Die Vielfältigkeit mechatronischer Systeme führt in den meisten Fällen dazu, daß das Entwicklungsteam über verschiedene Abteilungen oder gar Firmen verteilt ist. Verstärkt ist hier die Abstützung der Entwicklungsarbeit durch Modellbildung und Simulation erforderlich. Unter VCP (Variable Cam Phasing) versteht man die variable Verstellung einer ventilbetätigten Nockenwelle bezüglich ihrer Phasenlage zur treibenden Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors. Am Beispiel der Entwicklung eines neuen Phasenstellers, mit dem die Variation von Öffnungs- und Schließwinkeln bei einem VCP-System realisierbar ist, wird die Vorgehensweise bei der örtlich verteilten, parallelen Entwicklung eines mechatronischen Systems beschrieben. Die Forderung nach höherer Stellerdynamik führte zu zwei Konsequenzen. Die Hardware der Steuergeräte mußte an die erhöhten Anforderungen angepaßt werden, und der Regelalgorithmus für die Phasenverstellung waren zu verbessern. Parallel zur Entwicklung der Steuergeräte-Hardware wurde unter massiver Nutzung der Systemsimulationen eine neue Regelung entworfen. Abgebildet wird das modular aufgebaute Simulationsmodell zusammen mit den darin abgebildeten Systemkomponenten. Die Regelung wurde nach dem Entwurf auf Blockschaltbildebene direkt in einen C-Code umgesetzt, der wiederum in der Simulation getestet wurde. Nach dem Test der Programme im neuen Steuergerät konnte die Erprobung am Prüfstand, d.h. am realen System, erfolgen. Bis zu diesem Stand hatte die Entwicklung 5 Monate in Anspruch genommen. Die Inbetriebnahme der elektronischen Steuerung mit dem neu entwickelten Stellglied Phasensteller wurde innerhalb von zwei Tagen erfolgreich abgeschlossen. Dieses praktische Beispiel liefert eindrucksvoll den Beweis dafür, daß die System- Simulation einen entscheidenden Zeitvorteil in der Entwicklung mit einer sehr genauen Vorabstimmung anhand eines Modells kombinieren kann. In der Modellierung und Simulation liegt noch ein enormes Potential, insbesondere wenn objektorientierte Werkzeuge genutzt werden könnten, um die Integration mechanischer Modelle effizienter zu realisieren.
Simulation im Entwicklungsprozess der Mechatronik
2001
7 Seiten, 6 Bilder
Aufsatz/Kapitel (Buch)
Deutsch
Simulation im Entwicklungsprozess
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