Viele Aufgaben aus dem Bereich der Fahrzeugtechnik führen auf Optimierungsprobleme für virtuelle Bauteile. Sie werden durch mathematische Modelle beschrieben und durch numerische Simulation gelöst. Die komplizierte Struktur des Antriebsstrangs wird durch ein System gewöhnlicher Differentialgleichungen wiedergegeben. Das Modell muß echtzeitfähig sein. Deshalb wird das dynamische Verhalten ganzer Bauteile, z.B. Motor und Wandler, durch Kennlinien und Kennfelder repräsentiert. In den bestehenden Simulationsprogrammen zur Berechnung von Fahrleistung und Verbrauch werden diese Funktionen linear interpoliert, was eine sehr niedrige Differenzierbarkeitsordnung der Gleichungen zur Folge hat. Insbesondere bei der Kennlinienoptimierung erhält man nichtglatte Zielfunktionen. In dieser Arbeit wird ein Konzept vorgestellt, das die Optimierung von Kennlinien auf die Parameteroptimierung zurückführt. Ein Einbettungsalgorithmus wird entwickelt, der es gestattet, aus gegebenen Daten ideelle, formerhaltende Kennlinien zu generieren. Dies geschieht mit einem zweidimensionalen B-Spline-Ansatz. Während des Optimierungslaufs werden die Kennlinien sehr oft ausgewertet, weshalb ein Verfahren entwickelt wird, das eine effiziente Berechnung der Spline-Interpolierenden zuläßt. Ein Einfachschießverfahren mit robustem internen Optimierungsverfahren und allgemeiner Schnittstelle zum Verbrauchberechnungsprogramm wird entwickelt, implementiert und zur optimalen Auslegung des Antriebsstrangs im Hinblick auf Fahrleistung und Verbrauch angewendet. Fahrleistung und Verbrauch konnten dadurch erheblich verbessert werden.     «

Viele Aufgaben aus dem Bereich der Fahrzeugtechnik führen auf Optimierungsprobleme für virtuelle Bauteile. Sie werden durch mathematische Modelle beschrieben und durch numerische Simulation gelöst. Die komplizierte Struktur des Antriebsstrangs wird durch ein System gewöhnlicher Differentialgleichungen wiedergegeben. Das Modell muß echtzeitfähig sein. Deshalb wird das dynamische Verhalten ganzer Bauteile, z.B. Motor und Wandler, durch Kennlinien und Kennfelder repräsentiert. In den bestehenden Si...     »

Many tasks prevalent in the field of automotive engineering lead to optimization problems for virtual components. The problems are described with mathematical models and solved by numerical simulations. The complicated structure of the drive train is reflected by a system of nonlinear ordinary differential equations. Its implementation must meet real-time conditions. For this reason the dynamic behavior of a whole series of components, e.g., engine and torque-converter, are represented by characteristic lines and fields. In the existing simulation programs for calculating the driving power and fuel consumption, these functions are linearly interpolated. This results in equations with a rather low order of differentiability. Particularly with the optimization of characteristic lines, the objective functions turn out to be non-smooth. In this work a concept is presented which reduces the optimization of characteristic lines to a parameter optimization problem. An embedding algorithm is developed which allows one to generate hypothetical shape-preserving characteristics derived from given data. This is done via a two-dimensional B-spline approach. During the optimization, the characteristics are evaluated very frequently. A method is thus proposed permitting an efficient computation of the splines. A single-shooting algorithm is developed with a robust internal optimization method and a general purpose interface to the program calculating the fuel consumption. It is then implemented and used for optimally designing the drive train with respect to driving power and fuel consumption. As a result, a considerable improvement in both driving power and fuel consumption is achieved.     «

Many tasks prevalent in the field of automotive engineering lead to optimization problems for virtual components. The problems are described with mathematical models and solved by numerical simulations. The complicated structure of the drive train is reflected by a system of nonlinear ordinary differential equations. Its implementation must meet real-time conditions. For this reason the dynamic behavior of a whole series of components, e.g., engine and torque-converter, are represented by charac...     »