Mazda beschleunigt Entwicklung von Motoren

Wirkungsgrad steigern

Die Ingenieure bei Mazda nutzten Simulink und Model-Based Calibration Toolbox zur Erstellung von optimalen Kalibrierungsdatensätzen
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Model-Based Calibration Toolbox half, den Wirkungsgrad des Motors zu steigern und gleichzeitig globale Emissionsstandards einzuhalten

Mazda setzte Matlab, Simulink und Model-Based Calibration Toolbox von Mathworks ein, um die Entwicklung von Motoren mit Skyactiv Technology zu beschleunigen. Damit konnte Mazda den Wirkungsgrad von Skyactiv-Motoren steigern und gleichzeitig strenge, weltweit geltende Emissionsstandards einhalten. Skyactiv-Motoren verfügen über völlig neue Eigenschaften, die ein höheres Drehmoment liefern und den Kraftstoffverbrauch senken. Model-Based Calibration Toolbox half Mazda dabei, die Vorteile dieser Motoreigenschaften weiter zu optimieren, indem der Kraftstoffverbrauch und der Emissionsausstoß weiter gesenkt wurden, als dies mit manuellen, tabellenbasierten Kalibrieransätzen möglich gewesen wäre. Mazda entwickelte durch den Einsatz entsprechender Optimierungsmethoden optimale Testpläne, die in einer Minimierung des Kalibrieraufwands und einer geringeren Nutzung des Teststandes resultierten.

„Die Suche nach einer optimalen Kalibrierung in einem Suchraum mit fünf oder mehr Dimensionen ist auch für die erfahrensten Applikationsingenieure eine schwierige Aufgabe. Wir waren uns nie sicher, ob wir auch wirklich die optimale Einstellung gefunden hatten,” sagte Shingo Harada, Assistant Manager, Mazda. „Model-Based Calibration Toolbox hat uns nicht nur dabei unterstützt, die optimalen Kalibriereinstellungen für den Skyactiv-D Motor zu identifizieren, die Toolbox hat auch den Entwicklungsaufwand erheblich reduziert. Die erzeugten Modelle haben die Entwicklung von Steuerlogiken beschleunigt, wichtige Einsichten geliefert und es einfach gemacht, neue Ideen auszuprobieren.”
Die Ingenieure bei Mazda nutzten Simulink und Model-Based Calibration Toolbox zur Erstellung von optimalen Kalibrierungsdatensätzen, Entwicklung von Modellen, die in Steuergeräte implementierbar waren, sowie Motorenmodelle für Hardware-in-the-Loop-Simulationen. Dieser Entwicklungsansatz halbierte die Komplexität des Steuergerätemodells und steigerte dessen Genauigkeit um 80%.
„Die Kalibrierung des Motors ist von entscheidender Bedeutung, um Emissionen, Kraftstoffverbrauch und Leistung in ein ausgewogenes Verhältnis zueinander zu bringen. Mit zunehmender Komplexität der Regelung sowie neuen Motorenkonzepten ist die Motorkalibrierung zu einer wichtigen Herausforderung geworden,” sagte Jon Friedman, Automotive Industry Marketing Manager, MathWorks. „Mazda hat gezeigt, wie sich diese oft widersprüchlichen Anforderungen erfüllen lassen, indem einerseits die Investition in neue Motortechnologie voll ausgeschöpft und gleichzeitig der Aufwand für die Kalibrierung gesenkt wird.”
Skyactiv-D Motoren erfüllen die strengen europäischen und japanischen Emissionsstandards und werden serienmäßig in Fahrzeugen ab Baujahr 2012, unter anderem auch für den Mazda CX-5, eingebaut.
MathWorks, Tel.: 0508 647–2030, E-Mail: t.andraczek@mathworks.de
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