(AVL List, Graz) am 31. Mai 2010 zum Thema - Institut für Elektronik ...

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(AVL List, Graz) am 31. Mai 2010 zum Thema - Institut für Elektronik ...

TU Graz

Automotive Elektronik

31.05.2010

Herausforderungen an

automotive Steuerungen

der Zukunft

Dr. Eduard Unger

AVL List GmbH


Das Unternehmen

AVL

Powertrain Systems

Passenger Car

Powertrain Systems

Commercial

Powertrain Systems

Large Engines

Instrumentation and

Test Systems

Test Bed

Engine

Instrumentation

Emissions Testing

AVL ist das weltweit

größte private und

unabhängige

Unternehmen für die

Entwicklung von

Antriebssystemen mit

Verbrennungsmotoren

und Mess- und

Prüfsystemen.

Advanced Simulation

Technologies

Chassis and Engine

Dynamometer


Inhalt

1. Markttreiber für die Motorenentwicklung

2. Trends Ottomotoren

3. Hybridantriebe

4. Elektroantriebe

5. AVL Steuergerät (AVL RPEMS)


US / Kalifornische Emissions Grenzwerte fürf

Otto- und Dieselmotoren (FTP 75)

NOx [g/Meile]

0,4

0,3

0,2

0,1

ULEV

(10 Jahre,

100.000 m )

Die künftigen Abgasgrenzwerte sind eine

enorme Herausforderung speziell

hinsichtlich:

TLEV

Tier 1

- absolut niedrigem Grenzwertniveau

- Langzeitstabilität t (On-Board Diagnose)

LEV

0

SULEV

(15 Jahre,

150.000 Meilen)

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Tier2 Bin5

NMOG [g/Meile]


CO 2 - Emissionen in Europa

Status and erwartete Zielwerte

CO2-Emission [g/km]

220

200

Benzin

Flotten Verbrauch

180

Diesel

160

140

120

• dzt. . Stagnation in Hinblick auf Zielwerterreichung

Wie können

wir den Turnaround schaffen

ACEA

Selbstbeschränkung

07/1998

-25% Flotten Verbrauch

140 [g/km]

120 [g/km]

100

1990 1995 2000 2005 2010 2015

Jahr

Quellen:

5 th /6 th Fifth annual Communication on the effectiveness of the strategy

(SEC(2005) 826) /* KOM/2005/0269 endg. */. 2005 Values: Unoffical sources.


Verschiedene Ottomotoren-Technologien werden zur

Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs eingesetzt

PFI

GDI

Saugrohr-

einspritzung

Benzin Direkt-

einspritzung

Variable Ladungs-

Bewegung

Variable

Ventiltriebe

Mechanische /

Turbo-Aufladung

GDI

Homogen λ=1

GDI

geschichtet λ>1

Homog. . Selbstzündung

(HCCI)

Gaswechsel

Verluste

Thermischer

Wirkungsgrad

Mechanische

Verluste

Downsizing

Zylinder

Abschaltung

Getriebekonzepte,

Hybridisierung


Benzin Direkteinspritzung für f r homogene

Selbstzündung

Variable Ladungs-

Bewegung

PFI

Variable

Ventiltriebe

Kann die kontrollierte Selbstzündung die

Schwierigkeiten bei der mageren

Abgasnachbehandlung lösen

Mechanische /

Turbo-Aufladung

GDI

GDI

Homogen λ=1

GDI

geschichtet λ>1

Homog. . Selbstzündung

(HCCI)

Benzin Direkt-

einspritzung


Verbrennungskonzept AVL-CSI

(Compression

and Spark

Ignition)

Elektro-hydraulisches

Regelventil

Konventionelle

Zündkerze

Einlaßphasenschieber

EHVA

Schalttasse

Kolben

Direkteinspritzung


Zylinderdruck geführte Motorsteuerung

Zylinderdruck Signale

CAN

Endstufen

Zylinderdruck

Auswertung

Applikationssystem

INCA-PC

Codegenerierung

ASCET-SD

AVL RPEMS

Aktuator

Signale

Sensor Signale


Hardware Concept – AVL Development Engine

Controller - AVL-RPEMS Future TM

Presentation Title or Purpose


AVL RPREMS NG GASOLINE

TORQUE BASED SYSTEM APPROACH

LEAD PROJECT – TURBO CHARGED DI ENGINE

Main Goals

- development of system and application SW for in vehicle operation of

gasoline engines

- basic driveability functions

- set up of a base program level for custom specific adaptation

- gasoline Demo vehicle with complete AVL SW available


Gasoline System Overview

AVL

RPEMS NG

GASOLINE

EMS Overview


Turbohybrid

Powertrain Concept – Stage 1

1,6L GDI-tc

e-Motor Module

MT 6-Speed

series

not

not

activated

activated

Power Electronics

ECU

HS-CAN

12V

PR-CAN

Hybridcontroller

DLC

Double Layer Capacitors

Voltage: 388V

Capacity: 4,8 F

Energy hub: 334 kJ


Turbohybrid

High Power Network & Comm. Structure

380V


AVL Electric Vehicle and Range Extender

VEHICLE SPECIFICATIONS

Standard small vehicle

Performance

Maximum Speed [km/h] 130

Pure el. Range [km]

~ 30

Acceleration [0-60 km/h

6.0 sec

in sec]

Occupants 4 (payload equal to Mini)

Powertrain

Range 18 kW Rotary Engine, 15 kW

extender

Electric Motor

1 central engine

Electric

45 kW @ 1875 rpm

Motor

(peak 75 kW @ 3000 rpm)

HV Battery

Li-Io Packs

Weight

Weight [kg]

< 1300


AVL Range Extender






Single-Piston Rotary Engine

254 ccm Displacement

5000 rpm Engine Speed

260 g/kWh Specific Fuel Consumption

15 kW at 320 – 420 VDC Electric

Output Performance






Integrated Cooling System

Integrated AVL RP ECU

CAN bus Communication

65 dBA Sound Emission

65 kg (29 kg) System Weight (Core

Module)

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