(AVL List, Graz) am 31. Mai 2010 zum Thema - Institut für Elektronik ...
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TU <strong>Graz</strong><br />
Automotive <strong>Elektronik</strong><br />
<strong>31.</strong>05.<strong>2010</strong><br />
Herausforderungen an<br />
automotive Steuerungen<br />
der Zukunft<br />
Dr. Eduard Unger<br />
<strong>AVL</strong> <strong>List</strong> GmbH
Das Unternehmen<br />
<strong>AVL</strong><br />
Powertrain Systems<br />
Passenger Car<br />
Powertrain Systems<br />
Commercial<br />
Powertrain Systems<br />
Large Engines<br />
Instrumentation and<br />
Test Systems<br />
Test Bed<br />
Engine<br />
Instrumentation<br />
Emissions Testing<br />
<strong>AVL</strong> ist das weltweit<br />
größte private und<br />
unabhängige<br />
Unternehmen für die<br />
Entwicklung von<br />
Antriebssystemen mit<br />
Verbrennungsmotoren<br />
und Mess- und<br />
Prüfsystemen.<br />
Advanced Simulation<br />
Technologies<br />
Chassis and Engine<br />
Dyn<strong>am</strong>ometer
Inhalt<br />
1. Markttreiber für die Motorenentwicklung<br />
2. Trends Ottomotoren<br />
3. Hybridantriebe<br />
4. Elektroantriebe<br />
5. <strong>AVL</strong> Steuergerät (<strong>AVL</strong> RPEMS)
US / Kalifornische Emissions Grenzwerte fürf<br />
Otto- und Dieselmotoren (FTP 75)<br />
NOx [g/Meile]<br />
0,4<br />
0,3<br />
0,2<br />
0,1<br />
ULEV<br />
(10 Jahre,<br />
100.000 m )<br />
Die künftigen Abgasgrenzwerte sind eine<br />
enorme Herausforderung speziell<br />
hinsichtlich:<br />
TLEV<br />
Tier 1<br />
- absolut niedrigem Grenzwertniveau<br />
- Langzeitstabilität t (On-Board Diagnose)<br />
LEV<br />
0<br />
SULEV<br />
(15 Jahre,<br />
150.000 Meilen)<br />
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3<br />
Tier2 Bin5<br />
NMOG [g/Meile]
CO 2 - Emissionen in Europa<br />
Status and erwartete Zielwerte<br />
CO2-Emission [g/km]<br />
220<br />
200<br />
Benzin<br />
Flotten Verbrauch<br />
180<br />
Diesel<br />
160<br />
140<br />
120<br />
• dzt. . Stagnation in Hinblick auf Zielwerterreichung<br />
Wie können<br />
wir den Turnaround schaffen <br />
ACEA<br />
Selbstbeschränkung<br />
07/1998<br />
-25% Flotten Verbrauch<br />
140 [g/km]<br />
120 [g/km] <br />
100<br />
1990 1995 2000 2005 <strong>2010</strong> 2015<br />
Jahr<br />
Quellen:<br />
5 th /6 th Fifth annual Communication on the effectiveness of the strategy<br />
(SEC(2005) 826) /* KOM/2005/0269 endg. */. 2005 Values: Unoffical sources.
Verschiedene Ottomotoren-Technologien werden zur<br />
Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs eingesetzt<br />
PFI<br />
GDI<br />
Saugrohr-<br />
einspritzung<br />
Benzin Direkt-<br />
einspritzung<br />
Variable Ladungs-<br />
Bewegung<br />
Variable<br />
Ventiltriebe<br />
Mechanische /<br />
Turbo-Aufladung<br />
GDI<br />
Homogen λ=1<br />
GDI<br />
geschichtet λ>1<br />
Homog. . Selbstzündung<br />
(HCCI)<br />
Gaswechsel<br />
Verluste<br />
Thermischer<br />
Wirkungsgrad<br />
Mechanische<br />
Verluste<br />
Downsizing<br />
Zylinder<br />
Abschaltung<br />
Getriebekonzepte,<br />
Hybridisierung
Benzin Direkteinspritzung für f r homogene<br />
Selbstzündung<br />
Variable Ladungs-<br />
Bewegung<br />
PFI<br />
Variable<br />
Ventiltriebe<br />
Kann die kontrollierte Selbstzündung die<br />
Schwierigkeiten bei der mageren<br />
Abgasnachbehandlung lösen <br />
Mechanische /<br />
Turbo-Aufladung<br />
GDI<br />
GDI<br />
Homogen λ=1<br />
GDI<br />
geschichtet λ>1<br />
Homog. . Selbstzündung<br />
(HCCI)<br />
Benzin Direkt-<br />
einspritzung
Verbrennungskonzept <strong>AVL</strong>-CSI<br />
(Compression<br />
and Spark<br />
Ignition)<br />
Elektro-hydraulisches<br />
Regelventil<br />
Konventionelle<br />
Zündkerze<br />
Einlaßphasenschieber<br />
EHVA<br />
Schalttasse<br />
Kolben<br />
Direkteinspritzung
Zylinderdruck geführte Motorsteuerung<br />
Zylinderdruck Signale<br />
CAN<br />
Endstufen<br />
Zylinderdruck<br />
Auswertung<br />
Applikationssystem<br />
INCA-PC<br />
Codegenerierung<br />
ASCET-SD<br />
<strong>AVL</strong> RPEMS<br />
Aktuator<br />
Signale<br />
Sensor Signale
Hardware Concept – <strong>AVL</strong> Development Engine<br />
Controller - <strong>AVL</strong>-RPEMS Future TM<br />
Presentation Title or Purpose
<strong>AVL</strong> RPREMS NG GASOLINE<br />
TORQUE BASED SYSTEM APPROACH<br />
LEAD PROJECT – TURBO CHARGED DI ENGINE<br />
<strong>Mai</strong>n Goals<br />
- development of system and application SW for in vehicle operation of<br />
gasoline engines<br />
- basic driveability functions<br />
- set up of a base progr<strong>am</strong> level for custom specific adaptation<br />
- gasoline Demo vehicle with complete <strong>AVL</strong> SW available
Gasoline System Overview<br />
<strong>AVL</strong><br />
RPEMS NG<br />
GASOLINE<br />
EMS Overview
Turbohybrid<br />
Powertrain Concept – Stage 1<br />
1,6L GDI-tc<br />
e-Motor Module<br />
MT 6-Speed<br />
series<br />
not<br />
not<br />
activated<br />
activated<br />
Power Electronics<br />
ECU<br />
HS-CAN<br />
12V<br />
PR-CAN<br />
Hybridcontroller<br />
DLC<br />
Double Layer Capacitors<br />
Voltage: 388V<br />
Capacity: 4,8 F<br />
Energy hub: 334 kJ
Turbohybrid<br />
High Power Network & Comm. Structure<br />
380V
<strong>AVL</strong> Electric Vehicle and Range Extender<br />
VEHICLE SPECIFICATIONS<br />
Standard small vehicle<br />
Performance<br />
Maximum Speed [km/h] 130<br />
Pure el. Range [km]<br />
~ 30<br />
Acceleration [0-60 km/h<br />
6.0 sec<br />
in sec]<br />
Occupants 4 (payload equal to Mini)<br />
Powertrain<br />
Range 18 kW Rotary Engine, 15 kW<br />
extender<br />
Electric Motor<br />
1 central engine<br />
Electric<br />
45 kW @ 1875 rpm<br />
Motor<br />
(peak 75 kW @ 3000 rpm)<br />
HV Battery<br />
Li-Io Packs<br />
Weight<br />
Weight [kg]<br />
< 1300
<strong>AVL</strong> Range Extender<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Single-Piston Rotary Engine<br />
254 ccm Displacement<br />
5000 rpm Engine Speed<br />
260 g/kWh Specific Fuel Consumption<br />
15 kW at 320 – 420 VDC Electric<br />
Output Performance<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Integrated Cooling System<br />
Integrated <strong>AVL</strong> RP ECU<br />
CAN bus Communication<br />
65 dBA Sound Emission<br />
65 kg (29 kg) System Weight (Core<br />
Module)
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