Elektronische Steuerung und Regelung

Zusammenfassung

Die elektronische Dieselregelung setzt sich aus dem Motorsteuergerät sowie den zugehörigen Sensoren und Stellgliedern zusammen. Für einen bestmöglichen Motorbetrieb werden über das Steuergerät zahlreiche Betriebsparameter mit Sensoren erfasst und daraus mittels komplexer Algorithmen Signalverläufen zur Ansteuerung der Aktoren erzeugt. Nach Beschreibung von Arbeitsweise, Fahrzeugarchitektur und der Systemblöcke wird im Detail die momentengeführte Einspritzregelung behandelt. Gegenstand der nachfolgenden Betrachtungen sind die λ-Regelung für Dieselmotoren sowie die Regelung und Ansteuerung von Aktoren. Abschließend wird noch auf die Kommunikation mit Steuergeräten anderer Fahrzeugsysteme eingegangen.

Die eng tolerierten Anforderungen an Einspritzgenauigkeit und Spritzabstände lassen sich über die Produktlebensdauer wirtschaftlich nur durch den Einsatz geeigneter Steuer- und Regelalgorithmen gewährleisten. Die darauf basierenden Zumessfunktionen nutzen gezielt das spezifische Verhalten der Einspritzhydraulik und verwenden zur präzisen Mengenzumessung Signale bestehender Sensoren als Hilfsgrößen oder auch modellbasierte Ansätze. Die wichtigsten Zumessfunktionen werden vorgestellt, Aufbau und Funktion ausführlich beschrieben.

Nach einer allgemeinen Definition der Aufgabe „Applikation“ wird die prinzipielle Vorgehensweise bei Steuerungs- und Regelungsaufgaben beschrieben. Moderne, auf physikalischen Modellen basierende Regelungsverfahren werden im Anschluss erläutert. Die erforderlichen Applikationswerkzeuge und Prüfstände werden vorgestellt und moderne, auf statistischen Modellen basierende, Versuchsmethoden betrachtet. Zum Abschluss wird der Ablauf eines typischen Applikationsprojektes skizziert.

Mit der Digitaltechnik ergeben sich vielfältige Möglichkeiten zur Steuerung und Regelung elektronischer Systeme im Kraftfahrzeug. Eine zentrale Funktion nimmt dabei das Motorsteuergerät ein, an das hohe Anforderungen bezüglich Funktionalität, Qualität und Lebensdauer, auch unter teilweise extremen Einsatzbedingungen, gestellt werden. Die dazu notwendige Hard- und Softwarearchitektur, die zugehörigen Bauelemente sowie die Aufbau- und Verbindungstechnik werden detailliert beschrieben. Abschließend wird noch auf die Themen funktionale Sicherheit und Tuningschutz eingegangen.