ECU Entwicklungsprozesse
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- Alwin Holzmann
- vor 8 Jahren
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Transkript
1 ECU Entwicklungsprozesse Produktentwicklung Motormanagement Oliver Kettenbaum
2 Agenda CONTINENTAL Konzern Portfolio Motormanagement 2 / Oliver Kettenbaum / May 2013 / Continental AG
3 Portfolio Ein Überlick 3 / Oliver Kettenbaum / May 2013 / Continental AG
4 Continental-Konzern Fünf starke Divisionen Continental Corporation Automotive Group Rubber Group Chassis & Safety Powertrain Interior Passenger and Light Truck Tires Commercial Vehicle Tires ContiTech Electronic Brake Systems Hydraulic Brake Systems Sensorics Passive Safety & ADAS Chassis Components Engine Systems Transmission Hybrid & Electric Vehicle Sensors & Actuators Fuel Supply Instrumentation & Driver HMI Infotainment & Connectivity Body & Security Commercial Vehicles & Aftermarket Original Equipment Replacement Business EMEA Replacement Business The Americas Replacement Business Asia Pacific Two-Wheel Tires Truck Tires Europe Truck Tires The Americas Truck Tires Asia Pacific Industrial Tires Air Spring Systems Benecke-Kaliko Group Conveyor Belt Group Elastomer Coatings Fluid Technology Power Transmission Group Vibration Control Other Operations 4 / Oliver Kettenbaum / May 2013 / Continental AG
5 Powertrain Clean Power Product Portfolio 5 / Oliver Kettenbaum / May 2013 / Continental AG
6 Motormanagement Ein Einblick in Anforderungen und Entwicklung 6 / Oliver Kettenbaum / May 2013 / Continental AG
7 Inhalt Warum Motorsteuerung? Umwelteinflüsse Motorsteuerung am Beispiel Entwicklungsprozesse Test und Validierung 7 / Oliver Kettenbaum / May 2013 / Continental AG
8 Warum Motorsteuerung (Motormanagement)? Umsetzung des Fahrerwunsches bei max. Effizienz (Spritverbrauch) Komfort Sicherheit Lebensdauer Ökologie, bes. bei Kaltstart (Abgasgesetzgebung) Regelung der Einspritzung (Gemischbildung) Zündung Regelung Ladungswechsel Regelung der Aufladung (Wastegate, var. Saugrohr) Lambda- und Klopfregelung Diagnose Motor- u. Stellfunktionen ([E]OBD II) Fehler-Meldung an Fahrer (+ Fehlerspeicher) Hierzu ist eine enorme Rechenleistung sowie eine Vielzahl von Aktuatoren, Sensoren und Schnittstellen erforderlich. 8 / Oliver Kettenbaum / May 2013 / Continental AG
9 Funktionsmodule einer Motorsteuerung am Beispiel Gasoline (Diesel ähnlich) 9 / Oliver Kettenbaum / May 2013 / Continental AG
10 Umwelteinflüsse auf Fahrzeug / Systemkomponenten Hitze Kälte Chemikalien Salz Wasser Umwelt Feuchtigkeit Vibration g-schock BMW AG Das System ist so auszulegen, dass eine volle Funktionserfüllung über min. 15 Jahre oder min km gewährleistet ist. Elektrisch Kurzschluß Verpolung Lastabwurf Unterbrechung Elektrostatik Überspannung Unterspannung EMV Bordnetz-Welligkeit Verlustleistung Alterung 10 / Oliver Kettenbaum / May 2013 / Continental AG
11 Motorsteuerung BMW V8 Piezo Direct Injection MSD85 11 / Oliver Kettenbaum / May 2013 / Continental AG
12 Anwendung: BMW V8 Piezo Direct Injection mit N63-Motor 4,4l V8 TwinTurbo (N63) 300 kw (408 PS) 600 Nm ( min -1 ) n max = 7200 min -1 EU5 / ULEV-II HSI ("heiße-seite innen") optimiertes Package Verbesserte Dynamik reduzierter Verbrauch Motor Plattform-übergreifend Aktive Luftklappensteuerung Elektr. Nebenkomponenten Intellig. Batteriesensor (IBS) BMW AG 12 / Oliver Kettenbaum / May 2013 / Continental AG
13 Hardware-Entwicklungsablauf (Prinzip) A-Muster B-Muster C-Muster Angebot Entwicklung Qualifikation Verifikation Serie After- Market Schaltplan Layout Musterbau Funkt.test 13 / Oliver Kettenbaum / May 2013 / Continental AG
14 Validierung & Qualifikation (Umwelterprobung) Das System ist so auszulegen, dass eine volle Funktionserfüllung über min. 15 Jahre oder min km gewährleistet ist. Eingangstest (initial performance test) Design Elektrisch Umwelt Gesamt-Kfz Worst-case Berechnung Simulation Elektr. Test EMV HW Validierung Lebensdauertest Normal / Streß Bauteilanalyse Thermografie HiL Stufentemperaturtest Rapid temperature change test Temperaturlagerung Vibration Falltest Feuchte Wärme Spritzwasserschutz Salznebel-Test Chemie EMV Sommererprobung Wintererprobung Teststrecke Prüfstand Abschlußtest (final performance test) Evtl. HALT (High Accelerated Lifetime Test) 14 / O. Kettenbaum / Nov Continental AG
15 Testsysteme Flying Probe In-Circuit Test (ICT) Funktionstest Testpunkte
16 Funktionstest Funktionsprüfung über 3 Temperaturen Durchführung ca Testschritte Programmierung Software 16 / O. Kettenbaum / Nov Continental AG
17 Validierung & Qualifikation (z.b. Parameter-Validierung) ECU verbunden mit Lastbox (Fahrzeug) bzw. Signalbox (Stimulation Eingangssignale) Herstellung bestimmter Funktionszustände mit Hilfe definierter Test-Kommandos Vermessung Signalform, -folge und -qualität (signal integrity) im statischen + dynamischen Betrieb Vermessung Leiterbahnwiderstände aller Ausgangstreiber Ergebnisdiskussion Dokumentation 17 / O. Kettenbaum / Nov Continental AG
18 ADC ADC decimal Value value (Decimal) [bit] ADC Values Validierung & Qualifikation (z.b. Worst-case-Analyse) Analog-Eingang VB Typ Bits Min Conv. Max Conv. Theoretische ADC-Auflösung: 10Bit-ADC: 2 10 Bit = 1024 digit 5V/1024 = 4,88mV bei Typ VBits REF =5V: Min Conv. Max Conv Battery Voltage voltage (V) VB [V] Folgende Parameter gilt es zu berücksichtigen: Grundtoleranz Spg.teiler (z.b. ±1%) Zusätzliche Widerstandstoleranzen durch Lötprozeß, Streß, Alterung, Grundgenauigkeit ADC (z.b. Quantisierungsfehler, ) Leckströme Grundgenauigkeit der Referenzspannung V Ref des ADC Art der Messung: Ratiometrisch oder nicht-ratiometr.? 18 / O. Kettenbaum / Nov Continental AG
19 Validierung & Qualifikation (EMV) Störaussendung (Rad. emission) EMV- Prüfplan EMV-Prüfbericht Störfestigkeit (Immunity) 19 / O. Kettenbaum / Nov Continental AG
20 Validierung & Qualifikation (z.b. Lötstellenanalyse) Lötstellenanalyse mittels Schliffbild: Gleichmäßiges Aufschmelzen des Lotes (Lotperlenbildung) Gleichmäßige Benetzung des Pins Gleichmäßige Miniskusbildung Lufteinschluß <20% Ziel: Lotangebot, Löttemperatur u. Pad-Geometrie OK?! 20 / O. Kettenbaum / Nov Continental AG
21 Validierung & Qualifikation (z.b. Lötstellenanalyse) Lötstellenanalyse mit X-Ray: Gleichmäßiges Aufschmelzen Gleichmäßige Miniskusbildung Lufteinschluß <20% Ziel: Lotangebot, Löttemperatur u. Pad-Geometrie ausreichend?! 21 / O. Kettenbaum / Nov Continental AG
22 Validierung & Qualifikation (z.b. thermische Analyse) Thermische Analyse mit IR-Kamera: Suche nach Hotspots bei definierten Betriebsbereichen Vereinfachte Definition von Abstellmaßnahmen 22 / O. Kettenbaum / Nov Continental AG
23 HIL-Simulator (Hardware-in-the-Loop) Echtzeit-Simulation von Motor- u. Fahrzeugfunktionen Parametrierung ohne Versuchsträger anhand komplexer Systemmodellen Automatisierter Test von Software-Funktionen und -Integration Einbindung bzw. Test von Diagnosen bereits in frühen Entwicklungsphasen Reduzierung aufwendiger Testfahrten (Virtuelle Testfahrten) Kosteneinsparung durch reduzierte Versuchsträgerzahl und Testfahrten Simulation von Fehlerzuständen und kritischen Situationen Nachbildung von Fahrzeugsignalen und lasten (inkl. Restbus-Simulationen) 23 / O. Kettenbaum / Nov Continental AG
24 Test auf dem Systemprüfkurs Prüfung/Messungen am Gesamtfahrzeug ohne Gefährdung des öffentlichen Verkehrs mit (un-)getarnten Fahrzeugen mit Fzg. ohne Zulassung Systemprüfkurs Glasfaserstraße : Eröffnung Juni 2006 Länge 1,3km v max 180km/h Hochgeschwindigkeitskurven int. Steigungshügel (18%) Test von bspw. Antriebsstrang (z.b. TCU) Motorsteuerung (z.b. ECU) Bremsfunktionen Fahrerassistenz-Systeme 24 / O. Kettenbaum / Nov Continental AG
25 Gesamtfzg. Validierung & Qualifikation (Kunde) Motorenprüfstand Erzeugung Gegenmoment mit Drehstrommaschine Lastwechselversuche Klopfkalibrierung Akkustikuntersuchungen Abgasmessungen Allg. Dauerversuche BMW AG 25 / O. Kettenbaum / Nov Continental AG
26 Gesamtfzg. Validierung & Qualifikation (Kunde) Traktion/Handling auf Sand Kühlleistung Antrieb Kühlvermögen Klimaanlage Geruchsbildung unter Hitzeeinwirkung Beeinträchtigungen durch Kriechsand Wintererprobung Traktion/Handling auf Schnee & Eis Kaltstartverhalten Heizleistung Klimaanlage Beeinträchtigungen durch Vereisung Sommererprobung 26 / O. Kettenbaum / Nov Continental AG
27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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