Die zunehmende Komplexität des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges und dessen Komponenten stellen hohe Ansprüche an die Auslegung von Sensoren und Stellgliedern. Die Auswirkung mechatronischer Systeme auf das Verhalten des Fahrzeuges liefert dabei notwendige Informationen zur Applikation von Komponenten im Antriebsstrang. Dabei ist der Entwurf der Systeme mit Hilfe von CAE-Systemen schnell umzusetzen. Häufig sind komplexe Regelungsalgorithmen in speziellen CAE-Umgebungen vorhanden, welche wiederum nicht die Möglichkeit der Darstellung von umfangreichen Fahrzeug-Antriebssträngen bieten. In diesem Beitrag wird das Modell eines Fahrzeugantriebsstrangs vorgestellt. Besonderes Interesse gilt in diesem Fall der Kupplung, bzw. der Getriebesteuerung. Auf Basis vorhandener Komponenten der Softwareumgebung SimulationX und der Parametrierung dieser durch interne Daten wird ein validiertes Modell für einen Betriebspunkt erstellt. Der Entwurf von komplexen Regelungsalgorithmen soll jedoch in einem anderen CAE-Werkzeug erfolgen. Hierfür bietet SimulationX die Möglichkeit des Code-Exports. Neben anderen wird hier der Export des Modells als S-Function für die Modellierungsumgebung Matlab/Simulink ermöglicht. Eine Definition der Schnittstellen sowie der einstellbaren Parameter und Messgrößen wird beschrieben. Darüber hinaus werden zusätzliche "Messobjekte" in das Gesamtmodell eingebracht, um spezielle Funktionen zu überwachen. Nach erfolgtem Export liegt das Modell im C-Code vor. Es werden die Übergabe-Funktionen definiert, um das Gesamtmodell in Matlab/Simulink einzulesen. Die externe Steuerung des Modells kann auch durch Eingangsschnittstellen erfolgen. Mit Hilfe dieser können die Simulationsergebnisse aus SimulationX und Matlab überprüft werden. Der anschließende Reglerentwurf erfolgt in der CAE-Software Matlab. Ergebnisse und Einflüsse dieses Entwurfs können somit direkt in Matlab untersucht werden. Bei einer Veränderung des Antriebsstrangmodells oder dessen Komponenten werden diese in SimulationX vorgenommen. Für einen automatisierten Import in Matlab/Simulink können entsprechende Routinen angewandt werden. Dieses Vorgehen ermöglicht einen flexiblen Reglerentwurf auch außerhalb von SimulationX.
The increasing complexity of the passenger car drivetrain and its elements demand high requirements on the layout and design of sensor and controlling elements. The intervention of mechatronic systems in the car behavior identifies necessary information for the application of assembled components in the drivetrain. CAE-systems help to design those systems quite fast. Quite often special control algorithms and control systems need particular CAE-environments which do not provide the simulation of a complex car drivetrain. In this article a passenger car drivetrain model is presented. In this case the clutch or rather the gearbox control System is the major element. With the help of existing software modules within the simulation tool SimulationX and the input of known parameters a valid model for a defined working point is created. The design of complex control algorithms has to be carried out in another CAE-tool. For this purpose SimulationX offers several options to export the model. Besides other possibilities this model is exported as an S-function for Matlab/Simulink. A definition of the interface as well as the adjustable parameters and the sensor signals will be described. Additionally included sensing devices will be placed in the complete model to supervise special functions. The model is available in C-code alter the export. The operation-function is defined to import the complete model in Matlab/Simulink. Due to access interfaces of the model it can be still controlled from the outside. With the help of this interface the simulation results of SimulationX and Matlab can be compared. The controller is designed in the CAE-software Matlab. The results and the effects of the controller on the complete System can be analyzed in Matlab. If the drivetrain model or component changes, the modification will be conducted in SimulationX. Special routines can be used for an automatic import in Matlab/Simulink. This approach enables a flexible controller design outside of SimulationX. This paper sums the necessary steps and experiences.
Controller design for mechatronic applications of a drivetrain model built in SimulationX
ITI-Symposium, 13 ; 209-214
2010
6 Seiten, 3 Bilder
Conference paper
English
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