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Entwicklung, Implementierung und Aufbau von modernen Diagnoseverfahren für Kfz-Bordnetze

Organisatorisches

Beginn: 01.04.2016

Maximale Teilnehmerzahl: 8

 

Beschreibung

Was passiert, wenn in einem Kfz-Bordsystem ein Fehler auftritt? Fehlfunktion? Störung? Unfall? Wie können Veränderungen in einem Kfz-Bordnetz zuverlässig erkannt und entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden?
All das sind Fragen, die die Projektgruppe im Sommersemester 2016 beantworten wird!


Besonders, wenn man die neuen Entwicklungen im Bereich „autonomes Fahren“ betrachtet, fällt auf, dass Zuverlässigkeit, Beherrschbarkeit und Monitoring des Gesamtbordsystems einen zentralen Stellenwert einnehmen. Der Fokus liegt auf der Überwachung des Bordnetzes und der Batterie als zentrale Komponente. In Fahrzeugen sollen oft auch heute schon vorhandene Daten in Zukunft zentral gesammelt und durch intelligente Algorithmen so ausgewertet werden, dass Probleme frühzeitig und zuverlässig erkannt werden können. Die Projektgruppe findet im Rahmen einer Kooperation zwischen dem Arbeitsgebiet Bordsysteme und dem Arbeitsgebiet Datentechnik statt.
Die Bearbeitung der Fragestellungen kann in folgende Themenfelder unterteilt werden:

Bordnetz-Diagnose
Auf einer Seite eines ganzheitlichen Bordsystems steht das Bordnetz mit seinen Verbrauchern und dem Leitungsnetz. Nachdem Überlegungen zu Topologie und möglichen Fehlerzuständen angestellt wurden, können Modelle für eine geeignete Simulationsumgebung entwickelt werden, in der Diagnose-Algorithmen getestet werden können. Verschiedene Ansätze zur Überwachung sollen implementiert und untersucht werden. Einige Ansätze sind z.B. Fehlererkennungsverfahren mit neuronalen Netzen, Condition-Based Modelling oder Unknown Input Observer. Zu erkennende Fehler sind Kurzschlüsse, Leitungsbrüche, Lichtbögen, schleichende Kurzschlüsse (Isolationsermüdung) und Kontaktalterung. Es wird mit einfachen Fehlerzuständen und Topologien begonnen, um schrittweise die Anforderungen an die entwickelten Algorithmen zu erhöhen.


Batterie-Diagnose
Auf der anderen Seite eines ganzheitlichen Bordsystems befindet sich die Batterie. Im Bereich der Batteriediagnose wird ein Batterie-Ersatzschaltbild als elektrisches Netzwerk interpretiert und das angeschlossene Bordnetz so einfach wie möglich dargestellt. Durch die Beobachtung und Schätzung der Komponenten des Ersatzschaltbildes sollen nun Rückschlüsse auf den Zustand der Batterie gewonnen werden. Hierzu sollen ebenfalls Methoden aus der Klassifikation untersucht und bewertet werden. Die Untersuchungen beginnen mit einer einzelnen 3,3 V LiFePO4 Zelle und sollen anschließend auf einen größeren Zellverbund ausgeweitet werden.


Aufbau/Erweiterung eines Demonstrators und Validierung der Algorithmen
Die erarbeiteten Topologien können im Labor aufgebaut und damit die Algorithmen an einem Hardware-Demonstrator getestet werden. Hierbei steht ein erster flexibler Bordnetz-Demonstrator zur Verfügung, der im Rahmen des Projekts erweitert wird.
Zur Messdatenübermittlung muss ein Kommunikationsbussystem aufgebaut werden. Die an den Verbrauchern ermittelten Messwerte werde erst von lokalen Mikrocontrollern erfasst und z.B. via CAN an einen zentralen Rechner gesendet. Der zentrale Rechner wendet die Diagnose-Algorithmen an und stellt die Bordnetzdiagnose.

 

Termine

Thema Termin Ort Bemerkungen

Einführungsveranstaltung

13.04.2016

P1-02-211/212

 

Projektbesprechungen

Alle 14 Tage

P1-02

 

 

Betreuer

Michael Kiffmeier, Marian Felder, Prof. Dr.-Ing. Stephan Frei

 

 

 

 



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Kontakt

M. Sc. Michael Kiffmeier
Wissenschaftlicher Angestellter
Tel.: 0231 755-4328