE 172
C.L ECHTZEIT-PC 172
C.2 INDIZIERSYSTEM 173
D ERGAENZUNGEN ZUR VALIDIERUNG 174
LITERATURVERZEICHNIS
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