Umgekehrt profitieren wir von der Rückmeldung aus dem Feld. Ulf Schöpfer lässt uns beispielsweise wissen, welche Fehlercodes wo in Europa unter welchen Fahrbedingungen aus den Motorsteuergeräten ausgelesen wurden. Standardmäßig abgelegte Zusatzinformationen zu Geschwindigkeit, Drehzahl, Last, Außentemperatur, Luftdruck usw. sind für uns Gold wert. Auch aus ersetzten Teilen, die wir mit den Lieferanten untersuchen, können wir bezüglich aktueller Projekte wertvolle Schlüsse ziehen.

Die Qualitätsorganisation versorgt uns darüber hinaus mit Risikoabschätzungen im Hinblick auf neue Technologien. Daraufhin entwickeln wir gemeinsam Strategien (Komponenten- und Softwareanpassung), um potenzielle Fehlerquellen zu beseitigen. Eines der Schöpfer-„Werkzeuge“, ein stochastisches Verfahren namens Monte-Carlo-Simulation hat mein Lieblingsbild erschaffen. Die „Ferne Galaxie“ veranschaulicht den Einfluss der Toleranzen von Sensoren und Aktuatoren auf die Abgaszusammensetzung.

Ziel des hier gezeigten Simulationstyps ist es, die Auswirkungen verschiedener Saugrohr-„Architekturen“ und Ventilsteuerzeiten auf den Ladungswechsel zu überprüfen. Dank dieser Darstellungen gewinnen wir Erkenntnisse hinsichtlich:

• Gleichverteilung (Bekommt jeder Zylinder gleich viel Luft?)
• Rückströmung (Wird Abgas ungewollt zurück gesaugt?)
• Turbulenzzonen (Ist die Zylinderfüllung gefährdet?)

Die Animation vermittelt einen Eindruck von der Gasdynamik im Ansaug-/Abgastrakt und von den komplexen Abläufen in den Zylindern. Mit Hilfe der Farben wird der Wechsel der Luftströmungsgeschwindigkeiten von blau = niedrig bis rot = hoch deutlich.

Sobald das Berechnungsmodell steht, können wir damit unterschiedlichste Crashkonfigurationen simulieren – ganz ohne Lärm, Splitter und Staub. Die nötigen Rechenoperationen laufen in der Regel über Nacht. Vor wenigen Jahren mussten dazu teure und raumfüllende Großrechner ran. Heute reicht es, einige Hochleistungs-PC miteinander zu verknüpfen. Die zeichnen den konfigurierten Aufprall Millisekunde für Millisekunde auf. Uns stehen dann Animationen, Beschleunigungszeitverläufe, Kraftkurven, Energiebilanzen etc. zur Auswertung und Optimierung zur Verfügung.

Über den Zeit- und Kostengewinn hinaus werden dank dieser Methode die komplexen Crash-Abläufe nachvollziehbar. Die Animationen erlauben den gezielten Blick hinter die Kulissen. Beispielsweise blenden wir Teile aus, um den Fokus auf andere zu richten, oder wir legen Schnitte durch die Deformationsstellen – vergleichbar mit der Computertomographie beim Radiologen. Der Crash lässt sich in beliebig viele Einzelperspektiven aufteilen. Derart flexible Auswertemöglichkeiten bieten die Onboard-Kameras im Realversuch nicht.

Die Animation deutet an, welche Möglichkeiten die heutigen Berechnungsmethoden bieten: So können wir zum Beispiel die komplexe Kinematik des Vier-Gelenk-Motorhaubenscharniers beim 64 km/h-Offset-Crash vom Motorraum aus betrachten und unsere Schlüsse daraus ziehen.

Noch bevor ein Aggregat im SSM, IV oder gar im PPV werkeln kann, müssen die Integrations- und DMU-Ingenieure (digital mock-up) schauen, ob und wie alles in den Motorraum passt. Wichtige Kriterien hierbei sind die Festlegung der Motorlage (Position, Winkel) und die Schnittstellen zu Motor und Getriebe wie Kühlwasser-, Treibstoff-, Strom-, und Reinluftversorgung, Ladeluftanschlüsse, Kabelsatz allgemein, Abgasanlage, Motorlagerung sowie die mechanische Leistungsübertragung. Weitere Stichworte in diesem Zusammenhang: Geräuschabstrahlung, Temperaturgrenzwerte, Druckverlustreduzierung, Service-Zugänglichkeit und Freigängigkeiten auch bei extremen Fahrmanövern.

Das Bild zeigt Karl Ludwig Klingelschmitt, Klaus Frondorf und mich (von links) beim Check der Einbauposition des neuen Turboladers. Wir mussten sicherstellen, dass der Abstand zu anderen Bauteilen auch dann groß genug ist, wenn der Aktuator der Turbinenleitschaufeln arbeitet. Der große Bildschirm hat sich übrigens auch bei der Fußball-WM bewährt…

Der „Rundflug“ um den 1.7 CDTI vermittelt einen Eindruck vom Motor-Puzzle, das wir täglich spielen.

Ein Riesenvorteil von HiL ist, dass der Testkandidat auf verschiedene Motor- und Fahrzeugzustände (auch Grenzbereiche) hin schnell und reproduzierbar überprüft werden kann. So validieren wir sehr früh neue Entwicklungen wie Diagnosefunktionen oder das Zusammenspiel von Motorsteuergerät und ABS/ESP, ohne jedes Mal ein „echtes“ Auto bestücken und auf die Teststrecke schicken zu müssen.

Das Motorsteuergerät ist schon eine sehr komplexe Komponente, an die hohe Anforderungen gestellt werden. Dies sind:

• Die sehr hohe Anzahl elektrischer Ein-und Ausgänge für Stromversorgung, Sensoren und Aktuatoren – beim 1.7 CDTI über 150.
• Die einwandfreie Funktion bei Wind, Wetter und Vibrationen. So reicht zum Beispiel das Spektrum der tolerablen Umgebungstemperaturen von unter -35 °C bis über 100 °C.
• Die Zuverlässigkeit in der Kombination mit anderen Steuergeräten (CAN = Controller Area Network). Temporäre extreme Signalstärkenschwankungen wie im WLAN oder im Mobiltelefonnetzwerk sind keine Option.

Im Bild von links Karsten Brosseit, Thorsten Michel und ich bei letzten Checks.