Flohr, Andreas (2005)
Konzept und Umsetzung einer Online-Messdatendiagnose an Motorenprüfständen.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung
Kurzbeschreibung (Abstract)
Fokus der Arbeit ist die Steigerung der Effektivität und Qualität von Motorprüfständen. Ein normaler Prüfstand für die Applikation und Entwicklung von Verbrennungsmotoren ist meist mit 50 und mehr Messsensoren bestückt, deren Daten mit Erfassungsraten zwischen 0.1 und 100 Hz aufgezeichnet werden. Der Prüfstandsfahrer hat bei dieser heute als Minimum anzusehenden Vielzahl von Werten kaum noch die Chance, deren Richtigkeit schnell genug zu erfassen. Auch die Abkehr vor der Rastervermessung hin zu modellbasierten Vermessungsstrategien macht die Nachvollziehbarkeit der Daten nahezu unmöglich. Gleichzeitig steigt die Fehlerwahrscheinlichkeit mit der Anzahl der Sensoren an. Berücksichtigt man noch die durch Fehlbedienung verursachten Probleme, so muss durchschnittlich alle zwei Tage mit Messausfällen oder Verzögerungen gerechnet werden. Genau diese Aufwände für Wiederholungsmessungen und Ausfallzeiten sollen mittels der erarbeiteten Methodik reduziert werden. Ein Prüfprogramm, das online mit den Prüfstandsdaten versorgt wird, soll diese auf Unstimmigkeiten überprüfen, und gegebenenfalls Fehlermeldungen ausgeben. Die Arbeit gliedert sich grob in zwei Teilgebiete, nämlich die Fehlerdetektion und die Fehlerisolation. Die Detektion basiert auf einer ganzen Reihe verschiedener Methoden, die im Fehlerfalle bestimmte Merkmale generieren. Zum Einsatz kommen Grenzwertüberwachungen, Vergleiche, thermodynamische Ansätze und messdatenbasierte Polynommodelle, sofern sie einer ausreichenden Allgemeingültigkeit gerecht werden. Mittels verschiedener Fehlerisolationsverfahren wird aus den Symptomen, die das Ergebnis der Modellrechnungen sind, auf die tatsächliche Ursache potentieller Unstimmigkeiten geschlossen. Diese beinhalten sowohl mathematisch-logische Verfahren, als auch Wahrscheinlichkeitsbetrachtungen. Das entwickelte Konzept unterscheidet sich deutlich von anderen Arbeiten aus diesem Themengebiet. Meist werden Fehleranalyseverfahren auf detailliert vermessene Systeme angewandt, so z.B. in der motoreigenen "On Board Diagnose" oder Überwachungssystemen im Anlagenbau. Auf modernen Palettensystemen verweilen die Motoren aber nur für wenige Stunden oder Tage am entsprechenden Prüfstand. Über den Motor selbst ist zum Teil nur sehr wenig bekannt. Eine aufwändige Parametrierung oder Vermessung kann somit nicht als Grundlage der Plausibilitätsprüfungen herangezogen werden. Vielmehr muss ein solches Prüfprogramm auf physikalische Grundsätze zurückgeführt werden, die für alle Motortypen richtig sind. Die Parametrierung darf ausschließlich auf den Größen beruhen, die ohnehin am Prüfstand verfügbar sind. Sonstige Informationen müssen den Messdaten selbst entnommen werden. Die Arbeit umfasst die Beschreibung der notwendigen Teilaspekte, die ein solches System beinhalten muss, die Beschreibung einiger Plausibilitätsgleichungen und auch die Strategie zur Fehlerisolation.
Typ des Eintrags: | Dissertation | ||||
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Erschienen: | 2005 | ||||
Autor(en): | Flohr, Andreas | ||||
Art des Eintrags: | Erstveröffentlichung | ||||
Titel: | Konzept und Umsetzung einer Online-Messdatendiagnose an Motorenprüfständen | ||||
Sprache: | Deutsch | ||||
Referenten: | Hohenberg, Prof.Dr. Günter ; Tropea, Prof.Dr. Cameron | ||||
Berater: | Hohenberg, Prof.Dr. Günter | ||||
Publikationsjahr: | 15 Dezember 2005 | ||||
Ort: | Darmstadt | ||||
Verlag: | Technische Universität | ||||
Kollation: | IX, 115 Bl. : graph.Darst. | ||||
Datum der mündlichen Prüfung: | 1 November 2005 | ||||
URL / URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-6324 | ||||
Kurzbeschreibung (Abstract): | Fokus der Arbeit ist die Steigerung der Effektivität und Qualität von Motorprüfständen. Ein normaler Prüfstand für die Applikation und Entwicklung von Verbrennungsmotoren ist meist mit 50 und mehr Messsensoren bestückt, deren Daten mit Erfassungsraten zwischen 0.1 und 100 Hz aufgezeichnet werden. Der Prüfstandsfahrer hat bei dieser heute als Minimum anzusehenden Vielzahl von Werten kaum noch die Chance, deren Richtigkeit schnell genug zu erfassen. Auch die Abkehr vor der Rastervermessung hin zu modellbasierten Vermessungsstrategien macht die Nachvollziehbarkeit der Daten nahezu unmöglich. Gleichzeitig steigt die Fehlerwahrscheinlichkeit mit der Anzahl der Sensoren an. Berücksichtigt man noch die durch Fehlbedienung verursachten Probleme, so muss durchschnittlich alle zwei Tage mit Messausfällen oder Verzögerungen gerechnet werden. Genau diese Aufwände für Wiederholungsmessungen und Ausfallzeiten sollen mittels der erarbeiteten Methodik reduziert werden. Ein Prüfprogramm, das online mit den Prüfstandsdaten versorgt wird, soll diese auf Unstimmigkeiten überprüfen, und gegebenenfalls Fehlermeldungen ausgeben. Die Arbeit gliedert sich grob in zwei Teilgebiete, nämlich die Fehlerdetektion und die Fehlerisolation. Die Detektion basiert auf einer ganzen Reihe verschiedener Methoden, die im Fehlerfalle bestimmte Merkmale generieren. Zum Einsatz kommen Grenzwertüberwachungen, Vergleiche, thermodynamische Ansätze und messdatenbasierte Polynommodelle, sofern sie einer ausreichenden Allgemeingültigkeit gerecht werden. Mittels verschiedener Fehlerisolationsverfahren wird aus den Symptomen, die das Ergebnis der Modellrechnungen sind, auf die tatsächliche Ursache potentieller Unstimmigkeiten geschlossen. Diese beinhalten sowohl mathematisch-logische Verfahren, als auch Wahrscheinlichkeitsbetrachtungen. Das entwickelte Konzept unterscheidet sich deutlich von anderen Arbeiten aus diesem Themengebiet. Meist werden Fehleranalyseverfahren auf detailliert vermessene Systeme angewandt, so z.B. in der motoreigenen "On Board Diagnose" oder Überwachungssystemen im Anlagenbau. Auf modernen Palettensystemen verweilen die Motoren aber nur für wenige Stunden oder Tage am entsprechenden Prüfstand. Über den Motor selbst ist zum Teil nur sehr wenig bekannt. Eine aufwändige Parametrierung oder Vermessung kann somit nicht als Grundlage der Plausibilitätsprüfungen herangezogen werden. Vielmehr muss ein solches Prüfprogramm auf physikalische Grundsätze zurückgeführt werden, die für alle Motortypen richtig sind. Die Parametrierung darf ausschließlich auf den Größen beruhen, die ohnehin am Prüfstand verfügbar sind. Sonstige Informationen müssen den Messdaten selbst entnommen werden. Die Arbeit umfasst die Beschreibung der notwendigen Teilaspekte, die ein solches System beinhalten muss, die Beschreibung einiger Plausibilitätsgleichungen und auch die Strategie zur Fehlerisolation. |
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Alternatives oder übersetztes Abstract: |
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Freie Schlagworte: | Fehlerisolation, Fehlerdetektion | ||||
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau | ||||
Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 16 Fachbereich Maschinenbau 16 Fachbereich Maschinenbau > Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe (VKM) |
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Hinterlegungsdatum: | 20 Nov 2008 08:23 | ||||
Letzte Änderung: | 07 Mai 2019 12:40 | ||||
PPN: | |||||
Referenten: | Hohenberg, Prof.Dr. Günter ; Tropea, Prof.Dr. Cameron | ||||
Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: | 1 November 2005 | ||||
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